紅外熱成像在檢測方面的應用
紅外熱成像在檢測方面的應用
檢測原理
紅外熱成像運用光電技術(shù)檢測物體熱幅射的紅外線特定波段信號，將該信號轉(zhuǎn)換成可供人類視覺分辨的圖像和圖形，并可以進一步計算出溫度值。紅外熱成像技術(shù)使人類超越了視覺障礙，由此人們可以「看到」物體表面的溫度分布狀況。
物體表面溫度如果超過**零度即會輻射出電磁波，隨著溫度變化，電磁波的輻射強度與波長分布特性也隨之改變，波長介于0.75μm到1000μm間的電磁波稱為“紅外線”，而人類視覺可見的“可見光”介于0.4μm到0.75μm。紅外線在地表傳送時，會受到大氣組成物質(zhì)( 特別是H2O、CO2、CH4 、N2O、O3等)的吸收，強度明顯下降，僅在短波3μ~5μm及長波8~12μm的兩個波段有較好的穿透率(Transmission)，通稱大氣窗口(Atmospheric window)，大部份的紅外熱像儀就是針對這兩個波段進行檢測，計算并顯示物體的表面溫度分布。此外，由于紅外線對極大部份的固體及液體物質(zhì)的穿透能力極差，因此紅外熱成像檢測是以測量物體表面的紅外線輻射能量為主。預知維護檢測
預知維護檢測是預先檢測并診斷設備的潛在故障因素，有目的按計劃地進行維護工作。這種維護檢測作業(yè)不僅提高設備運轉(zhuǎn)的可靠性，并降低設備的檢修費用與工時，減少設備過度維護出現(xiàn)的問題。紅外線熱像檢測技術(shù)同時具備非破壞性檢測、非接觸式測量、直覺觀測、不受電磁干擾、測溫快速、靈敏度高等特性，是*有效的預知保養(yǎng)維護工作中對設備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的方法之一。
設備出現(xiàn)異常時，通常顯示出一定的征兆，如振動、聲響、電量、光、溫度、壓力、異物等各種物理量的測量，可供發(fā)現(xiàn)并診斷問題。許多的設備異常，在初期階段會顯示可覺察的溫度差異，而紅外線熱成像是以測量溫度為檢測方法，將檢測所得的熱圖像與溫度值，根據(jù)設備的構(gòu)造及特性進行分析，發(fā)現(xiàn)并診斷問題，提出建議改進方案。
紅外線熱成像檢測是一項越來越被肯定的工業(yè)檢測技術(shù)，就一般工廠檢測應用而言，主要以提高設備運轉(zhuǎn)的可靠性、工業(yè)**及節(jié)能等為目的。工廠設備以電氣及機械兩大類為主，并以電氣設備的檢測應用為*多，另外還包括轉(zhuǎn)動、傳動機械裝置的檢測，爐壁、管線的防火與隔熱層(保溫/保冷)的狀態(tài)檢測。
電氣設備的檢測應用
電氣設備故障的危害，輕則造成設備損傷與停產(chǎn);重則發(fā)生電氣火災。電氣設備的初期異?，F(xiàn)象常常伴隨可覺察的溫度變化跡象，采用紅外線熱成像檢測可在不停電狀態(tài)下進行檢測工作。
包括設計、制造、安裝和運行維護工作的不當都會造成電氣設備出現(xiàn)過熱問題；電氣設備特別是導電性能、絕緣性能**時，將會產(chǎn)生可覺察的溫度異常現(xiàn)象。常見的過熱原因包括:
1、接觸電阻過高：螺絲松脫或滑扣、異物嵌入、氧化、接觸**等或接觸面積不足等原因造成。
2、漏電流或放電：導因于設備的絕緣與耐壓功能**，例如沿面污染、濕度太高、絕緣劣化、絕緣距離不足、或過電壓等諸多因素。
3、過載：由于設計規(guī)劃不正確、保護裝置失常、或供電需求的超負荷等因素均會造成過載，使設備整體溫度偏高。
4、渦流過熱：由于設計施工**所致，在實際檢測中發(fā)現(xiàn)，因渦流感應所產(chǎn)生的過熱現(xiàn)象十分普遍。
5、散熱**：例如線槽電纜堆積過于密集、變電站空調(diào)不足、柜體通風**，設備環(huán)境溫度偏高等因素導致積熱無法消除的過熱現(xiàn)象，并加速絕緣老化。
6、其它原因。
電氣設備檢測種類
由發(fā)電廠、電力輸配線路、變電站、電氣室、控制室、線槽、配電箱及用電設備所在的分區(qū)場所，可包括發(fā)電機、架空線路、斷路器、變壓器、比流器、比壓器、避雷器、套管、總線、電抗器、電容器、電纜、導線，以及各式開關(guān)、切換器、電驛，甚至用電的機臺與動力設備本身，均可應用本項檢測查找出重要的設備異常問題。
依據(jù)實際執(zhí)行紅外線熱成像檢測的數(shù)據(jù)，經(jīng)常發(fā)生設備過熱異常的原因歸納如下：
1、設備長期運行使用后，均可能產(chǎn)生過熱異常現(xiàn)象，其中大部份發(fā)生于接頭與連接點部位。
2、新增設的或曾作修改的設備，被發(fā)現(xiàn)過熱問題的概率較大。
3、材質(zhì)或形狀不同的導體間的端子連接部位因接點固定效果較差，易產(chǎn)生過熱現(xiàn)象。
4、部份端子接點因連接螺絲滑扣導致接點接觸**，這類現(xiàn)象往往由于接點的過度緊固導致。
5、設備容量不足會導致設備的整體過熱現(xiàn)象，此情形因回路增加負載后設備整體規(guī)劃不周所致。
6、電纜頭及引線端子由于壓接**造成過熱異常的現(xiàn)象頗為常見，這類缺陷即便采取接點定期緊固措施，亦不能有效改善。
7、長期高負荷或超載設備過熱現(xiàn)象比例很大，且過熱溫度較高。
8、負載變化頻繁的回路的熱脹冷縮和震動情況比較嚴重，易發(fā)生連接機構(gòu)松脫的過熱現(xiàn)象。
9、通風**或未配置空調(diào)設備的配電室，因環(huán)境溫度過高或濕度過大而發(fā)生問題，其過熱異常的比例與程度明顯偏高。
10、配電柜的設備過度集中，即使裝設排風裝置，亦未必能達到良好的散熱目的。
11、電纜槽或線束因?qū)Ь€過度集中，致使散熱作用**，造成絕緣層長期過熱而劣化。
12、由于設計施工的疏忽，大部份的大負載(大電流)通過區(qū)域，容易發(fā)生渦流過熱的問題。
13、設備狀況與使用環(huán)境關(guān)系緊密，室外設備較室內(nèi)設備易發(fā)生過熱現(xiàn)象。
14、雨霧、粉塵、酸性與堿性危害嚴重的地區(qū)的室外設備由于化學腐蝕造成的過熱異常非常明顯。
15、設備狀況的優(yōu)劣與維護工作的制定關(guān)系顯著，低壓設備的缺陷比例高于高壓設備缺陷比例。
16、設備由于所處環(huán)境惡劣或安裝位置較為隱密，維護工作中易被疏忽遺漏，所以產(chǎn)生過熱問題的概率較高。
機械與鍋爐等設備的應用
一、機械設備檢測
旋轉(zhuǎn)與傳動機構(gòu)的熱源來自“摩擦熱”，由于軸心偏移、潤滑**或組件之間材質(zhì)與規(guī)格不匹配等因素導致的過度摩擦，會產(chǎn)生大量的摩擦熱，致使溫度上升，造成機械快速磨耗損毀，傳動效率下降或過度振動導致無法達到精密控制的要求。這類檢測應用包含電機、軸承、聯(lián)軸器、水泵、壓縮機、傳動裝置﹙皮帶、齒輪或鏈條﹚等設備。
二、防火材料料與保溫隔熱層檢測
鍋爐等高溫爐體的內(nèi)壁的防火層或管路外壁的保溫隔熱層如發(fā)生剝落或填充不扎實，會使溫度絕緣效果**，絕緣薄弱區(qū)會產(chǎn)生大量的熱泄漏，并在外殼形成過熱區(qū)。防火材料與隔熱層**使能源效率降低，生產(chǎn)成本提高；而防火層損毀更會影響爐壁金屬的機械強度，影響生產(chǎn)**。這類檢測應用包含鍋爐、焚化爐、旋轉(zhuǎn)窯體、魚雷車的防火材料，與管路、爐體、儲罐的保溫層（保冷）等。
三、其它設備檢測
在其它檢測應用方面，包括管路結(jié)垢或阻塞檢測，管壁侵蝕或破洞檢測，儲罐液位檢測，熱交換器效率檢測，閥門開關(guān)狀態(tài)檢測，地下表層管路位置檢測等。
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檢測服務說明
專業(yè)檢測：從事解決溫度方案和“設備預知維護檢測”的專業(yè)公司，檢測人員具有比較豐富的紅外線熱成像檢測與設備診斷經(jīng)驗，可主動尋找設備的問題盲點，提高問題檢出比率，進行正確的設備問題分析工作。
檢測數(shù)據(jù)系統(tǒng)化管理：檢測完成后，將熱圖隨同檢測報告一并提供給客戶，以方便客戶對數(shù)據(jù)管理與問題設備的追蹤管理。
檢測作業(yè)程序
為保證一定的檢測質(zhì)量檢測依循標準模式作業(yè)。此處簡要介紹供大家參考：
1. 熱像儀主機安裝電池或連接供電電源后開機，進行開機后的熱機程序；主機熱機程序完成后，進行各項參數(shù)的設定與主機功能的選定。
2. 遵照陪同檢測人員安排的檢測路徑，逐一進行設備檢測工作(對照等待受檢設備清單，以免遺漏)。
3. 針對每一設備編號(如柜子組件，由電源側(cè)向負載側(cè)，進行逐一組件、逐相、逐一部位的檢測核查。
4. 核查過程如發(fā)現(xiàn)異常的過熱現(xiàn)象，應先確認是否為反射干擾現(xiàn)象作用所致 (反復移動檢測位置并改變觀測角度確認)，應特別注意表面光亮的金屬面，容易因背景物高溫源的干擾，產(chǎn)生“過熱”假象。
5. 輔以目視察看方式，檢查異常過熱點的設備結(jié)構(gòu)與表面狀況，初步分析過熱原因及嚴重程度。
6. 將異?，F(xiàn)象與初步分析結(jié)果告訴陪同檢測人員，向其詢問必要的設備運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，并進行必要的問題討論。
7. 重新檢查并設定各項檢測參數(shù)(背景溫度、目標距離、相對濕度、大氣溫度、外部光學部件等重要參數(shù)) 后，記錄保存該問題點的熱圖像，該圖須包含過熱點及參考點。
8. 記錄保存該問題點的可見光圖像，該圖像須能明白對照出問題點的確實位置。
9. 要求陪同檢測人員提供問題點的負載電流。
10. 將問題點的重要信息(名稱、異常部位、圖像文檔名稱、目視檢查結(jié)果、負載電流、及運行數(shù)據(jù)等)告知陪同檢測人員，提示其進行登記備案。
11. 對于未檢出異常的設備，如陪同檢測人員已事先指定應作記錄保存圖像時，應比照上述第7~11項步驟，進行圖像記錄保存與記錄工作。
12. 重復上述第2~11項步驟，直到完成全部指定設備的檢測工作。
13. 檢測工作完成，檢測人員向指定的人員做檢測匯報，如有嚴重疑點應該特別提示說明。
1、檢測的重點：
(1) 高壓的設備(電力系統(tǒng)為主)； (2) 負載電流較大的設備；
(3) 負載頻繁變動設備； (4) 所在位置隱密，較少巡檢的設備；
(5) 有故障記錄的設備； (6) 故障發(fā)生后導致?lián)p失嚴重的設備。
2. 就部門區(qū)別而言﹕
(1) 電力部門所轄的室內(nèi)外供電系統(tǒng)(例如輸入端設備、GIS、控制柜、變電站的變壓器、配電柜(開關(guān)柜/ 電容柜/控制柜)、分電箱，空調(diào)房電力設備、機房電力設備、電纜線槽等)。
(2) 廠內(nèi)各部門所轄的動力用電柜全部與控制柜局部。
(3) 工程部門所轄的設備中，包含爐管、加熱器、冷凍機、空壓機及其它電動裝置的用電量較大、負載變動頻繁，用電回路(含本地和遠端電源箱)。
(4) 至于其它設備，就其使用特性進行衡量
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