紅外熱成像進行腐蝕監(jiān)測的應用

機械故障，不適當?shù)碾姎庳撦d條件，損壞的金屬或非金屬組件通常會呈現(xiàn)出異常的溫度模式。溫度是各種工業(yè)過程中最重要的控制參數(shù)之一。使用紅外熱成像以非接觸方式進行異常溫度模式的識別和在線溫度測量有助于對可能的故障進行早期診斷，并且可以采取適當?shù)念A防措施來避免重大停機。通常將紅外熱成像結(jié)果與從其他技術（如超聲檢查，振動分析等）獲得的結(jié)果進行比較，以進行通用的多模式狀態(tài)監(jiān)測，以確保可靠性和準確性。紅外熱成像的優(yōu)勢在于它是一種遠程，非接觸式和非侵入式技術，可以同時監(jiān)視大面積區(qū)域。此外，紅外熱成像能夠?qū)崟r記錄溫度的動態(tài)變化，并且更容易，更快地解釋所獲取的偽彩色編碼的紅外熱圖像。根據(jù)測得的溫度值，可以對維護和修理計劃做出適當?shù)臎Q定。因此，紅外熱成像有助于減少設備損壞，系統(tǒng)停機時間和維護成本。由于這些優(yōu)點，紅外熱成像已被確立為有效的狀態(tài)監(jiān)視工具。

圖為紅外熱成像

腐蝕在各個工業(yè)部門造成巨大的經(jīng)濟損失。最近的一項研究表明，在美國，與腐蝕相關的年度直接總成本幾乎為2760億美元。由于腐蝕伴隨材料損失，因此會引起表面溫度變化。因此，紅外熱成像是監(jiān)測與腐蝕損害相關的表面溫度變化的出色工具，應該使用瞬態(tài)紅外熱成像技術來表征隱藏的腐蝕缺陷。研究者開發(fā)了用于腐蝕破壞的3D傳熱模型，并提出了一種基于表面溫度時間導數(shù)的簡單算法來檢測腐蝕引起的厚度變化。將一個簡單的一維熱模型應用于厚的圓柱和球形零件以進行腐蝕檢測，并優(yōu)化了加熱規(guī)程以提高信噪比。報告說，腐蝕的區(qū)域可以通過最大的熱對比度和最大對比度值的出現(xiàn)時間來表征。因此，使用紅外熱成像來檢測和表征厚金屬部件中的隱藏腐蝕缺陷。

除此之外，使用紅外熱成像來檢測涂有有機材料的鋼部件中的腐蝕，在這種情況下，觀察到破裂的水泡狀缺陷的溫差最高。紅外熱成像還被用于檢測飛機鋁板中的腐蝕缺陷。用脈沖紅外熱成像技術定量分析鐵管中的點蝕腐蝕缺陷。研究表明，僅在由于腐蝕導致壁厚損失至少20％時，才能實現(xiàn)基于紅外熱成像的技術可接受的精度水平。紅外熱成像用于測量鋼筋中的腐蝕，其中觀察到溫度升高的速率隨腐蝕程度的增加而增加。紅外熱成像是檢測高溫管道中腐蝕點和壁損缺陷的有力工具，高溫管道是石化廠和電站中最常用的工具。紅外熱成像還可以輕松檢測出直徑大于10毫米，壁厚為40％的腐蝕缺陷。腐蝕引起的缺陷會縮短組件的使用壽命，基于紅外熱成像的非接觸狀態(tài)監(jiān)測可以估算由于腐蝕造成的材料損失，從而有助于評估組件的剩余壽命。