会议简要
红外
热像仪检测技术有着远距离、非接触、大面积、直观快速检测的优点，可用于多个领域。Imperium超声波成像仪，凭着其实时视频成像、操作简便、成本低等优势，主要应用于航空航天、军工、特检、材料研究等领域。红外热像法检测和超声波成像检测法相辅相成，可用于特种设备安全、航空航天及复合材料检测等。
为了进一步完善特种设备安全、航空航天、复合材料领域的检测技术，提高检测效率，欧美大地科技有限公司暂定于2009年11月17日在上海名人苑宾馆会议室举办“2009年超声波、红外热像仪检测技术应用研讨会”。届时将有美国为国际学员提供超声波检测培训并被授予2007年美国杰出军事服务将军奖章，为空军无损检测事业做出贡献的高级NDI讲师Moody先生将介绍超声波成像仪在特种设备安全、航空航天及复合材料检测中的具体应用，超声波成像技术在国内外最新应用动态，应用案例视频等。另外,毕业于美国威斯康星大学麦迪逊分校且2009年被加拿大紅外热像检测训练学院授予红外热像二级检测专家的黄国扬先生将介绍红外热像法检测技术在特种设备安全、航空航天、复合材料检测中的应用，案例分析，及国内外的最新应用动态等内容，同时介绍PAC厂家Pocket-UT扫描成像系统及钢丝绳检测技术。
2009年超声波、红外热像仪检测技术应用研讨会将是红外热像检测及超声波成像检测技术与国内外动态紧密结合的盛会，是广大特种设备安全、航空航天及复合材料检测人员相互学习的平台。欢迎相关人员踊跃报名参加。
Imperium超声波成像仪客户名单：
美国海军，PatuxentRiver 海军基地 | 美国空军，EdwardsAFB |
波音公司 | 空中客车公司 |
Karmanos癌症研究中心 | 美国哈佛大学 |
美国西北大学 | 美国KeyTechnology公司 |
美国佐治城大学医学研究中心 | 美国电力研究所 |
丹麦FORCE研究所 | 美国ATKThiokol宇航航天武器研究所 |
美国比尔直升公司 | |
2009年超声波、红外热像仪检测技术应用研讨会回执表
单位名称 | | 邮编 | |
单位地址 | |
姓名 | 职务 | 性别 | 联系电话 | 手机 | 电子邮箱 | 备注 |
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备注： 1、研讨会视参加人数而定，报名人数超过10人将按计划召开。 2、参会人员信息表请在10月31号之前传真或邮寄到会务组，复印有效。 3、参加研讨会会议免费，会议不安排参会人员的住宿，餐饮视参会人员情况安排。 |
报名联系方式： 地址：上海浦东新区桃林路18号环球广场A座910室（200135） 电话：021-51350225/26/27 传真：021-68532990 联系人：姜蕾蕾 |
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会议日程
2009年超声波、红外热像仪检测技术在特种设备、航空航天、复合材料检测领域的应用研讨会
日程安排
召开时间 | 2009年11月17日 |
召开地点 | 上海 |
参会人数 | 待定 |
具体日程安排 |
8:00-8:30 | 参会人员报到 |
8:30-10:00 | 高级NDI讲师Moody先生将介绍美国Imperium超声波成像仪在特种设备、航空航天及复合材料检测中的具体应用，超声波成像技术在国内外最新应用动态，应用案例视频等。 |
10:00-10:10 | 休息 |
10:10-11:00 | 超声波成像仪现场演示 |
11:00-12:00 | 讨论 |
12:00-13:30 | 午餐+休息 |
13:30-15:00 | 红外热像仪二级检测专家黄国扬先生介绍红外热像仪、PAC扫描成像系统、Votum、钢丝绳检测技术在特种设备、航空航天及复合材料检测中的应用，案例分析，及国内外的最新应用动态等内容。 |
15:00-15:10 | 休息 |
15:10-16:00 | 红外热像仪应用演示 |
16:00-17:00 | 讨论 |
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主讲专家
ChristopherJMoody |
工作经历 |
职业 | Imperium销售工程师 | 工作时间 |
公司 | Beltsville, Maryland | 2008 – 现在 |
工作内容 · 针对用户的需求负责Acoustocam的各类应用装配 · 向全球的潜在用户进行销售演讲 · 创造了超过USD500000销售额 · 向新用户提供培训及进行全球推广 |
职业 | 美国空军高级NDI讲师/技术员 | 工作时间 |
公司 | Pensacola, Florida | 1999 - 2008 |
· 教授美国空军学员超声基础 · 被授予2007年杰出军事服务将军奖章，奖励为空军的无损检测事业做出的贡献 · 为国际学员提供超声检测培训 · 美国空军无损检测领域材料专家，熟悉各种不同的飞机无损检测应用 |
教育 |
Troy 大学 | 管理学硕士 | 在读 |
Embry RiddleAeronautical大学 | 专业航空学学士，副修管理 | 2007年5月 |
Holyoke Community 学院 | 人文科学, 副学士 | 2003年5月 |
Community AF学院 | 无损检测，副学士 | 2005年5月 |
专业协会 · 美国无损检测协会 · 美国飞机拥有者和飞行员协会 |
TIMOTHY WRONG 黄国扬
l 黄国扬先生毕业于美国威斯康星大学麦迪逊分校，并一直在无损检测行业工作，积累了超过7年的经验。
l 2009年被授予由无损检测学会和BINDT承认的红外热像仪二级检测专家的称号。
l 凭借在无损检测行业中积累的经验，黄国扬先生拥有红外，紫外，超声波和雷达技术的专业知识和经验。
l 黄国扬先生现在是欧美大地科技有限公司的总经理，致力为中国提供先进的无损检测仪技术和相应的仪器。
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相关资料
Imperium 公司超声波成像仪Acoustocam I600上市
在技术方面的升级极大地提高了成像能力
Imperium—世界上唯一研发便携式超声成像照相机Acoustocam的公司，于今日宣布了新一代AcoustocamI600上市，AcoustocamI600配备新型DAV6chip，其特点在于升级后的新的成像模式，同之前的版本比较，为用户提供5倍于之前的清晰成像能力。Imperium公司现有的客户群包括oeing,Airbus,BellHelicopter,U.S.Army,U.S.Navy,U.S. AirForceandNASA.
Imperium公司主席兼CEOBobLasser在发言时说：“Acoustocami600的是我们的最新版本，也是世界一流超声波成像解决方案，为用户用于日常检测维护，以及事故后调查的强大工具，并配有实时远程监控和测试等功能。我们致力于为我们的客户和业界提供最先进的超声成像技术
Acoustocam可广泛应用于无损检测复合材料和金属结构缺陷的实时成像。在航空航天，石化，电力，汽车，船舶体育用品及微电子行业，客户可使用Acoustocam进行即时检测，如撞击损伤，内部空洞，分层，腐蚀等缺陷。在大多数情况下，从结构的外部不能检视到这些缺陷。
Imperium根据不同市场用户的需要改进成像功能和用户界面。一直以来，超声波检测需要专家才能解释检测图像结果。现在非专业用户可通过Imperium的DAV的相机技术有效地检测复合材料和金属结构内部情况。Imperium专注于DAV（TM）技术的发展。
超声波成像仪让复合材料内部缺陷无处可逃
图1Mcquire空军基地使用Imperium进行无损检测
一种比传统超声波检测更快速更便捷的超声波成像仪由 Imperium开发成功.
超声波被认为是一种用来寻找复合材料内部缺陷的很好的无损检测方法。但是，现在检测中使用的单点式A扫描测试存在着扫查速度慢，耗费人工多等问题，且操作人员需要大量培训。同时，复合材料收到的冲击损伤也很难用该方法来检测或量化，需要更复杂的仪器以及更多的培训。对飞机部件等受测件进行检测这样的应用急需一种能够快速便捷得到结果的仪器。通过与波音的合作，Imperium开发出了一款全新的超声波成像仪用于对复合材料进行无损检测，该仪器避免了传统同类仪器固有的缺陷，被称为Acoustocam。
图2 Impierum工程师对飞机表面蒙皮进行检测
现在使用的更先进的复合材料，如被用在V22鱼鹰及联合攻击战斗机JSF平台上的，被设计为应用在更加严酷的条件下。最常见的损伤情况是这些材料在机体正常使用的情况下已经可能出现的冲击损伤。但是，市面上并没有一款可靠简单的仪器用来对大面积的复合材料进行检测，而这种伤害经常无法被从表面上发现，因此用肉眼进行检测几乎是完全不可能的。如果在飞行任务前无法发现这一类的损伤，可能带来灾难性的后果。
所有在这些日常可能发生的损伤要求快速的检测方法来应对，同样复合材料蒙皮也需要快速的检测方法，而检测仪器的实用性在这些应用中被放到了最重要的高度。飞机维修厂的检修能力与空间都优先，因此快速有效的检测与决策是必需的。
对于缺陷检测的需要也必须将进一步与飞机生产时间与总体维护成本考虑在其中。理想的复合材料损伤的解决办法是一台可以在短时间内将一个便捷且可以简单解读的结果反馈给检测员的便携仪器。
Acoustocam系统可以满足这些需要。更具体的来说，该系统具备以下的特性:
s 可以由非无损检测专业技术人员操作
s 可以替代敲击式检查法的快速简单的先进检测仪器
s 专门为被复合材料的结构及材料评估设计
s 被证明具有很好的检测材料缺陷，复合材料分层，热力以及机械损伤的能力
s 小巧轻便低耗电
s 为现场实时无损检测专门设计
s 低成本
s 可以在平面或曲面部件上工作
s 不需要耗时的拆装过程
s 提供实时易分辨结果
s 不需要额外的培训
s 全环境设计，可以使用航天航空应用的严酷环境
使用实验室C扫描系统时Acoustocam生成的内部影像非常清晰，类似于使用可见光摄影机的效果。这套系统的成像部分有以下优势
s 高分辨率，快速对大型结构件进行检测
s 大成像区域
s 高刷新率
s 标准视频格式
s 只需少量培训即可解读结果(1天)
Acoustocam的探头连接到一个控制单元上，该控制单元有电子元件及单芯片便携电脑来控制探头及发射器。控制单元由一个图形用户交互系统和触摸屏组成。典型的操作界面如图2。现有的探头重1.81kg,控制单元重3.18kg。
用户操作时需要在检测区域上涂上少量耦合剂以便超声波通过，接下来探头放在受测件的表面即可出现成像。在控制单元上按下抓图案见即可以储存图像，控制单元本身可以储存数千张图像而不需要下载到其他截至。将来还可能在升级中加入无线传输功能，以便不同地点的用户均可以看到检测结果。
图3所示即为控制探头的软件接面。该操作界面同时显示A扫描与C扫描的结果，左边的C扫描中间有个十字标志用以表示A扫描的位置，右边得A扫描显示在C扫描十字位置的全波形。A扫描具有一般单点扫描装置的全部功能(材料声速，栅门设定，警告等)
图3. 用户操作界面
检测结果
Imperium与许多的工业界的合作机构一同针对超声技术对复合材料进行检测的一系列问题进行了研究。我们在波音进行了为期3个月的针对BVID（肉眼不可兼）损伤检测的研究。波音的GaryGeorgeson博士为我们提供了研究试样。在研究过程中，超声成像仪展现了它的易用性以及超强的探测能力。
其他的结果包括对复合材料标准进行调查等研究。同时Imperium也针对该系统在曲面表面上的检测结果进行了测试。由于多孔结构很难模拟，该系统使用了以压缩空气吹入未成形模件的方法建立了多孔试样。该多孔区域可以被清晰地看到。
Bossi公司的Richard Bossi博士这样评论这款成像仪”…他具备市场所急需的许多特质…” , ”…尤其显示出了它的易用性以及极快的检测速度”。
在这些结果的基础上，波音与Imperium合作开展了检测计划。波音西雅图Phantom Works工厂的GaryGeorgeson这样表示他的支持”在研究之后，我相信你们的设备具有巨大的潜力，可以帮户我们的检测员在无需特殊培训的情况下快速便捷的找到缺陷。
这些杰出的成果使得波音出资将Imperium的成像仪改造集成至一系列的机场停机门，由一些并非专家的技术员对商用飞机的内部损伤进行快速的检测。在2008年年初，波音决定将Imperium的成像仪写入他们的检测规程内。由Imperium获得的图像被通过无线网络上传至波音的服务器，同时被数千英里外的不同专家分享。
与波音公司共同开发的该计划可以让维护人员在远程距离上使用Imperium的Acoustocam快速地进行缺陷检测并且不需要进行复杂的设置，或使用传统的超声设备。
美国空军
美国空军 Air Mobility 战斗实验室(AMB)，FortDix,新泽西最近使用Imperium进行了一项演示计划，计划试验了超声波成像仪技术对于改进飞机检测的适用性。该演示计划在McGuire空军基地的一架KC135E空中加油机Grand Forks AFB的一架KC135R以及Mountain Home AFB的一架F15C战斗机上进行了试验。他们在试验后即决定将 Acoustocam加入他们的检测规程。
图4是新泽西Mcquire空军基地的108号空中加油机中队的没有任何无损检测经验的Ken Challender上士在使用Acoustocam,他在使用仪器进行检测前经过了大约3小时的培训，
所有使用了该系统的机组成员都反馈该系统可以节约原来花在敲击检测上大量时间，同时，敲击检测的出错率和可靠度均无法和Imperium的系统相比。现在，所有的这些检修场所都开始使用该仪器。随着Acoustocam获得越来越多来自工业界的承认，它越来越体现出作为对复合材料内部损伤进行简单检测的可靠工具的应用价值。
图4. 108号空中加油机中队Imperium进行无损检测
该超声波成像仪的基础是一个获得专利的成像阵列，这一阵列可以是一起采集到受测区域的实时超声图像，类似于传统的摄影机。而且输出的结果也可以被非专家的一般检测人员轻易理解。Imperium是这款Ascustocam在市场上的唯一制造商。
检测结果以与电视相同的刷新率(60Hz)显现受测区域的影像。将一个手持式探头被放在受测目标区域上即可以在屏幕看到受测区域内部的情况。该仪器具有很好的便携性并且不需太多培训即可熟练操作。同其他的无损检测方法相比，该技术具有快速诊断，对影像结果进行脱层分析以及缺陷探测等特点。这些优势使得波音在其开发成功后大量应用Acoustocam。
成像仪介绍
Acoustocam是一款完全便携，简单易用的成像仪，仅需1天的培训即可熟练操作。同时操作人员并不需要具备无损检测背景。该仪器被设计用来作为对航空航天复合材料结构件内部损伤的进行首次扫查的应用。Imperium与波音以及贝尔直升机合作进行了大量此类检测项目。
Acoustocam可以从本质上看作是一款使用超声波的摄像机。它的实时成像视频截图的质量大大超过了之前同类A扫描及相控阵超声波仪器的检测能力。同时，超声成像的截图也更加容易判读并且具备极佳的空间分辨率。将实时超声能量根据时间叠加之后（降低刷新）还可以获得更好的信噪比。所有这些特性使得该仪器成为一款简单，便携，低成本的任何检测员都可以使用的工具。该系统使用一个大型的不对焦发射芯片来”照亮”整个受测目标。同时，使用一个新型的成像阵列收集散射波及反射波来呈现结果。
工业需求
于复合材料越来越普遍的被用在飞机上，对这些结构进行检测的方法变得越来越重要。现在，市面上并没有一款易用简单的仪器用来帮助维护人员确认不存在内部损伤。虽然飞机部件发生严重损坏的几率很小，但明显对于飞机来说即使只是一个微小的结构件缺陷都是难以被接受的。现有的检测系统虽然具备良好的发现缺陷的能力，但存在着几个致命的缺陷—检测过程十分缓慢需要大量人力，同时总检测也因此很长，检测系统是线性运作因此很难对数据进行分析。由此，检测过程很多时候被简单的用敲击法以及肉眼识别来替代。如果使用无损检测仪器，大多数时候也是用超声探头进行简单的超声回波收集。之后有些仪器可以对超声回波进行数据处理并给出复合材料的内部情况，这种方法存在的潜在问题是受测材料件在检测过程中可能无法找到背景(底面)回波，而因此技术人员需要重新对照整个超声波型数据来对检测进行评估。受测件在出厂时以及之后的使用寿命时均需要使用这种麻烦耗时的方法进行数次检测。
美国海军决定使用Imperium公司的超声成像仪
[据防务专家网站2009年4月6日报道]Acoustocam是世界上唯一一种便携式超声成像仪。为了满足美国海军航空系统指挥部（NAVAIR）快速、便捷地检测飞机上复合结构中的不可见损伤的需求，根据美国国防部SBIR项目，Acoustocam的生产商Imperium公司正在为海军研发两种可轮换使用的成像仪。SBIR项目为小企业研发项目提供经费，这些研发项目主要是为各类防御组织的需求服务。
美国海军希望能够对大型夹层式（蜂窝）结构进行重复检测，并且能够对复合层压板受到的影响和战斗毁伤进行检测和定量评估，Imperium公司正在开发两种不同类型的产品以满足美国海军的以上需求。正在研发中的一种“投射传输”式超声成像系统可以对诸如直升机机翼叶片这类较薄的蜂窝式结构进行由表及里的探伤；当某种结构本身仅有一侧可供检测时，另外一种更简易的脉冲回波式超声成像仪可以针对复合层压板以及金属片或板状结构进行探伤检测（分层剥离、脱胶、腐蚀等）。
RandyDavis，美国海军一名经美国无损检测学会认证的无损检测工程师表示，这两个研究项目的目的是为了给海军无损勘察人员提供一种完全便携并使用方便的系统，这样这些勘察人员便可以迅速、轻易地发现飞行关键部件受到的损伤。超声成像仪十分小型化且便于存放。在提高了成像仪检测主要毁伤的概率之后，仅需要一天的培训时间便可以让一些费时费力的工作更快、更轻松的解决。
除了检测速度和易用程度之外，超声成像仪相比传统的脉冲回波式或是“投射传输”式检测仪还具备了多种优点。超声成像仪利用了数码成像技术，允许使用者保存所有记录的数据并利用图像处理技术增强毁伤的可探测性。保存的图像还可以拿来作为跟踪毁伤程度比照之用。未来考虑在超声成像仪上添加解码器模块以及无线数据传输功能。解码器可提供地点数据，这可以将各独立结构拼接到一起成为一个更大的无缝图像；无线数据可传输至远程地点，这样数据就会被维护人员及无损勘察人员收集起来。（中国船舶工业综合技术经济研究院 宋磊）
Imperium 宣布与波音合作的无线远程专家检测计划细节
Imperium, 世界上唯一便携式超声成像系统—Acoustocom的生产商今天宣布了与波音合作的一项计划，该计划可以让维护工程师实时远程检测及观看在其他检修设施的受试复合材料结构。
这项与波音工程师共同开发的项目可以帮助维修人员在远距离情况下快速的检测材料损伤而无需同传统的超声仪器一样进行复杂的设定。
Acoustocam是一款手持式仪器，可被用来对可能的损伤区域进行快速扫查，该仪器可以探查到肉眼看不到的内部损伤，用户只需简单的将探头对应在飞机的结构上并对仪器进行恰当的设定，就可以对内部损伤进行实时的检测。而远程操作界面的最大优势就是NDE的操作专家可以对仪器进行远程实时的调整。
Imperium是Acoustocam的唯一供应商，而作为超声成像仪，同市面上的同类产品比较，该产品更直观，更易用并且价钱更易被接受。
“我们相信远程控制专家监控系统可以在各个方面方便复合结构材料的生产商”BobLasser,Imperium总裁说”我们计划在全美的所有客户中推广这项技术”.
同时，在无线网络不可用的区域里，用户可以购买卫星通讯包来进行无限连接。
红外热像仪在特检领域的应用 应用背景
压力容器属于具有爆炸危险的特种承压设备，它担负着高温、高压、易燃、易爆、剧毒以及强腐蚀介质等诸多环境因素的作用。热弹压力容器普遍用于航天和国民经济的各部门。但对于压力容器在工作状态下的实际应力分布情况以及早期预测潜在的缺陷，各种常规方法都无能为力。因此压力容器的安全监测、预防技术一直是国际上研究的热门。英美两国曾对热弹性效应进行过尝试性研究，但至今还局限于实验研究。
无论是特检行业还是石化领域，温度控制与监测比比皆是：例如设备的磨损、疲劳、裂纹、破裂、变形、腐蚀、剥离、渗漏、堵塞、松动、熔融、绝缘老化、油质劣化、粘合污染、异常振动等等，这些状态绝大多数都直接或间接与温度变化相关，这些温度变化有不少是不能使用常规的接触测温方法监测的，而采用红外热成像检测技术，则可使问题迎刃而解。
预埋缺陷试块热红外图像
红外热成像是通过非接触探测红外热量，将其转换生成热图像和温度值的一项技术。研究表明，红外热像仪能够将探测到的热量精确量化，能够对发热的故障区域进行准确识别和严格分析。由于红外热成像技术能够进行非接触式的、高分辨率的温度成像，可提供测量目标的众多信息，弥补了人类肉眼的不足，因此已经在诸多行业得到了广泛的应用。
应用和研究现状
红外热成像是由点到面实时显示被测物体表面的温度分布,是红外测温技术的重大发展。美国无损检测学会已将其列为正式的特种无损检测方法之一,并已开展Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ级无损检测人员的培训和考核工作。在工业设备的无损检测方面,人们主要是利用红外热成像技术监测电气设备、动力机械设备和高温设备的运转状况,以及早发现故障的隐患。
目前,红外热成像技术主要应用于高温压力容器热传导的在线检测和对常温压力容器的高应力集中部位检测。对高温压力容器的检测可以及时发现压力容器内衬的损伤和内部的结焦、堵塞等异常情况,对常温压力容器的高应力集中部位的检测,可以及早发现早期疲劳损伤情况,这样既可以直接诊断压力容器运行的状态,也可以给出停产后压力容器的重点检修部.
我国对红外检测技术的研究始于20 世纪70年代初,通过30年来的努力研究与开发,这一技术在国内已得到越来越广泛的应用。中国特种设备检测研究中心、中科院沈阳金属所、天津石化公司等单位开展了金属试样、压力容器和压力管道缺陷的热传导分析、断裂力学和应力分析等方面的研究工作,并对液化石油气储罐、反应器、加热炉和高温压力管道等设备开展了成功的红外热成像检测应用工作。在检测标准的制订方面,我国与国外相比还有一定差距,目前只有基础标准GB/T12604. 9 —1996《无损检测术语 红外检测》和应用标准GB8174 —1987《设备及管道保温效果的测试与评价》,在压力容器的检测方面还是空白。在检测人员资格认可方面,2003 年8月国家质量监督检验检疫总局颁布的《特种设备检验检测人员考核与监督管理规则》正式将红外热成像技术作为特种设备(包括压力容器) 检测的无损检测方法之一。自此,压力容器的红外热成像检测工作已正式纳入我国的特种设备安全监察法规体系,得到政府的正式认可。
典型应用
l 典型高温压力容器衬里缺陷的红外热成像检测
在石油化工企业中,许多反应釜压力容器处在高温高压条件下工作。为了保护压力容器外壳在高温状态下免遭内部工作介质的腐蚀,往往在高温压力容器内部加上防腐和隔热内衬材料。然而这些衬里在生产过程中长期受高温高压高速流动介质的冲刷,极易损坏。若衬里发生鼓包、裂纹、掏空、脱落等情况,一方面介质可直接腐蚀压力容器器壁,另一方面衬里热阻减小,壁温升高,会使器壁钢材强度下降,从而导致装置变形、倾斜甚至倒塌。采用红外热成像技术在压力容器的运行时对压力容器进行在线检测,可以及早发现衬里的损伤,及时采取补救措施,排除生产过程中的安全隐患。
高温压力管道在石油化工厂和电站得到广泛应用,时有泄漏和爆炸事故的发生。引起压力管道泄漏和爆炸事故的主要因素包括腐蚀、介质冲蚀、焊缝中的焊接缺陷开裂、应力腐蚀开裂、材料劣化和阀门破裂等。大量事故统计显示,腐蚀和介质冲蚀是引起压力管道泄漏和爆炸事故的主要原因,约占总事故的50 %。因此,采用有效的无损检测方法及时发现压力管道母材上由腐蚀和冲蚀引起的局部壁厚减薄缺陷,并将这些管道进行更换,是确保压力管道安全运行的重要手段。X(或γ)射线、超声和红外热成像检测技术均适合于压力管道壁厚减薄的检测,而红外热成像检测由于具有非接触、快速区域扫描和对人无伤害的优点,在高温压力管道内部蚀坑和壁厚减薄缺陷的在线检测方面具有潜力。
l 再生器衬里缺陷的红外热成像检测
再生器是炼油厂催化裂化装置中的核心设备,而催化裂化装置在炼油工艺过程中又占有十分重要的地位。在催化裂化装置中,再生器用于催化剂烧焦再生,是保证连续生产的关键设备,其运行状态的优劣直接关系着企业的经济效益。再生器的工作条件极其恶劣,它的衬里要承受700℃的高温和高速流动介质的冲刷,因此,在催化剂再生过程中,再生器首先遭到破坏的是衬里,衬里的损坏对装置的长期运行将带来直接威胁。调查表明,它是造成设备停工停产的最主要原因之一,所以,衬里状态是再生器运行状态的重要标志。
l 压力容器热弹性红外图像检测
基本原理：
热弹性效应
1853 年,LordKelvin 首次提出固体材料的热弹性效应,后来被Biot 用公式进行了描述,即在绝热条件下:
Δ Te=-KTΔσe
式中Δ Te ———在温度T 时的热弹性温度变化；
K ———与固体材料膨胀系数、密度和热容量有关的常数
Δσe———弹性应力增加值；
按照此表达式,可以得出固体材料在弹性拉伸载荷作用下引起降温,产生红外冷发射(IRCE) ,而弹性压缩载荷则引起升温。然而对于材料的塑性变形,则可引起材料温度的升高,由此产生红外热发射(IRHE) 效应。
压力容器上的高应力集中部位是压力容器运行过程中影响安全的薄弱部位,这是因为一方面高应力集中的产生往往是由于壁厚减薄、氢鼓包和各种焊接缺陷导致材料受力截面积的减少而引起的;另一方面,压力容器上的高应力集中部位,在介质腐蚀环境的作用下极易产生氢腐蚀开裂和应力腐蚀开裂,而且处于高应力部位的各种焊接缺陷在周期疲劳载荷的作用下更易开裂与扩展。而在压力容器在线检测时,一般无法采用超声、射线、磁粉和表面渗透等常规无损检测方法对压力容器上的焊缝进行100 %或大比例的抽查探伤,因此寻找一种快速、高效和非接触的无损检测方法来发现压力容器的高应力集中部位,然后对这些部位进行重点探伤是解决压力容器在线检测的有效途径。近年来由中科院金属所和中国特种设备检测研究中心联合研究,提出了压力容器热弹性红外成像检测技术方法,用于快速在线检测常温压力容器的高应力集中和疲劳损伤部位。
l 金属疲劳损伤的热斑迹
金属压力容器在工况应力的疲劳打压过程中,由于红外冷发射(IRCE) 和红外热发射(IRHE) 的效应,在其应力集中区有明显的红外发射能量变化。经过一定周期后,其疲劳损伤区将产生不可逆的温度增升。
有多个金属压力容器疲劳破坏的结果证明,压力容器疲劳损伤区在工作压力条件下,始终有热斑迹存在,这种热斑迹随着疲劳裂纹的扩展,其形貌和轨迹虽有所变化,但由它标志疲劳损伤区的确切位置不改变,特别到疲劳损伤后期的热斑迹图案,已经可明显地看到裂纹的走向和尺寸大小。对疲劳泄漏区的断口分析证明,热弹性应力红外图像早期检测疲劳损伤区的热斑迹的正确性。
l 液化石油气储罐的热弹性红外成像检测
由于红外成像检测必须在加载过程中进行,因此检测时须对液化石油气储罐进行加载试验,在加载前的状态为空罐,在加载前用红外热像仪扫查,查找易产生应力集中部位的区域是否有温度不一致的情况,加载过程中对这些部位进行跟踪观察,记录应力集中部位的温度变化情况，检测结果及分析。
在加载前对空罐进行红外热成像扫查,发现是否有温度不均匀部位,加载期间,逐渐在储罐的一个封头上发现两处焊缝部位的温度高于母材温度, 由此对此部位进行跟踪监测。
总结
为了进一步服务经济社会发展，更好的保障特种设备安全，近年来，各省特检院科研人员通过验证红外线热像仪技术的应用精度和可靠性，取得了大量可靠的数据和前沿资料，在探索该技术在特种设备检验领域的新用途方面迈进了一大步。中国特种设备检测研究中心、河北大学质量技术监督学院试验结果证明,红外热成像检测技术是高温压力管道内部腐蚀和冲蚀缺陷的可靠方法,该方法检测出的最小缺陷尺寸远小于管道安全运行所允许缺陷的尺寸,满足管道的检测要求。
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参会指南
时间：2009年11月17日
地址：上海浦东名人苑宾馆会议室
上海市浦东新区张杨路2988号（张杨路和居家桥路交接处），地铁6号线德平路1号出口出站向东走3分钟即到。
电话：021-58852988（分机）*8002
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历年会议
09年会议：
名称 | 时间 |
第五届国际智能、绿色建筑与建筑节能展 | 2009年3.27日-3.29日 |
中国国际工业无损检测技术与设备展览会 | 2009年5月20日-22日 |
第十三届国际电力设备及技术展览会(EP) | 2009年7月8日-10日 |
建筑节能红外检测技术研讨会 | 4月份 |
设备状态监测及故障诊断应用技术培训班 | 4月2-5日 |
第八届全国设备管理优秀单位和第四届全国设备管理优秀工作者表大会（参展） | 10月底 |
全国输变电设备状态检修技术交流研讨会-红外推广 | 3月底 |
浙江电网2009年电气设备性能监督交流会议 | 2009年4月7-9日 |
2009远东无损检测新技术论坛-红外热像仪推广 | 6月 |
2009钢铁工业新设备、新技术推广应用研讨会 | 7月 |
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其他
红外热像仪在特检领域的应用
应用背景
压力容器属于具有爆炸危险的特种承压设备，它担负着高温、高压、易燃、易爆、剧毒以及强腐蚀介质等诸多环境因素的作用。热弹压力容器普遍用于航天和国民经济的各部门。但对于压力容器在工作状态下的实际应力分布情况以及早期预测潜在的缺陷，各种常规方法都无能为力。因此压力容器的安全监测、预防技术一直是国际上研究的热门。英美两国曾对热弹性效应进行过尝试性研究，但至今还局限于实验研究。
无论是特检行业还是石化领域，温度控制与监测比比皆是：例如设备的磨损、疲劳、裂纹、破裂、变形、腐蚀、剥离、渗漏、堵塞、松动、熔融、绝缘老化、油质劣化、粘合污染、异常振动等等，这些状态绝大多数都直接或间接与温度变化相关，这些温度变化有不少是不能使用常规的接触测温方法监测的，而采用红外热成像检测技术，则可使问题迎刃而解。
红外热成像是通过非接触探测红外热量，将其转换生成热图像和温度值的一项技术。研究表明，红外热像仪能够将探测到的热量精确量化，能够对发热的故障区域进行准确识别和严格分析。由于红外热成像技术能够进行非接触式的、高分辨率的温度成像，可提供测量目标的众多信息，弥补了人类肉眼的不足，因此已经在诸多行业得到了广泛的应用。
应用和研究现状
红外热成像是由点到面实时显示被测物体表面的温度分布,是红外测温技术的重大发展。美国无损检测学会已将其列为正式的特种无损检测方法之一,并已开展Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ级无损检测人员的培训和考核工作。在工业设备的无损检测方面,人们主要是利用红外热成像技术监测电气设备、动力机械设备和高温设备的运转状况,以及早发现故障的隐患。
目前,红外热成像技术主要应用于高温压力容器热传导的在线检测和对常温压力容器的高应力集中部位检测。对高温压力容器的检测可以及时发现压力容器内衬的损伤和内部的结焦、堵塞等异常情况,对常温压力容器的高应力集中部位的检测,可以及早发现早期疲劳损伤情况,这样既可以直接诊断压力容器运行的状态,也可以给出停产后压力容器的重点检修部.
我国对红外检测技术的研究始于20世纪70年代初,通过30年来的努力研究与开发,这一技术在国内已得到越来越广泛的应用。中国特种设备检测研究中心、中科院沈阳金属所、天津石化公司等单位开展了金属试样、压力容器和压力管道缺陷的热传导分析、断裂力学和应力分析等方面的研究工作,并对液化石油气储罐、反应器、加热炉和高温压力管道等设备开展了成功的红外热成像检测应用工作。在检测标准的制订方面,我国与国外相比还有一定差距,目前只有基础标准GB/T12604.9—1996《无损检测术语 红外检测》和应用标准GB8174—1987《设备及管道保温效果的测试与评价》,在压力容器的检测方面还是空白。在检测人员资格认可方面,2003年8月国家质量监督检验检疫总局颁布的《特种设备检验检测人员考核与监督管理规则》正式将红外热成像技术作为特种设备(包括压力容器)检测的无损检测方法之一。自此,压力容器的红外热成像检测工作已正式纳入我国的特种设备安全监察法规体系,得到政府的正式认可。
典型应用
l 典型高温压力容器衬里缺陷的红外热成像检测
在石油化工企业中,许多反应釜压力容器处在高温高压条件下工作。为了保护压力容器外壳在高温状态下免遭内部工作介质的腐蚀,往往在高温压力容器内部加上防腐和隔热内衬材料。然而这些衬里在生产过程中长期受高温高压高速流动介质的冲刷,极易损坏。若衬里发生鼓包、裂纹、掏空、脱落等情况,一方面介质可直接腐蚀压力容器器壁,另一方面衬里热阻减小,壁温升高,会使器壁钢材强度下降,从而导致装置变形、倾斜甚至倒塌。采用红外热成像技术在压力容器的运行时对压力容器进行在线检测,可以及早发现衬里的损伤,及时采取补救措施,排除生产过程中的安全隐患。
高温压力管道在石油化工厂和电站得到广泛应用,时有泄漏和爆炸事故的发生。引起压力管道泄漏和爆炸事故的主要因素包括腐蚀、介质冲蚀、焊缝中的焊接缺陷开裂、应力腐蚀开裂、材料劣化和阀门破裂等。大量事故统计显示,腐蚀和介质冲蚀是引起压力管道泄漏和爆炸事故的主要原因,约占总事故的50 %。因此,采用有效的无损检测方法及时发现压力管道母材上由腐蚀和冲蚀引起的局部壁厚减薄缺陷,并将这些管道进行更换,是确保压力管道安全运行的重要手段。X(或γ) 射线、超声和红外热成像检测技术均适合于压力管道壁厚减薄的检测,而红外热成像检测由于具有非接触、快速区域扫描和对人无伤害的优点,在高温压力管道内部蚀坑和壁厚减薄缺陷的在线检测方面具有潜力。
再生器是炼油厂催化裂化装置中的核心设备,而催化裂化装置在炼油工艺过程中又占有十分重要的地位。在催化裂化装置中,再生器用于催化剂烧焦再生,是保证连续生产的关键设备,其运行状态的优劣直接关系着企业的经济效益。再生器的工作条件极其恶劣,它的衬里要承受700 ℃的高温和高速流动介质的冲刷,因此,在催化剂再生过程中,再生器首先遭到破坏的是衬里,衬里的损坏对装置的长期运行将带来直接威胁。调查表明,它是造成设备停工停产的最主要原因之一,所以,衬里状态是再生器运行状态的重要标志。
l 压力容器热弹性红外图像检测
基本原理：
热弹性效应
1853 年,Lord Kelvin 首次提出固体材料的热弹性效应,后来被Biot 用公式进行了描述,即在绝热条件下:
Δ Te = - KTΔσe
式中Δ Te ———在温度T 时的热弹性温度变化；
K ———与固体材料膨胀系数、密度和热容量有关的常数
Δσe ———弹性应力增加值；
按照此表达式,可以得出固体材料在弹性拉伸载荷作用下引起降温,产生红外冷发射( IRCE) ,而弹性压缩载荷则引起升温。然而对于材料的塑性变形,则可引起材料温度的升高,由此产生红外热发射( IRHE) 效应。
压力容器上的高应力集中部位是压力容器运行过程中影响安全的薄弱部位,这是因为一方面高应力集中的产生往往是由于壁厚减薄、氢鼓包和各种焊接缺陷导致材料受力截面积的减少而引起的;另一方面,压力容器上的高应力集中部位,在介质腐蚀环境的作用下极易产生氢腐蚀开裂和应力腐蚀开裂,而且处于高应力部位的各种焊接缺陷在周期疲劳载荷的作用下更易开裂与扩展。而在压力容器在线检测时,一般无法采用超声、射线、磁粉和表面渗透等常规无损检测方法对压力容器上的焊缝进行100 %或大比例的抽查探伤,因此寻找一种快速、高效和非接触的无损检测方法来发现压力容器的高应力集中部位,然后对这些部位进行重点探伤是解决压力容器在线检测的有效途径。近年来由中科院金属所和中国特种设备检测研究中心联合研究,提出了压力容器热弹性红外成像检测技术方法,用于快速在线检测常温压力容器的高应力集中和疲劳损伤部位。
l 金属疲劳损伤的热斑迹
金属压力容器在工况应力的疲劳打压过程中,由于红外冷发射( IRCE) 和红外热发射( IRHE) 的效应,在其应力集中区有明显的红外发射能量变化。经过一定周期后,其疲劳损伤区将产生不可逆的温度增升。
有多个金属压力容器疲劳破坏的结果证明,压力容器疲劳损伤区在工作压力条件下,始终有热斑迹存在,这种热斑迹随着疲劳裂纹的扩展,其形貌和轨迹虽有所变化,但由它标志疲劳损伤区的确切位置不改变,特别到疲劳损伤后期的热斑迹图案,已经可明显地看到裂纹的走向和尺寸大小。对疲劳泄漏区的断口分析证明,热弹性应力红外图像早期检测疲劳损伤区的热斑迹的正确性。
l 液化石油气储罐的热弹性红外成像检测
由于红外成像检测必须在加载过程中进行,因此检测时须对液化石油气储罐进行加载试验,在加载前的状态为空罐,在加载前用红外热像仪扫查,查找易产生应力集中部位的区域是否有温度不一致的情况,加载过程中对这些部位进行跟踪观察,记录应力集中部位的温度变化情况。
总结
为了进一步服务经济社会发展，更好的保障特种设备安全，近年来，各省特检院科研人员通过验证红外线热像仪技术的应用精度和可靠性，取得了大量可靠的数据和前沿资料，在探索该技术在特种设备检验领域的新用途方面迈进了一大步。中国特种设备检测研究中心、河北大学质量技术监督学院试验结果证明,红外热成像检测技术是高温压力管道内部腐蚀和冲蚀缺陷的可靠方法,该方法检测出的最小缺陷尺寸远小于管道安全运行所允许缺陷的尺寸,满足管道的检测要求。
注意事项：
(1)材料导热率是影响检测灵敏度的关键因素,导热率越低,检测灵敏度越高,缺陷显现时间越长。
(2) 缺陷的几何尺寸是影响红外热成像检测灵敏度的关键因素,缺陷面积越大,可检出的壁厚减薄量的灵敏度越高;面积越小,灵敏度越低。
( 3) 材料的厚度也是影响灵敏度的关键因素。
红外热像仪选择：
TH7800N红外热像仪是NEC在中端市场的最新杰作｡ 由美国和日本共同研发, 拥有高端热像仪配备的320x240像素非制冷UFPA微量热型传感器, 不论图像品质, 稳定性都能达到高端热像仪的水平, 提供比一般160x120像素的热像仪清晰四倍的图像但价钱相宜, 为客户提供性价比极高的选择｡
红外热像仪也备有可见光镜头, 可同时拍下红外与可见光图像以作对比｡ 此外, 它拥有雷射定点装置以瞄准被测点, 测温范围为-20-250°C , 0.1°C温度分辨率, 高精度 (±2°C或±2%)｡ 60Hz高侦频作实时检测, 特大(3.5寸)液晶体显示屏, 多点温度/辐射率设定, 最高/低温度追踪, 可容纳1000张红外图像的超大内存和USB图像传输口｡
红外热像仪设计简约轻巧,只有6个按钮,可单手操作｡外壳符合IP54的防尘防水要求,符合一般室外和室内操作｡具有30G的抗冲击和3G抗振动力｡随机附送图像阅读软件,另备有多款分析软件供客户选择｡
红外热像仪TH7700是NEC在低端市场的另一产品｡由美国和日本共同研发,拥有高端热像仪配备的320x240像素美国产非制冷UFPA微量热型传感器｡不论图像品质,稳定性都能达到高端热像仪的水平,提供比一般160x120像素热像仪清晰四倍的图像｡ 它拥有雷射定点装置以描准被测点,测温范围为-20-250°C,高精度(±2°C或±2%)｡可容纳400张红外图像的内存和USB图像传输口｡
此型号完全不需要任何繁琐的出口批文,供货周期大大的缩短｡设计简约轻巧,只有6个按钮,可单手操作｡外壳符合IP54的防尘防水要求,符合一般室外和室内操作｡具有30G的抗冲击和3G抗振动力｡随机附送图像阅读软件,另备有多款分析软件供客户选择｡
2 NEC 红外热像仪TVS系列
NEC红外热像仪TVS-200/500EX 主要性能：
l 一秒钟可获取60张图片并可进行实时存储
l 红外可见光图像组合功能可更清晰的观察热点位置
l 配备广角镜头视野更宽广
l 标准配置激光照准和LED照明
l 图像清晰并采用最高端的日本探测器，温度分辨率为0.08℃
体积小、功能强大、价格实惠,广泛应用于研发、生产、设备维护、建筑物和混凝土结构检测诊断等。