Petroval將FLIR Systems制冷式和非制冷式紅外熱像儀用于技術(shù)審核
眾多行業(yè)的制造工藝都依賴于熔爐和鍋爐，但熔爐和鍋爐設(shè)備容易出現(xiàn)各種機(jī)械故障，包括堵塞管道內(nèi)部，阻礙產(chǎn)品流動(dòng)的焦化現(xiàn)象、管道外部爐渣積聚、爐渣造成的損害、加熱不足和過(guò)熱、因燃燒器放置不當(dāng)而對(duì)管道造成的火焰沖刷，以及產(chǎn)品泄漏引發(fā)火災(zāi)，對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重傷害。
這些故障不僅會(huì)造成質(zhì)量問(wèn)題，還會(huì)導(dǎo)致整條工藝生產(chǎn)線關(guān)停。FLIR紅外熱像儀能夠在設(shè)備運(yùn)行初期檢測(cè)到絕大部分問(wèn)題，從而預(yù)防故障，實(shí)現(xiàn)有序停機(jī)和組件更換，降低維護(hù)成本和生產(chǎn)損失。
Petroval是一家法國(guó)公司，該公司是最早認(rèn)識(shí)到紅外熱成像用于工業(yè)設(shè)備技術(shù)檢查的潛力的公司之一。Pretroval項(xiàng)目主管Jean-Francois Tournieux解釋道：“在引進(jìn)紅外熱像儀之前，我們找不到一個(gè)徹底的方法在設(shè)備運(yùn)行時(shí)檢測(cè)故障。使用FLIR紅外熱像儀查找此類故障是一種絕佳的非破壞性方法——即使是在設(shè)備運(yùn)行時(shí)——還可精確確定安全的生產(chǎn)速度。” 這家總部位于法國(guó)諾曼底的公司成立于1990年，歸道達(dá)爾石油公司和Eurecat集團(tuán)所有。除了勒阿弗爾的總部以外，2003年P(guān)etroval還在德克薩斯州休斯頓設(shè)立了辦事處，并于2011年在新加坡設(shè)立辦事處。Petroval在全球50多個(gè)國(guó)家提供服務(wù)；事實(shí)上80%以上的業(yè)務(wù)是在法國(guó)以外完成的。
制冷式和非制冷式紅外熱像儀目前Petroval使用3臺(tái)FLIR紅外熱像儀；一臺(tái)搭載制冷式探測(cè)器，另外兩臺(tái)配備非制冷式探測(cè)器。
制冷式紅外熱像儀是FLIR Agema 550，配備防熱罩和火焰過(guò)濾器。此熱像儀主要用于熔爐的內(nèi)部檢測(cè)。兩臺(tái)非制冷式紅外熱像儀分別是同樣配備火焰過(guò)濾器的FLIR ThermaCAM P50F，以及主要用于設(shè)備外部隔熱檢測(cè)的FLIR P640。
Petroval的技術(shù)人員表示，全部3臺(tái)紅外熱像儀都是成效顯著的出色工具。“FLIR Agema 550非常精準(zhǔn)且靈敏度高。FLIR ThermaCAM P50F對(duì)細(xì)微的溫度變化沒(méi)那么敏感，但因?yàn)閾碛幸粋�(gè)非制冷式探測(cè)器，它無(wú)需維護(hù)，并且啟動(dòng)更快，因?yàn)橹评涫郊t外熱像儀在使用前一般需要運(yùn)行冷卻系統(tǒng)5分鐘左右。而第三個(gè)紅外熱像儀FLIR P640是用于隔熱檢測(cè)和電氣設(shè)備故障檢測(cè)的完美工具。”
FLIR P640：免維護(hù)，尤其適用于預(yù)見(jiàn)性維護(hù)
FLIR P640紅外熱像儀搭載有一個(gè)可生成640 x 480分辨率熱像的非制冷微量熱型探測(cè)器。FLIR P640內(nèi)置一些非常有用的功能，使其非常適用于預(yù)見(jiàn)性維護(hù)，如激光指示器、畫(huà)中畫(huà)和合并可見(jiàn)光圖像與熱圖像的FLIR熱疊加。“FLIR P640紅外熱像儀反應(yīng)迅速，使用方便。它性能優(yōu)異：即便距離有50到100米，你依然可以探測(cè)到顯示隔熱故障的小塊熱區(qū)。”
FLIR GF309: 最為先進(jìn)
FLIR Agema 550 和FLIRThermaCAM P50F都是“老式”的型號(hào)，F(xiàn)LIR Systems目前已經(jīng)停售。如今FLIR GF309是用于熔爐檢查的最先進(jìn)技術(shù)。此外，這個(gè)新型號(hào)是雙用途紅外熱像儀，不但可用高溫工業(yè)熔爐應(yīng)用，還可用于機(jī)械和電氣組件的熱檢查。因此這些紅外熱像儀非常適用于監(jiān)測(cè)各種熔爐、加熱器和鍋爐，尤其是在化學(xué)、石化和公用事業(yè)。
由于配備了內(nèi)置型火焰過(guò)濾器，F(xiàn)LIR GF309紅外熱像儀能夠穿透火焰，甚至能夠測(cè)量火焰背后的溫度。
FLIR Agema 550配備制冷式硅化鉑（PtSi）焦平面陣列（FPA）探測(cè)器。作為探測(cè)器材料的硅化鉑已被棄用，因?yàn)楣杌K探測(cè)器的靈敏度低于銻化銦(InSb)探測(cè)器，后者如今是新型FLIR GF309紅外熱像儀的核心。這一選擇使得FLIR的雙用途紅外熱像儀具備更卓越的性能，因?yàn)殇R化銦探測(cè)器比硅化鉑或BB非制冷微量熱型探測(cè)器更穩(wěn)定、更靈敏。
FLIR GF309紅外熱像儀的銻化銦探測(cè)器可生成320 x 240像素的圖像。探測(cè)器和過(guò)濾器都使用小型斯特林循環(huán)冷卻器冷卻至接近低溫，提高定量靈敏度。其設(shè)計(jì)可耐300°C以上高溫，測(cè)量溫度高達(dá)1500°C，可對(duì)容易被火焰、燃燒氣體和灰塵遮蔽的內(nèi)爐膛和鍋爐組件進(jìn)行外觀檢查。
由于配備了內(nèi)置型火焰過(guò)濾器，F(xiàn)LIR GF309紅外熱像儀能夠穿透火焰，甚至能夠測(cè)量火焰背后的溫度。
FLIR GF309紅外熱像儀的銻化銦探測(cè)器可生成320 x 240像素的圖像。探測(cè)器和過(guò)濾器都使用小型斯特林循環(huán)冷卻器冷卻至接近低溫，提高定量靈敏度。其設(shè)計(jì)可耐300°C以上高溫，測(cè)量溫度高達(dá)1500°C，可對(duì)容易被火焰、燃燒氣體和灰塵遮蔽的內(nèi)爐膛和鍋爐組件進(jìn)行外觀檢查。
FLIR Agema 550配備制冷式硅化鉑（PtSi）焦平面陣列（FPA）探測(cè)器。作為探測(cè)器材料的硅化鉑已被棄用，因?yàn)楣杌K探測(cè)器的靈敏度低于銻化銦(InSb)探測(cè)器，后者如今是新型FLIR GF309紅外熱像儀的核心。這一選擇使得FLIR的雙用途紅外熱像儀具備更卓越的性能，因?yàn)殇R化銦探測(cè)器比硅化鉑或BB非制冷微量熱型探測(cè)器更穩(wěn)定、更靈敏。
紅外熱像儀生成實(shí)時(shí)視頻圖像，還能夠以靜態(tài)圖像的形式捕捉單獨(dú)的視頻幀。可通過(guò)一個(gè)高分辨率的取景器和一個(gè)4.3英寸、800 x 480像素的彩屏LCD顯示器查看圖像。定制的GF309可穿透火焰，并配備一個(gè)可拆卸防熱罩，可將熱量從紅外熱像儀和熱像儀操作員反射回去，從而進(jìn)一步增強(qiáng)防護(hù)功能。
火焰過(guò)濾器
FLIR GF309紅外熱像儀配備火焰過(guò)濾器，這是一種光譜波段過(guò)濾器，只允許特定波長(zhǎng)的熱輻射穿過(guò)，到達(dá)探測(cè)器。某些波長(zhǎng)的火焰散發(fā)的熱輻射比其他波長(zhǎng)多得多，而在某些波長(zhǎng)，火焰則幾乎沒(méi)有熱輻射。火焰過(guò)濾器是一種光譜波段過(guò)濾器，只允許特定的波長(zhǎng)穿過(guò)。FLIR GF309紅外熱像儀的火焰過(guò)濾器把光譜敏感度限定為3.8 - 4.05微米。除了這部分光譜以外，其他的波段均被過(guò)濾，因此熱像儀可以穿透溫度極高的火焰，進(jìn)行溫度測(cè)量。這使得配備火焰過(guò)濾器的紅外熱像儀成為熔爐檢查的理想工具。
最大限度縮短停機(jī)時(shí)間
Tournieux認(rèn)為FLIR紅外熱像儀是熔爐和鍋爐設(shè)備預(yù)見(jiàn)性維護(hù)的絕佳工具。“如果你使用紅外熱像儀，你對(duì)設(shè)備的缺點(diǎn)就胸有成足。比如說(shuō)，如果某些管道有裂縫，你可以事先買(mǎi)好管道更換件，最大限度縮短停機(jī)時(shí)間。”
Tournieux繼續(xù)道：“測(cè)溫值還能揭示管道內(nèi)部的焦化現(xiàn)象。焦化發(fā)生在有管道限制或完全堵死的位置，通常是溫度過(guò)高造成的。在某些情況下，過(guò)渡燃燒會(huì)造成溫度超出管道金屬的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，加上被堵塞管道的內(nèi)部壓力，
可能會(huì)導(dǎo)致管道破裂和泄漏。這些情況連同金屬表面的實(shí)際溫度都會(huì)出現(xiàn)在紅外熱像儀的圖像顯示器上。”
FLIR紅外熱像儀功能更廣泛
Petroval的技術(shù)人員表示，諸如熱電偶等點(diǎn)測(cè)溫設(shè)備所提供的熔爐內(nèi)部信息過(guò)于有限“從檢測(cè)孔可以看到內(nèi)部組件，但設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，火焰、燃燒氣體和灰塵遮蔽了爆裂的管道和燃燒器。熱電偶之類的測(cè)溫設(shè)備有助于發(fā)現(xiàn)某些問(wèn)題，但它們只能測(cè)量單一的點(diǎn)。FLIR紅外熱像儀不僅能夠測(cè)量單一節(jié)點(diǎn)的溫度。從320 x 240或640 x 480像素的熱圖像上的每一個(gè)像素都可以讀取溫度。
Tournieux繼續(xù)表示：“使用FLIR Reporter軟件，我們可以分析記錄下來(lái)的溫度數(shù)據(jù)，獲取最細(xì)微的熱量細(xì)節(jié)。”
不準(zhǔn)確的熱電偶
Tournieux表示，熔爐和鍋爐檢查的最重要目標(biāo)之一是要確認(rèn)熱電偶的讀數(shù)。“熱電偶接觸式測(cè)量設(shè)備或固定測(cè)量設(shè)備的焊接點(diǎn)會(huì)隨著時(shí)間的推移失去作用，測(cè)量數(shù)據(jù)會(huì)不夠精確。在很多情況下，煉油廠以很高的生產(chǎn)效率運(yùn)轉(zhuǎn)，但由于熱電偶讀數(shù)的不準(zhǔn)確，產(chǎn)量被限制在一個(gè)安全范圍內(nèi)。使用我們的FLIR紅外熱像儀，我們可以檢查熱電偶的溫度讀數(shù)是否正確。確認(rèn)熱電偶的讀數(shù)后，通常我們就可以安全地提高產(chǎn)量。”
Tournieux 繼續(xù)表示：“在使用FLIR紅外熱像儀之前，我們沒(méi)有辦法確認(rèn)熱電偶的測(cè)溫值。我們不知道提高產(chǎn)量是否安全。現(xiàn)在我們可以非常精確地說(shuō)是否安全。比如說(shuō)， 我們參觀的許多煉油廠每天生產(chǎn)3萬(wàn)噸，經(jīng)過(guò)我們的檢查，他們會(huì)發(fā)現(xiàn)3.2萬(wàn)噸的產(chǎn)量也是安全的。”
多年的經(jīng)驗(yàn)
Tournieux表示，實(shí)施熔爐檢查不僅僅是一個(gè)瞄準(zhǔn)和點(diǎn)擊的問(wèn)題。“擁有適合的紅外熱像儀固然很重要，但還要做很多其他事情。Petroval的操作員對(duì)于熱成像檢查和數(shù)據(jù)分析，以及工業(yè)熔爐和鍋爐設(shè)備都有多年經(jīng)驗(yàn)。”
FLIR thermal imaging cameras: the best method for furnace inspection
“舉個(gè)例子：我們使用自己制造的探頭來(lái)確保紅外熱像儀的準(zhǔn)確度。我們將探頭插入熔爐，靠近我們要檢查的管道。 探頭里有一個(gè)讀數(shù)準(zhǔn)確的熱電偶，顯示那個(gè)位置的確切溫度。然后我們更改輻射系數(shù)設(shè)置，使紅外熱像儀的測(cè)溫值符合探頭的測(cè)溫值。因?yàn)樗褂玫拿恳环N材料的輻 射系數(shù)都不一樣，因此對(duì)于工業(yè)熔爐設(shè)備的每一種管道，我們都分別制作了一種探頭。”
FLIR紅外熱像儀：最佳的熔爐檢查方式
Tournieux下結(jié)論說(shuō)：“但如果你擁有專業(yè)技術(shù)和合適的設(shè)備，那么這些FLIR紅外熱像儀就是最好的熔爐檢查方法。對(duì)于收集有助于防止停機(jī)或最小化停機(jī)時(shí)間的定性信息和定量信息，這是一種非接觸式、非破壞性的絕佳方式。”
