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在现场使用热成像的优势

张贴者 The 福斯克Team 在11.09.17

By: 阿什莉·富特, 工厂服务工程师 福斯克& Associates, LLC

介绍

Thermography is used in a wide variety of industries. At 福斯克&Associates,LLC(FAI),主要用于支持核工业 电缆健康和老化管理计划(CHAMP) 下岗分析怀疑的高温暴露。 CHAMP停靠站是一种目视检查,用于评估可能对安全相关电缆产生意外影响的不利环境。此过程利用热成像技术来确定电缆遭受高热量暴露的位置。这是有益的,因为它是在电厂加电时分析温度条件的最安全,最简单的方法。这适用于任何类型的运营工厂,而不仅仅是核电厂。

什么是热成像?

红外热成像是使用热像仪分析温度曲线的过程。红外摄像机可以看到框架中物体的温度差异。重要的是要注意,测得的温差是针对物体表面的,而不是针对物体内部的。每个表面都会吸收,反射和传输其所暴露的红外能量。这导致以下等式:

W被吸收 + W反映了 + W已传送 = 1

哪里W被吸收,W反映了和W已传送 分别是吸收能量与总曝光量之比,反射能量与总曝光量之比以及传输能量与总曝光量之比。吸收的能量与物体的发射率有关,在平衡状态下,可以假定它们相等。发射率是实际表面发射与完美发射表面(发射率等于1)的比率。 Stephan-Boltzmann定律描述了发射的能量与物体温度之间的关系:

W =eσT4

其中e是发射率,σ是Stephan-Boltzmann常数(5.67X10-8 Wm -2K-4),T是温度(以开尔文为单位),W是物体发射的能量。红外摄像机不仅可以看到物体的总辐射,还可以看到所发射的能量。因此,输入正确的物体发射率非常重要,这样可以从最终结果中消除反射量。通常,物体的光泽度越低,它的发射性就越高。

我们如何在现场使用热成像技术?

在核工业中,已完成CHAMP审查,以符合NUREG-1801 E11 XI节“一般老化的经验教训(GALL)报告”中提出的指导。该指南旨在协助所有核电厂如果要延长其电厂的使用寿命,必须经过的许可证更新过程。在CHAMP下岗期间识别出的一种不利环境类型是局部高温区域。电缆的安装要符合该地区的预期温度。但是,在某些情况下,本地温度可能会高于预期。这些高温区域可能是由多种情况引起的;包括绝缘松动或缺失,与热组件相连的未绝缘组件(即暴露在空气中的金属阀与绝缘的热管线相连)或局部高温区域,其温度高于一般室温。图1显示了未绝缘的热组件附近的电缆示例。它表明,尽管阀门大部分是绝缘的,但仍有一部分从绝缘中伸出,导致电缆暴露在外的温度增加。

图1靠近热组件的电缆的红外图像

 

可能很难通过视觉识别不利的温度区域。图2显示了具有明显温度损坏迹象的电缆示例。在工厂中,许多电缆都被金属导管覆盖,这几乎看不到损坏。在看不到温度下降的物理迹象的情况下,人们将不得不找出温度升高的所有可能原因,然后诊断出实际损坏的可能性。热成像技术可以非常有效地诊断这些情况,并且消除了所有涉及的猜测工作。

图2受高温环境影响的电缆

 

除了使高温区域的识别更加准确外,热成像还可以使核电站内的工作更安全。这可以通过两种方式减少剂量暴露来实现。热像仪减少剂量暴露的第一种方法是通过显着减少工人需要在不利区域诊断情况的时间。热像仪使工作人员可以快速拍摄相关组件的多个图像,并在以后在更安全的环境中进行分析。红外热像仪减少剂量暴露的第二种方法是允许工人远离正在分析的设备。它们离放射性设备越远,剂量率就越小。如果没有热成像技术,工人可能必须非常靠近物体才能发现热损坏的视觉提示或使用温度监控设备。

现场热成像的其他好处

许多行业都受益于在现场使用热成像的优势。热成像通常用于查找电气系统中的故障,而不必停止向系统本身供电。对于没有能力在几天内关闭系统同时排除问题的能力的公司而言,这可能是极其有益的。无需打开接线盒或实际接触系统即可分析热模式的能力,这使电工解决问题的安全性大大提高。建筑行业使用热成像技术检测湿气泄漏,墙壁隔热材料缺失或失效以及结构损坏。同样,热成像技术也有许多机械应用,例如分析热交换器,阀门,发动机,油箱,管道系统和空气处理系统的功能。 FAI正在努力扩大热成像技术在现场的使用,以支持 设备鉴定测试, 粉尘危害分析(DHA) 项目以及其他可能带来额外收益的领域。

参考文献
NUREG-1801,“一般的老化经验教训(GALL)报告”
Incropera,Dewitt,Bergman和Lavine。 “传热传质第六版”,约翰·威利& Sons, 2007.

有关更多信息,请联系 阿什莉·富特, 工厂服务工程师 (630)323-8750, [email protected]. www.yqlife.cn

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 #cable aging 

话题: 电缆状况, 电缆老化, 核电厂, 核电, 热成像

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