مقدمه‌ای بازرسی مادون قرمز

تکنولوژی مادون قرمز (IR) به طور گسترده در صنعت نفت و گاز به عنوان یک ابزار بازرسی برای نظارت بر وضعیت و تعمیر و نگهداری پیش بینی استفاده می شود. این نسبت به بازرسی چشمی سنتی و سایر ابزارها سودمند است زیرا تکنولوژی مادون قرمز نیازی به تماس با تجهیزات تحت نظارت ندارد.

ترموگرافی IR نوعی از آزمایش غیرمخرب است که تغییرات دمایی یک جزء را با جریان گرما (یعنی تشعشعات حرارتی) از داخل، از یا به آن جزء اندازه‌گیری می‌کند. ترموگرافی IR به طور کلی به عنوان تست IR، تست حرارتی، تصویربرداری حرارتی و دماسنجی IR نیز شناخته می‌شود.

تابش حرارتی با تغییرات دما ارتباط مستقیم دارد. به عبارت دیگر، با تغییر دما یک جزء، میزان تابش ساطع شده نیز تغییر می کند. از آنجایی که این نوع تابش شکلی از امواج الکترومغناطیسی است که با چشم انسان قابل مشاهده نیست، اجزا باید با استفاده از دوربین های مادون قرمز تجزیه و تحلیل شوند. دوربین‌های مادون قرمز قادر به تشخیص و نمایش انرژی مادون قرمز ساطع شده، منعکس شده و ارسال شده از یک جزء هستند. سپس می توان تصویر حرارتی را برای به دست آوردن دمای خواندن برای جزء تجزیه و تحلیل کرد.

هدف از نقشه برداری سطوح دما و واریانس‌های یک جزء، شناسایی نقاط داغی است که ممکن است تجهیزات ضعیف یا خراب شوند. ترموگرافی IR همچنین قادر به تشخیص آسیب خوردگی، لایه‌برداری، حفره‌ها، آخال‌ها و سایر نواقصی است که بر انتقال حرارت تأثیر می‌گذارند. با این حال، برای تشخیص این عیب‌ها، باید اختلاف دمای کافی بین قطعه و محیط اطراف آن وجود داشته باشد.

اصول ترموگرافی IR

تابش به توانایی یک ماده برای انتشار انرژی مادون قرمز اشاره دارد. تابش به صورت مقداری بین 0 و 1 بیان می‌شود که در آن 0 سطح آینه کامل و 1 یک جسم سیاه را توصیف می‌کند. به عنوان مثال، ماده‌ای با مقدار تابش 0.95، 95 درصد تابش مادون قرمز را جذب و ساطع می‌کند و 5 درصد از تابش اطراف را منعکس می‌کند.

بازتاب به مقدار نور بازتاب شده از سطح یک ماده اشاره دارد.

انتقال توانایی یک ماده برای انتقال انرژی حرارتی (به عنوان مثال گرما) از یک جزء در حال آزمایش به یک دوربین مادون قرمز است. به عنوان مثال، پلاستیک‌ها انتقال دهنده هستند در حالی که فلزات مات هستند و انتقال دهنده نیستند.

گرما و دما

این اصطلاحات معمولاً به جای یکدیگر استفاده می‌شوند. اگرچه آنها به هم مرتبط هستند، اما معانی بسیار متمایز دارند.

گرما معیاری از کل انرژی حرکت مولکولی یک جسم است و به اندازه جسم بستگی دارد. گرما همچنین چگونگی انتقال انرژی حرارتی از یک جسم به جسم دیگر یا محیط اطراف را توصیف می‌کند.

دما به میانگین انرژی حرکت مولکولی یک جسم اشاره دارد و بر خلاف گرما، می تواند مستقیماً اندازه‌گیری شود. دما به اندازه جسم بستگی ندارد.

انتقال حرارت پدیده انتقال انرژی حرارتی از یک منطقه با دمای گرم‌تر به یک منطقه با دمای سردتر را توصیف می‌کند.

مکانیسم‌های انتقال حرارت – گرما می‌تواند به سه روش منتقل شود:

رسانایی انتقال حرارت بین دو ماده جامد است.

همرفت انتقال گرما از طریق مایعات و گازها است.

تابش عبارت است از انتقال گرما از طریق امواج الکترومغناطیسی

ملاحظات ترموگرافی

عوامل مؤلفه‌ای

از نظر تجهیزات در حال آزمایش، اپراتورها و بازرسان باید دانش فنی در مورد موارد زیر داشته باشند:

تجهیزات و فرآیند

نوع مواد (به عنوان مثال فولاد، فولاد زنگ‌نزن و …)

خواص مواد (مانند نفوذ حرارتی)

ضخامت و هندسه جزء

انتشار مواد

تکنولوژی مادون قرمز برای تشخیص عیوب استفاده می‌شود، دانش در مورد اندازه، عمق و جهت آن باید شناخته شود.

عوامل دوربین IR

چندین عامل ابزاری که هنگام انجام تست IR باید در نظر گرفته شوند عبارتند از:

فاصله بین قطعه و دوربین IR

خروجی تفکیک مکانی (به عنوان مثال وضوح جزء)

خروجی تفکیک حرارتی (به عنوان مثال وضوح تفاوت دما)

محدوده حرارتی (یعنی توانایی تشخیص دمای قطعه مورد آزمایش)