Физические основы и сущность тепловизионного метода контроля, страница 2

Коэффициент теплового излучения e_т  (интегральный коэффициент излучения) – определяется как отношение суммарного спектра излучения контролируемого тела к излучению «черного тела» при заданной температуре. Значения e_т могут изменяться от 0 до 1.0. При малых значениях e_т тепловизионные измерения невозможны.

Значения коэффициента теплового излучения для различных материалов приведены в таблице 1.

Таблица 1

№	Материал	Состояние материала	Температура, °С	eт
1.	Гипс		20	0.903
2.	Древесина	дуб, строганный	20	0.895
3.	Кирпич	красный, шероховатый	20	0.93
4.		шамотный, глазированный	1100	0.75
5.	Сталь	листовая катанная	50	0.56
6.		катанная со слоем окиси	25	0.82
7.		с шероховатой поверхностью	50	0.95…0.98
8.		ржавая, красная	20	0.69
9.		легированная	500	0.35
10.		после пескоструйной обработки	700	0.70
11.		сильно окисленная	50	0.88
12.		окисленная, шероховатая	40…370	0.94…0.97
13.		оксидированная	200…600	0.80
14.	Чугун	литье	50	0.80
15.		шероховатый сильно окисленный	40…250	0.95

Коэффициент излучения e_т связан с коэффициентом отражения R_λ соотношением:

e_т = 1- R_λ

В свою очередь коэффициент отражения зависит от показателя преломленияn_λ и показателя ослабления k_λ исследуемого материала. Если излучение падает перпендикулярно к контролируемой поверхности, коэффициент отражения определяется по формуле:

В большей степени значение коэффициента отражения зависит от угла падения и поляризации электромагнитной волны.

Тепловизионный метод контроля основан на регистрации собственного ИК-излучения физического тела, поэтому его эффективность во многом зависит от коэффициента теплового излучения контролируемого объекта. Чем выше значение e_т (то есть чем оно ближе к значению коэффициента излучения абсолютно черного тела e_т^чт=1.0), тем более благоприятными являются условия тепловизионных измерений.

          С помощью тепловой дефектоскопии можно обнаружить не всякий дефект, а лишь, такой, у которого размеры, глубина залегания и теплофизические характеристики создадут на поверхности тела возмущение поля температур, соизмеримое с чувствительностью прибора.

Порядок проведения тепловизионного обследования (стальных резервуаров и трубопроводов)

Сбор информации по объекту контроля. На данном этапе проводится сбор проектной, конструкторской, технической, эксплуатационной документации по контролируемому объекту, данных проведенных обследований, ремонтов и реконструкции, сведений об авариях и отказах.

По результатам анализа собранной информации разрабатывается индивидуальная Программа диагностирования, уточняются объем и сроки проведения обследования, а также фиксируются исходные данные для выполнения теоретических расчетов напряженного состояния.

Проводится визуальный осмотр внешней поверхности и эскизирование контролируемого объекта.

Исследование напряженно-деформированного состояния резервуаров и трубопроводов в эксплуатационных условиях

Оптимальные климатические условия для ИК-съемки:

·  отсутствие прямых солнечных лучей (пасмурная погода, вечернее или ночное время);

·  отсутствие атмосферных осадков;

·  отсутствие вблизи значительных источников ИК-излучения.

С целью обеспечения постоянства коэффициента излучения наружная поверхность объекта должна быть равномерно окрашена или очищена от краски, на поверхности не должно быть наслоений грязи, подтеков нефтепродуктов, других загрязнений.

При невозможности исключения воздействия солнечного света съемка производится с использованием узкополосного фильтра SFX, отсекающего полосу ИК-излучения Солнца.

Тепловизионная съемка контролируемого объекта проводится при нескольких уровнях нагружения (не менее двух) – Р₁, Р₂, …, Р_i (для резервуаров нагрузка определяется значением уровня взлива хранимого продукта, для трубопроводов – величиной внутреннего избыточного давления).