[发明专利]基于涡流脉冲热成像技术以增强压力容器缺陷特征的方法

说明书

本发明公开了一种基于涡流脉冲热成像技术以增强压力容器缺陷特征的方法，在本发明中，涡流脉冲热成像技术被应用到压力容器表面无损检测中，以识别并增强缺陷特征的信息。为了更完善，更有效率地提取缺陷特征，一种新的算法在发明中对试件的红外热图像序列进行处理分析；新的算法包括了复杂的数值分析计算，模糊运算，利用了峰态系数对数据进行处理，从而提高了缺陷检测的多样性，以及检测方法的有效性。

技术领域

本发明属于材料缺陷检测技术领域，将复杂的数值计算、模糊运算以及峰态系数相结合，来增强管道压力容器缺陷特征。

背景技术

高压容器的制造涉及到学科知识和多个行业专业技术的配合，其中包括：冶金、腐烛与防护、机械加工、安全防护、化工、检测。随着近几年各行业技术的不断进步，尤其是由计算机技术的飞速发展所带动的冶金、机械加工、焊接和无损检测等技术的发展，使得压力容器制造技术得到了长足的进步。气体压缩技术在现实生产生活中比较成熟的一个实例是CNG(compressed Natural Gas)压缩天然气技术，这项技术被广泛的应用在天然气汽车的充气站。

同时，天然气汽车充气站与压缩空气动力车充气站需要大量的高压储气设备。在军事领域，可用于开展各类气动力试验的设备主要包括：常规高超声速风洞、脉冲型高超声速风洞(包括激波风洞/炮风洞和高超声速脉冲燃烧风洞等)以及弹道靶设备等。

气动力承压设备包括高、中、低压存储容器和进出气管道。其中储存容器规格范围为长度范围为2500～18000mm，材质主要有16Mn、16MnR、Q345R、20G、AST41/18MnMoNb、13MnNiMoR、S30408，壁厚范围为28～100mm，储存容器表面有0.4mm以下的漆层和0.5～2.5mm的焊缝余高；进出气管道规格范围为累计长度约为15800000mm，材质主要有20#、16Mn、20G，壁厚范围为6～30mm，表面没有漆层，焊缝余高范围为0.5～2.0mm。

气动力承压设备作为存储、输送压缩空气的特种设备，其压力范围波动较大，会产生疲劳裂纹、腐蚀凹坑等缺陷，具有泄漏、断裂等事故危害性，主要有以下特点：

(1)作用大：主要担负存储、输送气动力的使命，是空气动力试验极其重要的蓄能、传送设备之一。

(2)品种规格多：材质类别主要分为碳钢和低合金钢及少量的不锈钢，安装型式主要为支座架空管线；外直径的主要规格有几十种。

(3)工程安装质量水平不一：由于老设备的早先建造安装过程中没有专业检验单位进行安装质量监督检验，容器、管道建造质量堪忧。近年来相继出现容器存在裂纹和管道腐蚀泄漏等问题。

(4)检修条件非常有限：近年来由于高密度的试验任务，使用单位无法像其它行业那样一般都能提供设计安装资料、开罐内表面宏观检查、压力试验等基本的检验检测条件，

(5)发生事故的危害性大：发生失效事故不仅危及人员、设备、厂房等安全，而且会导致试验任务延误、失败等事故气动力承压设备中常储存天然气等易爆气体，且在军事气动力试验中扮演重要的地位，若没有前期的检测与评估，设备损坏会造成重大事故，所以对于气动力承压设备的检测至关重要。

表面无损检测是压力管道、压力容器等承压设备定检工作中的关键检验项目。对于Cr-Mo钢、标准抗拉强度下限值≥540MPa钢制设备、盛装介质有明显应力腐蚀倾向等设备定期检验时，均要求应进行检测比例不小于20％的表面无损检测。按照现行安全技术法规、相关技术标准，主要包括磁粉检测和渗透检测。用上述方法检测时，虽然具有缺陷检出率较高、灵敏度高、缺陷显示直观、易识别等优点，但同时存在需去除涂层、打磨受检面等表面预处理，存在劳动强度大、检修周期长、效率低、成本高、污染环境、损伤本体、安全性差等问题，很大程度上制约了检测工作的开展，在易燃爆环境，因安全隐患大，传统检测表面方法往往无法在现场实施。