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FLIR光學氣體紅外熱像儀助力改善北歐化工斯泰農松德工廠的環境和安全性

許多石化工廠都要處理不可見的氣態碳氫化合物。這些氣體大部分都會帶來一些安全問題。它們可能有毒,或者如果長期接觸會造成健康問題。其他氣體則高度易燃、易爆,并且多數氣體如果大量排放到大氣中,會對環境造成負面影響。這就是為什么在石化工廠中泄漏檢測非常重要的原因。

許多石化工廠都要處理不可見的氣態碳氫化合物。這些氣體大部分都會帶來一些安全問題。它們可能有毒,或者如果長期接觸會造成健康問題。其他氣體則高度易燃、易爆,并且多數氣體如果大量排放到大氣中,會對環境造成負面影響。這就是為什么在石化工廠中泄漏檢測非常重要的原因。

北歐化工位于瑞典斯泰農松德的高壓低密度聚乙烯(LDPE)工廠就是此類工廠之一,該工廠為電纜和電線行業生產LDPE產品,年生產能力為35萬噸。北歐化工的裂化器設施提供主要原料乙烯,后者在高壓聚合過程中轉化為聚乙烯。

乙烯是一種高度易燃的碳氫化合物。為了進一步提供工廠內部的安全性,降低對環境的影響,北歐化工購買了FLIR Systems的一臺光學氣體紅外熱像儀。借助這一氣體泄漏檢測工具,北歐化工確保了任何氣體泄漏都逃不過程序操作員的雙眼。    光學氣體紅外熱像儀是一種快速的非接觸式測量儀器,能夠將氣體泄漏實時可視化。其他許多測量儀器只提供一個數字,而光學氣體紅外熱像儀能提供可視信息,使泄漏檢測過程更為直觀。光學氣體紅外熱像儀還可用于難以進入的位置,因為它們能從遠距離檢測到微小的泄漏。LDPE生產主管Jan Åke Schiller表示:“我們開始測試這項相對新穎的技術時,起初我非常懷疑。但是看到光學氣體紅外熱像儀運行后,我很快意識到它們在這間聚乙烯工廠,以及在石油化工廠擁有巨大的泄漏檢測潛力。” 

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而使用光學氣體紅外熱像儀,我們只需在工作指令上添加一個視頻文件,維修人員會自行查看泄漏位置。這讓我們可以花更少的時間做出泄漏檢測報告,騰出更多的時間在工廠里泄漏檢測,或者執行其他任務。”

更高的檢查頻率

Schiller表示,由于現在用上了FLIR GF306光學氣體紅外熱像儀,消耗的檢查時間大為減少,泄漏檢測頻率卻大大提高。“過去我們只擁有嗅探器時,我們也要做其他的年度檢查。為了覆蓋工廠全長100多公里的全部管道,一支使用嗅探器的團隊需要花費整整一周時間才能完成整個工廠的檢查。而使用這部光學氣體紅外熱像儀,一個人一天就可以完成了,F在我們有了光學氣體紅外熱像儀,整個工廠每年檢查兩次,并且工廠每次開機時都進行快速檢查。所以說檢查頻率大大提高了。” 

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光學氣體成像的優點

購買FLIR GF306光學氣體紅外熱像儀之前,Schiller和他的同事使用所謂的“嗅探器”,這種設備用于測量某個位置某種氣體的濃度,并生成一個百萬分率(ppm)的濃度讀數。Schiller表示:“光學氣體紅外熱像儀的主要優勢在于,它提供了以可視化的方式檢測氣體的可能性。嗅探器只能給你一個數字,而光學氣體紅外熱像儀能讓你檢測熱像儀視場范圍內任何位置的氣體泄漏。這大大提高了檢查速度。如今我們有了光學氣體紅外熱像儀,工廠每次開機時都進行快速掃描。每次進行快速掃描,我們能在30分鐘內完成整個工廠將近80%區域的檢查。而使用嗅探器要想達到同樣的結果,則需一支10人的團隊整整工作兩天。” 

Schiller強調,這并不意味著他們都會停止使用嗅探器。“我們將嗅探器配合光學氣體紅外熱像儀使用。我們用光學氣體紅外熱像儀檢測泄漏,然后用嗅探器為泄漏定量。” FLIR GF306的靈敏度令Schiller感到驚訝。“我在嗅探器讀數低于100 ppm的環境檢測到泄漏,尤其是在高熱靈敏度模式下操作時,這個熱像儀的靈敏度令人吃驚。它還可以從70米的距離檢測更微小的泄漏。這使得操作員可以從安全距離實施檢查。”     

高熱靈敏度模式

高熱靈敏度模式(HSM)是所有GF系列光學氣體紅外熱像儀的附加特殊功能。這是一種能夠有效提高熱像儀熱敏度的圖像相減視頻處理技術。HSM功能能夠減少單個像素信號在視頻流畫面中所占的百分比,從而提高幀之間的差異,使泄漏氣體在生成的圖像上顯得更加清晰。 所有待修復的泄漏都會被告知維修人員。Schiller表示,在這個環節,使用光學氣體紅外熱像儀比嗅探器也有優勢。“使用嗅探器,你必須用語言描述確切的泄漏位置,這有時候會有困難。 

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紅外吸收

FLIR GF306光學氣體紅外熱像儀配備制冷式量子阱紅外探測器(QWIP),該探測器可在25mK(0.025℃)熱靈敏度時生成分辨率為320 x 240像素的熱圖像。FLIR GF系列光學氣體紅外熱像儀的氣體可視化功能是以紅外吸收為基礎。氣體會吸收特定波長的電磁輻射。FLIR GF系列光學氣體紅外熱像儀配備波段濾片、焦平面陣列和光學系統。這些元件都特別調校到適合這一波長范圍。氣體吸收紅外輻射并有效阻擋來自泄漏氣體背后物體的輻射,因此泄漏氣體在熱圖像上會顯示為一道黑色或白色煙柱,這取決于用戶選擇“白熱”或“黑熱”設置。 

錄制視頻片段

除了實時可視化以外,FLIR GF306光學氣體紅外熱像儀還能夠錄制可見光視頻和熱成像視頻片段。 

Schiller解釋道:“這一點非常重要,因為移動中的煙柱狀氣體在視頻上比在靜態圖像中要清晰得多。對于泄漏報告,我們通常在可視化視頻模式下開啟視頻記錄,以便向維修人員展示泄漏位置。然后我們轉換到氣體檢測模式,以便展示泄漏,接著切換回到可視化視頻模式,驗證泄漏位置。這個方法對我們來說很管用。” 

Schiller補充表示:“這間工廠相對較新,是在幾年前開業,用來代替舊的聚乙烯工廠。這間新聚乙烯工廠曾經碰到一些發展初期的問題,但在光學氣體紅外熱像儀的幫助下,我們已經能夠使它變成世界上氣密性最好的工廠之一。舉個例子,這間新工廠生產的聚乙烯比舊工廠多一倍,但泄漏導致的揮發性有機化合物散逸數量卻比舊工廠少10倍。在我看來,FLIR GF306光學氣體紅外熱像儀幫助實現了這一極低的泄漏率。”

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這種工具使用頻率與北歐化工斯泰農松德工廠使用的FLIR GF306光學氣體紅外熱像儀一樣頻繁,因此需要輕便、緊湊,設計要符合人體工學,以防止背部和胳膊扭傷。所有FLIR GF系列光學氣體紅外熱像儀的設計都符合人體工學。FLIR GF306光學氣體紅外熱像儀配備轉動手柄、直接接觸式按鍵、可翻轉的取景器和LCD屏幕,其設計從用戶的角度出發,具備先進的人體工程學特性,以提高員工安全性。重2.4千克的FLIR GF306光學氣體紅外熱像儀也顯得輕盈、緊湊。 

在意想不到的位置檢測泄漏

據Schiller所述,使用光學氣體紅外熱像儀的優勢之一是,在意想不到的位置進行泄漏檢測會變得更容易。“泄漏真的會發生在最奇怪的地方。有一次,有一根支撐管焊接到管道系統的彎道處,但是焊接工人用力過度,導致管道系統的氣體泄漏到支撐管里。用光學氣體紅外熱像儀很容易就可以定位支撐管泄漏的氣體,因為氣體在熱圖像上非常顯眼。但如果使用嗅探器,可能需要幾年時間才能找出泄漏點,前提是我們真的會去檢測,因為誰會去檢測支撐管的泄漏呢?” 

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“出人意料的泄漏位置的另一個例子是,我曾發現隔熱材料有氣體泄漏。由于連接件的一端發生泄漏,絕緣材料內部也有氣體泄漏,從連接件的另一端漏出來。這只是一系列用光學氣體紅外熱像儀檢測到的泄漏之一,如果用嗅探器檢測,這是完全不可能的。 

嗅探器必須放在正確的位置才能檢測泄漏,因此檢查員只會把嗅探器放到可能發生泄漏的位置。如果使用光學氣體紅外熱像儀,你可以看到熱像儀視場范圍內任何位置的所有泄漏。你可以用它來輕松快速地檢測到泄漏,并且它讓你的檢查更為徹底。” 

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物有所值

Schiller繼續表示:“有些公司可能因為價格問題,不愿意購買一臺光學氣體紅外熱像儀,這可以理解,畢竟嗅探器要便宜得多。但是采購成本具有欺騙性。首先,采用嗅探器進行檢查非常費時費力,而工時并不便宜,至少在歐洲不便宜。 

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其次,使用探嗅器,意想不到的位置的泄漏難以發現,容易遺漏,因此使用光學氣體紅外熱像儀能幫助確保員工和周邊地區居民的安全。我認為安全是絕對值得投資 的。    使用光學氣體紅外熱像儀還提高了工廠員工的安全感。他們知道我使用FLIR GF306光學氣體紅外熱像儀,任何氣體泄漏都逃不過我的眼睛,會覺得有安全感。”Schiller繼續表示:“最后一個要點是,光學氣體紅外熱像儀能幫 助減少泄漏到大氣中的氣體數量。因為這些氣體是我們的基本材料,發生泄漏就是一種浪費。我寧愿把它變成塑料。因此氣體泄漏實際上等于揮霍資金。通過減少泄 漏,光學氣體紅外熱像儀會把采購成本賺回來?偠灾,我絕對會說光學氣體紅外熱像儀是物有所值的。”

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