上世紀開始，英國科學家就通過棱鏡分光的技術對紅外線進行研究，紅外熱像的檢測隨之產生，并且已經在軍事領域、電力領域、石油領域等行業中進行應用，尤其是非接觸式的測溫和遠離被測的設備以及大面積的快速掃描等。采用紅外線熱成像技術對LNG管線等進行泄漏檢測，對完善現有的檢測手段有著重大意義。

1 LNG泄漏特點及現有檢測手段

LNG(Liquefied Natural Gas)，即液化天然氣的英文縮寫。是通過在常壓下氣態的天然氣冷卻至-162℃得到的天然氣的液態形式。其泄漏后蒸發會形成大量的蒸汽云，遇到火源則會形成火災或爆炸(濃度:5%~15%)。此外超低溫亦有可能對泄漏點附近的人或設備設施造成低溫凍傷或者冷脆危險。

目前對LNG泄漏的檢測手段一般采用溫度、氣體濃度等手段。如全容式LNG儲罐，在罐壁和罐底安裝熱電偶，根據熱電偶所測溫度來判斷是否有泄漏發生。部分LNG管線法蘭處也設有類似的檢測設施。除此之外，還有通過可燃氣體檢測儀來監測LNG泄漏后氣化產生的天然氣判斷泄漏的方法。

上述檢測方法存在檢測精度較低、無法及時發現少量LNG泄漏的缺點。同時對法蘭、閥門以及管道連接處等易泄漏部位較難檢測，且對泄漏點定位難度較大。因此，針對LNG泄漏的檢測技術還有待提高。

2 紅外熱像技術在應用過程中的原理

紅外線是一種電磁波，它在電磁波連續頻譜中的位置處于無線電波與可見光之間的區域，具有與無線電波和可見光一樣的本質。自然界中一切溫度高于0°(-273℃)的物體，都輻射出紅外線，同時這種紅外線輻射都載有物體的特征信息。石化生產過程中，存在的許多碳氫化合物氣體分子在中紅外區域(波長3~5μm)和遠紅外區域(波長8~12μm)具有明顯的紅外熱輻射特征峰。對于紅外熱像的技術來說，主要是利用紅外熱輻射的原理，利用測取物體的表面紅外輻射的能量，使得被測物體的表面溫度向直觀熱像彩圖進行轉化，繼而有助于非接觸式溫度的測試。這一方法的優勢是抗干擾能力強、有著比較快的測溫速度和較高的靈敏度，目標識別能力強，具有較高的度。

3 LNG系統中的應用及泄漏檢測

在LNG系統中，LNG管線、法蘭以及管件連接處、BOG壓縮機、高低壓泵、LNG儲罐等均存在泄漏風險。如果對每一個泄漏點進行逐一排查，工作量巨大且受到高度、保溫等的影響很難保證巡檢質量。而使用紅外線熱成像技術則能夠很好的解決這些問題。

△圖1 LNG管線紅外線熱成像

圖1為某LNG管線紅外線熱像圖，從圖中可以很明顯看到有一低溫區域，而在宏觀檢查中并未發現問題。該熱成像說明該區域存在較大溫差，存在泄漏的可能性。

△圖2 LNG閥門填料紅外線熱成像

圖2為某LNG閥門填料處熱成像圖，從圖中可以看到填料處有一處輕微泄漏現象，這種泄漏程度用普通的檢測手段是難以發現的。

△圖3 LNG儲罐紅外線熱成像

圖3為某LNG儲罐熱成像圖，從圖中可看到儲罐上部存在明顯的低溫區域，經判斷為填充保冷沉降導致。

4 關于檢測系統建議

實踐證明，通過紅外線熱成像技術在LNG系統中快速掃描，實時成像，定位準確，既可局部檢測，也可區域檢測。可發現截止的泄漏點，彌補了常規檢測手段的不足。利用紅外線熱成像技術進行泄漏檢測，能夠使用視頻圖像的方式進行，便于連續觀察和快速定位泄漏位置。如將紅外線熱成像技術與計算機視覺分析技術相結合，采用人工智能手段，在LNG泄漏初期即能夠進行自動預警，則可避免災害擴大。