低温压力容器是压力容器的常见形式之一，广泛应用于油田、天然气生产过程和石油化工等工艺装置中。低温压力容器盛装着易燃、易爆、剧毒或腐蚀介质，是涉及生命安全、危险性较大的承压设备，在使用过程中常因介质、载荷、温度和环境等因素的影响而产生腐蚀、冲蚀、磨损、应力腐蚀开裂、疲劳开裂、材料劣化等缺陷。因此，快速诊断低温压力容器使用过程中的缺陷，及时维修设备，是确保设备和人员安全的关键因素。本文根据红外成像无损检测原理、传热学理论，建立了不考虑容器内相变的缺陷传热模型，基于控制体积法，进行不同热激励强度、不同热激励时间、不同环境因素、不同缺陷参数条件下的数值模拟分析，在此基础上根据相变传热的基本理论，建立了考虑容器内相变的缺陷传热模型，利用FLUENT中的多相流模型混合（mixture）模型，对热激励作用下容器内流体的汽化过程进行了模拟，并研究了流体发生相变时对压力容器壁表面温度的影响。研究结果表明：（1）随着热激励强度的增大，压力容器表面的对比温度逐渐增大；（2）随着激励时间增加，最大对比温度呈现先升后降的趋势，最终减小在稳定状态时对应的对比温度；（3）环境因素中风速、表面黑度对红外检测精度的影响较大，而在大气环境中进行压力容器缺陷红外检测时可以忽略环境温度的影响；（4）随着缺陷的增大，压力容器表面对比温度逐渐增大，亦即压力容器内的缺陷面积越大，越容易被检测出来。随着缺陷深度的增加，压力容器表面的最大对比温度是逐渐减小的，也就是说缺陷距离加热表面的深度越浅，表面温度异常越明显，越容易检测；（5）容器内流体在t=10s时发生相变，随着热激励时间的增加气相所占的体积分数增大；当容器内流体发生相变时，对红外检测有一定的影响。本文的研究结论对于指导红外成像技术快速诊断低温压力容器使用过程中的缺陷具有一定的借鉴作用。