主要研究材料内部应力、疲劳所造成的活动缺陷(包括疲劳裂纹、蠕变等)对铁磁性材料的微观作用机制,这种作用表现为材料宏观磁特性的变化,进而在材料表面产生漏磁场,建立活动缺陷-漏磁场关系模型,通过分析材料表面漏磁场特征可判断是否存在活动缺陷、确定材料的疲劳状态和剩余寿命,同常规漏磁检测相比,无需外界人工磁化场,避免了漏磁检测的缺点,同时,也避免了磁记忆检测只能定性判断应力集中位置,而无法发现工程中有重要意义的疲劳裂纹和无法判断材料疲劳状态的问题。活动缺陷检测是一种全新的检测概念,用于检测和监测在役设备在使用过程中产生并在使用过程中继续扩展的危险性缺陷,拓展了无损检测的内涵,使漏磁场检测从单纯的缺陷检测向早期状态诊断方向发展,在压力容器、石油、铁路、化工、电力、矿山等行业有迫切的需求和广阔的应用前景。
针对漏磁检测缺陷量化的难题,开展了大量的理论研究工作、仿真计算和工业应用实验。采用有限元方法建立了活动缺陷-漏磁场关系的数值计算模型,建立了腐蚀缺陷尺寸-漏磁场特征参数的关系模型,并采用分类统计、多元非线性回归方法实现了腐蚀缺陷三维尺度的全面量化。该缺陷量化方法已成功应用于中国第一套油气管道腐蚀缺陷高清晰度检测器检测数据分析专家系统软件和储罐底板检测数据分析软件中,使缺陷量化精度达到了国际先进水平。这两套设备已经成功应用于国内外检测工程中,仅2006年就产生了500多万元的经济效益。针对疲劳裂纹检测问题,开展了基于脉冲涡流技术的裂纹检测方法研究。研究了脉冲涡流探头激励频率、脉宽与检测灵敏度的关系,研制了11种不同类型的脉冲涡流检测探头,并就它们对提离值和裂纹方向性敏感程度开展研究工作,得出两级差动探头对探头提离效应具有较好的抑制效果,碗型探头具有裂纹检测各向同性的结论。研制成功了基于单片计的脉冲涡流检测仪样机。