近日,我国科研团队在《NDT and E International》上发表创新研究成果,提出了一种基于磁导率扰动-涡流热成像的新型无损检测方法,成功实现了对厚壁铁磁构件内部壁厚减薄的高灵敏度、可视化检测,为能源、化工等领域关键承压设备的安全评估提供了全新技术手段。铁磁管道在高温、高压及腐蚀性介质中长期运行,内壁易发生腐蚀减薄,传统无损检测方法如超声波、常规涡流等存在耦合要求、穿透深度不足或无法可视化等问题。针对这一行业痛点,湖北工业大学、四川大学与华中科技大学的研究人员联合提出MPP-ECT检测技术,巧妙融合磁学与热成像原理,实现内部缺陷的“透肤见骨”。
该方法的核心创新在于利用直流磁化激发磁导率扰动现象。当铁磁构件存在内部厚度减薄时,在直流磁场作用下,缺陷区域的磁导率会显著低于正常区域,形成磁导率扰动区。在此基础上施加高频交流激励,由于缺陷区与正常区磁导率不同,产生的涡流分布与焦耳热响应亦呈现差异,这种温差分布被红外热像仪实时捕捉,从而清晰、直观地揭示出内部缺陷的位置与程度。
研究通过理论建模、仿真分析与系统实验验证了该方法的有效性。实验结果表明,该方法可有效检测出12毫米厚钢板背面厚度减少4.2% 的早期减薄缺陷。热响应对比度与减薄厚度呈单调递增关系,且磁化强度越高,缺陷热特征越明显,在较高磁化电流下趋于稳定饱和状态。该方法无需接触被测表面、不受涂层影响,且在检测早期加热阶段即可呈现清晰的缺陷热图,克服了传统涡流热成像因趋肤效应难以检测内部缺陷的局限,显著提升了检测效率与可靠性。
该论文的第一完成单位为湖北工业大学机械工程学院,由邓志扬教授、宋小春教授和研究生李志龙等人共同完成,其中宋小春教授和邓志扬教授是该论文的共同通讯作者。该工作得到了国家重点研发计划(2022YFF0605600)、国家自然科学基金(52105550)及湖北工业大学科研启动基金(GCC2024001)的资助。
原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963869524002780?via%3Dihub
论文信息:Zhiyang Deng, Zhilong Li, et al. Eddy current thermography detection method for internal thickness reduction in ferromagnetic components based on magnetic permeability perturbation. NDT and E International, 151 (2025) 103313.