10余年的創(chuàng)新與求索，沈功田他們成功揭示了大型承壓設(shè)備常用金屬材料腐蝕和應(yīng)力損傷在不同電磁激勵(lì)下的響應(yīng)規(guī)律。針對國際上對磁記憶檢測機(jī)理不清的狀況，他們首創(chuàng)性的設(shè)計(jì)制作了基于三維亥姆霍茲線圈的磁場產(chǎn)生裝置，構(gòu)造了應(yīng)力、磁場、傳感器位置均精確可控的弱電磁研究環(huán)境，提出了非線性應(yīng)力分布磁場畸變的計(jì)算方法，將基于線性應(yīng)力分布的磁機(jī)械效應(yīng)理論擴(kuò)展到非線性區(qū)域，豐富完善了磁機(jī)械效應(yīng)理論體系，獲得了鐵磁性材料表面漏磁場梯度與提離的對數(shù)放大曲線，揭示了鋼焊縫表面裂紋信號(hào)的變化規(guī)律;針對保溫層下腐蝕的檢測機(jī)理，建立了減薄金屬損傷的多渦流環(huán)響應(yīng)模型，擴(kuò)展了渦流環(huán)理論，獲得了承壓設(shè)備常用金屬材料在不同提離狀態(tài)下不同厚度的脈沖渦流信號(hào)響應(yīng)規(guī)律;針對壓力管道腐蝕的檢測需求，獲得了頻散曲線、材料空間磁場分布特性，闡明了基于時(shí)空變換技術(shù)的磁致伸縮導(dǎo)波單方向激勵(lì)和接收原理，建立了磁致伸縮導(dǎo)波單方向檢測模型。

10余年潛心科研，沈功田他們走出了全新的技術(shù)創(chuàng)新之路，開發(fā)出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三種電磁檢測儀器與系統(tǒng)。在理論研究的基礎(chǔ)上，他們攻克了材料損傷微弱磁記憶信號(hào)的探測技術(shù)難題，設(shè)計(jì)制作了專門適用于鋼焊縫表面裂紋檢測的十字交叉探頭和適用于材料內(nèi)部應(yīng)力損傷微弱磁信號(hào)探測的探頭，開發(fā)了磁記憶-復(fù)平面渦流檢測一體化儀器，實(shí)現(xiàn)了帶涂層內(nèi)部應(yīng)力損傷的定位和焊縫表面裂紋的快速檢測。針對保溫層引起的大提離效應(yīng)對檢測信號(hào)的削弱，他們提出了一種基于檢測信號(hào)與周期延拓的純噪聲信號(hào)相差分的中值濾波算法，提高了脈沖渦流檢測信號(hào)的信噪比，研制出可實(shí)現(xiàn)保溫層下鐵磁性材料腐蝕檢測的脈沖渦流檢測系統(tǒng);針對大多數(shù)承壓設(shè)備保溫層帶鐵磁性護(hù)層引起脈沖渦流信號(hào)強(qiáng)度下降的問題，發(fā)明了基于局部磁飽和的瞬變磁場屏蔽效應(yīng)削弱技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了帶鐵磁性保護(hù)層的保溫層下腐蝕的檢測;針對目前扭轉(zhuǎn)模態(tài)導(dǎo)波僅能通過接觸方式激勵(lì)的不足，在深入研究非接觸式電磁導(dǎo)波檢測原理的基礎(chǔ)上，發(fā)明了利用壓力管道自身的威德曼(Wiedemann)效應(yīng)和馬特西(Matteucci)效應(yīng)的非接觸式扭轉(zhuǎn)導(dǎo)波傳感器，突破了管道軸向缺陷的檢測技術(shù)難題;針對非接觸磁致伸縮導(dǎo)波電磁-聲換能效率低的問題，研制了大功率激勵(lì)裝置，開發(fā)出鐵磁性管道電磁導(dǎo)波檢測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了管道腐蝕非接觸的遠(yuǎn)距離快速檢測。

10余年風(fēng)雨兼程，他們提出了適用于不同材料腐蝕與應(yīng)力損傷的四種電磁檢測和結(jié)果評價(jià)方法。通過對數(shù)萬米檢測數(shù)據(jù)的總結(jié)，他們在國際上首次系統(tǒng)建立了應(yīng)力集中和應(yīng)力損傷的磁記憶評價(jià)方法，明確了磁記憶檢測技術(shù)的適用條件。在大量現(xiàn)場真實(shí)工件表面裂紋檢測試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過標(biāo)準(zhǔn)試樣的比對，建立了基于復(fù)平面的裂紋尺寸當(dāng)量化評價(jià)方法，提出了實(shí)際檢測過程對腐蝕情況進(jìn)行評價(jià)的方法。針對壓力管道的運(yùn)行特點(diǎn)，提出了一種基于距離幅度衰減特性的超聲導(dǎo)波信號(hào)分級方法，實(shí)現(xiàn)了通過人工缺陷信號(hào)對實(shí)際缺陷產(chǎn)生的橫截面積損失進(jìn)行評價(jià)的方法。

就是這樣一群干起活來像民工的科研人員，為國家、為世界特檢領(lǐng)域做出杰出貢獻(xiàn)，建立了大型承壓設(shè)備不停機(jī)電磁無損檢測技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)體系。經(jīng)過系統(tǒng)開展理論研究、儀器研制、檢測方法工藝開發(fā)和現(xiàn)場工程應(yīng)用，他們提出了采用電磁檢測技術(shù)系統(tǒng)解決大型承壓設(shè)備不停機(jī)檢測問題的技術(shù)路線。通過實(shí)驗(yàn)室檢測機(jī)理的系統(tǒng)研究和現(xiàn)場檢測工藝及方法的應(yīng)用實(shí)踐，發(fā)展完善了磁記憶和復(fù)平面渦流檢測標(biāo)準(zhǔn)，在國際上首次制定了脈沖渦流和磁致伸縮導(dǎo)波檢測標(biāo)準(zhǔn)，形成了大型承壓設(shè)備不停機(jī)電磁無損檢測標(biāo)準(zhǔn)體系：《GB/T 26954-2011 焊縫無損檢測 基于復(fù)平面分析的焊縫渦流檢測》、《GB/T 26641-2011 無損檢測 磁記憶檢測總則》、《GB/T 12604.10-2011 無損檢測術(shù)語磁記憶檢測》、《GB/T 28705-2012 無損檢測 脈沖渦流檢測方法》、《GB/T 28704-2012 無損檢測 磁致伸縮超聲導(dǎo)波檢測方法》、《ISO/DIS 20669 Non-destructive testing-Pulsed eddy current testing of ferromagnetic material components》。我國因此在標(biāo)準(zhǔn)制定上領(lǐng)先于國際。

技術(shù)領(lǐng)先國際

他們的科研成果首次系統(tǒng)解決了我國大型承壓設(shè)備不停機(jī)檢測和安全評價(jià)的瓶頸性技術(shù)難題，對我國大型電力和石化裝置的運(yùn)行周期科學(xué)延長至3到6年發(fā)揮了關(guān)鍵作用，也讓我國技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平。