钢制材料广泛应用在油气管道和压力容器中,在这些设备的长期使用中,由于氧化、腐蚀和外力等作用,钢制材料表面会出现凹坑、裂纹等缺陷,容易引发安全事故,造成环境污染甚至人员伤亡,因此有必要对钢制材料进行无损检测。课题旨在建立一种基于漏磁检测技术的钢制材料凹坑缺陷无损评价系统,实现凹坑缺陷主要几何尺寸的准确评价,为此开展了如下工作:(1)提出了一种利用单永磁体构筑磁化系统的新方法,采用ANSOFT MAXWELL有限元仿真平台,考察了立方单永磁体主要几何尺寸对磁化效果的影响规律,考察了传感器提离值对漏磁测量效果的影响规律,确定了永磁体尺寸和漏磁场传感测量的最佳位置。(2)设计并试制了磁化系统搭载小车,配置了行程轮,实现磁化系统钢制板材表面行进距记录和凹坑缺陷位置定位;利用步进电机和滚珠丝杠制作了磁化小车牵引装置,便于实现小车行进速度的控制,进而实现凹坑缺陷上方漏磁测点密度的控制。(3)以STM32高性能ARM单片机和新型三维磁传感器TLV493D-A1B6为核心,开发了漏磁信号传感检测、数据处理和无线传输嵌入式系统,支持三维漏磁检测,SD卡数据存储和漏磁数据蓝牙无线传输等功能,同时基于LABVIEW虚拟仪器开发了上位机计算机漏磁信号接收、分析与管理软件;此外针对厚度为10mm的Q235碳素结构钢板材,利用数控加工制作了一系列椭圆形凹坑缺陷,构建完成凹坑缺陷无损评价漏磁检测试验平台。(4)利用所搭建的漏磁检测实验平台,开展了一系列漏磁检测试验,在此基础上,针对所获取的漏磁信号进行了时域特征分析,将漏磁信号与坐标轴组成的封闭区域视作几何图形,创新性地提出利用缺陷三维漏磁信号的图形几何学特征构建特征数据集,表征凹坑缺陷,为进一步开展凹坑缺陷主要几何尺寸预测,实现无损评价奠定基础。(5)将支持向量回归机与缺陷三维漏磁信号的几何学特征相结合,建立了椭圆凹坑缺陷长轴、短轴和深度的回归预测模型,模型有效性检验展现出很好的预测效果,证实了所建立方法的有效性和可行性;同时与传统双永磁体磁化系统相比,单永磁体磁化方式结构更加简单,具有更好的设计柔性,更佳的成本优势,展现出很好的应用前景。