25CrMnMo钢表面缺陷成因分析及控制

通过宏观形貌观察、微观组织(SEM)和能谱分析(EDS)等手段,分析了25CrMnMo钢管生产过程中表面缺陷产生的原因,并进行了系统优化。通过对25CrMnMo钢的理化性能分析,发现钢管表面宏观缺陷存在结晶器保护渣剥落现象,而微观分析发现钢管皮下含有许多大尺寸FeO-Na2O-Al2O3-CaO不规则夹杂物。同时,将钢管表面缺陷处夹杂物成分与长水口、浸入式水口以及炉渣成分、结晶器内保护渣进行对比分析,发现钢内夹杂物中Na、Al为结晶器保护渣的代表元素,推断原工艺条件下,卷入且来不及上浮的结晶器保护渣在凝固前沿时被凝固坯壳捕获,并形成表面及皮下夹杂缺陷是25CrMnMo钢管出现缺陷的主要原因。通过将浸入式水口的插入深度由80~130 mm改为90~130 mm,电磁搅拌电流由300 A降为200 A,频率3.0 Hz不变等降低卷渣指数的措施,有效改善了25CrMnMo钢结晶器卷渣问题,提高了铸坯质量。

基于LabVIEW的远场涡流检测扫查系统研究

针对金属构件近表面存在的裂纹缺陷,基于远场涡流检测法,建立了包含运动扫查平台、信号激励、数据采集等模块的远场涡流检测扫查系统。运动扫查平台利用PLC控制步进电机带动三维扫查架运动;编写LabVIEW数据采集程序,控制NI采集卡对检测信号进行采集,在LabVIEW软件与PLC之间使用MX组件通讯,使LabVIEW可以访问PLC的寄存器,读取三维扫查架各轴位移信息,软件与硬件相结合,实现缺陷的自动化检测。设计了2种不同类型的缺陷,实验结果表明,随着缺陷埋深减少及缺陷宽度增大,得到的缺陷信号也在变大,实际缺陷位置与检测到的缺陷位置误差为0.001 mm;同时,该方法能够检测出最大埋深为5 mm、宽度为0.2 mm的矩形缺陷。

测量不确定度在建筑工程领域的评定与应用

为合理地表征测量值的分散性,确定测量结果的有效性,检验检测机构应制定和实施测量不确定度评定程序,以确保在需要时能够进行准确的评定。在评定测量不确定度时,应充分考虑影响不确定度的因素,建立相应的数学模型,精确计算每个因素引起的不确定度分量,然后综合计算出合成标准不确定度和扩展不确定度,给出最终的结果表示。以建筑工程检测中常用到的混凝土碳化深度检测及基桩缺陷深度检测为例,对测量不确定度的评定方法进行了实际应用,得到了比较准确的测量结果。

绝缘子自爆缺陷的轻量化检测网络DE-YOLO

为了实现输电线路的高精度、高速度巡检,设计了一种适用于移动终端设备的轻量化目标检测网络DE-YOLO。首先融合深度可分离卷积、逐点卷积和ECA注意力机制提出了特征提取模块NewC3,它负责显著降低网络参数、同时强化网络提取绝缘子有效信息的能力。再借助通道数成倍增长策略和通道注意力机制SE设计了轻量化模块DC-SE,它用于削弱复杂背景对绝缘子故障的干扰、互补提取绝缘子细微特征,进而增强浅层网络对目标特征信息的提取能力。实验表明,DE-YOLO网络在自制绝缘子数据集上的GFLOPs降低45%,运行参数降低42%,自爆缺陷检测精度高达93.2%。NewC3和DC-SE能保证DE-YOLO的轻量化,同时满足绝缘子自爆缺陷实时检测的要求。

基于红外锁相法缺陷深度检测的仿真

隐藏在工件内部的粘贴结构缺陷具有隐蔽性和危险性,成为影响生产质量和运行安全的致命因素,运用红外无损检测技术可以对其缺陷进行检测和评估。本文通过仿真模拟,测得粘贴结构在不同缺陷深度以及涂层热扩散系数下的盲频率,研究了缺陷深度和涂层热扩散系数对盲频率的影响,同时利用拟合定量研究了盲频率与缺陷深度和涂层热扩散系数的关系。仿真结果表明,可以通过盲频率求得热扩散长度,进而求得缺陷深度的定量检测方法。

融合结构推理的深度模型输电线路金具及其缺陷检测

准确的实现金具及其缺陷的自动化巡检是保证输电线路正常运行的一项重要任务。为了缓解现有各种金具及其缺陷检测方法缺乏上下文信息,导致误检、重检的问题,提出一种基于上下文结构推理的输电线路金具及其缺陷检测方法,在检测模型输出检测结果后加入结构知识,以提高模型的准确率。首先将图片输入到目标检测模型中;之后把检测模型输出的结果送入结构推理模块:将检测结果映射到序列X中,形成一个向量,包括检测框类别、bbox坐标和检测置信度,然后将向量送入双向门控循环单元和自注意力中进行处理,利用输电线路金具及其缺陷的结构知识,提高正确正样本的置信度、降低错误正样本的置信度,最后通过回归器得出最终的输出结果,来达到提高平均精确度的目的。实验结果表明:在加入结构推理模块之后,基线模型的P值均有提高,其中P_(50)相较于基线模型最高提升了6%,为提高输电线路金具及其缺陷检测精度提供了新的思路。

基于脉冲红外热成像的缺陷深度定量测量技术研究

缺陷深度定量测量是脉冲红外热波无损检测技术的重要应用,本文深入研究了脉冲红外热波成像无损检测的数据处理方法。基于预制的复合材料缺陷试件,对脉冲红外热波成像无损检测过程进行了数值模拟和实验,计算了缺陷深度。结果表明:数值模拟和实验获得的缺陷深度结果与预制试件的缺陷深度之间有较好的包络关系,使用脉冲红外热成像进行缺陷深度定量分析的实验技术具备工程应用价值。

基于微动和探地雷达的城市轨道交通岩溶探测研究

贵阳属于典型的喀斯特地貌,受城市地形条件和电磁干扰,导致深层的岩溶区域探测手段受限,使轨道交通建设面临透水等严重风险。针对贵阳地铁3号线面临的复杂岩溶环境的问题,提出了微动与探地雷达(GPR)相结合的岩溶综合物探方法。在道路表面采用微动法实现40 m以内的大探深检测,通过改变台阵形式、调整检波器间距、避开管线位置等方法避开地表面管线干扰,实现岩溶状态的大范围判断。在隧道开挖掌子面采用100 MHz屏蔽GPR天线进行复核探测,实现岩溶区域的精确定位。在贵阳轨道交通3号线开展了微动与GPR融合的岩溶排查实验,并通过超前水平钻探对判断的岩溶区域进行了取芯验证。实验结果表明,岩溶区域与围岩密实区域波速差异较大,微动方法可以有效实现大探深范围内的岩溶探测,适合城市道路内部岩溶区大探深判断;电磁波在岩溶区域存在强反射、低频特征,在GPR图谱中特征明显,微动与GPR联合可实现岩溶区域的精确定位。超前水平钻探开挖结果验证了所提方法的正确性,避免城市轨道的透水事故。微动和GPR联合的探测方法为城市轨道交通建设大探深病害探测提供了可靠的无损检测方法,保证市政施工的安全性。

基于红外热成像检测技术的焊接裂纹深度定量识别研究

针对起重机金属结构焊接裂纹缺陷定量检测的需求,研究了红外热成像检测技术在缺陷深度定量识别上的应用。先后介绍了脉冲热像法和脉冲相位法的技术原理;基于COMSOL软件建立了裂纹缺陷试件的热分析模型并进行了仿真分析,得到了不同深度缺陷处的温度响应。在此基础上对比分析了脉冲热像法和脉冲相位法的缺陷深度预测精度。结果表明,利用脉冲热像法根据温差峰值时间来预测缺陷深度,对浅层缺陷有不错的效果,而利用脉冲相位法根据盲频与缺陷深度的关系进行深度预测,则可实现更大深度缺陷的定量识别。

基于弱磁技术的海洋输油复合管检测

针对现有无损检测技术难以满足海洋输油复合管中的缺陷检测需求这一现状,提出一种无需励磁的新型无损检测技术。以含有人工缺陷的海洋输油复合管为检测试块并设计传感器工装,检测完成后,首先使用Symlet小波对采集到的信号进行缺陷特征信号提取,其次分别运用三次样条插值法和最小二乘法对缺陷深度和缺陷处的磁感应强度变化量进行曲线拟合,并得到缺陷深度的定量算法。结果表明:弱磁检测信号在管道试件中大缺陷位置变化较为明显,通过Symlet小波对缺陷信号提取提高了弱磁检测对小缺陷的检出率。利用最小二乘法二次拟合后得到的曲线具有更好的拟合效果,并且对缺陷深度定量准确度高,误差小。弱磁无损检测技术能基本满足海洋输油复合管中的缺陷检测需求。

基于改进CNN的苹果缺陷检测方法研究

目的:解决现有苹果缺陷检测方法存在的精度低、效率差等问题。方法:基于水果图像采集系统,提出一种改进的卷积神经网络用于苹果表面缺陷检测;引入深度可分离卷积代换原网络标准卷积,提高特征提取速度;引入Leaky ReLU激活函数代替ReLU激活函数,提高计算效率和精度;引入全局平均池化替换全连接层,降低网络模型的计算量;并在每层卷积后加入批量归一化层,通过试验与常规方法进行对比分析,验证其优越性。结果:与常规方法相比,所提方法在苹果缺陷检测中具有较高的检测准确率和速度,且模型参数量少,准确率达99.60%,检测速度(每秒帧数)达526,模型参数量为389 072。结论:该苹果缺陷检测方法能有效降低模型参数和检测时间,具有较高的准确率和速度。

缺陷深度对SMA490BW钢焊修接头组织及性能的影响

对SMA490BW耐候钢接头不同深度的缺陷进行了焊修,分析了补焊接头的组织、残余应力及力学性能。结果表明,2~6 mm深度缺陷的补焊不会对焊缝组织产生影响,焊缝组织主要为先共析铁素体、针状铁素体及粒状贝氏体。补焊对原焊缝产生热影响,形成正火细晶组织。补焊接头焊缝区的硬度低于初焊接头,补焊对接头的拉伸性能影响不大,但补焊接头的冲击性能优于初焊接头。随着缺陷深度的增加,补焊道次增加,致使接头及母材经历多次热循环,影响了接头残余应力分布。当补焊深度为6 mm时,焊缝附近纵向残余应力超过母材本身的屈服强度,而实际焊修后不再进行热处理,因此不建议对6 mm及以上深度的缺陷进行焊修。

基于改进YOLOv4的磁瓦缺陷检测算法

磁瓦在生产制造过程中会因为工艺问题产生各种不同的缺陷,传统检测算法检测速度慢、精度低,为了实现磁瓦表面缺陷快速有效的检测,文中提出了一种改进YOLOv4算法的磁瓦缺陷检测方法。首先将scSE注意力模块嵌入特征提取主干网络中的CSPnet的残差单元中,增强小目标的空间特征和通道特征;其次,采用空洞卷积空间池化金字塔(ASPP)模块代替原有SPP模块,增大卷积核感受野,更多地保留图像细节并增强信息相关性;最后,在颈部部分用深度可分离卷积替换5次卷积块中的传统卷积,以此来更好地对特征信息进行提取,减小模型的参数量。实验结果表明,改进的YOLOv4算法对磁瓦表面缺陷检测的平均精度值达到96.67%,检测速度为44 ms,模型大小为249 MB,明显优于原始算法,具有较高的检测精度和实用性。

基于平衡电磁技术的钢板表面裂纹深度检测方法

针对钢板表面横纵两方向裂纹深度的检测问题,提出了基于平衡电磁技术的检测方法。通过电磁场分析建立了平衡电磁技术检测横纵裂纹的感应电压模型,并理论分析了检测电压的变化趋势;采用有限元方式分析了平衡电磁技术检测电压与裂纹深度的具体变化规律。通过设计等间距采样的平衡电磁技术检测平台,对钢板表面1~6 mm深的横纵向裂纹进行检测能力验证实验。结果表明:随着横纵向裂纹深度的增加,检测电压幅值线性增大;相同深度的横向裂纹检测电压幅值约为纵向裂纹检测幅值的2倍;该方法具备对钢板表面横纵向裂纹深度定量检测的能力。

改进mixed-segdec-net的金属表面缺陷检测方法

针对工业金属表面缺陷检测中目标缺陷较小及特征不清造成漏检和误检的问题,提出了一种改进mixed-segdec-net的工业金属表面缺陷检测方法。以Inception模块为基础,构建基于ECB的InceptionA模块,增加了网络对尺度的适应能力;以CBAM和ResBlock构建了基于注意力机制的残差网络模块CRASNet,解决了网络中网络退化及梯度退散问题;以深度残差卷积层作为分类网络的卷积层,降低网络的参数量和计算量。将改进后的算法与原算法放在数据增强后的公开数据集KolektorSDD2进行检测性能的对比。实验分析表明,基于改进mixed-segdec-net的金属表面缺陷检测方法的平均精度(Average Precision,AP)为96.02%,AUC为98.77%。结果表明,改进后的mixed-segdec-net可以提升工业金属表面缺陷检测的精度。

换热列管折流板部位涡流检测缺陷深度修正

尿素高压圈是尿素生产装置的核心部位,操作压力和操作温度较高、腐蚀性强,换热列管易产生缺陷。换热列管常采用多频涡流检测,由于折流板的影响,换热列管折流板部位的缺陷在涡流检测中会变形失真。针对这个问题,采用对比试块模拟研究,并将实际检测中遇到的真实案例进行对比,探究换热列管折流板部位缺陷深度的修正问题。

基于剪切散斑干涉无损探伤的缺陷深度测量

基于激光剪切散斑干涉技术构建了无损检测系统,通过对铝合金平板钻圆形盲孔覆橡胶层的方式制备了设有不同尺寸和深度的内部缺陷的复合材料粘接试件,利用施加负压激励研究了不同负压值下试件内部缺陷所在表面的散斑条纹和离面位移情况,并结合有限元计算验证了检测系统有效性。结果表明:相同缺陷深度和负压值下,缺陷尺寸越大,散斑条纹级数越多、离面位移越大;相同缺陷尺寸和负压值下,缺陷深度越深,散斑条纹级数越小、离面位移越小。在利用该剪切散斑干涉无损检测系统准确获取内部缺陷的形状、位置和尺寸等信息的基础上,进一步基于弹性薄板理论推导了缺陷深度。缺陷深度测量精度随缺陷尺寸增大而提高,同时随深度增大而降低,直径为20 mm深度小于1 mm的圆形缺陷深度测量误差值小于10%。本文研究为复合材料粘接结构内部缺陷的深度检测提供了有效途径。

预埋非接触钢丝拉拔成孔法检测套筒灌浆缺陷深度试验研究

预埋非接触钢丝拉拔成孔法是在套筒出浆孔管道预埋钢丝,出浆孔管道内钢丝通过透明塑料管隔离,实现与灌浆料非接触;出浆孔管道外钢丝拉拔段长度≤50mm,灌浆后自然养护24h,可实现手动拉拔钢丝,操作简单易行。预埋非接触钢丝拉拔成孔后,通过仅带前视镜头的内窥镜可观测套筒灌浆是否饱满;通过带侧视镜头及测距功能的内窥镜可对灌浆缺陷进行成像并准确测量灌浆缺陷深度。

基于脉冲位相的红外热波无损检测法测量缺陷深度

提出了基于脉冲位相分析的数据处理方法以实现红外热波无损检测法对缺陷深度的测量。对脉冲红外热波无损检测的时间信号进行傅里叶变换(FFT),提取位相频率信息,根据热波频率与传导深度的关系完成缺陷深度的检测。以热传导较快的铝材料为例,对自行设计的深度不同的平底洞缺陷进行实验,并通过应用Matlab的FFT分析得到不同深度平底洞缺陷在不同频率下的位相曲线,同时,应用VC++得到位相序列热图。实验结果表明了脉冲位相对缺陷深度检测的可行性,缺陷实际深度与实验深度存在d≈1.98μ的关系,同时位相图有效抑制了噪声的干扰,为材料和结构内部缺陷检测提供了一种有效处理方法。

脉冲红外无损检测缺陷深度定量测量的数值模拟

缺陷深度定量测量是脉冲红外热波技术定量测量的重要应用,在一维热传导理论模型基础上分析了对数温度-对数时间二阶微分峰值法计算原理。以背面有6个大小相同深度不同的平底洞不锈钢试件为例,利用Ansys模拟脉冲红外无损检测过程,采用对数温度-对数时间二阶微分峰值法计算缺陷深度。比较和分析了Ansys和脉冲红外热波实验结果,结果表明所建立Ansys模型与脉冲热波实验结果相符,可为脉冲红外热波技术缺陷深度定量测量应用提供理论依据。