不銹鋼管經磁化后,在缺陷附近產生漏磁場。與管道內檢測不同,不(bu)銹鋼管自動化漏磁檢測是在管外布置傳感器來拾取漏磁信號,并將磁場信號轉換為電信號,經濾波放大后進入采集卡轉換為數字信號,最終由計算機進行后處理與評價。在缺陷漏磁場的自動化拾取過程中,合理的傳感單元、有效的探頭陣列結構、符合實際工況的探頭部件是不銹鋼管漏磁檢測的基礎。
不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)缺陷(xian)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)拾取原理如圖(tu)3-1所示。當(dang)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)處于傳(chuan)(chuan)導(dao)(dao)電(dian)流(liu)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)外磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)中時(shi),不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)對外顯示一(yi)定的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)性,同時(shi),鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)上出(chu)現宏(hong)觀的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)電(dian)流(liu)。磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)電(dian)流(liu)與(yu)(yu)傳(chuan)(chuan)導(dao)(dao)電(dian)流(liu)一(yi)樣,也(ye)會(hui)(hui)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)(ying)強(qiang)(qiang)度(du)記(ji)(ji)為(wei)Bu),這個磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)與(yu)(yu)傳(chuan)(chuan)導(dao)(dao)電(dian)流(liu)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)場(chang)(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)(ying)強(qiang)(qiang)度(du)記(ji)(ji)為(wei)B)疊(die)加之(zhi)后構成空(kong)間磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)(ying)強(qiang)(qiang)度(du)記(ji)(ji)為(wei)B)。當(dang)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)中存在缺陷(xian)時(shi),不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)表面(mian)會(hui)(hui)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)泄(xie)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)Bma,Bmn與(yu)(yu)傳(chuan)(chuan)導(dao)(dao)電(dian)流(liu)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)Bo方(fang)向(xiang)(xiang)相同。根據(ju)法拉第電(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)(ying)定律,高(gao)速運動(dong)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)通過(guo)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)場(chang)(chang)時(shi),其內部會(hui)(hui)感(gan)(gan)應(ying)(ying)出(chu)渦流(liu),并(bing)進一(yi)步(bu)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)感(gan)(gan)應(ying)(ying)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)(ying)強(qiang)(qiang)度(du)記(ji)(ji)為(wei)Beddy),感(gan)(gan)應(ying)(ying)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)在不(bu)同位置(zhi)的(de)(de)方(fang)向(xiang)(xiang)和強(qiang)(qiang)度(du)不(bu)同,因(yin)此感(gan)(gan)應(ying)(ying)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)對漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)檢測的(de)(de)影響與(yu)(yu)缺陷(xian)位置(zhi)有(you)關。此外,鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)幾何(he)形狀(zhuang)不(bu)規則也(ye)會(hui)(hui)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)背(bei)景磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)(ying)強(qiang)(qiang)度(du)記(ji)(ji)為(wei)Bwall),如鉆桿(gan)過(guo)渡帶、壁厚不(bu)均等,其方(fang)向(xiang)(xiang)與(yu)(yu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)幾何(he)特性有(you)關。

漏磁(ci)(ci)檢測(ce)時,磁(ci)(ci)敏傳感器測(ce)量鋼管表面的磁(ci)(ci)場(chang)分(fen)布,并將磁(ci)(ci)場(chang)量依次轉換為模(mo)擬信號和數(shu)字(zi)信號,之(zhi)后進入(ru)計算機進行(xing)數(shu)字(zi)化處理(li)。
從(cong)本(ben)質上講,磁(ci)(ci)敏(min)傳感(gan)(gan)器拾取(qu)的(de)磁(ci)(ci)場由(you)多個磁(ci)(ci)場疊加而成(cheng),測(ce)量磁(ci)(ci)感(gan)(gan)應強度Bms為
Bms=Bo+Bmn+Bwall+Bu+Beddy(3-1)
式中(zhong),Bo為(wei)傳導電流磁(ci)(ci)場的(de)磁(ci)(ci)感(gan)應(ying)強(qiang)度(du);Bmfl為(wei)缺陷漏磁(ci)(ci)場的(de)磁(ci)(ci)感(gan)應(ying)強(qiang)度(du);Bwall為(wei)鋼管(guan)幾何尺寸不規則產生的(de)背景磁(ci)(ci)場的(de)磁(ci)(ci)感(gan)應(ying)強(qiang)度(du);B1為(wei)被(bei)磁(ci)(ci)化物體(ti)內(nei)磁(ci)(ci)化電流產生的(de)反向磁(ci)(ci)場的(de)磁(ci)(ci)感(gan)應(ying)強(qiang)度(du);Beddy為(wei)運動鋼管(guan)內(nei)感(gan)應(ying)渦流產生的(de)感(gan)應(ying)磁(ci)(ci)場的(de)磁(ci)(ci)感(gan)應(ying)強(qiang)度(du)。
由此可見,漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢測(ce)過程中,傳(chuan)感(gan)器拾取的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)信(xin)(xin)號(hao)(hao)還包含了除(chu)缺陷產(chan)生的(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)之外(wai)的(de)(de)各種背(bei)景磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)信(xin)(xin)號(hao)(hao)。因此,在探究缺陷尺(chi)寸(cun)與檢測(ce)信(xin)(xin)號(hao)(hao)特(te)征關(guan)系時(shi)(shi),必須考(kao)慮各種背(bei)景磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)對(dui)反(fan)演(yan)計算帶來的(de)(de)影(ying)(ying)響。特(te)別地,在不銹(xiu)鋼管高(gao)速(su)運行時(shi)(shi)其內部產(chan)生的(de)(de)感(gan)生渦流磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)以及壁(bi)厚不均時(shi)(shi)產(chan)生的(de)(de)背(bei)景磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang),對(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)信(xin)(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)影(ying)(ying)響較大,在開展高(gao)速(su)、高(gao)精度漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢測(ce)時(shi)(shi)必須采取相應的(de)(de)消除(chu)措施。

