漏磁檢測中磁化場方向要盡量與裂紋走向垂直，該裂紋才能夠被激發出最大的漏磁場。按照裂紋相對于不銹(xiu)鋼管的走向，裂紋缺陷主要分為：軸向裂紋和周向裂紋。軸向裂紋平行于鋼管軸向，周向裂紋沿鋼管的周向。因此，漏磁檢測形成了鋼管軸向磁化檢測周向裂紋和周向磁化檢測軸向裂紋的兩種基本檢測形式，對應的檢測設備結構也分為兩種：周向裂紋漏磁檢測主機和軸向裂紋漏磁檢測主機。
不銹鋼管的軸向磁化通常采用穿過式磁化線圈，如圖2-2a所示，在鋼管軸向局部形成磁化區域，如圖2-2b所示。當檢測敏感探頭的覆蓋范圍大于360°時，即可實現無漏檢測。
不銹(xiu)鋼管軸向磁化檢測周向裂紋的具體實施較為簡單，檢測時的相對掃查運動也只需要軸向直線運動方式。然而，對于不銹鋼管周向磁化檢測軸向裂紋的實施則較為復雜，其磁化方式通常采用正對的周向磁化極對加以完成，如圖2-3a所示。在兩磁極正對的管壁中央區形成均勻的磁化場，對該區域內（DZ或DZ＇）的軸向裂紋激發漏磁場。通過有限元仿真計算可以看出，在磁極正對的管壁處，形成的磁化并非均勻且磁力線方向也不一致，不可能激發出合適的漏磁場，所以該區域為軸向裂紋檢測的盲區，如圖2-3b所示。
軸向(xiang)(xiang)裂紋(wen)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)最好布置于兩磁(ci)極正對(dui)的(de)(de)管(guan)壁中央區(qu)的(de)(de)軸平(ping)面上，為此，只有(you)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)與(yu)(yu)鋼管(guan)之間(jian)實現相對(dui)螺旋(xuan)(xuan)掃查(cha)才能達(da)到無盲區(qu)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)。所以，為了完成(cheng)鋼管(guan)上軸／周向(xiang)(xiang)裂紋(wen)的(de)(de)全面檢(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)，通(tong)常需要兩種獨立的(de)(de)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)單(dan)元(yuan)：周向(xiang)(xiang)裂紋(wen)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)單(dan)元(yuan)和(he)軸向(xiang)(xiang)裂紋(wen)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)單(dan)元(yuan)。檢(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)與(yu)(yu)鋼管(guan)之間(jian)的(de)(de)相對(dui)螺旋(xuan)(xuan)掃查(cha)運動有(you)兩種組合(he)形式：①. 探(tan)(tan)頭(tou)(tou)固(gu)定，鋼管(guan)做螺旋(xuan)(xuan)推進(jin)；②. 軸向(xiang)(xiang)裂紋(wen)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)單(dan)元(yuan)的(de)(de)磁(ci)化器與(yu)(yu)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)一(yi)起旋(xuan)(xuan)轉，鋼管(guan)做直線(xian)運動，分別如圖2-4a、b所示。
一、軸向(xiang)磁化方法(fa)與軸向(xiang)磁化器
根據垂直(zhi)磁(ci)化基本(ben)理論，漏(lou)磁(ci)檢測(ce)中形(xing)成了鋼管(guan)軸向(xiang)(xiang)磁(ci)化檢測(ce)周(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)的(de)(de)基本(ben)檢測(ce)形(xing)式(shi)和設備結(jie)構(gou)。目前(qian)主要有兩種驅(qu)動方式(shi)，一種是鋼管(guan)直(zhi)線前(qian)進，周(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)檢測(ce)探頭沿(yan)圓周(zhou)方向(xiang)(xiang)包圍(wei)鋼管(guan)的(de)(de)檢測(ce)方法(fa)；另一種是鋼管(guan)螺旋前(qian)進，周(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)檢測(ce)探頭沿(yan)軸向(xiang)(xiang)覆蓋(gai)鋼管(guan)的(de)(de)檢測(ce)方法(fa)。這(zhe)兩種檢測(ce)形(xing)式(shi)的(de)(de)前(qian)提是相同的(de)(de)，即需要磁(ci)化器產生(sheng)合適的(de)(de)軸向(xiang)(xiang)磁(ci)化場(chang)，以激(ji)勵(li)周(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)產生(sheng)足(zu)夠強(qiang)度的(de)(de)漏(lou)磁(ci)場(chang)。
不(bu)銹(xiu)鋼管軸向磁化通常采用穿過式線圈磁化器產生軸向磁化場，如圖2-5所示，主要分為單線圈磁化和雙線圈磁化兩種形式。單線圈磁化時，檢測探頭一般放置在磁化線圈內部；雙線圈磁化時，檢測探頭放置在兩個線圈之間。由此可見，由于檢測探頭布置空間的需要，相對于單線圈而言，鋼管與雙線圈的耦合度更高。
1. 單線(xian)圈磁化(hua)器(qi)及(ji)特點(dian)
如圖2-5a所示，單(dan)線圈(quan)磁化器是(shi)目(mu)前軸(zhou)向磁化器的主(zhu)要形式之一。此種(zhong)磁化器結構簡單(dan)，成本相(xiang)對較(jiao)低。但是(shi)，因檢測探頭需(xu)放(fang)置(zhi)在線圈(quan)內部(bu)，造(zao)成線圈(quan)內徑相(xiang)對鋼管外徑較(jiao)大，鋼管與(yu)線圈(quan)的耦合(he)度(du)較(jiao)低，影響(xiang)磁化效果(guo)。
單勵磁(ci)線(xian)圈結構如(ru)圖(tu)2-6所示(shi)，其(qi)主(zhu)要參數包(bao)括線(xian)圈匝數nc 線(xian)圈電流Ic、線(xian)圈外(wai)徑dc1、線(xian)圈內(nei)徑dc2、線(xian)圈厚(hou)度Te。以及(ji)內(nei)部漆(qi)包(bao)線(xian)直(zhi)徑 dcw。
勵磁線圈的磁化能力主要由線圈的安匝數以及線圈與鋼管的耦合度決定。漆包線直徑越大，其能夠承受的電流越大，也帶來更加嚴重的散熱問題；線圈內徑越小，與不(bu)銹(xiu)鋼管的耦合度越高，磁化效果越好，但需留足空間以保證不(bu)銹鋼管順利通過。
以下(xia)舉例說明線圈結(jie)構與設(she)計過程。
討論壁厚為9.19mm、直徑(jing)為127mm不銹(xiu)鋼(gang)管的單(dan)勵(li)(li)(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)設計，如圖2-7所(suo)示。保持勵(li)(li)(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)的安匝數(shu)和(he)線(xian)圈(quan)內徑(jing)不變，改變線(xian)圖2-6 單(dan)勵(li)(li)(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)結(jie)構圈(quan)厚度(du)和(he)線(xian)圈(quan)外徑(jing)，得到不同結(jie)構參數(shu)的單(dan)勵(li)(li)(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)。進一步，通過(guo)仿真(zhen)計算，選擇磁(ci)化效果相對較好，并且線(xian)圈(quan)厚度(du)、質量(liang)均滿(man)足(zu)實(shi)際要(yao)求(qiu)的勵(li)(li)(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)，具體參數(shu)選取如下(xia)。
a. 線(xian)圈安(an)匝(za)數：線(xian)圈安(an)匝(za)數主(zhu)要根據(ju)鋼管(guan)的磁化特(te)性曲線(xian)，以及鋼管(guan)的內外(wai)徑(jing)尺ru寸進行選(xuan)取。針對(dui)以上尺寸鋼管(guan)，n。初步選(xuan)取2000匝(za)，漆(qi)包(bao)線(xian)直徑(jing)dcw取1.7mm，單(dan)根漆(qi)包(bao)線(xian)能(neng)夠承受的最大電流為20A，實際磁化過程中(zhong)取10A。
b. 線圈內徑(jing)dc2：由于鋼(gang)管的直(zhi)線度(du)誤差，以及輸送輥道的制造安裝(zhuang)誤差，鋼(gang)管在前(qian)進過程中不(bu)可避免地(di)存在多自由度(du)擺動(dong)。為使鋼(gang)管順利通過線圈而(er)不(bu)發生碰撞，并(bing)盡量(liang)形(xing)成(cheng)最(zui)好(hao)的磁(ci)化效果(guo)，d2初步選取284mm。
c. 線圈(quan)厚度：線圈(quan)厚度是需要優化的指標之一，線圈(quan)厚度依次取130mm、120mm、110mm、100mm、90mm、80mm、70mm、60mm、50mm、40mm和30mm。
d. 線(xian)圈(quan)外徑dcl：保證線(xian)圈(quan)的(de)匝數不(bu)變，在線(xian)圈(quan)厚度變化時，外徑也做相(xiang)應調整。對(dui)應上述(shu)的(de)線(xian)圈(quan)厚度，線(xian)圈(quan)外徑依次取ф354.2mm、φ360mm、φ366.9mm、φ375.2mm、ф385.4mm、φ398mm、φ414mm、Φ436mm、φ466.4mm、φ512mm 和φ588mm。
對不同結構參(can)數的(de)單(dan)勵(li)磁線圈(quan)(quan)磁化(hua)(hua)效果進行量(liang)化(hua)(hua)分析，利用(yong)仿真(zhen)方法(fa)對單(dan)勵(li)磁線圈(quan)(quan)磁化(hua)(hua)鋼管(guan)管(guan)體的(de)過程(cheng)依次進行求(qiu)解，各(ge)個線圈(quan)(quan)的(de)具體參(can)數如(ru)圖(tu)2-8所示。
提取不銹鋼管管體內部軸向磁感應強度B2，得到圖2-9所示曲線。從圖中可以看出，不同參數單勵磁線圈對鋼管管體的磁化效果不同。為進一步評估各勵磁線圈的磁化效果，提取不同參數單勵磁線圈磁化時管體內部最大磁感應強度值，用max表示，得到圖2-10所示曲線。
從圖(tu)2-10中可以看出，隨著線(xian)(xian)圈厚度的(de)(de)不斷(duan)增(zeng)(zeng)加，鋼(gang)管(guan)體(ti)(ti)內的(de)(de)Bmax急(ji)劇(ju)增(zeng)(zeng)大，當(dang)線(xian)(xian)圈厚度達(da)到100mm時，鋼(gang)管(guan)體(ti)(ti)內磁(ci)(ci)感應強度基本達(da)到最大值。此后，繼續增(zeng)(zeng)大線(xian)(xian)圈厚度，鋼(gang)管(guan)體(ti)(ti)內的(de)(de)Bmax基本保持(chi)不變(bian)。此外，從圖(tu)2-9中可以看出，當(dang)采用(yong)單勵磁(ci)(ci)線(xian)(xian)圈對不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)進行磁(ci)(ci)化時，管(guan)體(ti)(ti)內磁(ci)(ci)感應強度軸向均勻性較差。
根據式(shi)（2-3），計(ji)算(suan)圖2-8所示不同參數勵(li)(li)磁(ci)(ci)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)的質量(liang)(liang)，如圖2-11所示。從圖中可以看出，隨著(zhu)勵(li)(li)磁(ci)(ci)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)厚(hou)(hou)度(du)不斷增加(jia)(jia)，其質量(liang)(liang)逐漸減小。當勵(li)(li)磁(ci)(ci)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)厚(hou)(hou)度(du)較小時，隨著(zhu)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)厚(hou)(hou)度(du)增加(jia)(jia)，勵(li)(li)磁(ci)(ci)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)質量(liang)(liang)減少較快；當勵(li)(li)磁(ci)(ci)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)厚(hou)(hou)度(du)大于(yu)100mm時，勵(li)(li)磁(ci)(ci)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)質量(liang)(liang)減少速度(du)趨緩(huan)。
綜上，根據磁(ci)化效果與線(xian)圈質量，針對φ127mm鋼管可優化選擇厚度參數即磁(ci)化線(xian)圈內徑(jing)為(wei)284mm，外徑(jing)為(wei)375.2mm，厚度為(wei)100mm。對該勵磁(ci)線(xian)圈磁(ci)化鋼管管體的(de)過程進行有(you)限元仿真計算，圖(tu)2-12所示為(wei)磁(ci)力(li)線(xian)密(mi)度分(fen)布圖(tu)，圖(tu)2-13所示為(wei)磁(ci)感應強度等(deng)值云圖(tu)。
從圖2-12中(zhong)(zhong)可(ke)以(yi)看(kan)出，勵磁(ci)(ci)線圈(quan)產生的磁(ci)(ci)力線大部分都從鋼管管體中(zhong)(zhong)通過(guo)，這是(shi)由于鋼管的磁(ci)(ci)導率遠(yuan)大于空氣的磁(ci)(ci)導率。從圖2-13中(zhong)(zhong)可(ke)以(yi)看(kan)出，管體內的最大磁(ci)(ci)感應強(qiang)度點位(wei)于線圈(quan)中(zhong)(zhong)心位(wei)置(zhi)，最大值(zhi)為(wei)Bmax=2.314T。另(ling)外，管體內的磁(ci)(ci)感應強(qiang)度隨(sui)著遠(yuan)離線圈(quan)中(zhong)(zhong)心呈現逐(zhu)漸(jian)下降(jiang)的趨勢。
2. 雙線圈磁化器(qi)及特點
雙線(xian)圈(quan)(quan)(quan)磁(ci)化(hua)(hua)方(fang)式(shi)如圖2-5b所示，檢(jian)(jian)測探頭放置在兩個線(xian)圈(quan)(quan)(quan)之間，這樣(yang)可減小(xiao)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)內徑，提高(gao)磁(ci)化(hua)(hua)效率。當(dang)然(ran)，磁(ci)化(hua)(hua)器(qi)設備成(cheng)本也更高(gao)。雙線(xian)圈(quan)(quan)(quan)磁(ci)化(hua)(hua)器(qi)在鋼管(guan)內更易形成(cheng)密(mi)集均勻的軸向磁(ci)化(hua)(hua)場，有(you)利于提高(gao)檢(jian)(jian)測靈敏度和(he)一致性(xing)(xing)。為了保證檢(jian)(jian)測區域中相同形態的缺陷產生相同的漏磁(ci)信(xin)號，鋼管(guan)由線(xian)圈(quan)(quan)(quan)磁(ci)化(hua)(hua)后，必須保證磁(ci)感應強(qiang)度的軸向均勻性(xing)(xing)。
在不銹鋼管高速生產線上配置的周向裂紋漏磁檢測設備，一般采用雙勵磁線圈對鋼管管體進行軸向磁化。在得到單勵磁線圈的具體參數之后，需要對雙勵磁線圈間距L。c進行優化，以形成足夠強度的軸向均勻場。如雙勵磁線圈間距L。。過小，則無法滿足軸向磁化均勻的要求；如間距過大，則無法滿足磁化強度的要求。
雙勵磁線圈(quan)磁化鋼管管體示意圖如(ru)圖2-14所示。為(wei)得到(dao)合理的(de)線圈(quan)間距，計算過程(cheng)中(zhong)Lcc依次(ci)取20mm、40mm、60mm、80mm、100mm、140mm、180mm、220mm、260mm、300mm、340mm、380mm、440mm和500mm。
提取鋼管(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)體內部(bu)軸向(xiang)磁(ci)感(gan)(gan)應(ying)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)B2，如圖2-15所示。從圖中(zhong)(zhong)可(ke)以看(kan)出，當Lcc較(jiao)(jiao)小(xiao)時，管(guan)(guan)(guan)體內部(bu)存(cun)在一個磁(ci)感(gan)(gan)應(ying)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)極(ji)大(da)(da)(da)值(zhi)點，并位于(yu)兩(liang)線(xian)(xian)圈的(de)中(zhong)(zhong)間(jian)位置；隨著(zhu)Lcc不斷增大(da)(da)(da)，極(ji)大(da)(da)(da)值(zhi)點的(de)磁(ci)感(gan)(gan)應(ying)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)逐(zhu)漸減小(xiao)，當Lcc≥140mm時，管(guan)(guan)(guan)體內部(bu)則(ze)出現兩(liang)個磁(ci)感(gan)(gan)應(ying)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)極(ji)大(da)(da)(da)值(zhi)點，并且(qie)兩(liang)極(ji)大(da)(da)(da)值(zhi)點的(de)距離(li)不斷增大(da)(da)(da)，且(qie)兩(liang)線(xian)(xian)圈中(zhong)(zhong)心(xin)處(chu)的(de)磁(ci)感(gan)(gan)應(ying)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)逐(zhu)漸變小(xiao)。特(te)別地，當Lcc=100mm時，鋼管(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)體具有較(jiao)(jiao)大(da)(da)(da)的(de)磁(ci)感(gan)(gan)應(ying)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)和較(jiao)(jiao)好的(de)軸向(xiang)磁(ci)化均(jun)勻(yun)區域，均(jun)勻(yun)區域軸向(xiang)長度(du)(du)(du)約為200mm。綜合(he)(he)考慮(lv)磁(ci)感(gan)(gan)應(ying)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)和均(jun)勻(yun)性要求，雙勵磁(ci)線(xian)(xian)圈間(jian)距Lcc取100mm較(jiao)(jiao)為合(he)(he)適。
二、周向磁化方法與周向磁化器
不銹鋼管軸向裂紋檢測的基礎是產生足夠強度和均勻性的周向磁化場。如2-16所示，由于鋼管圓周狀的幾何形態，周向磁化時磁力線難以全部沿鋼管周向從管壁內通過，始終會有一部分磁通會擴散到空氣中，導致在磁極處磁場最強，在兩磁極正中間的鋼管區域磁場最弱。磁極在鋼管軸向方向的長度有限，因此，磁化場覆蓋的軸向區域也是有限的。在設計磁化線圈磁化能力時，主要考慮鋼管的磁化特性曲線、不銹(xiu)鋼管內外徑尺寸以及檢測區域的軸向長度。
周向磁(ci)(ci)化場是(shi)由繞(rao)在(zai)(zai)磁(ci)(ci)極(ji)上的線圈產生的。磁(ci)(ci)極(ji)正對(dui)的管(guan)壁磁(ci)(ci)化不均勻(yun)，且(qie)管(guan)壁與(yu)極(ji)靴之(zhi)間的背景磁(ci)(ci)場分(fen)布雜亂。然而，在(zai)(zai)遠離(li)兩磁(ci)(ci)極(ji)的管(guan)壁中(zhong)央區域(yu)，磁(ci)(ci)場分(fen)布較均勻(yun)，因此，一般將條形陣列(lie)探頭布置在(zai)(zai)該區域(yu)，如2-16所示，并且(qie)其長度(du)必須小于(yu)或等于(yu)均勻(yun)磁(ci)(ci)化區域(yu)的軸向長度(du)。
如圖2-17所(suo)示(shi)，為實現軸(zhou)向裂紋的全覆蓋檢測(ce)，一般(ban)采(cai)用探頭與鋼管表面之間(jian)的螺旋(xuan)掃查(cha)來(lai)完(wan)成。對于(yu)雙探頭檢測(ce)布置，在掃查(cha)過程(cheng)中需滿足條件
2Ls≥P (2-4) 式中(zhong)，Ls為(wei)單(dan)個縱向探頭的有效長度；為(wei)鋼管表(biao)面形(xing)成的掃查螺距。
鋼管直線前進(jin)的(de)(de)速度v。與螺距P的(de)(de)關系為 Va=ntP (2-5) 式中，n為鋼管旋轉速度。
由(you)此可見(jian)，在高(gao)速漏磁(ci)檢測中可通(tong)過增大(da)螺(luo)距P來(lai)提(ti)高(gao)檢測速度Va0但是，根據式（2-4）可知(zhi)，為(wei)了保證軸(zhou)向(xiang)裂紋的全覆(fu)蓋掃查(cha)，必須增大(da)單個探頭的軸(zhou)向(xiang)有(you)效掃查(cha)范圍，此時鋼管中的均勻磁(ci)化區域的軸(zhou)向(xiang)長度也需要相應增加。
舉例分(fen)析如下：
圖2-18a所示為常用的鋼管周向磁化結構，鋼管外徑為90mm，壁厚為8mm，磁極靴尺寸為200mm（00mm（長）×40mm（寬）×50mm（（高），磁極靴底面到鋼管外表面的距離為15mm，勵磁線圈參數為15000安匝。仿真分析得到不銹鋼管表面磁感應強度分布云圖如圖2-18b所示，為了便于觀察，將鋼管的側面展開成了一個平面，從圖中可以看出這種磁極形式得到的均勻磁化區域較小。
進(jin)一步分析磁化不均勻帶來的(de)檢(jian)測不一致性問題(ti)。
在圖2-18b中給出的三個位置處分別設置三個尺寸相同的軸向裂紋，位置1為不銹鋼管側面的正中心，位置2與位置1之間的軸向距離為50mm，位置3與位置1之間的軸向距離為100mm，裂紋尺寸為20mm20mm（長）×3mm（寬）×2mm（深）深），圖2-19給出了在三個不同位置處的裂紋漏磁檢測信號。
從圖2-19中可以看出，如果陣(zhen)列(lie)探頭同時掃查到(dao)了三個缺(que)陷(xian)，則尺寸(cun)相同的裂紋產生的漏磁檢(jian)測信號幅值與基線(xian)均出現(xian)了嚴重的不一致，從而(er)無(wu)法(fa)對缺(que)陷(xian)進行精確的定量評(ping)價，因此，探頭長度必須小于200mm。
為了提高(gao)檢測速(su)度，需要使陣列探頭(tou)在(zai)(zai)軸向(xiang)(xiang)上(shang)有足夠的長度。然而(er)鋼管磁感應強度在(zai)(zai)軸向(xiang)(xiang)上(shang)的非(fei)均勻(yun)(yun)性限制了陣列探頭(tou)沿軸向(xiang)(xiang)布置的有效長度，解決這(zhe)一矛盾(dun)最為關(guan)鍵的問題就(jiu)是如(ru)何在(zai)(zai)鋼管表面建立更(geng)大范圍的均勻(yun)(yun)磁場。
對此，在(zai)(zai)原(yuan)有磁(ci)(ci)(ci)極的(de)(de)(de)下方加(jia)上(shang)一(yi)個導(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)板(ban)(ban)，將一(yi)部分磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)導(dao)(dao)入(ru)遠離(li)磁(ci)(ci)(ci)極的(de)(de)(de)區域，從而(er)可擴大磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)在(zai)(zai)軸(zhou)向上(shang)的(de)(de)(de)覆蓋范圍，如圖2-20a所示的(de)(de)(de)模型。模型中使用(yong)的(de)(de)(de)導(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)板(ban)(ban)尺寸為(wei)300mm（長）×40mm（寬）×10mm（厚），保(bao)持(chi)導(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)板(ban)(ban)底面到鋼(gang)管(guan)外表面的(de)(de)(de)距離(li)為(wei)15mm。增加(jia)該導(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)板(ban)(ban)后，仿真獲(huo)得(de)的(de)(de)(de)鋼(gang)管(guan)表面的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)分布(bu)云(yun)圖如圖2-20b所示。
從圖(tu)2-20b中可以看出，與常規磁(ci)(ci)(ci)極(ji)相比，增加導磁(ci)(ci)(ci)板之后(hou)，磁(ci)(ci)(ci)場覆蓋的范圍有(you)所增大(da)，而且磁(ci)(ci)(ci)場分(fen)布(bu)也更加均(jun)勻(yun)，起到了一定的優化效果。另一方面，通過觀察(cha)磁(ci)(ci)(ci)場分(fen)布(bu)云圖(tu)可以發現，鋼管(guan)表面中間部位的磁(ci)(ci)(ci)場要比兩邊稍(shao)強，所以，進一步地，需(xu)要消除或者(zhe)減弱周向磁(ci)(ci)(ci)化區域的磁(ci)(ci)(ci)化場強度差異。
如圖2-21a所示的極靴模型，在之前的導磁板上增開一個槽，這樣由于中間部位磁阻增大，一部分磁通就會往兩邊擴散，從而達到減弱中間磁場增大兩邊磁場的目的。模型中，開槽尺寸為150mm（長50mm（長）x40mm（寬）x5mm（m（深），獲得的不銹鋼管表面的磁場分布云圖如圖2-21b所示。
由圖2-21b可以(yi)看(kan)出(chu)，在(zai)磁(ci)極(ji)(ji)中部開槽之后，均勻(yun)磁(ci)場(chang)的區域進(jin)一步(bu)擴大。為了(le)更(geng)好(hao)地比(bi)較上述三種磁(ci)極(ji)(ji)的磁(ci)化效(xiao)果(guo)，在(zai)探頭所在(zai)位置沿鋼(gang)管軸(zhou)向取長度(du)(du)為600mm的路徑，得到(dao)路徑上各(ge)個點的磁(ci)感應強度(du)(du)，結果(guo)如圖2-22所示(shi)。
從圖中可以看出，傳統磁極磁化下的均(jun)勻(yun)區域(yu)最小，軸向長度(du)約(yue)為150mm；增(zeng)加導磁板(ban)后，均(jun)勻(yun)磁場區域(yu)的軸向長度(du)增(zeng)加至(zhi)180mm；如果在導磁板(ban)上開槽，均(jun)勻(yun)磁場區域(yu)的軸向長度(du)進一步(bu)擴大為240mm。
進一步在圖(tu)2-18b所示的(de)(de)三(san)個不同位置設置尺(chi)寸相(xiang)同的(de)(de)軸(zhou)向裂(lie)紋(wen)，仿真獲(huo)得缺陷(xian)的(de)(de)漏(lou)磁(ci)檢測信號(hao)，如圖(tu)2-23所示。從圖(tu)中可(ke)以(yi)看出，沿軸(zhou)向距離100mm的(de)(de)兩個缺陷(xian)產生的(de)(de)漏(lou)磁(ci)信號(hao)幅值差異僅(jin)為0.5％，基線漂(piao)移量也基本相(xiang)似。因此，圖(tu)2-21a所示的(de)(de)磁(ci)化極靴形式可(ke)基本滿(man)足(zu)磁(ci)化的(de)(de)均勻性要求。
