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(bu)銹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(zhou)(zhou)向(xiang)裂(lie)紋(wen)檢(jian)(jian)測(ce)探(tan)頭(tou)最好布置于兩磁極(ji)正對(dui)的(de)管壁中央區的(de)軸(zhou)(zhou)平面上(shang)，為此，只有檢(jian)(jian)測(ce)探(tan)頭(tou)與(yu)鋼管之間實現相(xiang)對(dui)螺旋掃查才能達到(dao)無盲區檢(jian)(jian)測(ce)。所(suo)以，為了完成鋼管上(shang)軸(zhou)(zhou)／周(zhou)向(xiang)裂(lie)紋(wen)的(de)全面檢(jian)(jian)測(ce)，通(tong)常需要兩種(zhong)(zhong)獨立(li)的(de)檢(jian)(jian)測(ce)單元(yuan)(yuan)：周(zhou)向(xiang)裂(lie)紋(wen)檢(jian)(jian)測(ce)單元(yuan)(yuan)和軸(zhou)(zhou)向(xiang)裂(lie)紋(wen)檢(jian)(jian)測(ce)單元(yuan)(yuan)。檢(jian)(jian)測(ce)探(tan)頭(tou)與(yu)鋼管之間的(de)相(xiang)對(dui)螺旋掃查運動有兩種(zhong)(zhong)組(zu)合形式：①. 探(tan)頭(tou)固定，鋼管做螺旋推進；②. 軸(zhou)(zhou)向(xiang)裂(lie)紋(wen)檢(jian)(jian)測(ce)單元(yuan)(yuan)的(de)磁化器與(yu)探(tan)頭(tou)一起(qi)旋轉，鋼管做直(zhi)線(xian)運動，分別如圖2-4a、b所(suo)示。
一、軸向(xiang)磁化(hua)方(fang)法與軸向(xiang)磁化(hua)器
根(gen)據垂直磁(ci)(ci)化(hua)基本理論，漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)(ce)中形(xing)(xing)成(cheng)了鋼(gang)管(guan)軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)磁(ci)(ci)化(hua)檢(jian)測(ce)(ce)周(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋的(de)基本檢(jian)測(ce)(ce)形(xing)(xing)式(shi)和設備結構。目前主要有兩種驅動(dong)方(fang)(fang)式(shi)，一(yi)種是(shi)鋼(gang)管(guan)直線前進，周(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋檢(jian)測(ce)(ce)探頭沿圓周(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)包圍鋼(gang)管(guan)的(de)檢(jian)測(ce)(ce)方(fang)(fang)法；另一(yi)種是(shi)鋼(gang)管(guan)螺旋前進，周(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋檢(jian)測(ce)(ce)探頭沿軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)覆蓋鋼(gang)管(guan)的(de)檢(jian)測(ce)(ce)方(fang)(fang)法。這兩種檢(jian)測(ce)(ce)形(xing)(xing)式(shi)的(de)前提是(shi)相同的(de)，即需要磁(ci)(ci)化(hua)器(qi)產生合適的(de)軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)磁(ci)(ci)化(hua)場，以激勵周(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋產生足夠強(qiang)度的(de)漏(lou)磁(ci)(ci)場。
不銹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. 單線圈(quan)磁化器(qi)及特點
如圖2-5a所(suo)示，單(dan)線(xian)圈(quan)磁(ci)化(hua)器是目前軸向磁(ci)化(hua)器的主(zhu)要形式之一。此種磁(ci)化(hua)器結(jie)構(gou)簡單(dan)，成本(ben)相對(dui)較低(di)。但是，因(yin)檢(jian)測(ce)探(tan)頭需放置在線(xian)圈(quan)內(nei)部(bu)，造(zao)成線(xian)圈(quan)內(nei)徑相對(dui)鋼管外徑較大，鋼管與線(xian)圈(quan)的耦合度較低(di)，影響磁(ci)化(hua)效果。
單勵磁線(xian)(xian)圈(quan)結構如圖2-6所示，其主(zhu)要參數(shu)包(bao)括線(xian)(xian)圈(quan)匝數(shu)nc 線(xian)(xian)圈(quan)電流Ic、線(xian)(xian)圈(quan)外徑(jing)dc1、線(xian)(xian)圈(quan)內徑(jing)dc2、線(xian)(xian)圈(quan)厚度Te。以及內部漆包(bao)線(xian)(xian)直(zhi)徑(jing) 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(xiu)鋼管順利通過。
以下舉(ju)例說明線圈結構與設計過程(cheng)。
討論(lun)壁厚為9.19mm、直徑(jing)為127mm不(bu)銹鋼管的(de)單勵磁(ci)(ci)線(xian)圈(quan)設(she)計(ji)，如(ru)圖(tu)2-7所示。保持勵磁(ci)(ci)線(xian)圈(quan)的(de)安(an)匝數(shu)和線(xian)圈(quan)內徑(jing)不(bu)變，改變線(xian)圖(tu)2-6 單勵磁(ci)(ci)線(xian)圈(quan)結構圈(quan)厚度和線(xian)圈(quan)外徑(jing)，得到不(bu)同結構參數(shu)的(de)單勵磁(ci)(ci)線(xian)圈(quan)。進一步(bu)，通(tong)過仿真(zhen)計(ji)算，選(xuan)擇磁(ci)(ci)化效果相對(dui)較好，并且線(xian)圈(quan)厚度、質量均滿足實際要求的(de)勵磁(ci)(ci)線(xian)圈(quan)，具體參數(shu)選(xuan)取如(ru)下。
a. 線(xian)(xian)圈安(an)匝(za)數(shu)：線(xian)(xian)圈安(an)匝(za)數(shu)主要根(gen)據(ju)鋼(gang)管(guan)的(de)磁化特性曲線(xian)(xian)，以及鋼(gang)管(guan)的(de)內外徑尺ru寸(cun)進行選(xuan)取(qu)。針對(dui)以上尺寸(cun)鋼(gang)管(guan)，n。初(chu)步(bu)選(xuan)取(qu)2000匝(za)，漆(qi)包線(xian)(xian)直徑dcw取(qu)1.7mm，單根(gen)漆(qi)包線(xian)(xian)能夠承受(shou)的(de)最大(da)電(dian)流為20A，實際(ji)磁化過程中取(qu)10A。
b. 線(xian)圈(quan)內徑dc2：由于鋼(gang)(gang)管的直線(xian)度(du)誤差，以及輸送輥道的制造安裝誤差，鋼(gang)(gang)管在(zai)前(qian)進過程(cheng)中不可避免地存在(zai)多自由度(du)擺動(dong)。為使鋼(gang)(gang)管順利通過線(xian)圈(quan)而不發(fa)生碰撞，并(bing)盡量形(xing)成(cheng)最好的磁化效果，d2初步(bu)選(xuan)取284mm。
c. 線圈(quan)(quan)厚(hou)度(du)：線圈(quan)(quan)厚(hou)度(du)是需要優化(hua)的指(zhi)標之一，線圈(quan)(quan)厚(hou)度(du)依次(ci)取130mm、120mm、110mm、100mm、90mm、80mm、70mm、60mm、50mm、40mm和(he)30mm。
d. 線(xian)(xian)圈外(wai)徑(jing)dcl：保(bao)證線(xian)(xian)圈的匝數不(bu)變，在線(xian)(xian)圈厚(hou)度變化時(shi)，外(wai)徑(jing)也做相應調整。對(dui)應上述的線(xian)(xian)圈厚(hou)度，線(xian)(xian)圈外(wai)徑(jing)依次取ф354.2mm、φ360mm、φ366.9mm、φ375.2mm、ф385.4mm、φ398mm、φ414mm、Φ436mm、φ466.4mm、φ512mm 和φ588mm。
對(dui)不(bu)同結構參數的單(dan)勵磁(ci)(ci)(ci)線圈(quan)(quan)磁(ci)(ci)(ci)化效果進行量化分析，利用仿真(zhen)方(fang)法對(dui)單(dan)勵磁(ci)(ci)(ci)線圈(quan)(quan)磁(ci)(ci)(ci)化鋼管(guan)(guan)管(guan)(guan)體的過程依次進行求解，各個線圈(quan)(quan)的具體參數如圖(tu)2-8所示(shi)。
提取不(bu)銹(xiu)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(cong)圖2-10中(zhong)可以看(kan)出，隨著線(xian)圈厚度(du)的不(bu)斷增(zeng)加(jia)，鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)體(ti)(ti)內(nei)的Bmax急劇增(zeng)大(da)(da)，當線(xian)圈厚度(du)達到100mm時(shi)(shi)，鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)體(ti)(ti)內(nei)磁(ci)(ci)感(gan)應強度(du)基本達到最大(da)(da)值。此后，繼續增(zeng)大(da)(da)線(xian)圈厚度(du)，鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)體(ti)(ti)內(nei)的Bmax基本保持(chi)不(bu)變(bian)。此外，從(cong)圖2-9中(zhong)可以看(kan)出，當采用(yong)單勵磁(ci)(ci)線(xian)圈對不(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)進行磁(ci)(ci)化時(shi)(shi)，管(guan)(guan)(guan)體(ti)(ti)內(nei)磁(ci)(ci)感(gan)應強度(du)軸向均勻性較(jiao)差。
根據式（2-3），計(ji)算圖(tu)2-8所(suo)示(shi)不同參(can)數勵磁(ci)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)的質量(liang)，如圖(tu)2-11所(suo)示(shi)。從圖(tu)中可以看(kan)出，隨著勵磁(ci)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)厚(hou)度不斷(duan)增加，其質量(liang)逐(zhu)漸減(jian)小。當勵磁(ci)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)厚(hou)度較小時，隨著線(xian)圈(quan)(quan)(quan)厚(hou)度增加，勵磁(ci)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)質量(liang)減(jian)少(shao)(shao)較快；當勵磁(ci)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)厚(hou)度大于100mm時，勵磁(ci)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)質量(liang)減(jian)少(shao)(shao)速度趨緩。
綜上(shang)，根據(ju)磁(ci)(ci)化(hua)效果與線(xian)圈質(zhi)量，針對φ127mm鋼(gang)管可(ke)優(you)化(hua)選(xuan)擇厚度參數即(ji)磁(ci)(ci)化(hua)線(xian)圈內徑(jing)為(wei)(wei)284mm，外徑(jing)為(wei)(wei)375.2mm，厚度為(wei)(wei)100mm。對該(gai)勵磁(ci)(ci)線(xian)圈磁(ci)(ci)化(hua)鋼(gang)管管體的過(guo)程進行有限元仿(fang)真計(ji)算，圖(tu)2-12所示(shi)為(wei)(wei)磁(ci)(ci)力線(xian)密度分布圖(tu)，圖(tu)2-13所示(shi)為(wei)(wei)磁(ci)(ci)感應強度等值(zhi)云(yun)圖(tu)。
從圖(tu)2-12中(zhong)可以(yi)看出，勵(li)磁線(xian)圈(quan)產生的(de)(de)磁力線(xian)大(da)(da)部分(fen)都從鋼(gang)管管體(ti)(ti)中(zhong)通過(guo)，這是(shi)由于鋼(gang)管的(de)(de)磁導率遠(yuan)大(da)(da)于空氣的(de)(de)磁導率。從圖(tu)2-13中(zhong)可以(yi)看出，管體(ti)(ti)內(nei)的(de)(de)最大(da)(da)磁感應(ying)強(qiang)度點位于線(xian)圈(quan)中(zhong)心位置，最大(da)(da)值(zhi)為Bmax=2.314T。另(ling)外，管體(ti)(ti)內(nei)的(de)(de)磁感應(ying)強(qiang)度隨著遠(yuan)離線(xian)圈(quan)中(zhong)心呈現逐(zhu)漸下(xia)降的(de)(de)趨勢。
2. 雙線(xian)圈磁化器及特點
雙線(xian)圈(quan)(quan)(quan)磁化(hua)方式如圖2-5b所(suo)示，檢測(ce)探頭放置在兩(liang)個線(xian)圈(quan)(quan)(quan)之間，這樣可減小線(xian)圈(quan)(quan)(quan)內徑，提(ti)高磁化(hua)效率。當然，磁化(hua)器設備成本也(ye)更高。雙線(xian)圈(quan)(quan)(quan)磁化(hua)器在鋼(gang)管(guan)內更易形(xing)(xing)成密集均(jun)(jun)勻的(de)軸(zhou)(zhou)向(xiang)磁化(hua)場，有利于提(ti)高檢測(ce)靈敏(min)度和一致性。為了保證檢測(ce)區(qu)域中相同(tong)形(xing)(xing)態(tai)的(de)缺陷產生(sheng)相同(tong)的(de)漏(lou)磁信號，鋼(gang)管(guan)由線(xian)圈(quan)(quan)(quan)磁化(hua)后，必須保證磁感應強度的(de)軸(zhou)(zhou)向(xiang)均(jun)(jun)勻性。
在不(bu)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。
雙勵磁線圈磁化鋼管管體(ti)示意圖如圖2-14所示。為得到合(he)理的線圈間距，計算過程中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)管(guan)體內部軸(zhou)(zhou)向磁(ci)(ci)(ci)(ci)感應(ying)強(qiang)度(du)B2，如圖2-15所示。從(cong)圖中可以(yi)看出(chu)，當Lcc較(jiao)小(xiao)時，管(guan)體內部存(cun)在一(yi)個磁(ci)(ci)(ci)(ci)感應(ying)強(qiang)度(du)極(ji)大(da)(da)值(zhi)點，并位(wei)于兩(liang)線圈的(de)(de)(de)中間位(wei)置；隨著Lcc不(bu)(bu)斷增大(da)(da)，極(ji)大(da)(da)值(zhi)點的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)感應(ying)強(qiang)度(du)逐漸減小(xiao)，當Lcc≥140mm時，管(guan)體內部則出(chu)現(xian)兩(liang)個磁(ci)(ci)(ci)(ci)感應(ying)強(qiang)度(du)極(ji)大(da)(da)值(zhi)點，并且兩(liang)極(ji)大(da)(da)值(zhi)點的(de)(de)(de)距(ju)離不(bu)(bu)斷增大(da)(da)，且兩(liang)線圈中心處的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)感應(ying)強(qiang)度(du)逐漸變小(xiao)。特(te)別地，當Lcc=100mm時，鋼管(guan)管(guan)體具有較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)感應(ying)強(qiang)度(du)和(he)較(jiao)好(hao)的(de)(de)(de)軸(zhou)(zhou)向磁(ci)(ci)(ci)(ci)化均勻區(qu)域(yu)，均勻區(qu)域(yu)軸(zhou)(zhou)向長度(du)約為200mm。綜(zong)合(he)考慮磁(ci)(ci)(ci)(ci)感應(ying)強(qiang)度(du)和(he)均勻性要(yao)求，雙勵磁(ci)(ci)(ci)(ci)線圈間距(ju)Lcc取100mm較(jiao)為合(he)適(shi)。
二、周(zhou)向磁化(hua)方(fang)法(fa)與周(zhou)向磁化(hua)器
不銹(xiu)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、不銹鋼管內外徑尺寸以及檢測區域的軸向長度。
周向磁化場(chang)是(shi)由繞在磁極上的(de)線圈產生的(de)。磁極正對的(de)管壁(bi)磁化不均(jun)(jun)勻(yun)(yun)(yun)，且管壁(bi)與極靴之間的(de)背景磁場(chang)分布雜亂(luan)。然而，在遠(yuan)離兩磁極的(de)管壁(bi)中央(yang)區(qu)域，磁場(chang)分布較均(jun)(jun)勻(yun)(yun)(yun)，因此，一般將條形(xing)陣(zhen)列探頭布置在該區(qu)域，如2-16所(suo)示(shi)，并且其長(chang)度必(bi)須小于或(huo)等(deng)于均(jun)(jun)勻(yun)(yun)(yun)磁化區(qu)域的(de)軸向長(chang)度。
如圖(tu)2-17所示，為(wei)實現軸向裂紋(wen)的全覆蓋檢測(ce)，一般采用探頭(tou)與鋼管表面之間的螺旋掃查來完成(cheng)。對于雙探頭(tou)檢測(ce)布(bu)置，在掃查過(guo)程中需滿(man)足條(tiao)件
2Ls≥P (2-4) 式中，Ls為單(dan)個縱(zong)向探頭的(de)有效長(chang)度；為鋼管表面(mian)形(xing)成的(de)掃查螺距。
鋼管直線前(qian)進的(de)速度v。與螺(luo)距P的(de)關(guan)系為 Va=ntP (2-5) 式中，n為鋼管旋轉速度。
由此(ci)可(ke)(ke)見，在高速(su)漏磁檢(jian)測中(zhong)可(ke)(ke)通過(guo)增(zeng)大螺距(ju)P來(lai)提(ti)高檢(jian)測速(su)度(du)Va0但(dan)是，根據式（2-4）可(ke)(ke)知，為了保證軸向(xiang)裂(lie)紋的(de)全覆蓋掃查，必須增(zeng)大單個探頭的(de)軸向(xiang)有效掃查范圍，此(ci)時鋼(gang)管中(zhong)的(de)均(jun)勻磁化區域的(de)軸向(xiang)長度(du)也需要相應(ying)增(zeng)加。
舉例分析如下：
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(xiu)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。
進一步分析磁化不均(jun)勻帶來的檢測不一致性問題。
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(xiu)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(tu)2-19中可以(yi)看出(chu)，如果陣列探頭(tou)同(tong)時掃(sao)查(cha)到(dao)了三個缺(que)陷(xian)，則(ze)尺寸相同(tong)的裂紋(wen)產生(sheng)的漏(lou)磁檢測信(xin)號幅值(zhi)與基(ji)線(xian)均出(chu)現(xian)了嚴重的不一(yi)致(zhi)，從而(er)無法(fa)對缺(que)陷(xian)進行精確的定量(liang)評價，因此，探頭(tou)長度必須(xu)小于200mm。
為(wei)了提(ti)高檢測速(su)度，需要使陣(zhen)(zhen)列探(tan)頭在(zai)(zai)軸(zhou)(zhou)向上(shang)有(you)足夠(gou)的長度。然而鋼管(guan)磁感(gan)應強度在(zai)(zai)軸(zhou)(zhou)向上(shang)的非均勻性限制了陣(zhen)(zhen)列探(tan)頭沿軸(zhou)(zhou)向布置(zhi)的有(you)效長度，解決(jue)這一矛盾(dun)最為(wei)關鍵的問題就是如何在(zai)(zai)鋼管(guan)表面建立更大范(fan)圍的均勻磁場。
對此(ci)，在原有磁(ci)(ci)極(ji)的(de)下方加上一個導(dao)磁(ci)(ci)板(ban)(ban)，將一部分磁(ci)(ci)場導(dao)入(ru)遠離磁(ci)(ci)極(ji)的(de)區域，從而可擴大磁(ci)(ci)場在軸向上的(de)覆(fu)蓋范圍(wei)，如(ru)圖2-20a所示的(de)模型。模型中(zhong)使(shi)用的(de)導(dao)磁(ci)(ci)板(ban)(ban)尺寸為300mm（長）×40mm（寬）×10mm（厚），保持導(dao)磁(ci)(ci)板(ban)(ban)底面(mian)到鋼管外表面(mian)的(de)距離為15mm。增加該導(dao)磁(ci)(ci)板(ban)(ban)后(hou)，仿真獲得的(de)鋼管表面(mian)的(de)磁(ci)(ci)場分布云圖如(ru)圖2-20b所示。
從圖2-20b中可(ke)(ke)以(yi)(yi)看出，與常規磁極相比(bi)，增加導磁板(ban)之后，磁場覆(fu)蓋(gai)的(de)范(fan)圍有所增大，而且磁場分(fen)布也更加均(jun)勻，起到(dao)了一定的(de)優化(hua)效果。另一方面，通過觀察磁場分(fen)布云圖可(ke)(ke)以(yi)(yi)發(fa)現，鋼管表(biao)面中間部(bu)位的(de)磁場要比(bi)兩邊稍(shao)強，所以(yi)(yi)，進一步地，需要消除或(huo)者減(jian)弱周(zhou)向磁化(hua)區域的(de)磁化(hua)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(you)圖(tu)2-21b可以看出，在磁(ci)極中(zhong)部開(kai)槽(cao)之后，均勻(yun)磁(ci)場的(de)區域進一步擴大。為了更(geng)好地比(bi)較上述三種(zhong)磁(ci)極的(de)磁(ci)化效果(guo)(guo)，在探頭所(suo)在位置沿(yan)鋼管軸向取長度(du)為600mm的(de)路(lu)(lu)徑，得到路(lu)(lu)徑上各(ge)個點的(de)磁(ci)感應(ying)強(qiang)度(du)，結果(guo)(guo)如圖(tu)2-22所(suo)示。
從圖(tu)中(zhong)可以看(kan)出，傳統磁(ci)(ci)(ci)極(ji)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)下的均勻(yun)區域(yu)最小，軸向(xiang)長(chang)(chang)度約為150mm；增(zeng)加導磁(ci)(ci)(ci)板(ban)后，均勻(yun)磁(ci)(ci)(ci)場區域(yu)的軸向(xiang)長(chang)(chang)度增(zeng)加至180mm；如果在導磁(ci)(ci)(ci)板(ban)上開(kai)槽，均勻(yun)磁(ci)(ci)(ci)場區域(yu)的軸向(xiang)長(chang)(chang)度進一步擴大(da)為240mm。
進一步在圖2-18b所(suo)示(shi)(shi)的(de)(de)三個不同(tong)位(wei)置設置尺寸(cun)相(xiang)(xiang)同(tong)的(de)(de)軸向(xiang)裂(lie)紋(wen)，仿真(zhen)獲得缺陷(xian)的(de)(de)漏磁檢測信(xin)號(hao)，如圖2-23所(suo)示(shi)(shi)。從圖中可以看出，沿(yan)軸向(xiang)距離(li)100mm的(de)(de)兩個缺陷(xian)產(chan)生的(de)(de)漏磁信(xin)號(hao)幅值差異僅為(wei)0.5％，基線漂移量(liang)也基本(ben)(ben)相(xiang)(xiang)似。因此，圖2-21a所(suo)示(shi)(shi)的(de)(de)磁化極靴形式(shi)可基本(ben)(ben)滿足磁化的(de)(de)均勻性要求(qiu)。
