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)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)缺陷產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)拾取原理如圖3-1所示。當鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)處于傳(chuan)導(dao)(dao)電(dian)(dian)流(liu)(liu)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)外(wai)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)中時(shi),不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)對外(wai)顯示一定(ding)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)性(xing),同(tong)時(shi),鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)上出現宏觀的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化電(dian)(dian)流(liu)(liu)。磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化電(dian)(dian)流(liu)(liu)與(yu)(yu)傳(chuan)導(dao)(dao)電(dian)(dian)流(liu)(liu)一樣,也會產(chan)生(sheng)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)(ying)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)記(ji)(ji)為(wei)Bu),這(zhe)個磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)與(yu)(yu)傳(chuan)導(dao)(dao)電(dian)(dian)流(liu)(liu)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化場(chang)(chang)(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)(ying)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)記(ji)(ji)為(wei)B)疊(die)加之(zhi)后構成空間磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)(ying)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)記(ji)(ji)為(wei)B)。當鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)中存(cun)在缺陷時(shi),不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)表面(mian)會產(chan)生(sheng)泄漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)Bma,Bmn與(yu)(yu)傳(chuan)導(dao)(dao)電(dian)(dian)流(liu)(liu)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)Bo方向(xiang)相同(tong)。根據(ju)法拉第電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)(ying)定(ding)律(lv),高速(su)運動鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)通過磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化場(chang)(chang)(chang)時(shi),其內(nei)部會感(gan)(gan)應(ying)(ying)出渦流(liu)(liu),并進一步(bu)產(chan)生(sheng)感(gan)(gan)應(ying)(ying)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)(ying)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)記(ji)(ji)為(wei)Beddy),感(gan)(gan)應(ying)(ying)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)在不(bu)(bu)同(tong)位置(zhi)的(de)(de)(de)方向(xiang)和強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)不(bu)(bu)同(tong),因此感(gan)(gan)應(ying)(ying)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)對漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)檢測的(de)(de)(de)影響與(yu)(yu)缺陷位置(zhi)有關。此外(wai),鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)幾(ji)何(he)形狀不(bu)(bu)規則也會產(chan)生(sheng)背景磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)(ying)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)記(ji)(ji)為(wei)Bwall),如鉆(zhan)桿過渡帶(dai)、壁厚不(bu)(bu)均等(deng),其方向(xiang)與(yu)(yu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)幾(ji)何(he)特(te)性(xing)有關。

漏磁(ci)檢測時,磁(ci)敏(min)傳(chuan)感器測量鋼(gang)管表面的磁(ci)場(chang)分布,并將(jiang)磁(ci)場(chang)量依次轉換為模(mo)擬信(xin)號和數字信(xin)號,之后進入計算機進行數字化(hua)處(chu)理。
從本質上講,磁(ci)(ci)敏傳感器拾取的磁(ci)(ci)場由多個磁(ci)(ci)場疊加而(er)成,測(ce)量(liang)磁(ci)(ci)感應強度Bms為
Bms=Bo+Bmn+Bwall+Bu+Beddy(3-1)
式(shi)中(zhong),Bo為(wei)傳(chuan)導電流(liu)磁(ci)(ci)場的(de)(de)磁(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)強度(du);Bmfl為(wei)缺陷(xian)漏磁(ci)(ci)場的(de)(de)磁(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)強度(du);Bwall為(wei)鋼管幾(ji)何尺寸不規則產生(sheng)的(de)(de)背景磁(ci)(ci)場的(de)(de)磁(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)強度(du);B1為(wei)被(bei)磁(ci)(ci)化物體內磁(ci)(ci)化電流(liu)產生(sheng)的(de)(de)反(fan)向磁(ci)(ci)場的(de)(de)磁(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)強度(du);Beddy為(wei)運動鋼管內感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)渦流(liu)產生(sheng)的(de)(de)感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)磁(ci)(ci)場的(de)(de)磁(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)強度(du)。
由此可(ke)見,漏磁(ci)檢測過程中,傳感器拾取的(de)(de)磁(ci)場(chang)(chang)信號(hao)還包(bao)含了除(chu)缺(que)陷產生(sheng)(sheng)的(de)(de)漏磁(ci)場(chang)(chang)之外的(de)(de)各種(zhong)背(bei)景磁(ci)場(chang)(chang)信號(hao)。因此,在(zai)探究(jiu)缺(que)陷尺寸與檢測信號(hao)特征關系時,必(bi)須考(kao)慮各種(zhong)背(bei)景磁(ci)場(chang)(chang)對反演計算(suan)帶來的(de)(de)影響(xiang)。特別(bie)地,在(zai)不銹鋼管高(gao)速(su)運行(xing)時其(qi)內部(bu)產生(sheng)(sheng)的(de)(de)感生(sheng)(sheng)渦流磁(ci)場(chang)(chang)以及壁厚不均(jun)時產生(sheng)(sheng)的(de)(de)背(bei)景磁(ci)場(chang)(chang),對漏磁(ci)信號(hao)的(de)(de)影響(xiang)較大,在(zai)開(kai)展(zhan)高(gao)速(su)、高(gao)精度(du)漏磁(ci)檢測時必(bi)須采(cai)取相應的(de)(de)消除(chu)措施。

