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(guan)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)鋼管(guan)(guan)缺陷(xian)(xian)(xian)產生(sheng)的(de)(de)漏(lou)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)拾取原理如(ru)圖3-1所示(shi)。當鋼管(guan)(guan)處于傳(chuan)(chuan)導(dao)(dao)電(dian)(dian)流(liu)(liu)產生(sheng)的(de)(de)外(wai)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)中時(shi),不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)(guan)對外(wai)顯示(shi)一定(ding)的(de)(de)磁(ci)性,同(tong)時(shi),鋼管(guan)(guan)上出(chu)現宏觀的(de)(de)磁(ci)化(hua)(hua)電(dian)(dian)流(liu)(liu)。磁(ci)化(hua)(hua)電(dian)(dian)流(liu)(liu)與傳(chuan)(chuan)導(dao)(dao)電(dian)(dian)流(liu)(liu)一樣,也(ye)會(hui)產生(sheng)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(磁(ci)感(gan)應強(qiang)(qiang)度(du)記(ji)為Bu),這(zhe)個磁(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)與傳(chuan)(chuan)導(dao)(dao)電(dian)(dian)流(liu)(liu)產生(sheng)的(de)(de)磁(ci)化(hua)(hua)場(chang)(chang)(chang)(chang)(磁(ci)感(gan)應強(qiang)(qiang)度(du)記(ji)為B)疊加之后構成空間磁(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(磁(ci)感(gan)應強(qiang)(qiang)度(du)記(ji)為B)。當鋼管(guan)(guan)中存在缺陷(xian)(xian)(xian)時(shi),不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)(guan)表(biao)面會(hui)產生(sheng)泄漏(lou)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)Bma,Bmn與傳(chuan)(chuan)導(dao)(dao)電(dian)(dian)流(liu)(liu)產生(sheng)的(de)(de)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)Bo方向相同(tong)。根據法(fa)拉(la)第電(dian)(dian)磁(ci)感(gan)應定(ding)律,高速(su)運動鋼管(guan)(guan)通(tong)過磁(ci)化(hua)(hua)場(chang)(chang)(chang)(chang)時(shi),其(qi)內(nei)部會(hui)感(gan)應出(chu)渦流(liu)(liu),并進一步產生(sheng)感(gan)應磁(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(磁(ci)感(gan)應強(qiang)(qiang)度(du)記(ji)為Beddy),感(gan)應磁(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)在不(bu)同(tong)位置的(de)(de)方向和強(qiang)(qiang)度(du)不(bu)同(tong),因此感(gan)應磁(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)對漏(lou)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)檢測(ce)的(de)(de)影(ying)響與缺陷(xian)(xian)(xian)位置有(you)關。此外(wai),鋼管(guan)(guan)幾何形(xing)狀不(bu)規(gui)則也(ye)會(hui)產生(sheng)背景磁(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(磁(ci)感(gan)應強(qiang)(qiang)度(du)記(ji)為Bwall),如(ru)鉆(zhan)桿過渡帶(dai)、壁厚不(bu)均等(deng),其(qi)方向與鋼管(guan)(guan)的(de)(de)幾何特性有(you)關。

漏磁(ci)(ci)檢(jian)測時(shi),磁(ci)(ci)敏(min)傳感器測量鋼管(guan)表面的(de)磁(ci)(ci)場分布,并將磁(ci)(ci)場量依次轉換為模擬(ni)信號和數(shu)字(zi)信號,之后進入計(ji)算機(ji)進行數(shu)字(zi)化處理(li)。
從本質上講(jiang),磁(ci)敏傳感器拾(shi)取的磁(ci)場由(you)多個磁(ci)場疊加而成,測量磁(ci)感應強度Bms為(wei)
Bms=Bo+Bmn+Bwall+Bu+Beddy(3-1)
式中,Bo為傳(chuan)導電(dian)(dian)流(liu)磁場(chang)的(de)磁感(gan)(gan)(gan)應強度(du);Bmfl為缺陷(xian)漏(lou)磁場(chang)的(de)磁感(gan)(gan)(gan)應強度(du);Bwall為鋼(gang)管幾何尺寸(cun)不規(gui)則產生(sheng)的(de)背景磁場(chang)的(de)磁感(gan)(gan)(gan)應強度(du);B1為被(bei)磁化物體內磁化電(dian)(dian)流(liu)產生(sheng)的(de)反(fan)向磁場(chang)的(de)磁感(gan)(gan)(gan)應強度(du);Beddy為運動鋼(gang)管內感(gan)(gan)(gan)應渦流(liu)產生(sheng)的(de)感(gan)(gan)(gan)應磁場(chang)的(de)磁感(gan)(gan)(gan)應強度(du)。
由(you)此(ci)可見(jian),漏磁(ci)(ci)檢(jian)測過程中(zhong),傳感(gan)(gan)器(qi)拾取的(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)信(xin)號(hao)(hao)還包含了除缺陷產生(sheng)(sheng)的(de)(de)漏磁(ci)(ci)場(chang)之外的(de)(de)各種(zhong)背(bei)景磁(ci)(ci)場(chang)信(xin)號(hao)(hao)。因此(ci),在(zai)探究(jiu)缺陷尺(chi)寸(cun)與檢(jian)測信(xin)號(hao)(hao)特征關系時,必須考慮(lv)各種(zhong)背(bei)景磁(ci)(ci)場(chang)對(dui)反演計算帶來的(de)(de)影響。特別地,在(zai)不(bu)(bu)銹鋼管高速運行(xing)時其內部產生(sheng)(sheng)的(de)(de)感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)渦流磁(ci)(ci)場(chang)以及壁厚(hou)不(bu)(bu)均時產生(sheng)(sheng)的(de)(de)背(bei)景磁(ci)(ci)場(chang),對(dui)漏磁(ci)(ci)信(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)影響較大,在(zai)開展(zhan)高速、高精(jing)度漏磁(ci)(ci)檢(jian)測時必須采取相應的(de)(de)消除措施。

