目前,我國具有世界上最先進的不(bu)銹鋼管生產工藝和最新的軋管機組,鋼管的最大生產速度高達960支/h。為匹配不銹鋼管的在線高速生產速度,鋼管在線漏磁檢測速度要求也越來越高,為3m/s以上。此外,高速鐵軌、煤礦鋼絲繩及石油管道等檢測速度要求也很高,如高速列車運行速度高達100m/s。
漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢測速度(du)較低時,鐵磁(ci)(ci)(ci)性介質(zhi)的(de)磁(ci)(ci)(ci)化過程與靜態磁(ci)(ci)(ci)化區別不大。然而,隨著檢測速度(du)不斷提(ti)高,漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢測過程中將(jiang)會(hui)產(chan)生電磁(ci)(ci)(ci)感應和動(dong)態磁(ci)(ci)(ci)化機(ji)理問(wen)題。
一方面(mian),由于鐵磁(ci)(ci)性介質(zhi)與(yu)磁(ci)(ci)化(hua)場(chang)之間存在(zai)相對(dui)運動,鐵磁(ci)(ci)性介質(zhi)切割(ge)磁(ci)(ci)力線會(hui)在(zai)其內產(chan)生感應(ying)渦(wo)(wo)流,也即(ji),存在(zai)渦(wo)(wo)流效應(ying)。鋼(gang)(gang)管中(zhong)產(chan)生的渦(wo)(wo)流會(hui)形成感生磁(ci)(ci)場(chang),其與(yu)原始磁(ci)(ci)化(hua)場(chang)共同作用(yong)于不(bu)銹鋼(gang)(gang)管,進而改變不(bu)銹鋼(gang)(gang)管的磁(ci)(ci)化(hua)狀態,最終影響缺陷漏磁(ci)(ci)場(chang)的強度與(yu)分布。
另一方面,工件高速(su)通過(guo)磁(ci)(ci)化(hua)場(chang)時(shi),動態磁(ci)(ci)化(hua)機理(li)作用突(tu)顯。在動態磁(ci)(ci)化(hua)過(guo)程(cheng)中,當鐵磁(ci)(ci)性(xing)材料處于變化(hua)很快的(de)磁(ci)(ci)場(chang)作用下時(shi),其磁(ci)(ci)感應(ying)強(qiang)度(du)不能立即隨磁(ci)(ci)化(hua)場(chang)的(de)變化(hua)而變化(hua),而是(shi)出(chu)現某(mou)些滯后(hou),這種磁(ci)(ci)感應(ying)強(qiang)度(du)在時(shi)間上的(de)滯后(hou)就是(shi)磁(ci)(ci)后(hou)效。因此,當工件高速(su)通過(guo)磁(ci)(ci)化(hua)場(chang)時(shi),會導致工件在尚未(wei)達到(dao)飽(bao)和(he)狀態的(de)情況下就已經離(li)開磁(ci)(ci)化(hua)場(chang),從(cong)而導致檢測靈敏(min)度(du)和(he)可靠性(xing)降低(di)。
建(jian)立渦流效應與磁(ci)后效作(zuo)用機理是突(tu)破漏(lou)(lou)磁(ci)檢(jian)測速(su)度瓶頸的(de)(de)(de)基礎,對(dui)豐富(fu)和(he)完善漏(lou)(lou)磁(ci)檢(jian)測理論具有重(zhong)要(yao)(yao)意(yi)義。之后,依據(ju)感生磁(ci)場和(he)動態磁(ci)化過程對(dui)漏(lou)(lou)磁(ci)場的(de)(de)(de)影(ying)響提出相應的(de)(de)(de)補償方法,以適應不銹(xiu)鋼管漏(lou)(lou)磁(ci)檢(jian)測的(de)(de)(de)高(gao)速(su)度要(yao)(yao)求,并對(dui)其他工件(jian)的(de)(de)(de)高(gao)速(su)漏(lou)(lou)磁(ci)檢(jian)測提供(gong)參考。
不銹鋼管(guan)作為(wei)油氣(qi)開采與運(yun)輸過程的(de)重要(yao)部(bu)件被大量使用,對其進行質(zhi)量檢(jian)測(ce)是不銹鋼管(guan)安全生(sheng)(sheng)產(chan)應用的(de)前(qian)提(ti)(ti)。隨(sui)著鋼管(guan)連軋工藝的(de)發展,在(zai)線檢(jian)測(ce)速度要(yao)求不斷提(ti)(ti)高。在(zai)漏磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)中,鋼管(guan)高速運(yun)動時(shi)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)感生(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)場將引起局部(bu)磁(ci)(ci)化場的(de)變化,使得該部(bu)位缺陷(xian)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)漏磁(ci)(ci)場發生(sheng)(sheng)改變,進而(er)造成檢(jian)測(ce)設(she)備的(de)判別異常,造成質(zhi)量事故。
根據(ju)楞次定律(lv),當(dang)鋼(gang)管(guan)穿過磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)線圈時,不(bu)銹鋼(gang)管(guan)內部(bu)(bu)將(jiang)產生(sheng)渦(wo)流,同(tong)(tong)時磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)線圈中也(ye)會感應(ying)出電流。不(bu)銹鋼(gang)管(guan)中感生(sheng)渦(wo)流產生(sheng)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)和磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)線圈中感生(sheng)電流產生(sheng)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)共同(tong)(tong)作(zuo)用鋼(gang)管(guan)之(zhi)后,鋼(gang)管(guan)局部(bu)(bu)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)態將(jiang)發(fa)生(sheng)變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)。在鋼(gang)管(guan)慢速運動(dong)時,這(zhe)一磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)態變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)并不(bu)明(ming)顯,但隨著(zhu)速度的(de)(de)(de)提升,會越(yue)來越(yue)嚴(yan)重,特(te)別是在鋼(gang)管(guan)進入和離開(kai)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)線圈時。根據(ju)漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)檢(jian)測(ce)原理,由(you)于磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)態的(de)(de)(de)改變(bian)(bian),相同(tong)(tong)當(dang)量的(de)(de)(de)缺陷在管(guan)頭(tou)、管(guan)體和管(guan)尾處會產生(sheng)出不(bu)同(tong)(tong)強(qiang)度的(de)(de)(de)漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang),經(jing)信號(hao)系(xi)統拾取(qu)與(yu)計算(suan)處理之(zhi)后,將(jiang)引起(qi)不(bu)同(tong)(tong)部(bu)(bu)位缺陷對(dui)應(ying)的(de)(de)(de)檢(jian)測(ce)信號(hao)幅值不(bu)一致,從而會影響(xiang)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)質量的(de)(de)(de)一致性(xing)評價(jia)。

