在不銹鋼管高速漏磁檢測實施過程中，感生磁場引起了不銹鋼管中磁化狀態的差異，進而產生不同的缺陷漏磁場，導致檢測設備誤判或者漏判。消除這一影響的目的，就是讓同尺寸缺陷產生同樣的漏磁檢測信號，以實現鋼管質量的一致性評價。
一、管體漏磁場差異消除(chu)方法
不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)橫向缺陷(xian)漏磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測系統主要由穿過(guo)式磁(ci)(ci)化線圈和(he)位于(yu)線圈內部(bu)(bu)的(de)(de)探頭陣列組成。在鋼(gang)管(guan)(guan)通過(guo)檢(jian)(jian)測系統時，探頭陣列中某(mou)一個傳感(gan)(gan)單(dan)元對局(ju)部(bu)(bu)缺陷(xian)的(de)(de)掃查具有隨機性(xing)，因此必須保證探頭中所(suo)有傳感(gan)(gan)單(dan)元掃查同(tong)(tong)尺(chi)(chi)寸缺陷(xian)時獲得相(xiang)同(tong)(tong)的(de)(de)檢(jian)(jian)測信號。當(dang)鋼(gang)管(guan)(guan)高速運(yun)行時，感(gan)(gan)生(sheng)磁(ci)(ci)場(chang)會使鋼(gang)管(guan)(guan)磁(ci)(ci)化狀態呈現不均勻(yun)，離(li)開區磁(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)強(qiang)度大于(yu)進入區磁(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)強(qiang)度。如圖5-18所(suo)示，檢(jian)(jian)測區域內依次分(fen)布(bu)四個尺(chi)(chi)寸相(xiang)同(tong)(tong)的(de)(de)橫向缺陷(xian)，其中C2和(he)C21位于(yu)進入區，和(he)位于(yu)離(li)開區。當(dang)鋼(gang)管(guan)(guan)運(yun)行速度較(jiao)低時，感(gan)(gan)生(sheng)磁(ci)(ci)場(chang)對鋼(gang)管(guan)(guan)磁(ci)(ci)化狀態的(de)(de)影響可以忽略。此時，磁(ci)(ci)化場(chang)關于(yu)線圈中心對稱分(fen)布(bu)，檢(jian)(jian)測區域內鋼(gang)管(guan)(guan)磁(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)強(qiang)度差(cha)異較(jiao)小(xiao)，C2、C21、C22和(he)C23生(sheng)的(de)(de)漏磁(ci)(ci)場(chang)強(qiang)度B2、B21、B22和(he)B23基本相(xiang)同(tong)(tong)。
隨著檢(jian)測速度的(de)不(bu)斷提高，不(bu)銹鋼管離(li)開區磁感應強(qiang)度逐漸大于進入區，從(cong)而(er)導致位于離(li)開區的(de)缺陷(xian)漏磁場強(qiang)度大于位于進入區的(de)缺陷(xian)漏磁場強(qiang)度，感(gan)生磁(ci)(ci)場(chang)造成處于(yu)不同(tong)空間位置對應傳(chuan)感(gan)器單元(yuan)(yuan)檢(jian)(jian)測(ce)到了(le)不一(yi)致的缺陷漏(lou)磁(ci)(ci)場(chang)信號(hao)。消(xiao)除管(guan)體缺陷漏(lou)磁(ci)(ci)場(chang)差異有兩(liang)種途徑：一(yi)方(fang)面，可(ke)(ke)以通(tong)過(guo)消(xiao)除鋼(gang)管(guan)中的感(gan)生渦流(liu)來消(xiao)除磁(ci)(ci)化狀態的差異；另一(yi)方(fang)面，還可(ke)(ke)采(cai)取修正(zheng)(zheng)傳(chuan)感(gan)單元(yuan)(yuan)的增益使檢(jian)(jian)測(ce)信號(hao)達到一(yi)致。由于(yu)鋼(gang)管(guan)內(nei)產生的感(gan)生渦流(liu)無法消(xiao)除，為此，提出(chu)通(tong)過(guo)修正(zheng)(zheng)陣(zhen)列傳(chuan)感(gan)單元(yuan)(yuan)增益來消(xiao)除同(tong)尺寸缺陷產生的漏(lou)磁(ci)(ci)信號(hao)差異，如圖5-19所示。
在不銹(xiu)鋼管(guan)(guan)中部刻制標定(ding)(ding)圓環作為(wei)(wei)標定(ding)(ding)信號的管(guan)(guan)體漏磁(ci)場差異消除方(fang)法示意圖源(yuan)，將鋼管(guan)(guan)以穩定(ding)(ding)速度依(yi)次通過(guo)n個檢測傳(chuan)感器單元S1、S2、S，時(shi)，圓環產(chan)生(sheng)的漏磁(ci)場信號分別(bie)為(wei)(wei)設陣列傳(chuan)感器單元增益(yi)修正(zheng)參(can)數分別(bie)為(wei)(wei)a1、a2、、a;、、an,且Vs為(wei)(wei)標定(ding)(ding)參(can)考幅0"SA值。進一步可獲得陣列傳(chuan)感單元增益(yi)修正(zheng)參(can)數。
在基于陣列(lie)傳感(gan)單元增益修(xiu)正的(de)(de)管體漏磁場差異消除方(fang)法中，刻制有(you)標定(ding)(ding)圓環的(de)(de)鋼管以穩定(ding)(ding)速(su)度通過(guo)檢(jian)測探頭(tou)時，標定(ding)(ding)信號(hao)源具有(you)單一性(xing)并(bing)能夠一次性(xing)遍歷每個傳感(gan)器(qi)(qi)單元。由于感(gan)生(sheng)渦流磁場的(de)(de)作用使得管體形成了非均勻的(de)(de)磁感(gan)應強(qiang)度，從(cong)而導致(zhi)圓環在經過(guo)不(bu)同傳感(gan)器(qi)(qi)單元時產(chan)生(sheng)的(de)(de)漏磁信號(hao)幅(fu)值存在差異。在對自然(ran)管進行(xing)檢(jian)測之前，先利用帶有(you)標定(ding)(ding)圓環的(de)(de)樣(yang)管對傳感(gan)器(qi)(qi)單元增益進行(xing)修(xiu)正，并(bing)且必(bi)須保證鋼管檢(jian)測速(su)度與標定(ding)(ding)速(su)度相同。最終，采用標定(ding)(ding)圓環作為勵磁源來修(xiu)正傳感(gan)器(qi)(qi)單元的(de)(de)增益，可(ke)有(you)效消除同尺寸缺(que)陷在管體不(bu)同位置處產(chan)生(sheng)的(de)(de)檢(jian)測信號(hao)差異。
二、管(guan)端漏(lou)磁場差異消(xiao)除方(fang)法
感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)(sheng)磁(ci)場(chang)對鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)端磁(ci)化(hua)狀態的(de)影響主要來自鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)中產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)(sheng)渦(wo)(wo)流和磁(ci)化(hua)線圈(quan)產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)(sheng)電(dian)流，因(yin)此，消除(chu)(chu)管(guan)(guan)(guan)端缺陷漏磁(ci)場(chang)差異包括兩(liang)個方(fang)面(mian)內容(rong)：一方(fang)面(mian)需(xu)(xu)要消除(chu)(chu)當鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)端部(bu)進入和離開磁(ci)化(hua)線圈(quan)時(shi)由于磁(ci)通量劇烈變化(hua)而在線圈(quan)中產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)(sheng)電(dian)流；另(ling)一方(fang)面(mian)需(xu)(xu)要消除(chu)(chu)當鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)端部(bu)與磁(ci)化(hua)線圈(quan)耦合時(shi)僅存在單(dan)一方(fang)向感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)(sheng)渦(wo)(wo)流磁(ci)場(chang)的(de)影響。
感(gan)(gan)(gan)生(sheng)磁(ci)場(chang)(chang)會引(yin)起鋼(gang)管(guan)(guan)管(guan)(guan)端(duan)磁(ci)化(hua)狀態(tai)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)，進(jin)(jin)(jin)一(yi)步導致位于(yu)(yu)鋼(gang)管(guan)(guan)管(guan)(guan)頭、管(guan)(guan)體(ti)和(he)(he)(he)管(guan)(guan)尾的(de)(de)具有相(xiang)同(tong)尺寸的(de)(de)缺陷(xian)(xian)(xian)產(chan)生(sheng)不同(tong)的(de)(de)漏磁(ci)場(chang)(chang)強(qiang)度(du)。如圖5-20所(suo)示，在(zai)感(gan)(gan)(gan)生(sheng)磁(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)作(zuo)用下，位于(yu)(yu)鋼(gang)管(guan)(guan)管(guan)(guan)頭、管(guan)(guan)體(ti)和(he)(he)(he)管(guan)(guan)尾處的(de)(de)缺陷(xian)(xian)(xian)C1C2和(he)(he)(he)C3產(chan)產(chan)生(sheng)的(de)(de)漏磁(ci)場(chang)(chang)Bc1、Bc2和(he)(he)(he)Bc3的(de)(de)強(qiang)度(du)依次增大，為(wei)消(xiao)除感(gan)(gan)(gan)生(sheng)磁(ci)場(chang)(chang)引(yin)起的(de)(de)管(guan)(guan)端(duan)漏磁(ci)場(chang)(chang)差異，將(jiang)感(gan)(gan)(gan)生(sheng)磁(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)影(ying)響由鋼(gang)管(guan)(guan)本體(ti)轉移到(dao)延(yan)伸(shen)(shen)區(qu)(qu)(qu)內。如圖5-21所(suo)示，在(zai)鋼(gang)管(guan)(guan)端(duan)部補充鐵磁(ci)性物(wu)質(zhi)，使(shi)鋼(gang)管(guan)(guan)整體(ti)長度(du)向兩端(duan)延(yan)伸(shen)(shen)，從而在(zai)端(duan)部發(fa)生(sheng)的(de)(de)電磁(ci)感(gan)(gan)(gan)應現象將(jiang)轉移到(dao)延(yan)伸(shen)(shen)區(qu)(qu)(qu)內。由于(yu)(yu)延(yan)伸(shen)(shen)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)存在(zai)，當鋼(gang)管(guan)(guan)端(duan)部進(jin)(jin)(jin)入和(he)(he)(he)離開(kai)磁(ci)化(hua)線圈時，磁(ci)化(hua)線圈內部磁(ci)介質(zhi)總(zong)量(liang)已基本進(jin)(jin)(jin)入穩定狀態(tai)，線圈磁(ci)通量(liang)保持恒定而不會產(chan)生(sheng)感(gan)(gan)(gan)生(sheng)電流(liu)(liu)；由于(yu)(yu)在(zai)鋼(gang)管(guan)(guan)進(jin)(jin)(jin)入區(qu)(qu)(qu)和(he)(he)(he)離開(kai)區(qu)(qu)(qu)同(tong)時產(chan)生(sheng)反向的(de)(de)感(gan)(gan)(gan)生(sheng)渦流(liu)(liu)磁(ci)場(chang)(chang)，從而減弱了單一(yi)方向感(gan)(gan)(gan)生(sheng)渦流(liu)(liu)磁(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)劇烈影(ying)響。將(jiang)鋼(gang)管(guan)(guan)端(duan)部進(jin)(jin)(jin)行(xing)延(yan)伸(shen)(shen)之后，管(guan)(guan)端(duan)缺陷(xian)(xian)(xian)漏磁(ci)場(chang)(chang)差異與管(guan)(guan)體(ti)相(xiang)似，僅(jin)存在(zai)鋼(gang)管(guan)(guan)進(jin)(jin)(jin)入區(qu)(qu)(qu)和(he)(he)(he)離開(kai)區(qu)(qu)(qu)產(chan)生(sheng)的(de)(de)感(gan)(gan)(gan)生(sheng)渦流(liu)(liu)磁(ci)場(chang)(chang)，因此可采用管(guan)(guan)體(ti)缺陷(xian)(xian)(xian)漏磁(ci)場(chang)(chang)差異消(xiao)除方法(fa)進(jin)(jin)(jin)一(yi)步處理(li)。
圖(tu)5-22所示為含有延伸導磁(ci)極(ji)靴(xue)的鋼(gang)管自動化漏磁(ci)檢測設備，主(zhu)要包括雙層磁(ci)化線圈(quan)、管頭延伸極(ji)靴(xue)、管尾延伸極(ji)靴(xue)、磁(ci)化回路以及探頭陣列等。
當鋼(gang)管(guan)(guan)管(guan)(guan)頭(tou)進入(ru)檢(jian)測(ce)區域時，管(guan)(guan)頭(tou)與管(guan)(guan)頭(tou)導磁延伸(shen)極(ji)靴形(xing)成對接，此時磁化線(xian)圈(quan)內(nei)部鐵(tie)磁性物質(zhi)總(zong)量變化緩慢，線(xian)圈(quan)的磁通(tong)總(zong)量基本保持(chi)不(bu)變，從而極(ji)大地削弱(ruo)了磁化線(xian)圈(quan)中產生的感生電流(liu)，如圖5-23所示。同(tong)樣(yang)，當不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)管(guan)(guan)尾(wei)離開檢(jian)測(ce)區域時，其與管(guan)(guan)尾(wei)導磁延伸(shen)極(ji)靴對接，此時，磁化線(xian)圈(quan)中產生的感生電流(liu)也將大大削弱(ruo)，如圖5-24所示。
對不(bu)銹鋼管(guan)整體同尺寸缺陷(xian)產生(sheng)(sheng)的(de)(de)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)強度差異而言，感生(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)對鋼管(guan)管(guan)端(duan)(duan)缺陷(xian)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)的(de)(de)影響遠(yuan)大(da)于(yu)管(guan)體。一方面(mian)，由(you)(you)于(yu)管(guan)端(duan)(duan)進入(ru)和(he)離(li)開磁(ci)(ci)(ci)化(hua)線圈時，劇(ju)烈(lie)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)通量變化(hua)會在線圈中產生(sheng)(sheng)較大(da)的(de)(de)感生(sheng)(sheng)電流(liu)；另一方面(mian)，由(you)(you)于(yu)僅在鋼管(guan)進入(ru)區或者離(li)開區產生(sheng)(sheng)單一方向(xiang)的(de)(de)感生(sheng)(sheng)渦(wo)流(liu)，相應(ying)的(de)(de)感生(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)將在管(guan)頭減弱并在管(guan)尾增強缺陷(xian)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)。施加延伸極靴后將鋼管(guan)端(duan)(duan)部的(de)(de)電磁(ci)(ci)(ci)感應(ying)作用轉(zhuan)移到延伸區，從而可有效削(xue)弱感生(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)對鋼管(guan)端(duan)(duan)部缺陷(xian)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)的(de)(de)影響。
建(jian)立EMT-P48／180 不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)高速(su)漏磁(ci)(ci)檢(jian)測系統，如圖5-25所(suo)示。鋼(gang)管(guan)(guan)漏磁(ci)(ci)檢(jian)測系統包括(kuo)輸送輥道、磁(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)電(dian)(dian)(dian)源、磁(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)線(xian)圈(quan)(quan)和(he)(he)探(tan)頭信號(hao)系統等。圖5-26所(suo)示為(wei)輸送輥道，在變(bian)(bian)壓器(qi)控制下實(shi)現變(bian)(bian)速(su)輸出。圖5-27所(suo)示的磁(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)電(dian)(dian)(dian)源具(ju)有恒(heng)壓和(he)(he)恒(heng)流(liu)(liu)(liu)兩種功能(neng)模式(shi)，當(dang)采用(yong)恒(heng)壓模式(shi)時，磁(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)線(xian)圈(quan)(quan)中(zhong)通(tong)過的電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)為(wei)初始磁(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)與線(xian)圈(quan)(quan)感生(sheng)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)疊加之和(he)(he)；如將磁(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)電(dian)(dian)(dian)源設置為(wei)恒(heng)流(liu)(liu)(liu)模式(shi)，電(dian)(dian)(dian)源內(nei)部的穩流(liu)(liu)(liu)模塊電(dian)(dian)(dian)路將對線(xian)圈(quan)(quan)感生(sheng)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)進行補(bu)償，從而(er)保證線(xian)圈(quan)(quan)中(zhong)通(tong)過的電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)值始終保持不變(bian)(bian)。磁(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)線(xian)圈(quan)(quan)的內(nei)徑、外徑和(he)(he)厚度分別(bie)為(wei)400mm、800mm和(he)(he)300mm，線(xian)圈(quan)(quan)總匝數為(wei)5000匝。圖5-28所(suo)示為(wei)探(tan)頭系統，實(shi)現鋼(gang)管(guan)(guan)周向(xiang)360°全(quan)覆蓋(gai)檢(jian)測。
首先，分(fen)(fen)(fen)析磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)線圈(quan)中產生的感生電流(liu)與鋼(gang)管(guan)運(yun)動(dong)速(su)度(du)關系(xi)。將磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)電源設置為恒(heng)壓(ya)(ya)模(mo)式，電壓(ya)(ya)設定為20V，當(dang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)線圈(quan)中沒有鋼(gang)管(guan)時，線圈(quan)內部(bu)(bu)電流(liu)為19A。管(guan)端(duan)缺陷(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場差異測試樣管(guan)如圖(tu)(tu)5-29所示(shi)(shi)(shi)，在樣管(guan)兩端(duan)及中部(bu)(bu)刻(ke)制三個(ge)尺寸相同的圓環缺陷(xian)。如圖(tu)(tu)5-26所示(shi)(shi)(shi)，利用變頻輸送輥(gun)道驅動(dong)鋼(gang)管(guan)分(fen)(fen)(fen)別(bie)(bie)以速(su)度(du)1.0m／s、1.3m／1.61.9m2.2m/s、2.5m／s通(tong)過漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)檢測設備。當(dang)鋼(gang)管(guan)管(guan)頭(tou)、管(guan)體和(he)管(guan)尾(wei)分(fen)(fen)(fen)別(bie)(bie)通(tong)過磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)線圈(quan)時，測量線圈(quan)中通(tong)過的電流(liu)值，獲得磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)線圈(quan)內部(bu)(bu)通(tong)過電流(liu)與運(yun)行速(su)度(du)關系(xi)曲(qu)線，如圖(tu)(tu)5-30所示(shi)(shi)(shi)。
從圖5-30中(zhong)(zhong)可以看出，當(dang)不(bu)(bu)銹鋼管(guan)(guan)(guan)不(bu)(bu)同(tong)部位(wei)運動(dong)至磁化(hua)線(xian)(xian)圈中(zhong)(zhong)時(shi)(shi)，磁化(hua)線(xian)(xian)圈內部通(tong)(tong)過電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)幅值差異較大：管(guan)(guan)(guan)尾(wei)處線(xian)(xian)圈內部電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)最(zui)大，管(guan)(guan)(guan)體(ti)(ti)次之，管(guan)(guan)(guan)頭最(zui)弱(ruo)；并且，隨著鋼管(guan)(guan)(guan)運行(xing)速度不(bu)(bu)斷(duan)提升，管(guan)(guan)(guan)頭處線(xian)(xian)圈內部電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)不(bu)(bu)斷(duan)減小(xiao)，管(guan)(guan)(guan)體(ti)(ti)基(ji)本不(bu)(bu)變，管(guan)(guan)(guan)尾(wei)處電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)不(bu)(bu)斷(duan)增加，試(shi)驗結(jie)果與圖5-18所示的(de)仿真結(jie)論吻合。鋼管(guan)(guan)(guan)在(zai)進入和離開磁化(hua)線(xian)(xian)圈時(shi)(shi)，線(xian)(xian)圈磁通(tong)(tong)總(zong)量發生劇烈變化(hua)而在(zai)其中(zhong)(zhong)產生感生電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)。當(dang)管(guan)(guan)(guan)體(ti)(ti)通(tong)(tong)過磁化(hua)線(xian)(xian)圈時(shi)(shi)，由于線(xian)(xian)圈中(zhong)(zhong)磁通(tong)(tong)量基(ji)本不(bu)(bu)變而無感生電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)產生。
進一(yi)步分析(xi)感生(sheng)磁(ci)場(chang)對(dui)缺(que)陷(xian)漏(lou)磁(ci)場(chang)的(de)影響。在恒壓模式下，對(dui)處(chu)于管(guan)頭、管(guan)體和(he)管(guan)尾(wei)的(de)圓(yuan)環缺(que)陷(xian)進行檢測(ce)(ce)，當鋼(gang)管(guan)運行速度為(wei)1.0m／s時(shi)檢測(ce)(ce)信(xin)號(hao)如圖(tu)5-31所示。從圖(tu)中(zhong)可以看出，不同位置處(chu)的(de)圓(yuan)環缺(que)陷(xian)產生(sheng)的(de)信(xin)號(hao)幅(fu)值不同，其中(zhong)管(guan)尾(wei)處(chu)缺(que)陷(xian)幅(fu)值最大，管(guan)體次之，管(guan)頭處(chu)缺(que)陷(xian)信(xin)號(hao)最小。
在(zai)恒(heng)壓(ya)模式下(xia)，同尺寸缺陷(xian)(xian)多樣漏磁場產生源包括(kuo)磁化線圈中產生的感生電(dian)流和(he)鋼(gang)管(guan)中的感生渦流。為單獨分(fen)析鋼(gang)管(guan)中感生渦流對(dui)缺陷(xian)(xian)漏磁場的影響，可將磁化電(dian)源設(she)置為恒(heng)流模式以消除磁化線圈感生電(dian)流的影響。分(fen)別(bie)在(zai)恒(heng)壓(ya)和(he)恒(heng)流兩(liang)種(zhong)模式下(xia)對(dui)樣管(guan)缺陷(xian)(xian)進行檢(jian)測(ce)，樣管(guan)分(fen)別(bie)以速度(du)1.0m／s、1.3m／1.6m／s、1.9m／s、2.2m／s和(he)2.5m／s通過檢(jian)測(ce)設(she)備并記(ji)錄缺陷(xian)(xian)漏磁信號幅值，最終獲得不同位置圓(yuan)環缺陷(xian)(xian)檢(jian)測(ce)信號幅值與運行速度(du)的關系曲線，如圖(tu)5-32所示。
從圖5-32中(zhong)可以看出，當(dang)(dang)磁化電源設置為恒(heng)(heng)壓模式時，管(guan)(guan)(guan)尾缺(que)陷信(xin)號(hao)(hao)最(zui)強(qiang)，管(guan)(guan)(guan)體次之，管(guan)(guan)(guan)頭(tou)(tou)缺(que)陷信(xin)號(hao)(hao)最(zui)弱(ruo)；隨著檢測(ce)速(su)度(du)的(de)提高，管(guan)(guan)(guan)頭(tou)(tou)缺(que)陷信(xin)號(hao)(hao)幅(fu)值不(bu)斷減弱(ruo)，管(guan)(guan)(guan)體基本不(bu)變，管(guan)(guan)(guan)尾逐(zhu)漸(jian)增(zeng)加，三者幅(fu)值差(cha)異(yi)逐(zhu)漸(jian)增(zeng)大(da)。將(jiang)磁化電源設置為恒(heng)(heng)流(liu)模式消除磁化線(xian)圈感生電流(liu)影響之后，同樣，管(guan)(guan)(guan)尾缺(que)陷信(xin)號(hao)(hao)最(zui)強(qiang)，管(guan)(guan)(guan)體其次，管(guan)(guan)(guan)頭(tou)(tou)最(zui)弱(ruo)。當(dang)(dang)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)運行速(su)度(du)相同時，與(yu)恒(heng)(heng)壓模式相比，不(bu)同位置缺(que)陷在恒(heng)(heng)流(liu)模式下產(chan)生的(de)檢測(ce)信(xin)號(hao)(hao)差(cha)異(yi)更小。
從圖5-32中還可以看(kan)出，感(gan)生(sheng)磁場(chang)(chang)在管(guan)(guan)(guan)端引起的缺陷漏(lou)磁場(chang)(chang)差異遠大(da)于管(guan)(guan)(guan)體(ti)；線(xian)(xian)圈(quan)感(gan)生(sheng)電流(liu)磁場(chang)(chang)引起的管(guan)(guan)(guan)端缺陷漏(lou)磁場(chang)(chang)差異大(da)于鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)感(gan)生(sheng)渦流(liu)磁場(chang)(chang)；在管(guan)(guan)(guan)體(ti)處(chu)磁化線(xian)(xian)圈(quan)中幾乎不(bu)產(chan)生(sheng)感(gan)生(sheng)電流(liu)，管(guan)(guan)(guan)體(ti)缺陷漏(lou)磁場(chang)(chang)差異源(yuan)主要(yao)來自不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)中產(chan)生(sheng)的感(gan)生(sheng)渦流(liu)。
根(gen)據圖(tu)(tu)5-22所(suo)示的設備方案制作了相應的管端延伸(shen)導磁極靴，如(ru)圖(tu)(tu)5-33所(suo)示。將(jiang)延伸(shen)極靴固定在(zai)橫向磁化線圈上，在(zai)完全(quan)相同的條件下進行測試，獲得(de)在(zai)恒壓模式下磁化線圈內部通過(guo)電流(liu)與運(yun)行速度的關系曲線，如(ru)圖(tu)(tu)5-34所(suo)示。
從(cong)圖(tu)5-34中可以看出，磁化(hua)線(xian)圈電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)幅值(zhi)變(bian)化(hua)規律與未施(shi)加延伸極(ji)(ji)靴時相同，仍然是管頭(tou)處(chu)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)幅值(zhi)最小，管體基本不變(bian)，而管尾(wei)處(chu)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)幅值(zhi)最大(da)(da)，并且隨著運行(xing)速度的(de)增加，差異逐漸增大(da)(da)。但是，延伸極(ji)(ji)靴極(ji)(ji)大(da)(da)地削弱(ruo)了磁化(hua)線(xian)圈中產生的(de)感生電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)，與未施(shi)加延伸極(ji)(ji)靴相比，當運行(xing)速度為(wei)(wei)2.5m／s時，管頭(tou)處(chu)線(xian)圈電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)由10.2A上(shang)升至16.2A，管尾(wei)處(chu)線(xian)圈電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)由25.8A降為(wei)(wei)21.9A。
同(tong)樣，將磁化電源設置(zhi)(zhi)為(wei)恒壓和恒流(liu)兩種模式，在施加延伸極靴的(de)情況下，對樣管上不同(tong)位置(zhi)(zhi)圓環缺陷進行檢測，獲得相應(ying)漏磁檢測信號幅值與(yu)運行速(su)度(du)的(de)關系曲線(xian)，如圖5-35所(suo)示。
從(cong)(cong)圖5-35中可以看(kan)出，一(yi)方(fang)面，施加延(yan)(yan)伸極(ji)(ji)(ji)靴(xue)之后(hou)缺陷(xian)(xian)漏(lou)磁(ci)信(xin)號(hao)(hao)變化規律與未施加極(ji)(ji)(ji)靴(xue)時相同。感(gan)生(sheng)磁(ci)場(chang)造(zao)成管(guan)(guan)(guan)尾(wei)圓環(huan)缺陷(xian)(xian)漏(lou)磁(ci)信(xin)號(hao)(hao)強度(du)最高，管(guan)(guan)(guan)體(ti)次(ci)之，而管(guan)(guan)(guan)頭缺陷(xian)(xian)漏(lou)磁(ci)信(xin)號(hao)(hao)強度(du)最低，并且磁(ci)化線圈感(gan)生(sheng)電流(liu)對管(guan)(guan)(guan)端(duan)缺陷(xian)(xian)檢測信(xin)號(hao)(hao)的(de)影響大于鋼管(guan)(guan)(guan)中的(de)感(gan)生(sheng)渦流(liu)。另一(yi)方(fang)面，由(you)于延(yan)(yan)伸導磁(ci)極(ji)(ji)(ji)靴(xue)的(de)作用，感(gan)生(sheng)磁(ci)場(chang)對端(duan)部缺陷(xian)(xian)漏(lou)磁(ci)場(chang)的(de)影響由(you)鋼管(guan)(guan)(guan)本體(ti)轉移到延(yan)(yan)伸極(ji)(ji)(ji)靴(xue)上，從(cong)(cong)而有效削弱了(le)管(guan)(guan)(guan)端(duan)缺陷(xian)(xian)漏(lou)磁(ci)信(xin)號(hao)(hao)差異(yi)。此外，由(you)于延(yan)(yan)伸極(ji)(ji)(ji)靴(xue)降(jiang)低了(le)整個磁(ci)化回路(lu)的(de)磁(ci)阻，故從(cong)(cong)整體(ti)上增(zeng)強了(le)所有缺陷(xian)(xian)的(de)漏(lou)磁(ci)信(xin)號(hao)(hao)幅值。
為(wei)分(fen)析比較延伸(shen)(shen)(shen)導磁極(ji)靴(xue)的(de)缺陷(xian)漏(lou)磁場(chang)差(cha)(cha)異(yi)消(xiao)(xiao)除(chu)效(xiao)果，分(fen)別計算不同(tong)(tong)運行(xing)速度下鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)端圓環缺陷(xian)漏(lou)磁場(chang)檢測(ce)(ce)(ce)信號的(de)幅值差(cha)(cha)異(yi)，見表(biao)5-1。從(cong)表(biao)中可(ke)以看出，延伸(shen)(shen)(shen)極(ji)靴(xue)可(ke)有效(xiao)消(xiao)(xiao)除(chu)感生磁場(chang)引起的(de)同(tong)(tong)尺寸(cun)缺陷(xian)漏(lou)磁場(chang)差(cha)(cha)異(yi)。當鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)運行(xing)速度為(wei)2.5m／s時，磁化(hua)電源設(she)置為(wei)恒流模式(shi)并施加延伸(shen)(shen)(shen)極(ji)靴(xue)時，感生磁場(chang)引起的(de)不同(tong)(tong)位置同(tong)(tong)尺寸(cun)缺陷(xian)檢測(ce)(ce)(ce)信號差(cha)(cha)異(yi)為(wei)0.45dB，已能滿足鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)檢測(ce)(ce)(ce)要求。因此，在(zai)不銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)漏(lou)磁檢測(ce)(ce)(ce)過程中，可(ke)根據鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)外徑制作(zuo)對應尺寸(cun)的(de)延伸(shen)(shen)(shen)導磁極(ji)靴(xue)，從(cong)而可(ke)消(xiao)(xiao)除(chu)由于感生磁場(chang)帶來的(de)管(guan)(guan)(guan)端缺陷(xian)漏(lou)磁場(chang)差(cha)(cha)異(yi)。
當不(bu)銹鋼管(guan)管(guan)體通過磁(ci)(ci)化線圈時，缺陷漏磁(ci)(ci)場(chang)(chang)差異主要受鋼管(guan)感(gan)(gan)生渦(wo)(wo)流(liu)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)的影響。由于進入區感(gan)(gan)生渦(wo)(wo)流(liu)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)與原始磁(ci)(ci)化場(chang)(chang)方向(xiang)相反，而在離(li)開區兩(liang)者方向(xiang)相同，因此(ci)感(gan)(gan)生渦(wo)(wo)流(liu)造成磁(ci)(ci)化場(chang)(chang)分布不(bu)均勻，進而引起缺陷漏磁(ci)(ci)場(chang)(chang)差異。
為(wei)消除感(gan)生磁(ci)場(chang)引起的(de)管體同(tong)尺寸(cun)缺陷漏磁(ci)場(chang)差(cha)異，以(yi)圓環(huan)作(zuo)為(wei)標定信(xin)號(hao)(hao)源對陣(zhen)列(lie)傳(chuan)感(gan)單元增(zeng)益進行修正(zheng)，樣管如(ru)圖5-36所(suo)(suo)示。檢(jian)(jian)測(ce)信(xin)號(hao)(hao)系統(tong)共32個(ge)通(tong)(tong)道(dao)(dao)，初始采集時各(ge)通(tong)(tong)道(dao)(dao)增(zeng)益統(tong)一設置為(wei)200，如(ru)圖5-37所(suo)(suo)示。當樣管以(yi)速度1.0m／s通(tong)(tong)過(guo)(guo)檢(jian)(jian)測(ce)探頭時，獲得(de)編號(hao)(hao)25～32八個(ge)通(tong)(tong)道(dao)(dao)缺陷漏磁(ci)信(xin)號(hao)(hao)波(bo)形，如(ru)圖5-38所(suo)(suo)示，其中每一條曲(qu)(qu)線(xian)代表(biao)一個(ge)通(tong)(tong)道(dao)(dao)。從圖中可以(yi)看出，標定圓環(huan)在(zai)各(ge)傳(chuan)感(gan)單元中產生的(de)漏磁(ci)信(xin)號(hao)(hao)幅值(zhi)不同(tong)。進一步，將(jiang)目(mu)標信(xin)號(hao)(hao)幅值(zhi)Vs設置為(wei)90，根據式（5-12）算法(fa)獲得(de)各(ge)通(tong)(tong)道(dao)(dao)的(de)修正(zheng)參(can)數，如(ru)圖5-39所(suo)(suo)示。將(jiang)標定圓環(huan)再次以(yi)相同(tong)速度通(tong)(tong)過(guo)(guo)橫向(xiang)檢(jian)(jian)測(ce)系統(tong)時獲得(de)如(ru)圖5-40所(suo)(suo)示的(de)檢(jian)(jian)測(ce)信(xin)號(hao)(hao)，其中一條曲(qu)(qu)線(xian)為(wei)一個(ge)通(tong)(tong)道(dao)(dao)。從圖中可以(yi)看出，經(jing)過(guo)(guo)增(zeng)益修正(zheng)之后(hou)，各(ge)通(tong)(tong)道(dao)(dao)之間(jian)的(de)缺陷信(xin)號(hao)(hao)差(cha)異基(ji)本得(de)到(dao)消除。
當不銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)通過(guo)磁(ci)化(hua)(hua)線(xian)(xian)(xian)圈時(shi)會產(chan)生(sheng)(sheng)兩種電磁(ci)感應現象：一(yi)方面，鋼(gang)(gang)管(guan)電介(jie)質(zhi)切割磁(ci)力線(xian)(xian)(xian)而產(chan)生(sheng)(sheng)感生(sheng)(sheng)渦流(liu)；另一(yi)方面，磁(ci)化(hua)(hua)線(xian)(xian)(xian)圈由于內(nei)部鋼(gang)(gang)管(guan)磁(ci)介(jie)質(zhi)總量(liang)發生(sheng)(sheng)變(bian)化(hua)(hua)而產(chan)生(sheng)(sheng)感生(sheng)(sheng)電流(liu)。鋼(gang)(gang)管(guan)感生(sheng)(sheng)渦流(liu)和線(xian)(xian)(xian)圈感生(sheng)(sheng)電流(liu)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)磁(ci)場會改變(bian)磁(ci)化(hua)(hua)場的(de)強(qiang)度與分布，進一(yi)步(bu)改變(bian)鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)磁(ci)化(hua)(hua)狀態，最終導致不同位置的(de)同尺寸缺(que)陷產(chan)生(sheng)(sheng)不同的(de)漏(lou)磁(ci)場。可得出以下結論：
1. 不銹鋼管電介質通(tong)過(guo)磁化(hua)線(xian)圈時(shi)，在(zai)進入區(qu)(qu)內形成(cheng)與(yu)原始磁化(hua)電流(liu)方(fang)向相反的感生(sheng)渦流(liu)；在(zai)離開區(qu)(qu)形成(cheng)與(yu)原始磁化(hua)電流(liu)方(fang)向相同的感生(sheng)渦流(liu)；在(zai)中間區(qu)(qu)域基本沒有感生(sheng)渦流(liu)產生(sheng)。
2. 當(dang)不銹(xiu)鋼管(guan)管(guan)頭進入磁化(hua)(hua)線(xian)(xian)圈時，線(xian)(xian)圈中形成與原(yuan)(yuan)始(shi)磁化(hua)(hua)電(dian)(dian)流(liu)方(fang)向相反的感(gan)(gan)生電(dian)(dian)流(liu)；隨著鋼管(guan)進一步深入磁化(hua)(hua)線(xian)(xian)圈，當(dang)管(guan)體通過磁化(hua)(hua)線(xian)(xian)圈時，線(xian)(xian)圈中無感(gan)(gan)生電(dian)(dian)流(liu)產生；當(dang)管(guan)尾離開(kai)磁化(hua)(hua)線(xian)(xian)圈時，線(xian)(xian)圈中無感(gan)(gan)生電(dian)(dian)流(liu)產生；當(dang)管(guan)尾離開(kai)磁化(hua)(hua)線(xian)(xian)圈時，線(xian)(xian)圈中產生與原(yuan)(yuan)始(shi)磁化(hua)(hua)電(dian)(dian)流(liu)方(fang)向相同的感(gan)(gan)生電(dian)(dian)流(liu)。
3. 管(guan)體同尺寸(cun)缺陷(xian)漏(lou)磁場差異(yi)主要(yao)來自(zi)鋼(gang)管(guan)內部的(de)感生渦(wo)流磁場的(de)影響。在(zai)進入(ru)區(qu)，感生磁場與原(yuan)始磁化(hua)場方向(xiang)相(xiang)反；在(zai)離(li)開區(qu)，感生磁場與原(yuan)始磁化(hua)場方向(xiang)相(xiang)同。從而使得鋼(gang)管(guan)離(li)開區(qu)磁感應強(qiang)(qiang)度(du)(du)高于(yu)進入(ru)區(qu)，最終(zhong)導(dao)致位于(yu)離(li)開區(qu)的(de)缺陷(xian)漏(lou)磁場強(qiang)(qiang)度(du)(du)高于(yu)進入(ru)區(qu)的(de)缺陷(xian)漏(lou)磁場強(qiang)(qiang)度(du)(du)。
4. 管(guan)(guan)(guan)(guan)端同(tong)尺寸缺(que)陷漏磁(ci)(ci)場(chang)(chang)差異同(tong)時(shi)受到(dao)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)內(nei)(nei)部感(gan)(gan)(gan)(gan)生(sheng)渦流(liu)和磁(ci)(ci)化線(xian)(xian)圈(quan)(quan)感(gan)(gan)(gan)(gan)生(sheng)電(dian)流(liu)的影響。當鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)(guan)頭進入(ru)磁(ci)(ci)化線(xian)(xian)圈(quan)(quan)時(shi)，鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)內(nei)(nei)部感(gan)(gan)(gan)(gan)生(sheng)渦流(liu)和磁(ci)(ci)化線(xian)(xian)圈(quan)(quan)感(gan)(gan)(gan)(gan)生(sheng)電(dian)流(liu)產生(sheng)的磁(ci)(ci)場(chang)(chang)均與(yu)原始磁(ci)(ci)化場(chang)(chang)方向相反，從而降(jiang)低了(le)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)(guan)頭磁(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)強(qiang)(qiang)度(du)；當管(guan)(guan)(guan)(guan)尾離開(kai)磁(ci)(ci)化線(xian)(xian)圈(quan)(quan)時(shi)，鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)內(nei)(nei)部感(gan)(gan)(gan)(gan)生(sheng)渦流(liu)和磁(ci)(ci)化線(xian)(xian)圈(quan)(quan)感(gan)(gan)(gan)(gan)生(sheng)電(dian)流(liu)產生(sheng)的磁(ci)(ci)場(chang)(chang)均與(yu)原始磁(ci)(ci)化場(chang)(chang)方向相同(tong)，從而增強(qiang)(qiang)了(le)管(guan)(guan)(guan)(guan)尾磁(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)強(qiang)(qiang)度(du)。最終，感(gan)(gan)(gan)(gan)生(sheng)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)導致位于鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)(guan)頭、管(guan)(guan)(guan)(guan)體(ti)和管(guan)(guan)(guan)(guan)尾處的同(tong)尺寸缺(que)陷形成了(le)依次增加(jia)的漏磁(ci)(ci)場(chang)(chang)強(qiang)(qiang)度(du)。
5. 為(wei)實現高速運行(xing)時(shi)不銹鋼管(guan)(guan)同尺寸缺(que)陷的一(yi)致(zhi)性檢測與評價(jia)，基于陣列傳感單元(yuan)增益修(xiu)正和延伸導磁極靴的檢測方(fang)法(fa)可消除同尺寸缺(que)陷漏磁場差異，使得同尺寸缺(que)陷在(zai)管(guan)(guan)體和管(guan)(guan)端處(chu)產生相同的漏磁檢測信號。
6. 此外，在研究磁(ci)(ci)化(hua)線(xian)圈(quan)內部感生(sheng)電(dian)流形成(cheng)機制及(ji)變化(hua)規律的基礎上，可采取在管頭(tou)處(chu)提前增(zeng)加磁(ci)(ci)化(hua)電(dian)流并在管尾處(chu)提前減小(xiao)磁(ci)(ci)化(hua)電(dian)流的控制方式，用(yong)于(yu)抵消線(xian)圈(quan)中的感生(sheng)電(dian)流，從而可有效提高磁(ci)(ci)化(hua)電(dian)流的穩(wen)定性。
