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(gang)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)(bu)銹鋼(gang)管缺陷(xian)產(chan)生的(de)(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)拾取原理(li)如圖3-1所示。當(dang)鋼(gang)管處(chu)于(yu)傳(chuan)導(dao)電(dian)流(liu)(liu)產(chan)生的(de)(de)(de)外磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)中時(shi)(shi),不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)管對(dui)外顯示一(yi)定的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)性,同(tong)(tong)時(shi)(shi),鋼(gang)管上出(chu)現宏觀(guan)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)電(dian)流(liu)(liu)。磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)電(dian)流(liu)(liu)與(yu)(yu)傳(chuan)導(dao)電(dian)流(liu)(liu)一(yi)樣(yang),也會(hui)(hui)產(chan)生磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)強度記為(wei)Bu),這個(ge)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)與(yu)(yu)傳(chuan)導(dao)電(dian)流(liu)(liu)產(chan)生的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)場(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)強度記為(wei)B)疊加之(zhi)后構成(cheng)空間磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)強度記為(wei)B)。當(dang)鋼(gang)管中存(cun)在缺陷(xian)時(shi)(shi),不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)管表面會(hui)(hui)產(chan)生泄漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)Bma,Bmn與(yu)(yu)傳(chuan)導(dao)電(dian)流(liu)(liu)產(chan)生的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)Bo方向相(xiang)同(tong)(tong)。根據法拉第電(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)定律,高速運(yun)動鋼(gang)管通(tong)過(guo)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)場(chang)時(shi)(shi),其內部(bu)會(hui)(hui)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)出(chu)渦流(liu)(liu),并進一(yi)步產(chan)生感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)強度記為(wei)Beddy),感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)在不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)位(wei)置的(de)(de)(de)方向和強度不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong),因此感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)對(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)檢測的(de)(de)(de)影響與(yu)(yu)缺陷(xian)位(wei)置有(you)關(guan)(guan)。此外,鋼(gang)管幾何形狀不(bu)(bu)(bu)規則也會(hui)(hui)產(chan)生背景磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)強度記為(wei)Bwall),如鉆桿(gan)過(guo)渡帶、壁厚不(bu)(bu)(bu)均等,其方向與(yu)(yu)鋼(gang)管的(de)(de)(de)幾何特性有(you)關(guan)(guan)。


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  漏(lou)磁(ci)檢測時,磁(ci)敏傳(chuan)感(gan)器測量(liang)鋼管表面的磁(ci)場分布,并(bing)將(jiang)磁(ci)場量(liang)依次轉換為模擬信(xin)號(hao)和(he)數字(zi)(zi)信(xin)號(hao),之后進(jin)入計(ji)算機(ji)進(jin)行數字(zi)(zi)化處(chu)理(li)。


  從本(ben)質(zhi)上講,磁敏傳感器拾(shi)取的磁場由多個磁場疊加(jia)而成,測量磁感應(ying)強(qiang)度Bms為


  Bms=Bo+Bmn+Bwall+Bu+Beddy(3-1)


  式中,Bo為(wei)傳(chuan)導(dao)電流(liu)磁(ci)(ci)場的(de)(de)磁(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(du);Bmfl為(wei)缺陷漏(lou)磁(ci)(ci)場的(de)(de)磁(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(du);Bwall為(wei)鋼管幾何(he)尺寸不規則產(chan)生(sheng)的(de)(de)背景磁(ci)(ci)場的(de)(de)磁(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(du);B1為(wei)被磁(ci)(ci)化物體內磁(ci)(ci)化電流(liu)產(chan)生(sheng)的(de)(de)反(fan)向磁(ci)(ci)場的(de)(de)磁(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(du);Beddy為(wei)運(yun)動鋼管內感(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)渦流(liu)產(chan)生(sheng)的(de)(de)感(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)磁(ci)(ci)場的(de)(de)磁(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(du)。


  由此(ci)(ci)可見,漏磁(ci)(ci)(ci)檢測(ce)過(guo)程中,傳感器(qi)拾取(qu)(qu)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)信(xin)(xin)號(hao)還包含了除(chu)缺陷(xian)(xian)產(chan)生(sheng)的(de)(de)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)之外的(de)(de)各種(zhong)背(bei)景磁(ci)(ci)(ci)場(chang)信(xin)(xin)號(hao)。因此(ci)(ci),在(zai)探究缺陷(xian)(xian)尺寸與檢測(ce)信(xin)(xin)號(hao)特(te)(te)征關(guan)系(xi)時(shi),必須考慮各種(zhong)背(bei)景磁(ci)(ci)(ci)場(chang)對(dui)反演計算(suan)帶(dai)來(lai)的(de)(de)影(ying)響(xiang)。特(te)(te)別地,在(zai)不銹鋼(gang)管高速運行時(shi)其(qi)內部產(chan)生(sheng)的(de)(de)感生(sheng)渦流磁(ci)(ci)(ci)場(chang)以及壁厚(hou)不均時(shi)產(chan)生(sheng)的(de)(de)背(bei)景磁(ci)(ci)(ci)場(chang),對(dui)漏磁(ci)(ci)(ci)信(xin)(xin)號(hao)的(de)(de)影(ying)響(xiang)較大,在(zai)開(kai)展高速、高精度漏磁(ci)(ci)(ci)檢測(ce)時(shi)必須采(cai)取(qu)(qu)相應的(de)(de)消除(chu)措施。




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