漏磁檢測中磁化場方向要盡量與裂紋走向垂直，該裂紋才能夠被激發出最大的漏磁場。按照裂紋相對于不銹(xiu)鋼管的走向，裂紋缺陷主要分為：軸向裂紋和周向裂紋。軸向裂紋平行于鋼管軸向，周向裂紋沿鋼管的周向。因此，漏磁檢測形成了鋼管軸向磁化檢測周向裂紋和周向磁化檢測軸向裂紋的兩種基本檢測形式，對應的檢測設備結構也分為兩種：周向裂紋漏磁檢測主機和軸向裂紋漏磁檢測主機。
不銹鋼管的軸向磁化通常采用穿過式磁化線圈，如圖2-2a所示，在鋼管軸向局部形成磁化區域，如圖2-2b所示。當檢測敏感探頭的覆蓋范圍大于360°時，即可實現無漏檢測。
不銹(xiu)鋼管軸向磁化檢測周向裂紋的具體實施較為簡單，檢測時的相對掃查運動也只需要軸向直線運動方式。然而，對于不銹鋼管周向磁化檢測軸向裂紋的實施則較為復雜，其磁化方式通常采用正對的周向磁化極對加以完成，如圖2-3a所示。在兩磁極正對的管壁中央區形成均勻的磁化場，對該區域內（DZ或DZ＇）的軸向裂紋激發漏磁場。通過有限元仿真計算可以看出，在磁極正對的管壁處，形成的磁化并非均勻且磁力線方向也不一致，不可能激發出合適的漏磁場，所以該區域為軸向裂紋檢測的盲區，如圖2-3b所示。
軸(zhou)向裂(lie)紋(wen)(wen)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)探(tan)頭(tou)(tou)最好布置(zhi)于兩(liang)磁極正對(dui)的管壁中央(yang)區(qu)的軸(zhou)平面(mian)上(shang)，為(wei)此，只有(you)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)探(tan)頭(tou)(tou)與鋼管之間(jian)實現相對(dui)螺旋(xuan)(xuan)掃(sao)查(cha)(cha)才能達到(dao)無(wu)盲區(qu)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)。所以，為(wei)了完成鋼管上(shang)軸(zhou)／周(zhou)向裂(lie)紋(wen)(wen)的全面(mian)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)，通常(chang)需要兩(liang)種(zhong)獨立的檢(jian)(jian)(jian)測(ce)單元(yuan)：周(zhou)向裂(lie)紋(wen)(wen)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)單元(yuan)和(he)軸(zhou)向裂(lie)紋(wen)(wen)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)單元(yuan)。檢(jian)(jian)(jian)測(ce)探(tan)頭(tou)(tou)與鋼管之間(jian)的相對(dui)螺旋(xuan)(xuan)掃(sao)查(cha)(cha)運(yun)動(dong)有(you)兩(liang)種(zhong)組合形式：①. 探(tan)頭(tou)(tou)固定，鋼管做(zuo)(zuo)螺旋(xuan)(xuan)推進；②. 軸(zhou)向裂(lie)紋(wen)(wen)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)單元(yuan)的磁化器與探(tan)頭(tou)(tou)一起旋(xuan)(xuan)轉，鋼管做(zuo)(zuo)直(zhi)線運(yun)動(dong)，分(fen)別如圖2-4a、b所示(shi)。
一、軸向磁(ci)化(hua)方法與軸向磁(ci)化(hua)器
根(gen)據垂直(zhi)磁化(hua)基(ji)本(ben)理論，漏磁檢測(ce)(ce)(ce)(ce)中形成了鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)軸(zhou)向(xiang)磁化(hua)檢測(ce)(ce)(ce)(ce)周向(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)的(de)基(ji)本(ben)檢測(ce)(ce)(ce)(ce)形式(shi)(shi)和設備(bei)結構。目前主要有兩種(zhong)(zhong)驅動方式(shi)(shi)，一種(zhong)(zhong)是鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)直(zhi)線前進，周向(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)檢測(ce)(ce)(ce)(ce)探頭沿圓(yuan)周方向(xiang)包圍鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)檢測(ce)(ce)(ce)(ce)方法(fa)；另(ling)一種(zhong)(zhong)是鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)螺旋(xuan)前進，周向(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)檢測(ce)(ce)(ce)(ce)探頭沿軸(zhou)向(xiang)覆蓋鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)檢測(ce)(ce)(ce)(ce)方法(fa)。這兩種(zhong)(zhong)檢測(ce)(ce)(ce)(ce)形式(shi)(shi)的(de)前提(ti)是相同的(de)，即需要磁化(hua)器產(chan)生合適(shi)的(de)軸(zhou)向(xiang)磁化(hua)場，以激勵周向(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)產(chan)生足夠強度(du)的(de)漏磁場。
不(bu)銹鋼管軸向磁化通常采用穿過式線圈磁化器產生軸向磁化場，如圖2-5所示，主要分為單線圈磁化和雙線圈磁化兩種形式。單線圈磁化時，檢測探頭一般放置在磁化線圈內部；雙線圈磁化時，檢測探頭放置在兩個線圈之間。由此可見，由于檢測探頭布置空間的需要，相對于單線圈而言，鋼管與雙線圈的耦合度更高。
1. 單線圈(quan)磁化器及特點
如圖(tu)2-5a所示，單(dan)線(xian)(xian)(xian)圈磁(ci)化(hua)器(qi)是目前軸向磁(ci)化(hua)器(qi)的主要形式之一。此種磁(ci)化(hua)器(qi)結構簡單(dan)，成本相對較(jiao)低。但是，因檢測探頭(tou)需放置在線(xian)(xian)(xian)圈內部，造成線(xian)(xian)(xian)圈內徑相對鋼(gang)管(guan)(guan)外徑較(jiao)大，鋼(gang)管(guan)(guan)與(yu)線(xian)(xian)(xian)圈的耦合度(du)較(jiao)低，影響磁(ci)化(hua)效果。
單勵(li)磁線(xian)圈結構如圖2-6所示(shi)，其主要參數(shu)包(bao)括線(xian)圈匝數(shu)nc 線(xian)圈電流(liu)Ic、線(xian)圈外(wai)徑dc1、線(xian)圈內徑dc2、線(xian)圈厚度Te。以及內部漆包(bao)線(xian)直(zhi)徑 dcw。
勵磁線圈的磁化能力主要由線圈的安匝數以及線圈與鋼管的耦合度決定。漆包線直徑越大，其能夠承受的電流越大，也帶來更加嚴重的散熱問題；線圈內徑越小，與不銹鋼管的耦合度越高，磁化效果越好，但需留足空間以保證不銹鋼管順利通過。
以下舉例(li)說明線圈結構與設計(ji)過程。
討論(lun)壁厚為9.19mm、直徑為127mm不銹鋼管的(de)(de)單(dan)勵(li)磁(ci)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)設計，如圖2-7所示。保持勵(li)磁(ci)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)的(de)(de)安匝數(shu)和線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)內(nei)徑不變，改(gai)變線(xian)(xian)圖2-6 單(dan)勵(li)磁(ci)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)結構圈(quan)(quan)(quan)厚度(du)和線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)外徑，得(de)到不同(tong)結構參數(shu)的(de)(de)單(dan)勵(li)磁(ci)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)。進(jin)一步(bu)，通過仿真計算(suan)，選(xuan)擇磁(ci)化(hua)效果相對較好，并且線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)厚度(du)、質量均滿足實際要求的(de)(de)勵(li)磁(ci)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)，具體參數(shu)選(xuan)取如下。
a. 線(xian)(xian)圈安匝(za)數(shu)：線(xian)(xian)圈安匝(za)數(shu)主要根(gen)據(ju)鋼管(guan)的(de)磁化特性曲線(xian)(xian)，以及鋼管(guan)的(de)內外徑(jing)尺ru寸進行選(xuan)取(qu)(qu)。針對以上尺寸鋼管(guan)，n。初(chu)步選(xuan)取(qu)(qu)2000匝(za)，漆(qi)(qi)包(bao)線(xian)(xian)直(zhi)徑(jing)dcw取(qu)(qu)1.7mm，單根(gen)漆(qi)(qi)包(bao)線(xian)(xian)能夠承(cheng)受的(de)最大電流為20A，實際(ji)磁化過程中取(qu)(qu)10A。
b. 線圈內(nei)徑dc2：由(you)于鋼管的直線度誤差，以(yi)及(ji)輸(shu)送(song)輥道的制造安裝誤差，鋼管在(zai)前進過(guo)(guo)程中不可避免地存在(zai)多自由(you)度擺動。為使鋼管順利通過(guo)(guo)線圈而不發生碰撞，并(bing)盡量形成最好的磁化效果，d2初(chu)步選(xuan)取(qu)284mm。
c. 線(xian)圈(quan)厚度(du)：線(xian)圈(quan)厚度(du)是需要優化的指(zhi)標之一(yi)，線(xian)圈(quan)厚度(du)依次取(qu)130mm、120mm、110mm、100mm、90mm、80mm、70mm、60mm、50mm、40mm和30mm。
d. 線圈外徑(jing)dcl：保證線圈的匝數不變(bian)，在線圈厚度變(bian)化時，外徑(jing)也做(zuo)相應(ying)調整。對應(ying)上述(shu)的線圈厚度，線圈外徑(jing)依次取(qu)ф354.2mm、φ360mm、φ366.9mm、φ375.2mm、ф385.4mm、φ398mm、φ414mm、Φ436mm、φ466.4mm、φ512mm 和φ588mm。
對不同結構參(can)數的單勵磁線(xian)(xian)圈(quan)(quan)磁化效果(guo)進行(xing)量化分析，利(li)用仿真方法(fa)對單勵磁線(xian)(xian)圈(quan)(quan)磁化鋼管(guan)管(guan)體的過程依(yi)次進行(xing)求解，各個(ge)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)的具體參(can)數如圖(tu)2-8所(suo)示。
提取不(bu)銹鋼管管體內部軸向磁感應強度B2，得到圖2-9所示曲線。從圖中可以看出，不同參數單勵磁線圈對鋼管管體的磁化效果不同。為進一步評估各勵磁線圈的磁化效果，提取不同參數單勵磁線圈磁化時管體內部最大磁感應強度值，用max表示，得到圖2-10所示曲線。
從(cong)圖2-10中可以看出(chu)，隨著(zhu)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)厚(hou)度(du)(du)的(de)不(bu)斷增(zeng)(zeng)加，鋼管(guan)體內的(de)Bmax急劇增(zeng)(zeng)大，當(dang)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)厚(hou)度(du)(du)達到100mm時，鋼管(guan)體內磁(ci)(ci)感應強度(du)(du)基(ji)本(ben)達到最大值。此后，繼(ji)續增(zeng)(zeng)大線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)厚(hou)度(du)(du)，鋼管(guan)體內的(de)Bmax基(ji)本(ben)保持不(bu)變。此外，從(cong)圖2-9中可以看出(chu)，當(dang)采用(yong)單勵磁(ci)(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)對不(bu)銹鋼管(guan)進行(xing)磁(ci)(ci)化時，管(guan)體內磁(ci)(ci)感應強度(du)(du)軸向均(jun)勻性較差。
根(gen)據式（2-3），計算圖(tu)2-8所(suo)示(shi)不同參數勵(li)(li)磁線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)的(de)質(zhi)量(liang)(liang)，如圖(tu)2-11所(suo)示(shi)。從圖(tu)中(zhong)可以看出，隨著(zhu)勵(li)(li)磁線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)厚(hou)度(du)不斷增加，其質(zhi)量(liang)(liang)逐漸減小(xiao)。當(dang)勵(li)(li)磁線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)厚(hou)度(du)較小(xiao)時(shi)，隨著(zhu)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)厚(hou)度(du)增加，勵(li)(li)磁線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)質(zhi)量(liang)(liang)減少(shao)較快；當(dang)勵(li)(li)磁線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)厚(hou)度(du)大于100mm時(shi)，勵(li)(li)磁線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)質(zhi)量(liang)(liang)減少(shao)速度(du)趨緩。
綜上，根據磁(ci)化(hua)(hua)效(xiao)果與線(xian)圈(quan)質(zhi)量，針對φ127mm鋼管可優化(hua)(hua)選擇(ze)厚度參數即磁(ci)化(hua)(hua)線(xian)圈(quan)內徑(jing)為284mm，外徑(jing)為375.2mm，厚度為100mm。對該勵磁(ci)線(xian)圈(quan)磁(ci)化(hua)(hua)鋼管管體的過程進行有限元仿真(zhen)計算，圖2-12所示(shi)為磁(ci)力線(xian)密度分布圖，圖2-13所示(shi)為磁(ci)感應強度等值云圖。
從(cong)圖2-12中(zhong)(zhong)可以看(kan)出(chu)，勵(li)磁(ci)(ci)(ci)線(xian)圈(quan)(quan)產生的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)力線(xian)大(da)(da)部(bu)分(fen)都從(cong)鋼(gang)管管體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)通過，這(zhe)是由于鋼(gang)管的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)導(dao)率遠大(da)(da)于空(kong)氣的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)導(dao)率。從(cong)圖2-13中(zhong)(zhong)可以看(kan)出(chu)，管體(ti)(ti)內的(de)(de)(de)(de)(de)最大(da)(da)磁(ci)(ci)(ci)感應(ying)強度(du)點(dian)位于線(xian)圈(quan)(quan)中(zhong)(zhong)心(xin)位置(zhi)，最大(da)(da)值為(wei)Bmax=2.314T。另外，管體(ti)(ti)內的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)感應(ying)強度(du)隨(sui)著(zhu)遠離線(xian)圈(quan)(quan)中(zhong)(zhong)心(xin)呈現逐漸下降的(de)(de)(de)(de)(de)趨勢(shi)。
2. 雙線圈磁化器及特點
雙線(xian)(xian)圈(quan)磁化(hua)(hua)方式如圖2-5b所示，檢測(ce)(ce)探頭放置(zhi)在兩個線(xian)(xian)圈(quan)之間，這(zhe)樣(yang)可減(jian)小線(xian)(xian)圈(quan)內徑(jing)，提高(gao)磁化(hua)(hua)效率。當然，磁化(hua)(hua)器設備成本也(ye)更高(gao)。雙線(xian)(xian)圈(quan)磁化(hua)(hua)器在鋼(gang)管內更易形(xing)成密集均勻(yun)的(de)軸(zhou)向磁化(hua)(hua)場(chang)，有利于(yu)提高(gao)檢測(ce)(ce)靈敏度和一(yi)致性。為了保證(zheng)檢測(ce)(ce)區域中相(xiang)同形(xing)態的(de)缺陷產生相(xiang)同的(de)漏磁信號，鋼(gang)管由線(xian)(xian)圈(quan)磁化(hua)(hua)后，必須(xu)保證(zheng)磁感應強度的(de)軸(zhou)向均勻(yun)性。
在不銹(xiu)鋼管高速生產線上配置的周向裂紋漏磁檢測設備，一般采用雙勵磁線圈對鋼管管體進行軸向磁化。在得到單勵磁線圈的具體參數之后，需要對雙勵磁線圈間距L。c進行優化，以形成足夠強度的軸向均勻場。如雙勵磁線圈間距L。。過小，則無法滿足軸向磁化均勻的要求；如間距過大，則無法滿足磁化強度的要求。
雙勵(li)磁(ci)線圈磁(ci)化鋼管管體示意圖(tu)如圖(tu)2-14所示。為得到合理的線圈間距(ju)，計(ji)算過程中Lcc依(yi)次(ci)取20mm、40mm、60mm、80mm、100mm、140mm、180mm、220mm、260mm、300mm、340mm、380mm、440mm和(he)500mm。
提取鋼管管體內(nei)部(bu)(bu)軸向磁(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)強度B2，如圖(tu)(tu)2-15所示。從圖(tu)(tu)中(zhong)(zhong)可以看出，當(dang)Lcc較小(xiao)時(shi)，管體內(nei)部(bu)(bu)存在一個磁(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)強度極(ji)大(da)值(zhi)(zhi)點(dian)，并位于兩(liang)線(xian)圈的(de)中(zhong)(zhong)間位置；隨著Lcc不斷(duan)增大(da)，極(ji)大(da)值(zhi)(zhi)點(dian)的(de)磁(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)強度逐漸(jian)減小(xiao)，當(dang)Lcc≥140mm時(shi)，管體內(nei)部(bu)(bu)則出現兩(liang)個磁(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)強度極(ji)大(da)值(zhi)(zhi)點(dian)，并且兩(liang)極(ji)大(da)值(zhi)(zhi)點(dian)的(de)距(ju)離不斷(duan)增大(da)，且兩(liang)線(xian)圈中(zhong)(zhong)心處的(de)磁(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)強度逐漸(jian)變小(xiao)。特別地，當(dang)Lcc=100mm時(shi)，鋼管管體具有較大(da)的(de)磁(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)強度和較好的(de)軸向磁(ci)(ci)(ci)化均勻區域，均勻區域軸向長度約為200mm。綜合(he)考(kao)慮磁(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)強度和均勻性要求(qiu)，雙勵磁(ci)(ci)(ci)線(xian)圈間距(ju)Lcc取100mm較為合(he)適。
二、周向(xiang)磁化方法(fa)與周向(xiang)磁化器(qi)
不銹鋼管軸向裂紋檢測的基礎是產生足夠強度和均勻性的周向磁化場。如2-16所示，由于鋼管圓周狀的幾何形態，周向磁化時磁力線難以全部沿鋼管周向從管壁內通過，始終會有一部分磁通會擴散到空氣中，導致在磁極處磁場最強，在兩磁極正中間的鋼管區域磁場最弱。磁極在鋼管軸向方向的長度有限，因此，磁化場覆蓋的軸向區域也是有限的。在設計磁化線圈磁化能力時，主要考慮鋼管的磁化特性曲線、不銹鋼管內外徑尺寸以及檢測區域的軸向長度。
周向(xiang)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)場是(shi)由繞在磁(ci)(ci)(ci)極(ji)上的(de)線圈產(chan)生的(de)。磁(ci)(ci)(ci)極(ji)正(zheng)對(dui)的(de)管壁(bi)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)不(bu)均(jun)(jun)勻(yun)，且(qie)管壁(bi)與(yu)極(ji)靴之(zhi)間的(de)背(bei)景磁(ci)(ci)(ci)場分(fen)布雜亂(luan)。然而，在遠離兩磁(ci)(ci)(ci)極(ji)的(de)管壁(bi)中(zhong)央區(qu)域，磁(ci)(ci)(ci)場分(fen)布較(jiao)均(jun)(jun)勻(yun)，因此(ci)，一般將條(tiao)形陣列探頭布置在該區(qu)域，如2-16所示，并且(qie)其(qi)長度必須(xu)小于(yu)或等于(yu)均(jun)(jun)勻(yun)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)區(qu)域的(de)軸向(xiang)長度。
如(ru)圖(tu)2-17所示(shi)，為實現軸向裂紋的全覆蓋(gai)檢測，一(yi)般采(cai)用探(tan)頭與鋼管表(biao)面之間的螺旋掃查來完成。對于(yu)雙探(tan)頭檢測布置，在掃查過程中需滿足條件
2Ls≥P (2-4) 式(shi)中(zhong)，Ls為單個縱向(xiang)探頭的(de)有(you)效長度；為鋼管表面(mian)形成的(de)掃查螺距。
鋼管(guan)直線前(qian)進的(de)速度(du)v。與螺距P的(de)關(guan)系為 Va=ntP (2-5) 式中(zhong)，n為鋼管(guan)旋轉速度(du)。
由此可見(jian)，在(zai)高速漏(lou)磁檢測(ce)中(zhong)可通過增大(da)螺(luo)距P來(lai)提高檢測(ce)速度Va0但是，根據(ju)式（2-4）可知，為了保證軸向裂紋的(de)全覆蓋掃查(cha)，必須增大(da)單個探頭(tou)的(de)軸向有效掃查(cha)范圍(wei)，此時(shi)鋼管中(zhong)的(de)均勻磁化區域的(de)軸向長(chang)度也(ye)需要相(xiang)應增加。
舉例(li)分析如下：
圖2-18a所示為常用的鋼管周向磁化結構，鋼管外徑為90mm，壁厚為8mm，磁極靴尺寸為200mm（00mm（長）×40mm（寬）×50mm（（高），磁極靴底面到鋼管外表面的距離為15mm，勵磁線圈參數為15000安匝。仿真分析得到不銹鋼管表面磁感應強度分布云圖如圖2-18b所示，為了便于觀察，將鋼管的側面展開成了一個平面，從圖中可以看出這種磁極形式得到的均勻磁化區域較小。
進一步分析磁化不(bu)(bu)均勻帶來的檢測不(bu)(bu)一致性問題(ti)。
在圖2-18b中給出的三個位置處分別設置三個尺寸相同的軸向裂紋，位置1為不銹(xiu)鋼管側面的正中心，位置2與位置1之間的軸向距離為50mm，位置3與位置1之間的軸向距離為100mm，裂紋尺寸為20mm20mm（長）×3mm（寬）×2mm（深）深），圖2-19給出了在三個不同位置處的裂紋漏磁檢測信號。
從(cong)圖2-19中可以(yi)看出，如果陣列探(tan)頭(tou)同時掃查(cha)到了(le)三個缺陷，則尺寸相(xiang)同的裂紋產生的漏磁檢測(ce)信號幅值與基(ji)線均出現了(le)嚴重的不一致，從(cong)而無法對缺陷進行(xing)精確的定量評價(jia)，因(yin)此，探(tan)頭(tou)長(chang)度必須小(xiao)于(yu)200mm。
為了(le)提高(gao)檢測(ce)速度，需(xu)要使(shi)陣(zhen)列(lie)探頭(tou)在(zai)軸(zhou)向(xiang)上有足(zu)夠的(de)長度。然而鋼(gang)管磁(ci)感應強度在(zai)軸(zhou)向(xiang)上的(de)非均勻(yun)性限制(zhi)了(le)陣(zhen)列(lie)探頭(tou)沿軸(zhou)向(xiang)布(bu)置(zhi)的(de)有效長度，解決這一(yi)矛盾(dun)最為關鍵的(de)問題就(jiu)是如何在(zai)鋼(gang)管表面建立更大(da)范圍的(de)均勻(yun)磁(ci)場。
對此(ci)，在(zai)原(yuan)有磁(ci)極(ji)的(de)下(xia)方加(jia)上(shang)一個(ge)導(dao)磁(ci)板，將(jiang)一部分磁(ci)場(chang)導(dao)入(ru)遠離磁(ci)極(ji)的(de)區(qu)域，從(cong)而可擴(kuo)大磁(ci)場(chang)在(zai)軸向上(shang)的(de)覆蓋范圍(wei)，如(ru)圖(tu)(tu)2-20a所示的(de)模(mo)型(xing)。模(mo)型(xing)中使(shi)用的(de)導(dao)磁(ci)板尺寸為(wei)300mm（長）×40mm（寬）×10mm（厚），保持導(dao)磁(ci)板底(di)面(mian)到鋼(gang)管外表面(mian)的(de)距離為(wei)15mm。增(zeng)加(jia)該(gai)導(dao)磁(ci)板后，仿真獲得的(de)鋼(gang)管表面(mian)的(de)磁(ci)場(chang)分布云圖(tu)(tu)如(ru)圖(tu)(tu)2-20b所示。
從(cong)圖2-20b中可(ke)以(yi)(yi)看出，與常規磁極相比，增加(jia)導磁板之(zhi)后，磁場(chang)覆蓋的(de)(de)范圍有所(suo)(suo)增大，而且磁場(chang)分布也(ye)更加(jia)均勻(yun)，起到了一(yi)定的(de)(de)優化效果。另(ling)一(yi)方(fang)面(mian)，通過觀(guan)察磁場(chang)分布云(yun)圖可(ke)以(yi)(yi)發現(xian)，鋼管(guan)表面(mian)中間部位的(de)(de)磁場(chang)要(yao)比兩邊稍強，所(suo)(suo)以(yi)(yi)，進一(yi)步地(di)，需要(yao)消除或者減弱周向磁化區域的(de)(de)磁化場(chang)強度差異。
如圖2-21a所示的極靴模型，在之前的導磁板上增開一個槽，這樣由于中間部位磁阻增大，一部分磁通就會往兩邊擴散，從而達到減弱中間磁場增大兩邊磁場的目的。模型中，開槽尺寸為150mm（長50mm（長）x40mm（寬）x5mm（m（深），獲得的不銹鋼管表面的磁場分布云圖如圖2-21b所示。
由(you)圖(tu)2-21b可以看出，在(zai)磁(ci)(ci)極中(zhong)部開(kai)槽之后，均勻磁(ci)(ci)場的(de)區域進(jin)一(yi)步擴大。為了更(geng)好地比較(jiao)上(shang)述(shu)三種磁(ci)(ci)極的(de)磁(ci)(ci)化效(xiao)果，在(zai)探頭所在(zai)位(wei)置沿鋼(gang)管軸向取長度(du)為600mm的(de)路徑，得到路徑上(shang)各個點的(de)磁(ci)(ci)感應強(qiang)度(du)，結果如圖(tu)2-22所示。
從(cong)圖中可以看出，傳統磁(ci)極磁(ci)化下(xia)的均勻(yun)區(qu)(qu)域(yu)最小，軸向(xiang)長(chang)度(du)約為150mm；增加(jia)導(dao)磁(ci)板后(hou)，均勻(yun)磁(ci)場區(qu)(qu)域(yu)的軸向(xiang)長(chang)度(du)增加(jia)至180mm；如(ru)果在導(dao)磁(ci)板上開(kai)槽，均勻(yun)磁(ci)場區(qu)(qu)域(yu)的軸向(xiang)長(chang)度(du)進一步擴大為240mm。
進一步在(zai)圖2-18b所示的(de)(de)三個不(bu)同位置設置尺寸相(xiang)同的(de)(de)軸向(xiang)裂紋(wen)，仿真(zhen)獲得缺(que)陷(xian)(xian)的(de)(de)漏磁(ci)檢測(ce)信號(hao)，如(ru)圖2-23所示。從圖中可以(yi)看(kan)出，沿(yan)軸向(xiang)距離(li)100mm的(de)(de)兩個缺(que)陷(xian)(xian)產(chan)生的(de)(de)漏磁(ci)信號(hao)幅值(zhi)差異僅為0.5％，基線漂(piao)移量(liang)也基本相(xiang)似。因此，圖2-21a所示的(de)(de)磁(ci)化極靴形式(shi)可基本滿足磁(ci)化的(de)(de)均勻性要(yao)求。
