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(bu)銹鋼管(guan)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(xiu)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(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)檢測(ce)探(tan)(tan)頭(tou)最好布置(zhi)于(yu)兩(liang)磁(ci)極正對(dui)的(de)管(guan)壁(bi)中央區的(de)軸(zhou)平面(mian)上，為(wei)此，只有檢測(ce)探(tan)(tan)頭(tou)與鋼(gang)管(guan)之間實(shi)現相對(dui)螺旋(xuan)掃查(cha)才能(neng)達到無(wu)盲區檢測(ce)。所以，為(wei)了完成鋼(gang)管(guan)上軸(zhou)／周(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)的(de)全(quan)面(mian)檢測(ce)，通常需要兩(liang)種獨立的(de)檢測(ce)單(dan)元：周(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)檢測(ce)單(dan)元和(he)軸(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)檢測(ce)單(dan)元。檢測(ce)探(tan)(tan)頭(tou)與鋼(gang)管(guan)之間的(de)相對(dui)螺旋(xuan)掃查(cha)運動有兩(liang)種組合形(xing)式：①. 探(tan)(tan)頭(tou)固定，鋼(gang)管(guan)做(zuo)螺旋(xuan)推進；②. 軸(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)檢測(ce)單(dan)元的(de)磁(ci)化器與探(tan)(tan)頭(tou)一起(qi)旋(xuan)轉，鋼(gang)管(guan)做(zuo)直線運動，分別如圖2-4a、b所示。
一、軸向(xiang)(xiang)磁(ci)化方法與(yu)軸向(xiang)(xiang)磁(ci)化器
根據垂直磁(ci)(ci)化(hua)(hua)基本理論，漏磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)中形成了鋼管(guan)軸(zhou)向(xiang)(xiang)磁(ci)(ci)化(hua)(hua)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)周(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋(wen)的(de)(de)基本檢(jian)測(ce)(ce)(ce)形式和(he)設備結(jie)構。目前(qian)主(zhu)要(yao)有兩種驅動(dong)方(fang)式，一(yi)種是鋼管(guan)直線前(qian)進(jin)，周(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋(wen)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)探頭(tou)沿(yan)圓(yuan)周(zhou)方(fang)向(xiang)(xiang)包圍鋼管(guan)的(de)(de)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)方(fang)法(fa)；另一(yi)種是鋼管(guan)螺旋前(qian)進(jin)，周(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋(wen)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)探頭(tou)沿(yan)軸(zhou)向(xiang)(xiang)覆蓋鋼管(guan)的(de)(de)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)方(fang)法(fa)。這(zhe)兩種檢(jian)測(ce)(ce)(ce)形式的(de)(de)前(qian)提(ti)是相同的(de)(de)，即需要(yao)磁(ci)(ci)化(hua)(hua)器產(chan)生(sheng)合適的(de)(de)軸(zhou)向(xiang)(xiang)磁(ci)(ci)化(hua)(hua)場，以激勵(li)周(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋(wen)產(chan)生(sheng)足夠強度的(de)(de)漏磁(ci)(ci)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(xian)圈磁化(hua)器及特點
如圖(tu)2-5a所示(shi)，單線(xian)圈磁(ci)化器(qi)是目前軸向磁(ci)化器(qi)的(de)主要(yao)形式之一(yi)。此種磁(ci)化器(qi)結構簡單，成本相對(dui)(dui)較(jiao)低。但(dan)是，因檢測探頭需(xu)放置在線(xian)圈內部，造成線(xian)圈內徑相對(dui)(dui)鋼管(guan)外徑較(jiao)大，鋼管(guan)與(yu)線(xian)圈的(de)耦合(he)度較(jiao)低，影(ying)響(xiang)磁(ci)化效果。
單勵磁線(xian)圈(quan)(quan)結(jie)構(gou)如圖2-6所示，其(qi)主要(yao)參數包括線(xian)圈(quan)(quan)匝數nc 線(xian)圈(quan)(quan)電流Ic、線(xian)圈(quan)(quan)外徑dc1、線(xian)圈(quan)(quan)內徑dc2、線(xian)圈(quan)(quan)厚度Te。以及(ji)內部漆包線(xian)直徑 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(bu)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(xia)舉例說明線圈結構與設(she)計過程。
討論壁(bi)厚(hou)(hou)為(wei)9.19mm、直徑為(wei)127mm不(bu)銹鋼管的單(dan)勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)(quan)設計，如(ru)圖2-7所(suo)示。保持(chi)勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)(quan)的安匝數和線(xian)圈(quan)(quan)內徑不(bu)變，改變線(xian)圖2-6 單(dan)勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)(quan)結構(gou)圈(quan)(quan)厚(hou)(hou)度和線(xian)圈(quan)(quan)外徑，得到不(bu)同結構(gou)參(can)數的單(dan)勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)(quan)。進一步(bu)，通(tong)過(guo)仿真(zhen)計算，選擇磁(ci)化效果相對較好(hao)，并且(qie)線(xian)圈(quan)(quan)厚(hou)(hou)度、質(zhi)量均滿足實(shi)際要求(qiu)的勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)(quan)，具體參(can)數選取(qu)如(ru)下。
a. 線(xian)(xian)圈安匝數(shu)：線(xian)(xian)圈安匝數(shu)主要根(gen)據鋼(gang)管的(de)(de)磁化特性曲線(xian)(xian)，以及(ji)鋼(gang)管的(de)(de)內外(wai)徑尺ru寸進行選取。針對以上尺寸鋼(gang)管，n。初步選取2000匝，漆包(bao)線(xian)(xian)直徑dcw取1.7mm，單根(gen)漆包(bao)線(xian)(xian)能夠承受的(de)(de)最大電流(liu)為20A，實(shi)際磁化過程中(zhong)取10A。
b. 線(xian)圈內徑dc2：由(you)于鋼管(guan)(guan)的直線(xian)度誤差(cha)，以及輸送(song)輥(gun)道的制造安裝誤差(cha)，鋼管(guan)(guan)在前進過程中不可(ke)避(bi)免地存在多自由(you)度擺動。為使(shi)鋼管(guan)(guan)順利通(tong)過線(xian)圈而不發生碰撞，并盡量形(xing)成最好(hao)的磁化效(xiao)果，d2初步選取284mm。
c. 線圈厚度：線圈厚度是需要(yao)優化的指標之一，線圈厚度依次(ci)取130mm、120mm、110mm、100mm、90mm、80mm、70mm、60mm、50mm、40mm和(he)30mm。
d. 線(xian)(xian)圈(quan)外徑(jing)(jing)dcl：保證線(xian)(xian)圈(quan)的匝數不變(bian)，在線(xian)(xian)圈(quan)厚(hou)(hou)度(du)(du)變(bian)化時，外徑(jing)(jing)也做相應(ying)(ying)調整。對(dui)應(ying)(ying)上述的線(xian)(xian)圈(quan)厚(hou)(hou)度(du)(du)，線(xian)(xian)圈(quan)外徑(jing)(jing)依次取ф354.2mm、φ360mm、φ366.9mm、φ375.2mm、ф385.4mm、φ398mm、φ414mm、Φ436mm、φ466.4mm、φ512mm 和φ588mm。
對(dui)不(bu)同結構參數(shu)(shu)的單勵(li)磁(ci)線(xian)圈磁(ci)化效果進行量化分析，利用仿真方法對(dui)單勵(li)磁(ci)線(xian)圈磁(ci)化鋼管管體的過程依次(ci)進行求解(jie)，各個線(xian)圈的具體參數(shu)(shu)如圖2-8所示。
提取不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(tu)2-10中(zhong)(zhong)可(ke)以(yi)看出(chu)，隨著線圈厚(hou)(hou)度(du)的(de)不斷增(zeng)加(jia)，鋼管(guan)體(ti)(ti)內(nei)的(de)Bmax急劇增(zeng)大(da)，當線圈厚(hou)(hou)度(du)達到(dao)100mm時(shi)，鋼管(guan)體(ti)(ti)內(nei)磁(ci)感(gan)應強(qiang)度(du)基(ji)(ji)本達到(dao)最大(da)值(zhi)。此(ci)后，繼續(xu)增(zeng)大(da)線圈厚(hou)(hou)度(du)，鋼管(guan)體(ti)(ti)內(nei)的(de)Bmax基(ji)(ji)本保持不變(bian)。此(ci)外，從(cong)圖(tu)2-9中(zhong)(zhong)可(ke)以(yi)看出(chu)，當采用單勵(li)磁(ci)線圈對不銹鋼管(guan)進行磁(ci)化時(shi)，管(guan)體(ti)(ti)內(nei)磁(ci)感(gan)應強(qiang)度(du)軸向均勻性較差。
根據(ju)式（2-3），計(ji)算(suan)圖(tu)(tu)2-8所示不同參數勵(li)磁(ci)線圈(quan)(quan)(quan)的質(zhi)量(liang)，如圖(tu)(tu)2-11所示。從(cong)圖(tu)(tu)中(zhong)可以看出(chu)，隨(sui)著(zhu)勵(li)磁(ci)線圈(quan)(quan)(quan)厚(hou)度(du)不斷增加(jia)，其質(zhi)量(liang)逐漸減小(xiao)。當勵(li)磁(ci)線圈(quan)(quan)(quan)厚(hou)度(du)較小(xiao)時，隨(sui)著(zhu)線圈(quan)(quan)(quan)厚(hou)度(du)增加(jia)，勵(li)磁(ci)線圈(quan)(quan)(quan)質(zhi)量(liang)減少較快(kuai)；當勵(li)磁(ci)線圈(quan)(quan)(quan)厚(hou)度(du)大于100mm時，勵(li)磁(ci)線圈(quan)(quan)(quan)質(zhi)量(liang)減少速度(du)趨緩(huan)。
綜(zong)上，根據磁(ci)(ci)化效果與線圈(quan)(quan)質量(liang)，針對φ127mm鋼管(guan)可優(you)化選擇(ze)厚度(du)參數(shu)即磁(ci)(ci)化線圈(quan)(quan)內(nei)徑(jing)為(wei)284mm，外徑(jing)為(wei)375.2mm，厚度(du)為(wei)100mm。對該勵(li)磁(ci)(ci)線圈(quan)(quan)磁(ci)(ci)化鋼管(guan)管(guan)體的(de)過程進行有限(xian)元仿真計算，圖(tu)(tu)(tu)2-12所示為(wei)磁(ci)(ci)力線密度(du)分布圖(tu)(tu)(tu)，圖(tu)(tu)(tu)2-13所示為(wei)磁(ci)(ci)感應強(qiang)度(du)等值云圖(tu)(tu)(tu)。
從圖(tu)2-12中可以(yi)看出(chu)，勵磁(ci)(ci)線(xian)圈產生(sheng)的磁(ci)(ci)力線(xian)大(da)部(bu)分(fen)都從鋼(gang)管管體(ti)中通過，這是由于(yu)鋼(gang)管的磁(ci)(ci)導率遠(yuan)大(da)于(yu)空氣的磁(ci)(ci)導率。從圖(tu)2-13中可以(yi)看出(chu)，管體(ti)內的最大(da)磁(ci)(ci)感應強度點位(wei)于(yu)線(xian)圈中心(xin)位(wei)置，最大(da)值為(wei)Bmax=2.314T。另(ling)外，管體(ti)內的磁(ci)(ci)感應強度隨著遠(yuan)離(li)線(xian)圈中心(xin)呈現逐漸下(xia)降的趨勢。
2. 雙線圈(quan)磁化器及特點
雙(shuang)線(xian)圈(quan)磁(ci)化(hua)方式(shi)如圖2-5b所示，檢測(ce)探(tan)頭放置在兩個線(xian)圈(quan)之間(jian)，這樣可減小(xiao)線(xian)圈(quan)內徑，提高磁(ci)化(hua)效率。當然(ran)，磁(ci)化(hua)器(qi)設備(bei)成(cheng)本也(ye)更高。雙(shuang)線(xian)圈(quan)磁(ci)化(hua)器(qi)在鋼管內更易形成(cheng)密集均勻的(de)(de)軸向(xiang)磁(ci)化(hua)場，有利于提高檢測(ce)靈敏度和(he)一致(zhi)性。為了保(bao)證(zheng)檢測(ce)區域中相(xiang)(xiang)同形態的(de)(de)缺(que)陷產生相(xiang)(xiang)同的(de)(de)漏磁(ci)信號，鋼管由線(xian)圈(quan)磁(ci)化(hua)后(hou)，必須保(bao)證(zheng)磁(ci)感(gan)應強度的(de)(de)軸向(xiang)均勻性。
在不銹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。
雙勵磁線圈磁化鋼(gang)管管體示(shi)意圖如(ru)圖2-14所示(shi)。為(wei)得到合(he)理的線圈間(jian)距，計算過(guo)程中(zhong)Lcc依次(ci)取20mm、40mm、60mm、80mm、100mm、140mm、180mm、220mm、260mm、300mm、340mm、380mm、440mm和500mm。
提取鋼管(guan)(guan)管(guan)(guan)體(ti)內部軸向磁感(gan)(gan)應(ying)(ying)強度B2，如(ru)圖2-15所(suo)示。從(cong)圖中(zhong)可以看出，當(dang)(dang)Lcc較(jiao)小(xiao)時(shi)(shi)，管(guan)(guan)體(ti)內部存(cun)在一個(ge)磁感(gan)(gan)應(ying)(ying)強度極大(da)(da)值點，并(bing)位于兩線(xian)(xian)圈的中(zhong)間位置；隨著(zhu)Lcc不斷增大(da)(da)，極大(da)(da)值點的磁感(gan)(gan)應(ying)(ying)強度逐漸減小(xiao)，當(dang)(dang)Lcc≥140mm時(shi)(shi)，管(guan)(guan)體(ti)內部則出現兩個(ge)磁感(gan)(gan)應(ying)(ying)強度極大(da)(da)值點，并(bing)且(qie)兩極大(da)(da)值點的距離不斷增大(da)(da)，且(qie)兩線(xian)(xian)圈中(zhong)心處(chu)的磁感(gan)(gan)應(ying)(ying)強度逐漸變小(xiao)。特別地，當(dang)(dang)Lcc=100mm時(shi)(shi)，鋼管(guan)(guan)管(guan)(guan)體(ti)具有較(jiao)大(da)(da)的磁感(gan)(gan)應(ying)(ying)強度和(he)較(jiao)好的軸向磁化均(jun)勻(yun)區(qu)域(yu)(yu)，均(jun)勻(yun)區(qu)域(yu)(yu)軸向長度約為200mm。綜合考慮磁感(gan)(gan)應(ying)(ying)強度和(he)均(jun)勻(yun)性(xing)要(yao)求(qiu)，雙勵磁線(xian)(xian)圈間距Lcc取100mm較(jiao)為合適。
二、周向(xiang)磁化(hua)方法與周向(xiang)磁化(hua)器
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。
周向磁(ci)(ci)化場是由繞在磁(ci)(ci)極上的(de)線圈產生(sheng)的(de)。磁(ci)(ci)極正對的(de)管壁磁(ci)(ci)化不(bu)均(jun)勻(yun)，且管壁與極靴(xue)之間的(de)背景(jing)磁(ci)(ci)場分(fen)布(bu)雜亂。然而，在遠離兩磁(ci)(ci)極的(de)管壁中(zhong)央區域，磁(ci)(ci)場分(fen)布(bu)較均(jun)勻(yun)，因此，一般將條形(xing)陣列探(tan)頭布(bu)置在該區域，如2-16所示，并且其(qi)長度必須小于或(huo)等(deng)于均(jun)勻(yun)磁(ci)(ci)化區域的(de)軸向長度。
如圖2-17所示(shi)，為實(shi)現軸向裂紋的(de)全覆蓋檢測，一般采用(yong)探(tan)頭(tou)與鋼管表面(mian)之間的(de)螺(luo)旋掃查來(lai)完成。對于(yu)雙(shuang)探(tan)頭(tou)檢測布置(zhi)，在掃查過(guo)程(cheng)中需滿(man)足條件
2Ls≥P (2-4) 式中，Ls為(wei)(wei)單個縱向探頭(tou)的有效長度；為(wei)(wei)鋼管表面形成的掃查螺距。
鋼(gang)管(guan)直線(xian)前(qian)進的(de)速度(du)v。與(yu)螺距P的(de)關系為 Va=ntP (2-5) 式中，n為鋼(gang)管(guan)旋轉(zhuan)速度(du)。
由此可(ke)見，在高速漏磁(ci)檢測中可(ke)通過增(zeng)大(da)螺距P來提高檢測速度Va0但是，根據式（2-4）可(ke)知，為(wei)了保證軸向(xiang)裂紋的(de)全覆(fu)蓋掃(sao)查，必須(xu)增(zeng)大(da)單(dan)個(ge)探頭(tou)的(de)軸向(xiang)有效(xiao)掃(sao)查范(fan)圍，此時(shi)鋼管中的(de)均勻磁(ci)化區域的(de)軸向(xiang)長度也需要相應增(zeng)加(jia)。
舉例(li)分(fen)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(xi)磁化(hua)不均(jun)勻帶來的檢測不一致性問題。
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(bu)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。
從圖2-19中可(ke)以看(kan)出，如(ru)果陣列探(tan)頭同(tong)時掃查(cha)到了三個缺陷，則尺(chi)寸相同(tong)的(de)裂紋(wen)產(chan)生的(de)漏(lou)磁檢測信號幅值(zhi)與基線均出現了嚴重的(de)不一致，從而無(wu)法對缺陷進行精確的(de)定量(liang)評價，因此，探(tan)頭長度必(bi)須小于200mm。
為了提高檢測(ce)速(su)度(du)，需要使陣列探(tan)頭在(zai)軸(zhou)向上有(you)(you)足夠的(de)長(chang)度(du)。然而鋼管磁感應(ying)強度(du)在(zai)軸(zhou)向上的(de)非均勻性限制了陣列探(tan)頭沿軸(zhou)向布置的(de)有(you)(you)效長(chang)度(du)，解決這一矛盾(dun)最為關鍵的(de)問(wen)題就(jiu)是如何在(zai)鋼管表面建立更大(da)范圍(wei)的(de)均勻磁場。
對此，在(zai)原有磁(ci)(ci)(ci)極的(de)下方加(jia)上(shang)一(yi)個導(dao)(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)板，將一(yi)部分磁(ci)(ci)(ci)場(chang)導(dao)(dao)(dao)入(ru)遠離磁(ci)(ci)(ci)極的(de)區域，從而可擴大磁(ci)(ci)(ci)場(chang)在(zai)軸向上(shang)的(de)覆蓋范圍，如圖2-20a所(suo)示(shi)的(de)模型。模型中使用的(de)導(dao)(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)板尺寸為(wei)300mm（長）×40mm（寬）×10mm（厚），保持導(dao)(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)板底面到鋼管外表(biao)面的(de)距(ju)離為(wei)15mm。增加(jia)該導(dao)(dao)(dao)磁(ci)(ci)(ci)板后，仿(fang)真(zhen)獲得的(de)鋼管表(biao)面的(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)分布云圖如圖2-20b所(suo)示(shi)。
從圖2-20b中可以看出(chu)，與常規磁(ci)極(ji)相比，增(zeng)(zeng)加導磁(ci)板之后，磁(ci)場(chang)(chang)(chang)覆蓋的(de)范圍有所(suo)增(zeng)(zeng)大，而且磁(ci)場(chang)(chang)(chang)分布(bu)也更加均勻，起到了一(yi)定的(de)優化(hua)(hua)效果。另一(yi)方面(mian)(mian)，通過觀察磁(ci)場(chang)(chang)(chang)分布(bu)云圖可以發(fa)現(xian)，鋼管(guan)表面(mian)(mian)中間(jian)部位的(de)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)要(yao)比兩(liang)邊稍(shao)強，所(suo)以，進(jin)一(yi)步地(di)，需要(yao)消除或者減弱周向磁(ci)化(hua)(hua)區域(yu)的(de)磁(ci)化(hua)(hua)場(chang)(chang)(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。
由圖(tu)2-21b可以(yi)看出，在(zai)磁極中(zhong)部開(kai)槽之后，均(jun)勻磁場的(de)區域進一步擴大。為了更好(hao)地比較上述三(san)種磁極的(de)磁化效果(guo)(guo)，在(zai)探頭所在(zai)位置沿鋼(gang)管(guan)軸向取長度(du)為600mm的(de)路徑，得(de)到路徑上各(ge)個(ge)點(dian)的(de)磁感應(ying)強(qiang)度(du)，結果(guo)(guo)如圖(tu)2-22所示。
從圖中可(ke)以(yi)看出，傳統磁(ci)(ci)極磁(ci)(ci)化下的(de)均勻區(qu)域(yu)最小，軸向長(chang)度約(yue)為150mm；增(zeng)加導磁(ci)(ci)板后，均勻磁(ci)(ci)場(chang)區(qu)域(yu)的(de)軸向長(chang)度增(zeng)加至180mm；如果(guo)在導磁(ci)(ci)板上開槽(cao)，均勻磁(ci)(ci)場(chang)區(qu)域(yu)的(de)軸向長(chang)度進一步擴大為240mm。
進一步(bu)在圖2-18b所(suo)(suo)示(shi)的(de)三個(ge)不同位置(zhi)設置(zhi)尺寸相同的(de)軸向(xiang)裂(lie)紋，仿真獲得(de)缺(que)陷的(de)漏(lou)磁檢測信號(hao)，如(ru)圖2-23所(suo)(suo)示(shi)。從(cong)圖中(zhong)可以看出(chu)，沿(yan)軸向(xiang)距離(li)100mm的(de)兩個(ge)缺(que)陷產(chan)生的(de)漏(lou)磁信號(hao)幅值差異(yi)僅為0.5％，基(ji)線漂移量(liang)也基(ji)本(ben)相似。因此(ci)，圖2-21a所(suo)(suo)示(shi)的(de)磁化極靴形式(shi)可基(ji)本(ben)滿足磁化的(de)均(jun)勻性(xing)要求。
