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)(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋檢測(ce)(ce)(ce)(ce)探頭最好布置于兩(liang)磁(ci)極正對(dui)的(de)(de)(de)管(guan)壁(bi)中央區的(de)(de)(de)軸(zhou)(zhou)平(ping)面上，為此，只有(you)檢測(ce)(ce)(ce)(ce)探頭與(yu)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)之間實現相對(dui)螺旋(xuan)掃(sao)查才能達到無盲區檢測(ce)(ce)(ce)(ce)。所以，為了(le)完成(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)上軸(zhou)(zhou)／周向(xiang)(xiang)裂紋的(de)(de)(de)全(quan)面檢測(ce)(ce)(ce)(ce)，通常需要兩(liang)種獨立的(de)(de)(de)檢測(ce)(ce)(ce)(ce)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)：周向(xiang)(xiang)裂紋檢測(ce)(ce)(ce)(ce)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)和軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋檢測(ce)(ce)(ce)(ce)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)。檢測(ce)(ce)(ce)(ce)探頭與(yu)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)之間的(de)(de)(de)相對(dui)螺旋(xuan)掃(sao)查運動有(you)兩(liang)種組合形式(shi)：①. 探頭固定，鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)做螺旋(xuan)推進；②. 軸(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋檢測(ce)(ce)(ce)(ce)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)磁(ci)化器與(yu)探頭一起(qi)旋(xuan)轉，鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)做直線運動，分(fen)別如圖2-4a、b所示。
一、軸向(xiang)磁化方法(fa)與軸向(xiang)磁化器
根據垂(chui)直磁(ci)(ci)化基(ji)本理論，漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)檢測(ce)(ce)中形成了鋼管軸向(xiang)(xiang)(xiang)磁(ci)(ci)化檢測(ce)(ce)周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)的(de)(de)基(ji)本檢測(ce)(ce)形式(shi)和設備(bei)結構。目前主要有(you)兩(liang)(liang)種驅動方(fang)式(shi)，一種是(shi)鋼管直線前進(jin)，周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)檢測(ce)(ce)探(tan)頭(tou)沿圓周(zhou)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)包圍鋼管的(de)(de)檢測(ce)(ce)方(fang)法(fa)；另一種是(shi)鋼管螺旋前進(jin)，周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)檢測(ce)(ce)探(tan)頭(tou)沿軸向(xiang)(xiang)(xiang)覆(fu)蓋鋼管的(de)(de)檢測(ce)(ce)方(fang)法(fa)。這兩(liang)(liang)種檢測(ce)(ce)形式(shi)的(de)(de)前提是(shi)相同的(de)(de)，即需要磁(ci)(ci)化器產生合適的(de)(de)軸向(xiang)(xiang)(xiang)磁(ci)(ci)化場(chang)，以激勵周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)產生足夠強度(du)的(de)(de)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)場(chang)。
不銹(xiu)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(qi)及特點(dian)
如圖(tu)2-5a所示，單線圈(quan)磁(ci)化(hua)(hua)器(qi)是目前軸向磁(ci)化(hua)(hua)器(qi)的(de)主(zhu)要形式之一。此種磁(ci)化(hua)(hua)器(qi)結(jie)構簡單，成本相(xiang)對較低(di)。但(dan)是，因(yin)檢測(ce)探頭需(xu)放置在線圈(quan)內部，造成線圈(quan)內徑(jing)相(xiang)對鋼(gang)管外徑(jing)較大，鋼(gang)管與線圈(quan)的(de)耦(ou)合度(du)較低(di)，影響磁(ci)化(hua)(hua)效果。
單勵磁線圈(quan)(quan)(quan)(quan)結構(gou)如圖(tu)2-6所示，其(qi)主要參數包括線圈(quan)(quan)(quan)(quan)匝(za)數nc 線圈(quan)(quan)(quan)(quan)電(dian)流Ic、線圈(quan)(quan)(quan)(quan)外徑dc1、線圈(quan)(quan)(quan)(quan)內徑dc2、線圈(quan)(quan)(quan)(quan)厚(hou)度Te。以及(ji)內部漆(qi)包線直徑 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，與不銹(xiu)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。
以下舉例說明線圈結構與設計過程。
討論壁(bi)厚為9.19mm、直徑為127mm不銹鋼管的(de)單勵磁(ci)(ci)線(xian)圈(quan)(quan)設計，如圖2-7所(suo)示。保持勵磁(ci)(ci)線(xian)圈(quan)(quan)的(de)安匝(za)數(shu)和(he)(he)線(xian)圈(quan)(quan)內徑不變，改變線(xian)圖2-6 單勵磁(ci)(ci)線(xian)圈(quan)(quan)結(jie)構圈(quan)(quan)厚度和(he)(he)線(xian)圈(quan)(quan)外徑，得到不同結(jie)構參數(shu)的(de)單勵磁(ci)(ci)線(xian)圈(quan)(quan)。進(jin)一步，通過(guo)仿(fang)真(zhen)計算，選(xuan)擇磁(ci)(ci)化效(xiao)果相對較好，并且線(xian)圈(quan)(quan)厚度、質量(liang)均(jun)滿足實際(ji)要求的(de)勵磁(ci)(ci)線(xian)圈(quan)(quan)，具體參數(shu)選(xuan)取如下。
a. 線圈安匝(za)(za)數：線圈安匝(za)(za)數主要根(gen)據鋼(gang)管的(de)磁化(hua)特(te)性曲線，以及鋼(gang)管的(de)內外徑尺ru寸進(jin)行選取(qu)。針對以上尺寸鋼(gang)管，n。初步選取(qu)2000匝(za)(za)，漆包(bao)線直徑dcw取(qu)1.7mm，單(dan)根(gen)漆包(bao)線能(neng)夠承受(shou)的(de)最(zui)大(da)電(dian)流(liu)為20A，實際磁化(hua)過程中取(qu)10A。
b. 線圈內徑dc2：由于鋼(gang)管(guan)的(de)(de)直線度誤差，以及輸送(song)輥道的(de)(de)制(zhi)造安(an)裝誤差，鋼(gang)管(guan)在前進過程中不(bu)可避免地存在多(duo)自由度擺動。為使鋼(gang)管(guan)順利通過線圈而不(bu)發生碰撞，并盡量形成最好的(de)(de)磁(ci)化效果，d2初(chu)步選取284mm。
c. 線(xian)圈(quan)厚度：線(xian)圈(quan)厚度是需(xu)要優化(hua)的指(zhi)標之一，線(xian)圈(quan)厚度依次取130mm、120mm、110mm、100mm、90mm、80mm、70mm、60mm、50mm、40mm和(he)30mm。
d. 線圈(quan)外(wai)徑(jing)(jing)dcl：保證(zheng)線圈(quan)的(de)匝(za)數不變，在線圈(quan)厚度變化時，外(wai)徑(jing)(jing)也(ye)做相應(ying)調整。對應(ying)上(shang)述的(de)線圈(quan)厚度，線圈(quan)外(wai)徑(jing)(jing)依次取ф354.2mm、φ360mm、φ366.9mm、φ375.2mm、ф385.4mm、φ398mm、φ414mm、Φ436mm、φ466.4mm、φ512mm 和φ588mm。
對不同結(jie)構參(can)數的單(dan)勵磁(ci)線(xian)(xian)圈(quan)磁(ci)化(hua)效(xiao)果進行(xing)(xing)量化(hua)分析，利用仿真方(fang)法對單(dan)勵磁(ci)線(xian)(xian)圈(quan)磁(ci)化(hua)鋼管管體的過(guo)程依次進行(xing)(xing)求解，各個線(xian)(xian)圈(quan)的具體參(can)數如圖2-8所示。
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。
從圖2-10中可(ke)以看出(chu)，隨著(zhu)線(xian)圈(quan)厚度(du)的不斷增加(jia)，鋼管(guan)(guan)體內(nei)的Bmax急劇增大(da)，當(dang)線(xian)圈(quan)厚度(du)達到(dao)100mm時(shi)，鋼管(guan)(guan)體內(nei)磁感應(ying)強度(du)基(ji)本達到(dao)最(zui)大(da)值。此后，繼續增大(da)線(xian)圈(quan)厚度(du)，鋼管(guan)(guan)體內(nei)的Bmax基(ji)本保持不變(bian)。此外，從圖2-9中可(ke)以看出(chu)，當(dang)采用單勵磁線(xian)圈(quan)對不銹鋼管(guan)(guan)進行磁化時(shi)，管(guan)(guan)體內(nei)磁感應(ying)強度(du)軸向均勻(yun)性(xing)較差(cha)。
根(gen)據式（2-3），計算(suan)圖(tu)2-8所示(shi)不(bu)同參(can)數勵(li)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)的質量(liang)，如(ru)圖(tu)2-11所示(shi)。從圖(tu)中可以看出，隨著勵(li)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)厚(hou)(hou)度不(bu)斷增加(jia)，其(qi)質量(liang)逐(zhu)漸減小。當勵(li)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)厚(hou)(hou)度較(jiao)小時，隨著線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)厚(hou)(hou)度增加(jia)，勵(li)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)質量(liang)減少較(jiao)快；當勵(li)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)厚(hou)(hou)度大于100mm時，勵(li)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)質量(liang)減少速度趨緩。
綜上(shang)，根(gen)據(ju)磁(ci)化效果與線(xian)圈(quan)質(zhi)量，針對φ127mm鋼管(guan)可優化選擇厚度參(can)數即(ji)磁(ci)化線(xian)圈(quan)內徑為(wei)284mm，外徑為(wei)375.2mm，厚度為(wei)100mm。對該勵磁(ci)線(xian)圈(quan)磁(ci)化鋼管(guan)管(guan)體的過程進行有限(xian)元仿真計算，圖(tu)2-12所(suo)(suo)示為(wei)磁(ci)力線(xian)密度分布圖(tu)，圖(tu)2-13所(suo)(suo)示為(wei)磁(ci)感應強度等值(zhi)云圖(tu)。
從(cong)(cong)圖2-12中(zhong)(zhong)可以看出，勵磁線(xian)圈產生的(de)磁力線(xian)大(da)部(bu)分都從(cong)(cong)鋼管(guan)管(guan)體中(zhong)(zhong)通過，這是由(you)于(yu)(yu)鋼管(guan)的(de)磁導率(lv)遠大(da)于(yu)(yu)空(kong)氣的(de)磁導率(lv)。從(cong)(cong)圖2-13中(zhong)(zhong)可以看出，管(guan)體內的(de)最大(da)磁感(gan)應強(qiang)度(du)點位于(yu)(yu)線(xian)圈中(zhong)(zhong)心(xin)位置(zhi)，最大(da)值為Bmax=2.314T。另外，管(guan)體內的(de)磁感(gan)應強(qiang)度(du)隨著遠離線(xian)圈中(zhong)(zhong)心(xin)呈現逐漸(jian)下降的(de)趨勢。
2. 雙(shuang)線圈磁化(hua)器及特點
雙線(xian)(xian)圈(quan)(quan)磁(ci)(ci)化(hua)(hua)方式如(ru)圖2-5b所示(shi)，檢(jian)測探(tan)頭放(fang)置在(zai)兩(liang)個線(xian)(xian)圈(quan)(quan)之間，這(zhe)樣(yang)可減小線(xian)(xian)圈(quan)(quan)內徑，提高(gao)磁(ci)(ci)化(hua)(hua)效率(lv)。當然，磁(ci)(ci)化(hua)(hua)器設備成本也更高(gao)。雙線(xian)(xian)圈(quan)(quan)磁(ci)(ci)化(hua)(hua)器在(zai)鋼管(guan)內更易形(xing)成密集均勻(yun)的軸向磁(ci)(ci)化(hua)(hua)場，有利于提高(gao)檢(jian)測靈(ling)敏(min)度(du)和一致性。為了保證(zheng)檢(jian)測區域中相同(tong)形(xing)態的缺陷產(chan)生相同(tong)的漏(lou)磁(ci)(ci)信號，鋼管(guan)由線(xian)(xian)圈(quan)(quan)磁(ci)(ci)化(hua)(hua)后，必(bi)須保證(zheng)磁(ci)(ci)感應強(qiang)度(du)的軸向均勻(yun)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(quan)磁化(hua)鋼管管體示意圖(tu)如圖(tu)2-14所示。為得到合(he)理的線圈(quan)間距，計算過程中Lcc依次取20mm、40mm、60mm、80mm、100mm、140mm、180mm、220mm、260mm、300mm、340mm、380mm、440mm和500mm。
提取(qu)鋼(gang)管管體(ti)(ti)內(nei)部軸(zhou)向(xiang)磁(ci)(ci)感(gan)(gan)應強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)B2，如圖(tu)2-15所(suo)示。從圖(tu)中(zhong)可以看出，當Lcc較小(xiao)時(shi)，管體(ti)(ti)內(nei)部存(cun)在一個磁(ci)(ci)感(gan)(gan)應強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)極大(da)(da)值點，并位(wei)于(yu)兩(liang)線圈的(de)中(zhong)間位(wei)置(zhi)；隨著Lcc不斷增(zeng)大(da)(da)，極大(da)(da)值點的(de)磁(ci)(ci)感(gan)(gan)應強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)逐(zhu)漸(jian)減小(xiao)，當Lcc≥140mm時(shi)，管體(ti)(ti)內(nei)部則出現兩(liang)個磁(ci)(ci)感(gan)(gan)應強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)極大(da)(da)值點，并且兩(liang)極大(da)(da)值點的(de)距離(li)不斷增(zeng)大(da)(da)，且兩(liang)線圈中(zhong)心處(chu)的(de)磁(ci)(ci)感(gan)(gan)應強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)逐(zhu)漸(jian)變小(xiao)。特別地，當Lcc=100mm時(shi)，鋼(gang)管管體(ti)(ti)具有較大(da)(da)的(de)磁(ci)(ci)感(gan)(gan)應強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)和較好(hao)的(de)軸(zhou)向(xiang)磁(ci)(ci)化均(jun)勻區(qu)域，均(jun)勻區(qu)域軸(zhou)向(xiang)長(chang)度(du)(du)(du)約(yue)為200mm。綜合(he)(he)考慮磁(ci)(ci)感(gan)(gan)應強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)和均(jun)勻性(xing)要求，雙勵磁(ci)(ci)線圈間距Lcc取(qu)100mm較為合(he)(he)適。
二(er)、周向磁化方法與周向磁化器
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(xiu)鋼管內外徑尺寸以及檢測區域的軸向長度。
周向磁(ci)(ci)(ci)化場是由繞在(zai)(zai)磁(ci)(ci)(ci)極上的(de)線圈產生的(de)。磁(ci)(ci)(ci)極正對的(de)管(guan)壁磁(ci)(ci)(ci)化不(bu)均勻，且(qie)管(guan)壁與極靴之間(jian)的(de)背景磁(ci)(ci)(ci)場分布雜亂。然而，在(zai)(zai)遠離兩磁(ci)(ci)(ci)極的(de)管(guan)壁中央區域(yu)，磁(ci)(ci)(ci)場分布較均勻，因(yin)此，一般將(jiang)條形(xing)陣列(lie)探頭布置在(zai)(zai)該區域(yu)，如2-16所示，并(bing)且(qie)其(qi)長度必須小于(yu)或等于(yu)均勻磁(ci)(ci)(ci)化區域(yu)的(de)軸向長度。
如(ru)圖(tu)2-17所示，為實現軸向(xiang)裂紋(wen)的全覆蓋檢測，一般采用(yong)探頭與(yu)鋼(gang)管(guan)表面之間的螺旋掃查(cha)來(lai)完成。對于雙探頭檢測布置，在掃查(cha)過程中需滿足條件
2Ls≥P (2-4) 式中，Ls為單個(ge)縱向探頭的有效(xiao)長度；為鋼管表面形成的掃(sao)查螺距。
鋼(gang)(gang)管直線前(qian)進的速(su)度v。與螺距P的關系為 Va=ntP (2-5) 式(shi)中，n為鋼(gang)(gang)管旋(xuan)轉速(su)度。
由(you)此(ci)可見，在高(gao)速漏磁檢測中可通過增大螺距P來提高(gao)檢測速度(du)Va0但是，根據式(shi)（2-4）可知，為了(le)保證軸(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋(wen)的(de)(de)(de)(de)全覆蓋掃查(cha)，必(bi)須增大單(dan)個探頭的(de)(de)(de)(de)軸(zhou)向(xiang)(xiang)有效掃查(cha)范圍，此(ci)時(shi)鋼(gang)管中的(de)(de)(de)(de)均勻(yun)磁化區域的(de)(de)(de)(de)軸(zhou)向(xiang)(xiang)長度(du)也需要相應增加。
舉例(li)分析(xi)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(xiu)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(yi)步(bu)分(fen)析磁化不均勻帶來的檢測不一(yi)致(zhi)性問(wen)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(tu)2-19中可以看出，如果陣列探(tan)頭(tou)同時掃查到了三個(ge)缺陷，則尺寸(cun)相同的(de)裂紋產生的(de)漏磁(ci)檢測信號幅值與基線(xian)均(jun)出現了嚴重的(de)不一致，從(cong)而無(wu)法對缺陷進行精確的(de)定量評價，因此，探(tan)頭(tou)長度必須小于200mm。
為了(le)提高檢測速度(du)，需要使陣列探頭在軸(zhou)向(xiang)上(shang)(shang)有足(zu)夠的(de)長度(du)。然而鋼(gang)管(guan)磁感(gan)應強度(du)在軸(zhou)向(xiang)上(shang)(shang)的(de)非均(jun)勻性限制了(le)陣列探頭沿軸(zhou)向(xiang)布置的(de)有效(xiao)長度(du)，解決這一矛盾最為關鍵的(de)問題就是如何(he)在鋼(gang)管(guan)表(biao)面(mian)建(jian)立(li)更大范圍(wei)的(de)均(jun)勻磁場。
對此，在原(yuan)有磁(ci)(ci)極(ji)的(de)(de)下方加上一個導(dao)磁(ci)(ci)板，將一部(bu)分磁(ci)(ci)場導(dao)入遠離磁(ci)(ci)極(ji)的(de)(de)區域，從而可擴大磁(ci)(ci)場在軸向(xiang)上的(de)(de)覆蓋范圍，如圖(tu)2-20a所(suo)示的(de)(de)模(mo)型(xing)。模(mo)型(xing)中(zhong)使用的(de)(de)導(dao)磁(ci)(ci)板尺寸為300mm（長）×40mm（寬）×10mm（厚），保持導(dao)磁(ci)(ci)板底面到鋼(gang)(gang)管外表面的(de)(de)距(ju)離為15mm。增加該導(dao)磁(ci)(ci)板后，仿真獲得的(de)(de)鋼(gang)(gang)管表面的(de)(de)磁(ci)(ci)場分布云圖(tu)如圖(tu)2-20b所(suo)示。
從圖2-20b中可以看(kan)出(chu)，與常規磁(ci)極相比(bi)，增加(jia)導磁(ci)板之(zhi)后，磁(ci)場(chang)(chang)覆蓋的(de)(de)范(fan)圍有所(suo)增大，而且磁(ci)場(chang)(chang)分布也(ye)更(geng)加(jia)均勻，起到了一定的(de)(de)優化(hua)效果。另一方面，通過(guo)觀察(cha)磁(ci)場(chang)(chang)分布云圖可以發現，鋼管表面中間部位的(de)(de)磁(ci)場(chang)(chang)要(yao)比(bi)兩邊稍強(qiang)，所(suo)以，進一步地，需(xu)要(yao)消除或者減弱周向磁(ci)化(hua)區(qu)域的(de)(de)磁(ci)化(hua)場(chang)(chang)強(qiang)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可以看出(chu)，在磁極中部開槽(cao)之(zhi)后(hou)，均(jun)勻磁場的(de)區域(yu)進一步擴(kuo)大。為(wei)了更好(hao)地比較上述三種磁極的(de)磁化效果，在探頭所在位置沿鋼管(guan)軸(zhou)向取長度(du)為(wei)600mm的(de)路(lu)徑，得到路(lu)徑上各(ge)個點的(de)磁感應強度(du)，結(jie)果如圖(tu)2-22所示。
從圖中(zhong)可(ke)以(yi)看出，傳統磁極磁化下的均(jun)勻(yun)區(qu)(qu)域(yu)最(zui)小，軸(zhou)向長(chang)(chang)度約為150mm；增(zeng)加導(dao)磁板(ban)后(hou)，均(jun)勻(yun)磁場區(qu)(qu)域(yu)的軸(zhou)向長(chang)(chang)度增(zeng)加至180mm；如果在導(dao)磁板(ban)上開(kai)槽，均(jun)勻(yun)磁場區(qu)(qu)域(yu)的軸(zhou)向長(chang)(chang)度進一步擴大(da)為240mm。
進一步在圖(tu)(tu)2-18b所(suo)(suo)示的(de)三(san)個不同位置設置尺寸相同的(de)軸向(xiang)裂紋，仿真獲得缺陷(xian)的(de)漏(lou)磁檢測信號(hao)，如圖(tu)(tu)2-23所(suo)(suo)示。從圖(tu)(tu)中可以看出(chu)，沿軸向(xiang)距離100mm的(de)兩個缺陷(xian)產生的(de)漏(lou)磁信號(hao)幅(fu)值差異僅(jin)為0.5％，基線漂移量也(ye)基本(ben)相似。因此，圖(tu)(tu)2-21a所(suo)(suo)示的(de)磁化(hua)極靴形式(shi)可基本(ben)滿足磁化(hua)的(de)均勻性要求。
