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)向(xiang)裂紋(wen)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)探(tan)(tan)頭最好布置(zhi)于兩(liang)磁極(ji)正對的(de)管壁(bi)中央區(qu)的(de)軸(zhou)平面上，為(wei)此，只(zhi)有檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)探(tan)(tan)頭與(yu)鋼管之間實現相(xiang)對螺(luo)(luo)旋掃查才能達到無盲區(qu)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)。所(suo)以，為(wei)了(le)完成鋼管上軸(zhou)／周向(xiang)裂紋(wen)的(de)全面檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)，通常(chang)需要兩(liang)種(zhong)獨立(li)的(de)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)單(dan)元：周向(xiang)裂紋(wen)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)單(dan)元和(he)軸(zhou)向(xiang)裂紋(wen)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)單(dan)元。檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)探(tan)(tan)頭與(yu)鋼管之間的(de)相(xiang)對螺(luo)(luo)旋掃查運動有兩(liang)種(zhong)組(zu)合形(xing)式：①. 探(tan)(tan)頭固定，鋼管做螺(luo)(luo)旋推進；②. 軸(zhou)向(xiang)裂紋(wen)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)單(dan)元的(de)磁化器與(yu)探(tan)(tan)頭一起旋轉，鋼管做直線運動，分別如圖2-4a、b所(suo)示(shi)。
一、軸向(xiang)磁化(hua)方(fang)法與軸向(xiang)磁化(hua)器
根(gen)據垂直(zhi)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)基本理論，漏磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)測(ce)中形成了鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)軸向(xiang)(xiang)(xiang)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)檢(jian)測(ce)周向(xiang)(xiang)(xiang)裂紋(wen)的(de)基本檢(jian)測(ce)形式和設(she)備結構。目(mu)前(qian)主要有(you)兩種(zhong)驅動方(fang)式，一種(zhong)是(shi)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)直(zhi)線前(qian)進，周向(xiang)(xiang)(xiang)裂紋(wen)檢(jian)測(ce)探頭沿圓周方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)包(bao)圍鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)檢(jian)測(ce)方(fang)法；另一種(zhong)是(shi)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)螺旋前(qian)進，周向(xiang)(xiang)(xiang)裂紋(wen)檢(jian)測(ce)探頭沿軸向(xiang)(xiang)(xiang)覆蓋(gai)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)檢(jian)測(ce)方(fang)法。這兩種(zhong)檢(jian)測(ce)形式的(de)前(qian)提是(shi)相同的(de)，即(ji)需(xu)要磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)器產生(sheng)合適的(de)軸向(xiang)(xiang)(xiang)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)場(chang)，以激勵周向(xiang)(xiang)(xiang)裂紋(wen)產生(sheng)足夠強度的(de)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)。
不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(dan)線(xian)圈(quan)磁(ci)化器及特(te)點
如圖2-5a所(suo)示，單(dan)線(xian)(xian)(xian)圈磁(ci)(ci)化器是(shi)目前軸向磁(ci)(ci)化器的主要形式之(zhi)一。此(ci)種(zhong)磁(ci)(ci)化器結構簡單(dan)，成(cheng)本(ben)相對(dui)較低。但是(shi)，因檢測探頭需(xu)放置(zhi)在線(xian)(xian)(xian)圈內部，造成(cheng)線(xian)(xian)(xian)圈內徑(jing)相對(dui)鋼管外徑(jing)較大，鋼管與線(xian)(xian)(xian)圈的耦合度較低，影響(xiang)磁(ci)(ci)化效(xiao)果。
單勵磁線圈(quan)(quan)(quan)結構如(ru)圖2-6所(suo)示，其主要參數(shu)包(bao)括線圈(quan)(quan)(quan)匝數(shu)nc 線圈(quan)(quan)(quan)電流Ic、線圈(quan)(quan)(quan)外(wai)徑(jing)(jing)dc1、線圈(quan)(quan)(quan)內(nei)徑(jing)(jing)dc2、線圈(quan)(quan)(quan)厚度Te。以及內(nei)部漆(qi)包(bao)線直徑(jing)(jing) 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(ju)例說明線圈結構與設(she)計(ji)過程。
討論壁(bi)厚(hou)為9.19mm、直徑(jing)為127mm不銹鋼管的單(dan)勵(li)(li)磁(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)圈(quan)設(she)計，如圖(tu)2-7所示。保持勵(li)(li)磁(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)圈(quan)的安匝數和(he)線(xian)(xian)圈(quan)內徑(jing)不變，改變線(xian)(xian)圖(tu)2-6 單(dan)勵(li)(li)磁(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)圈(quan)結(jie)構圈(quan)厚(hou)度(du)和(he)線(xian)(xian)圈(quan)外(wai)徑(jing)，得到不同(tong)結(jie)構參數的單(dan)勵(li)(li)磁(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)圈(quan)。進一步(bu)，通過仿(fang)真計算(suan)，選(xuan)擇磁(ci)(ci)(ci)化(hua)效(xiao)果相對較好，并且(qie)線(xian)(xian)圈(quan)厚(hou)度(du)、質量均滿足實際要求的勵(li)(li)磁(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)圈(quan)，具體參數選(xuan)取(qu)如下。
a. 線(xian)(xian)圈(quan)安匝數：線(xian)(xian)圈(quan)安匝數主要根據鋼管(guan)的磁化特性曲線(xian)(xian)，以(yi)及鋼管(guan)的內外徑尺(chi)ru寸進行選(xuan)取。針對以(yi)上(shang)尺(chi)寸鋼管(guan)，n。初步選(xuan)取2000匝，漆(qi)包(bao)線(xian)(xian)直徑dcw取1.7mm，單(dan)根漆(qi)包(bao)線(xian)(xian)能夠(gou)承受的最大電(dian)流為20A，實(shi)際磁化過程中取10A。
b. 線(xian)圈內(nei)徑dc2：由于鋼管的直線(xian)度誤(wu)差，以及輸送輥(gun)道的制造安裝誤(wu)差，鋼管在前進過程(cheng)中不(bu)可(ke)避免地存在多自由度擺動。為(wei)使鋼管順利通過線(xian)圈而不(bu)發生碰撞，并(bing)盡量形成最好的磁化效果(guo)，d2初步選(xuan)取284mm。
c. 線圈(quan)厚度：線圈(quan)厚度是(shi)需要優化的指標(biao)之一，線圈(quan)厚度依次取130mm、120mm、110mm、100mm、90mm、80mm、70mm、60mm、50mm、40mm和30mm。
d. 線(xian)(xian)圈(quan)外徑(jing)dcl：保證線(xian)(xian)圈(quan)的(de)匝(za)數(shu)不變，在線(xian)(xian)圈(quan)厚度(du)變化時，外徑(jing)也做相應調(diao)整。對應上述的(de)線(xian)(xian)圈(quan)厚度(du)，線(xian)(xian)圈(quan)外徑(jing)依次取ф354.2mm、φ360mm、φ366.9mm、φ375.2mm、ф385.4mm、φ398mm、φ414mm、Φ436mm、φ466.4mm、φ512mm 和φ588mm。
對(dui)(dui)不同結構參數的(de)單勵磁(ci)線圈磁(ci)化(hua)效果進行量化(hua)分析，利用仿真(zhen)方法對(dui)(dui)單勵磁(ci)線圈磁(ci)化(hua)鋼管(guan)管(guan)體的(de)過(guo)程依次(ci)進行求(qiu)解，各個線圈的(de)具體參數如圖2-8所示。
提取不(bu)銹(xiu)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(ke)以(yi)看出，隨著線圈厚(hou)度(du)(du)的不斷增加，鋼管(guan)體內(nei)(nei)的Bmax急劇增大，當(dang)線圈厚(hou)度(du)(du)達(da)(da)到100mm時，鋼管(guan)體內(nei)(nei)磁感應強(qiang)度(du)(du)基本(ben)達(da)(da)到最大值。此后，繼續增大線圈厚(hou)度(du)(du)，鋼管(guan)體內(nei)(nei)的Bmax基本(ben)保(bao)持(chi)不變。此外(wai)，從(cong)圖2-9中可(ke)以(yi)看出，當(dang)采用(yong)單勵磁線圈對不銹鋼管(guan)進行磁化時，管(guan)體內(nei)(nei)磁感應強(qiang)度(du)(du)軸向均勻性較差。
根據(ju)式(shi)（2-3），計算圖(tu)2-8所(suo)示不(bu)同參數(shu)勵(li)(li)磁(ci)線圈(quan)(quan)(quan)的質(zhi)(zhi)量(liang)，如圖(tu)2-11所(suo)示。從(cong)圖(tu)中(zhong)可以看出，隨著勵(li)(li)磁(ci)線圈(quan)(quan)(quan)厚度(du)(du)不(bu)斷增(zeng)加，其(qi)質(zhi)(zhi)量(liang)逐漸減(jian)小(xiao)。當勵(li)(li)磁(ci)線圈(quan)(quan)(quan)厚度(du)(du)較小(xiao)時，隨著線圈(quan)(quan)(quan)厚度(du)(du)增(zeng)加，勵(li)(li)磁(ci)線圈(quan)(quan)(quan)質(zhi)(zhi)量(liang)減(jian)少(shao)較快；當勵(li)(li)磁(ci)線圈(quan)(quan)(quan)厚度(du)(du)大于(yu)100mm時，勵(li)(li)磁(ci)線圈(quan)(quan)(quan)質(zhi)(zhi)量(liang)減(jian)少(shao)速度(du)(du)趨緩。
綜上，根據磁化(hua)(hua)效果與線圈質量，針對(dui)φ127mm鋼管可(ke)優化(hua)(hua)選擇厚(hou)度(du)(du)參數即磁化(hua)(hua)線圈內徑為(wei)284mm，外徑為(wei)375.2mm，厚(hou)度(du)(du)為(wei)100mm。對(dui)該勵磁線圈磁化(hua)(hua)鋼管管體的過(guo)程進行有限元仿真計算，圖(tu)(tu)2-12所(suo)示為(wei)磁力線密度(du)(du)分布(bu)圖(tu)(tu)，圖(tu)(tu)2-13所(suo)示為(wei)磁感應強度(du)(du)等值云圖(tu)(tu)。
從圖(tu)2-12中(zhong)(zhong)(zhong)可以看(kan)(kan)出(chu)，勵磁(ci)線(xian)圈(quan)產生的磁(ci)力(li)線(xian)大(da)(da)部分(fen)都從鋼管管體中(zhong)(zhong)(zhong)通過，這是由于鋼管的磁(ci)導(dao)率(lv)遠大(da)(da)于空氣的磁(ci)導(dao)率(lv)。從圖(tu)2-13中(zhong)(zhong)(zhong)可以看(kan)(kan)出(chu)，管體內(nei)(nei)的最(zui)大(da)(da)磁(ci)感應強(qiang)度(du)點位(wei)于線(xian)圈(quan)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)位(wei)置(zhi)，最(zui)大(da)(da)值為Bmax=2.314T。另外(wai)，管體內(nei)(nei)的磁(ci)感應強(qiang)度(du)隨著遠離(li)線(xian)圈(quan)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)呈現逐(zhu)漸下降(jiang)的趨(qu)勢。
2. 雙線(xian)圈磁化(hua)器及特點
雙(shuang)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)磁(ci)化(hua)方式如圖2-5b所(suo)示，檢(jian)測探頭放置在兩個線(xian)(xian)圈(quan)(quan)之間，這樣可減小線(xian)(xian)圈(quan)(quan)內徑，提高磁(ci)化(hua)效率(lv)。當然，磁(ci)化(hua)器設備成本也更高。雙(shuang)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)磁(ci)化(hua)器在鋼(gang)管(guan)(guan)內更易形成密集均勻的(de)軸向磁(ci)化(hua)場，有(you)利于提高檢(jian)測靈敏度和一致性。為了(le)保證檢(jian)測區域中相(xiang)同(tong)形態的(de)缺(que)陷產生相(xiang)同(tong)的(de)漏(lou)磁(ci)信(xin)號，鋼(gang)管(guan)(guan)由線(xian)(xian)圈(quan)(quan)磁(ci)化(hua)后，必須保證磁(ci)感應(ying)強(qiang)度的(de)軸向均勻性。
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(xian)圈磁化鋼管管體示意圖如圖2-14所(suo)示。為得到合理的(de)線(xian)圈間距，計算過程中(zhong)Lcc依次取20mm、40mm、60mm、80mm、100mm、140mm、180mm、220mm、260mm、300mm、340mm、380mm、440mm和500mm。
提取鋼(gang)管(guan)(guan)管(guan)(guan)體(ti)內(nei)部(bu)軸(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)磁感(gan)(gan)應(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(du)B2，如圖2-15所示。從圖中可以看(kan)出(chu)，當Lcc較(jiao)(jiao)小(xiao)時，管(guan)(guan)體(ti)內(nei)部(bu)存在一個磁感(gan)(gan)應(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(du)極(ji)大(da)(da)值(zhi)(zhi)點，并(bing)位于兩(liang)線(xian)(xian)圈的(de)中間位置；隨著Lcc不(bu)斷(duan)增大(da)(da)，極(ji)大(da)(da)值(zhi)(zhi)點的(de)磁感(gan)(gan)應(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(du)逐漸(jian)減(jian)小(xiao)，當Lcc≥140mm時，管(guan)(guan)體(ti)內(nei)部(bu)則出(chu)現兩(liang)個磁感(gan)(gan)應(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(du)極(ji)大(da)(da)值(zhi)(zhi)點，并(bing)且兩(liang)極(ji)大(da)(da)值(zhi)(zhi)點的(de)距(ju)離不(bu)斷(duan)增大(da)(da)，且兩(liang)線(xian)(xian)圈中心處的(de)磁感(gan)(gan)應(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(du)逐漸(jian)變(bian)小(xiao)。特別(bie)地，當Lcc=100mm時，鋼(gang)管(guan)(guan)管(guan)(guan)體(ti)具有較(jiao)(jiao)大(da)(da)的(de)磁感(gan)(gan)應(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(du)和(he)較(jiao)(jiao)好的(de)軸(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)磁化均勻(yun)區域(yu)，均勻(yun)區域(yu)軸(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)長度(du)(du)約為(wei)200mm。綜合考慮磁感(gan)(gan)應(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(du)和(he)均勻(yun)性(xing)要求，雙勵(li)磁線(xian)(xian)圈間距(ju)Lcc取100mm較(jiao)(jiao)為(wei)合適。
二(er)、周向磁(ci)化方(fang)法(fa)與周向磁(ci)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)化場是由繞(rao)在磁(ci)(ci)(ci)極上的(de)(de)(de)線圈產(chan)生的(de)(de)(de)。磁(ci)(ci)(ci)極正對的(de)(de)(de)管壁磁(ci)(ci)(ci)化不均勻(yun)(yun)，且管壁與極靴(xue)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)背景(jing)磁(ci)(ci)(ci)場分(fen)布雜(za)亂。然而，在遠(yuan)離兩磁(ci)(ci)(ci)極的(de)(de)(de)管壁中央區域(yu)，磁(ci)(ci)(ci)場分(fen)布較均勻(yun)(yun)，因此(ci)，一般將條(tiao)形陣列(lie)探(tan)頭布置在該(gai)區域(yu)，如2-16所示，并(bing)且其長度必須小于(yu)或等(deng)于(yu)均勻(yun)(yun)磁(ci)(ci)(ci)化區域(yu)的(de)(de)(de)軸向(xiang)長度。
如圖2-17所(suo)示(shi)，為(wei)實現軸向裂(lie)紋的(de)全覆蓋檢測，一般采用探頭與鋼(gang)管(guan)表面之間的(de)螺旋掃查(cha)來完成。對于雙探頭檢測布(bu)置，在掃查(cha)過程中需滿足條(tiao)件
2Ls≥P (2-4) 式中(zhong)，Ls為單個縱向探頭的(de)(de)有效(xiao)長度(du)；為鋼管表面形成的(de)(de)掃查螺距(ju)。
鋼管直線前進的(de)(de)速度v。與螺距P的(de)(de)關(guan)系為(wei)(wei) Va=ntP (2-5) 式中，n為(wei)(wei)鋼管旋轉速度。
由此(ci)可(ke)見(jian)，在高(gao)速漏磁(ci)(ci)檢測(ce)中可(ke)通過增大(da)螺距P來提高(gao)檢測(ce)速度Va0但是(shi)，根(gen)據式(shi)（2-4）可(ke)知，為了保(bao)證軸向(xiang)(xiang)裂紋的(de)全覆蓋(gai)掃查，必須增大(da)單個探頭(tou)的(de)軸向(xiang)(xiang)有效掃查范(fan)圍，此(ci)時鋼管中的(de)均勻磁(ci)(ci)化(hua)區(qu)域的(de)軸向(xiang)(xiang)長度也(ye)需(xu)要相應增加。
舉例分析如(ru)下(xia)：
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(bu)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(bu)分析磁化(hua)不均勻(yun)帶來的檢測不一致性(xing)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2-19中(zhong)可以看出，如果陣(zhen)列(lie)探(tan)頭同(tong)時掃查到(dao)了三個缺(que)陷，則尺寸相同(tong)的裂(lie)紋產生的漏磁檢測信號(hao)幅值(zhi)與基線均出現了嚴(yan)重的不一致(zhi)，從(cong)而(er)無法對缺(que)陷進行精確的定(ding)量評價(jia)，因此，探(tan)頭長度必須小于(yu)200mm。
為了提(ti)高檢測速(su)度(du)，需要使(shi)陣列(lie)探(tan)頭在軸向上(shang)(shang)有足夠(gou)的(de)長(chang)度(du)。然而鋼(gang)管(guan)磁感(gan)應強度(du)在軸向上(shang)(shang)的(de)非均(jun)(jun)勻性限制(zhi)了陣列(lie)探(tan)頭沿軸向布置的(de)有效(xiao)長(chang)度(du)，解決這一矛(mao)盾最為關鍵的(de)問題就是如何在鋼(gang)管(guan)表面建立更大范圍的(de)均(jun)(jun)勻磁場。
對此(ci)，在原有磁(ci)極(ji)的(de)下(xia)方加上(shang)一(yi)個(ge)導(dao)(dao)磁(ci)板，將一(yi)部(bu)分(fen)磁(ci)場(chang)導(dao)(dao)入遠離磁(ci)極(ji)的(de)區域，從而可擴(kuo)大磁(ci)場(chang)在軸向(xiang)上(shang)的(de)覆蓋范圍，如圖(tu)2-20a所(suo)示(shi)的(de)模型(xing)。模型(xing)中使用的(de)導(dao)(dao)磁(ci)板尺寸為300mm（長）×40mm（寬(kuan)）×10mm（厚），保(bao)持(chi)導(dao)(dao)磁(ci)板底面(mian)到(dao)鋼(gang)管(guan)(guan)外表面(mian)的(de)距離為15mm。增加該導(dao)(dao)磁(ci)板后(hou)，仿真獲得(de)的(de)鋼(gang)管(guan)(guan)表面(mian)的(de)磁(ci)場(chang)分(fen)布云圖(tu)如圖(tu)2-20b所(suo)示(shi)。
從圖(tu)2-20b中可(ke)以(yi)(yi)(yi)看出，與常規磁(ci)極相比(bi)，增加導(dao)磁(ci)板之后(hou)，磁(ci)場(chang)覆蓋的范圍有所增大(da)，而(er)且磁(ci)場(chang)分布(bu)也更加均(jun)勻(yun)，起到(dao)了一(yi)定(ding)的優化(hua)效果。另(ling)一(yi)方面，通過觀察磁(ci)場(chang)分布(bu)云圖(tu)可(ke)以(yi)(yi)(yi)發(fa)現，鋼管表面中間部位的磁(ci)場(chang)要比(bi)兩邊稍強，所以(yi)(yi)(yi)，進一(yi)步地，需(xu)要消除或者(zhe)減(jian)弱(ruo)周(zhou)向(xiang)磁(ci)化(hua)區(qu)域的磁(ci)化(hua)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2-21b可以看出，在磁(ci)極(ji)中部開槽之(zhi)后，均勻磁(ci)場的(de)區域(yu)進一(yi)步擴大。為了更好地比(bi)較上述(shu)三種磁(ci)極(ji)的(de)磁(ci)化效果(guo)，在探(tan)頭(tou)所在位(wei)置沿鋼管(guan)軸向取長(chang)度(du)(du)為600mm的(de)路徑，得到(dao)路徑上各個(ge)點的(de)磁(ci)感應強度(du)(du)，結果(guo)如圖2-22所示(shi)。
從圖中可以看出(chu)，傳(chuan)統磁極(ji)磁化下的(de)均勻(yun)區域最小，軸向(xiang)(xiang)長度(du)約為150mm；增加導(dao)磁板(ban)后，均勻(yun)磁場(chang)區域的(de)軸向(xiang)(xiang)長度(du)增加至(zhi)180mm；如果在導(dao)磁板(ban)上開(kai)槽，均勻(yun)磁場(chang)區域的(de)軸向(xiang)(xiang)長度(du)進一(yi)步(bu)擴大為240mm。
進一步在圖2-18b所(suo)示的(de)(de)三個不(bu)同(tong)位置(zhi)(zhi)設置(zhi)(zhi)尺寸相(xiang)(xiang)同(tong)的(de)(de)軸向裂紋，仿真獲得缺(que)陷(xian)的(de)(de)漏(lou)磁(ci)檢測信(xin)號(hao)，如圖2-23所(suo)示。從圖中可以看出，沿軸向距離(li)100mm的(de)(de)兩(liang)個缺(que)陷(xian)產(chan)生的(de)(de)漏(lou)磁(ci)信(xin)號(hao)幅值差異僅為0.5％，基(ji)線(xian)漂(piao)移量也基(ji)本(ben)相(xiang)(xiang)似。因此，圖2-21a所(suo)示的(de)(de)磁(ci)化極靴(xue)形式(shi)可基(ji)本(ben)滿足磁(ci)化的(de)(de)均(jun)勻性要求。
