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)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)缺陷(xian)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)拾取原理如圖3-1所示。當鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)處于傳(chuan)(chuan)導(dao)電流(liu)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的外磁(ci)(ci)(ci)場(chang)中(zhong)時(shi),不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)對外顯示一定的磁(ci)(ci)(ci)性,同(tong)時(shi),鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)上出現宏觀的磁(ci)(ci)(ci)化電流(liu)。磁(ci)(ci)(ci)化電流(liu)與(yu)傳(chuan)(chuan)導(dao)電流(liu)一樣,也(ye)會產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應(ying)(ying)(ying)強(qiang)度(du)(du)記為Bu),這個磁(ci)(ci)(ci)場(chang)與(yu)傳(chuan)(chuan)導(dao)電流(liu)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的磁(ci)(ci)(ci)化場(chang)(磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應(ying)(ying)(ying)強(qiang)度(du)(du)記為B)疊(die)加之后(hou)構(gou)成空間磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應(ying)(ying)(ying)強(qiang)度(du)(du)記為B)。當鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)中(zhong)存在缺陷(xian)時(shi),不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)表面會產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)泄漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)Bma,Bmn與(yu)傳(chuan)(chuan)導(dao)電流(liu)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的磁(ci)(ci)(ci)場(chang)Bo方(fang)(fang)向相同(tong)。根據法拉(la)第(di)電磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應(ying)(ying)(ying)定律,高速運動鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)通過磁(ci)(ci)(ci)化場(chang)時(shi),其內部(bu)會感(gan)應(ying)(ying)(ying)出渦流(liu),并(bing)進一步產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)感(gan)應(ying)(ying)(ying)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應(ying)(ying)(ying)強(qiang)度(du)(du)記為Beddy),感(gan)應(ying)(ying)(ying)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)在不(bu)同(tong)位置(zhi)的方(fang)(fang)向和強(qiang)度(du)(du)不(bu)同(tong),因此感(gan)應(ying)(ying)(ying)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)對漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)檢測(ce)的影響與(yu)缺陷(xian)位置(zhi)有關。此外,鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)幾(ji)何形狀不(bu)規則也(ye)會產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)背(bei)景磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應(ying)(ying)(ying)強(qiang)度(du)(du)記為Bwall),如鉆桿過渡帶、壁(bi)厚不(bu)均等,其方(fang)(fang)向與(yu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)的幾(ji)何特性有關。

漏(lou)磁(ci)(ci)檢測時,磁(ci)(ci)敏傳感器測量鋼(gang)管表面(mian)的(de)磁(ci)(ci)場分布,并將磁(ci)(ci)場量依(yi)次(ci)轉換為模(mo)擬信號和數字信號,之后進入計算機進行(xing)數字化處理(li)。
從本質上講(jiang),磁敏傳感器拾(shi)取的磁場由多個磁場疊加而成,測(ce)量磁感應(ying)強度(du)Bms為(wei)
Bms=Bo+Bmn+Bwall+Bu+Beddy(3-1)
式中,Bo為(wei)傳導(dao)電流磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)強度;Bmfl為(wei)缺(que)陷漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)強度;Bwall為(wei)鋼管幾何尺寸不規(gui)則產生的(de)(de)(de)背景(jing)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)強度;B1為(wei)被磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)物體內磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)電流產生的(de)(de)(de)反向磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)強度;Beddy為(wei)運(yun)動鋼管內感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)渦流產生的(de)(de)(de)感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)強度。
由(you)此(ci)(ci)可見(jian),漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)測過程(cheng)中,傳感器(qi)拾取的(de)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)信號(hao)還包含了除(chu)缺(que)(que)陷(xian)產生(sheng)的(de)漏(lou)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)之(zhi)外的(de)各(ge)(ge)種(zhong)背(bei)景磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)信號(hao)。因此(ci)(ci),在探究缺(que)(que)陷(xian)尺寸與(yu)檢(jian)測信號(hao)特征關系時(shi),必須考慮各(ge)(ge)種(zhong)背(bei)景磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)對反(fan)演計算帶來(lai)的(de)影響。特別地,在不(bu)銹鋼管高(gao)速運行時(shi)其內部產生(sheng)的(de)感生(sheng)渦流(liu)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)以及壁(bi)厚(hou)不(bu)均時(shi)產生(sheng)的(de)背(bei)景磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang),對漏(lou)磁(ci)(ci)信號(hao)的(de)影響較大,在開展(zhan)高(gao)速、高(gao)精度漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)測時(shi)必須采取相應的(de)消除(chu)措施。

