磁(ci)敏感元件通過排列組合形成(cheng)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)，探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)封裝(zhuang)于保護體內形成(cheng)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)體，探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)安(an)裝(zhuang)在支架上形成(cheng)探(tan)(tan)(tan)頭(tou)(tou)部件。
作為漏磁檢測設備的重要組成部分，探頭部件將不銹鋼(gang)管表面的漏磁場依次轉換為模擬信號以及數字信號，以便利用計算機進行自動化處理與評判。為實現不銹鋼管高速高精度檢測，探頭部件必須滿足以下要求：
（1）一(yi)致性 由(you)于缺(que)陷通過(guo)檢(jian)(jian)測(ce)探(tan)頭(tou)中某一(yi)磁(ci)敏(min)感元件具有隨機性，因此，必須(xu)進(jin)行合理的(de)傳感器(qi)陣列布置，使得(de)缺(que)陷以任意(yi)相(xiang)對路徑通過(guo)檢(jian)(jian)測(ce)探(tan)頭(tou)時都可獲(huo)得(de)相(xiang)同的(de)信號輸出。
（2）通(tong)(tong)用性 鋼管規格繁多，如果每種(zhong)外徑鋼管均(jun)配(pei)置相應探頭(tou)，則需要大量探頭(tou)備件(jian)，因此，探頭(tou)通(tong)(tong)用性一直是評(ping)價檢測系統是否具有實用價值的重(zhong)要因素(su)。
（3）掃(sao)查(cha)(cha)靈敏度(du) 由于探(tan)頭掃(sao)查(cha)(cha)方(fang)向影響缺陷檢測靈敏度(du)，因(yin)此必須合理(li)規劃(hua)探(tan)頭掃(sao)查(cha)(cha)路徑，以保證(zheng)周、軸(zhou)向缺陷都具有較好(hao)的檢測靈敏度(du)。
為此，這里扼要(yao)闡述(shu)線陣(zhen)漏磁(ci)檢測直探頭(tou)布置，以及(ji)探頭(tou)掃(sao)查路徑規(gui)劃方法，它(ta)可以較(jiao)好地解(jie)決(jue)漏磁(ci)檢測探頭(tou)部件系統的一致性(xing)、通用(yong)性(xing)和掃(sao)查靈敏度問(wen)題。
一、探頭掃(sao)查路徑規劃
為實(shi)現對(dui)不(bu)銹鋼(gang)管缺陷的(de)全覆蓋檢測，一(yi)般采用螺旋掃查技術對(dui)鋼(gang)管進(jin)行檢測。此時，感(gan)(gan)應線圈(quan)運動方向與缺陷走向之間會形成(cheng)夾角(jiao)0，如圖3-9所(suo)示(shi)，根據法(fa)拉(la)第電(dian)磁感(gan)(gan)應定律，可獲得(de)感(gan)(gan)應線圈(quan)的(de)感(gan)(gan)應電(dian)動勢為
式中，e為感(gan)應(ying)線圈(quan)(quan)(quan)的感(gan)應(ying)電動勢；f(nc,w,l)）為線圈(quan)(quan)(quan)結構(gou)函數，和(he)l分別(bie)為線圈(quan)(quan)(quan)的匝數、寬度(du)和(he)u長度(du)；Bmn為缺陷漏磁(ci)(ci)場磁(ci)(ci)感(gan)應(ying)強(qiang)度(du)；v為感(gan)應(ying)線圈(quan)(quan)(quan)掃(sao)查速(su)度(du)；0為感(gan)應(ying)線圈(quan)(quan)(quan)運動方(fang)向(xiang)與缺陷走向(xiang)之間的夾角。
由式(shi)（3-20）可以得出，感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)圈(quan)的感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)電動勢(shi)與(yu)(yu)夾角(jiao)0相關：當感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)圈(quan)運動方向(xiang)(xiang)與(yu)(yu)缺陷(xian)走向(xiang)(xiang)垂直時，即，感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)圈(quan)輸(shu)出的感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)電動勢(shi)幅值最大；當感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)圈(quan)運動方向(xiang)(xiang)與(yu)(yu)缺陷(xian)走向(xiang)(xiang)平行時，即，感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)線(xian)圈(quan)基本沒有(you)感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)電動勢(shi)產生(sheng)。
不(bu)銹鋼管漏磁檢(jian)測(ce)(ce)通(tong)過復合磁化(hua)方(fang)式實(shi)現對周(zhou)、軸向(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)(wen)的(de)全面檢(jian)測(ce)(ce)，即軸向(xiang)(xiang)磁化(hua)檢(jian)測(ce)(ce)周(zhou)向(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)(wen)、周(zhou)向(xiang)(xiang)磁化(hua)檢(jian)測(ce)(ce)軸向(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)(wen)。根據(ju)感(gan)(gan)應(ying)(ying)線圈(quan)敏(min)感(gan)(gan)方(fang)向(xiang)(xiang)與(yu)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)(wen)走(zou)向(xiang)(xiang)夾角對檢(jian)測(ce)(ce)信號(hao)幅(fu)值的(de)影響(xiang)規律，即當(dang)感(gan)(gan)應(ying)(ying)線圈(quan)敏(min)感(gan)(gan)方(fang)向(xiang)(xiang)與(yu)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)(wen)走(zou)向(xiang)(xiang)平行時，檢(jian)測(ce)(ce)信號(hao)幅(fu)值最高，周(zhou)向(xiang)(xiang)、軸向(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)(wen)感(gan)(gan)應(ying)(ying)線圈(quan)的(de)布置方(fang)式如(ru)圖(tu)3-10所(suo)示(shi)。
當不銹鋼管(guan)做螺(luo)(luo)旋(xuan)前進運(yun)動(dong)時(shi)，感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈將在鋼管(guan)表面上形成螺(luo)(luo)旋(xuan)掃(sao)(sao)查(cha)軌(gui)跡。將鋼管(guan)表面沿周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)展(zhan)開，如圖(tu)3-11所示(shi)。設鋼管(guan)軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)運(yun)動(dong)速度為(wei)Va感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈螺(luo)(luo)旋(xuan)掃(sao)(sao)查(cha)速度為(wei)v，鋼管(guan)直徑為(wei)d1，掃(sao)(sao)查(cha)軌(gui)跡螺(luo)(luo)距為(wei)P，感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈掃(sao)(sao)查(cha)軌(gui)跡與(yu)鋼管(guan)軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)夾(jia)(jia)角為(wei)0，軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈運(yun)動(dong)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)與(yu)軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋走向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)夾(jia)(jia)角為(wei)，周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈運(yun)動(dong)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)與(yu)周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋走向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)夾(jia)(jia)角為(wei)α2，軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)、周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋漏磁(ci)場磁(ci)感(gan)(gan)應(ying)強度分別為(wei)和Bco根(gen)據圖(tu)3-11所示(shi)幾何關系可(ke)知(zhi)，α1=θ, α2=π/2-θ。根(gen)據式（3-20），可(ke)分別獲得軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)、周(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)(lie)紋感(gan)(gan)應(ying)線(xian)圈的漏磁(ci)場感(gan)(gan)應(ying)電動(dong)勢輸和，即：
從式(shi)(shi)（3-21）和式(shi)(shi)（3-22）可(ke)以看(kan)出，軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)裂紋(wen)(wen)感(gan)應(ying)電動(dong)勢(shi)與sin0成正比(bi)，而(er)周(zhou)向(xiang)裂紋(wen)(wen)感(gan)應(ying)電動(dong)勢(shi)與cos0成正比(bi)。因(yin)此，為使軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)、周(zhou)向(xiang)裂紋(wen)(wen)感(gan)應(ying)線圈(quan)(quan)均(jun)具有較高的(de)(de)檢測靈敏度(du)(du)，夾角0應(ying)設計在合理的(de)(de)范圍內。由(you)于(yu)鋼(gang)管與軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)磁(ci)(ci)(ci)化場(chang)(chang)(chang)具有軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)對稱(cheng)性，高強(qiang)度(du)(du)的(de)(de)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)均(jun)勻(yun)磁(ci)(ci)(ci)化場(chang)(chang)(chang)更容(rong)易獲得，因(yin)此，在相同的(de)(de)條件下(xia)，周(zhou)向(xiang)裂紋(wen)(wen)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應(ying)強(qiang)度(du)(du)B。比(bi)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)裂紋(wen)(wen)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應(ying)強(qiang)度(du)(du)B。更大。大量現場(chang)(chang)(chang)試驗(yan)表明，當感(gan)應(ying)線圈(quan)(quan)運動(dong)方向(xiang)與鋼(gang)管軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)線之(zhi)間(jian)的(de)(de)夾角0保持在50°～60°范圍內時，軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)、周(zhou)向(xiang)裂紋(wen)(wen)均(jun)能獲得較好的(de)(de)檢出性。
在(zai)生產(chan)制造過(guo)程(cheng)中，不銹鋼管中存在(zai)的(de)青線(xian)和(he)內螺旋(xuan)會影響軸向、周(zhou)向裂紋(wen)的(de)相對(dui)檢(jian)(jian)出率(lv)，根據式（3-21）和(he)式（3-22）可以得出，可以通(tong)過(guo)改變(bian)夾角(jiao)0來調(diao)整軸向、周(zhou)向裂紋(wen)的(de)檢(jian)(jian)測靈敏度(du)。為(wei)此，可以利用圖3-12所示的(de)同(tong)步輸送對(dui)輥輪組來實現(xian)(xian)。輸送對(dui)輥輪固定(ding)于旋(xuan)轉盤上，通(tong)過(guo)連接拉桿同(tong)步調(diao)整所有對(dui)輥輪組的(de)角(jiao)度(du)，最(zui)終(zhong)實現(xian)(xian)夾角(jiao)0的(de)連續調(diao)整。
二(er)、線陣(zhen)漏磁檢(jian)測直(zhi)探頭
一(yi)般(ban)情況下，不(bu)銹鋼管(guan)漏磁檢(jian)(jian)(jian)測(ce)探(tan)(tan)頭由內部多個感應線圈(quan)組(zu)成(cheng)。為使相(xiang)同的缺(que)陷漏磁場(chang)以任意路徑通過檢(jian)(jian)(jian)測(ce)探(tan)(tan)頭均可獲(huo)得相(xiang)同的信(xin)號輸出，可采用傳感器線陣布(bu)置方式(shi)，使缺(que)陷始(shi)終被(bei)一(yi)個或(huo)一(yi)個以上(shang)的檢(jian)(jian)(jian)測(ce)通道(dao)拾取，并且這(zhe)種方法(fa)容(rong)易保證檢(jian)(jian)(jian)測(ce)探(tan)(tan)頭制作工藝的一(yi)致性。
圖3-13a所示為目前(qian)常用(yong)的(de)(de)周(zhou)(zhou)向(xiang)裂紋漏磁檢測探頭(tou)布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)(zhi)方(fang)案(an)(an)，主要通過在(zai)鋼管周(zhou)(zhou)向(xiang)布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)(zhi)傳(chuan)感器陣(zhen)列來實現周(zhou)(zhou)向(xiang)裂紋的(de)(de)全覆蓋掃(sao)查。該方(fang)案(an)(an)要求每種外徑(jing)規格鋼管配置(zhi)(zhi)(zhi)對應弧度的(de)(de)弧形探頭(tou)。另外，也可采取圖3-13b所示的(de)(de)軸向(xiang)裂紋直探頭(tou)布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)(zhi)方(fang)案(an)(an)，將沿周(zhou)(zhou)向(xiang)布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)圓弧陣(zhen)列傳(chuan)感器轉換為沿軸向(xiang)布(bu)(bu)置(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)線型陣(zhen)列傳(chuan)感器。
如圖(tu)3-14所(suo)示，圓弧(hu)陣(zhen)列和(he)線(xian)型陣(zhen)列傳感器(qi)分別對應(ying)為弧(hu)形探(tan)(tan)頭(tou)和(he)直(zhi)探(tan)(tan)頭(tou)，其內部(bu)傳感器(qi)單(dan)元總數量(liang)相(xiang)等。弧(hu)形探(tan)(tan)頭(tou)一般應(ying)用在鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)直(zhi)線(xian)前進的檢測方案中，而直(zhi)探(tan)(tan)頭(tou)必須(xu)要(yao)求鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)做螺旋推(tui)進運(yun)動(dong)。當(dang)更換被檢鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)規(gui)格時(shi)，每種外徑(jing)規(gui)格鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)需配(pei)置對應(ying)弧(hu)度(du)的弧(hu)形探(tan)(tan)頭(tou)，而直(zhi)探(tan)(tan)頭(tou)可與任何外徑(jing)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)匹配(pei)，從(cong)而減少了(le)探(tan)(tan)頭(tou)備(bei)件的數量(liang)與種類。當(dang)然，與圖(tu)3-13a所(suo)示方案相(xiang)比，圖(tu)3-13b所(suo)示傳感器(qi)陣(zhen)列布置方法要(yao)求磁化均勻區(qu)軸(zhou)向長度(du)由(you)4增加到。
進一步分析不銹鋼管軸(zhou)向(xiang)裂(lie)紋(wen)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)探(tan)頭(tou)(tou)布(bu)(bu)置方案，圖(tu)3-15a所示為(wei)目(mu)前常用的軸(zhou)向(xiang)裂(lie)紋(wen)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)探(tan)頭(tou)(tou)布(bu)(bu)置方案，其在(zai)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)區域(yu)中間(jian)位(wei)置對稱(cheng)布(bu)(bu)置雙列直(zhi)探(tan)頭(tou)(tou)。為(wei)滿足高(gao)速檢(jian)(jian)測(ce)(ce)的覆(fu)蓋率要(yao)(yao)求，需要(yao)(yao)設計更長(chang)的探(tan)頭(tou)(tou)，此時，磁(ci)(ci)化(hua)均(jun)勻(yun)區軸(zhou)向(xiang)長(chang)度(du)為(wei)l1，周向(xiang)范(fan)圍為(wei)β1。一方面，檢(jian)(jian)測(ce)(ce)探(tan)頭(tou)(tou)越長(chang)，與(yu)之對應的磁(ci)(ci)化(hua)均(jun)勻(yun)區軸(zhou)向(xiang)長(chang)度(du)l1越大(da)，需要(yao)(yao)建(jian)立更大(da)空(kong)間(jian)分布(bu)(bu)的均(jun)勻(yun)磁(ci)(ci)化(hua)場，磁(ci)(ci)化(hua)設備龐大(da)。另一方面，由于鋼管本(ben)身存在(zai)直(zhi)線度(du)誤差(cha)，過(guo)長(chang)的探(tan)頭(tou)(tou)與(yu)彎曲鋼管表面貼合狀態(tai)不佳，影響檢(jian)(jian)測(ce)(ce)穩定性(xing)。
另一種方(fang)式為四個線陣漏磁(ci)直探(tan)頭(tou)(tou)(tou)的(de)布(bu)(bu)圖(tu)(tu)3-14 周向(xiang)裂紋檢(jian)測探(tan)頭(tou)(tou)(tou)內部(bu)(bu)傳感器(qi)布(bu)(bu)置(zhi)示(shi)意(yi)圖(tu)(tu)置(zhi)方(fang)案(an)，將雙列直探(tan)頭(tou)(tou)(tou)分解為周向(xiang)布(bu)(bu)置(zhi)的(de)四列直探(tan)頭(tou)(tou)(tou)，如圖(tu)(tu)3-15b所(suo)示(shi)，磁(ci)化(hua)均勻區(qu)軸向(xiang)長度為l2，周向(xiang)范(fan)圍(wei)(wei)為β2。兩種方(fang)案(an)相比，后者可有效(xiao)提(ti)高(gao)探(tan)頭(tou)(tou)(tou)的(de)跟蹤(zong)性能，并使檢(jian)測設備更加緊湊(cou)。在相同的(de)檢(jian)測速度和(he)覆蓋(gai)率下，鋼管磁(ci)化(hua)均勻區(qu)軸向(xiang)長度，周向(xiang)均勻磁(ci)化(hua)范(fan)圍(wei)(wei)由(you)β1增加到(dao)β2。圖(tu)(tu)3-16所(suo)示(shi)為軸向(xiang)裂紋檢(jian)測探(tan)頭(tou)(tou)(tou)內部(bu)(bu)傳感器(qi)布(bu)(bu)置(zhi)示(shi)意(yi)圖(tu)(tu)，兩種方(fang)案(an)的(de)傳感器(qi)單元總數量相等。然而，無論哪一種方(fang)案(an)，都需要鋼管與探(tan)頭(tou)(tou)(tou)之(zhi)間形成相對螺旋掃描(miao)運動(dong)。
通過(guo)對比高速漏磁檢(jian)測探頭(tou)布置(zhi)方(fang)案(an)可(ke)以看出，沿(yan)周向均勻布置(zhi)四個線陣直探頭(tou)的優化布置(zhi)方(fang)案(an)，如圖3-13b和圖3-15b所示，既可(ke)滿(man)足不銹鋼管高速檢(jian)測要求，又實(shi)現了周向裂紋和軸向裂紋檢(jian)測探頭(tou)布置(zhi)方(fang)式的統一，具有極大的實(shi)用價值。
三、高速氣浮掃查方法與機構
不(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)在螺旋(xuan)前進過程中(zhong)(zhong)會產生三個(ge)移(yi)動(dong)自(zi)由(you)度(du)和三個(ge)轉(zhuan)(zhuan)動(dong)自(zi)由(you)度(du)，如圖3-17所示。其中(zhong)(zhong)，鋼(gang)(gang)管(guan)軸向移(yi)動(dong)v2和沿中(zhong)(zhong)心軸旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)ω2共(gong)同組成鋼(gang)(gang)管(guan)螺旋(xuan)前進運動(dong)，而其余四個(ge)自(zi)由(you)度(du)包括Ux、Vy、Wx和組成了(le)不(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)(de)(de)跳(tiao)(tiao)(tiao)動(dong)和m擺動(dong)。根(gen)據漏磁檢測(ce)的(de)(de)(de)(de)提離效應(ying)可知，鋼(gang)(gang)管(guan)跳(tiao)(tiao)(tiao)動(dong)和擺動(dong)造(zao)成的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)感器提離值變(bian)化(hua)會嚴重(zhong)影(ying)響檢測(ce)信(xin)號的(de)(de)(de)(de)一(yi)致(zhi)性。為此，探頭系(xi)統必須具有(you)多個(ge)自(zi)由(you)度(du)的(de)(de)(de)(de)隨動(dong)跟(gen)蹤功能，以消除鋼(gang)(gang)管(guan)跳(tiao)(tiao)(tiao)動(dong)和擺動(dong)帶來的(de)(de)(de)(de)影(ying)響。
為此，可(ke)以(yi)采用圖3-18所示的(de)(de)一(yi)種四(si)自由度(du)探頭隨(sui)動(dong)跟蹤系統。整個(ge)(ge)隨(sui)動(dong)跟蹤裝置安裝于數控進(jin)(jin)給機(ji)構上，以(yi)滿足(zu)(zu)不同(tong)規格(ge)鋼(gang)管(guan)的(de)(de)徑(jing)(jing)向進(jin)(jin)給需求(qiu)。根據(ju)圖3-13b和圖3-15b所示四(si)個(ge)(ge)直探頭布(bu)置方案，將探靴設計為弧(hu)形，其內(nei)徑(jing)(jing)與鋼(gang)管(guan)外徑(jing)(jing)相同(tong)。當鋼(gang)管(guan)發(fa)生跳動(dong)和擺動(dong)時，可(ke)保證弧(hu)形探靴內(nei)的(de)(de)直探頭與不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)表面提離值保持恒(heng)定(ding)。弧(hu)形探靴與搖(yao)臂(bei)支架通過球鉸進(jin)(jin)行連接(jie)，實現對鋼(gang)管(guan)轉動(dong)自由度(du)和ωy的(de)(de)隨(sui)動(dong)跟蹤。搖(yao)臂(bei)在氣缸作用下在Oxy平面內(nei)移xm動(dong)，可(ke)滿足(zu)(zu)探靴對鋼(gang)管(guan)移動(dong)自由度(du)和的(de)(de)隨(sui)動(dong)跟蹤要求(qiu)。
為(wei)使(shi)漏磁檢測(ce)具有最大(da)檢測(ce)靈(ling)敏度(du)和(he)良好的一致性，一般要求(qiu)磁敏感(gan)元件盡可能靠近不銹鋼管(guan)并且保持(chi)提離距離恒定。傳(chuan)統接(jie)觸式探(tan)(tan)靴以(yi)內表面緊(jin)貼鋼管(guan)，實(shi)現(xian)主動(dong)跟蹤。由(you)于探(tan)(tan)靴和(he)鋼管(guan)之間存在(zai)摩擦損耗作(zuo)用，一般對探(tan)(tan)靴摩擦面進行噴涂處理(li)(li)以(yi)延長使(shi)用壽(shou)命，當探(tan)(tan)靴涂層厚度(du)損耗到一定值時(shi)進行更換處理(li)(li)。
在高(gao)(gao)速漏磁檢測(ce)過(guo)程中，劇烈(lie)摩(mo)擦使(shi)探(tan)靴(xue)(xue)(xue)涂層快速消耗，并且摩(mo)擦產(chan)生(sheng)的(de)(de)大(da)量(liang)熱量(liang)不能及時散發而(er)使(shi)環(huan)境(jing)溫度(du)升高(gao)(gao)，影響(xiang)傳感器(qi)的(de)(de)檢測(ce)精度(du)和穩定性(xing)。為此，可采用(yong)(yong)一種高(gao)(gao)速氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)浮(fu)掃查系統，對(dui)鋼(gang)管實(shi)現(xian)非(fei)接(jie)觸式主動跟(gen)蹤(zong)。氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)浮(fu)掃查系統利(li)用(yong)(yong)在探(tan)靴(xue)(xue)(xue)與不銹(xiu)鋼(gang)管表(biao)面(mian)之(zhi)間形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)膜(mo)來消除接(jie)觸式摩(mo)擦作(zuo)用(yong)(yong)，并實(shi)現(xian)對(dui)鋼(gang)管的(de)(de)隨動跟(gen)蹤(zong)。氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)浮(fu)探(tan)靴(xue)(xue)(xue)在軸向(xiang)方向(xiang)均勻布置簡(jian)單(dan)孔式節(jie)流器(qi)，壓(ya)力(li)(li)(li)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)通過(guo)節(jie)流孔后形(xing)(xing)成(cheng)壓(ya)降，并在鋼(gang)管表(biao)面(mian)形(xing)(xing)成(cheng)以扶正機(ji)構支點為中心的(de)(de)對(dui)稱(cheng)壓(ya)力(li)(li)(li)分布，如(ru)圖3-19所示。氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)浮(fu)探(tan)靴(xue)(xue)(xue)在氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)浮(fu)力(li)(li)(li)Fair與恒定外(wai)力(li)(li)(li)F．的(de)(de)共同作(zuo)用(yong)(yong)下(xia)保持平(ping)衡，并形(xing)(xing)成(cheng)厚度(du)為hair的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)膜(mo)。當鋼(gang)管發生(sheng)偏移(yi)時，如(ru)向(xiang)左移(yi)動，氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)膜(mo)厚度(du)hair會減小(xiao)，從而(er)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)流阻力(li)(li)(li)增大(da)，流速降低，使(shi)整個氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)膜(mo)內(nei)壓(ya)力(li)(li)(li)有不同程度(du)的(de)(de)提高(gao)(gao)，氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)作(zuo)用(yong)(yong)力(li)(li)(li)Fair增大(da)，探(tan)靴(xue)(xue)(xue)在氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)作(zuo)用(yong)(yong)力(li)(li)(li)F和外(wai)力(li)(li)(li)F.作(zuo)用(yong)(yong)下(xia)向(xiang)左移(yi)動，并達到(dao)新的(de)(de)平(ping)衡位置。這樣，氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)膜(mo)厚度(du)hair被限制在微小(xiao)范(fan)圍(wei)內(nei)變化(hua)，從而(er)實(shi)現(xian)探(tan)靴(xue)(xue)(xue)對(dui)鋼(gang)管的(de)(de)非(fei)接(jie)觸式跟(gen)蹤(zong)。由于(yu)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)膜(mo)厚度(du)小(xiao)，氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)浮(fu)探(tan)靴(xue)(xue)(xue)所形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)浮(fu)層對(dui)檢測(ce)信(xin)號基本沒(mei)有影響(xiang)。
高(gao)速(su)氣(qi)浮(fu)掃(sao)查(cha)系(xi)統利用(yong)在探頭(tou)與鋼管表面之間形(xing)成的(de)氣(qi)膜(mo)來(lai)消除摩擦作用(yong)，提高(gao)了探頭(tou)的(de)使用(yong)壽命，并消除了摩擦溫(wen)度(du)(du)的(de)影響，尤其(qi)適應不銹鋼管高(gao)速(su)高(gao)精(jing)度(du)(du)漏磁檢(jian)測(ce)。其(qi)中，周向、軸向裂紋漏磁檢(jian)測(ce)探頭(tou)布置方式(shi)、探頭(tou)掃(sao)查(cha)路徑以及氣(qi)浮(fu)跟蹤機構可完全相同，具有重要的(de)工程應用(yong)價值。
