在不銹鋼管高速漏磁檢測實施過程中，感生磁場引起了不銹鋼管中磁化狀態的差異，進而產生不同的缺陷漏磁場，導致檢測設備誤判或者漏判。消除這一影響的目的，就是讓同尺寸缺陷產生同樣的漏磁檢測信號，以實現鋼管質量的一致性評價。
一、管體(ti)漏(lou)磁場(chang)差異消除方(fang)法
不銹鋼(gang)(gang)管橫向(xiang)(xiang)缺(que)(que)陷(xian)漏(lou)磁(ci)檢測(ce)系統主(zhu)要由穿(chuan)過式磁(ci)化(hua)線(xian)圈和(he)(he)位于(yu)線(xian)圈內(nei)部的(de)(de)探(tan)頭陣列(lie)組成。在(zai)鋼(gang)(gang)管通過檢測(ce)系統時(shi)，探(tan)頭陣列(lie)中(zhong)某(mou)一個傳感(gan)單元對(dui)局部缺(que)(que)陷(xian)的(de)(de)掃(sao)查具(ju)有(you)(you)隨機性(xing)，因(yin)此(ci)必須(xu)保證(zheng)探(tan)頭中(zhong)所有(you)(you)傳感(gan)單元掃(sao)查同尺寸(cun)(cun)缺(que)(que)陷(xian)時(shi)獲得相(xiang)同的(de)(de)檢測(ce)信號。當(dang)鋼(gang)(gang)管高速(su)運行時(shi)，感(gan)生磁(ci)場會使鋼(gang)(gang)管磁(ci)化(hua)狀(zhuang)態(tai)呈現不均勻，離開區(qu)(qu)磁(ci)感(gan)應(ying)強(qiang)度(du)(du)(du)大(da)于(yu)進(jin)入區(qu)(qu)磁(ci)感(gan)應(ying)強(qiang)度(du)(du)(du)。如圖5-18所示，檢測(ce)區(qu)(qu)域內(nei)依次(ci)分布(bu)四個尺寸(cun)(cun)相(xiang)同的(de)(de)橫向(xiang)(xiang)缺(que)(que)陷(xian)，其中(zhong)C2和(he)(he)C21位于(yu)進(jin)入區(qu)(qu)，和(he)(he)位于(yu)離開區(qu)(qu)。當(dang)鋼(gang)(gang)管運行速(su)度(du)(du)(du)較低時(shi)，感(gan)生磁(ci)場對(dui)鋼(gang)(gang)管磁(ci)化(hua)狀(zhuang)態(tai)的(de)(de)影響可以忽略(lve)。此(ci)時(shi)，磁(ci)化(hua)場關于(yu)線(xian)圈中(zhong)心對(dui)稱分布(bu)，檢測(ce)區(qu)(qu)域內(nei)鋼(gang)(gang)管磁(ci)感(gan)應(ying)強(qiang)度(du)(du)(du)差異較小，C2、C21、C22和(he)(he)C23生的(de)(de)漏(lou)磁(ci)場強(qiang)度(du)(du)(du)B2、B21、B22和(he)(he)B23基(ji)本相(xiang)同。
隨著(zhu)檢(jian)測速度(du)的(de)不斷提高，不銹鋼管離開區磁(ci)(ci)感應強度(du)逐漸大(da)(da)于(yu)進(jin)入(ru)區，從而導致(zhi)位(wei)于(yu)離開區的(de)缺(que)陷(xian)漏磁(ci)(ci)場強度(du)大(da)(da)于(yu)位(wei)于(yu)進(jin)入(ru)區的(de)缺(que)陷(xian)漏磁(ci)(ci)場強度(du)，感生(sheng)磁(ci)場造(zao)成處于不同空(kong)間(jian)位置(zhi)對(dui)應傳感器單元檢測(ce)到了不一致(zhi)的缺(que)陷漏磁(ci)場信號。消(xiao)(xiao)除(chu)管體缺(que)陷漏磁(ci)場差異(yi)(yi)有(you)兩種途徑：一方(fang)面(mian)(mian)，可以通(tong)過消(xiao)(xiao)除(chu)鋼管中的感生(sheng)渦流來消(xiao)(xiao)除(chu)磁(ci)化狀態的差異(yi)(yi)；另一方(fang)面(mian)(mian)，還可采取修正傳感單元的增(zeng)益使檢測(ce)信號達到一致(zhi)。由于鋼管內產(chan)生(sheng)的感生(sheng)渦流無法消(xiao)(xiao)除(chu)，為此，提出通(tong)過修正陣(zhen)列(lie)傳感單元增(zeng)益來消(xiao)(xiao)除(chu)同尺寸缺(que)陷產(chan)生(sheng)的漏磁(ci)信號差異(yi)(yi)，如圖(tu)5-19所示。
在不銹鋼管(guan)中部刻(ke)制標(biao)定(ding)圓環作為標(biao)定(ding)信號的(de)管(guan)體漏磁(ci)場差(cha)異消除方法示意圖源(yuan)，將鋼管(guan)以穩(wen)定(ding)速度(du)依(yi)次通過n個檢(jian)測傳(chuan)(chuan)感器單元(yuan)S1、S2、S，時，圓環產(chan)生(sheng)的(de)漏磁(ci)場信號分別(bie)為設陣(zhen)列傳(chuan)(chuan)感器單元(yuan)增益(yi)修正參數分別(bie)為a1、a2、、a;、、an,且(qie)Vs為標(biao)定(ding)參考幅(fu)0"SA值。進(jin)一(yi)步可(ke)獲得陣(zhen)列傳(chuan)(chuan)感單元(yuan)增益(yi)修正參數。
在(zai)基于陣列傳(chuan)感(gan)單(dan)(dan)元增益(yi)(yi)修(xiu)正(zheng)的(de)(de)管(guan)(guan)體(ti)漏(lou)磁(ci)場差異消除方(fang)法中，刻制有(you)(you)標(biao)定圓環的(de)(de)鋼(gang)管(guan)(guan)以穩定速度(du)(du)通過檢測(ce)(ce)探頭(tou)時，標(biao)定信號源具有(you)(you)單(dan)(dan)一(yi)(yi)性(xing)并(bing)能夠一(yi)(yi)次(ci)性(xing)遍(bian)歷每個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)單(dan)(dan)元。由于感(gan)生渦流磁(ci)場的(de)(de)作用使得管(guan)(guan)體(ti)形(xing)成了非均勻的(de)(de)磁(ci)感(gan)應強度(du)(du)，從而(er)導致(zhi)圓環在(zai)經過不(bu)同(tong)(tong)傳(chuan)感(gan)器(qi)單(dan)(dan)元時產生的(de)(de)漏(lou)磁(ci)信號幅值存在(zai)差異。在(zai)對(dui)自然管(guan)(guan)進行檢測(ce)(ce)之前，先(xian)利用帶有(you)(you)標(biao)定圓環的(de)(de)樣管(guan)(guan)對(dui)傳(chuan)感(gan)器(qi)單(dan)(dan)元增益(yi)(yi)進行修(xiu)正(zheng)，并(bing)且必須保證鋼(gang)管(guan)(guan)檢測(ce)(ce)速度(du)(du)與(yu)標(biao)定速度(du)(du)相同(tong)(tong)。最終(zhong)，采用標(biao)定圓環作為勵磁(ci)源來修(xiu)正(zheng)傳(chuan)感(gan)器(qi)單(dan)(dan)元的(de)(de)增益(yi)(yi)，可有(you)(you)效消除同(tong)(tong)尺寸缺陷(xian)在(zai)管(guan)(guan)體(ti)不(bu)同(tong)(tong)位置處產生的(de)(de)檢測(ce)(ce)信號差異。
二、管(guan)端漏磁場差異消除方法
感(gan)生磁(ci)(ci)場對鋼管(guan)管(guan)端磁(ci)(ci)化(hua)(hua)狀態(tai)的(de)影響(xiang)主要(yao)來自鋼管(guan)中產(chan)生的(de)感(gan)生渦流和磁(ci)(ci)化(hua)(hua)線(xian)(xian)圈產(chan)生的(de)感(gan)生電流，因此(ci)，消除(chu)管(guan)端缺陷漏磁(ci)(ci)場差(cha)異(yi)包括兩個方(fang)面內容：一方(fang)面需要(yao)消除(chu)當(dang)鋼管(guan)端部進入和離開磁(ci)(ci)化(hua)(hua)線(xian)(xian)圈時(shi)由于磁(ci)(ci)通量劇(ju)烈變(bian)化(hua)(hua)而在(zai)線(xian)(xian)圈中產(chan)生的(de)感(gan)生電流；另一方(fang)面需要(yao)消除(chu)當(dang)鋼管(guan)端部與(yu)磁(ci)(ci)化(hua)(hua)線(xian)(xian)圈耦(ou)合時(shi)僅存在(zai)單(dan)一方(fang)向(xiang)感(gan)生渦流磁(ci)(ci)場的(de)影響(xiang)。
感(gan)(gan)(gan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)會引(yin)起(qi)(qi)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)(duan)磁(ci)(ci)化(hua)(hua)狀態(tai)發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)變化(hua)(hua)，進(jin)一(yi)步導(dao)致位于(yu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)(guan)頭(tou)、管(guan)(guan)(guan)(guan)體(ti)(ti)(ti)和(he)(he)管(guan)(guan)(guan)(guan)尾的(de)(de)(de)具有相同尺寸的(de)(de)(de)缺陷(xian)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)不同的(de)(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)強度。如圖5-20所示，在(zai)(zai)感(gan)(gan)(gan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)作用(yong)下(xia)，位于(yu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)(guan)頭(tou)、管(guan)(guan)(guan)(guan)體(ti)(ti)(ti)和(he)(he)管(guan)(guan)(guan)(guan)尾處的(de)(de)(de)缺陷(xian)C1C2和(he)(he)C3產(chan)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)Bc1、Bc2和(he)(he)Bc3的(de)(de)(de)強度依(yi)次增(zeng)大，為消除(chu)感(gan)(gan)(gan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)引(yin)起(qi)(qi)的(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)(duan)漏(lou)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)差(cha)異(yi)，將(jiang)(jiang)感(gan)(gan)(gan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)影響由鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)本(ben)體(ti)(ti)(ti)轉移到延伸(shen)區內。如圖5-21所示，在(zai)(zai)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)(duan)部(bu)(bu)補充鐵磁(ci)(ci)性物質，使(shi)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)整體(ti)(ti)(ti)長度向兩(liang)端(duan)(duan)延伸(shen)，從而(er)在(zai)(zai)端(duan)(duan)部(bu)(bu)發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)電(dian)磁(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)應現象將(jiang)(jiang)轉移到延伸(shen)區內。由于(yu)延伸(shen)區的(de)(de)(de)存在(zai)(zai)，當鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)(duan)部(bu)(bu)進(jin)入和(he)(he)離(li)(li)開(kai)磁(ci)(ci)化(hua)(hua)線圈(quan)時，磁(ci)(ci)化(hua)(hua)線圈(quan)內部(bu)(bu)磁(ci)(ci)介質總(zong)量(liang)已(yi)基本(ben)進(jin)入穩定(ding)狀態(tai)，線圈(quan)磁(ci)(ci)通量(liang)保(bao)持恒定(ding)而(er)不會產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)感(gan)(gan)(gan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)電(dian)流(liu)；由于(yu)在(zai)(zai)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)進(jin)入區和(he)(he)離(li)(li)開(kai)區同時產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)反向的(de)(de)(de)感(gan)(gan)(gan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)渦(wo)流(liu)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)，從而(er)減(jian)弱了單一(yi)方向感(gan)(gan)(gan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)渦(wo)流(liu)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)劇烈影響。將(jiang)(jiang)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)(duan)部(bu)(bu)進(jin)行延伸(shen)之后，管(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)(duan)缺陷(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)差(cha)異(yi)與(yu)管(guan)(guan)(guan)(guan)體(ti)(ti)(ti)相似，僅存在(zai)(zai)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)進(jin)入區和(he)(he)離(li)(li)開(kai)區產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)感(gan)(gan)(gan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)渦(wo)流(liu)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)，因此可采用(yong)管(guan)(guan)(guan)(guan)體(ti)(ti)(ti)缺陷(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)差(cha)異(yi)消除(chu)方法進(jin)一(yi)步處理。
圖5-22所示為含有(you)延伸導磁(ci)(ci)(ci)極靴的鋼管(guan)自動化漏磁(ci)(ci)(ci)檢測(ce)設備，主要(yao)包括雙(shuang)層磁(ci)(ci)(ci)化線(xian)圈(quan)、管(guan)頭延伸極靴、管(guan)尾(wei)延伸極靴、磁(ci)(ci)(ci)化回(hui)路以及探頭陣列等。
當鋼(gang)管管頭進入檢測(ce)區域時(shi)，管頭與管頭導磁(ci)(ci)延伸極(ji)靴形(xing)成對(dui)接(jie)，此(ci)時(shi)磁(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)線(xian)圈內部鐵磁(ci)(ci)性物質總(zong)量變(bian)化(hua)(hua)(hua)緩慢，線(xian)圈的磁(ci)(ci)通總(zong)量基本保持不變(bian)，從而極(ji)大地削弱(ruo)了磁(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)線(xian)圈中產生(sheng)的感生(sheng)電(dian)流，如圖(tu)5-23所(suo)示。同(tong)樣，當不銹鋼(gang)管管尾(wei)離開檢測(ce)區域時(shi)，其與管尾(wei)導磁(ci)(ci)延伸極(ji)靴對(dui)接(jie)，此(ci)時(shi)，磁(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)線(xian)圈中產生(sheng)的感生(sheng)電(dian)流也(ye)將大大削弱(ruo)，如圖(tu)5-24所(suo)示。
對不銹鋼(gang)(gang)管(guan)整體(ti)同尺寸缺(que)陷(xian)產(chan)生的(de)(de)(de)漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)場強度差(cha)異(yi)而言，感生磁(ci)(ci)(ci)(ci)場對鋼(gang)(gang)管(guan)管(guan)端缺(que)陷(xian)漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)場的(de)(de)(de)影響遠(yuan)大(da)于管(guan)體(ti)。一(yi)方(fang)面，由(you)于管(guan)端進入和離(li)開(kai)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化線圈時，劇(ju)烈的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)通量變化會在線圈中產(chan)生較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)感生電(dian)流；另一(yi)方(fang)面，由(you)于僅在鋼(gang)(gang)管(guan)進入區(qu)或者離(li)開(kai)區(qu)產(chan)生單一(yi)方(fang)向的(de)(de)(de)感生渦(wo)流，相應的(de)(de)(de)感生磁(ci)(ci)(ci)(ci)場將在管(guan)頭減弱(ruo)(ruo)并在管(guan)尾增強缺(que)陷(xian)漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)場。施(shi)加延(yan)伸(shen)(shen)極靴后將鋼(gang)(gang)管(guan)端部(bu)的(de)(de)(de)電(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)感應作用轉(zhuan)移(yi)到延(yan)伸(shen)(shen)區(qu)，從而可(ke)有效削弱(ruo)(ruo)感生磁(ci)(ci)(ci)(ci)場對鋼(gang)(gang)管(guan)端部(bu)缺(que)陷(xian)漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)場的(de)(de)(de)影響。
建立EMT-P48／180 不銹鋼(gang)(gang)管高速(su)(su)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)檢測(ce)系(xi)統(tong)，如(ru)(ru)圖(tu)(tu)5-25所(suo)示(shi)。鋼(gang)(gang)管漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)檢測(ce)系(xi)統(tong)包括輸(shu)(shu)送輥(gun)道、磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)電(dian)源、磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)線(xian)圈(quan)和探頭信號系(xi)統(tong)等(deng)。圖(tu)(tu)5-26所(suo)示(shi)為輸(shu)(shu)送輥(gun)道，在變(bian)壓器控制下(xia)實現變(bian)速(su)(su)輸(shu)(shu)出。圖(tu)(tu)5-27所(suo)示(shi)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)電(dian)源具有(you)恒壓和恒流(liu)(liu)兩種功能模(mo)(mo)式，當采用恒壓模(mo)(mo)式時(shi)，磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)線(xian)圈(quan)中通過(guo)的(de)電(dian)流(liu)(liu)為初(chu)始磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)電(dian)流(liu)(liu)與線(xian)圈(quan)感生電(dian)流(liu)(liu)疊加之和；如(ru)(ru)將磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)電(dian)源設置(zhi)為恒流(liu)(liu)模(mo)(mo)式，電(dian)源內部的(de)穩流(liu)(liu)模(mo)(mo)塊電(dian)路(lu)將對線(xian)圈(quan)感生電(dian)流(liu)(liu)進行(xing)補償，從而(er)保證線(xian)圈(quan)中通過(guo)的(de)電(dian)流(liu)(liu)值始終保持不變(bian)。磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)線(xian)圈(quan)的(de)內徑、外徑和厚(hou)度分(fen)別為400mm、800mm和300mm，線(xian)圈(quan)總匝數為5000匝。圖(tu)(tu)5-28所(suo)示(shi)為探頭系(xi)統(tong)，實現鋼(gang)(gang)管周向360°全覆蓋檢測(ce)。
首先，分(fen)析(xi)磁化(hua)(hua)(hua)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)中(zhong)(zhong)產生(sheng)的感生(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)流與(yu)鋼管(guan)運(yun)(yun)動速(su)度(du)關系。將(jiang)磁化(hua)(hua)(hua)電(dian)(dian)(dian)(dian)源設置(zhi)為恒壓模式(shi)，電(dian)(dian)(dian)(dian)壓設定為20V，當磁化(hua)(hua)(hua)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)中(zhong)(zhong)沒(mei)有鋼管(guan)時，線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)內部(bu)(bu)電(dian)(dian)(dian)(dian)流為19A。管(guan)端(duan)缺(que)(que)陷漏磁場差(cha)異測試樣(yang)管(guan)如圖5-29所(suo)示，在樣(yang)管(guan)兩(liang)端(duan)及(ji)中(zhong)(zhong)部(bu)(bu)刻制三(san)個(ge)尺(chi)寸(cun)相同的圓環缺(que)(que)陷。如圖5-26所(suo)示，利用變(bian)頻輸送輥道驅動鋼管(guan)分(fen)別(bie)以速(su)度(du)1.0m／s、1.3m／1.61.9m2.2m/s、2.5m／s通(tong)過(guo)漏磁檢測設備。當鋼管(guan)管(guan)頭、管(guan)體和管(guan)尾分(fen)別(bie)通(tong)過(guo)磁化(hua)(hua)(hua)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)時，測量線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)中(zhong)(zhong)通(tong)過(guo)的電(dian)(dian)(dian)(dian)流值，獲得磁化(hua)(hua)(hua)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)內部(bu)(bu)通(tong)過(guo)電(dian)(dian)(dian)(dian)流與(yu)運(yun)(yun)行(xing)速(su)度(du)關系曲線(xian)(xian)(xian)，如圖5-30所(suo)示。
從圖5-30中(zhong)可以看出，當(dang)(dang)不(bu)銹鋼管(guan)(guan)不(bu)同部(bu)(bu)位運動(dong)至(zhi)磁(ci)(ci)化(hua)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)中(zhong)時，磁(ci)(ci)化(hua)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)內部(bu)(bu)通過(guo)電(dian)(dian)流(liu)(liu)幅值差異較大：管(guan)(guan)尾處(chu)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)內部(bu)(bu)電(dian)(dian)流(liu)(liu)最(zui)大，管(guan)(guan)體次之(zhi)，管(guan)(guan)頭最(zui)弱；并且，隨著(zhu)鋼管(guan)(guan)運行速度不(bu)斷(duan)提升，管(guan)(guan)頭處(chu)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)內部(bu)(bu)電(dian)(dian)流(liu)(liu)不(bu)斷(duan)減(jian)小，管(guan)(guan)體基(ji)本(ben)不(bu)變(bian)(bian)，管(guan)(guan)尾處(chu)電(dian)(dian)流(liu)(liu)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)，試驗結(jie)果與圖5-18所示的(de)仿真結(jie)論吻合。鋼管(guan)(guan)在進入和離開磁(ci)(ci)化(hua)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)時，線(xian)(xian)圈(quan)(quan)磁(ci)(ci)通總量(liang)發生(sheng)(sheng)劇烈變(bian)(bian)化(hua)而在其(qi)中(zhong)產生(sheng)(sheng)感(gan)生(sheng)(sheng)電(dian)(dian)流(liu)(liu)。當(dang)(dang)管(guan)(guan)體通過(guo)磁(ci)(ci)化(hua)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)時，由于線(xian)(xian)圈(quan)(quan)中(zhong)磁(ci)(ci)通量(liang)基(ji)本(ben)不(bu)變(bian)(bian)而無(wu)感(gan)生(sheng)(sheng)電(dian)(dian)流(liu)(liu)產生(sheng)(sheng)。
進(jin)(jin)一步(bu)分析感(gan)生磁(ci)場對缺(que)陷(xian)漏磁(ci)場的影響。在恒壓模式下，對處于管(guan)頭、管(guan)體和管(guan)尾(wei)的圓(yuan)環缺(que)陷(xian)進(jin)(jin)行(xing)檢測，當鋼管(guan)運行(xing)速(su)度為1.0m／s時檢測信號如圖5-31所示(shi)。從圖中(zhong)可以看出，不(bu)同位置處的圓(yuan)環缺(que)陷(xian)產生的信號幅(fu)值不(bu)同，其中(zhong)管(guan)尾(wei)處缺(que)陷(xian)幅(fu)值最(zui)大，管(guan)體次(ci)之，管(guan)頭處缺(que)陷(xian)信號最(zui)小。
在(zai)恒壓模式(shi)下(xia)，同(tong)尺(chi)寸缺陷(xian)多樣漏(lou)(lou)磁(ci)場(chang)產(chan)生(sheng)源包(bao)括磁(ci)化線(xian)圈(quan)中(zhong)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)感生(sheng)電(dian)流(liu)(liu)(liu)和(he)鋼管(guan)(guan)(guan)中(zhong)的(de)(de)(de)感生(sheng)渦(wo)流(liu)(liu)(liu)。為單獨分析(xi)鋼管(guan)(guan)(guan)中(zhong)感生(sheng)渦(wo)流(liu)(liu)(liu)對缺陷(xian)漏(lou)(lou)磁(ci)場(chang)的(de)(de)(de)影響，可將磁(ci)化電(dian)源設(she)置為恒流(liu)(liu)(liu)模式(shi)以(yi)消除磁(ci)化線(xian)圈(quan)感生(sheng)電(dian)流(liu)(liu)(liu)的(de)(de)(de)影響。分別在(zai)恒壓和(he)恒流(liu)(liu)(liu)兩(liang)種模式(shi)下(xia)對樣管(guan)(guan)(guan)缺陷(xian)進行檢(jian)測，樣管(guan)(guan)(guan)分別以(yi)速度1.0m／s、1.3m／1.6m／s、1.9m／s、2.2m／s和(he)2.5m／s通過檢(jian)測設(she)備(bei)并記錄缺陷(xian)漏(lou)(lou)磁(ci)信號幅(fu)值(zhi)，最終獲(huo)得不(bu)同(tong)位置圓環缺陷(xian)檢(jian)測信號幅(fu)值(zhi)與運行速度的(de)(de)(de)關系(xi)曲線(xian)，如圖5-32所示。
從圖(tu)5-32中可以看(kan)出，當磁(ci)化(hua)電(dian)源(yuan)設置為恒(heng)(heng)壓模式(shi)(shi)(shi)時，管(guan)(guan)尾缺陷(xian)(xian)信(xin)(xin)號(hao)最(zui)(zui)強(qiang)，管(guan)(guan)體次(ci)之，管(guan)(guan)頭缺陷(xian)(xian)信(xin)(xin)號(hao)最(zui)(zui)弱；隨著檢(jian)測(ce)速度的提高，管(guan)(guan)頭缺陷(xian)(xian)信(xin)(xin)號(hao)幅(fu)值不(bu)斷減弱，管(guan)(guan)體基本不(bu)變，管(guan)(guan)尾逐(zhu)漸(jian)增加，三者幅(fu)值差異(yi)逐(zhu)漸(jian)增大。將磁(ci)化(hua)電(dian)源(yuan)設置為恒(heng)(heng)流模式(shi)(shi)(shi)消除(chu)磁(ci)化(hua)線圈感生(sheng)電(dian)流影響(xiang)之后，同(tong)(tong)(tong)樣，管(guan)(guan)尾缺陷(xian)(xian)信(xin)(xin)號(hao)最(zui)(zui)強(qiang)，管(guan)(guan)體其次(ci)，管(guan)(guan)頭最(zui)(zui)弱。當鋼管(guan)(guan)運行速度相同(tong)(tong)(tong)時，與恒(heng)(heng)壓模式(shi)(shi)(shi)相比，不(bu)同(tong)(tong)(tong)位置缺陷(xian)(xian)在恒(heng)(heng)流模式(shi)(shi)(shi)下產生(sheng)的檢(jian)測(ce)信(xin)(xin)號(hao)差異(yi)更小。
從圖(tu)5-32中(zhong)還可以看出，感(gan)生(sheng)(sheng)磁(ci)場(chang)在(zai)管端引起的(de)(de)缺陷漏磁(ci)場(chang)差(cha)異遠大于(yu)管體(ti)；線圈(quan)感(gan)生(sheng)(sheng)電(dian)流(liu)磁(ci)場(chang)引起的(de)(de)管端缺陷漏磁(ci)場(chang)差(cha)異大于(yu)鋼管感(gan)生(sheng)(sheng)渦(wo)流(liu)磁(ci)場(chang)；在(zai)管體(ti)處磁(ci)化線圈(quan)中(zhong)幾乎不(bu)產(chan)生(sheng)(sheng)感(gan)生(sheng)(sheng)電(dian)流(liu)，管體(ti)缺陷漏磁(ci)場(chang)差(cha)異源主要(yao)來自(zi)不(bu)銹(xiu)鋼管中(zhong)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)感(gan)生(sheng)(sheng)渦(wo)流(liu)。
根據圖5-22所(suo)(suo)示的設備方(fang)案制(zhi)作了相應的管(guan)端延伸(shen)導(dao)磁(ci)極靴，如圖5-33所(suo)(suo)示。將延伸(shen)極靴固(gu)定在(zai)橫向磁(ci)化線圈上(shang)，在(zai)完全相同的條件下進行(xing)測試，獲得在(zai)恒壓模式下磁(ci)化線圈內部通過電(dian)流與(yu)運行(xing)速(su)度的關系(xi)曲線，如圖5-34所(suo)(suo)示。
從圖5-34中(zhong)可以看出，磁化線圈(quan)(quan)電(dian)(dian)流(liu)幅(fu)(fu)(fu)值變化規律(lv)與未施加(jia)延(yan)伸極(ji)(ji)靴時(shi)相同(tong)，仍然是管(guan)頭處電(dian)(dian)流(liu)幅(fu)(fu)(fu)值最小，管(guan)體基本不變，而管(guan)尾處電(dian)(dian)流(liu)幅(fu)(fu)(fu)值最大(da)，并且隨著運(yun)行(xing)速(su)度(du)的增加(jia)，差異逐漸增大(da)。但是，延(yan)伸極(ji)(ji)靴極(ji)(ji)大(da)地削弱了(le)磁化線圈(quan)(quan)中(zhong)產(chan)生的感(gan)生電(dian)(dian)流(liu)，與未施加(jia)延(yan)伸極(ji)(ji)靴相比，當運(yun)行(xing)速(su)度(du)為(wei)2.5m／s時(shi)，管(guan)頭處線圈(quan)(quan)電(dian)(dian)流(liu)由10.2A上(shang)升至16.2A，管(guan)尾處線圈(quan)(quan)電(dian)(dian)流(liu)由25.8A降(jiang)為(wei)21.9A。
同樣，將磁(ci)化電源(yuan)設置(zhi)為(wei)恒壓和恒流(liu)兩種模式，在施加延伸極靴的情況下(xia)，對樣管上不同位置(zhi)圓環缺(que)陷進(jin)行檢測(ce)，獲(huo)得(de)相應漏磁(ci)檢測(ce)信號(hao)幅值與運行速度的關系曲線，如圖(tu)5-35所示。
從(cong)圖5-35中(zhong)可以看出，一(yi)方面，施加(jia)延伸極(ji)靴(xue)(xue)之后缺(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)漏磁(ci)(ci)信(xin)(xin)(xin)號(hao)變化(hua)規(gui)律與未施加(jia)極(ji)靴(xue)(xue)時相(xiang)同。感生(sheng)磁(ci)(ci)場造成管(guan)尾(wei)圓環缺(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)漏磁(ci)(ci)信(xin)(xin)(xin)號(hao)強度最(zui)高(gao)，管(guan)體(ti)次(ci)之，而管(guan)頭(tou)缺(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)漏磁(ci)(ci)信(xin)(xin)(xin)號(hao)強度最(zui)低，并(bing)且磁(ci)(ci)化(hua)線(xian)圈感生(sheng)電流(liu)對管(guan)端(duan)(duan)缺(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)檢測信(xin)(xin)(xin)號(hao)的(de)(de)影響大于(yu)鋼管(guan)中(zhong)的(de)(de)感生(sheng)渦流(liu)。另一(yi)方面，由于(yu)延伸導磁(ci)(ci)極(ji)靴(xue)(xue)的(de)(de)作用(yong)，感生(sheng)磁(ci)(ci)場對端(duan)(duan)部缺(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)漏磁(ci)(ci)場的(de)(de)影響由鋼管(guan)本(ben)體(ti)轉移到(dao)延伸極(ji)靴(xue)(xue)上，從(cong)而有(you)效(xiao)削弱了(le)管(guan)端(duan)(duan)缺(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)漏磁(ci)(ci)信(xin)(xin)(xin)號(hao)差異(yi)。此外，由于(yu)延伸極(ji)靴(xue)(xue)降低了(le)整個(ge)磁(ci)(ci)化(hua)回(hui)路的(de)(de)磁(ci)(ci)阻，故從(cong)整體(ti)上增強了(le)所有(you)缺(que)陷(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)(de)漏磁(ci)(ci)信(xin)(xin)(xin)號(hao)幅值。
為(wei)分(fen)析比較延(yan)伸(shen)導磁(ci)(ci)極(ji)(ji)靴(xue)的(de)缺(que)陷(xian)(xian)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)場(chang)差異(yi)消(xiao)除(chu)效果，分(fen)別計算(suan)不同(tong)運(yun)行速度(du)下鋼管管端(duan)圓環(huan)缺(que)陷(xian)(xian)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)場(chang)檢測(ce)信號的(de)幅(fu)值差異(yi)，見表5-1。從表中可以看出(chu)，延(yan)伸(shen)極(ji)(ji)靴(xue)可有效消(xiao)除(chu)感(gan)生磁(ci)(ci)場(chang)引(yin)起的(de)同(tong)尺(chi)寸缺(que)陷(xian)(xian)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)場(chang)差異(yi)。當鋼管運(yun)行速度(du)為(wei)2.5m／s時，磁(ci)(ci)化電源設(she)置為(wei)恒流(liu)模(mo)式并施加延(yan)伸(shen)極(ji)(ji)靴(xue)時，感(gan)生磁(ci)(ci)場(chang)引(yin)起的(de)不同(tong)位置同(tong)尺(chi)寸缺(que)陷(xian)(xian)檢測(ce)信號差異(yi)為(wei)0.45dB，已能滿(man)足鋼管檢測(ce)要(yao)求。因(yin)此，在不銹(xiu)鋼管漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)檢測(ce)過程中，可根(gen)據鋼管外(wai)徑制作(zuo)對應尺(chi)寸的(de)延(yan)伸(shen)導磁(ci)(ci)極(ji)(ji)靴(xue)，從而可消(xiao)除(chu)由于感(gan)生磁(ci)(ci)場(chang)帶來的(de)管端(duan)缺(que)陷(xian)(xian)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)場(chang)差異(yi)。
當不(bu)銹鋼(gang)管管體通過(guo)磁(ci)(ci)化(hua)(hua)線圈時，缺陷漏磁(ci)(ci)場(chang)(chang)差(cha)異(yi)主要受(shou)鋼(gang)管感生渦流(liu)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)的影(ying)響。由(you)于進(jin)入區(qu)感生渦流(liu)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)與原始(shi)磁(ci)(ci)化(hua)(hua)場(chang)(chang)方向相(xiang)反(fan)，而(er)(er)在離開(kai)區(qu)兩者方向相(xiang)同，因此感生渦流(liu)造成(cheng)磁(ci)(ci)化(hua)(hua)場(chang)(chang)分布不(bu)均勻，進(jin)而(er)(er)引起缺陷漏磁(ci)(ci)場(chang)(chang)差(cha)異(yi)。
為(wei)消(xiao)除(chu)感(gan)生(sheng)磁(ci)場引起的管體同尺寸缺陷(xian)(xian)漏磁(ci)場差異(yi)，以(yi)圓環作(zuo)為(wei)標定信(xin)(xin)(xin)號(hao)源(yuan)對陣列傳感(gan)單元(yuan)(yuan)增益進(jin)(jin)行(xing)修正(zheng)，樣管如圖(tu)(tu)5-36所(suo)(suo)示。檢測(ce)信(xin)(xin)(xin)號(hao)系統共32個通(tong)(tong)(tong)道(dao)，初始采集時(shi)各(ge)(ge)通(tong)(tong)(tong)道(dao)增益統一(yi)設(she)置為(wei)200，如圖(tu)(tu)5-37所(suo)(suo)示。當樣管以(yi)速度1.0m／s通(tong)(tong)(tong)過檢測(ce)探(tan)頭時(shi)，獲(huo)得(de)(de)編(bian)號(hao)25～32八個通(tong)(tong)(tong)道(dao)缺陷(xian)(xian)漏磁(ci)信(xin)(xin)(xin)號(hao)波形，如圖(tu)(tu)5-38所(suo)(suo)示，其中(zhong)(zhong)(zhong)每(mei)一(yi)條曲線代表一(yi)個通(tong)(tong)(tong)道(dao)。從圖(tu)(tu)中(zhong)(zhong)(zhong)可以(yi)看出(chu)，標定圓環在各(ge)(ge)傳感(gan)單元(yuan)(yuan)中(zhong)(zhong)(zhong)產生(sheng)的漏磁(ci)信(xin)(xin)(xin)號(hao)幅(fu)(fu)值不同。進(jin)(jin)一(yi)步，將目標信(xin)(xin)(xin)號(hao)幅(fu)(fu)值Vs設(she)置為(wei)90，根據式（5-12）算(suan)法獲(huo)得(de)(de)各(ge)(ge)通(tong)(tong)(tong)道(dao)的修正(zheng)參數，如圖(tu)(tu)5-39所(suo)(suo)示。將標定圓環再次以(yi)相(xiang)同速度通(tong)(tong)(tong)過橫(heng)向檢測(ce)系統時(shi)獲(huo)得(de)(de)如圖(tu)(tu)5-40所(suo)(suo)示的檢測(ce)信(xin)(xin)(xin)號(hao)，其中(zhong)(zhong)(zhong)一(yi)條曲線為(wei)一(yi)個通(tong)(tong)(tong)道(dao)。從圖(tu)(tu)中(zhong)(zhong)(zhong)可以(yi)看出(chu)，經(jing)過增益修正(zheng)之后(hou)，各(ge)(ge)通(tong)(tong)(tong)道(dao)之間的缺陷(xian)(xian)信(xin)(xin)(xin)號(hao)差異(yi)基本得(de)(de)到消(xiao)除(chu)。
當(dang)不(bu)銹鋼(gang)管通(tong)過磁化線(xian)圈(quan)時(shi)會產(chan)(chan)生(sheng)兩(liang)種電(dian)磁感應現象：一方面，鋼(gang)管電(dian)介(jie)質(zhi)切割磁力線(xian)而產(chan)(chan)生(sheng)感生(sheng)渦(wo)流(liu)；另一方面，磁化線(xian)圈(quan)由(you)于內部鋼(gang)管磁介(jie)質(zhi)總量(liang)發生(sheng)變化而產(chan)(chan)生(sheng)感生(sheng)電(dian)流(liu)。鋼(gang)管感生(sheng)渦(wo)流(liu)和線(xian)圈(quan)感生(sheng)電(dian)流(liu)產(chan)(chan)生(sheng)的(de)磁場(chang)會改變磁化場(chang)的(de)強度與分布，進一步改變鋼(gang)管的(de)磁化狀態，最終導(dao)致不(bu)同位置的(de)同尺寸缺陷產(chan)(chan)生(sheng)不(bu)同的(de)漏磁場(chang)。可得出以下結論(lun)：
1. 不銹鋼管電(dian)(dian)介質通過磁(ci)化線(xian)圈時，在進入(ru)區內形成與原(yuan)始(shi)磁(ci)化電(dian)(dian)流(liu)方向(xiang)相反的(de)感(gan)生(sheng)渦(wo)流(liu)；在離(li)開區形成與原(yuan)始(shi)磁(ci)化電(dian)(dian)流(liu)方向(xiang)相同的(de)感(gan)生(sheng)渦(wo)流(liu)；在中間區域(yu)基本沒有(you)感(gan)生(sheng)渦(wo)流(liu)產生(sheng)。
2. 當不銹鋼管(guan)管(guan)頭進(jin)入(ru)磁(ci)化(hua)線圈(quan)時(shi)，線圈(quan)中形(xing)成與(yu)原始(shi)磁(ci)化(hua)電(dian)流方向相反(fan)的感(gan)生(sheng)(sheng)電(dian)流；隨著鋼管(guan)進(jin)一步深入(ru)磁(ci)化(hua)線圈(quan)，當管(guan)體通過(guo)磁(ci)化(hua)線圈(quan)時(shi)，線圈(quan)中無(wu)感(gan)生(sheng)(sheng)電(dian)流產(chan)生(sheng)(sheng)；當管(guan)尾離開(kai)磁(ci)化(hua)線圈(quan)時(shi)，線圈(quan)中無(wu)感(gan)生(sheng)(sheng)電(dian)流產(chan)生(sheng)(sheng)；當管(guan)尾離開(kai)磁(ci)化(hua)線圈(quan)時(shi)，線圈(quan)中產(chan)生(sheng)(sheng)與(yu)原始(shi)磁(ci)化(hua)電(dian)流方向相同的感(gan)生(sheng)(sheng)電(dian)流。
3. 管(guan)(guan)體同(tong)(tong)尺寸缺陷(xian)漏磁(ci)場(chang)(chang)差異主要來自鋼(gang)管(guan)(guan)內部的感生(sheng)渦(wo)流磁(ci)場(chang)(chang)的影響。在進(jin)(jin)入(ru)區，感生(sheng)磁(ci)場(chang)(chang)與(yu)原(yuan)始(shi)磁(ci)化場(chang)(chang)方向(xiang)相反；在離開區，感生(sheng)磁(ci)場(chang)(chang)與(yu)原(yuan)始(shi)磁(ci)化場(chang)(chang)方向(xiang)相同(tong)(tong)。從而使得鋼(gang)管(guan)(guan)離開區磁(ci)感應強度(du)高于(yu)進(jin)(jin)入(ru)區，最終導致位于(yu)離開區的缺陷(xian)漏磁(ci)場(chang)(chang)強度(du)高于(yu)進(jin)(jin)入(ru)區的缺陷(xian)漏磁(ci)場(chang)(chang)強度(du)。
4. 管(guan)端同(tong)尺寸(cun)缺陷漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)差異同(tong)時受到鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)內(nei)部感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)渦(wo)流和(he)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)線(xian)圈感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)電(dian)(dian)流的(de)(de)(de)影響。當鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)管(guan)頭進入磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)線(xian)圈時，鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)內(nei)部感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)渦(wo)流和(he)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)線(xian)圈感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)電(dian)(dian)流產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)均與(yu)原(yuan)始磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)場(chang)方向相(xiang)反(fan)，從(cong)而(er)降低了鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)管(guan)頭磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應強(qiang)度；當管(guan)尾離(li)開磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)線(xian)圈時，鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)內(nei)部感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)渦(wo)流和(he)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)線(xian)圈感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)電(dian)(dian)流產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)均與(yu)原(yuan)始磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)場(chang)方向相(xiang)同(tong)，從(cong)而(er)增強(qiang)了管(guan)尾磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應強(qiang)度。最(zui)終，感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)導致位于鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)管(guan)頭、管(guan)體和(he)管(guan)尾處(chu)的(de)(de)(de)同(tong)尺寸(cun)缺陷形成(cheng)了依次增加的(de)(de)(de)漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)強(qiang)度。
5. 為(wei)實現高速(su)運行時不(bu)銹鋼管(guan)同尺(chi)寸缺(que)陷(xian)(xian)的(de)一致性檢(jian)測(ce)與評價，基(ji)于陣列傳感單元增益修正和延伸導磁(ci)極(ji)靴的(de)檢(jian)測(ce)方(fang)法可消除同尺(chi)寸缺(que)陷(xian)(xian)漏磁(ci)場差異，使(shi)得(de)同尺(chi)寸缺(que)陷(xian)(xian)在管(guan)體(ti)和管(guan)端(duan)處產生相(xiang)同的(de)漏磁(ci)檢(jian)測(ce)信號。
6. 此(ci)外(wai)，在研究磁(ci)化線(xian)圈內部(bu)感生(sheng)電(dian)流(liu)(liu)形成機制(zhi)及變化規律的基(ji)礎上，可采取在管頭(tou)處提(ti)(ti)前增加磁(ci)化電(dian)流(liu)(liu)并在管尾處提(ti)(ti)前減小磁(ci)化電(dian)流(liu)(liu)的控(kong)制(zhi)方式，用(yong)于抵消線(xian)圈中的感生(sheng)電(dian)流(liu)(liu)，從而可有(you)效提(ti)(ti)高磁(ci)化電(dian)流(liu)(liu)的穩定性(xing)。
