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(gang)管(guan)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、管體漏磁(ci)場差(cha)異消(xiao)除方法(fa)
不(bu)銹鋼(gang)管(guan)橫向缺(que)陷(xian)(xian)漏磁檢(jian)測系統主要由穿過(guo)式磁化線(xian)(xian)圈(quan)和(he)位于(yu)線(xian)(xian)圈(quan)內(nei)部(bu)的(de)探(tan)頭陣(zhen)列組成。在鋼(gang)管(guan)通過(guo)檢(jian)測系統時，探(tan)頭陣(zhen)列中(zhong)某一個傳感單元對局(ju)部(bu)缺(que)陷(xian)(xian)的(de)掃(sao)查具有(you)隨機性，因此必須保證探(tan)頭中(zhong)所有(you)傳感單元掃(sao)查同(tong)尺寸(cun)缺(que)陷(xian)(xian)時獲得(de)相(xiang)同(tong)的(de)檢(jian)測信(xin)號(hao)。當鋼(gang)管(guan)高速(su)運(yun)(yun)行時，感生磁場會使鋼(gang)管(guan)磁化狀(zhuang)(zhuang)態(tai)呈現不(bu)均勻，離開(kai)區磁感應強度大于(yu)進入(ru)區磁感應強度。如圖5-18所示(shi)，檢(jian)測區域(yu)(yu)內(nei)依次分布(bu)四個尺寸(cun)相(xiang)同(tong)的(de)橫向缺(que)陷(xian)(xian)，其中(zhong)C2和(he)C21位于(yu)進入(ru)區，和(he)位于(yu)離開(kai)區。當鋼(gang)管(guan)運(yun)(yun)行速(su)度較低(di)時，感生磁場對鋼(gang)管(guan)磁化狀(zhuang)(zhuang)態(tai)的(de)影響(xiang)可以忽略。此時，磁化場關于(yu)線(xian)(xian)圈(quan)中(zhong)心(xin)對稱分布(bu)，檢(jian)測區域(yu)(yu)內(nei)鋼(gang)管(guan)磁感應強度差異較小，C2、C21、C22和(he)C23生的(de)漏磁場強度B2、B21、B22和(he)B23基本相(xiang)同(tong)。
隨著檢測速度(du)的(de)不斷提高，不銹鋼(gang)管(guan)離開(kai)區磁感應強(qiang)度(du)逐漸大于(yu)(yu)進(jin)入(ru)區，從而導致位于(yu)(yu)離開(kai)區的(de)缺陷(xian)漏(lou)磁場強(qiang)度(du)大于(yu)(yu)位于(yu)(yu)進(jin)入(ru)區的(de)缺陷(xian)漏(lou)磁場強(qiang)度(du)，感(gan)生(sheng)磁場(chang)造(zao)成(cheng)處于不(bu)同空間位置對應傳(chuan)(chuan)感(gan)器單元(yuan)(yuan)檢測到(dao)了不(bu)一(yi)致的(de)缺(que)陷漏(lou)磁場(chang)信號。消(xiao)(xiao)(xiao)除管體缺(que)陷漏(lou)磁場(chang)差異有兩種途(tu)徑：一(yi)方面，可以通過消(xiao)(xiao)(xiao)除鋼管中的(de)感(gan)生(sheng)渦流來消(xiao)(xiao)(xiao)除磁化狀態的(de)差異；另一(yi)方面，還可采(cai)取修正傳(chuan)(chuan)感(gan)單元(yuan)(yuan)的(de)增益使檢測信號達到(dao)一(yi)致。由于鋼管內產(chan)生(sheng)的(de)感(gan)生(sheng)渦流無法消(xiao)(xiao)(xiao)除，為此，提出通過修正陣列(lie)傳(chuan)(chuan)感(gan)單元(yuan)(yuan)增益來消(xiao)(xiao)(xiao)除同尺寸缺(que)陷產(chan)生(sheng)的(de)漏(lou)磁信號差異，如圖5-19所(suo)示(shi)。
在(zai)不(bu)銹鋼管(guan)中部刻制標(biao)定(ding)圓環(huan)作為(wei)標(biao)定(ding)信號的(de)管(guan)體漏磁場差異消除方法示意圖源，將(jiang)鋼管(guan)以穩定(ding)速度(du)依次通(tong)過n個檢測傳(chuan)(chuan)感器單(dan)元S1、S2、S，時，圓環(huan)產生的(de)漏磁場信號分(fen)別為(wei)設陣列傳(chuan)(chuan)感器單(dan)元增益修正(zheng)參(can)(can)數分(fen)別為(wei)a1、a2、、a;、、an,且Vs為(wei)標(biao)定(ding)參(can)(can)考幅0"SA值。進一步可獲(huo)得(de)陣列傳(chuan)(chuan)感單(dan)元增益修正(zheng)參(can)(can)數。
在(zai)(zai)(zai)基于陣列傳(chuan)感(gan)單(dan)元(yuan)增益修(xiu)正(zheng)的(de)(de)管(guan)體(ti)漏磁場(chang)差(cha)異消(xiao)除方法(fa)中，刻制有(you)標(biao)定(ding)(ding)圓(yuan)(yuan)環的(de)(de)鋼(gang)管(guan)以穩定(ding)(ding)速度(du)通過檢(jian)測探頭時，標(biao)定(ding)(ding)信(xin)號(hao)源(yuan)具有(you)單(dan)一性(xing)并(bing)能夠一次性(xing)遍歷每個傳(chuan)感(gan)器(qi)單(dan)元(yuan)。由于感(gan)生(sheng)(sheng)渦流磁場(chang)的(de)(de)作用使(shi)得管(guan)體(ti)形(xing)成了非均(jun)勻的(de)(de)磁感(gan)應(ying)強(qiang)度(du)，從而導致(zhi)圓(yuan)(yuan)環在(zai)(zai)(zai)經過不同(tong)傳(chuan)感(gan)器(qi)單(dan)元(yuan)時產生(sheng)(sheng)的(de)(de)漏磁信(xin)號(hao)幅值存在(zai)(zai)(zai)差(cha)異。在(zai)(zai)(zai)對自然管(guan)進行檢(jian)測之前，先(xian)利用帶(dai)有(you)標(biao)定(ding)(ding)圓(yuan)(yuan)環的(de)(de)樣管(guan)對傳(chuan)感(gan)器(qi)單(dan)元(yuan)增益進行修(xiu)正(zheng)，并(bing)且(qie)必須保證鋼(gang)管(guan)檢(jian)測速度(du)與標(biao)定(ding)(ding)速度(du)相同(tong)。最終，采(cai)用標(biao)定(ding)(ding)圓(yuan)(yuan)環作為(wei)勵磁源(yuan)來修(xiu)正(zheng)傳(chuan)感(gan)器(qi)單(dan)元(yuan)的(de)(de)增益，可有(you)效(xiao)消(xiao)除同(tong)尺寸缺陷(xian)在(zai)(zai)(zai)管(guan)體(ti)不同(tong)位置處產生(sheng)(sheng)的(de)(de)檢(jian)測信(xin)號(hao)差(cha)異。
二、管端漏磁場差異消除方法
感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)磁(ci)場對鋼(gang)(gang)管(guan)管(guan)端(duan)磁(ci)化(hua)(hua)狀態的(de)影響(xiang)主要(yao)來(lai)自鋼(gang)(gang)管(guan)中產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)渦流(liu)和磁(ci)化(hua)(hua)線(xian)圈(quan)(quan)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)電(dian)流(liu)，因(yin)此，消除(chu)管(guan)端(duan)缺陷漏磁(ci)場差異包括兩個(ge)方面內容：一方面需(xu)要(yao)消除(chu)當鋼(gang)(gang)管(guan)端(duan)部(bu)進入和離開磁(ci)化(hua)(hua)線(xian)圈(quan)(quan)時(shi)由于磁(ci)通(tong)量劇烈變化(hua)(hua)而在(zai)線(xian)圈(quan)(quan)中產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)電(dian)流(liu)；另一方面需(xu)要(yao)消除(chu)當鋼(gang)(gang)管(guan)端(duan)部(bu)與(yu)磁(ci)化(hua)(hua)線(xian)圈(quan)(quan)耦合時(shi)僅存在(zai)單一方向(xiang)感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)渦流(liu)磁(ci)場的(de)影響(xiang)。
感(gan)生(sheng)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)會(hui)(hui)引起鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)(duan)磁(ci)(ci)(ci)化狀(zhuang)態(tai)發生(sheng)變化，進(jin)(jin)一步導致位于鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)頭(tou)、管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)體(ti)和(he)(he)(he)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)尾(wei)的(de)(de)(de)具有相同(tong)尺寸的(de)(de)(de)缺陷(xian)(xian)產(chan)生(sheng)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)強度(du)(du)。如圖5-20所(suo)示(shi)(shi)，在(zai)(zai)感(gan)生(sheng)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)作用(yong)下，位于鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)頭(tou)、管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)體(ti)和(he)(he)(he)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)尾(wei)處(chu)的(de)(de)(de)缺陷(xian)(xian)C1C2和(he)(he)(he)C3產(chan)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)Bc1、Bc2和(he)(he)(he)Bc3的(de)(de)(de)強度(du)(du)依次增(zeng)大，為(wei)消(xiao)除(chu)感(gan)生(sheng)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)引起的(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)(duan)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)差異(yi)(yi)，將感(gan)生(sheng)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)影(ying)響由鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)本體(ti)轉移(yi)到延(yan)伸區(qu)內(nei)(nei)。如圖5-21所(suo)示(shi)(shi)，在(zai)(zai)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)(duan)部(bu)(bu)補充鐵磁(ci)(ci)(ci)性物質，使鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)整體(ti)長(chang)度(du)(du)向兩端(duan)(duan)延(yan)伸，從(cong)(cong)而在(zai)(zai)端(duan)(duan)部(bu)(bu)發生(sheng)的(de)(de)(de)電磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應(ying)現象將轉移(yi)到延(yan)伸區(qu)內(nei)(nei)。由于延(yan)伸區(qu)的(de)(de)(de)存在(zai)(zai)，當鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)(duan)部(bu)(bu)進(jin)(jin)入和(he)(he)(he)離開(kai)(kai)磁(ci)(ci)(ci)化線(xian)(xian)圈(quan)(quan)時，磁(ci)(ci)(ci)化線(xian)(xian)圈(quan)(quan)內(nei)(nei)部(bu)(bu)磁(ci)(ci)(ci)介質總量已基本進(jin)(jin)入穩定狀(zhuang)態(tai)，線(xian)(xian)圈(quan)(quan)磁(ci)(ci)(ci)通(tong)量保持恒(heng)定而不(bu)會(hui)(hui)產(chan)生(sheng)感(gan)生(sheng)電流(liu)(liu)(liu)；由于在(zai)(zai)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)進(jin)(jin)入區(qu)和(he)(he)(he)離開(kai)(kai)區(qu)同(tong)時產(chan)生(sheng)反向的(de)(de)(de)感(gan)生(sheng)渦(wo)流(liu)(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)，從(cong)(cong)而減弱了(le)單一方向感(gan)生(sheng)渦(wo)流(liu)(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)劇烈影(ying)響。將鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)(duan)部(bu)(bu)進(jin)(jin)行延(yan)伸之后，管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)(duan)缺陷(xian)(xian)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)差異(yi)(yi)與(yu)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)體(ti)相似，僅存在(zai)(zai)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)進(jin)(jin)入區(qu)和(he)(he)(he)離開(kai)(kai)區(qu)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)感(gan)生(sheng)渦(wo)流(liu)(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)，因此可采用(yong)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)體(ti)缺陷(xian)(xian)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)差異(yi)(yi)消(xiao)除(chu)方法進(jin)(jin)一步處(chu)理。
圖(tu)5-22所示為含有延(yan)伸導磁(ci)(ci)極靴(xue)的鋼(gang)管自動化漏磁(ci)(ci)檢測設備，主(zhu)要包括雙層磁(ci)(ci)化線圈、管頭(tou)延(yan)伸極靴(xue)、管尾(wei)延(yan)伸極靴(xue)、磁(ci)(ci)化回路以及探頭(tou)陣列(lie)等。
當鋼管(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)頭(tou)進入(ru)檢(jian)測區域(yu)時，管(guan)(guan)(guan)頭(tou)與管(guan)(guan)(guan)頭(tou)導(dao)(dao)磁(ci)延(yan)伸極靴形成對接，此時磁(ci)化(hua)線圈內部鐵磁(ci)性物質總(zong)量變(bian)化(hua)緩慢，線圈的磁(ci)通總(zong)量基本保持不變(bian)，從而極大(da)地削(xue)弱了磁(ci)化(hua)線圈中產(chan)生(sheng)的感(gan)生(sheng)電(dian)流(liu)，如圖(tu)5-23所示(shi)。同樣，當不銹(xiu)鋼管(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)尾離(li)開檢(jian)測區域(yu)時，其(qi)與管(guan)(guan)(guan)尾導(dao)(dao)磁(ci)延(yan)伸極靴對接，此時，磁(ci)化(hua)線圈中產(chan)生(sheng)的感(gan)生(sheng)電(dian)流(liu)也將(jiang)大(da)大(da)削(xue)弱，如圖(tu)5-24所示(shi)。
對不銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)整體(ti)同尺寸缺(que)陷(xian)(xian)(xian)產生(sheng)的(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)強(qiang)度差異而(er)言(yan)，感生(sheng)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)對鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)管(guan)(guan)端(duan)缺(que)陷(xian)(xian)(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)的(de)(de)影(ying)響遠(yuan)大于管(guan)(guan)體(ti)。一方面，由于管(guan)(guan)端(duan)進入和(he)離(li)開(kai)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化線(xian)(xian)圈時，劇烈(lie)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)通量變化會在(zai)(zai)線(xian)(xian)圈中(zhong)產生(sheng)較大的(de)(de)感生(sheng)電(dian)(dian)流；另一方面，由于僅在(zai)(zai)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)進入區(qu)或者離(li)開(kai)區(qu)產生(sheng)單(dan)一方向的(de)(de)感生(sheng)渦流，相應的(de)(de)感生(sheng)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)將(jiang)在(zai)(zai)管(guan)(guan)頭減弱并(bing)在(zai)(zai)管(guan)(guan)尾增強(qiang)缺(que)陷(xian)(xian)(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)。施加(jia)延伸極靴后將(jiang)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)端(duan)部的(de)(de)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)感應作用(yong)轉移(yi)到延伸區(qu)，從(cong)而(er)可有(you)效削弱感生(sheng)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)對鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)端(duan)部缺(que)陷(xian)(xian)(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)的(de)(de)影(ying)響。
建立EMT-P48／180 不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)高速漏磁(ci)(ci)(ci)檢測(ce)系(xi)統，如(ru)圖5-25所示(shi)。鋼管(guan)漏磁(ci)(ci)(ci)檢測(ce)系(xi)統包括輸送輥道(dao)、磁(ci)(ci)(ci)化(hua)電(dian)(dian)源、磁(ci)(ci)(ci)化(hua)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)和(he)探頭(tou)信(xin)號系(xi)統等。圖5-26所示(shi)為(wei)輸送輥道(dao)，在變壓(ya)器控制下實(shi)現變速輸出。圖5-27所示(shi)的磁(ci)(ci)(ci)化(hua)電(dian)(dian)源具有恒壓(ya)和(he)恒流(liu)(liu)兩(liang)種功能模(mo)式(shi)，當采用恒壓(ya)模(mo)式(shi)時，磁(ci)(ci)(ci)化(hua)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)中通過的電(dian)(dian)流(liu)(liu)為(wei)初(chu)始磁(ci)(ci)(ci)化(hua)電(dian)(dian)流(liu)(liu)與線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)感(gan)生(sheng)電(dian)(dian)流(liu)(liu)疊加(jia)之(zhi)和(he)；如(ru)將磁(ci)(ci)(ci)化(hua)電(dian)(dian)源設(she)置為(wei)恒流(liu)(liu)模(mo)式(shi)，電(dian)(dian)源內(nei)部(bu)的穩(wen)流(liu)(liu)模(mo)塊電(dian)(dian)路將對(dui)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)感(gan)生(sheng)電(dian)(dian)流(liu)(liu)進行補償(chang)，從而(er)保(bao)證線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)中通過的電(dian)(dian)流(liu)(liu)值始終保(bao)持(chi)不(bu)變。磁(ci)(ci)(ci)化(hua)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)的內(nei)徑(jing)、外徑(jing)和(he)厚度分別為(wei)400mm、800mm和(he)300mm，線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)總匝(za)數為(wei)5000匝(za)。圖5-28所示(shi)為(wei)探頭(tou)系(xi)統，實(shi)現鋼管(guan)周向360°全(quan)覆蓋檢測(ce)。
首先，分(fen)析磁(ci)化(hua)(hua)線(xian)圈(quan)(quan)中(zhong)產(chan)生(sheng)的(de)感生(sheng)電(dian)流(liu)與鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)運(yun)動(dong)速度關系。將磁(ci)化(hua)(hua)電(dian)源(yuan)設(she)置為恒(heng)壓模式，電(dian)壓設(she)定(ding)為20V，當(dang)磁(ci)化(hua)(hua)線(xian)圈(quan)(quan)中(zhong)沒有(you)鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)時，線(xian)圈(quan)(quan)內部電(dian)流(liu)為19A。管(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)缺陷漏(lou)磁(ci)場差異測試樣管(guan)(guan)(guan)(guan)如圖(tu)5-29所示(shi)，在樣管(guan)(guan)(guan)(guan)兩端(duan)及(ji)中(zhong)部刻制三(san)個(ge)尺寸相同的(de)圓環(huan)缺陷。如圖(tu)5-26所示(shi)，利用變頻輸(shu)送輥道驅動(dong)鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)分(fen)別(bie)以速度1.0m／s、1.3m／1.61.9m2.2m/s、2.5m／s通(tong)(tong)過漏(lou)磁(ci)檢測設(she)備。當(dang)鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)(guan)頭、管(guan)(guan)(guan)(guan)體和(he)管(guan)(guan)(guan)(guan)尾分(fen)別(bie)通(tong)(tong)過磁(ci)化(hua)(hua)線(xian)圈(quan)(quan)時，測量線(xian)圈(quan)(quan)中(zhong)通(tong)(tong)過的(de)電(dian)流(liu)值，獲(huo)得磁(ci)化(hua)(hua)線(xian)圈(quan)(quan)內部通(tong)(tong)過電(dian)流(liu)與運(yun)行速度關系曲線(xian)，如圖(tu)5-30所示(shi)。
從圖5-30中可以看出，當不(bu)(bu)(bu)銹鋼管(guan)(guan)不(bu)(bu)(bu)同部(bu)位運動至磁(ci)化線(xian)圈(quan)中時(shi)，磁(ci)化線(xian)圈(quan)內(nei)部(bu)通過電(dian)流(liu)幅值差異較大：管(guan)(guan)尾(wei)處線(xian)圈(quan)內(nei)部(bu)電(dian)流(liu)最(zui)大，管(guan)(guan)體(ti)次之，管(guan)(guan)頭(tou)最(zui)弱；并且(qie)，隨著(zhu)鋼管(guan)(guan)運行速度不(bu)(bu)(bu)斷提(ti)升，管(guan)(guan)頭(tou)處線(xian)圈(quan)內(nei)部(bu)電(dian)流(liu)不(bu)(bu)(bu)斷減(jian)小，管(guan)(guan)體(ti)基(ji)本不(bu)(bu)(bu)變，管(guan)(guan)尾(wei)處電(dian)流(liu)不(bu)(bu)(bu)斷增加，試驗結(jie)果(guo)與圖5-18所示的仿真結(jie)論吻(wen)合。鋼管(guan)(guan)在進入(ru)和離開磁(ci)化線(xian)圈(quan)時(shi)，線(xian)圈(quan)磁(ci)通總量(liang)發生(sheng)(sheng)劇(ju)烈變化而在其(qi)中產生(sheng)(sheng)感生(sheng)(sheng)電(dian)流(liu)。當管(guan)(guan)體(ti)通過磁(ci)化線(xian)圈(quan)時(shi)，由于線(xian)圈(quan)中磁(ci)通量(liang)基(ji)本不(bu)(bu)(bu)變而無感生(sheng)(sheng)電(dian)流(liu)產生(sheng)(sheng)。
進一步(bu)分析感生(sheng)磁場對缺(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)漏磁場的影響。在(zai)恒壓模(mo)式下，對處(chu)于管(guan)(guan)頭(tou)、管(guan)(guan)體和(he)管(guan)(guan)尾的圓環缺(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)進行檢測(ce)，當(dang)鋼管(guan)(guan)運行速度(du)為(wei)1.0m／s時(shi)檢測(ce)信號(hao)如圖5-31所示。從圖中可以看(kan)出，不同(tong)位置處(chu)的圓環缺(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)產(chan)生(sheng)的信號(hao)幅值不同(tong)，其中管(guan)(guan)尾處(chu)缺(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)幅值最(zui)大(da)，管(guan)(guan)體次之，管(guan)(guan)頭(tou)處(chu)缺(que)(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)信號(hao)最(zui)小。
在恒壓(ya)模(mo)式下，同尺寸缺(que)(que)(que)陷(xian)(xian)多樣(yang)漏磁(ci)(ci)場產(chan)生(sheng)源包括磁(ci)(ci)化(hua)線(xian)圈中(zhong)產(chan)生(sheng)的(de)(de)感生(sheng)電流和(he)鋼管中(zhong)的(de)(de)感生(sheng)渦流。為單獨分(fen)析鋼管中(zhong)感生(sheng)渦流對(dui)缺(que)(que)(que)陷(xian)(xian)漏磁(ci)(ci)場的(de)(de)影(ying)響(xiang)，可將磁(ci)(ci)化(hua)電源設(she)置為恒流模(mo)式以消除(chu)磁(ci)(ci)化(hua)線(xian)圈感生(sheng)電流的(de)(de)影(ying)響(xiang)。分(fen)別在恒壓(ya)和(he)恒流兩(liang)種(zhong)模(mo)式下對(dui)樣(yang)管缺(que)(que)(que)陷(xian)(xian)進行檢測(ce)，樣(yang)管分(fen)別以速(su)度1.0m／s、1.3m／1.6m／s、1.9m／s、2.2m／s和(he)2.5m／s通過檢測(ce)設(she)備并記錄缺(que)(que)(que)陷(xian)(xian)漏磁(ci)(ci)信號(hao)(hao)幅值(zhi)，最終獲得(de)不同位置圓環缺(que)(que)(que)陷(xian)(xian)檢測(ce)信號(hao)(hao)幅值(zhi)與運行速(su)度的(de)(de)關系(xi)曲(qu)線(xian)，如圖5-32所示。
從(cong)圖5-32中可以看出，當磁(ci)化電(dian)源設置(zhi)為(wei)恒(heng)壓模式時，管(guan)(guan)(guan)尾(wei)缺(que)陷(xian)信號(hao)最(zui)強，管(guan)(guan)(guan)體次之(zhi)，管(guan)(guan)(guan)頭缺(que)陷(xian)信號(hao)最(zui)弱；隨著檢(jian)測(ce)速度的提高，管(guan)(guan)(guan)頭缺(que)陷(xian)信號(hao)幅(fu)值(zhi)(zhi)不(bu)斷減弱，管(guan)(guan)(guan)體基(ji)本不(bu)變，管(guan)(guan)(guan)尾(wei)逐漸(jian)增加，三者幅(fu)值(zhi)(zhi)差異(yi)逐漸(jian)增大。將磁(ci)化電(dian)源設置(zhi)為(wei)恒(heng)流(liu)模式消除磁(ci)化線圈感生電(dian)流(liu)影響之(zhi)后(hou)，同樣(yang)，管(guan)(guan)(guan)尾(wei)缺(que)陷(xian)信號(hao)最(zui)強，管(guan)(guan)(guan)體其(qi)次，管(guan)(guan)(guan)頭最(zui)弱。當鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)運(yun)行(xing)速度相同時，與恒(heng)壓模式相比，不(bu)同位置(zhi)缺(que)陷(xian)在恒(heng)流(liu)模式下產(chan)生的檢(jian)測(ce)信號(hao)差異(yi)更小。
從圖5-32中還可以看出，感生(sheng)磁(ci)場在(zai)管(guan)端引(yin)起(qi)的缺陷(xian)漏(lou)磁(ci)場差異遠(yuan)大于管(guan)體(ti)；線圈(quan)感生(sheng)電流(liu)磁(ci)場引(yin)起(qi)的管(guan)端缺陷(xian)漏(lou)磁(ci)場差異大于鋼(gang)管(guan)感生(sheng)渦流(liu)磁(ci)場；在(zai)管(guan)體(ti)處磁(ci)化線圈(quan)中幾乎不產(chan)生(sheng)感生(sheng)電流(liu)，管(guan)體(ti)缺陷(xian)漏(lou)磁(ci)場差異源(yuan)主(zhu)要來(lai)自不銹鋼(gang)管(guan)中產(chan)生(sheng)的感生(sheng)渦流(liu)。
根據圖5-22所(suo)示的(de)設(she)備方案(an)制作(zuo)了相應(ying)的(de)管端延伸(shen)導磁極(ji)靴，如(ru)圖5-33所(suo)示。將延伸(shen)極(ji)靴固定在橫(heng)向(xiang)磁化(hua)線圈(quan)上(shang)，在完(wan)全相同的(de)條件下進行(xing)測(ce)試，獲得在恒壓(ya)模(mo)式下磁化(hua)線圈(quan)內部通過電(dian)流與運行(xing)速(su)度的(de)關系曲線，如(ru)圖5-34所(suo)示。
從圖(tu)5-34中可以(yi)看(kan)出，磁化(hua)線(xian)圈(quan)(quan)電(dian)(dian)流(liu)幅(fu)值(zhi)變(bian)化(hua)規律與(yu)(yu)未(wei)施加(jia)延(yan)伸(shen)極靴(xue)時相同(tong)，仍然是管(guan)(guan)頭(tou)處(chu)(chu)電(dian)(dian)流(liu)幅(fu)值(zhi)最(zui)小，管(guan)(guan)體基本不(bu)變(bian)，而管(guan)(guan)尾處(chu)(chu)電(dian)(dian)流(liu)幅(fu)值(zhi)最(zui)大，并且隨(sui)著運行速度的增(zeng)加(jia)，差異逐漸(jian)增(zeng)大。但是，延(yan)伸(shen)極靴(xue)極大地(di)削弱了磁化(hua)線(xian)圈(quan)(quan)中產生的感生電(dian)(dian)流(liu)，與(yu)(yu)未(wei)施加(jia)延(yan)伸(shen)極靴(xue)相比，當運行速度為(wei)2.5m／s時，管(guan)(guan)頭(tou)處(chu)(chu)線(xian)圈(quan)(quan)電(dian)(dian)流(liu)由10.2A上升至16.2A，管(guan)(guan)尾處(chu)(chu)線(xian)圈(quan)(quan)電(dian)(dian)流(liu)由25.8A降為(wei)21.9A。
同(tong)樣，將磁化電源設置為恒(heng)(heng)壓和恒(heng)(heng)流(liu)兩種模式，在施加延伸(shen)極靴的情(qing)況下，對樣管上不(bu)同(tong)位置圓環缺陷進(jin)行檢測，獲(huo)得(de)相(xiang)應漏磁檢測信號幅值(zhi)與運行速度的關系曲線(xian)，如圖5-35所示。
從圖5-35中可以看出，一方面，施(shi)(shi)加延(yan)(yan)伸(shen)極(ji)靴之后缺(que)陷(xian)漏(lou)磁(ci)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)變化(hua)規律(lv)與未(wei)施(shi)(shi)加極(ji)靴時相同(tong)。感(gan)生(sheng)磁(ci)場(chang)造成管(guan)尾圓環缺(que)陷(xian)漏(lou)磁(ci)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)強(qiang)(qiang)度最高，管(guan)體(ti)(ti)次(ci)之，而管(guan)頭缺(que)陷(xian)漏(lou)磁(ci)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)強(qiang)(qiang)度最低，并且磁(ci)化(hua)線圈感(gan)生(sheng)電流(liu)對(dui)管(guan)端缺(que)陷(xian)檢測(ce)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)影響(xiang)大(da)于鋼管(guan)中的(de)(de)感(gan)生(sheng)渦流(liu)。另一方面，由(you)于延(yan)(yan)伸(shen)導磁(ci)極(ji)靴的(de)(de)作用，感(gan)生(sheng)磁(ci)場(chang)對(dui)端部缺(que)陷(xian)漏(lou)磁(ci)場(chang)的(de)(de)影響(xiang)由(you)鋼管(guan)本體(ti)(ti)轉移到延(yan)(yan)伸(shen)極(ji)靴上(shang)，從而有效削(xue)弱了(le)管(guan)端缺(que)陷(xian)漏(lou)磁(ci)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)差異。此外，由(you)于延(yan)(yan)伸(shen)極(ji)靴降低了(le)整個磁(ci)化(hua)回路的(de)(de)磁(ci)阻，故(gu)從整體(ti)(ti)上(shang)增強(qiang)(qiang)了(le)所有缺(que)陷(xian)的(de)(de)漏(lou)磁(ci)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)幅(fu)值。
為分析比較延(yan)伸(shen)(shen)導(dao)磁(ci)(ci)極靴的缺陷(xian)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)場(chang)差異(yi)(yi)消(xiao)除效果，分別計(ji)算不(bu)同(tong)運行(xing)速度下鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)端圓(yuan)環缺陷(xian)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)場(chang)檢測(ce)(ce)信號(hao)的幅值(zhi)差異(yi)(yi)，見表5-1。從表中(zhong)可以(yi)看(kan)出，延(yan)伸(shen)(shen)極靴可有效消(xiao)除感(gan)生磁(ci)(ci)場(chang)引起的同(tong)尺(chi)寸缺陷(xian)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)場(chang)差異(yi)(yi)。當鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)運行(xing)速度為2.5m／s時，磁(ci)(ci)化電源設置為恒(heng)流模式并施加延(yan)伸(shen)(shen)極靴時，感(gan)生磁(ci)(ci)場(chang)引起的不(bu)同(tong)位置同(tong)尺(chi)寸缺陷(xian)檢測(ce)(ce)信號(hao)差異(yi)(yi)為0.45dB，已能滿足鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)檢測(ce)(ce)要求。因此，在不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)檢測(ce)(ce)過(guo)程(cheng)中(zhong)，可根據鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)外徑(jing)制作對(dui)應尺(chi)寸的延(yan)伸(shen)(shen)導(dao)磁(ci)(ci)極靴，從而可消(xiao)除由于感(gan)生磁(ci)(ci)場(chang)帶來的管(guan)(guan)(guan)端缺陷(xian)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)場(chang)差異(yi)(yi)。
當不銹鋼管(guan)管(guan)體通過磁(ci)(ci)(ci)化線圈時，缺陷(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場差異主要受鋼管(guan)感(gan)生渦流(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)場的影響。由于進入(ru)區(qu)感(gan)生渦流(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)場與原始磁(ci)(ci)(ci)化場方向(xiang)相(xiang)反(fan)，而(er)在離開區(qu)兩者方向(xiang)相(xiang)同(tong)，因此感(gan)生渦流(liu)(liu)造成磁(ci)(ci)(ci)化場分布不均勻，進而(er)引起(qi)缺陷(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場差異。
為(wei)消除感生磁場引起的管(guan)(guan)(guan)體同(tong)(tong)尺寸缺陷漏(lou)磁場差異(yi)，以圓環(huan)作(zuo)為(wei)標定信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)源對陣(zhen)列傳感單(dan)元增益進行修(xiu)正(zheng)(zheng)，樣(yang)管(guan)(guan)(guan)如圖(tu)5-36所(suo)(suo)示。檢測信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)系(xi)統(tong)共(gong)32個通(tong)(tong)道(dao)(dao)，初始采集時各(ge)(ge)通(tong)(tong)道(dao)(dao)增益統(tong)一(yi)(yi)設置為(wei)200，如圖(tu)5-37所(suo)(suo)示。當(dang)樣(yang)管(guan)(guan)(guan)以速度(du)1.0m／s通(tong)(tong)過檢測探頭時，獲得編號(hao)(hao)25～32八個通(tong)(tong)道(dao)(dao)缺陷漏(lou)磁信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)波形，如圖(tu)5-38所(suo)(suo)示，其(qi)中每一(yi)(yi)條曲(qu)線(xian)代表(biao)一(yi)(yi)個通(tong)(tong)道(dao)(dao)。從圖(tu)中可(ke)以看出(chu)，標定圓環(huan)在各(ge)(ge)傳感單(dan)元中產(chan)生的漏(lou)磁信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)幅(fu)值不同(tong)(tong)。進一(yi)(yi)步，將目標信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)幅(fu)值Vs設置為(wei)90，根據式（5-12）算法獲得各(ge)(ge)通(tong)(tong)道(dao)(dao)的修(xiu)正(zheng)(zheng)參(can)數，如圖(tu)5-39所(suo)(suo)示。將標定圓環(huan)再次以相同(tong)(tong)速度(du)通(tong)(tong)過橫向檢測系(xi)統(tong)時獲得如圖(tu)5-40所(suo)(suo)示的檢測信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)，其(qi)中一(yi)(yi)條曲(qu)線(xian)為(wei)一(yi)(yi)個通(tong)(tong)道(dao)(dao)。從圖(tu)中可(ke)以看出(chu)，經過增益修(xiu)正(zheng)(zheng)之后，各(ge)(ge)通(tong)(tong)道(dao)(dao)之間的缺陷信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)差異(yi)基本得到消除。
當不銹(xiu)鋼管(guan)通過磁(ci)化(hua)線圈(quan)時會產生(sheng)(sheng)兩種(zhong)電磁(ci)感應(ying)現象：一(yi)方面(mian)，鋼管(guan)電介質切(qie)割磁(ci)力線而產生(sheng)(sheng)感生(sheng)(sheng)渦(wo)流(liu)；另一(yi)方面(mian)，磁(ci)化(hua)線圈(quan)由(you)于內部鋼管(guan)磁(ci)介質總量發生(sheng)(sheng)變(bian)(bian)化(hua)而產生(sheng)(sheng)感生(sheng)(sheng)電流(liu)。鋼管(guan)感生(sheng)(sheng)渦(wo)流(liu)和線圈(quan)感生(sheng)(sheng)電流(liu)產生(sheng)(sheng)的(de)磁(ci)場會改變(bian)(bian)磁(ci)化(hua)場的(de)強度與分布，進(jin)一(yi)步改變(bian)(bian)鋼管(guan)的(de)磁(ci)化(hua)狀(zhuang)態，最終導致(zhi)不同位置的(de)同尺(chi)寸缺(que)陷(xian)產生(sheng)(sheng)不同的(de)漏磁(ci)場。可(ke)得出(chu)以下結論：
1. 不銹鋼管電(dian)介(jie)質通過磁化(hua)線圈(quan)時，在(zai)(zai)進(jin)入區(qu)內形成(cheng)與(yu)(yu)原(yuan)始(shi)磁化(hua)電(dian)流(liu)方向(xiang)(xiang)相反的感(gan)生渦(wo)(wo)流(liu)；在(zai)(zai)離(li)開區(qu)形成(cheng)與(yu)(yu)原(yuan)始(shi)磁化(hua)電(dian)流(liu)方向(xiang)(xiang)相同的感(gan)生渦(wo)(wo)流(liu)；在(zai)(zai)中間區(qu)域基(ji)本(ben)沒有感(gan)生渦(wo)(wo)流(liu)產生。
2. 當(dang)(dang)不銹鋼管(guan)管(guan)頭進入(ru)磁化(hua)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)時，線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)中(zhong)(zhong)(zhong)形(xing)成與(yu)原(yuan)始磁化(hua)電流(liu)方向相反(fan)的感(gan)生電流(liu)；隨(sui)著鋼管(guan)進一步深入(ru)磁化(hua)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)，當(dang)(dang)管(guan)體通過磁化(hua)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)時，線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)中(zhong)(zhong)(zhong)無感(gan)生電流(liu)產(chan)(chan)生；當(dang)(dang)管(guan)尾離(li)開磁化(hua)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)時，線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)中(zhong)(zhong)(zhong)無感(gan)生電流(liu)產(chan)(chan)生；當(dang)(dang)管(guan)尾離(li)開磁化(hua)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)時，線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)中(zhong)(zhong)(zhong)產(chan)(chan)生與(yu)原(yuan)始磁化(hua)電流(liu)方向相同的感(gan)生電流(liu)。
3. 管體同尺寸缺陷(xian)漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)場差異主要來自(zi)鋼管內部的(de)感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)渦流磁(ci)(ci)(ci)(ci)場的(de)影響(xiang)。在(zai)進(jin)(jin)(jin)入區，感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場與原始磁(ci)(ci)(ci)(ci)化場方向相反；在(zai)離開區，感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場與原始磁(ci)(ci)(ci)(ci)化場方向相同。從而使得鋼管離開區磁(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應強(qiang)度(du)高于進(jin)(jin)(jin)入區，最終導(dao)致位于離開區的(de)缺陷(xian)漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)場強(qiang)度(du)高于進(jin)(jin)(jin)入區的(de)缺陷(xian)漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)場強(qiang)度(du)。
4. 管(guan)(guan)(guan)(guan)端同(tong)尺(chi)寸缺陷(xian)漏(lou)磁場(chang)差異同(tong)時受到鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)內部感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)(sheng)渦流和(he)(he)磁化(hua)線圈(quan)(quan)感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)(sheng)電(dian)流的(de)(de)影響。當(dang)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)(guan)頭(tou)(tou)進(jin)入磁化(hua)線圈(quan)(quan)時，鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)內部感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)(sheng)渦流和(he)(he)磁化(hua)線圈(quan)(quan)感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)(sheng)電(dian)流產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)磁場(chang)均(jun)與原(yuan)始磁化(hua)場(chang)方向相(xiang)反(fan)，從而降低了(le)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)(guan)頭(tou)(tou)磁感(gan)(gan)應強度；當(dang)管(guan)(guan)(guan)(guan)尾離開磁化(hua)線圈(quan)(quan)時，鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)內部感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)(sheng)渦流和(he)(he)磁化(hua)線圈(quan)(quan)感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)(sheng)電(dian)流產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)磁場(chang)均(jun)與原(yuan)始磁化(hua)場(chang)方向相(xiang)同(tong)，從而增(zeng)強了(le)管(guan)(guan)(guan)(guan)尾磁感(gan)(gan)應強度。最終(zhong)，感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)(sheng)磁場(chang)導致位于(yu)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)(guan)頭(tou)(tou)、管(guan)(guan)(guan)(guan)體和(he)(he)管(guan)(guan)(guan)(guan)尾處(chu)的(de)(de)同(tong)尺(chi)寸缺陷(xian)形成了(le)依(yi)次增(zeng)加(jia)的(de)(de)漏(lou)磁場(chang)強度。
5. 為實現高速運行時不銹鋼管(guan)同尺寸(cun)缺陷的一致(zhi)性檢(jian)測(ce)與評價，基于(yu)陣列傳感單元增益修(xiu)正(zheng)和(he)延(yan)伸導(dao)磁極靴的檢(jian)測(ce)方法(fa)可消除(chu)同尺寸(cun)缺陷漏磁場差異(yi)，使得同尺寸(cun)缺陷在管(guan)體和(he)管(guan)端處產生相同的漏磁檢(jian)測(ce)信號。
6. 此外，在(zai)(zai)研究磁化(hua)(hua)(hua)線(xian)圈內部感(gan)生電(dian)流(liu)(liu)形(xing)成機制(zhi)及(ji)變化(hua)(hua)(hua)規律的基礎(chu)上，可采取在(zai)(zai)管頭處(chu)提前(qian)增加磁化(hua)(hua)(hua)電(dian)流(liu)(liu)并(bing)在(zai)(zai)管尾(wei)處(chu)提前(qian)減小磁化(hua)(hua)(hua)電(dian)流(liu)(liu)的控制(zhi)方式，用于抵消線(xian)圈中的感(gan)生電(dian)流(liu)(liu)，從而可有效提高磁化(hua)(hua)(hua)電(dian)流(liu)(liu)的穩定性。
