在不銹鋼管漏磁無損(sun)檢測中,往往沒有去考慮鐵磁性構件運動速度對漏磁場形成的影響。但隨著檢測速度的不斷提高,高速運動對檢測機理和檢測性能的影響將會表現出來,除了不(bu)銹鋼管中存在的渦流效應,還有更深層次的磁后效現象,速度越快,磁后效影響越明顯。
在靜(jing)態或低速磁化(hua)過程中,不需要(yao)考慮磁化(hua)建(jian)立(li)(li)所需的(de)時間;在高(gao)速漏磁檢測中,這(zhe)一(yi)建(jian)立(li)(li)時間雖(sui)然非常(chang)短(duan),但影響重大。磁感(gan)應強度(或磁化(hua)強度)隨磁場變化(hua)的(de)延遲現(xian)象稱為(wei)磁后效現(xian)象。如圖(tu)5-41所示,當外磁場從0突然階(jie)躍變化(hua)到(dao)時,磁性材料的(de)磁感(gan)應強度并不是(shi)立(li)(li)即全部達到(dao)穩定值Bm,而(er)是(shi)一(yi)部分瞬時到(dao)達B2另一(yi)部分緩慢趨近穩定值。
磁(ci)(ci)(ci)化(hua)強度逐漸達到穩(wen)定狀態的(de)時間(jian)(jian)稱為(wei)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)弛(chi)豫時間(jian)(jian),這一(yi)過程稱為(wei)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)弛(chi)豫過程。單弛(chi)豫時間(jian)(jian)磁(ci)(ci)(ci)后(hou)效可(ke)表示為(wei)
B-B2=(Bm-B2)x(1-e-/t) (5-14)
式中,B為任一時(shi)刻的(de)(de)磁感(gan)應強度(du)(du);B2為瞬時(shi)達到的(de)(de)那部分磁感(gan)應強度(du)(du);Bm為穩定后(hou)的(de)(de)磁感(gan)應強度(du)(du),τ為弛豫時(shi)間參量。
當鐵磁(ci)體被磁(ci)化(hua)時,磁(ci)矩的(de)方向(xiang)將(jiang)發生變(bian)化(hua),而且為(wei)了滿(man)足自由能最(zui)低的(de)要求,價電(dian)子也在離(li)子之間擴(kuo)散(san),但(dan)這種(zhong)擴(kuo)散(san)不是(shi)和磁(ci)場(chang)的(de)變(bian)化(hua)同時完成的(de),在時間上(shang)有(you)一(yi)定的(de)滯后性。根據一(yi)般電(dian)子或(huo)離(li)子擴(kuo)散(san)理論,電(dian)子或(huo)離(li)子的(de)擴(kuo)散(san)是(shi)具有(you)一(yi)定弛(chi)(chi)豫時間的(de),弛(chi)(chi)豫時間τ為(wei)
由(you)式(shi)(5-15)可知,升高溫度會使(shi)弛豫(yu)時間(jian)減少,但在實(shi)際檢(jian)測過程中不可行。
在不(bu)(bu)銹鋼(gang)管進入(ru)磁(ci)(ci)化(hua)線圈后,鋼(gang)管中發(fa)生(sheng)的(de)(de)變化(hua)有(you)(you):磁(ci)(ci)疇壁的(de)(de)位移、磁(ci)(ci)化(hua)矢量(liang)的(de)(de)轉(zhuan)動、價(jia)電子(zi)在離子(zi)之間的(de)(de)擴(kuo)散(san)。這三種過(guo)程都會(hui)有(you)(you)一(yi)定的(de)(de)阻(zu)尼,不(bu)(bu)銹鋼(gang)管中磁(ci)(ci)感應(ying)強度的(de)(de)變化(hua)不(bu)(bu)能(neng)(neng)瞬間完成(cheng)(cheng)。磁(ci)(ci)疇壁位移的(de)(de)阻(zu)力主要來自(zi)材料內部結構的(de)(de)不(bu)(bu)均(jun)勻,如內應(ying)力的(de)(de)不(bu)(bu)均(jun)勻和雜質空洞分布的(de)(de)不(bu)(bu)均(jun)勻。對于磁(ci)(ci)化(hua)矢量(liang)的(de)(de)轉(zhuan)動,由于其在外磁(ci)(ci)場(chang)作用下完成(cheng)(cheng),故需考慮(lv)靜磁(ci)(ci)能(neng)(neng)。磁(ci)(ci)矩轉(zhuan)動是(shi)在晶(jing)格(ge)(ge)上(shang)進行的(de)(de),所以(yi)又要考慮(lv)晶(jing)格(ge)(ge)各(ge)向異(yi)性(xing)(xing)能(neng)(neng),如果物質中有(you)(you)應(ying)力,就會(hui)產生(sheng)另一(yi)種各(ge)向異(yi)性(xing)(xing)能(neng)(neng),同樣(yang)會(hui)對晶(jing)格(ge)(ge)轉(zhuan)動起阻(zu)礙(ai)作用。因此(ci),弛豫時間受多種因素的(de)(de)影響,目(mu)前(qian)還沒(mei)有(you)(you)直接的(de)(de)理論計算(suan)方法。
在不(bu)銹鋼管漏磁(ci)檢測(ce)中,隨著磁(ci)化器(qi)與被測(ce)構件間(jian)相對(dui)運(yun)動速度的(de)(de)(de)提高,磁(ci)后(hou)(hou)效(xiao)現(xian)象(xiang)的(de)(de)(de)影響(xiang)不(bu)能忽(hu)略。可以(yi)采用加長(chang)沿磁(ci)化場(chang)方向上的(de)(de)(de)磁(ci)化器(qi)長(chang)度來減小這一影響(xiang),但(dan)對(dui)具有(you)回(hui)轉運(yun)動的(de)(de)(de)循環磁(ci)化過程(cheng),磁(ci)后(hou)(hou)效(xiao)現(xian)象(xiang)將會直接影響(xiang)漏磁(ci)檢測(ce)的(de)(de)(de)靈敏度,并(bing)且難以(yi)消(xiao)除。
為此,在理論上(shang)和試驗中,一(yi)方面(mian)尋求(qiu)不銹鋼(gang)管磁(ci)(ci)(ci)化弛豫(yu)時間的計算和測(ce)量方法(fa),將有利于精確評價(jia)磁(ci)(ci)(ci)后(hou)效(xiao)(xiao)的影(ying)響(xiang)程度(du);另一(yi)方面(mian),尋求(qiu)新的漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢測(ce)方法(fa)來(lai)消除磁(ci)(ci)(ci)后(hou)效(xiao)(xiao)影(ying)響(xiang),將是(shi)高(gao)(gao)速或超高(gao)(gao)速漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢測(ce)需(xu)要(yao)研究的問題。對此,在研制高(gao)(gao)速漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢測(ce)設(she)備時,應盡(jin)可能地(di)去探索如(ru)何減(jian)少或者(zhe)避免磁(ci)(ci)(ci)后(hou)效(xiao)(xiao)現象(xiang)。