在不銹(xiu)鋼管漏磁無損檢測中,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(gang)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。


  在靜態或低速磁化過程中,不需(xu)要考慮(lv)磁化建立(li)所需(xu)的時(shi)間;在高速漏磁檢測中,這一(yi)建立(li)時(shi)間雖然(ran)非常短,但(dan)影響重大。磁感應(ying)(ying)強度(du)(或磁化強度(du))隨(sui)磁場變(bian)化的延遲(chi)現象稱為磁后(hou)效現象。如圖5-41所示(shi),當(dang)外磁場從0突然(ran)階躍變(bian)化到(dao)時(shi),磁性材料的磁感應(ying)(ying)強度(du)并不是立(li)即全部達到(dao)穩定(ding)(ding)值Bm,而是一(yi)部分瞬時(shi)到(dao)達B2另一(yi)部分緩(huan)慢趨近穩定(ding)(ding)值。


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  磁化強(qiang)度逐漸達到穩定狀(zhuang)態的時間(jian)稱(cheng)為(wei)磁化弛(chi)豫時間(jian),這一過(guo)程稱(cheng)為(wei)磁化弛(chi)豫過(guo)程。單弛(chi)豫時間(jian)磁后效可(ke)表示為(wei)


    B-B2=(Bm-B2)x(1-e-/t)     (5-14)


  式中,B為任(ren)一時(shi)(shi)刻的磁感應(ying)強度;B2為瞬(shun)時(shi)(shi)達(da)到的那(nei)部分磁感應(ying)強度;Bm為穩定后(hou)的磁感應(ying)強度,τ為弛(chi)豫時(shi)(shi)間參(can)量。


  當鐵磁體(ti)被磁化(hua)(hua)時(shi)(shi),磁矩(ju)的(de)(de)(de)方向將發生變化(hua)(hua),而且為(wei)了滿足(zu)自由能最低的(de)(de)(de)要(yao)求,價(jia)電(dian)(dian)子(zi)也在離子(zi)之(zhi)間(jian)擴(kuo)(kuo)散,但(dan)這種(zhong)擴(kuo)(kuo)散不是和(he)磁場(chang)的(de)(de)(de)變化(hua)(hua)同(tong)時(shi)(shi)完成的(de)(de)(de),在時(shi)(shi)間(jian)上(shang)有一(yi)定的(de)(de)(de)滯(zhi)后性。根據一(yi)般(ban)電(dian)(dian)子(zi)或離子(zi)擴(kuo)(kuo)散理(li)論,電(dian)(dian)子(zi)或離子(zi)的(de)(de)(de)擴(kuo)(kuo)散是具有一(yi)定弛豫時(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)(de),弛豫時(shi)(shi)間(jian)τ為(wei)


  由式(5-15)可知,升高溫度會使(shi)弛豫時(shi)間(jian)減(jian)少,但在實際檢測過(guo)程中(zhong)不可行。


  在不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)進(jin)入磁(ci)(ci)化線圈后(hou),鋼(gang)管(guan)中(zhong)發生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化有(you):磁(ci)(ci)疇壁的(de)(de)(de)(de)(de)(de)位移(yi)、磁(ci)(ci)化矢量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)動(dong)、價電子(zi)在離子(zi)之間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)擴散。這三種(zhong)(zhong)過(guo)程都(dou)會(hui)(hui)有(you)一(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)阻尼,不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)中(zhong)磁(ci)(ci)感(gan)應強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化不(bu)能(neng)(neng)瞬間(jian)(jian)完成(cheng)。磁(ci)(ci)疇壁位移(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)阻力主要來自(zi)材料內部(bu)結構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)均勻(yun)(yun),如內應力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)均勻(yun)(yun)和雜質空洞分布的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)均勻(yun)(yun)。對(dui)于磁(ci)(ci)化矢量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)動(dong),由于其在外磁(ci)(ci)場(chang)作用下完成(cheng),故需考慮(lv)靜磁(ci)(ci)能(neng)(neng)。磁(ci)(ci)矩(ju)轉(zhuan)(zhuan)動(dong)是在晶格上進(jin)行的(de)(de)(de)(de)(de)(de),所以又要考慮(lv)晶格各向(xiang)異(yi)性能(neng)(neng),如果(guo)物質中(zhong)有(you)應力,就會(hui)(hui)產生另一(yi)種(zhong)(zhong)各向(xiang)異(yi)性能(neng)(neng),同樣會(hui)(hui)對(dui)晶格轉(zhuan)(zhuan)動(dong)起阻礙(ai)作用。因此,弛豫時(shi)間(jian)(jian)受多種(zhong)(zhong)因素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang),目前還沒(mei)有(you)直接的(de)(de)(de)(de)(de)(de)理論計算(suan)方法。


  在不(bu)銹鋼管漏磁檢測中,隨著(zhu)磁化(hua)(hua)器與被測構件(jian)間相對運動(dong)速(su)度(du)的提高,磁后效現象(xiang)的影(ying)響不(bu)能忽(hu)略。可以采用加長沿磁化(hua)(hua)場(chang)方向上的磁化(hua)(hua)器長度(du)來減(jian)小這一影(ying)響,但對具有回轉運動(dong)的循環磁化(hua)(hua)過程,磁后效現象(xiang)將會直(zhi)接影(ying)響漏磁檢測的靈敏度(du),并且難以消除。


  為此,在理論上(shang)和(he)試驗(yan)中,一(yi)方面(mian)尋求(qiu)不(bu)銹鋼管磁(ci)(ci)化(hua)弛豫時(shi)間的計算(suan)和(he)測(ce)量方法(fa),將有利于精確評價磁(ci)(ci)后效的影響程(cheng)度(du);另(ling)一(yi)方面(mian),尋求(qiu)新(xin)的漏(lou)磁(ci)(ci)檢測(ce)方法(fa)來消(xiao)除磁(ci)(ci)后效影響,將是高(gao)(gao)速或超高(gao)(gao)速漏(lou)磁(ci)(ci)檢測(ce)需(xu)要研(yan)究的問題。對此,在研(yan)制高(gao)(gao)速漏(lou)磁(ci)(ci)檢測(ce)設備時(shi),應盡(jin)可能(neng)地去(qu)探(tan)索如(ru)何減少或者避(bi)免磁(ci)(ci)后效現(xian)象。





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