在不銹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(ci)化過(guo)程中,不需(xu)要考慮磁(ci)化建(jian)立(li)(li)所(suo)需(xu)的(de)時間(jian);在高速漏磁(ci)檢測中,這一建(jian)立(li)(li)時間(jian)雖(sui)然非常短,但影響(xiang)重(zhong)大(da)。磁(ci)感(gan)應強(qiang)度(du)(du)(或磁(ci)化強(qiang)度(du)(du))隨磁(ci)場變(bian)化的(de)延遲現象(xiang)稱為磁(ci)后效現象(xiang)。如圖(tu)5-41所(suo)示(shi),當外磁(ci)場從0突然階躍變(bian)化到時,磁(ci)性材(cai)料的(de)磁(ci)感(gan)應強(qiang)度(du)(du)并不是立(li)(li)即(ji)全部達(da)到穩定(ding)(ding)值Bm,而是一部分瞬時到達(da)B2另(ling)一部分緩慢趨近(jin)穩定(ding)(ding)值。
磁(ci)(ci)化強度逐漸達到穩定狀態的時間(jian)稱為(wei)磁(ci)(ci)化弛(chi)豫時間(jian),這一過程稱為(wei)磁(ci)(ci)化弛(chi)豫過程。單弛(chi)豫時間(jian)磁(ci)(ci)后效(xiao)可表示為(wei)
B-B2=(Bm-B2)x(1-e-/t) (5-14)
式中,B為(wei)任一時刻的(de)磁(ci)感應(ying)強度(du);B2為(wei)瞬時達到的(de)那(nei)部分磁(ci)感應(ying)強度(du);Bm為(wei)穩定后的(de)磁(ci)感應(ying)強度(du),τ為(wei)弛豫時間參量。
當鐵磁體被磁化時,磁矩的(de)(de)方(fang)向將發(fa)生變化,而(er)且為了滿足自由能最低的(de)(de)要求(qiu),價電子也在(zai)離子之間(jian)擴(kuo)(kuo)(kuo)散,但(dan)這種擴(kuo)(kuo)(kuo)散不(bu)是和磁場的(de)(de)變化同時完成的(de)(de),在(zai)時間(jian)上有一(yi)(yi)定(ding)(ding)的(de)(de)滯后性。根據一(yi)(yi)般電子或離子擴(kuo)(kuo)(kuo)散理論,電子或離子的(de)(de)擴(kuo)(kuo)(kuo)散是具有一(yi)(yi)定(ding)(ding)弛豫時間(jian)的(de)(de),弛豫時間(jian)τ為
由(you)式(5-15)可知,升高溫度會使弛豫時間減少(shao),但在實際檢測過程(cheng)中不可行。
在不銹(xiu)鋼管(guan)進入磁(ci)(ci)化(hua)線圈后,鋼管(guan)中發生的(de)(de)(de)變化(hua)有(you)(you):磁(ci)(ci)疇壁(bi)的(de)(de)(de)位移(yi)、磁(ci)(ci)化(hua)矢(shi)量的(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)動(dong)(dong)、價電子在離子之間的(de)(de)(de)擴散。這三種過程(cheng)都會有(you)(you)一(yi)定的(de)(de)(de)阻尼(ni),不銹(xiu)鋼管(guan)中磁(ci)(ci)感應(ying)強度的(de)(de)(de)變化(hua)不能(neng)瞬(shun)間完成。磁(ci)(ci)疇壁(bi)位移(yi)的(de)(de)(de)阻力(li)主要(yao)來自(zi)材料內部(bu)結構的(de)(de)(de)不均(jun)勻,如(ru)內應(ying)力(li)的(de)(de)(de)不均(jun)勻和雜質空洞分(fen)布(bu)的(de)(de)(de)不均(jun)勻。對(dui)(dui)于(yu)磁(ci)(ci)化(hua)矢(shi)量的(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)動(dong)(dong),由于(yu)其在外磁(ci)(ci)場作用下(xia)完成,故需考慮靜磁(ci)(ci)能(neng)。磁(ci)(ci)矩(ju)轉(zhuan)(zhuan)動(dong)(dong)是在晶格上進行的(de)(de)(de),所以又(you)要(yao)考慮晶格各(ge)(ge)向異性能(neng),如(ru)果物質中有(you)(you)應(ying)力(li),就會產生另一(yi)種各(ge)(ge)向異性能(neng),同樣會對(dui)(dui)晶格轉(zhuan)(zhuan)動(dong)(dong)起阻礙作用。因此,弛豫時間受多種因素的(de)(de)(de)影響,目前還沒有(you)(you)直接的(de)(de)(de)理論計算方(fang)法。
在不(bu)銹鋼管漏磁(ci)檢(jian)測中(zhong),隨著磁(ci)化器與被測構件(jian)間相對(dui)運動速度的(de)提(ti)高,磁(ci)后效現象的(de)影(ying)響不(bu)能忽略。可以采用加長(chang)沿(yan)磁(ci)化場方向上的(de)磁(ci)化器長(chang)度來減小這一影(ying)響,但對(dui)具有(you)回轉運動的(de)循環磁(ci)化過程,磁(ci)后效現象將會直(zhi)接影(ying)響漏磁(ci)檢(jian)測的(de)靈敏度,并且(qie)難以消(xiao)除(chu)。
為此,在理論(lun)上和(he)試(shi)驗中,一(yi)方面尋求不銹(xiu)鋼管磁化弛豫時(shi)(shi)間的計算和(he)測(ce)量方法(fa)(fa),將有利于精確評價磁后效(xiao)的影響(xiang)程度;另一(yi)方面,尋求新的漏磁檢(jian)測(ce)方法(fa)(fa)來(lai)消除磁后效(xiao)影響(xiang),將是高速(su)或超高速(su)漏磁檢(jian)測(ce)需(xu)要研究的問題(ti)。對此,在研制(zhi)高速(su)漏磁檢(jian)測(ce)設備(bei)時(shi)(shi),應盡可能地去探索如(ru)何減少或者避(bi)免磁后效(xiao)現象。