磁化是進行漏磁檢測的第一步。在不(bu)銹鋼管漏磁檢測中一般采用(yong)直流磁化,磁化場的方向和強度不(bu)隨時(shi)間變化。鋼管被磁化后,在線亞洲日產一區二區:不銹鋼管中阻隔磁(ci)力(li)線的(de)(de)缺陷將(jiang)產生漏(lou)磁(ci)場(chang)(chang)。漏(lou)磁(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)大小(xiao)與鋼管(guan)的(de)(de)磁(ci)化狀(zhuang)態呈(cheng)非線性(xing)相關,同(tong)時與缺陷的(de)(de)形(xing)態對應。磁(ci)化狀(zhuang)態主要指(zhi)磁(ci)化場(chang)(chang)的(de)(de)方向與強度等(deng)。由于磁(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)矢量特(te)性(xing),在不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)的磁化(hua)(hua)方法和磁化(hua)(hua)器的設計中(zhong),特別(bie)需(xu)要(yao)關(guan)注的是(shi)磁化(hua)(hua)場(chang)的相對方向(xiang),包括磁化(hua)(hua)場(chang)與鋼(gang)管(guan)軸線的夾角、磁化(hua)(hua)場(chang)與鋼(gang)管(guan)表(biao)面法向(xiang)的夾角、磁化(hua)(hua)場(chang)與裂紋(wen)走向(xiang)的夾角等(deng)。此外,不銹鋼管經漏磁(ci)檢測后需要進行(xing)退磁(ci)處理,消除剩磁(ci)對(dui)后續加工、運輸和使用的影(ying)響。
如(ru)圖(tu)2-1所示,將一(yi)個對外(wai)界完全沒有磁(ci)(ci)(ci)性的(de)鋼鐵(tie)試件(jian)放在磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)中(zhong),它將受到磁(ci)(ci)(ci)化(hua)。如(ru)果磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)強度H從(cong)0開始逐漸(jian)增(zeng)加,則試件(jian)中(zhong)的(de)磁(ci)(ci)(ci)感應(ying)強度B也將逐漸(jian)增(zeng)加至飽和(he)。這種反映磁(ci)(ci)(ci)材料磁(ci)(ci)(ci)感應(ying)強度B與磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)強度H變(bian)化(hua)規律的(de)曲線(xian)B=f(H),稱為(wei)材料的(de)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)曲線(xian)。
從圖2-1中(zhong)可(ke)以(yi)看出(chu),當把(ba)鐵(tie)磁(ci)(ci)(ci)材料(liao)置于外加(jia)磁(ci)(ci)(ci)場中(zhong)時(shi)(shi)(shi)(shi),其磁(ci)(ci)(ci)感應強(qiang)度B將(jiang)明顯地增(zeng)大(da),產(chan)生(sheng)比(bi)原來磁(ci)(ci)(ci)化場大(da)得多(duo)(10~105倍)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場。B與(yu)H之間存在(zai)著非(fei)線性關系。當H逐漸(jian)增(zeng)大(da)時(shi)(shi)(shi)(shi),B也增(zeng)加(jia),但上升緩(huan)(huan)慢,說明此(ci)時(shi)(shi)(shi)(shi)磁(ci)(ci)(ci)疇(chou)剛開始中(zhong)擴張,磁(ci)(ci)(ci)化緩(huan)(huan)慢,磁(ci)(ci)(ci)化很不充分(fen)。當H繼續(xu)增(zeng)大(da)時(shi)(shi)(shi)(shi),B急驟(zou)增(zeng)加(jia),幾乎(hu)呈直(zhi)線上升,此(ci)時(shi)(shi)(shi)(shi)磁(ci)(ci)(ci)疇(chou)疇(chou)壁位移加(jia)速,B值上升很快,材料(liao)得到(dao)急劇磁(ci)(ci)(ci)化。在(zai)此(ci)階(jie)段,B值的(de)(de)上升不是(shi)平滑的(de)(de),而是(shi)階(jie)梯跳躍式的(de)(de),并(bing)產(chan)生(sheng)稱(cheng)之為“巴克豪森效應”的(de)(de)現(xian)象。當H進一步增(zeng)大(da)時(shi)(shi)(shi)(shi),B的(de)(de)增(zeng)加(jia)又變(bian)得緩(huan)(huan)慢,產(chan)生(sheng)了(le)一個轉(zhuan)折,這時(shi)(shi)(shi)(shi)磁(ci)(ci)(ci)疇(chou)疇(chou)壁擴張已(yi)近(jin)尾(wei)聲,代之以(yi)磁(ci)(ci)(ci)疇(chou)磁(ci)(ci)(ci)矩(ju)的(de)(de)轉(zhuan)動為主。之后,H值即使再增(zeng)加(jia),B卻幾乎(hu)不再增(zeng)加(jia),此(ci)時(shi)(shi)(shi)(shi)磁(ci)(ci)(ci)疇(chou)平行排列的(de)(de)過(guo)程已(yi)基(ji)本結(jie)束,鐵(tie)磁(ci)(ci)(ci)質的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)化過(guo)程基(ji)本結(jie)束,材料(liao)磁(ci)(ci)(ci)化已(yi)經達到(dao)飽和。因此(ci),鐵(tie)磁(ci)(ci)(ci)材料(liao)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)化曲線是(shi)非(fei)線性的(de)(de)。
從圖2-1中還可以看(kan)出,對于真(zhen)空(kong)中的(de)磁(ci)感應強度,因磁(ci)導率(lv)為定(ding)值,真(zhen)空(kong)0r的(de)磁(ci)化(hua)曲線(xian)為一斜(xie)率(lv)恒定(ding)的(de)直線(xian)。而對于鐵磁(ci)材料磁(ci)化(hua)曲線(xian)的(de)斜(xie)率(lv),在不同的(de)磁(ci)化(hua)階段是變化(hua)的(de)。當(dang)H開始增加時(shi),超(chao)初HFe值增加,但到最大(da)值后就下降。下降到一定(ding)程度時(shi),μFe值變化(hua)趨緩。
不銹鋼管作為一種典型的鐵磁性材料,進行漏磁檢測的前提是對鋼管進行有效的磁化。根據圖2-1可知,當外激勵磁場強度太小時,鋼管磁感應強度太低,則缺陷不能激發出足夠強度的漏磁場;隨著激勵磁場強度的不斷增加,磁感應強度急劇增加,缺陷漏磁場強度不斷增加;當鋼管被磁化至飽和狀態時,缺陷漏磁場強度將基本保持不變。此時,如果繼續不斷增加外激勵磁場的強度,由于會形成背景磁場的壓縮效應,缺陷漏磁場強度將出現減小的情況,而此時噪聲則不斷增加,從而造成缺陷信噪比降低。因此,將鋼管磁化至飽和狀態是獲得高靈敏度和高信噪比的最佳檢測條件,過弱或過強的外激勵磁場都會影響檢測效果。
此外,對不銹鋼管進行局部磁化時,存在有效均勻磁化區域。有效均勻磁化區域的含義是指被檢測區域的鋼管必須磁化均勻,也即相同形態的缺陷在該區域內的任何位置都產生相同的漏磁場強度。因此,在設計磁化器時,需要同時滿足對鋼管進行飽和磁化與均勻磁化的要求。