漏磁檢測中磁化場方向要盡量與裂紋走向垂直，該裂紋才能夠被激發出最大的漏磁場。按照裂紋相對于不銹鋼管的走向，裂紋缺陷主要分為：軸向裂紋和周向裂紋。軸向裂紋平行于鋼管軸向，周向裂紋沿鋼管的周向。因此，漏磁檢測形成了鋼管軸向磁化檢測周向裂紋和周向磁化檢測軸向裂紋的兩種基本檢測形式，對應的檢測設備結構也分為兩種：周向裂紋漏磁檢測主機和軸向裂紋漏磁檢測主機。
不銹鋼管的軸向磁化通常采用穿過式磁化線圈，如圖2-2a所示，在鋼管軸向局部形成磁化區域，如圖2-2b所示。當檢測敏感探頭的覆蓋范圍大于360°時，即可實現無漏檢測。
不銹鋼管軸向磁化檢測周向裂紋的具體實施較為簡單，檢測時的相對掃查運動也只需要軸向直線運動方式。然而，對于不(bu)銹(xiu)鋼管周向磁化檢測軸向裂紋的實施則較為復雜，其磁化方式通常采用正對的周向磁化極對加以完成，如圖2-3a所示。在兩磁極正對的管壁中央區形成均勻的磁化場，對該區域內（DZ或DZ＇）的軸向裂紋激發漏磁場。通過有限元仿真計算可以看出，在磁極正對的管壁處，形成的磁化并非均勻且磁力線方向也不一致，不可能激發出合適的漏磁場，所以該區域為軸向裂紋檢測的盲區，如圖2-3b所示。
軸(zhou)向裂(lie)(lie)紋(wen)檢(jian)測(ce)探(tan)頭(tou)最好布(bu)置于兩(liang)磁(ci)(ci)極正對(dui)的(de)(de)(de)管(guan)壁中央區(qu)的(de)(de)(de)軸(zhou)平(ping)面上，為此，只(zhi)有檢(jian)測(ce)探(tan)頭(tou)與(yu)鋼(gang)管(guan)之間實(shi)現相對(dui)螺旋掃查(cha)才能(neng)達(da)到無(wu)盲區(qu)檢(jian)測(ce)。所(suo)以，為了完(wan)成鋼(gang)管(guan)上軸(zhou)／周(zhou)(zhou)向裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)全面檢(jian)測(ce)，通常(chang)需要兩(liang)種(zhong)獨立的(de)(de)(de)檢(jian)測(ce)單(dan)(dan)元：周(zhou)(zhou)向裂(lie)(lie)紋(wen)檢(jian)測(ce)單(dan)(dan)元和(he)軸(zhou)向裂(lie)(lie)紋(wen)檢(jian)測(ce)單(dan)(dan)元。檢(jian)測(ce)探(tan)頭(tou)與(yu)鋼(gang)管(guan)之間的(de)(de)(de)相對(dui)螺旋掃查(cha)運(yun)動有兩(liang)種(zhong)組合(he)形式：①. 探(tan)頭(tou)固定，鋼(gang)管(guan)做螺旋推(tui)進(jin)；②. 軸(zhou)向裂(lie)(lie)紋(wen)檢(jian)測(ce)單(dan)(dan)元的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)化器與(yu)探(tan)頭(tou)一起旋轉，鋼(gang)管(guan)做直線運(yun)動，分別如圖2-4a、b所(suo)示。
一、軸(zhou)向磁化方法與軸(zhou)向磁化器
根據垂直(zhi)磁化(hua)基(ji)本理論，漏磁檢(jian)測(ce)(ce)(ce)中(zhong)形(xing)成了鋼(gang)管(guan)軸(zhou)向磁化(hua)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)周(zhou)(zhou)向裂(lie)紋(wen)的(de)基(ji)本檢(jian)測(ce)(ce)(ce)形(xing)式(shi)(shi)和設備結(jie)構(gou)。目前主要有兩種驅動方式(shi)(shi)，一種是鋼(gang)管(guan)直(zhi)線(xian)前進，周(zhou)(zhou)向裂(lie)紋(wen)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)探頭(tou)沿圓周(zhou)(zhou)方向包圍鋼(gang)管(guan)的(de)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)方法(fa)(fa)；另一種是鋼(gang)管(guan)螺旋前進，周(zhou)(zhou)向裂(lie)紋(wen)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)探頭(tou)沿軸(zhou)向覆蓋鋼(gang)管(guan)的(de)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)方法(fa)(fa)。這兩種檢(jian)測(ce)(ce)(ce)形(xing)式(shi)(shi)的(de)前提是相同(tong)的(de)，即需要磁化(hua)器產生(sheng)(sheng)合(he)適(shi)的(de)軸(zhou)向磁化(hua)場(chang)，以激勵周(zhou)(zhou)向裂(lie)紋(wen)產生(sheng)(sheng)足夠強(qiang)度的(de)漏磁場(chang)。
不(bu)銹鋼管軸向磁化通常采用穿過式線圈磁化器產生軸向磁化場，如圖2-5所示，主要分為單線圈磁化和雙線圈磁化兩種形式。單線圈磁化時，檢測探頭一般放置在磁化線圈內部；雙線圈磁化時，檢測探頭放置在兩個線圈之間。由此可見，由于檢測探頭布置空間的需要，相對于單線圈而言，鋼管與雙線圈的耦合度更高。
1. 單(dan)線圈磁化器及特點(dian)
如圖2-5a所示(shi)，單線(xian)圈(quan)(quan)磁(ci)(ci)化器(qi)是(shi)目前(qian)軸向磁(ci)(ci)化器(qi)的主要形式(shi)之一。此種磁(ci)(ci)化器(qi)結構簡(jian)單，成本(ben)相對較(jiao)低。但是(shi)，因檢(jian)測(ce)探(tan)頭(tou)需放(fang)置在線(xian)圈(quan)(quan)內(nei)部，造成線(xian)圈(quan)(quan)內(nei)徑相對鋼(gang)(gang)管(guan)外徑較(jiao)大，鋼(gang)(gang)管(guan)與(yu)線(xian)圈(quan)(quan)的耦合度較(jiao)低，影響(xiang)磁(ci)(ci)化效果。
單勵(li)磁(ci)線(xian)圈結構如圖2-6所(suo)示，其主要參數(shu)包(bao)括(kuo)線(xian)圈匝數(shu)nc 線(xian)圈電流(liu)Ic、線(xian)圈外徑dc1、線(xian)圈內徑dc2、線(xian)圈厚度Te。以及內部漆包(bao)線(xian)直徑 dcw。
勵磁線圈的磁化能力主要由線圈的安匝數以及線圈與鋼管的耦合度決定。漆包線直徑越大，其能夠承受的電流越大，也帶來更加嚴重的散熱問題；線圈內徑越小，與不銹鋼管的耦合度越高，磁化效果越好，但需留足空間以保證不銹鋼管順利通過。
以(yi)下舉例說明線(xian)圈結(jie)構與設計過程(cheng)。
討論(lun)壁(bi)厚(hou)為(wei)9.19mm、直(zhi)徑(jing)為(wei)127mm不銹鋼(gang)管的(de)單勵(li)(li)(li)磁線(xian)(xian)圈(quan)設計，如圖(tu)2-7所示。保持勵(li)(li)(li)磁線(xian)(xian)圈(quan)的(de)安匝數(shu)(shu)和線(xian)(xian)圈(quan)內徑(jing)不變，改變線(xian)(xian)圖(tu)2-6 單勵(li)(li)(li)磁線(xian)(xian)圈(quan)結構(gou)(gou)圈(quan)厚(hou)度和線(xian)(xian)圈(quan)外(wai)徑(jing)，得(de)到不同結構(gou)(gou)參(can)數(shu)(shu)的(de)單勵(li)(li)(li)磁線(xian)(xian)圈(quan)。進一步，通過仿真(zhen)計算，選擇磁化效(xiao)果相對較好，并且線(xian)(xian)圈(quan)厚(hou)度、質量均滿足實際要求(qiu)的(de)勵(li)(li)(li)磁線(xian)(xian)圈(quan)，具體參(can)數(shu)(shu)選取(qu)如下。
a. 線(xian)(xian)(xian)圈安匝數(shu)：線(xian)(xian)(xian)圈安匝數(shu)主要根據鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)磁化(hua)特性曲線(xian)(xian)(xian)，以及(ji)鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)內外(wai)徑尺ru寸進行選(xuan)取。針對以上尺寸鋼(gang)管(guan)(guan)，n。初步選(xuan)取2000匝，漆包線(xian)(xian)(xian)直(zhi)徑dcw取1.7mm，單根漆包線(xian)(xian)(xian)能夠承受的(de)最大(da)電流(liu)為20A，實際磁化(hua)過(guo)程中取10A。
b. 線圈(quan)內(nei)徑dc2：由于(yu)鋼(gang)管的直線度(du)(du)誤差，以及輸送輥道的制造安裝(zhuang)誤差，鋼(gang)管在前(qian)進過程(cheng)中不可(ke)避免地存在多(duo)自由度(du)(du)擺動(dong)。為使(shi)鋼(gang)管順利通過線圈(quan)而不發生碰撞，并(bing)盡量形成(cheng)最好的磁化效果，d2初步選(xuan)取(qu)284mm。
c. 線圈厚(hou)度：線圈厚(hou)度是需要優化(hua)的指標之一(yi)，線圈厚(hou)度依(yi)次取130mm、120mm、110mm、100mm、90mm、80mm、70mm、60mm、50mm、40mm和(he)30mm。
d. 線(xian)(xian)圈(quan)外徑(jing)dcl：保證(zheng)線(xian)(xian)圈(quan)的匝數(shu)不(bu)變，在線(xian)(xian)圈(quan)厚(hou)度變化(hua)時，外徑(jing)也做相應調整(zheng)。對應上述(shu)的線(xian)(xian)圈(quan)厚(hou)度，線(xian)(xian)圈(quan)外徑(jing)依次取ф354.2mm、φ360mm、φ366.9mm、φ375.2mm、ф385.4mm、φ398mm、φ414mm、Φ436mm、φ466.4mm、φ512mm 和(he)φ588mm。
對(dui)不同結構參數的(de)單(dan)勵(li)(li)磁線圈(quan)磁化(hua)(hua)效果進(jin)行量化(hua)(hua)分析，利用仿真方法對(dui)單(dan)勵(li)(li)磁線圈(quan)磁化(hua)(hua)鋼(gang)管管體的(de)過程(cheng)依次進(jin)行求解，各個線圈(quan)的(de)具(ju)體參數如圖2-8所(suo)示。
提取不銹鋼管管體內部軸向磁感應強度B2，得到圖2-9所示曲線。從圖中可以看出，不同參數單勵磁線圈對鋼管管體的磁化效果不同。為進一步評估各勵磁線圈的磁化效果，提取不同參數單勵磁線圈磁化時管體內部最大磁感應強度值，用max表示，得到圖2-10所示曲線。
從(cong)圖2-10中可以看(kan)出(chu)，隨著線(xian)(xian)圈厚度的不(bu)斷增加(jia)，鋼(gang)管(guan)(guan)體內的Bmax急劇增大(da)，當(dang)線(xian)(xian)圈厚度達(da)到(dao)100mm時，鋼(gang)管(guan)(guan)體內磁(ci)感應(ying)強度基本(ben)達(da)到(dao)最大(da)值。此(ci)后，繼續增大(da)線(xian)(xian)圈厚度，鋼(gang)管(guan)(guan)體內的Bmax基本(ben)保持不(bu)變。此(ci)外，從(cong)圖2-9中可以看(kan)出(chu)，當(dang)采用(yong)單勵磁(ci)線(xian)(xian)圈對不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)進行磁(ci)化(hua)時，管(guan)(guan)體內磁(ci)感應(ying)強度軸向均勻性較(jiao)差。
根據(ju)式（2-3），計(ji)算圖(tu)2-8所(suo)示(shi)不同參數(shu)勵(li)(li)磁(ci)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)的質量(liang)(liang)，如圖(tu)2-11所(suo)示(shi)。從圖(tu)中(zhong)可(ke)以看出，隨(sui)著(zhu)勵(li)(li)磁(ci)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)厚度(du)(du)不斷增(zeng)加，其質量(liang)(liang)逐漸減(jian)(jian)小。當勵(li)(li)磁(ci)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)厚度(du)(du)較小時，隨(sui)著(zhu)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)厚度(du)(du)增(zeng)加，勵(li)(li)磁(ci)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)質量(liang)(liang)減(jian)(jian)少(shao)較快(kuai)；當勵(li)(li)磁(ci)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)厚度(du)(du)大于100mm時，勵(li)(li)磁(ci)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)質量(liang)(liang)減(jian)(jian)少(shao)速度(du)(du)趨緩。
綜(zong)上(shang)，根據磁(ci)(ci)(ci)化效果與線(xian)圈(quan)質量，針(zhen)對φ127mm鋼管(guan)(guan)可優化選擇(ze)厚(hou)度(du)參數即(ji)磁(ci)(ci)(ci)化線(xian)圈(quan)內徑為(wei)284mm，外(wai)徑為(wei)375.2mm，厚(hou)度(du)為(wei)100mm。對該勵(li)磁(ci)(ci)(ci)線(xian)圈(quan)磁(ci)(ci)(ci)化鋼管(guan)(guan)管(guan)(guan)體的過程進(jin)行有限元仿真(zhen)計算，圖2-12所(suo)示(shi)為(wei)磁(ci)(ci)(ci)力線(xian)密度(du)分布圖，圖2-13所(suo)示(shi)為(wei)磁(ci)(ci)(ci)感應強度(du)等值云圖。
從(cong)(cong)圖2-12中(zhong)可以(yi)看(kan)出(chu)，勵磁(ci)(ci)(ci)線圈產生(sheng)的(de)磁(ci)(ci)(ci)力(li)線大部分都從(cong)(cong)鋼管(guan)管(guan)體(ti)中(zhong)通過，這是由于(yu)鋼管(guan)的(de)磁(ci)(ci)(ci)導率(lv)遠(yuan)大于(yu)空氣(qi)的(de)磁(ci)(ci)(ci)導率(lv)。從(cong)(cong)圖2-13中(zhong)可以(yi)看(kan)出(chu)，管(guan)體(ti)內(nei)的(de)最大磁(ci)(ci)(ci)感應(ying)強度點位于(yu)線圈中(zhong)心(xin)位置，最大值為(wei)Bmax=2.314T。另外，管(guan)體(ti)內(nei)的(de)磁(ci)(ci)(ci)感應(ying)強度隨著遠(yuan)離線圈中(zhong)心(xin)呈現逐漸(jian)下降的(de)趨勢。
2. 雙(shuang)線圈磁化器及特點
雙線(xian)圈磁化方式如圖2-5b所示，檢測探頭放(fang)置在兩個線(xian)圈之間(jian)，這(zhe)樣可減小(xiao)線(xian)圈內(nei)徑(jing)，提高磁化效(xiao)率。當然(ran)，磁化器設備(bei)成本也更高。雙線(xian)圈磁化器在鋼管(guan)內(nei)更易形成密(mi)集均勻的(de)軸向磁化場，有利于提高檢測靈(ling)敏度和一致性。為(wei)了保證檢測區域中(zhong)相同(tong)(tong)形態的(de)缺(que)陷產生(sheng)相同(tong)(tong)的(de)漏磁信號，鋼管(guan)由(you)線(xian)圈磁化后，必(bi)須保證磁感應強度的(de)軸向均勻性。
在不銹鋼管高速生產線上配置的周向裂紋漏磁檢測設備，一般采用雙勵磁線圈對鋼管管體進行軸向磁化。在得到單勵磁線圈的具體參數之后，需要對雙勵磁線圈間距L。c進行優化，以形成足夠強度的軸向均勻場。如雙勵磁線圈間距L。。過小，則無法滿足軸向磁化均勻的要求；如間距過大，則無法滿足磁化強度的要求。
雙勵磁(ci)線圈磁(ci)化鋼管管體示意圖(tu)如圖(tu)2-14所示。為得到合理的線圈間距，計(ji)算(suan)過程中(zhong)Lcc依次取20mm、40mm、60mm、80mm、100mm、140mm、180mm、220mm、260mm、300mm、340mm、380mm、440mm和500mm。
提取鋼管(guan)管(guan)體內部軸向(xiang)(xiang)磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應強(qiang)(qiang)(qiang)度B2，如(ru)圖2-15所(suo)示。從(cong)圖中(zhong)可以(yi)看出，當Lcc較(jiao)小(xiao)時(shi)，管(guan)體內部存在一個磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應強(qiang)(qiang)(qiang)度極(ji)大(da)(da)值(zhi)點(dian)，并位于兩(liang)(liang)(liang)線(xian)圈(quan)的(de)(de)中(zhong)間位置；隨(sui)著Lcc不斷增大(da)(da)，極(ji)大(da)(da)值(zhi)點(dian)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應強(qiang)(qiang)(qiang)度逐漸減小(xiao)，當Lcc≥140mm時(shi)，管(guan)體內部則出現兩(liang)(liang)(liang)個磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應強(qiang)(qiang)(qiang)度極(ji)大(da)(da)值(zhi)點(dian)，并且兩(liang)(liang)(liang)極(ji)大(da)(da)值(zhi)點(dian)的(de)(de)距(ju)離不斷增大(da)(da)，且兩(liang)(liang)(liang)線(xian)圈(quan)中(zhong)心處的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應強(qiang)(qiang)(qiang)度逐漸變小(xiao)。特別地，當Lcc=100mm時(shi)，鋼管(guan)管(guan)體具有較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應強(qiang)(qiang)(qiang)度和較(jiao)好的(de)(de)軸向(xiang)(xiang)磁(ci)(ci)(ci)化均勻(yun)區(qu)域(yu)，均勻(yun)區(qu)域(yu)軸向(xiang)(xiang)長(chang)度約(yue)為200mm。綜合(he)考慮磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應強(qiang)(qiang)(qiang)度和均勻(yun)性要(yao)求(qiu)，雙勵磁(ci)(ci)(ci)線(xian)圈(quan)間距(ju)Lcc取100mm較(jiao)為合(he)適。
二(er)、周(zhou)向磁(ci)化(hua)方(fang)法與周(zhou)向磁(ci)化(hua)器
不(bu)銹鋼管軸向裂紋檢測的基礎是產生足夠強度和均勻性的周向磁化場。如2-16所示，由于鋼管圓周狀的幾何形態，周向磁化時磁力線難以全部沿鋼管周向從管壁內通過，始終會有一部分磁通會擴散到空氣中，導致在磁極處磁場最強，在兩磁極正中間的鋼管區域磁場最弱。磁極在鋼管軸向方向的長度有限，因此，磁化場覆蓋的軸向區域也是有限的。在設計磁化線圈磁化能力時，主要考慮鋼管的磁化特性曲線、不銹鋼管內外徑尺寸以及檢測區域的軸向長度。
周向磁(ci)(ci)化場是(shi)由(you)繞(rao)在磁(ci)(ci)極(ji)上的(de)線圈產生(sheng)的(de)。磁(ci)(ci)極(ji)正對的(de)管壁磁(ci)(ci)化不均勻，且(qie)管壁與極(ji)靴之間的(de)背景磁(ci)(ci)場分布(bu)雜亂(luan)。然而，在遠離兩磁(ci)(ci)極(ji)的(de)管壁中央區域，磁(ci)(ci)場分布(bu)較均勻，因此(ci)，一般將(jiang)條形陣列探頭布(bu)置在該(gai)區域，如(ru)2-16所示，并(bing)且(qie)其長(chang)(chang)度必須小于或等(deng)于均勻磁(ci)(ci)化區域的(de)軸向長(chang)(chang)度。
如圖2-17所示，為實(shi)現軸向裂紋(wen)的(de)全(quan)覆(fu)蓋檢測，一般采用(yong)探頭與鋼管(guan)表面(mian)之間的(de)螺旋(xuan)掃(sao)查來完成。對于雙探頭檢測布(bu)置，在掃(sao)查過(guo)程(cheng)中需(xu)滿足條件(jian)
2Ls≥P (2-4) 式中，Ls為單個縱向探頭的有效長度；為鋼管表面形(xing)成的掃查螺距。
鋼管(guan)(guan)直(zhi)線前進的(de)速度v。與螺距(ju)P的(de)關系為 Va=ntP (2-5) 式中，n為鋼管(guan)(guan)旋(xuan)轉速度。
由此可(ke)見，在高(gao)速漏磁(ci)檢測中可(ke)通過增(zeng)大螺距P來(lai)提(ti)高(gao)檢測速度(du)Va0但是，根據式（2-4）可(ke)知，為了保證軸向裂(lie)紋的全覆蓋(gai)掃查，必(bi)須增(zeng)大單個探頭的軸向有效掃查范圍，此時鋼管中的均勻磁(ci)化區域的軸向長度(du)也需(xu)要相(xiang)應增(zeng)加。
舉(ju)例分析(xi)如下：
圖2-18a所示為常用的鋼管周向磁化結構，鋼管外徑為90mm，壁厚為8mm，磁極靴尺寸為200mm（00mm（長）×40mm（寬）×50mm（（高），磁極靴底面到鋼管外表面的距離為15mm，勵磁線圈參數為15000安匝。仿真分析得到不銹鋼管表面磁感應強度分布云圖如圖2-18b所示，為了便于觀察，將鋼管的側面展開成了一個平面，從圖中可以看出這種磁極形式得到的均勻磁化區域較小。
進(jin)一步(bu)分析磁化(hua)不均勻帶來的檢測不一致性問題。
在圖2-18b中給出的三個位置處分別設置三個尺寸相同的軸向裂紋，位置1為不(bu)銹鋼管側面的正中心，位置2與位置1之間的軸向距離為50mm，位置3與位置1之間的軸向距離為100mm，裂紋尺寸為20mm20mm（長）×3mm（寬）×2mm（深）深），圖2-19給出了在三個不同位置處的裂紋漏磁檢測信號。
從圖2-19中(zhong)可以看出，如果陣列探(tan)頭(tou)(tou)同時掃查到了(le)(le)三個缺陷，則尺寸相同的裂紋產生的漏磁檢測(ce)信號(hao)幅值(zhi)與基線均出現了(le)(le)嚴(yan)重的不(bu)一致，從而(er)無法對缺陷進行精(jing)確的定量評價(jia)，因此，探(tan)頭(tou)(tou)長度必須小于(yu)200mm。
為了提高檢測(ce)速度，需要使陣(zhen)列探頭在軸(zhou)(zhou)向(xiang)上(shang)有(you)足(zu)夠的(de)(de)長(chang)度。然而(er)鋼(gang)管磁感應強(qiang)度在軸(zhou)(zhou)向(xiang)上(shang)的(de)(de)非均勻(yun)性限制(zhi)了陣(zhen)列探頭沿軸(zhou)(zhou)向(xiang)布置的(de)(de)有(you)效長(chang)度，解決這(zhe)一矛(mao)盾最為關鍵的(de)(de)問題(ti)就是如(ru)何在鋼(gang)管表面建(jian)立更大(da)范圍的(de)(de)均勻(yun)磁場。
對此，在原(yuan)有磁(ci)極的(de)(de)(de)下方加上一個導(dao)(dao)(dao)磁(ci)板(ban)，將一部分(fen)磁(ci)場導(dao)(dao)(dao)入遠離磁(ci)極的(de)(de)(de)區域，從而可擴大(da)磁(ci)場在軸(zhou)向上的(de)(de)(de)覆蓋(gai)范(fan)圍，如圖2-20a所示的(de)(de)(de)模型。模型中使用(yong)的(de)(de)(de)導(dao)(dao)(dao)磁(ci)板(ban)尺寸為300mm（長）×40mm（寬）×10mm（厚），保持導(dao)(dao)(dao)磁(ci)板(ban)底面到鋼管外表面的(de)(de)(de)距(ju)離為15mm。增加該導(dao)(dao)(dao)磁(ci)板(ban)后，仿真獲(huo)得的(de)(de)(de)鋼管表面的(de)(de)(de)磁(ci)場分(fen)布云圖如圖2-20b所示。
從圖(tu)2-20b中(zhong)可以看出(chu)，與常規(gui)磁(ci)極相比，增(zeng)加導磁(ci)板之后(hou)，磁(ci)場(chang)覆(fu)蓋的范(fan)圍有所增(zeng)大，而且磁(ci)場(chang)分布也更加均(jun)勻，起到了(le)一(yi)定的優化效果。另(ling)一(yi)方面，通過觀察磁(ci)場(chang)分布云圖(tu)可以發現，鋼管表面中(zhong)間部(bu)位的磁(ci)場(chang)要比兩邊稍強(qiang)，所以，進一(yi)步地，需(xu)要消除(chu)或者減(jian)弱周向磁(ci)化區域(yu)的磁(ci)化場(chang)強(qiang)度(du)差(cha)異(yi)。
如圖2-21a所示的極靴模型，在之前的導磁板上增開一個槽，這樣由于中間部位磁阻增大，一部分磁通就會往兩邊擴散，從而達到減弱中間磁場增大兩邊磁場的目的。模型中，開槽尺寸為150mm（長50mm（長）x40mm（寬）x5mm（m（深），獲得的不銹鋼管表面的磁場分布云圖如圖2-21b所示。
由圖2-21b可以看出，在(zai)磁(ci)極(ji)中部開槽之(zhi)后，均勻磁(ci)場(chang)的(de)區域進一步擴大。為了(le)更好地(di)比(bi)較上述(shu)三(san)種磁(ci)極(ji)的(de)磁(ci)化效果(guo)，在(zai)探頭(tou)所在(zai)位置沿鋼管軸向(xiang)取(qu)長度(du)為600mm的(de)路徑，得到路徑上各個點的(de)磁(ci)感應強度(du)，結(jie)果(guo)如圖2-22所示(shi)。
從圖(tu)中可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)，傳(chuan)統磁(ci)極磁(ci)化下的(de)均(jun)勻區域最(zui)小(xiao)，軸(zhou)向(xiang)長度(du)(du)約為(wei)(wei)150mm；增(zeng)加導磁(ci)板后，均(jun)勻磁(ci)場區域的(de)軸(zhou)向(xiang)長度(du)(du)增(zeng)加至180mm；如果在導磁(ci)板上開槽(cao)，均(jun)勻磁(ci)場區域的(de)軸(zhou)向(xiang)長度(du)(du)進一步擴大為(wei)(wei)240mm。
進一步在圖2-18b所示的(de)(de)三個(ge)不同位置設置尺寸相同的(de)(de)軸向裂紋，仿真獲得(de)缺陷的(de)(de)漏磁(ci)(ci)檢(jian)測信號，如圖2-23所示。從圖中可以看出，沿(yan)軸向距(ju)離100mm的(de)(de)兩個(ge)缺陷產生的(de)(de)漏磁(ci)(ci)信號幅值差異(yi)僅為0.5％，基(ji)線漂(piao)移(yi)量(liang)也基(ji)本(ben)相似。因此，圖2-21a所示的(de)(de)磁(ci)(ci)化極(ji)靴(xue)形(xing)式可基(ji)本(ben)滿足磁(ci)(ci)化的(de)(de)均勻(yun)性要求。
