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(bu)銹(xiu)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(xiu)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。
軸向(xiang)裂(lie)(lie)紋(wen)檢(jian)測(ce)(ce)探(tan)頭(tou)最(zui)好布置于(yu)兩(liang)磁極正對(dui)的(de)(de)管(guan)壁中(zhong)央區的(de)(de)軸平面上(shang)，為此，只有檢(jian)測(ce)(ce)探(tan)頭(tou)與(yu)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)之(zhi)間(jian)實現相(xiang)對(dui)螺(luo)旋(xuan)掃查(cha)才能達到無(wu)盲區檢(jian)測(ce)(ce)。所以，為了完成鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)上(shang)軸／周(zhou)向(xiang)裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)(de)全(quan)面檢(jian)測(ce)(ce)，通(tong)常需要兩(liang)種(zhong)獨立的(de)(de)檢(jian)測(ce)(ce)單元(yuan)(yuan)：周(zhou)向(xiang)裂(lie)(lie)紋(wen)檢(jian)測(ce)(ce)單元(yuan)(yuan)和(he)軸向(xiang)裂(lie)(lie)紋(wen)檢(jian)測(ce)(ce)單元(yuan)(yuan)。檢(jian)測(ce)(ce)探(tan)頭(tou)與(yu)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)之(zhi)間(jian)的(de)(de)相(xiang)對(dui)螺(luo)旋(xuan)掃查(cha)運動有兩(liang)種(zhong)組合形式(shi)：①. 探(tan)頭(tou)固(gu)定，鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)做螺(luo)旋(xuan)推進(jin)；②. 軸向(xiang)裂(lie)(lie)紋(wen)檢(jian)測(ce)(ce)單元(yuan)(yuan)的(de)(de)磁化器與(yu)探(tan)頭(tou)一起旋(xuan)轉(zhuan)，鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)做直線運動，分別(bie)如圖2-4a、b所示。
一、軸向磁化方(fang)法(fa)與軸向磁化器
根據(ju)垂直磁(ci)化基(ji)本理論，漏磁(ci)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)中形(xing)成了鋼(gang)管軸(zhou)向磁(ci)化檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)周向裂紋的(de)基(ji)本檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)形(xing)式和設備結(jie)構。目(mu)前(qian)(qian)主要(yao)有兩種(zhong)驅動方(fang)式，一種(zhong)是(shi)(shi)鋼(gang)管直線前(qian)(qian)進，周向裂紋檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)探(tan)頭沿圓周方(fang)向包圍鋼(gang)管的(de)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)方(fang)法；另一種(zhong)是(shi)(shi)鋼(gang)管螺旋(xuan)前(qian)(qian)進，周向裂紋檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)探(tan)頭沿軸(zhou)向覆蓋(gai)鋼(gang)管的(de)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)方(fang)法。這兩種(zhong)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)形(xing)式的(de)前(qian)(qian)提是(shi)(shi)相(xiang)同(tong)的(de)，即需要(yao)磁(ci)化器產(chan)生合適的(de)軸(zhou)向磁(ci)化場(chang)，以激(ji)勵(li)周向裂紋產(chan)生足夠強度的(de)漏磁(ci)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. 單線(xian)圈磁化器(qi)及(ji)特點
如圖2-5a所示(shi)，單線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)器(qi)是(shi)目(mu)前軸(zhou)向磁(ci)(ci)(ci)化(hua)器(qi)的(de)主要(yao)形式之一。此種磁(ci)(ci)(ci)化(hua)器(qi)結構簡單，成本相對較(jiao)低。但(dan)是(shi)，因檢測(ce)探頭需(xu)放置(zhi)在線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)內(nei)部(bu)，造成線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)內(nei)徑(jing)相對鋼(gang)管(guan)外徑(jing)較(jiao)大，鋼(gang)管(guan)與(yu)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)的(de)耦合度較(jiao)低，影響磁(ci)(ci)(ci)化(hua)效果。
單勵磁線(xian)(xian)(xian)圈結構如圖2-6所示，其(qi)主要參數包括線(xian)(xian)(xian)圈匝數nc 線(xian)(xian)(xian)圈電流(liu)Ic、線(xian)(xian)(xian)圈外徑dc1、線(xian)(xian)(xian)圈內徑dc2、線(xian)(xian)(xian)圈厚(hou)度Te。以及內部(bu)漆包線(xian)(xian)(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(xiu)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。
以下舉(ju)例(li)說明線圈結構與設計過程。
討論壁厚(hou)為9.19mm、直徑(jing)為127mm不(bu)銹鋼管的單(dan)(dan)(dan)勵磁(ci)線(xian)(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)設計，如圖2-7所示。保持勵磁(ci)線(xian)(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)的安匝數(shu)和(he)線(xian)(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)內(nei)徑(jing)不(bu)變(bian)(bian)，改變(bian)(bian)線(xian)(xian)(xian)(xian)圖2-6 單(dan)(dan)(dan)勵磁(ci)線(xian)(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)結構(gou)(gou)圈(quan)(quan)(quan)厚(hou)度和(he)線(xian)(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)外徑(jing)，得(de)到不(bu)同(tong)結構(gou)(gou)參數(shu)的單(dan)(dan)(dan)勵磁(ci)線(xian)(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)。進一步，通過(guo)仿真計算，選擇磁(ci)化效(xiao)果相對(dui)較好，并且線(xian)(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)厚(hou)度、質量(liang)均(jun)滿足實(shi)際(ji)要求的勵磁(ci)線(xian)(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)，具體(ti)參數(shu)選取如下。
a. 線圈安匝數：線圈安匝數主要根據鋼(gang)管的磁(ci)化(hua)特性(xing)曲線，以及(ji)鋼(gang)管的內(nei)外徑尺ru寸進行(xing)選(xuan)取。針對以上尺寸鋼(gang)管，n。初(chu)步選(xuan)取2000匝，漆包線直徑dcw取1.7mm，單根漆包線能夠承受(shou)的最大(da)電流為20A，實際磁(ci)化(hua)過程中取10A。
b. 線圈內徑(jing)dc2：由于鋼(gang)管的直(zhi)線度誤差，以及輸送輥(gun)道(dao)的制造安裝誤差，鋼(gang)管在前進過程中不(bu)可(ke)避免地存在多自由度擺(bai)動。為使鋼(gang)管順利(li)通過線圈而(er)不(bu)發(fa)生碰撞，并(bing)盡量形成最好的磁(ci)化效果，d2初步選取284mm。
c. 線(xian)圈(quan)厚度(du)：線(xian)圈(quan)厚度(du)是需要優化(hua)的(de)指標之一(yi)，線(xian)圈(quan)厚度(du)依次(ci)取130mm、120mm、110mm、100mm、90mm、80mm、70mm、60mm、50mm、40mm和30mm。
d. 線(xian)圈(quan)外(wai)(wai)徑dcl：保證線(xian)圈(quan)的匝數不變(bian)，在線(xian)圈(quan)厚(hou)度(du)變(bian)化時，外(wai)(wai)徑也做相應(ying)調整。對應(ying)上述(shu)的線(xian)圈(quan)厚(hou)度(du)，線(xian)圈(quan)外(wai)(wai)徑依次(ci)取(qu)ф354.2mm、φ360mm、φ366.9mm、φ375.2mm、ф385.4mm、φ398mm、φ414mm、Φ436mm、φ466.4mm、φ512mm 和(he)φ588mm。
對不(bu)同結構參數(shu)的單勵(li)磁(ci)(ci)線(xian)圈(quan)磁(ci)(ci)化(hua)效果進(jin)行量(liang)化(hua)分析，利用仿真方法(fa)對單勵(li)磁(ci)(ci)線(xian)圈(quan)磁(ci)(ci)化(hua)鋼管管體(ti)的過(guo)程(cheng)依次進(jin)行求(qiu)解，各個線(xian)圈(quan)的具(ju)體(ti)參數(shu)如圖2-8所示。
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)(cong)圖(tu)(tu)2-10中可以看出(chu)，隨著(zhu)線圈(quan)厚度的不(bu)(bu)斷增加，鋼管(guan)(guan)體(ti)(ti)(ti)內(nei)的Bmax急劇增大(da)(da)，當(dang)線圈(quan)厚度達到100mm時，鋼管(guan)(guan)體(ti)(ti)(ti)內(nei)磁(ci)(ci)感(gan)應(ying)強(qiang)度基本達到最大(da)(da)值。此后，繼續增大(da)(da)線圈(quan)厚度，鋼管(guan)(guan)體(ti)(ti)(ti)內(nei)的Bmax基本保(bao)持不(bu)(bu)變。此外，從(cong)(cong)圖(tu)(tu)2-9中可以看出(chu)，當(dang)采用單(dan)勵(li)磁(ci)(ci)線圈(quan)對不(bu)(bu)銹鋼管(guan)(guan)進行磁(ci)(ci)化時，管(guan)(guan)體(ti)(ti)(ti)內(nei)磁(ci)(ci)感(gan)應(ying)強(qiang)度軸向均(jun)勻性較差。
根據式（2-3），計(ji)算(suan)圖(tu)2-8所示(shi)(shi)不同參數(shu)勵(li)(li)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)的質(zhi)量，如(ru)圖(tu)2-11所示(shi)(shi)。從(cong)圖(tu)中可以(yi)看出，隨(sui)著勵(li)(li)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)厚(hou)度(du)不斷增(zeng)加，其質(zhi)量逐漸減小。當勵(li)(li)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)厚(hou)度(du)較小時(shi)(shi)，隨(sui)著線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)厚(hou)度(du)增(zeng)加，勵(li)(li)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)質(zhi)量減少較快；當勵(li)(li)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)厚(hou)度(du)大(da)于100mm時(shi)(shi)，勵(li)(li)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)質(zhi)量減少速度(du)趨緩。
綜上，根(gen)據磁化效果(guo)與(yu)線(xian)圈(quan)(quan)質量，針(zhen)對φ127mm鋼(gang)管(guan)(guan)可(ke)優化選擇厚度(du)參(can)數即磁化線(xian)圈(quan)(quan)內徑(jing)為(wei)284mm，外徑(jing)為(wei)375.2mm，厚度(du)為(wei)100mm。對該勵磁線(xian)圈(quan)(quan)磁化鋼(gang)管(guan)(guan)管(guan)(guan)體的過程進行有限(xian)元仿真計算，圖2-12所示(shi)為(wei)磁力線(xian)密度(du)分布(bu)圖，圖2-13所示(shi)為(wei)磁感應強(qiang)度(du)等值云圖。
從(cong)圖(tu)2-12中可以(yi)看出，勵磁(ci)線(xian)圈(quan)產(chan)生的(de)磁(ci)力線(xian)大(da)部(bu)分都從(cong)鋼管(guan)(guan)管(guan)(guan)體中通過，這(zhe)是由(you)于(yu)(yu)鋼管(guan)(guan)的(de)磁(ci)導(dao)率遠大(da)于(yu)(yu)空氣(qi)的(de)磁(ci)導(dao)率。從(cong)圖(tu)2-13中可以(yi)看出，管(guan)(guan)體內的(de)最(zui)大(da)磁(ci)感應強(qiang)度點位于(yu)(yu)線(xian)圈(quan)中心位置，最(zui)大(da)值(zhi)為Bmax=2.314T。另外，管(guan)(guan)體內的(de)磁(ci)感應強(qiang)度隨著遠離線(xian)圈(quan)中心呈現逐(zhu)漸下降(jiang)的(de)趨勢。
2. 雙線圈磁化器(qi)及特點
雙線圈磁(ci)(ci)(ci)化方式如圖2-5b所(suo)示(shi)，檢測探(tan)頭放(fang)置在兩(liang)個線圈之(zhi)間，這樣可減小線圈內徑，提(ti)高(gao)(gao)磁(ci)(ci)(ci)化效率。當然，磁(ci)(ci)(ci)化器(qi)設備成本也更(geng)高(gao)(gao)。雙線圈磁(ci)(ci)(ci)化器(qi)在鋼(gang)管(guan)內更(geng)易形(xing)成密集均勻的軸(zhou)向(xiang)磁(ci)(ci)(ci)化場，有利于提(ti)高(gao)(gao)檢測靈敏度和(he)一致性。為了保證(zheng)檢測區域中相同形(xing)態(tai)的缺陷產生相同的漏磁(ci)(ci)(ci)信(xin)號，鋼(gang)管(guan)由線圈磁(ci)(ci)(ci)化后，必須保證(zheng)磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應(ying)強度的軸(zhou)向(xiang)均勻性。
在不銹(xiu)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(xian)圈(quan)磁(ci)化鋼管(guan)管(guan)體示意圖如圖2-14所示。為得到合理的線(xian)圈(quan)間距，計算過程(cheng)中Lcc依次取20mm、40mm、60mm、80mm、100mm、140mm、180mm、220mm、260mm、300mm、340mm、380mm、440mm和500mm。
提取(qu)鋼管(guan)管(guan)體內部(bu)軸(zhou)向(xiang)磁(ci)感(gan)應強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)B2，如圖(tu)2-15所示。從(cong)圖(tu)中(zhong)可以看(kan)出，當(dang)Lcc較小(xiao)時，管(guan)體內部(bu)存在一個磁(ci)感(gan)應強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)極大值(zhi)點(dian)(dian)(dian)，并位于兩線(xian)圈(quan)的(de)(de)(de)中(zhong)間位置；隨著Lcc不斷(duan)增大，極大值(zhi)點(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)磁(ci)感(gan)應強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)逐(zhu)漸(jian)減小(xiao)，當(dang)Lcc≥140mm時，管(guan)體內部(bu)則(ze)出現兩個磁(ci)感(gan)應強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)極大值(zhi)點(dian)(dian)(dian)，并且(qie)兩極大值(zhi)點(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)距離不斷(duan)增大，且(qie)兩線(xian)圈(quan)中(zhong)心(xin)處的(de)(de)(de)磁(ci)感(gan)應強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)逐(zhu)漸(jian)變小(xiao)。特別地，當(dang)Lcc=100mm時，鋼管(guan)管(guan)體具有(you)較大的(de)(de)(de)磁(ci)感(gan)應強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)和較好的(de)(de)(de)軸(zhou)向(xiang)磁(ci)化均勻區域，均勻區域軸(zhou)向(xiang)長度(du)(du)(du)約為200mm。綜合考慮(lv)磁(ci)感(gan)應強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)和均勻性要(yao)求，雙勵磁(ci)線(xian)圈(quan)間距Lcc取(qu)100mm較為合適。
二、周向磁化(hua)方法與周向磁化(hua)器(qi)
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(zhou)向磁(ci)化(hua)場(chang)是由繞在磁(ci)極上的(de)線圈產生的(de)。磁(ci)極正對的(de)管(guan)壁磁(ci)化(hua)不均勻，且(qie)管(guan)壁與極靴之間(jian)的(de)背(bei)景磁(ci)場(chang)分布(bu)(bu)雜亂。然而，在遠離兩磁(ci)極的(de)管(guan)壁中央區域(yu)，磁(ci)場(chang)分布(bu)(bu)較均勻，因(yin)此，一(yi)般將(jiang)條形陣列探頭布(bu)(bu)置(zhi)在該區域(yu)，如2-16所示，并(bing)且(qie)其(qi)長度必須小于或(huo)等于均勻磁(ci)化(hua)區域(yu)的(de)軸向長度。
如(ru)圖2-17所示，為實現軸向(xiang)裂(lie)紋的全(quan)覆(fu)蓋檢(jian)測，一般采用探頭與鋼管表面之間的螺旋掃(sao)查來完(wan)成。對于雙探頭檢(jian)測布置，在掃(sao)查過(guo)程中需(xu)滿足條件
2Ls≥P (2-4) 式中，Ls為單個(ge)縱向探頭的有效長度(du)；為鋼管(guan)表(biao)面(mian)形成的掃查螺距。
鋼管(guan)直線前(qian)進(jin)的速度(du)v。與(yu)螺距P的關系為(wei)(wei) Va=ntP (2-5) 式中，n為(wei)(wei)鋼管(guan)旋(xuan)轉速度(du)。
由此可見(jian)，在高速漏磁(ci)(ci)檢測中可通過(guo)增大螺距P來提高檢測速度Va0但是，根(gen)據式（2-4）可知，為了保證軸向裂紋(wen)的全(quan)覆蓋(gai)掃查，必須(xu)增大單個(ge)探頭的軸向有效掃查范圍，此時鋼管(guan)中的均勻(yun)磁(ci)(ci)化區域的軸向長度也需要相應增加。
舉例分(fen)析如下：
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(xiu)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。
進一步分析磁化(hua)不均勻帶來(lai)的(de)檢測(ce)不一致(zhi)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(tu)2-19中(zhong)可以看出，如果陣列(lie)探頭同時掃(sao)查到了三(san)個缺(que)陷(xian)，則尺(chi)寸(cun)相同的(de)(de)裂紋產生的(de)(de)漏磁檢測信號幅值與(yu)基線(xian)均(jun)出現了嚴重的(de)(de)不一(yi)致，從而(er)無法(fa)對缺(que)陷(xian)進行精確的(de)(de)定量評價，因此，探頭長度必須小于200mm。
為了(le)提高檢測速度(du)，需要使陣列探頭(tou)在(zai)軸(zhou)(zhou)向上有足(zu)夠的(de)(de)(de)(de)長度(du)。然(ran)而(er)鋼管(guan)磁(ci)感應強度(du)在(zai)軸(zhou)(zhou)向上的(de)(de)(de)(de)非均勻性限制了(le)陣列探頭(tou)沿軸(zhou)(zhou)向布置的(de)(de)(de)(de)有效長度(du)，解決這(zhe)一矛盾(dun)最為關(guan)鍵的(de)(de)(de)(de)問題就是如何(he)在(zai)鋼管(guan)表面建立(li)更大(da)范圍的(de)(de)(de)(de)均勻磁(ci)場。
對此，在(zai)原有磁(ci)(ci)極的(de)下方加上一個導(dao)(dao)磁(ci)(ci)板(ban)(ban)(ban)，將一部分磁(ci)(ci)場(chang)導(dao)(dao)入遠(yuan)離磁(ci)(ci)極的(de)區域，從(cong)而可擴大磁(ci)(ci)場(chang)在(zai)軸向(xiang)上的(de)覆蓋范(fan)圍，如圖2-20a所(suo)示(shi)的(de)模型(xing)。模型(xing)中(zhong)使用的(de)導(dao)(dao)磁(ci)(ci)板(ban)(ban)(ban)尺(chi)寸為300mm（長）×40mm（寬(kuan)）×10mm（厚），保(bao)持導(dao)(dao)磁(ci)(ci)板(ban)(ban)(ban)底面(mian)到(dao)鋼管外表面(mian)的(de)距離為15mm。增(zeng)加該(gai)導(dao)(dao)磁(ci)(ci)板(ban)(ban)(ban)后(hou)，仿(fang)真(zhen)獲得的(de)鋼管表面(mian)的(de)磁(ci)(ci)場(chang)分布云圖如圖2-20b所(suo)示(shi)。
從圖2-20b中(zhong)可(ke)以看出，與常規(gui)磁極相比，增加導磁板之后，磁場(chang)覆蓋的(de)范圍有所(suo)增大，而且磁場(chang)分(fen)布也更(geng)加均勻(yun)，起(qi)到了一定(ding)的(de)優化(hua)效果(guo)。另(ling)一方面(mian)，通過觀察磁場(chang)分(fen)布云圖可(ke)以發(fa)現(xian)，鋼管表面(mian)中(zhong)間部位的(de)磁場(chang)要比兩(liang)邊稍強，所(suo)以，進(jin)一步地，需要消除或者減(jian)弱周向磁化(hua)區(qu)域的(de)磁化(hua)場(chang)強度差(cha)異。
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(you)圖2-21b可以(yi)看出，在(zai)磁(ci)極(ji)中部開(kai)槽之后，均勻(yun)磁(ci)場的區域進一步擴大。為了更好地比較上述三(san)種磁(ci)極(ji)的磁(ci)化效果(guo)，在(zai)探頭所在(zai)位置沿(yan)鋼管軸向(xiang)取長度(du)為600mm的路徑(jing)，得到路徑(jing)上各(ge)個點(dian)的磁(ci)感應(ying)強度(du)，結果(guo)如圖2-22所示。
從圖中可以看出，傳(chuan)統磁極磁化下(xia)的均(jun)勻區(qu)域最小(xiao)，軸向(xiang)(xiang)長(chang)度約為150mm；增加導磁板后，均(jun)勻磁場區(qu)域的軸向(xiang)(xiang)長(chang)度增加至180mm；如果(guo)在導磁板上開槽，均(jun)勻磁場區(qu)域的軸向(xiang)(xiang)長(chang)度進一步擴大為240mm。
進(jin)一(yi)步(bu)在圖(tu)(tu)2-18b所示(shi)的(de)三個(ge)(ge)不同(tong)(tong)位置(zhi)設(she)置(zhi)尺寸相同(tong)(tong)的(de)軸向裂紋(wen)，仿(fang)真獲得缺(que)陷(xian)的(de)漏(lou)磁檢測信號，如圖(tu)(tu)2-23所示(shi)。從(cong)圖(tu)(tu)中可(ke)以(yi)看出，沿(yan)軸向距(ju)離100mm的(de)兩(liang)個(ge)(ge)缺(que)陷(xian)產(chan)生(sheng)的(de)漏(lou)磁信號幅值差異僅為0.5％，基(ji)(ji)線漂移(yi)量也基(ji)(ji)本(ben)相似。因此，圖(tu)(tu)2-21a所示(shi)的(de)磁化(hua)極靴形式可(ke)基(ji)(ji)本(ben)滿足磁化(hua)的(de)均勻性要(yao)求。
