不銹鋼管經磁化后,在缺陷附近產生漏磁場。與管道內檢測不同,不銹鋼管自動化漏磁檢測是在管外布置傳感器來拾取漏磁信號,并將磁場信號轉換為電信號,經濾波放大后進入采集卡轉換為數字信號,最終由計算機進行后處理與評價。在缺陷漏磁場的自動化拾取過程中,合理的傳感單元、有效的探頭陣列結構、符合實際工況的探頭部件是不銹鋼管漏磁檢測的基礎。


  不(bu)銹鋼(gang)(gang)管缺陷(xian)產(chan)生(sheng)的(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)拾取原理如圖3-1所示。當(dang)鋼(gang)(gang)管處(chu)于傳(chuan)(chuan)(chuan)導(dao)電(dian)流(liu)(liu)產(chan)生(sheng)的(de)(de)外(wai)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)中(zhong)(zhong)時(shi),不(bu)銹鋼(gang)(gang)管對(dui)外(wai)顯示一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)性(xing),同時(shi),鋼(gang)(gang)管上出現宏觀的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)電(dian)流(liu)(liu)。磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)電(dian)流(liu)(liu)與傳(chuan)(chuan)(chuan)導(dao)電(dian)流(liu)(liu)一(yi)(yi)樣,也(ye)(ye)會(hui)(hui)產(chan)生(sheng)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感應(ying)強(qiang)度(du)(du)記(ji)(ji)為Bu),這個磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)與傳(chuan)(chuan)(chuan)導(dao)電(dian)流(liu)(liu)產(chan)生(sheng)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)場(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感應(ying)強(qiang)度(du)(du)記(ji)(ji)為B)疊加之后(hou)構(gou)成空(kong)間磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感應(ying)強(qiang)度(du)(du)記(ji)(ji)為B)。當(dang)鋼(gang)(gang)管中(zhong)(zhong)存在缺陷(xian)時(shi),不(bu)銹鋼(gang)(gang)管表面(mian)會(hui)(hui)產(chan)生(sheng)泄漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)Bma,Bmn與傳(chuan)(chuan)(chuan)導(dao)電(dian)流(liu)(liu)產(chan)生(sheng)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)Bo方向(xiang)(xiang)相同。根(gen)據(ju)法拉第電(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感應(ying)定(ding)律,高(gao)速運動鋼(gang)(gang)管通過磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)場(chang)時(shi),其(qi)內部(bu)會(hui)(hui)感應(ying)出渦(wo)流(liu)(liu),并進一(yi)(yi)步產(chan)生(sheng)感應(ying)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感應(ying)強(qiang)度(du)(du)記(ji)(ji)為Beddy),感應(ying)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)在不(bu)同位(wei)置的(de)(de)方向(xiang)(xiang)和強(qiang)度(du)(du)不(bu)同,因(yin)此(ci)感應(ying)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)對(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)檢測的(de)(de)影響(xiang)與缺陷(xian)位(wei)置有關。此(ci)外(wai),鋼(gang)(gang)管幾何(he)形(xing)狀(zhuang)不(bu)規則也(ye)(ye)會(hui)(hui)產(chan)生(sheng)背景磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感應(ying)強(qiang)度(du)(du)記(ji)(ji)為Bwall),如鉆桿(gan)過渡(du)帶、壁厚不(bu)均等,其(qi)方向(xiang)(xiang)與鋼(gang)(gang)管的(de)(de)幾何(he)特性(xing)有關。


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  漏磁檢測時,磁敏傳感器測量鋼管表面的磁場分布,并將磁場量依次轉換為(wei)模擬信(xin)號(hao)和數字(zi)信(xin)號(hao),之(zhi)后進入計(ji)算機進行數字(zi)化處理。


  從(cong)本質上講,磁(ci)敏傳(chuan)感器拾取的(de)磁(ci)場由(you)多個磁(ci)場疊加而成,測量磁(ci)感應強度Bms為


  Bms=Bo+Bmn+Bwall+Bu+Beddy(3-1)


  式中,Bo為傳導電流磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應強(qiang)度(du);Bmfl為缺陷(xian)漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應強(qiang)度(du);Bwall為鋼(gang)管(guan)幾何尺寸不(bu)規則產(chan)生的(de)背景磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應強(qiang)度(du);B1為被磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)物體(ti)內(nei)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)電流產(chan)生的(de)反向磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應強(qiang)度(du);Beddy為運動鋼(gang)管(guan)內(nei)感(gan)(gan)應渦(wo)流產(chan)生的(de)感(gan)(gan)應磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應強(qiang)度(du)。


  由此(ci)可見,漏(lou)磁(ci)(ci)檢測(ce)(ce)過程中,傳(chuan)感器拾取(qu)的(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)信(xin)號(hao)(hao)還包含了除缺陷(xian)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)場(chang)之外的(de)(de)各(ge)種(zhong)背景磁(ci)(ci)場(chang)信(xin)號(hao)(hao)。因此(ci),在探究缺陷(xian)尺(chi)寸與檢測(ce)(ce)信(xin)號(hao)(hao)特(te)征關系時(shi),必須考慮各(ge)種(zhong)背景磁(ci)(ci)場(chang)對(dui)反演計(ji)算(suan)帶(dai)來的(de)(de)影響(xiang)。特(te)別地,在不銹鋼管高(gao)速運行(xing)時(shi)其內部產(chan)(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)感生(sheng)渦(wo)流磁(ci)(ci)場(chang)以及壁(bi)厚不均時(shi)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)背景磁(ci)(ci)場(chang),對(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)信(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)影響(xiang)較大,在開展高(gao)速、高(gao)精度(du)漏(lou)磁(ci)(ci)檢測(ce)(ce)時(shi)必須采取(qu)相(xiang)應的(de)(de)消(xiao)除措施。




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