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(bu)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)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)缺陷(xian)產生(sheng)的漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)拾(shi)取原理(li)如圖(tu)3-1所(suo)示。當鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)處于傳導電(dian)流(liu)(liu)產生(sheng)的外(wai)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)中時(shi)(shi),不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)對外(wai)顯示一(yi)定(ding)的磁(ci)(ci)(ci)(ci)性(xing),同(tong)時(shi)(shi),鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)上出現宏(hong)觀(guan)的磁(ci)(ci)(ci)(ci)化電(dian)流(liu)(liu)。磁(ci)(ci)(ci)(ci)化電(dian)流(liu)(liu)與(yu)傳導電(dian)流(liu)(liu)一(yi)樣(yang),也(ye)會產生(sheng)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)強(qiang)(qiang)(qiang)度記(ji)為(wei)Bu),這個磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)與(yu)傳導電(dian)流(liu)(liu)產生(sheng)的磁(ci)(ci)(ci)(ci)化場(chang)(chang)(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)強(qiang)(qiang)(qiang)度記(ji)為(wei)B)疊加之后構成空間磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)強(qiang)(qiang)(qiang)度記(ji)為(wei)B)。當鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)中存在缺陷(xian)時(shi)(shi),不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)表面會產生(sheng)泄漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)Bma,Bmn與(yu)傳導電(dian)流(liu)(liu)產生(sheng)的磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)Bo方向相同(tong)。根(gen)據法拉(la)第(di)電(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)定(ding)律,高速(su)運(yun)動(dong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)通過磁(ci)(ci)(ci)(ci)化場(chang)(chang)(chang)時(shi)(shi),其(qi)內部會感(gan)(gan)應(ying)出渦流(liu)(liu),并進一(yi)步產生(sheng)感(gan)(gan)應(ying)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)強(qiang)(qiang)(qiang)度記(ji)為(wei)Beddy),感(gan)(gan)應(ying)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)在不(bu)(bu)同(tong)位置(zhi)(zhi)的方向和強(qiang)(qiang)(qiang)度不(bu)(bu)同(tong),因此感(gan)(gan)應(ying)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)對漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)檢測(ce)的影(ying)響(xiang)與(yu)缺陷(xian)位置(zhi)(zhi)有(you)關。此外(wai),鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)幾(ji)何形(xing)狀不(bu)(bu)規(gui)則也(ye)會產生(sheng)背景磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)強(qiang)(qiang)(qiang)度記(ji)為(wei)Bwall),如鉆桿過渡帶、壁(bi)厚不(bu)(bu)均等,其(qi)方向與(yu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)的幾(ji)何特性(xing)有(you)關。

漏磁(ci)檢測(ce)時,磁(ci)敏傳感器測(ce)量鋼管表面的磁(ci)場分布,并將磁(ci)場量依次轉換為模擬信號和數(shu)字信號,之后進(jin)入計算(suan)機進(jin)行數(shu)字化(hua)處理(li)。
從本質上講,磁敏傳(chuan)感器拾取的磁場(chang)由(you)多個(ge)磁場(chang)疊加而成,測量(liang)磁感應強度Bms為
Bms=Bo+Bmn+Bwall+Bu+Beddy(3-1)
式中,Bo為(wei)(wei)傳導電流磁(ci)場(chang)的磁(ci)感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(du);Bmfl為(wei)(wei)缺(que)陷漏磁(ci)場(chang)的磁(ci)感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(du);Bwall為(wei)(wei)鋼管幾何尺寸(cun)不規則產生的背景磁(ci)場(chang)的磁(ci)感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(du);B1為(wei)(wei)被磁(ci)化(hua)物(wu)體內磁(ci)化(hua)電流產生的反向磁(ci)場(chang)的磁(ci)感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(du);Beddy為(wei)(wei)運動鋼管內感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)渦(wo)流產生的感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)磁(ci)場(chang)的磁(ci)感(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(du)。
由此可見,漏磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)測過程中(zhong),傳感器拾(shi)取的磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)信(xin)(xin)號(hao)還包(bao)含了除缺陷產(chan)生的漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)之外(wai)的各種(zhong)背(bei)景(jing)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)信(xin)(xin)號(hao)。因(yin)此,在(zai)探究缺陷尺寸與檢(jian)測信(xin)(xin)號(hao)特(te)(te)征(zheng)關系時,必須考(kao)慮各種(zhong)背(bei)景(jing)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)對反演計算帶來(lai)的影(ying)響。特(te)(te)別地,在(zai)不(bu)銹鋼管高(gao)速運(yun)行時其(qi)內部產(chan)生的感生渦流磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)以(yi)及(ji)壁厚不(bu)均時產(chan)生的背(bei)景(jing)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang),對漏磁(ci)(ci)(ci)信(xin)(xin)號(hao)的影(ying)響較大(da),在(zai)開展高(gao)速、高(gao)精度漏磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)測時必須采取相應的消除措施。

