目前,我國具有世界上最先進的不銹(xiu)鋼管生產工藝和最新的軋管機組,鋼管的最大生產速度高達960支/h。為匹配不銹鋼管的在線高速生產速度,鋼管在線漏磁檢測速度要求也越來越高,為3m/s以上。此外,高速鐵軌、煤礦鋼絲繩及石油管道等檢測速度要求也很高,如高速列車運行速度高達100m/s。
漏(lou)磁(ci)(ci)檢測(ce)(ce)速度較低時,鐵磁(ci)(ci)性介質(zhi)的磁(ci)(ci)化過(guo)程與(yu)靜(jing)態(tai)磁(ci)(ci)化區別不(bu)大。然而,隨著檢測(ce)(ce)速度不(bu)斷(duan)提高,漏(lou)磁(ci)(ci)檢測(ce)(ce)過(guo)程中將會產生電磁(ci)(ci)感應和(he)動態(tai)磁(ci)(ci)化機理問題。
一方(fang)面,由于鐵磁(ci)性介質(zhi)(zhi)與(yu)磁(ci)化(hua)場(chang)之間存(cun)在相對(dui)運動,鐵磁(ci)性介質(zhi)(zhi)切割(ge)磁(ci)力線會(hui)在其(qi)內產生感(gan)應(ying)渦流(liu),也即,存(cun)在渦流(liu)效應(ying)。鋼(gang)管中產生的渦流(liu)會(hui)形成感(gan)生磁(ci)場(chang),其(qi)與(yu)原始(shi)磁(ci)化(hua)場(chang)共同作用于不銹鋼(gang)管,進而改變不銹鋼(gang)管的磁(ci)化(hua)狀態,最終影響缺陷漏磁(ci)場(chang)的強(qiang)度與(yu)分(fen)布。
另一方面,工(gong)件(jian)高速通(tong)過磁(ci)化(hua)(hua)場時,動態磁(ci)化(hua)(hua)機理(li)作用突顯(xian)。在動態磁(ci)化(hua)(hua)過程(cheng)中,當(dang)鐵磁(ci)性材料(liao)處于變化(hua)(hua)很快(kuai)的(de)(de)磁(ci)場作用下時,其磁(ci)感應(ying)強(qiang)度不能立(li)即(ji)隨(sui)磁(ci)化(hua)(hua)場的(de)(de)變化(hua)(hua)而變化(hua)(hua),而是(shi)出現某些滯后,這(zhe)種(zhong)磁(ci)感應(ying)強(qiang)度在時間上的(de)(de)滯后就是(shi)磁(ci)后效(xiao)。因此(ci),當(dang)工(gong)件(jian)高速通(tong)過磁(ci)化(hua)(hua)場時,會導致工(gong)件(jian)在尚未達到飽和狀(zhuang)態的(de)(de)情(qing)況下就已(yi)經離開磁(ci)化(hua)(hua)場,從而導致檢測(ce)靈(ling)敏(min)度和可靠性降低。
建立渦(wo)流效應與磁(ci)(ci)后效作用機理是突破漏(lou)磁(ci)(ci)檢測(ce)速(su)(su)度瓶頸的(de)基(ji)礎,對豐富和完善漏(lou)磁(ci)(ci)檢測(ce)理論具(ju)有重要意(yi)義。之后,依(yi)據感生磁(ci)(ci)場和動態磁(ci)(ci)化過程對漏(lou)磁(ci)(ci)場的(de)影響提出(chu)相應的(de)補償方法,以適(shi)應不銹鋼管漏(lou)磁(ci)(ci)檢測(ce)的(de)高(gao)速(su)(su)度要求,并對其他(ta)工件(jian)的(de)高(gao)速(su)(su)漏(lou)磁(ci)(ci)檢測(ce)提供(gong)參考。
不(bu)銹鋼(gang)管(guan)作為油氣開采與(yu)運輸過程的(de)重要(yao)部件(jian)被大量(liang)使用,對其進(jin)行質(zhi)量(liang)檢測(ce)是不(bu)銹鋼(gang)管(guan)安全生(sheng)產應用的(de)前提(ti)。隨著鋼(gang)管(guan)連軋工(gong)藝(yi)的(de)發展,在線(xian)檢測(ce)速度要(yao)求不(bu)斷(duan)提(ti)高。在漏(lou)磁檢測(ce)中(zhong),鋼(gang)管(guan)高速運動(dong)時產生(sheng)的(de)感生(sheng)磁場將引(yin)起局部磁化場的(de)變化,使得(de)該(gai)部位(wei)缺(que)陷產生(sheng)的(de)漏(lou)磁場發生(sheng)改變,進(jin)而造成檢測(ce)設備的(de)判別(bie)異常(chang),造成質(zhi)量(liang)事故。
根據楞次(ci)定律,當(dang)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)穿過磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)線(xian)圈(quan)時(shi),不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)內(nei)部將(jiang)產生(sheng)(sheng)渦(wo)(wo)流,同時(shi)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)線(xian)圈(quan)中(zhong)也會感應出(chu)電流。不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)中(zhong)感生(sheng)(sheng)渦(wo)(wo)流產生(sheng)(sheng)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場和(he)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)線(xian)圈(quan)中(zhong)感生(sheng)(sheng)電流產生(sheng)(sheng)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場共同作用鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)之(zhi)后,鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)局部的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)狀態將(jiang)發生(sheng)(sheng)變(bian)化(hua)(hua)。在鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)慢速運動(dong)時(shi),這一磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)狀態變(bian)化(hua)(hua)并不(bu)(bu)(bu)明顯,但隨著速度的(de)(de)提(ti)升(sheng),會越(yue)來越(yue)嚴重,特(te)別(bie)是在鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)進入和(he)離開磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)線(xian)圈(quan)時(shi)。根據漏磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)測(ce)原理(li),由(you)于磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)狀態的(de)(de)改變(bian),相(xiang)同當(dang)量(liang)的(de)(de)缺(que)陷在管(guan)(guan)(guan)頭、管(guan)(guan)(guan)體和(he)管(guan)(guan)(guan)尾處(chu)會產生(sheng)(sheng)出(chu)不(bu)(bu)(bu)同強度的(de)(de)漏磁(ci)(ci)(ci)場,經信號系統拾取與計算處(chu)理(li)之(zhi)后,將(jiang)引起不(bu)(bu)(bu)同部位缺(que)陷對應的(de)(de)檢(jian)測(ce)信號幅值不(bu)(bu)(bu)一致,從而會影(ying)響不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)質量(liang)的(de)(de)一致性評(ping)價。

