在不(bu)銹鋼管(guan)漏(lou)磁無(wu)損檢測(ce)中,往往沒有去考慮鐵磁性構件運動速度對漏磁場形成的影響。但隨著檢測速度的不斷提高,高速運動對檢測機理和檢測性能的影響將會表現出來,除了不銹鋼管中存在的渦流效應,還有更深層次的磁后效現象,速度越快,磁后效影響越明顯。
在(zai)靜(jing)態或(huo)低速(su)磁化過程中(zhong),不(bu)需(xu)要考慮磁化建立所需(xu)的(de)(de)時(shi)(shi)間(jian);在(zai)高速(su)漏(lou)磁檢測中(zhong),這一(yi)建立時(shi)(shi)間(jian)雖然非常短,但影響重大。磁感應(ying)強(qiang)(qiang)度(du)(或(huo)磁化強(qiang)(qiang)度(du))隨磁場變(bian)化的(de)(de)延遲(chi)現象稱為磁后效現象。如圖5-41所示,當外磁場從(cong)0突然階躍變(bian)化到時(shi)(shi),磁性(xing)材料的(de)(de)磁感應(ying)強(qiang)(qiang)度(du)并(bing)不(bu)是立即全(quan)部(bu)達到穩(wen)定值(zhi)Bm,而是一(yi)部(bu)分瞬時(shi)(shi)到達B2另一(yi)部(bu)分緩慢趨近穩(wen)定值(zhi)。
磁(ci)化(hua)強度逐漸達(da)到穩定(ding)狀(zhuang)態的時(shi)(shi)間稱為磁(ci)化(hua)弛豫(yu)時(shi)(shi)間,這一(yi)過(guo)程(cheng)稱為磁(ci)化(hua)弛豫(yu)過(guo)程(cheng)。單弛豫(yu)時(shi)(shi)間磁(ci)后效可表示為
B-B2=(Bm-B2)x(1-e-/t) (5-14)
式中,B為(wei)(wei)任一時刻的(de)(de)磁感應強(qiang)(qiang)(qiang)度;B2為(wei)(wei)瞬(shun)時達到(dao)的(de)(de)那部(bu)分(fen)磁感應強(qiang)(qiang)(qiang)度;Bm為(wei)(wei)穩定后的(de)(de)磁感應強(qiang)(qiang)(qiang)度,τ為(wei)(wei)弛豫時間(jian)參量(liang)。
當鐵磁體被磁化(hua)時(shi),磁矩的方向(xiang)將(jiang)發生變(bian)化(hua),而(er)且為了滿足自由(you)能最低的要(yao)求(qiu),價電子(zi)(zi)(zi)也(ye)在離(li)子(zi)(zi)(zi)之(zhi)間擴(kuo)散,但這種擴(kuo)散不(bu)是和(he)磁場的變(bian)化(hua)同時(shi)完成的,在時(shi)間上有一定的滯后性。根(gen)據(ju)一般電子(zi)(zi)(zi)或(huo)離(li)子(zi)(zi)(zi)擴(kuo)散理論,電子(zi)(zi)(zi)或(huo)離(li)子(zi)(zi)(zi)的擴(kuo)散是具(ju)有一定弛豫時(shi)間的,弛豫時(shi)間τ為
由式(5-15)可(ke)知(zhi),升(sheng)高溫度會使弛(chi)豫時間減少,但在實際檢測(ce)過程中不可(ke)行(xing)。
在不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼管(guan)進(jin)入(ru)磁化(hua)(hua)(hua)線圈后,鋼管(guan)中發(fa)生的(de)變(bian)化(hua)(hua)(hua)有(you)(you):磁疇(chou)壁的(de)位(wei)移、磁化(hua)(hua)(hua)矢(shi)量的(de)轉動(dong)、價電子(zi)在離子(zi)之間的(de)擴散(san)。這三種(zhong)過程都會有(you)(you)一定的(de)阻(zu)尼,不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼管(guan)中磁感(gan)應(ying)強度的(de)變(bian)化(hua)(hua)(hua)不(bu)(bu)(bu)能瞬間完(wan)成。磁疇(chou)壁位(wei)移的(de)阻(zu)力主要(yao)來自材料內部(bu)結構的(de)不(bu)(bu)(bu)均(jun)勻,如(ru)內應(ying)力的(de)不(bu)(bu)(bu)均(jun)勻和雜質(zhi)空(kong)洞分布的(de)不(bu)(bu)(bu)均(jun)勻。對于磁化(hua)(hua)(hua)矢(shi)量的(de)轉動(dong),由于其在外磁場作用下完(wan)成,故需考慮(lv)靜(jing)磁能。磁矩轉動(dong)是在晶格(ge)(ge)上(shang)進(jin)行的(de),所以又要(yao)考慮(lv)晶格(ge)(ge)各向異性能,如(ru)果物質(zhi)中有(you)(you)應(ying)力,就會產生另一種(zhong)各向異性能,同(tong)樣(yang)會對晶格(ge)(ge)轉動(dong)起阻(zu)礙(ai)作用。因此,弛(chi)豫時間受多種(zhong)因素的(de)影(ying)響,目前還沒有(you)(you)直接的(de)理(li)論計算方(fang)法。
在不(bu)銹鋼管漏(lou)磁(ci)檢測(ce)(ce)中,隨著磁(ci)化(hua)(hua)器與被測(ce)(ce)構件(jian)間相對運(yun)(yun)動速(su)度的(de)提高,磁(ci)后效(xiao)現象的(de)影(ying)響不(bu)能(neng)忽(hu)略。可以(yi)采用(yong)加長沿磁(ci)化(hua)(hua)場方(fang)向(xiang)上(shang)的(de)磁(ci)化(hua)(hua)器長度來減(jian)小(xiao)這一影(ying)響,但對具有(you)回轉運(yun)(yun)動的(de)循環磁(ci)化(hua)(hua)過程,磁(ci)后效(xiao)現象將會直接(jie)影(ying)響漏(lou)磁(ci)檢測(ce)(ce)的(de)靈敏度,并且難(nan)以(yi)消除。
為此,在理(li)論上和試驗(yan)中(zhong),一方(fang)面尋求(qiu)不銹鋼管磁(ci)化(hua)弛豫時(shi)間的計算和測量方(fang)法(fa),將(jiang)有利于精確評價磁(ci)后效的影響(xiang)程度;另一方(fang)面,尋求(qiu)新(xin)的漏磁(ci)檢測方(fang)法(fa)來消(xiao)除(chu)磁(ci)后效影響(xiang),將(jiang)是高(gao)速(su)(su)或超高(gao)速(su)(su)漏磁(ci)檢測需要研(yan)究的問題。對此,在研(yan)制高(gao)速(su)(su)漏磁(ci)檢測設(she)備時(shi),應盡(jin)可能地去(qu)探索如何減少或者避免(mian)磁(ci)后效現象。