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，對于不銹(xiu)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(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋(wen)檢(jian)(jian)測(ce)探頭最(zui)好布(bu)置于兩(liang)(liang)磁(ci)極正對(dui)的管(guan)(guan)壁中央區的軸(zhou)平(ping)面上(shang)，為此，只(zhi)有檢(jian)(jian)測(ce)探頭與鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)之間(jian)實現相(xiang)對(dui)螺(luo)旋(xuan)掃查才能(neng)達到無(wu)盲區檢(jian)(jian)測(ce)。所以，為了完成鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)上(shang)軸(zhou)／周向(xiang)(xiang)裂紋(wen)的全(quan)面檢(jian)(jian)測(ce)，通常需要兩(liang)(liang)種獨(du)立的檢(jian)(jian)測(ce)單(dan)元(yuan)：周向(xiang)(xiang)裂紋(wen)檢(jian)(jian)測(ce)單(dan)元(yuan)和(he)軸(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋(wen)檢(jian)(jian)測(ce)單(dan)元(yuan)。檢(jian)(jian)測(ce)探頭與鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)之間(jian)的相(xiang)對(dui)螺(luo)旋(xuan)掃查運動有兩(liang)(liang)種組(zu)合形式：①. 探頭固定，鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)做螺(luo)旋(xuan)推進；②. 軸(zhou)向(xiang)(xiang)裂紋(wen)檢(jian)(jian)測(ce)單(dan)元(yuan)的磁(ci)化器與探頭一(yi)起旋(xuan)轉，鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)做直線(xian)運動，分(fen)別(bie)如(ru)圖(tu)2-4a、b所示。
一、軸向(xiang)磁化(hua)方法(fa)與軸向(xiang)磁化(hua)器
根(gen)據(ju)垂(chui)直(zhi)磁(ci)化基本(ben)理(li)論，漏(lou)磁(ci)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)中形成了鋼(gang)管(guan)軸(zhou)向(xiang)磁(ci)化檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)周(zhou)(zhou)向(xiang)裂(lie)紋的(de)(de)(de)(de)基本(ben)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)形式和設(she)備結構。目前(qian)主要有兩種(zhong)驅(qu)動方(fang)(fang)式，一種(zhong)是(shi)鋼(gang)管(guan)直(zhi)線前(qian)進，周(zhou)(zhou)向(xiang)裂(lie)紋檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)探頭沿圓(yuan)周(zhou)(zhou)方(fang)(fang)向(xiang)包圍鋼(gang)管(guan)的(de)(de)(de)(de)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)方(fang)(fang)法；另一種(zhong)是(shi)鋼(gang)管(guan)螺旋(xuan)前(qian)進，周(zhou)(zhou)向(xiang)裂(lie)紋檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)探頭沿軸(zhou)向(xiang)覆蓋(gai)鋼(gang)管(guan)的(de)(de)(de)(de)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)方(fang)(fang)法。這(zhe)兩種(zhong)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)形式的(de)(de)(de)(de)前(qian)提是(shi)相同的(de)(de)(de)(de)，即(ji)需要磁(ci)化器產生(sheng)合適(shi)的(de)(de)(de)(de)軸(zhou)向(xiang)磁(ci)化場，以激(ji)勵(li)周(zhou)(zhou)向(xiang)裂(lie)紋產生(sheng)足夠強度的(de)(de)(de)(de)漏(lou)磁(ci)場。
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(dan)線(xian)圈(quan)磁化器及特點
如圖2-5a所示，單(dan)線(xian)圈磁化器(qi)是目前軸向磁化器(qi)的主要形(xing)式之一(yi)。此種(zhong)磁化器(qi)結構(gou)簡(jian)單(dan)，成本相對較(jiao)低。但是，因檢(jian)測探(tan)頭需放置在線(xian)圈內部，造成線(xian)圈內徑相對鋼管外徑較(jiao)大，鋼管與線(xian)圈的耦合度較(jiao)低，影(ying)響磁化效果。
單勵磁線(xian)(xian)圈(quan)結構如圖2-6所(suo)示，其主要參數包括線(xian)(xian)圈(quan)匝數nc 線(xian)(xian)圈(quan)電流Ic、線(xian)(xian)圈(quan)外徑dc1、線(xian)(xian)圈(quan)內徑dc2、線(xian)(xian)圈(quan)厚(hou)度Te。以及內部漆包線(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(xiu)鋼管順利通過。
以下舉例說明線圈結(jie)構與設計(ji)過程。
討論壁厚(hou)為9.19mm、直徑(jing)為127mm不銹鋼管的(de)(de)單勵(li)(li)(li)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)圈設計，如圖(tu)2-7所(suo)示。保持勵(li)(li)(li)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)圈的(de)(de)安匝數(shu)和線(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)圈內(nei)徑(jing)不變，改變線(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)圖(tu)2-6 單勵(li)(li)(li)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)圈結構圈厚(hou)度和線(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)圈外徑(jing)，得到不同結構參數(shu)的(de)(de)單勵(li)(li)(li)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)圈。進一步，通過(guo)仿(fang)真計算，選(xuan)(xuan)擇磁(ci)化效果相對較好，并且線(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)圈厚(hou)度、質量均滿足實(shi)際要求(qiu)的(de)(de)勵(li)(li)(li)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)圈，具體參數(shu)選(xuan)(xuan)取如下。
a. 線(xian)(xian)圈安匝(za)數(shu)：線(xian)(xian)圈安匝(za)數(shu)主要(yao)根據鋼管(guan)的(de)磁(ci)化特(te)性曲線(xian)(xian)，以(yi)及鋼管(guan)的(de)內外(wai)徑(jing)尺ru寸進行選(xuan)取(qu)。針(zhen)對以(yi)上尺寸鋼管(guan)，n。初步(bu)選(xuan)取(qu)2000匝(za)，漆包(bao)線(xian)(xian)直徑(jing)dcw取(qu)1.7mm，單根漆包(bao)線(xian)(xian)能(neng)夠承受的(de)最大電流為20A，實際磁(ci)化過程中取(qu)10A。
b. 線(xian)(xian)圈內(nei)徑dc2：由于鋼管(guan)的(de)直線(xian)(xian)度誤(wu)差，以及輸送輥道的(de)制(zhi)造安裝(zhuang)誤(wu)差，鋼管(guan)在前進過(guo)程中不(bu)(bu)可避免地(di)存在多自由度擺動。為使鋼管(guan)順利通過(guo)線(xian)(xian)圈而不(bu)(bu)發生碰撞，并盡量(liang)形成最好的(de)磁化效果，d2初步選取284mm。
c. 線圈(quan)厚(hou)(hou)度(du)：線圈(quan)厚(hou)(hou)度(du)是需要優(you)化的指標之(zhi)一，線圈(quan)厚(hou)(hou)度(du)依次取(qu)130mm、120mm、110mm、100mm、90mm、80mm、70mm、60mm、50mm、40mm和30mm。
d. 線圈外(wai)徑(jing)(jing)dcl：保證線圈的匝數不變(bian)，在線圈厚度變(bian)化(hua)時(shi)，外(wai)徑(jing)(jing)也做相應(ying)調整。對應(ying)上述的線圈厚度，線圈外(wai)徑(jing)(jing)依次取(qu)ф354.2mm、φ360mm、φ366.9mm、φ375.2mm、ф385.4mm、φ398mm、φ414mm、Φ436mm、φ466.4mm、φ512mm 和(he)φ588mm。
對(dui)不同結構參(can)數的單勵磁(ci)(ci)線(xian)圈(quan)磁(ci)(ci)化(hua)效(xiao)果(guo)進(jin)行(xing)(xing)量化(hua)分(fen)析，利用仿真方法對(dui)單勵磁(ci)(ci)線(xian)圈(quan)磁(ci)(ci)化(hua)鋼管管體的過程依次進(jin)行(xing)(xing)求解，各個線(xian)圈(quan)的具(ju)體參(can)數如(ru)圖2-8所(suo)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2-10中可(ke)以(yi)(yi)看(kan)出，隨(sui)著線(xian)圈(quan)厚(hou)度(du)的(de)不斷增(zeng)加，鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)體(ti)(ti)內(nei)的(de)Bmax急劇增(zeng)大，當線(xian)圈(quan)厚(hou)度(du)達(da)到(dao)100mm時(shi)，鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)體(ti)(ti)內(nei)磁(ci)感(gan)應強度(du)基本達(da)到(dao)最(zui)大值。此(ci)后，繼(ji)續增(zeng)大線(xian)圈(quan)厚(hou)度(du)，鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)體(ti)(ti)內(nei)的(de)Bmax基本保持不變。此(ci)外(wai)，從(cong)(cong)圖2-9中可(ke)以(yi)(yi)看(kan)出，當采用單勵磁(ci)線(xian)圈(quan)對不銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)進行磁(ci)化時(shi)，管(guan)(guan)(guan)(guan)體(ti)(ti)內(nei)磁(ci)感(gan)應強度(du)軸向均勻性(xing)較差。
根據式（2-3），計算圖(tu)2-8所(suo)(suo)示不(bu)(bu)同參數勵(li)磁(ci)(ci)線(xian)圈(quan)(quan)的質量(liang)(liang)，如圖(tu)2-11所(suo)(suo)示。從圖(tu)中可以看(kan)出，隨(sui)著勵(li)磁(ci)(ci)線(xian)圈(quan)(quan)厚度(du)不(bu)(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)，其質量(liang)(liang)逐漸(jian)減(jian)小。當(dang)勵(li)磁(ci)(ci)線(xian)圈(quan)(quan)厚度(du)較(jiao)小時，隨(sui)著線(xian)圈(quan)(quan)厚度(du)增(zeng)加(jia)，勵(li)磁(ci)(ci)線(xian)圈(quan)(quan)質量(liang)(liang)減(jian)少較(jiao)快；當(dang)勵(li)磁(ci)(ci)線(xian)圈(quan)(quan)厚度(du)大于100mm時，勵(li)磁(ci)(ci)線(xian)圈(quan)(quan)質量(liang)(liang)減(jian)少速(su)度(du)趨緩。
綜上，根據(ju)磁(ci)化(hua)效果(guo)與線圈(quan)(quan)質量，針對(dui)φ127mm鋼管可優化(hua)選擇(ze)厚度參數即磁(ci)化(hua)線圈(quan)(quan)內徑為(wei)284mm，外徑為(wei)375.2mm，厚度為(wei)100mm。對(dui)該(gai)勵磁(ci)線圈(quan)(quan)磁(ci)化(hua)鋼管管體的過程進行(xing)有限元仿(fang)真計算，圖(tu)2-12所(suo)示為(wei)磁(ci)力線密度分布圖(tu)，圖(tu)2-13所(suo)示為(wei)磁(ci)感(gan)應強度等值(zhi)云(yun)圖(tu)。
從圖2-12中(zhong)可以(yi)看(kan)(kan)出，勵磁(ci)(ci)(ci)線(xian)圈(quan)產生的磁(ci)(ci)(ci)力(li)線(xian)大(da)(da)部分都從鋼(gang)管(guan)管(guan)體(ti)中(zhong)通過，這是(shi)由于鋼(gang)管(guan)的磁(ci)(ci)(ci)導率遠(yuan)大(da)(da)于空氣的磁(ci)(ci)(ci)導率。從圖2-13中(zhong)可以(yi)看(kan)(kan)出，管(guan)體(ti)內(nei)(nei)的最大(da)(da)磁(ci)(ci)(ci)感應強度點位(wei)于線(xian)圈(quan)中(zhong)心位(wei)置，最大(da)(da)值為Bmax=2.314T。另(ling)外，管(guan)體(ti)內(nei)(nei)的磁(ci)(ci)(ci)感應強度隨著(zhu)遠(yuan)離線(xian)圈(quan)中(zhong)心呈現逐漸下降的趨勢(shi)。
2. 雙線圈(quan)磁化器及特點
雙(shuang)線(xian)圈(quan)(quan)磁(ci)化(hua)方式如圖2-5b所示，檢(jian)(jian)測(ce)探頭放置在(zai)兩個線(xian)圈(quan)(quan)之間(jian)，這(zhe)樣(yang)可減小(xiao)線(xian)圈(quan)(quan)內徑(jing)，提(ti)高(gao)磁(ci)化(hua)效率。當然，磁(ci)化(hua)器設備(bei)成本也更高(gao)。雙(shuang)線(xian)圈(quan)(quan)磁(ci)化(hua)器在(zai)鋼(gang)管內更易形成密(mi)集均勻(yun)的軸(zhou)向(xiang)磁(ci)化(hua)場，有利(li)于提(ti)高(gao)檢(jian)(jian)測(ce)靈(ling)敏度和(he)一致性。為了保(bao)證檢(jian)(jian)測(ce)區(qu)域中相同形態的缺陷產生相同的漏磁(ci)信號(hao)，鋼(gang)管由線(xian)圈(quan)(quan)磁(ci)化(hua)后，必須保(bao)證磁(ci)感應強度的軸(zhou)向(xiang)均勻(yun)性。
在不銹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(shuang)勵磁線圈磁化鋼管管體示意圖(tu)如圖(tu)2-14所示。為得到合理的線圈間距，計算過程中Lcc依次(ci)取20mm、40mm、60mm、80mm、100mm、140mm、180mm、220mm、260mm、300mm、340mm、380mm、440mm和500mm。
提取鋼管(guan)管(guan)體(ti)(ti)內(nei)(nei)部軸(zhou)(zhou)向磁(ci)(ci)感(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)強(qiang)(qiang)度(du)B2，如圖2-15所示。從圖中(zhong)可以看出，當(dang)(dang)Lcc較(jiao)小時，管(guan)體(ti)(ti)內(nei)(nei)部存在一個磁(ci)(ci)感(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)強(qiang)(qiang)度(du)極(ji)(ji)大(da)(da)值點(dian)，并位于兩(liang)(liang)線圈的(de)(de)(de)中(zhong)間(jian)位置；隨著Lcc不(bu)斷(duan)增大(da)(da)，極(ji)(ji)大(da)(da)值點(dian)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)感(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)強(qiang)(qiang)度(du)逐漸減小，當(dang)(dang)Lcc≥140mm時，管(guan)體(ti)(ti)內(nei)(nei)部則出現兩(liang)(liang)個磁(ci)(ci)感(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)強(qiang)(qiang)度(du)極(ji)(ji)大(da)(da)值點(dian)，并且兩(liang)(liang)極(ji)(ji)大(da)(da)值點(dian)的(de)(de)(de)距離不(bu)斷(duan)增大(da)(da)，且兩(liang)(liang)線圈中(zhong)心處的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)感(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)強(qiang)(qiang)度(du)逐漸變小。特別地，當(dang)(dang)Lcc=100mm時，鋼管(guan)管(guan)體(ti)(ti)具有較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)感(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)強(qiang)(qiang)度(du)和較(jiao)好的(de)(de)(de)軸(zhou)(zhou)向磁(ci)(ci)化均勻區域，均勻區域軸(zhou)(zhou)向長度(du)約為(wei)200mm。綜合(he)考慮(lv)磁(ci)(ci)感(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)強(qiang)(qiang)度(du)和均勻性要(yao)求，雙(shuang)勵(li)磁(ci)(ci)線圈間(jian)距Lcc取100mm較(jiao)為(wei)合(he)適。
二、周向磁化方法與周向磁化器
不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(xiu)鋼管內外徑尺寸以及檢測區域的軸向長度。
周向磁(ci)(ci)(ci)化場是由繞在磁(ci)(ci)(ci)極(ji)上(shang)的(de)(de)線圈(quan)產(chan)生(sheng)的(de)(de)。磁(ci)(ci)(ci)極(ji)正對的(de)(de)管(guan)(guan)壁(bi)磁(ci)(ci)(ci)化不均(jun)勻，且管(guan)(guan)壁(bi)與(yu)極(ji)靴之間(jian)的(de)(de)背景磁(ci)(ci)(ci)場分布雜亂。然而，在遠離兩磁(ci)(ci)(ci)極(ji)的(de)(de)管(guan)(guan)壁(bi)中(zhong)央區(qu)域，磁(ci)(ci)(ci)場分布較均(jun)勻，因此，一般將條形陣(zhen)列探頭布置(zhi)在該區(qu)域，如2-16所(suo)示，并(bing)且其長(chang)度必須小于(yu)或(huo)等于(yu)均(jun)勻磁(ci)(ci)(ci)化區(qu)域的(de)(de)軸向長(chang)度。
如圖2-17所示(shi)，為實現(xian)軸向裂紋的全(quan)覆蓋檢測，一般采用探頭與(yu)鋼管表面之間的螺旋掃查(cha)來完成。對于雙探頭檢測布(bu)置，在掃查(cha)過程中需滿(man)足(zu)條件
2Ls≥P (2-4) 式中，Ls為單個縱向探頭的有效長度；為鋼管表面(mian)形成(cheng)的掃(sao)查螺距。
鋼(gang)管直線前(qian)進(jin)的(de)速度v。與螺距(ju)P的(de)關系(xi)為(wei) Va=ntP (2-5) 式中，n為(wei)鋼(gang)管旋轉速度。
由此可(ke)見，在(zai)高速(su)漏磁(ci)檢測中可(ke)通過增大螺距P來提高檢測速(su)度(du)Va0但是，根據式（2-4）可(ke)知(zhi)，為了保證軸(zhou)(zhou)向裂紋(wen)的全覆蓋掃(sao)查，必須增大單個探頭(tou)的軸(zhou)(zhou)向有效(xiao)掃(sao)查范(fan)圍(wei)，此時鋼管中的均勻磁(ci)化區域的軸(zhou)(zhou)向長度(du)也需(xu)要相應增加。
舉例分(fen)析(xi)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(yi)步(bu)分析磁(ci)化不(bu)均(jun)勻帶來的檢測不(bu)一(yi)致性問題。
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中可(ke)以看出，如(ru)果陣列探頭同(tong)時(shi)掃查到(dao)了(le)三個缺(que)陷，則(ze)尺(chi)寸相同(tong)的裂紋產生的漏磁檢測信號幅值與基線均出現了(le)嚴重的不一(yi)致(zhi)，從而(er)無法(fa)對缺(que)陷進行精確的定量評價，因此，探頭長度必(bi)須(xu)小(xiao)于200mm。
為了(le)(le)提(ti)高檢測(ce)速度，需要使(shi)陣(zhen)列探頭(tou)在(zai)軸(zhou)向上有足(zu)夠的長度。然而鋼管(guan)磁感應強(qiang)度在(zai)軸(zhou)向上的非(fei)均勻(yun)(yun)性限(xian)制了(le)(le)陣(zhen)列探頭(tou)沿軸(zhou)向布置的有效(xiao)長度，解決這一矛盾最為關(guan)鍵的問題就是(shi)如何在(zai)鋼管(guan)表(biao)面建立(li)更大(da)范(fan)圍的均勻(yun)(yun)磁場。
對此，在原有磁(ci)極的(de)(de)下方加上一個導磁(ci)板(ban)，將(jiang)一部分(fen)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)導入遠離磁(ci)極的(de)(de)區域(yu)，從而可(ke)擴(kuo)大磁(ci)場(chang)(chang)(chang)在軸向(xiang)上的(de)(de)覆蓋范圍，如(ru)圖2-20a所示的(de)(de)模(mo)型。模(mo)型中使(shi)用的(de)(de)導磁(ci)板(ban)尺寸為300mm（長(chang)）×40mm（寬）×10mm（厚），保持(chi)導磁(ci)板(ban)底面(mian)到鋼(gang)管外表面(mian)的(de)(de)距離為15mm。增加該(gai)導磁(ci)板(ban)后，仿真獲得的(de)(de)鋼(gang)管表面(mian)的(de)(de)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)分(fen)布云(yun)圖如(ru)圖2-20b所示。
從圖(tu)2-20b中可(ke)以看出(chu)，與(yu)常規(gui)磁(ci)(ci)極(ji)相比(bi)，增加(jia)導磁(ci)(ci)板之后，磁(ci)(ci)場(chang)覆蓋的范圍有所增大(da)，而且磁(ci)(ci)場(chang)分(fen)布也更加(jia)均(jun)勻，起到了一定的優化效果。另(ling)一方面，通過(guo)觀察磁(ci)(ci)場(chang)分(fen)布云圖(tu)可(ke)以發現，鋼(gang)管表面中間部位的磁(ci)(ci)場(chang)要比(bi)兩邊(bian)稍強，所以，進一步地，需要消除或(huo)者減弱周向磁(ci)(ci)化區域的磁(ci)(ci)化場(chang)強度差異。
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。
由圖(tu)2-21b可(ke)以看(kan)出(chu)，在(zai)磁(ci)(ci)(ci)極中部開(kai)槽(cao)之后，均勻磁(ci)(ci)(ci)場的區(qu)域進一步(bu)擴大。為(wei)了更好地(di)比較上述三種磁(ci)(ci)(ci)極的磁(ci)(ci)(ci)化效果，在(zai)探(tan)頭所在(zai)位置沿鋼(gang)管(guan)軸向取長度為(wei)600mm的路徑，得到路徑上各個(ge)點的磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應強(qiang)度，結果如圖(tu)2-22所示。
從圖(tu)中可以看出，傳統磁極磁化下的(de)均勻(yun)區域(yu)最小，軸向長度約為150mm；增(zeng)加導(dao)(dao)磁板(ban)后，均勻(yun)磁場(chang)區域(yu)的(de)軸向長度增(zeng)加至180mm；如(ru)果在導(dao)(dao)磁板(ban)上開(kai)槽(cao)，均勻(yun)磁場(chang)區域(yu)的(de)軸向長度進一步擴大為240mm。
進一步在圖2-18b所示(shi)(shi)的(de)(de)三個不同(tong)位置設置尺寸(cun)相同(tong)的(de)(de)軸(zhou)向裂(lie)紋(wen)，仿(fang)真獲得缺陷(xian)的(de)(de)漏磁檢測信(xin)號，如圖2-23所示(shi)(shi)。從(cong)圖中可(ke)以看出，沿(yan)軸(zhou)向距離100mm的(de)(de)兩個缺陷(xian)產生的(de)(de)漏磁信(xin)號幅(fu)值(zhi)差異僅為(wei)0.5％，基線漂移量也基本相似(si)。因此，圖2-21a所示(shi)(shi)的(de)(de)磁化極靴形式可(ke)基本滿足(zu)磁化的(de)(de)均(jun)勻(yun)性要求。
