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。
不銹鋼(gang)管(guan)(guan)缺陷產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)拾取原理如圖3-1所(suo)示。當鋼(gang)管(guan)(guan)處(chu)于傳(chuan)(chuan)導(dao)電(dian)(dian)(dian)流(liu)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)外(wai)(wai)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)中時(shi)(shi),不銹鋼(gang)管(guan)(guan)對外(wai)(wai)顯示一(yi)定(ding)(ding)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)性,同時(shi)(shi),鋼(gang)管(guan)(guan)上出現宏觀的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)電(dian)(dian)(dian)流(liu)。磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)電(dian)(dian)(dian)流(liu)與(yu)傳(chuan)(chuan)導(dao)電(dian)(dian)(dian)流(liu)一(yi)樣,也會產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)強度(du)記(ji)為Bu),這個磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)與(yu)傳(chuan)(chuan)導(dao)電(dian)(dian)(dian)流(liu)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)場(chang)(chang)(chang)(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)強度(du)記(ji)為B)疊加之(zhi)后構成(cheng)空間磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)強度(du)記(ji)為B)。當鋼(gang)管(guan)(guan)中存在(zai)缺陷時(shi)(shi),不銹鋼(gang)管(guan)(guan)表面會產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)泄漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)Bma,Bmn與(yu)傳(chuan)(chuan)導(dao)電(dian)(dian)(dian)流(liu)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)Bo方向(xiang)相同。根據法拉(la)第電(dian)(dian)(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)定(ding)(ding)律(lv),高速(su)運動鋼(gang)管(guan)(guan)通(tong)過(guo)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)場(chang)(chang)(chang)(chang)時(shi)(shi),其內部會感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)出渦流(liu),并(bing)進一(yi)步產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)強度(du)記(ji)為Beddy),感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)在(zai)不同位置的(de)方向(xiang)和強度(du)不同,因此感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)對漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)檢(jian)測的(de)影(ying)響與(yu)缺陷位置有關。此外(wai)(wai),鋼(gang)管(guan)(guan)幾何形(xing)狀不規則也會產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)背景磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)應(ying)(ying)強度(du)記(ji)為Bwall),如鉆桿過(guo)渡帶(dai)、壁厚不均(jun)等,其方向(xiang)與(yu)鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)幾何特性有關。
漏磁(ci)檢測時(shi),磁(ci)敏傳感(gan)器測量鋼管表面的磁(ci)場分布,并將磁(ci)場量依(yi)次轉換為模擬信(xin)號(hao)和數字(zi)信(xin)號(hao),之后進入(ru)計(ji)算(suan)機(ji)進行(xing)數字(zi)化處理。
從本質上(shang)講(jiang),磁敏傳感(gan)器拾取的磁場由多(duo)個磁場疊加而(er)成,測量磁感(gan)應強度Bms為(wei)
Bms=Bo+Bmn+Bwall+Bu+Beddy(3-1)
式中,Bo為(wei)傳導電(dian)流磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)應(ying)強度(du);Bmfl為(wei)缺(que)陷漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)應(ying)強度(du);Bwall為(wei)鋼管(guan)幾何(he)尺寸不規則產生(sheng)(sheng)的(de)背景磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)應(ying)強度(du);B1為(wei)被(bei)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化物(wu)體內(nei)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化電(dian)流產生(sheng)(sheng)的(de)反向磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)應(ying)強度(du);Beddy為(wei)運動鋼管(guan)內(nei)感(gan)(gan)(gan)應(ying)渦流產生(sheng)(sheng)的(de)感(gan)(gan)(gan)應(ying)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)(gan)應(ying)強度(du)。
由此(ci)可(ke)見,漏(lou)磁檢(jian)測(ce)過程中,傳感(gan)器拾(shi)取的(de)磁場信(xin)號(hao)(hao)還包含了除缺(que)(que)陷產生的(de)漏(lou)磁場之外的(de)各種(zhong)背(bei)景磁場信(xin)號(hao)(hao)。因此(ci),在探究缺(que)(que)陷尺寸與檢(jian)測(ce)信(xin)號(hao)(hao)特征關(guan)系時,必(bi)須(xu)考慮各種(zhong)背(bei)景磁場對反(fan)演計算帶來的(de)影響(xiang)。特別地(di),在不銹鋼(gang)管高速(su)運行時其內部產生的(de)感(gan)生渦流(liu)磁場以及壁厚不均時產生的(de)背(bei)景磁場,對漏(lou)磁信(xin)號(hao)(hao)的(de)影響(xiang)較大,在開展(zhan)高速(su)、高精(jing)度漏(lou)磁檢(jian)測(ce)時必(bi)須(xu)采取相應的(de)消除措施。