在不銹鋼管高速漏磁檢測實施過程中，感生磁場引起了不(bu)銹(xiu)鋼管中磁化狀態的差異，進而產生不同的缺陷漏磁場，導致檢測設備誤判或者漏判。消除這一影響的目的，就是讓同尺寸缺陷產生同樣的漏磁檢測信號，以實現鋼管質量的一致性評價。

一、管體(ti)漏磁場(chang)差異消除方法

  不銹鋼(gang)管(guan)橫向(xiang)缺(que)陷(xian)漏磁(ci)檢(jian)(jian)測(ce)系統主要由(you)穿(chuan)過式(shi)磁(ci)化線(xian)圈(quan)和(he)位于線(xian)圈(quan)內(nei)部(bu)的(de)(de)探(tan)頭陣(zhen)列(lie)組成(cheng)。在鋼(gang)管(guan)通過檢(jian)(jian)測(ce)系統時(shi)，探(tan)頭陣(zhen)列(lie)中(zhong)某一個傳(chuan)感(gan)(gan)單元對(dui)局部(bu)缺(que)陷(xian)的(de)(de)掃(sao)查(cha)(cha)具有隨機(ji)性(xing)，因此必須(xu)保證探(tan)頭中(zhong)所有傳(chuan)感(gan)(gan)單元掃(sao)查(cha)(cha)同(tong)尺寸缺(que)陷(xian)時(shi)獲(huo)得相同(tong)的(de)(de)檢(jian)(jian)測(ce)信號。當鋼(gang)管(guan)高(gao)速(su)運(yun)行時(shi)，感(gan)(gan)生(sheng)磁(ci)場會使鋼(gang)管(guan)磁(ci)化狀態呈現(xian)不均(jun)勻，離開(kai)區(qu)磁(ci)感(gan)(gan)應(ying)強(qiang)度(du)大于進入(ru)區(qu)磁(ci)感(gan)(gan)應(ying)強(qiang)度(du)。如圖5-18所示，檢(jian)(jian)測(ce)區(qu)域內(nei)依次分布(bu)四個尺寸相同(tong)的(de)(de)橫向(xiang)缺(que)陷(xian)，其中(zhong)C2和(he)C21位于進入(ru)區(qu)，和(he)位于離開(kai)區(qu)。當鋼(gang)管(guan)運(yun)行速(su)度(du)較低時(shi)，感(gan)(gan)生(sheng)磁(ci)場對(dui)鋼(gang)管(guan)磁(ci)化狀態的(de)(de)影響可以(yi)忽略。此時(shi)，磁(ci)化場關于線(xian)圈(quan)中(zhong)心對(dui)稱分布(bu)，檢(jian)(jian)測(ce)區(qu)域內(nei)鋼(gang)管(guan)磁(ci)感(gan)(gan)應(ying)強(qiang)度(du)差異較小，C2、C21、C22和(he)C23生(sheng)的(de)(de)漏磁(ci)場強(qiang)度(du)B2、B21、B22和(he)B23基(ji)本相同(tong)。

  隨(sui)著檢測速度(du)的(de)不斷提高(gao)，不銹(xiu)鋼管(guan)離開區(qu)(qu)磁(ci)(ci)感應強(qiang)度(du)逐漸大于(yu)進入區(qu)(qu)，從(cong)而導致位于(yu)離開區(qu)(qu)的(de)缺陷漏(lou)磁(ci)(ci)場(chang)強(qiang)度(du)大于(yu)位于(yu)進入區(qu)(qu)的(de)缺陷漏(lou)磁(ci)(ci)場(chang)強(qiang)度(du)，感(gan)生磁場造成處于不同(tong)空(kong)間位置對應傳感(gan)器單元檢(jian)測(ce)到(dao)了不一致的缺(que)陷(xian)(xian)漏(lou)磁場信號。消(xiao)(xiao)除管(guan)體缺(que)陷(xian)(xian)漏(lou)磁場差(cha)異(yi)(yi)有(you)兩(liang)種(zhong)途徑：一方面，可以(yi)通過消(xiao)(xiao)除鋼管(guan)中的感(gan)生渦流(liu)(liu)來消(xiao)(xiao)除磁化狀態(tai)的差(cha)異(yi)(yi)；另一方面，還可采取修(xiu)正(zheng)傳感(gan)單元的增益使(shi)檢(jian)測(ce)信號達(da)到(dao)一致。由(you)于鋼管(guan)內產生的感(gan)生渦流(liu)(liu)無法消(xiao)(xiao)除，為此，提出通過修(xiu)正(zheng)陣(zhen)列傳感(gan)單元增益來消(xiao)(xiao)除同(tong)尺寸缺(que)陷(xian)(xian)產生的漏(lou)磁信號差(cha)異(yi)(yi)，如圖5-19所示。

  在不銹鋼管中(zhong)部刻制標定(ding)圓環作(zuo)為(wei)標定(ding)信號的管體漏磁場(chang)差異消除方法示意圖源，將(jiang)鋼管以穩定(ding)速度依(yi)次(ci)通過(guo)n個檢測(ce)傳(chuan)(chuan)感器單(dan)元(yuan)S1、S2、S，時，圓環產生的漏磁場(chang)信號分別為(wei)設陣(zhen)列(lie)傳(chuan)(chuan)感器單(dan)元(yuan)增益修正參數分別為(wei)a1、a2、、a;、、an,且Vs為(wei)標定(ding)參考幅0"SA值(zhi)。進(jin)一步可獲得陣(zhen)列(lie)傳(chuan)(chuan)感單(dan)元(yuan)增益修正參數。

  在(zai)基于(yu)陣列傳感(gan)(gan)單(dan)元增益(yi)(yi)修(xiu)正的(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)體(ti)(ti)漏磁場差(cha)異消(xiao)(xiao)除方法中(zhong)，刻制(zhi)有(you)標定(ding)圓(yuan)環(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)管(guan)以穩定(ding)速(su)度通過檢(jian)測(ce)(ce)探頭時，標定(ding)信(xin)號源具有(you)單(dan)一(yi)性并(bing)能夠一(yi)次性遍歷每(mei)個傳感(gan)(gan)器單(dan)元。由于(yu)感(gan)(gan)生渦流磁場的(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)使得管(guan)體(ti)(ti)形成了非(fei)均勻的(de)(de)(de)(de)(de)磁感(gan)(gan)應(ying)強度，從而導致圓(yuan)環(huan)(huan)在(zai)經過不同(tong)(tong)傳感(gan)(gan)器單(dan)元時產生的(de)(de)(de)(de)(de)漏磁信(xin)號幅值(zhi)存在(zai)差(cha)異。在(zai)對(dui)(dui)自(zi)然管(guan)進行檢(jian)測(ce)(ce)之前，先利用(yong)(yong)帶有(you)標定(ding)圓(yuan)環(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)樣管(guan)對(dui)(dui)傳感(gan)(gan)器單(dan)元增益(yi)(yi)進行修(xiu)正，并(bing)且必(bi)須保證鋼(gang)管(guan)檢(jian)測(ce)(ce)速(su)度與(yu)標定(ding)速(su)度相(xiang)同(tong)(tong)。最終，采用(yong)(yong)標定(ding)圓(yuan)環(huan)(huan)作為(wei)勵(li)磁源來修(xiu)正傳感(gan)(gan)器單(dan)元的(de)(de)(de)(de)(de)增益(yi)(yi)，可有(you)效消(xiao)(xiao)除同(tong)(tong)尺寸(cun)缺陷在(zai)管(guan)體(ti)(ti)不同(tong)(tong)位置處產生的(de)(de)(de)(de)(de)檢(jian)測(ce)(ce)信(xin)號差(cha)異。

二(er)、管端漏磁場差異消除方(fang)法

  感(gan)(gan)生磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)對鋼(gang)管管端(duan)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)的影(ying)響(xiang)(xiang)主要來自鋼(gang)管中(zhong)產(chan)生的感(gan)(gan)生渦(wo)流和磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)產(chan)生的感(gan)(gan)生電流，因此，消除管端(duan)缺陷漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)差異包括兩個方面內容：一(yi)方面需(xu)要消除當鋼(gang)管端(duan)部(bu)進入(ru)和離開(kai)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)時由于磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)通量劇烈變化(hua)(hua)(hua)而在線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)中(zhong)產(chan)生的感(gan)(gan)生電流；另一(yi)方面需(xu)要消除當鋼(gang)管端(duan)部(bu)與磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)(hua)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)耦合時僅存在單一(yi)方向感(gan)(gan)生渦(wo)流磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)的影(ying)響(xiang)(xiang)。

  感生(sheng)(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)會引起鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)狀態(tai)發生(sheng)(sheng)(sheng)變化(hua)，進(jin)(jin)一(yi)步(bu)導(dao)致位于(yu)(yu)(yu)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)(guan)頭、管(guan)(guan)(guan)(guan)體(ti)(ti)和管(guan)(guan)(guan)(guan)尾(wei)的(de)(de)(de)(de)具有相同(tong)尺(chi)寸的(de)(de)(de)(de)缺(que)陷(xian)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)強度(du)。如(ru)圖5-20所示(shi)，在感生(sheng)(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)作用(yong)下，位于(yu)(yu)(yu)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)(guan)頭、管(guan)(guan)(guan)(guan)體(ti)(ti)和管(guan)(guan)(guan)(guan)尾(wei)處的(de)(de)(de)(de)缺(que)陷(xian)C1C2和C3產(chan)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)Bc1、Bc2和Bc3的(de)(de)(de)(de)強度(du)依次增大，為消除(chu)感生(sheng)(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)引起的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)差(cha)異(yi)，將(jiang)感生(sheng)(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)由(you)(you)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)本體(ti)(ti)轉移到延伸(shen)區(qu)內。如(ru)圖5-21所示(shi)，在鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)部(bu)(bu)補(bu)充(chong)鐵磁(ci)(ci)(ci)(ci)性物質，使(shi)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)整體(ti)(ti)長度(du)向(xiang)(xiang)兩端(duan)延伸(shen)，從(cong)而在端(duan)部(bu)(bu)發生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)電(dian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)感應現象將(jiang)轉移到延伸(shen)區(qu)內。由(you)(you)于(yu)(yu)(yu)延伸(shen)區(qu)的(de)(de)(de)(de)存在，當鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)部(bu)(bu)進(jin)(jin)入(ru)(ru)(ru)和離開(kai)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)線(xian)(xian)圈時，磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)線(xian)(xian)圈內部(bu)(bu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)介質總量已基本進(jin)(jin)入(ru)(ru)(ru)穩定狀態(tai)，線(xian)(xian)圈磁(ci)(ci)(ci)(ci)通(tong)量保持恒定而不(bu)會產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)感生(sheng)(sheng)(sheng)電(dian)流；由(you)(you)于(yu)(yu)(yu)在鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)進(jin)(jin)入(ru)(ru)(ru)區(qu)和離開(kai)區(qu)同(tong)時產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)反向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)感生(sheng)(sheng)(sheng)渦(wo)(wo)(wo)流磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)，從(cong)而減(jian)弱了單一(yi)方(fang)向(xiang)(xiang)感生(sheng)(sheng)(sheng)渦(wo)(wo)(wo)流磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)劇烈影響(xiang)。將(jiang)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)部(bu)(bu)進(jin)(jin)行延伸(shen)之后(hou)，管(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)缺(que)陷(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)差(cha)異(yi)與管(guan)(guan)(guan)(guan)體(ti)(ti)相似，僅存在鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)進(jin)(jin)入(ru)(ru)(ru)區(qu)和離開(kai)區(qu)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)感生(sheng)(sheng)(sheng)渦(wo)(wo)(wo)流磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)，因此(ci)可采用(yong)管(guan)(guan)(guan)(guan)體(ti)(ti)缺(que)陷(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)差(cha)異(yi)消除(chu)方(fang)法進(jin)(jin)一(yi)步(bu)處理。

  圖5-22所示為(wei)含有延伸(shen)導磁(ci)(ci)極靴(xue)(xue)的鋼(gang)管(guan)自(zi)動化漏磁(ci)(ci)檢(jian)測設備，主要(yao)包括雙層磁(ci)(ci)化線圈、管(guan)頭(tou)延伸(shen)極靴(xue)(xue)、管(guan)尾延伸(shen)極靴(xue)(xue)、磁(ci)(ci)化回路以及探(tan)頭(tou)陣(zhen)列等。

  當鋼管管頭(tou)進入檢測區域時(shi)，管頭(tou)與管頭(tou)導磁(ci)延伸(shen)極(ji)靴形成對(dui)接(jie)，此時(shi)磁(ci)化線圈(quan)內部鐵磁(ci)性物質總(zong)量變(bian)化緩慢，線圈(quan)的(de)(de)磁(ci)通總(zong)量基本(ben)保(bao)持不變(bian)，從而極(ji)大(da)地削弱了(le)磁(ci)化線圈(quan)中產(chan)生(sheng)的(de)(de)感(gan)生(sheng)電(dian)流(liu)，如圖5-23所(suo)示。同(tong)樣，當不銹鋼管管尾離(li)開檢測區域時(shi)，其與管尾導磁(ci)延伸(shen)極(ji)靴對(dui)接(jie)，此時(shi)，磁(ci)化線圈(quan)中產(chan)生(sheng)的(de)(de)感(gan)生(sheng)電(dian)流(liu)也將大(da)大(da)削弱，如圖5-24所(suo)示。

  對不銹鋼管整(zheng)體(ti)同尺(chi)寸(cun)缺(que)陷產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)漏磁(ci)(ci)場強(qiang)度差異而言，感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)場對鋼管管端(duan)缺(que)陷漏磁(ci)(ci)場的(de)(de)(de)影響遠大(da)于管體(ti)。一(yi)(yi)方面，由于管端(duan)進入(ru)和(he)離(li)開磁(ci)(ci)化線圈時，劇(ju)烈的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)通量變化會在(zai)線圈中產生(sheng)(sheng)較大(da)的(de)(de)(de)感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)電流(liu)；另一(yi)(yi)方面，由于僅在(zai)鋼管進入(ru)區或者離(li)開區產生(sheng)(sheng)單(dan)一(yi)(yi)方向的(de)(de)(de)感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)渦流(liu)，相應(ying)的(de)(de)(de)感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)場將(jiang)在(zai)管頭減弱并(bing)在(zai)管尾增強(qiang)缺(que)陷漏磁(ci)(ci)場。施(shi)加延伸(shen)極靴后將(jiang)鋼管端(duan)部(bu)的(de)(de)(de)電磁(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)作(zuo)用轉移到延伸(shen)區，從(cong)而可有效削弱感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)場對鋼管端(duan)部(bu)缺(que)陷漏磁(ci)(ci)場的(de)(de)(de)影響。

  建立EMT-P48／180 不銹鋼(gang)管高速漏磁(ci)(ci)(ci)檢測系統(tong)，如圖5-25所(suo)示。鋼(gang)管漏磁(ci)(ci)(ci)檢測系統(tong)包括輸(shu)送輥道、磁(ci)(ci)(ci)化電(dian)源、磁(ci)(ci)(ci)化線(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)和(he)探頭信號系統(tong)等。圖5-26所(suo)示為(wei)(wei)(wei)輸(shu)送輥道，在變(bian)壓(ya)器控制下實現變(bian)速輸(shu)出。圖5-27所(suo)示的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)化電(dian)源具有(you)恒(heng)壓(ya)和(he)恒(heng)流(liu)兩種功能(neng)模(mo)式，當采用恒(heng)壓(ya)模(mo)式時，磁(ci)(ci)(ci)化線(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)中(zhong)通(tong)過的(de)(de)電(dian)流(liu)為(wei)(wei)(wei)初始磁(ci)(ci)(ci)化電(dian)流(liu)與(yu)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)感生電(dian)流(liu)疊加之和(he)；如將(jiang)磁(ci)(ci)(ci)化電(dian)源設置為(wei)(wei)(wei)恒(heng)流(liu)模(mo)式，電(dian)源內部(bu)的(de)(de)穩流(liu)模(mo)塊(kuai)電(dian)路將(jiang)對(dui)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)感生電(dian)流(liu)進行(xing)補(bu)償，從而保證線(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)中(zhong)通(tong)過的(de)(de)電(dian)流(liu)值始終(zhong)保持(chi)不變(bian)。磁(ci)(ci)(ci)化線(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)的(de)(de)內徑、外徑和(he)厚度分別(bie)為(wei)(wei)(wei)400mm、800mm和(he)300mm，線(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)總匝數為(wei)(wei)(wei)5000匝。圖5-28所(suo)示為(wei)(wei)(wei)探頭系統(tong)，實現鋼(gang)管周向360°全覆蓋檢測。

  首先，分(fen)析磁(ci)(ci)化線(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)圈(quan)中(zhong)產生的感生電流與(yu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)運動(dong)速(su)(su)度(du)關系。將磁(ci)(ci)化電源設置為恒壓模式，電壓設定為20V，當磁(ci)(ci)化線(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)圈(quan)中(zhong)沒有鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)時(shi)，線(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)圈(quan)內部電流為19A。管(guan)(guan)(guan)端缺陷漏磁(ci)(ci)場差異(yi)測(ce)試樣管(guan)(guan)(guan)如圖5-29所(suo)示(shi)(shi)，在樣管(guan)(guan)(guan)兩(liang)端及中(zhong)部刻制(zhi)三個尺(chi)寸相同的圓環缺陷。如圖5-26所(suo)示(shi)(shi)，利用變(bian)頻輸送輥道驅動(dong)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)分(fen)別(bie)(bie)以速(su)(su)度(du)1.0m／s、1.3m／1.61.9m2.2m/s、2.5m／s通(tong)(tong)(tong)過漏磁(ci)(ci)檢測(ce)設備。當鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)頭、管(guan)(guan)(guan)體和管(guan)(guan)(guan)尾(wei)分(fen)別(bie)(bie)通(tong)(tong)(tong)過磁(ci)(ci)化線(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)圈(quan)時(shi)，測(ce)量線(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)圈(quan)中(zhong)通(tong)(tong)(tong)過的電流值，獲得磁(ci)(ci)化線(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)圈(quan)內部通(tong)(tong)(tong)過電流與(yu)運行(xing)速(su)(su)度(du)關系曲(qu)線(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)，如圖5-30所(suo)示(shi)(shi)。

  從圖(tu)(tu)5-30中可以看出，當(dang)不銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)不同部位運(yun)動至(zhi)磁(ci)(ci)化(hua)線圈(quan)(quan)中時，磁(ci)(ci)化(hua)線圈(quan)(quan)內(nei)部通(tong)過電流幅(fu)值(zhi)差異較大(da)：管(guan)(guan)(guan)尾處線圈(quan)(quan)內(nei)部電流最(zui)大(da)，管(guan)(guan)(guan)體次之，管(guan)(guan)(guan)頭最(zui)弱(ruo)；并(bing)且，隨著鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)運(yun)行速度不斷(duan)提升，管(guan)(guan)(guan)頭處線圈(quan)(quan)內(nei)部電流不斷(duan)減小，管(guan)(guan)(guan)體基(ji)本不變，管(guan)(guan)(guan)尾處電流不斷(duan)增加，試驗結果與圖(tu)(tu)5-18所(suo)示(shi)的仿真結論吻合。鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)在(zai)進(jin)入(ru)和離開磁(ci)(ci)化(hua)線圈(quan)(quan)時，線圈(quan)(quan)磁(ci)(ci)通(tong)總量(liang)發(fa)生(sheng)(sheng)劇烈變化(hua)而在(zai)其(qi)中產(chan)生(sheng)(sheng)感生(sheng)(sheng)電流。當(dang)管(guan)(guan)(guan)體通(tong)過磁(ci)(ci)化(hua)線圈(quan)(quan)時，由于線圈(quan)(quan)中磁(ci)(ci)通(tong)量(liang)基(ji)本不變而無(wu)感生(sheng)(sheng)電流產(chan)生(sheng)(sheng)。

  進(jin)一步分析感生磁場對缺陷(xian)(xian)(xian)漏磁場的影響。在恒壓模式(shi)下，對處(chu)于管(guan)頭、管(guan)體(ti)(ti)和(he)管(guan)尾(wei)(wei)的圓(yuan)(yuan)環(huan)缺陷(xian)(xian)(xian)進(jin)行檢測，當(dang)鋼管(guan)運(yun)行速度為1.0m／s時檢測信號如圖(tu)(tu)5-31所示。從圖(tu)(tu)中可以(yi)看出(chu)，不(bu)(bu)同位置處(chu)的圓(yuan)(yuan)環(huan)缺陷(xian)(xian)(xian)產生的信號幅值不(bu)(bu)同，其(qi)中管(guan)尾(wei)(wei)處(chu)缺陷(xian)(xian)(xian)幅值最大，管(guan)體(ti)(ti)次之，管(guan)頭處(chu)缺陷(xian)(xian)(xian)信號最小。

  在(zai)恒壓模式下(xia)，同(tong)尺(chi)寸缺(que)陷(xian)多樣漏磁(ci)場產(chan)生(sheng)源包括磁(ci)化線(xian)(xian)圈中產(chan)生(sheng)的感(gan)(gan)生(sheng)電(dian)流和(he)鋼(gang)(gang)管(guan)中的感(gan)(gan)生(sheng)渦流。為(wei)單獨分析鋼(gang)(gang)管(guan)中感(gan)(gan)生(sheng)渦流對缺(que)陷(xian)漏磁(ci)場的影(ying)響(xiang)，可將(jiang)磁(ci)化電(dian)源設置(zhi)(zhi)為(wei)恒流模式以(yi)消除磁(ci)化線(xian)(xian)圈感(gan)(gan)生(sheng)電(dian)流的影(ying)響(xiang)。分別在(zai)恒壓和(he)恒流兩種(zhong)模式下(xia)對樣管(guan)缺(que)陷(xian)進行檢(jian)測(ce)，樣管(guan)分別以(yi)速(su)度(du)1.0m／s、1.3m／1.6m／s、1.9m／s、2.2m／s和(he)2.5m／s通過檢(jian)測(ce)設備并記錄缺(que)陷(xian)漏磁(ci)信號(hao)幅值，最終(zhong)獲得不同(tong)位置(zhi)(zhi)圓環缺(que)陷(xian)檢(jian)測(ce)信號(hao)幅值與運(yun)行速(su)度(du)的關系曲線(xian)(xian)，如圖5-32所(suo)示。

  從圖(tu)5-32中可以(yi)看出，當(dang)磁化電(dian)源設置為恒(heng)(heng)壓(ya)模式(shi)時，管(guan)(guan)尾(wei)缺陷(xian)信(xin)號最(zui)強，管(guan)(guan)體次之，管(guan)(guan)頭(tou)缺陷(xian)信(xin)號最(zui)弱(ruo)；隨(sui)著檢(jian)測速度的(de)提高(gao)，管(guan)(guan)頭(tou)缺陷(xian)信(xin)號幅值不(bu)斷減(jian)弱(ruo)，管(guan)(guan)體基本不(bu)變(bian)，管(guan)(guan)尾(wei)逐(zhu)漸(jian)(jian)增加，三者幅值差異逐(zhu)漸(jian)(jian)增大。將(jiang)磁化電(dian)源設置為恒(heng)(heng)流(liu)(liu)模式(shi)消(xiao)除磁化線圈感(gan)生電(dian)流(liu)(liu)影響之后，同(tong)(tong)樣，管(guan)(guan)尾(wei)缺陷(xian)信(xin)號最(zui)強，管(guan)(guan)體其次，管(guan)(guan)頭(tou)最(zui)弱(ruo)。當(dang)鋼(gang)管(guan)(guan)運行速度相(xiang)同(tong)(tong)時，與(yu)恒(heng)(heng)壓(ya)模式(shi)相(xiang)比，不(bu)同(tong)(tong)位置缺陷(xian)在恒(heng)(heng)流(liu)(liu)模式(shi)下(xia)產(chan)生的(de)檢(jian)測信(xin)號差異更小。

  從圖(tu)5-32中(zhong)還可以看出(chu)，感生(sheng)磁(ci)(ci)場(chang)在管(guan)端(duan)引起的(de)缺陷(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)場(chang)差(cha)異(yi)(yi)遠大于(yu)管(guan)體；線圈(quan)感生(sheng)電(dian)流(liu)磁(ci)(ci)場(chang)引起的(de)管(guan)端(duan)缺陷(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)場(chang)差(cha)異(yi)(yi)大于(yu)鋼管(guan)感生(sheng)渦(wo)流(liu)磁(ci)(ci)場(chang)；在管(guan)體處(chu)磁(ci)(ci)化線圈(quan)中(zhong)幾乎不產(chan)生(sheng)感生(sheng)電(dian)流(liu)，管(guan)體缺陷(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)場(chang)差(cha)異(yi)(yi)源主要來自不銹(xiu)鋼管(guan)中(zhong)產(chan)生(sheng)的(de)感生(sheng)渦(wo)流(liu)。

  根(gen)據(ju)圖5-22所示(shi)的(de)設備方案制作(zuo)了相(xiang)應的(de)管端延伸導(dao)磁極(ji)靴，如圖5-33所示(shi)。將延伸極(ji)靴固(gu)定在橫向磁化(hua)線圈(quan)上(shang)，在完全相(xiang)同的(de)條件下進行測試，獲得在恒壓模式下磁化(hua)線圈(quan)內部通(tong)過電(dian)流與運行速度的(de)關系曲線，如圖5-34所示(shi)。

  從圖5-34中可以看出(chu)，磁化線(xian)圈電(dian)流(liu)(liu)幅值(zhi)變(bian)化規律與(yu)未(wei)施(shi)加(jia)延(yan)伸極(ji)(ji)靴(xue)時(shi)相同，仍然是管頭(tou)處電(dian)流(liu)(liu)幅值(zhi)最小，管體基(ji)本(ben)不變(bian)，而管尾處電(dian)流(liu)(liu)幅值(zhi)最大(da)，并且(qie)隨著運行速(su)度的增加(jia)，差異逐漸增大(da)。但是，延(yan)伸極(ji)(ji)靴(xue)極(ji)(ji)大(da)地削(xue)弱了磁化線(xian)圈中產生的感生電(dian)流(liu)(liu)，與(yu)未(wei)施(shi)加(jia)延(yan)伸極(ji)(ji)靴(xue)相比，當運行速(su)度為2.5m／s時(shi)，管頭(tou)處線(xian)圈電(dian)流(liu)(liu)由10.2A上升(sheng)至(zhi)16.2A，管尾處線(xian)圈電(dian)流(liu)(liu)由25.8A降為21.9A。

  同樣(yang)(yang)，將磁(ci)化電源設置為恒壓和恒流兩(liang)種模式，在施加延伸(shen)極靴的情況(kuang)下，對樣(yang)(yang)管(guan)上不同位(wei)置圓環缺陷進行檢測，獲得相應漏磁(ci)檢測信號幅值與運行速度的關(guan)系曲線，如(ru)圖5-35所示。

  從(cong)圖5-35中可以看出，一方面，施(shi)加延(yan)伸極靴之(zhi)(zhi)后(hou)缺(que)(que)(que)陷(xian)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)信號(hao)(hao)變化規律與未施(shi)加極靴時(shi)相同。感生(sheng)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)造成管(guan)(guan)尾圓(yuan)環缺(que)(que)(que)陷(xian)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)信號(hao)(hao)強度(du)最(zui)高，管(guan)(guan)體(ti)次之(zhi)(zhi)，而(er)管(guan)(guan)頭缺(que)(que)(que)陷(xian)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)信號(hao)(hao)強度(du)最(zui)低(di)，并且磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化線圈感生(sheng)電流對管(guan)(guan)端(duan)缺(que)(que)(que)陷(xian)檢測(ce)信號(hao)(hao)的影(ying)響大于鋼管(guan)(guan)中的感生(sheng)渦流。另一方面，由于延(yan)伸導磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)極靴的作用，感生(sheng)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)對端(duan)部缺(que)(que)(que)陷(xian)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)的影(ying)響由鋼管(guan)(guan)本體(ti)轉移到延(yan)伸極靴上(shang)，從(cong)而(er)有效(xiao)削(xue)弱了(le)管(guan)(guan)端(duan)缺(que)(que)(que)陷(xian)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)信號(hao)(hao)差異。此(ci)外，由于延(yan)伸極靴降(jiang)低(di)了(le)整個磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化回(hui)路的磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)阻，故從(cong)整體(ti)上(shang)增強了(le)所有缺(que)(que)(que)陷(xian)的漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)信號(hao)(hao)幅值。

  為分析比(bi)較延(yan)伸導(dao)磁(ci)(ci)(ci)極靴的缺(que)陷漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)差(cha)異(yi)(yi)消除(chu)效(xiao)果(guo)，分別(bie)計算不(bu)(bu)同運行(xing)速度下(xia)鋼(gang)管(guan)管(guan)端圓環缺(que)陷漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)檢測(ce)(ce)信號的幅值(zhi)差(cha)異(yi)(yi)，見表5-1。從(cong)表中可(ke)(ke)以看出，延(yan)伸極靴可(ke)(ke)有效(xiao)消除(chu)感(gan)生磁(ci)(ci)(ci)場(chang)引(yin)起(qi)的同尺(chi)寸缺(que)陷漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)差(cha)異(yi)(yi)。當鋼(gang)管(guan)運行(xing)速度為2.5m／s時，磁(ci)(ci)(ci)化電源(yuan)設(she)置為恒流模式并施加延(yan)伸極靴時，感(gan)生磁(ci)(ci)(ci)場(chang)引(yin)起(qi)的不(bu)(bu)同位置同尺(chi)寸缺(que)陷檢測(ce)(ce)信號差(cha)異(yi)(yi)為0.45dB，已能(neng)滿足鋼(gang)管(guan)檢測(ce)(ce)要(yao)求。因此，在不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)漏磁(ci)(ci)(ci)檢測(ce)(ce)過(guo)程中，可(ke)(ke)根據鋼(gang)管(guan)外徑(jing)制作對(dui)應尺(chi)寸的延(yan)伸導(dao)磁(ci)(ci)(ci)極靴，從(cong)而可(ke)(ke)消除(chu)由(you)于感(gan)生磁(ci)(ci)(ci)場(chang)帶來的管(guan)端缺(que)陷漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)差(cha)異(yi)(yi)。

  當不銹鋼管管體通過磁化線圈時，缺陷漏(lou)磁場(chang)(chang)差異主要受鋼管感生渦(wo)(wo)流磁場(chang)(chang)的影響。由于進入(ru)區(qu)感生渦(wo)(wo)流磁場(chang)(chang)與(yu)原始(shi)磁化場(chang)(chang)方(fang)向(xiang)相反，而在(zai)離(li)開區(qu)兩者方(fang)向(xiang)相同，因此感生渦(wo)(wo)流造成磁化場(chang)(chang)分布不均勻，進而引起缺陷漏(lou)磁場(chang)(chang)差異。

  為(wei)(wei)消除(chu)感生磁場引起的(de)管(guan)體同尺寸缺陷(xian)漏(lou)(lou)(lou)磁場差異，以(yi)圓(yuan)環(huan)(huan)(huan)作為(wei)(wei)標(biao)定(ding)信(xin)號(hao)(hao)源對陣(zhen)列傳(chuan)感單(dan)元(yuan)增益進(jin)行修(xiu)正(zheng)，樣管(guan)如圖5-36所(suo)示。檢(jian)測信(xin)號(hao)(hao)系統共(gong)32個通(tong)道(dao)(dao)(dao)，初(chu)始采集時(shi)各通(tong)道(dao)(dao)(dao)增益統一設置為(wei)(wei)200，如圖5-37所(suo)示。當(dang)樣管(guan)以(yi)速(su)度1.0m／s通(tong)過檢(jian)測探頭時(shi)，獲(huo)(huo)得編號(hao)(hao)25～32八個通(tong)道(dao)(dao)(dao)缺陷(xian)漏(lou)(lou)(lou)磁信(xin)號(hao)(hao)波(bo)形，如圖5-38所(suo)示，其(qi)中每一條曲線代表一個通(tong)道(dao)(dao)(dao)。從(cong)(cong)圖中可(ke)以(yi)看出，標(biao)定(ding)圓(yuan)環(huan)(huan)(huan)在各傳(chuan)感單(dan)元(yuan)中產(chan)生的(de)漏(lou)(lou)(lou)磁信(xin)號(hao)(hao)幅值(zhi)(zhi)不同。進(jin)一步(bu)，將目標(biao)信(xin)號(hao)(hao)幅值(zhi)(zhi)Vs設置為(wei)(wei)90，根據式(shi)（5-12）算(suan)法(fa)獲(huo)(huo)得各通(tong)道(dao)(dao)(dao)的(de)修(xiu)正(zheng)參數，如圖5-39所(suo)示。將標(biao)定(ding)圓(yuan)環(huan)(huan)(huan)再次以(yi)相同速(su)度通(tong)過橫向檢(jian)測系統時(shi)獲(huo)(huo)得如圖5-40所(suo)示的(de)檢(jian)測信(xin)號(hao)(hao)，其(qi)中一條曲線為(wei)(wei)一個通(tong)道(dao)(dao)(dao)。從(cong)(cong)圖中可(ke)以(yi)看出，經(jing)過增益修(xiu)正(zheng)之(zhi)后，各通(tong)道(dao)(dao)(dao)之(zhi)間的(de)缺陷(xian)信(xin)號(hao)(hao)差異基本得到消除(chu)。

  當不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)通過(guo)磁(ci)(ci)化線圈時會產生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)兩種電磁(ci)(ci)感(gan)應現象：一(yi)方面，鋼(gang)(gang)管(guan)電介質(zhi)切(qie)割磁(ci)(ci)力線而產生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)感(gan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)渦流(liu)；另(ling)一(yi)方面，磁(ci)(ci)化線圈由于內部(bu)鋼(gang)(gang)管(guan)磁(ci)(ci)介質(zhi)總量(liang)發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)變(bian)(bian)化而產生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)感(gan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)電流(liu)。鋼(gang)(gang)管(guan)感(gan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)渦流(liu)和(he)線圈感(gan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)電流(liu)產生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)的(de)磁(ci)(ci)場(chang)會改變(bian)(bian)磁(ci)(ci)化場(chang)的(de)強度與分布，進一(yi)步改變(bian)(bian)鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)磁(ci)(ci)化狀態，最終導致不(bu)同(tong)位置的(de)同(tong)尺(chi)寸缺陷產生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)不(bu)同(tong)的(de)漏磁(ci)(ci)場(chang)。可得出以下(xia)結論：

  1. 不(bu)銹鋼管電介質通過磁化(hua)線圈時，在(zai)進入區內形(xing)成與原(yuan)始磁化(hua)電流方(fang)(fang)向(xiang)相反(fan)的感(gan)生(sheng)渦流；在(zai)離開區形(xing)成與原(yuan)始磁化(hua)電流方(fang)(fang)向(xiang)相同的感(gan)生(sheng)渦流；在(zai)中間區域(yu)基本(ben)沒有感(gan)生(sheng)渦流產生(sheng)。

  2. 當不銹鋼管(guan)(guan)管(guan)(guan)頭進入磁(ci)化(hua)線(xian)圈(quan)時，線(xian)圈(quan)中(zhong)形成與原始(shi)磁(ci)化(hua)電(dian)流(liu)方(fang)向相(xiang)反的感(gan)生(sheng)(sheng)電(dian)流(liu)；隨著鋼管(guan)(guan)進一步深入磁(ci)化(hua)線(xian)圈(quan)，當管(guan)(guan)體通(tong)過(guo)磁(ci)化(hua)線(xian)圈(quan)時，線(xian)圈(quan)中(zhong)無感(gan)生(sheng)(sheng)電(dian)流(liu)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)；當管(guan)(guan)尾離開磁(ci)化(hua)線(xian)圈(quan)時，線(xian)圈(quan)中(zhong)無感(gan)生(sheng)(sheng)電(dian)流(liu)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)；當管(guan)(guan)尾離開磁(ci)化(hua)線(xian)圈(quan)時，線(xian)圈(quan)中(zhong)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)與原始(shi)磁(ci)化(hua)電(dian)流(liu)方(fang)向相(xiang)同(tong)的感(gan)生(sheng)(sheng)電(dian)流(liu)。

  3. 管(guan)體同(tong)尺寸(cun)缺(que)陷(xian)漏磁場差異(yi)主(zhu)要來自(zi)鋼管(guan)內部(bu)的感(gan)生(sheng)渦流(liu)磁場的影響。在(zai)進入(ru)(ru)區(qu)，感(gan)生(sheng)磁場與原始磁化(hua)場方向(xiang)相反；在(zai)離(li)開區(qu)，感(gan)生(sheng)磁場與原始磁化(hua)場方向(xiang)相同(tong)。從而使(shi)得鋼管(guan)離(li)開區(qu)磁感(gan)應強(qiang)度(du)高(gao)于(yu)進入(ru)(ru)區(qu)，最終導致位于(yu)離(li)開區(qu)的缺(que)陷(xian)漏磁場強(qiang)度(du)高(gao)于(yu)進入(ru)(ru)區(qu)的缺(que)陷(xian)漏磁場強(qiang)度(du)。

  4. 管(guan)(guan)(guan)端同(tong)(tong)(tong)尺寸缺陷漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場差異同(tong)(tong)(tong)時受(shou)到鋼管(guan)(guan)(guan)內(nei)部(bu)感生(sheng)渦(wo)流(liu)和(he)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)線圈(quan)感生(sheng)電(dian)流(liu)的(de)影響。當(dang)鋼管(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)頭(tou)進入磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)線圈(quan)時，鋼管(guan)(guan)(guan)內(nei)部(bu)感生(sheng)渦(wo)流(liu)和(he)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)線圈(quan)感生(sheng)電(dian)流(liu)產生(sheng)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場均與原始(shi)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)場方(fang)向相反，從而(er)降(jiang)低了鋼管(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)頭(tou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感應強度；當(dang)管(guan)(guan)(guan)尾(wei)離開磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)線圈(quan)時，鋼管(guan)(guan)(guan)內(nei)部(bu)感生(sheng)渦(wo)流(liu)和(he)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)線圈(quan)感生(sheng)電(dian)流(liu)產生(sheng)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場均與原始(shi)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)場方(fang)向相同(tong)(tong)(tong)，從而(er)增(zeng)強了管(guan)(guan)(guan)尾(wei)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感應強度。最終，感生(sheng)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場導致(zhi)位于鋼管(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)頭(tou)、管(guan)(guan)(guan)體和(he)管(guan)(guan)(guan)尾(wei)處的(de)同(tong)(tong)(tong)尺寸缺陷形成(cheng)了依次(ci)增(zeng)加(jia)的(de)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場強度。

  5. 為實現高速運行(xing)時不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)同尺(chi)寸缺陷的一致性檢測(ce)與(yu)評價，基于陣(zhen)列傳感單(dan)元增益修正和延伸導(dao)磁(ci)極(ji)靴的檢測(ce)方法(fa)可消(xiao)除同尺(chi)寸缺陷漏(lou)磁(ci)場差異，使(shi)得同尺(chi)寸缺陷在管(guan)(guan)(guan)體和管(guan)(guan)(guan)端處產生(sheng)相(xiang)同的漏(lou)磁(ci)檢測(ce)信號(hao)。

  6. 此外，在研究磁化(hua)(hua)線(xian)(xian)圈內(nei)部感生(sheng)電(dian)流(liu)形成機制(zhi)及變化(hua)(hua)規律的(de)基(ji)礎上，可采取在管頭處提前增(zeng)加磁化(hua)(hua)電(dian)流(liu)并在管尾處提前減小(xiao)磁化(hua)(hua)電(dian)流(liu)的(de)控制(zhi)方式，用于抵消(xiao)線(xian)(xian)圈中的(de)感生(sheng)電(dian)流(liu)，從(cong)而可有效提高磁化(hua)(hua)電(dian)流(liu)的(de)穩定性(xing)。