由于制造工具缺陷、溫度控制不均和原料屬性差異等因素的影響，造成鋼管在穿孔、頂管和張減等成形工藝中產生壁厚不均，如圖4-33a所示。另外，不銹鋼(gang)管(guan)在使用過程中，由于受到腐蝕介質和交變應力作用，同樣會形成如圖4-33b所示的腐蝕、偏磨等局部壁厚變化。壁厚不均對不銹鋼管性能的影響與缺陷有所不同，壁厚不均一般為大面積材料的緩慢損失或增加，一定范圍內的壁厚變化對不銹鋼管力學特性和使用性能的影響較小；缺陷為突變的局部材料損失，容易產生應力集中，并會往深度方向加速擴展，進而造成鋼管使用性能失效。根據美國石油協會API標準要求，鋼管壁厚偏差允許范圍為≤±12.5％，缺陷深度要求范圍為≤5％。
根據磁力線傳遞機制，壁厚不均會形成擾動背景磁場，疊加于原缺陷漏磁場上會改變漏磁場特征；另一方面，壁厚不均會改變磁化場磁通路徑，引起不銹鋼管(guan)磁化狀態發生變化，進一步影響缺陷漏磁場強度。從而，相同尺寸的缺陷在壁厚減薄和增大處會產生不同于壁厚均勻處的漏磁場。
一、壁(bi)厚不均(jun)的磁場分布
不銹鋼管壁厚不均主要包括橫向壁厚不均和縱向壁厚不均，如圖4-34所示。橫向壁厚不均主要指鋼管橫截面上形成的局部壁厚增大和減薄，如青線；縱向壁厚不均是指鋼管在長度方向上形成的局部壁厚增大和減薄，如腐蝕坑。不銹(xiu)鋼管漏磁檢測一般采用復合磁化方法對缺陷進行全面檢測，即軸向磁化檢測橫向缺陷和周向磁化檢測縱向缺陷。
不(bu)銹鋼管漏磁檢測的本質為磁場、空氣介質與鋼介質之間的電磁耦合作用，主要體現為磁力線在空氣介質、磁介質及其分界面上的傳遞過程。不銹鋼管壁厚減薄和增大時，在磁介質與空氣介質之間會形成具有一定角度的作用界面。壁厚減薄磁力線傳遞過程為：①. 磁力線在鋼／空氣分界面處發生折射；②. 磁力線在空氣／鋼分界面處發生折射。壁厚增大磁力線傳遞過程為：①. 磁力線在空氣／鋼分界面處發生折射；②. 磁力線在鋼／空氣分界面處發生折射，如圖4-35所示。
對分(fen)(fen)界(jie)面上(shang)磁(ci)力(li)線(xian)(xian)(xian)作用(yong)過程(cheng)進行梳(shu)理，主要歸納(na)為磁(ci)力(li)線(xian)(xian)(xian)在(zai)鋼／空(kong)氣(qi)、空(kong)氣(qi)／鋼界(jie)面上(shang)的折射作用(yong)。由麥(mai)克斯韋方程(cheng)組和電磁(ci)場邊值(zhi)條件(jian)可獲得磁(ci)力(li)線(xian)(xian)(xian)在(zai)兩介質分(fen)(fen)界(jie)面上(shang)的磁(ci)折射作用(yong)方程(cheng)：
式(shi)中為垂直于(yu)分界(jie)面的(de)單位(wei)矢(shi)量；B1(H1)和B2(H2)分別為介質1和介質2內(nei)的(de)磁感應強度（磁場強度）；為分界(jie)面上的(de)電流線密度。
設鋼介質磁導率為μ1，空氣介質磁導率為H2，由于不銹(xiu)鋼管表面不存在電流分布，因而，從而可獲得鋼介質內、外磁場的關系：（切向分量），（法向分量）。圖4-36a所示為在鋼介質與空氣介質分界面處的磁力線折射作用原理圖，磁力線與分界面法向形成入射角01，經分界面折射入空氣中，并與分界面法向形成折射角02o根據式（4-11），并結合磁感應強度和磁場強度關系，可獲得磁力線在分界面上走向與介質磁導率的關系，即
根據(ju)(ju)式（4-12），由于(yu)鋼(gang)(gang)介(jie)(jie)(jie)質(zhi)磁(ci)(ci)導率遠(yuan)遠(yuan)大(da)于(yu)空(kong)氣(qi)介(jie)(jie)(jie)質(zhi)磁(ci)(ci)導率，即，因(yin)此磁(ci)(ci)力線(xian)與分界(jie)面(mian)(mian)(mian)法向在磁(ci)(ci)介(jie)(jie)(jie)質(zhi)中的(de)(de)夾角(jiao)大(da)于(yu)在空(kong)氣(qi)介(jie)(jie)(jie)質(zhi)中的(de)(de)夾角(jiao)，即由于(yu)磁(ci)(ci)化場方向平(ping)行于(yu)鋼(gang)(gang)管(guan)表面(mian)(mian)(mian)，因(yin)此，在鋼(gang)(gang)／空(kong)氣(qi)分界(jie)面(mian)(mian)(mian)附近，磁(ci)(ci)力線(xian)在鋼(gang)(gang)介(jie)(jie)(jie)質(zhi)中幾(ji)乎平(ping)行于(yu)分界(jie)面(mian)(mian)(mian)，而在空(kong)氣(qi)介(jie)(jie)(jie)質(zhi)中磁(ci)(ci)力線(xian)幾(ji)乎與分界(jie)面(mian)(mian)(mian)垂直(zhi)，如(ru)圖(tu)4-36a所(suo)示(shi)。同樣，根據(ju)(ju)式（4-12）可獲得磁(ci)(ci)力線(xian)在空(kong)氣(qi)／鋼(gang)(gang)分界(jie)面(mian)(mian)(mian)上的(de)(de)傳遞路徑，如(ru)圖(tu)4-36b所(suo)示(shi)。
根(gen)據圖4-36所(suo)示的磁(ci)(ci)折射原理，并結(jie)合圖4-35所(suo)示的壁(bi)(bi)厚(hou)減(jian)(jian)薄(bo)磁(ci)(ci)力(li)(li)線作用(yong)過程①和②，以(yi)及(ji)壁(bi)(bi)厚(hou)增大(da)(da)磁(ci)(ci)力(li)(li)線作用(yong)過程①和②，可分(fen)別(bie)獲得壁(bi)(bi)厚(hou)減(jian)(jian)薄(bo)與壁(bi)(bi)厚(hou)增大(da)(da)產生的擾動背景磁(ci)(ci)場B1和B2的分(fen)布特性，如圖4-37所(suo)示。從圖中可以(yi)看出(chu)，壁(bi)(bi)厚(hou)減(jian)(jian)薄(bo)與壁(bi)(bi)厚(hou)增大(da)(da)形成了(le)方(fang)向(xiang)相(xiang)反的擾動背景磁(ci)(ci)場：在(zai)(zai)壁(bi)(bi)厚(hou)減(jian)(jian)薄(bo)處(chu)，部分(fen)磁(ci)(ci)力(li)(li)線泄漏(lou)出(chu)鋼(gang)管表面；而在(zai)(zai)壁(bi)(bi)厚(hou)增大(da)(da)處(chu)的外部磁(ci)(ci)力(li)(li)線被吸(xi)收入(ru)鋼(gang)管內(nei)部。
磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場特性通(tong)過(guo)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)力(li)(li)線(xian)(xian)(xian)表征：①. 磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)力(li)(li)線(xian)(xian)(xian)形成(cheng)閉合路(lu)(lu)徑(jing)；②. 磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)力(li)(li)線(xian)(xian)(xian)具有(you)彈性且不交(jiao)叉；③. 磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)力(li)(li)線(xian)(xian)(xian)存在相互擠(ji)壓(ya)作用；④. 磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)力(li)(li)線(xian)(xian)(xian)總是(shi)走磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)阻(zu)最小(xiao)的(de)路(lu)(lu)徑(jing)。當鋼(gang)(gang)管(guan)壁(bi)厚均勻時，磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)力(li)(li)線(xian)(xian)(xian)均勻通(tong)過(guo)管(guan)壁(bi)截(jie)面，磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感應強(qiang)度(du)為；如圖4-37所示，當鋼(gang)(gang)管(guan)壁(bi)厚減薄(bo)時，磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化場磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)通(tong)路(lu)(lu)徑(jing)由Z。減小(xiao)到(dao)，磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)力(li)(li)線(xian)(xian)(xian)之(zhi)間的(de)相互擠(ji)壓(ya)作用使得小(xiao)部分(fen)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)力(li)(li)線(xian)(xian)(xian)折(zhe)射入(ru)空氣中(zhong)，而絕大部分(fen)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)力(li)(li)線(xian)(xian)(xian)通(tong)過(guo)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)阻(zu)更小(xiao)的(de)鋼(gang)(gang)介質，造(zao)成(cheng)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感應強(qiang)度(du)由Bo增(zeng)加到(dao)近(jin)似BoZo/(Zo-Zdec)；同(tong)樣，當壁(bi)厚增(zeng)大、磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)通(tong)路(lu)(lu)徑(jing)由Z。增(zeng)加到(dao)Zo+Zinc時，磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)力(li)(li)線(xian)(xian)(xian)會(hui)基本均勻分(fen)布于整個壁(bi)厚截(jie)面，造(zao)成(cheng)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)感應強(qiang)度(du)由Bo減小(xiao)到(dao)近(jin)似
建立如圖(tu)(tu)4-38所(suo)示(shi)的仿真模型，不銹鋼管外(wai)徑為(wei)250mm，壁(bi)(bi)厚(hou)為(wei)20mm，長度(du)(du)為(wei)1200mm，材質(zhi)為(wei)25鋼。磁(ci)化線圈內徑為(wei)290mm，外(wai)徑為(wei)590mm，厚(hou)度(du)(du)為(wei)300mm，磁(ci)化電流密度(du)(du)i＝。仿真中(zhong)分別用減薄、均(jun)勻和(he)(he)增(zeng)大(da)三種(zhong)壁(bi)(bi)厚(hou)特(te)性進行對比，其中(zhong)壁(bi)(bi)厚(hou)減薄和(he)(he)增(zeng)大(da)程度(du)(du)均(jun)為(wei)12.5％，獲得不同壁(bi)(bi)厚(hou)特(te)性形成的背景(jing)磁(ci)場(chang)和(he)(he)磁(ci)感(gan)應強度(du)(du)分布，如圖(tu)(tu)4-39和(he)(he)圖(tu)(tu)4-40所(suo)示(shi)。
圖(tu)4-39所(suo)示(shi)的(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)(hou)變化產生(sheng)(sheng)的(de)背景磁(ci)(ci)(ci)場仿真結果(guo)與圖(tu)4-37所(suo)示(shi)的(de)理(li)論分析(xi)結論吻合(he)：壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)(hou)減(jian)薄(bo)形(xing)成(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)／空(kong)氣(qi)和(he)空(kong)氣(qi)／鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)分界(jie)面(mian)，進而(er)產生(sheng)(sheng)從(cong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)管(guan)壁(bi)(bi)向空(kong)氣(qi)中泄(xie)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)力(li)線的(de)背景磁(ci)(ci)(ci)場；壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)(hou)均勻(yun)(yun)形(xing)成(cheng)的(de)背景磁(ci)(ci)(ci)場與鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)表面(mian)近似平(ping)行；壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)(hou)增大形(xing)成(cheng)空(kong)氣(qi)／鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)和(he)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)／空(kong)氣(qi)分界(jie)面(mian)，進而(er)形(xing)成(cheng)從(cong)外部空(kong)氣(qi)中吸(xi)引(yin)磁(ci)(ci)(ci)力(li)線進入鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)內(nei)部的(de)背景磁(ci)(ci)(ci)場。另外，壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)(hou)變化使磁(ci)(ci)(ci)化場磁(ci)(ci)(ci)通路徑發生(sheng)(sheng)改(gai)變，鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)(hou)減(jian)薄(bo)、均勻(yun)(yun)和(he)增大部位形(xing)成(cheng)不同的(de)磁(ci)(ci)(ci)感應強(qiang)度，分別為(wei)2.2844T、2.1474T和(he)1.9473T，如(ru)圖(tu)4-40所(suo)示(shi)。由此可(ke)見(jian)，與鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)(hou)均勻(yun)(yun)相比，壁(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)(hou)減(jian)薄(bo)與增大會形(xing)成(cheng)不同的(de)擾(rao)動背景磁(ci)(ci)(ci)場和(he)磁(ci)(ci)(ci)感應強(qiang)度。
二、壁厚不均對缺(que)陷漏磁場的影響
不(bu)銹鋼管漏磁檢測利用磁敏感元件測量鋼管表面的磁場分布，并將磁場量依次轉換為模擬信號和數字信號進入計算機進行數字化處理，圖4-41所示為不銹鋼管缺陷漏磁場測量原理。
從本質上(shang)講，磁(ci)(ci)(ci)敏傳(chuan)感器所測量的(de)缺(que)陷(xian)總漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)由三部分(fen)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)疊加而(er)成，包括磁(ci)(ci)(ci)化線(xian)圈在(zai)鋼管表面處(chu)形成的(de)初始背(bei)景(jing)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)，鋼管壁(bi)厚變(bian)化產生的(de)擾(rao)動(dong)背(bei)景(jing)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)以及缺(que)陷(xian)產生的(de)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)，即
式中，為(wei)(wei)(wei)傳感器測量(liang)的總漏(lou)磁(ci)場(chang)；Bo(r,z)為(wei)(wei)(wei)磁(ci)化線(xian)圈產生(sheng)的初始背景(jing)磁(ci)場(chang)；Bwallz)為(wei)(wei)(wei)壁厚變化形成的擾(rao)動背景(jing)磁(ci)場(chang)；為(wei)(wei)(wei)缺陷漏(lou)磁(ci)場(chang)。進一(yi)步(bu)將式（4-13）按徑向和軸(zhou)向進行(xing)矢量(liang)分解(jie)，即
磁(ci)化(hua)線圈在(zai)測(ce)(ce)點(dian)處(chu)形成的初始背(bei)景(jing)磁(ci)場(chang)在(zai)檢測(ce)(ce)過(guo)程(cheng)中基本不(bu)發生變(bian)化(hua)。然而不(bu)同壁厚(hou)特性會(hui)產(chan)生不(bu)同的擾動背(bei)景(jing)磁(ci)場(chang)，其疊(die)加于缺陷(xian)漏磁(ci)場(chang)之后會(hui)影響(xiang)測(ce)(ce)點(dian)處(chu)總磁(ci)場(chang)的分(fen)布。結合圖4-41所示(shi)的鋼管缺陷(xian)漏磁(ci)場(chang)測(ce)(ce)量(liang)原理，對測(ce)(ce)點(dian)處(chu)各磁(ci)場(chang)進行矢量(liang)分(fen)解，如(ru)圖4-42所示(shi)。
圖4-42a所示為(wei)壁(bi)厚(hou)減(jian)薄(bo)不銹(xiu)鋼(gang)管表面(mian)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)矢(shi)量(liang)(liang)(liang)分(fen)(fen)解圖，從圖中可以看(kan)出，缺(que)陷(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)徑(jing)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)分(fen)(fen)量(liang)(liang)(liang)Brmnl與(yu)壁(bi)厚(hou)減(jian)薄(bo)擾(rao)動(dong)背(bei)(bei)(bei)景(jing)(jing)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)徑(jing)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)分(fen)(fen)量(liang)(liang)(liang)Brvall方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相同(tong)，而與(yu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化線(xian)圈初(chu)始(shi)背(bei)(bei)(bei)景(jing)(jing)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)徑(jing)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)分(fen)(fen)量(liang)(liang)(liang)B,01方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相反；缺(que)陷(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)、壁(bi)厚(hou)減(jian)薄(bo)擾(rao)動(dong)背(bei)(bei)(bei)景(jing)(jing)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)和(he)(he)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化線(xian)圈初(chu)始(shi)背(bei)(bei)(bei)景(jing)(jing)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)三者的(de)軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)分(fen)(fen)量(liang)(liang)(liang)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相同(tong)，從而可獲得壁(bi)厚(hou)減(jian)薄(bo)鋼(gang)管表面(mian)缺(que)陷(xian)總(zong)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)徑(jing)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)分(fen)(fen)量(liang)(liang)(liang)Brmsl和(he)(he)軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)分(fen)(fen)量(liang)(liang)(liang)Bzmsl如式（4-）和(he)(he)式（4-17）所示。可以看(kan)出，磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)化線(xian)圈初(chu)始(shi)背(bei)(bei)(bei)景(jing)(jing)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)削(xue)弱了(le)缺(que)陷(xian)總(zong)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)徑(jing)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)分(fen)(fen)量(liang)(liang)(liang)強度(du)，并增(zeng)強了(le)缺(que)陷(xian)總(zong)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)分(fen)(fen)量(liang)(liang)(liang)強度(du)；壁(bi)厚(hou)減(jian)薄(bo)形(xing)成(cheng)的(de)背(bei)(bei)(bei)景(jing)(jing)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)對缺(que)陷(xian)總(zong)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)徑(jing)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)和(he)(he)軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)分(fen)(fen)量(liang)(liang)(liang)均具(ju)有增(zeng)強作用(yong)。
圖4-42b所示為壁厚(hou)均勻(yun)不銹鋼(gang)管表面磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)矢量分解圖，由于不存在壁厚(hou)變化(hua)形成(cheng)的(de)擾動背(bei)景(jing)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)，缺陷(xian)總漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)由磁(ci)(ci)(ci)化(hua)線(xian)圈(quan)產生(sheng)的(de)背(bei)景(jing)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)和(he)缺陷(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)矢量合(he)成(cheng)。其(qi)中，缺陷(xian)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)與初(chu)始(shi)背(bei)景(jing)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)徑(jing)向(xiang)分量方向(xiang)相反，軸向(xiang)分量方向(xiang)相同，從(cong)而(er)可獲得壁厚(hou)均勻(yun)時缺陷(xian)總漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)徑(jing)向(xiang)和(he)軸向(xiang)分量Brmw2和(he)Bzms2，如式(shi)（）和(he)式(shi)（419）所示。同樣，磁(ci)(ci)(ci)化(hua)線(xian)圈(quan)初(chu)始(shi)背(bei)景(jing)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)削弱了缺陷(xian)總漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)徑(jing)向(xiang)分量強度，而(er)對其(qi)軸向(xiang)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)分量具(ju)有增強作(zuo)用。
圖4-42c所(suo)示(shi)為(wei)壁厚增(zeng)大不銹鋼管表面磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)矢量(liang)分(fen)解(jie)圖，缺(que)陷漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)徑向(xiang)(xiang)分(fen)量(liang)Bmm壁厚增(zeng)大擾(rao)動背(bei)(bei)景磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)徑向(xiang)(xiang)分(fen)量(liang)BrwlB和磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)線圈(quan)初(chu)(chu)始背(bei)(bei)景磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)徑向(xiang)(xiang)分(fen)量(liang)B,m西者(zhe)方(fang)向(xiang)(xiang)均相(xiang)l"^u反；缺(que)陷漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)、壁厚增(zeng)大擾(rao)動背(bei)(bei)景磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)和磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)線圈(quan)初(chu)(chu)始背(bei)(bei)景磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)三者(zhe)的軸向(xiang)(xiang)分(fen)量(liang)方(fang)向(xiang)(xiang)相(xiang)同(tong)(tong)，從而可獲得(de)壁厚增(zeng)大時缺(que)陷總漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)徑向(xiang)(xiang)分(fen)量(liang)B,ma3和軸向(xiang)(xiang)分(fen)量(liang)B4m3如(ru)式(shi)（4）和式(shi)（4-21）所(suo)示(shi)。可以(yi)看出，磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)線圈(quan)初(chu)(chu)始背(bei)(bei)景磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)與壁厚增(zeng)大擾(rao)動背(bei)(bei)景磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)對缺(que)陷總漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)徑向(xiang)(xiang)分(fen)量(liang)同(tong)(tong)時具(ju)有削弱作用(yong)(yong)，而對其軸向(xiang)(xiang)分(fen)量(liang)同(tong)(tong)時具(ju)有增(zeng)強作用(yong)(yong)。
進一步，采(cai)圖4-38所示(shi)(shi)模型仿真(zhen)研究(jiu)壁(bi)(bi)厚(hou)變化(hua)形(xing)成的背(bei)景(jing)磁(ci)(ci)場分布特性。磁(ci)(ci)場提(ti)取路徑ム、2和的提(ti)離值均(jun)為2mm，如(ru)圖4-43所示(shi)(shi)。通(tong)過數(shu)值有限(xian)元仿真(zhen)計(ji)算壁(bi)(bi)厚(hou)減薄、壁(bi)(bi)厚(hou)均(jun)勻(yun)和壁(bi)(bi)厚(hou)增大(da)時(shi)鋼管表面磁(ci)(ci)場的徑向和軸向分量，如(ru)圖4-44所示(shi)(shi)。
由于不存(cun)(cun)在缺陷漏磁場，此(ci)時(shi)不銹鋼(gang)(gang)管表(biao)面形成由磁化(hua)線圈初始背(bei)(bei)景(jing)(jing)(jing)磁場和壁(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)(hou)變(bian)化(hua)擾動背(bei)(bei)景(jing)(jing)(jing)磁場疊加而(er)成的(de)(de)背(bei)(bei)景(jing)(jing)(jing)磁場，即中(zhong)(zhong)可以看(kan)出，壁(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)(hou)減薄、壁(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)(hou)均(jun)(jun)勻和壁(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)(hou)增(zeng)大(da)形成的(de)(de)背(bei)(bei)景(jing)(jing)(jing)磁場軸向(xiang)(xiang)分(fen)量(liang)的(de)(de)方向(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)同，但強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)存(cun)(cun)在差異：壁(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)(hou)減薄B強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)最大(da)，壁(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)(hou)均(jun)(jun)勻Brm2強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)次(ci)之，壁(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)(hou)增(zeng)大(da)Brma3強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)最弱(ruo)。壁(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)(hou)減薄徑向(xiang)(xiang)分(fen)量(liang)與(yu)壁(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)(hou)均(jun)(jun)勻Bma2以及壁(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)(hou)增(zeng)大(da)Bm3方向(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)反(fan)，其(qi)中(zhong)(zhong)壁(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)(hou)均(jun)(jun)勻徑向(xiang)(xiang)分(fen)量(liang)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)微弱(ruo)。究其(qi)原因，與(yu)壁(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)(hou)均(jun)(jun)勻相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比，壁(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)(hou)減薄形成由鋼(gang)(gang)管內(nei)部向(xiang)(xiang)空（中(zhong)(zhong)泄漏磁力(li)線的(de)(de)背(bei)(bei)景(jing)(jing)(jing)磁場，而(er)壁(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)厚(hou)(hou)(hou)(hou)增(zeng)大(da)則產生從外部空中(zhong)(zhong)吸引磁力(li)線進人(ren)鋼(gang)(gang)管中(zhong)(zhong)的(de)(de)背(bei)(bei)景(jing)(jing)(jing)磁場，從而(er)使得鋼(gang)(gang)管表(biao)面的(de)(de)總背(bei)(bei)景(jing)(jing)(jing)磁場軸向(xiang)(xiang)分(fen)量(liang)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)滿足關系：并且(qie)徑向(xiang)(xiang)分(fen)量(liang)Brmsl與(yu)Brmm3方向(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)反(fan)。
下(xia)(xia)面(mian)以缺陷(xian)漏磁場(chang)軸(zhou)向分量為(wei)討論對象(xiang)，研究(jiu)相(xiang)同(tong)尺(chi)寸缺陷(xian)在不同(tong)壁厚下(xia)(xia)產(chan)生的總漏磁場(chang)差異(yi)。仿(fang)真模型如圖4-45所示(shi)，其中缺陷(xian)寬度和(he)(he)深(shen)度分別為(wei)4mm和(he)(he)6mm，建立提離值(zhi)均為(wei)2mm的磁場(chang)拾取路(lu)徑l4、ls和(he)(he)l6，并通過仿(fang)真計算獲得(de)相(xiang)應的軸(zhou)向分量Bzms4、Bzms5和(he)(he)Bzms6，如圖4-46所示(shi)。
從仿真(zhen)結果(guo)可以看(kan)出(chu)，相(xiang)同(tong)尺寸缺(que)(que)陷(xian)(xian)在(zai)不同(tong)壁(bi)厚(hou)(hou)特(te)性(xing)處(chu)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)總漏磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)強度(du)(du)(du)差異較(jiao)大(da)(da)(da)(da)：壁(bi)厚(hou)(hou)減薄處(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)缺(que)(que)陷(xian)(xian)總漏磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)軸向分量(liang)Bzms4最大(da)(da)(da)(da)，壁(bi)厚(hou)(hou)均(jun)(jun)勻B2ms5次之(zhi)，壁(bi)厚(hou)(hou)增大(da)(da)(da)(da)Bzms6信號最弱。究其原因包括：①. 不同(tong)壁(bi)厚(hou)(hou)變(bian)化(hua)(hua)會在(zai)鋼管表面產生(sheng)不同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)擾(rao)動(dong)背景磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)，疊(die)加于(yu)缺(que)(que)陷(xian)(xian)漏磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)之(zhi)后會造(zao)成不同(tong)程度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)線漂移，如圖4-46所(suo)示，壁(bi)厚(hou)(hou)減薄、壁(bi)厚(hou)(hou)均(jun)(jun)勻和(he)壁(bi)厚(hou)(hou)增大(da)(da)(da)(da)處(chu)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)缺(que)(que)陷(xian)(xian)漏磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)軸向分量(liang)處(chu)于(yu)不同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)線上；②. 壁(bi)厚(hou)(hou)變(bian)化(hua)(hua)使磁(ci)(ci)化(hua)(hua)場(chang)(chang)(chang)磁(ci)(ci)通(tong)路徑發生(sheng)改變(bian)，壁(bi)厚(hou)(hou)減薄、壁(bi)厚(hou)(hou)均(jun)(jun)勻與壁(bi)厚(hou)(hou)增大(da)(da)(da)(da)處(chu)形成依次減弱的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)感應強度(du)(du)(du)，進(jin)而產生(sheng)不同(tong)強度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)缺(que)(que)陷(xian)(xian)漏磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)。
三、消除(chu)壁厚不均影(ying)響的方法
為實現在不同(tong)壁(bi)厚特性處的(de)相同(tong)尺寸(cun)缺陷的(de)一致性評(ping)價，一方(fang)面需(xu)要(yao)消(xiao)除壁(bi)厚變(bian)化(hua)(hua)產生的(de)背景磁場，另一方(fang)面需(xu)要(yao)消(xiao)除由于(yu)壁(bi)厚變(bian)化(hua)(hua)引(yin)起(qi)的(de)磁感應強度(du)差異(yi)。為此，提(ti)出(chu)基于(yu)陣列式差動傳感布置和(he)深度(du)飽和(he)磁化(hua)(hua)方(fang)法，用于(yu)消(xiao)除壁(bi)厚不均引(yin)起(qi)的(de)漏磁場差異(yi)。
1. 背景磁場消除方法(fa)
不銹鋼管自動化漏磁檢測通過軸向和周向復合磁化技術實現，如圖4-47所示。軸向磁化技術用于檢測橫向缺陷，磁場傳感器陣列S；沿鋼管周向布置，從而縱向壁厚變化會引起橫向缺陷的漏磁場差異；與此對應，周向磁化技術用于檢測縱向缺陷，磁場傳感器陣列S，沿鋼管軸向布置，因此橫向壁厚變化主要引起縱向缺陷漏磁場差異。
由于(yu)壁厚(hou)變化主要為緩慢變化的大面(mian)積(ji)鋼管損失或(huo)增加，從而傳(chuan)感器(qi)(qi)單(dan)元S；和(he)Si-1所處空(kong)間位(wei)置(zhi)的鋼管壁厚(hou)特性基本相同，進一步傳(chuan)感器(qi)(qi)單(dan)元S；和(he)S;-1拾取的背景(jing)磁場(chang)Bzwall也基本相同。設(she)傳(chuan)感器(qi)(qi)S；和(he)拾取的磁場(chang)軸向分(fen)量分(fen)別為B2i和(he)，并且局部橫(heng)向缺陷經過傳(chuan)感器(qi)(qi)Si，根據式（4-15），Bi和(he)可表示為
式中，Bswall為壁(bi)厚變(bian)化(hua)產生的擾動背景(jing)磁(ci)場(chang)軸(zhou)向(xiang)(xiang)分量(liang)(liang)；Bzmn為缺陷漏磁(ci)場(chang)軸(zhou)向(xiang)(xiang)分量(liang)(liang)；Bo為磁(ci)化(hua)線圈形成的初(chu)始背景(jing)磁(ci)場(chang)軸(zhou)向(xiang)(xiang)分量(liang)(liang)。將傳感(gan)器S；和-測量(liang)(liang)的磁(ci)場(chang)軸(zhou)向(xiang)(xiang)分量(liang)(liang)進行(xing)差分處(chu)理(li)，即
通(tong)過式（4-24）可(ke)知，經過差(cha)(cha)分(fen)(fen)處(chu)理(li)之(zhi)后(hou)(hou)的(de)(de)漏(lou)(lou)磁(ci)場檢測信號等于缺(que)陷(xian)漏(lou)(lou)磁(ci)場軸(zhou)向分(fen)(fen)量(liang)Bzcko將圖(tu)4-46和(he)(he)圖(tu)4-44所示的(de)(de)缺(que)陷(xian)總(zong)漏(lou)(lou)磁(ci)場軸(zhou)向分(fen)(fen)量(liang)和(he)(he)背(bei)景(jing)磁(ci)場軸(zhou)向分(fen)(fen)量(liang)進行(xing)差(cha)(cha)分(fen)(fen)處(chu)理(li)，即：Bzms2和(he)(he)可(ke)獲(huo)得如圖(tu)4-48所示的(de)(de)漏(lou)(lou)磁(ci)場檢測信號。從(cong)(cong)圖(tu)中可(ke)以看出，經過差(cha)(cha)分(fen)(fen)處(chu)理(li)之(zhi)后(hou)(hou)，相同(tong)(tong)尺寸缺(que)陷(xian)在壁(bi)厚(hou)減(jian)薄、壁(bi)厚(hou)均勻(yun)和(he)(he)壁(bi)厚(hou)增大處(chu)產生的(de)(de)漏(lou)(lou)磁(ci)場檢測信號Bzck4、Bzcks和(he)(he)Bzck6處(chu)于同(tong)(tong)一基線上，從(cong)(cong)而有(you)效(xiao)消除了壁(bi)厚(hou)變(bian)化產生的(de)(de)背(bei)景(jing)磁(ci)場。同(tong)(tong)樣(yang)，將傳(chuan)感器S，和(he)(he)Sj-1拾取的(de)(de)磁(ci)場軸(zhou)向分(fen)(fen)量(liang)進行(xing)差(cha)(cha)分(fen)(fen)處(chu)理(li)可(ke)有(you)效(xiao)消除橫(heng)向壁(bi)厚(hou)變(bian)化產生的(de)(de)背(bei)景(jing)磁(ci)場，即
2. 磁感(gan)應強度差異(yi)消除方法
從圖4-48中(zhong)可(ke)以看出(chu)，在(zai)消除背景磁(ci)(ci)場后，處于不(bu)同(tong)(tong)壁厚(hou)特性(xing)處的(de)相同(tong)(tong)尺寸缺陷產生的(de)漏(lou)磁(ci)(ci)場檢測(ce)信號仍(reng)存(cun)在(zai)較大(da)差異(yi)(yi)。為此，提出(chu)一種深度(du)飽和磁(ci)(ci)化方法，用于消除壁厚(hou)變化引(yin)起的(de)磁(ci)(ci)感應(ying)強度(du)差異(yi)(yi)。根據(ju)線(xian)磁(ci)(ci)偶極子模(mo)型，建(jian)立矩形缺陷漏(lou)磁(ci)(ci)場Bmn的(de)表達式為
Bmn=2/·f(b,d) (4-26) 式中，f(b,d，d）為(wei)缺陷的寬度與(yu)深度參數(shu)方(fang)程；M為(wei)磁化強度矢量(liang)。
由式（4-26）可知，當尺寸大小確定時，缺陷產(chan)生的(de)漏磁場強(qiang)度主要(yao)由不銹鋼(gang)管磁化強(qiang)度決定。
在外加(jia)磁(ci)化(hua)(hua)場(chang)(chang)強(qiang)(qiang)度(du)逐步增大(da)的過程中(zhong)，不(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)內部依次將發生(sheng)磁(ci)疇壁(bi)移動(dong)和(he)磁(ci)矩轉動(dong)，磁(ci)化(hua)(hua)強(qiang)(qiang)度(du)M從零逐漸(jian)增大(da)，當(dang)所有磁(ci)疇的磁(ci)矩都轉到(dao)與(yu)外場(chang)(chang)方向相(xiang)同(tong)(tong)時(shi)，磁(ci)化(hua)(hua)強(qiang)(qiang)度(du)M達(da)到(dao)最(zui)大(da)值(zhi)。因(yin)此，如果使得檢(jian)測區域(yu)內鋼(gang)(gang)管(guan)磁(ci)化(hua)(hua)強(qiang)(qiang)度(du)處于最(zui)大(da)值(zhi)，則可(ke)使相(xiang)同(tong)(tong)尺寸缺陷產生(sheng)相(xiang)同(tong)(tong)強(qiang)(qiang)度(du)的漏磁(ci)場(chang)(chang)。采用(yong)圖(tu)4-45所示的模型仿真(zhen)計算(suan)不(bu)同(tong)(tong)壁(bi)厚(hou)特(te)性部位磁(ci)化(hua)(hua)強(qiang)(qiang)度(du)與(yu)勵(li)磁(ci)電流密度(du)的關系曲線，如圖(tu)4-49所示。從圖(tu)中(zhong)可(ke)以(yi)看出，在勵(li)磁(ci)電流密度(du)較弱時(shi)，不(bu)同(tong)(tong)壁(bi)厚(hou)特(te)性部位磁(ci)化(hua)(hua)強(qiang)(qiang)度(du)差(cha)異較大(da)，其中(zhong)壁(bi)厚(hou)減薄磁(ci)(ci)化強(qiang)(qiang)度(du)(du)M21最大，壁(bi)(bi)厚均勻M2次之，壁(bi)(bi)厚增(zeng)大M3最小。隨著勵(li)磁(ci)(ci)電流密(mi)度(du)(du)的進一步增(zeng)強(qiang)(qiang)，磁(ci)(ci)化強(qiang)(qiang)度(du)(du)差異逐漸(jian)減(jian)小，并最終到(dao)達相同的幅值而保持不變。
進(jin)一(yi)(yi)步比較(jiao)位于(yu)不同壁(bi)厚(hou)(hou)(hou)特性(xing)處的(de)(de)(de)缺陷(xian)(xian)漏(lou)磁場(chang)(chang)軸向分(fen)量檢測(ce)信(xin)號幅值與勵磁電流密度(du)的(de)(de)(de)關系曲線(xian)，如圖4-50所示。其(qi)中，B24、B25和B6分(fen)別(bie)為(wei)壁(bi)厚(hou)(hou)(hou)減(jian)薄、壁(bi)厚(hou)(hou)(hou)均勻和壁(bi)厚(hou)(hou)(hou)增大處鋼管(guan)表面(mian)的(de)(de)(de)缺陷(xian)(xian)總磁場(chang)(chang)軸向分(fen)量，其(qi)包含了磁化(hua)(hua)線(xian)圈產生的(de)(de)(de)初始背景(jing)磁場(chang)(chang)、壁(bi)厚(hou)(hou)(hou)變化(hua)(hua)形成的(de)(de)(de)擾(rao)動背景(jing)磁場(chang)(chang)以及缺陷(xian)(xian)漏(lou)磁場(chang)(chang)。進(jin)一(yi)(yi)步通(tong)過(guo)差(cha)(cha)分(fen)處理消除背景(jing)磁場(chang)(chang)，從(cong)而獲得位于(yu)不同壁(bi)厚(hou)(hou)(hou)特性(xing)處的(de)(de)(de)缺陷(xian)(xian)漏(lou)磁檢測(ce)信(xin)號B＇4、B's和B'6。從(cong)圖4-50中可(ke)以看出，在(zai)漏(lou)磁檢測(ce)方法(fa)常用的(de)(de)(de)近(jin)飽(bao)和磁化(hua)(hua)區(qu)，不銹鋼管(guan)壁(bi)厚(hou)(hou)(hou)不均引(yin)起較(jiao)大的(de)(de)(de)缺陷(xian)(xian)漏(lou)磁檢測(ce)信(xin)號差(cha)(cha)異；但在(zai)深度(du)飽(bao)和磁化(hua)(hua)區(qu)，相(xiang)同尺寸(cun)缺陷(xian)(xian)可(ke)獲得相(xiang)同的(de)(de)(de)漏(lou)磁檢測(ce)信(xin)號，從(cong)而可(ke)實現處于(yu)不同壁(bi)厚(hou)(hou)(hou)特性(xing)處的(de)(de)(de)相(xiang)同尺寸(cun)缺陷(xian)(xian)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)致性(xing)檢測(ce)與評價。
進一步討論不(bu)銹鋼(gang)管(guan)壁厚變化(hua)對缺陷漏(lou)磁(ci)場的(de)(de)影響，對內(nei)外(wai)加厚鉆桿(gan)孔缺陷進行漏(lou)磁(ci)檢測試(shi)驗(yan)。內(nei)外(wai)加厚鉆桿(gan)幾何結構(gou)尺寸(cun)如圖4-51所示(shi)，鉆桿(gan)桿(gan)體(ti)、過渡(du)區和(he)加厚區的(de)(de)壁厚不(bu)同(tong)。在鉆桿(gan)不(bu)同(tong)壁厚部位處刻(ke)制尺寸(cun)相同(tong)的(de)(de)不(bu)通(tong)孔，直徑(jing)和(he)深度分(fen)別為(wei)1.6mm和(he)3.0mm。鉆桿(gan)漏(lou)磁(ci)檢測試(shi)驗(yan)平臺如圖4-52所示(shi)，其由(you)穿過式磁(ci)化(hua)線圈、勵磁(ci)電源、傳感(gan)器、鉆桿(gan)、支撐輪、采集卡(ka)和(he)帶有數據(ju)分(fen)析軟件的(de)(de)計算機(ji)組成。
檢測過(guo)(guo)程中，保持磁(ci)(ci)(ci)場(chang)傳(chuan)感器(qi)(qi)與鉆桿表(biao)面提(ti)離值(zhi)恒定為0.5mm，并使鉆桿以0.5m／s勻速沿軸(zhou)(zhou)向移動。如圖4-53所示，傳(chuan)感器(qi)(qi)拾取(qu)路(lu)徑(jing)分(fen)兩種：路(lu)徑(jing)①所拾取(qu)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)為無(wu)缺(que)陷(xian)背景(jing)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)，主要為壁厚變化(hua)和磁(ci)(ci)(ci)化(hua)線圈產生的(de)(de)背景(jing)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)；路(lu)徑(jing)②測量(liang)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)包(bao)含背景(jing)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)以及(ji)缺(que)陷(xian)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)。試驗(yan)中，沿路(lu)徑(jing)①和②往復掃(sao)查過(guo)(guo)渡(du)區并獲得(de)相應的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)軸(zhou)(zhou)向分(fen)量(liang)檢測信(xin)(xin)號(hao)，如圖4-54和圖4-55所示。從圖中可以看出，過(guo)(guo)渡(du)區壁厚變化(hua)形成(cheng)了較(jiao)大幅(fu)值(zhi)的(de)(de)背景(jing)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)信(xin)(xin)號(hao)。當傳(chuan)感器(qi)(qi)掃(sao)查過(guo)(guo)渡(du)區缺(que)陷(xian)時，缺(que)陷(xian)漏磁(ci)(ci)(ci)信(xin)(xin)號(hao)疊加于背景(jing)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)信(xin)(xin)號(hao)之上，形成(cheng)基線偏移。
為消(xiao)除鉆桿過渡(du)區壁厚變化引(yin)起(qi)的(de)(de)背景磁(ci)(ci)場(chang)，采用差(cha)分(fen)式(shi)(shi)傳感(gan)檢(jian)測方式(shi)(shi)對缺陷(xian)(xian)進行掃(sao)查，即將(jiang)路(lu)徑①和路(lu)徑②處的(de)(de)兩個傳感(gan)器檢(jian)測信號(hao)進行差(cha)分(fen)輸(shu)出，獲得如圖(tu)4-56所示差(cha)分(fen)式(shi)(shi)缺陷(xian)(xian)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)信號(hao)。從圖(tu)中可以看出，采用差(cha)分(fen)式(shi)(shi)傳感(gan)器布置方法(fa)可基本消(xiao)除基線漂移，從而(er)消(xiao)除了由背景磁(ci)(ci)場(chang)引(yin)起(qi)的(de)(de)缺陷(xian)(xian)漏(lou)(lou)磁(ci)(ci)場(chang)差(cha)異。
進一步(bu)采(cai)用(yong)差分(fen)式傳感(gan)布置(zhi)法(fa)對不通孔H1、H2和(he)H3進行(xing)檢測(ce)。在常規的(de)磁化條(tiao)件(jian)下，由于磁化場磁通路(lu)徑(jing)不同(tong)(tong)，鉆桿(gan)桿(gan)體、過(guo)渡(du)區(qu)(qu)和(he)加(jia)厚區(qu)(qu)會形成不同(tong)(tong)的(de)磁感(gan)應強(qiang)度(du)，進一步(bu)使得不同(tong)(tong)位置(zhi)不通孔產生(sheng)不同(tong)(tong)的(de)漏磁場強(qiang)度(du)。為驗證深度(du)飽和(he)磁化法(fa)的(de)有效性，采(cai)用(yong)差分(fen)式傳感(gan)布置(zhi)法(fa)，試驗獲得不通孔H1、H2和(he)H3產生(sheng)的(de)漏磁場軸向(xiang)分(fen)量信(xin)號幅值(zhi)B21B22和(he)B3與磁化電(dian)流的(de)關系曲線，如圖(tu)4-57所示。
從圖4-57中可(ke)以(yi)看出，當磁(ci)(ci)(ci)化(hua)電流較小(xiao)時(shi)，桿體處不(bu)通(tong)孔(kong)H3漏磁(ci)(ci)(ci)信(xin)號(hao)強(qiang)度最(zui)大，過(guo)渡區不(bu)通(tong)孔(kong)H2信(xin)號(hao)強(qiang)度次(ci)之(zhi)，加(jia)厚區不(bu)通(tong)孔(kong)H1信(xin)號(hao)強(qiang)度最(zui)小(xiao)；隨著磁(ci)(ci)(ci)化(hua)電流的(de)不(bu)斷增大，三處不(bu)通(tong)孔(kong)漏磁(ci)(ci)(ci)信(xin)號(hao)強(qiang)度不(bu)斷增加(jia)且差異(yi)逐漸(jian)減小(xiao)；當磁(ci)(ci)(ci)化(hua)電流增加(jia)到(dao)(dao)45A之(zhi)后，三處不(bu)通(tong)孔(kong)漏磁(ci)(ci)(ci)檢測(ce)信(xin)號(hao)基(ji)本相等并保持(chi)不(bu)變。在(zai)對鉆桿進行(xing)深度飽和磁(ci)(ci)(ci)化(hua)后，由于(yu)缺陷(xian)處所有磁(ci)(ci)(ci)疇(chou)的(de)磁(ci)(ci)(ci)矩都翻(fan)轉到(dao)(dao)與(yu)外(wai)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)場(chang)(chang)相同的(de)方向上，磁(ci)(ci)(ci)化(hua)強(qiang)度達到(dao)(dao)最(zui)大值，此時(shi)缺陷(xian)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)強(qiang)度只與(yu)缺陷(xian)尺寸有關，從而可(ke)消除由于(yu)磁(ci)(ci)(ci)感應強(qiang)度不(bu)同引起的(de)缺陷(xian)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)差異(yi)。
