目前,我國具有世界上最先進的不(bu)銹鋼管生產工藝和最新的軋管機組,鋼管的最大生產速度高達960支/h。為匹配不銹鋼管的在線高速生產速度,鋼管在線漏磁檢測速度要求也越來越高,為3m/s以上。此外,高速鐵軌、煤礦鋼絲繩及石油管道等檢測速度要求也很高,如高速列車運行速度高達100m/s。
漏(lou)磁(ci)檢(jian)測(ce)速(su)度較低時,鐵磁(ci)性介質的磁(ci)化過(guo)程(cheng)與靜態磁(ci)化區別不(bu)(bu)大。然而,隨(sui)著檢(jian)測(ce)速(su)度不(bu)(bu)斷提高,漏(lou)磁(ci)檢(jian)測(ce)過(guo)程(cheng)中將會產生電磁(ci)感應和動態磁(ci)化機(ji)理(li)問題。
一方面,由于鐵磁性(xing)介質與(yu)(yu)磁化場之間(jian)存在相對運動,鐵磁性(xing)介質切割(ge)磁力線會在其內產生(sheng)感(gan)(gan)應(ying)渦(wo)流,也即(ji),存在渦(wo)流效應(ying)。鋼(gang)管(guan)中產生(sheng)的渦(wo)流會形(xing)成感(gan)(gan)生(sheng)磁場,其與(yu)(yu)原始磁化場共同作用(yong)于不(bu)銹鋼(gang)管(guan),進而改變不(bu)銹鋼(gang)管(guan)的磁化狀態(tai),最終(zhong)影響缺陷漏(lou)磁場的強度(du)與(yu)(yu)分布(bu)。
另一(yi)方面,工件(jian)高(gao)速(su)通過(guo)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)場時(shi),動態(tai)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)機理(li)作用突顯。在(zai)(zai)動態(tai)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)過(guo)程中,當鐵磁(ci)(ci)(ci)性材料處于(yu)變(bian)化(hua)很(hen)快的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場作用下(xia)時(shi),其磁(ci)(ci)(ci)感應強度不能立即隨磁(ci)(ci)(ci)化(hua)場的(de)(de)變(bian)化(hua)而變(bian)化(hua),而是(shi)出現(xian)某些滯(zhi)后(hou),這種磁(ci)(ci)(ci)感應強度在(zai)(zai)時(shi)間(jian)上的(de)(de)滯(zhi)后(hou)就是(shi)磁(ci)(ci)(ci)后(hou)效。因此,當工件(jian)高(gao)速(su)通過(guo)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)場時(shi),會導致(zhi)工件(jian)在(zai)(zai)尚(shang)未達到飽和狀(zhuang)態(tai)的(de)(de)情況(kuang)下(xia)就已經離開(kai)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)場,從而導致(zhi)檢測靈敏度和可靠性降低(di)。
建立渦流(liu)效應與磁(ci)后(hou)效作用機理是(shi)突破漏磁(ci)檢測速(su)度瓶頸的(de)(de)基礎(chu),對豐富和完善漏磁(ci)檢測理論具有重要意義。之后(hou),依據感生磁(ci)場(chang)和動態磁(ci)化過程(cheng)對漏磁(ci)場(chang)的(de)(de)影響(xiang)提出相應的(de)(de)補(bu)償方法(fa),以適應不(bu)銹鋼管漏磁(ci)檢測的(de)(de)高(gao)速(su)度要求(qiu),并對其他(ta)工(gong)件的(de)(de)高(gao)速(su)漏磁(ci)檢測提供(gong)參考。
不銹(xiu)鋼管作為油氣開采與(yu)運輸過程的(de)(de)(de)重要部(bu)件被(bei)大量(liang)使(shi)用,對(dui)其進行質量(liang)檢測(ce)是不銹(xiu)鋼管安全生(sheng)(sheng)產應用的(de)(de)(de)前提。隨著(zhu)鋼管連軋工藝的(de)(de)(de)發展,在線檢測(ce)速(su)度要求不斷提高。在漏(lou)磁(ci)檢測(ce)中,鋼管高速(su)運動時產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)感生(sheng)(sheng)磁(ci)場(chang)(chang)將引起(qi)局部(bu)磁(ci)化場(chang)(chang)的(de)(de)(de)變化,使(shi)得該部(bu)位缺陷(xian)產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)漏(lou)磁(ci)場(chang)(chang)發生(sheng)(sheng)改(gai)變,進而造成(cheng)檢測(ce)設備的(de)(de)(de)判別異常,造成(cheng)質量(liang)事故。
根據楞次定律,當(dang)鋼(gang)管(guan)穿過磁(ci)化(hua)線(xian)圈(quan)時,不銹鋼(gang)管(guan)內(nei)部(bu)(bu)(bu)將(jiang)產生(sheng)渦流(liu),同(tong)時磁(ci)化(hua)線(xian)圈(quan)中(zhong)(zhong)也會(hui)感(gan)(gan)應(ying)出電流(liu)。不銹鋼(gang)管(guan)中(zhong)(zhong)感(gan)(gan)生(sheng)渦流(liu)產生(sheng)的(de)(de)(de)磁(ci)場和(he)磁(ci)化(hua)線(xian)圈(quan)中(zhong)(zhong)感(gan)(gan)生(sheng)電流(liu)產生(sheng)的(de)(de)(de)磁(ci)場共(gong)同(tong)作用鋼(gang)管(guan)之(zhi)后(hou),鋼(gang)管(guan)局部(bu)(bu)(bu)的(de)(de)(de)磁(ci)化(hua)狀態(tai)(tai)將(jiang)發生(sheng)變化(hua)。在(zai)(zai)鋼(gang)管(guan)慢速運(yun)動時,這一(yi)磁(ci)化(hua)狀態(tai)(tai)變化(hua)并不明顯,但隨著(zhu)速度的(de)(de)(de)提升,會(hui)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)嚴重,特別是在(zai)(zai)鋼(gang)管(guan)進入和(he)離開磁(ci)化(hua)線(xian)圈(quan)時。根據漏磁(ci)檢測原理(li),由于(yu)磁(ci)化(hua)狀態(tai)(tai)的(de)(de)(de)改變,相同(tong)當(dang)量的(de)(de)(de)缺(que)陷(xian)(xian)在(zai)(zai)管(guan)頭、管(guan)體和(he)管(guan)尾處會(hui)產生(sheng)出不同(tong)強度的(de)(de)(de)漏磁(ci)場,經信號(hao)系統拾取與(yu)計算處理(li)之(zhi)后(hou),將(jiang)引(yin)起不同(tong)部(bu)(bu)(bu)位缺(que)陷(xian)(xian)對應(ying)的(de)(de)(de)檢測信號(hao)幅值不一(yi)致(zhi),從而(er)會(hui)影響不銹鋼(gang)管(guan)質(zhi)量的(de)(de)(de)一(yi)致(zhi)性評價。