漏磁檢測是指鐵磁材料被磁化后，利用磁敏感元件檢測缺陷附近的漏磁場進而發現缺陷的無損檢測方法。漏磁檢測是一種高效的電磁無損檢測方法，在細長鐵磁構件的無損檢測中應用十分廣泛，如不銹(xiu)鋼(gang)管、鋼絲繩等。當它與超聲檢測聯合使用時，能對鐵磁性構件提供快捷而全面的評定。
1. 漏磁檢測方法
對磁現象的發現可以追溯到我國春秋時期《呂氏春秋》中關于“慈（磁）石召鐵”的描述；但用于無(wu)損檢測的磁學現象始于1922年，美國工程師霍克（W．F．Hoke）發現，裝夾在磁性夾頭上的鋼件上存在裂紋時，其周圍出現鐵粉堆積現象，從而拉開了磁性檢測的序幕。1923年，美國Sperry 博士首次提出采用U形電磁鐵作為磁化器對鐵磁性材料進行磁化，然后采用感應線圈拾取裂紋漏磁場，并于1932獲得了專利。1947年，美國標準石油開發公司的Joseph F.Bayhi 發明漏磁檢測“管道豬”，用于在役管道內檢測，利用U形永磁鐵和感應線圈作為勵磁源和傳感器，整個檢測裝置在不銹鋼管內壁形成螺旋掃查路徑。1949年，美國Tuboscope公司的Donald Lloyd提出了以穿過式線圈磁化器作為軸向磁化器的鋼管橫向缺陷檢測方法。1960年，美國機械及鑄造公司的Hubert A．Deem采用N-S磁極對，產生周向磁化場來檢測縱向劈縫，檢測過程中磁化器和探頭做旋轉運動。到1967-1969年，美國的Alfred E.Crouch 發明了同時可以檢測橫向缺陷和縱向缺陷的“管道豬”。與此同時，Tubo-scope公司的Fenton M.Wood等人也發現了鋼管上縱、橫向缺陷同時檢測時周向和軸向磁化必須同時施加的關系，最終發明了基于鋼管螺旋推進的鋼管橫縱向漏磁檢測設備。2009年，華中科技大學的康宜華和孫燕華等提出基于多維正交磁化的檢測方法，在不銹鋼管直線前進和檢測探頭固定的情況下實現了縱、橫向缺陷的檢測。之后，在此基礎上，他們提出了單一軸向磁化方法，實現了縱、橫向缺陷的全面檢測。
上(shang)述(shu)各類鋼管漏磁檢測(ce)(ce)方法一直沿用至(zhi)今，在具(ju)體實施鋼管漏磁檢測(ce)(ce)的過程中(zhong)，需要根據(ju)具(ju)體檢測(ce)(ce)條件來選擇合適的檢測(ce)(ce)方法，如鋼管軋制工藝(yi)、鋼管運行(xing)狀態(tai)、檢測(ce)(ce)靈敏度要求以及成本等。
2. 漏磁檢(jian)測(ce)設備
在(zai)漏(lou)磁(ci)檢(jian)測方法(fa)研究基礎上(shang)，立足于漏(lou)磁(ci)檢(jian)測具體需求，形成了(le)各(ge)種類型的漏(lou)磁(ci)檢(jian)測設備，與之相關的關鍵(jian)技術主要(yao)包括漏(lou)磁(ci)場高靈敏度(du)拾取、高強度(du)均勻磁(ci)化以及傳感器掃(sao)查路(lu)徑規劃。
a. 傳感器
1959年(nian)(nian)，瑞士的(de)(de)(de)(de)Ermt Vogt發明(ming)了(le)感應(ying)線圈；1970年(nian)(nian)，美國(guo)AMF公司(si)的(de)(de)(de)(de)Noel B．Proctor首(shou)次提(ti)出了(le)印刷線圈，從而提(ti)高了(le)傳感器的(de)(de)(de)(de)工藝精度(du)和一致性(xing)；1976年(nian)(nian)，加拿大諾蘭達(da)礦(kuang)業有限公司(si)的(de)(de)(de)(de)Krank Kitzinger等人首(shou)次采(cai)用(yong)霍(huo)爾元(yuan)件(jian)測量漏磁(ci)場(chang)絕對值；1994-1996年(nian)(nian)，捷克的(de)(de)(de)(de)Ripka和瑞士的(de)(de)(de)(de)Popovic等人綜合比較了(le)感應(ying)線圈、霍(huo)爾元(yuan)件(jian)、磁(ci)通門(men)及(ji)磁(ci)阻的(de)(de)(de)(de)敏感特性(xing)；2002年(nian)(nian)，法國(guo)的(de)(de)(de)(de)Jean-Louis Robert等人首(shou)次制作了(le)適應(ying)高溫檢測環境的(de)(de)(de)(de)霍(huo)爾元(yuan)件(jian)；2008年(nian)(nian)，印度(du)甘地原子研究中(zhong)心的(de)(de)(de)(de)W．Sharatchandra Singh 發明(ming)了(le)巨(ju)磁(ci)阻傳感器。
b. 漏磁檢測設備
1980年，日(ri)本住友金屬工業株式會社發明了(le)(le)(le)移(yi)動式漏磁檢(jian)測(ce)(ce)(ce)設(she)(she)備(bei)，美國(guo)磁性分析公(gong)司(si)、德國(guo)NUKEM有限公(gong)司(si)相繼研(yan)制(zhi)了(le)(le)(le)鋼管(guan)周向加軸向復合磁化的漏磁檢(jian)測(ce)(ce)(ce)設(she)(she)備(bei)；1994-2000年，荷(he)蘭屯(tun)特大(da)學(xue)(xue)(xue)、加拿大(da)Pipetronix 有限公(gong)司(si)及BJ服務公(gong)司(si)利(li)用(yong)漏磁檢(jian)測(ce)(ce)(ce)設(she)(she)備(bei)“管(guan)道豬”實(shi)施管(guan)道內檢(jian)測(ce)(ce)(ce)；我國(guo)華(hua)中科技大(da)學(xue)(xue)(xue)的康宜華(hua)等人自(zi)1989年報道了(le)(le)(le)自(zi)行(xing)研(yan)制(zhi)的首(shou)臺(tai)漏磁檢(jian)測(ce)(ce)(ce)設(she)(she)備(bei)以來，進行(xing)了(le)(le)(le)大(da)量的漏磁檢(jian)測(ce)(ce)(ce)設(she)(she)備(bei)的開(kai)發工作，并(bing)開(kai)發了(le)(le)(le)數字化磁性無(wu)損檢(jian)測(ce)(ce)(ce)技術；另外，清華(hua)大(da)學(xue)(xue)(xue)的黃松嶺、沈陽工業大(da)學(xue)(xue)(xue)的楊理踐及合肥工業大(da)學(xue)(xue)(xue)的何輔云等人對漏磁檢(jian)測(ce)(ce)(ce)設(she)(she)備(bei)的應用(yong)也(ye)做了(le)(le)(le)大(da)量研(yan)究(jiu)工作。
3. 信號(hao)后處理
漏磁(ci)檢測(ce)在實施過程中將鐵磁(ci)性構件(jian)磁(ci)化(hua)至飽(bao)和(he)或(huo)者近飽(bao)和(he)狀態(tai)，此(ci)時在缺陷附近會產生漏磁(ci)場(chang)，然(ran)后利(li)用磁(ci)敏感元件(jian)拾(shi)取(qu)試件(jian)表面磁(ci)場(chang)變化(hua)并依次轉換為(wei)模擬信(xin)號(hao)(hao)和(he)數字(zi)信(xin)號(hao)(hao)，最后根(gen)據檢測(ce)信(xin)號(hao)(hao)特征對試件(jian)質(zhi)量狀態(tai)進行評(ping)價。因此(ci)，漏磁(ci)檢測(ce)最終是(shi)以(yi)缺陷檢測(ce)信(xin)號(hao)(hao)的(de)特性來分析和(he)判斷構件(jian)質(zhi)量的(de)。
檢(jian)測(ce)信(xin)(xin)號進(jin)行后續處理的(de)(de)研(yan)究(jiu)進(jin)展：1996年(nian)(nian)，美(mei)國(guo)愛(ai)荷華州立大學的(de)(de)Mandayam等(deng)人提出(chu)平衡式濾除(chu)算法，用(yong)于消除(chu)電磁感應現(xian)象和磁導率(lv)不均對漏(lou)磁檢(jian)測(ce)信(xin)(xin)號所產(chan)生的(de)(de)影響；1997年(nian)(nian)，美(mei)國(guo)的(de)(de)Bubenik等(deng)人提出(chu)內(nei)外(wai)缺陷(xian)(xian)(xian)區(qu)分(fen)的(de)(de)可行性；2000年(nian)(nian)，印(yin)度(du)(du)巴布哈原子研(yan)究(jiu)中心的(de)(de)Mukhopadhyay采(cai)用(yong)小(xiao)波(bo)分(fen)析處理缺陷(xian)(xian)(xian)漏(lou)磁場(chang)信(xin)(xin)號；2005年(nian)(nian)，美(mei)國(guo)的(de)(de)Mikkola 發表了(le)內(nei)外(wai)缺陷(xian)(xian)(xian)區(qu)分(fen)方法；2006年(nian)(nian)，美(mei)國(guo)的(de)(de)McJunkin等(deng)人提出(chu)內(nei)部缺陷(xian)(xian)(xian)漏(lou)磁場(chang)強度(du)(du)小(xiao)，可以(yi)采(cai)用(yong)敏感度(du)(du)小(xiao)的(de)(de)檢(jian)測(ce)探頭來檢(jian)測(ce)外(wai)部缺陷(xian)(xian)(xian)，以(yi)實現(xian)內(nei)外(wai)部缺陷(xian)(xian)(xian)評價一致性；2007年(nian)(nian)，印(yin)度(du)(du)甘(gan)地原子研(yan)究(jiu)中心的(de)(de)R.Baskaran 將(jiang)偽(wei)逆方法應用(yong)于漏(lou)磁信(xin)(xin)號圖像處理中。在國(guo)內(nei)，康宜華、彭永勝(sheng)、馬鳳銘及張(zhang)勇(yong)等(deng)同樣在檢(jian)測(ce)信(xin)(xin)號后處理方面做了(le)相(xiang)關研(yan)究(jiu)工作。
4. 漏磁(ci)檢測理論(lun)
為了給(gei)漏(lou)磁檢測技術的應用和(he)推廣提供理論支(zhi)撐，關于(yu)漏(lou)磁場的形成機(ji)制、影響因素、信號解釋(shi)與反演(yan)等相關理論得到快速發展。
缺(que)(que)陷漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)分(fen)(fen)(fen)布計(ji)算(suan)方法(fa)(fa)(fa)主(zhu)要有：磁(ci)(ci)(ci)偶極法(fa)(fa)(fa)、有限元(yuan)數(shu)值仿真、試驗法(fa)(fa)(fa)、全息照相法(fa)(fa)(fa)。1966年(nian)，蘇聯的(de)(de) Zatespin 和Shcherbinin 提出(chu)(chu)(chu)表面(mian)(mian)(mian)開口(kou)無(wu)(wu)限長(chang)缺(que)(que)陷的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)偶極子(zi)模型(xing)，分(fen)(fen)(fen)別用點(dian)磁(ci)(ci)(ci)偶極子(zi)、無(wu)(wu)限長(chang)磁(ci)(ci)(ci)偶極線和無(wu)(wu)限長(chang)磁(ci)(ci)(ci)偶極帶來模擬工件表面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)點(dian)狀缺(que)(que)陷、淺裂紋(wen)和深裂紋(wen)。1972年(nian)，蘇聯的(de)(de)Shcherbinin利(li)用面(mian)(mian)(mian)磁(ci)(ci)(ci)偶極子(zi)模型(xing)計(ji)算(suan)了(le)截面(mian)(mian)(mian)為矩(ju)形開口(kou)的(de)(de)長(chang)度(du)有限的(de)(de)裂紋(wen)的(de)(de)3D漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)分(fen)(fen)(fen)布，從而計(ji)算(suan)位數(shu)拓展(zhan)到了(le)三維空間。1975年(nian)，美國(guo)愛荷華州立大(da)學(xue)（ISU）的(de)(de)Hwang等(deng)人采用有限元(yuan)數(shu)值模擬法(fa)(fa)(fa)對漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)進行(xing)計(ji)算(suan)。1982-1986年(nian)，德(de)國(guo)的(de)(de)F?rster F采用試驗的(de)(de)方法(fa)(fa)(fa)對美國(guo)的(de)(de)Lord和Hwang所(suo)提出(chu)(chu)(chu)的(de)(de)有限元(yuan)漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)分(fen)(fen)(fen)析計(ji)算(suan)進行(xing)了(le)驗證(zheng)及(ji)部分(fen)(fen)(fen)修正。1986年(nian)，英國(guo)赫爾大(da)學(xue)的(de)(de)Edwards和Palmer 通過拉普拉斯(si)方程解得截面(mian)(mian)(mian)為半橢圓(yuan)形的(de)(de)缺(que)(que)陷的(de)(de)2D漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)分(fen)(fen)(fen)布，并且在(zai)此基礎上給出(chu)(chu)(chu)了(le)有限長(chang)表面(mian)(mian)(mian)開口(kou)的(de)(de)3D表達(da)式(shi)。2003年(nian)，烏克蘭國(guo)家科學(xue)院物(wu)理(li)研究所(suo)的(de)(de)S．Lukyanetsa 給出(chu)(chu)(chu)了(le)線性(xing)鐵(tie)磁(ci)(ci)(ci)性(xing)材料表面(mian)(mian)(mian)缺(que)(que)陷的(de)(de)漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)分(fen)(fen)(fen)布解析模型(xing)。
國內(nei)研(yan)究(jiu)方(fang)面，1982年孫雨(yu)施提出了(le)(le)永(yong)磁(ci)(ci)場的(de)(de)(de)(de)計算模(mo)型，1984年張琪采用(yong)數學(xue)建模(mo)解析的(de)(de)(de)(de)方(fang)法研(yan)究(jiu)了(le)(le)漏磁(ci)(ci)場分布特性，1990年南(nan)京燃氣(qi)輪機研(yan)究(jiu)所的(de)(de)(de)(de)仲(zhong)維暢開(kai)始對磁(ci)(ci)偶極子開(kai)展(zhan)大量(liang)的(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)工作；這(zhe)期(qi)間，華中科技大學(xue)的(de)(de)(de)(de)楊叔(shu)子及(ji)(ji)康宜華、清華大學(xue)的(de)(de)(de)(de)李(li)路明(ming)及(ji)(ji)軍械工程學(xue)院的(de)(de)(de)(de)徐章遂及(ji)(ji)南(nan)昌航空大學(xue)的(de)(de)(de)(de)任吉林等研(yan)究(jiu)團隊對缺(que)陷(xian)漏磁(ci)(ci)場分布計算也(ye)做了(le)(le)大量(liang)研(yan)究(jiu)工作。
影(ying)響(xiang)漏(lou)磁(ci)(ci)場分(fen)布的(de)(de)(de)(de)因素(su)主要包括：檢(jian)(jian)測(ce)速度(du)、缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)特性、構(gou)件受力狀態(tai)、提離(li)效(xiao)應(ying)、激(ji)勵場強度(du)及磁(ci)(ci)導率變(bian)化(hua)等。1993年(nian)(nian)，美國(guo)愛(ai)荷華州(zhou)立(li)大(da)(da)(da)學的(de)(de)(de)(de)YK Shin 建立(li)了(le)(le)(le)電磁(ci)(ci)感應(ying)現象對(dui)(dui)(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)影(ying)響(xiang)的(de)(de)(de)(de)數字有限(xian)元模型(xing)。1995年(nian)(nian)，日本國(guo)家鋼鐵研究(jiu)中心的(de)(de)(de)(de)Ichizo Uetake 利用(yong)磁(ci)(ci)偶極子模型(xing)分(fen)析了(le)(le)(le)兩平行裂(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)場分(fen)布。1996-1998年(nian)(nian)，加拿(na)大(da)(da)(da)女王大(da)(da)(da)學的(de)(de)(de)(de)Thomas、Mandal、Atherton 及 Weihua Mao 和(he)Lynann Clapham等人分(fen)別(bie)研究(jiu)了(le)(le)(le)壓力對(dui)(dui)(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)信(xin)號的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)，分(fen)析了(le)(le)(le)相(xiang)鄰缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)之(zhi)間或不同(tong)走(zou)向缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)信(xin)號關系。2000-2003年(nian)(nian)，日本九州(zhou)工業大(da)(da)(da)學的(de)(de)(de)(de)M.Katoh、K. Nishio、Y.Yamaguchi、Katoh和(he)Nishio 采用(yong)有限(xian)元法(fa)計算材料屬(shu)性、極靴氣隙(xi)對(dui)(dui)(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)場的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。2004年(nian)(nian)，韓國(guo)的(de)(de)(de)(de)Gwan Soo Park 通(tong)過(guo)3D有限(xian)元數值(zhi)仿真(zhen)和(he)試驗(yan)法(fa)發現電磁(ci)(ci)感應(ying)現象對(dui)(dui)(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)信(xin)號波(bo)形和(he)幅值(zhi)都會產生影(ying)響(xiang)。2005年(nian)(nian)，加拿(na)大(da)(da)(da)女王大(da)(da)(da)學的(de)(de)(de)(de) Vijay Babbar研究(jiu)了(le)(le)(le)凹痕尺(chi)寸與殘余應(ying)力對(dui)(dui)(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)信(xin)號的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。2006年(nian)(nian)，英國(guo)紐卡斯爾大(da)(da)(da)學的(de)(de)(de)(de) Gui Yun Tian和(he)Yong Li等通(tong)過(guo)有限(xian)元數值(zhi)仿真(zhen)研究(jiu)了(le)(le)(le)在不同(tong)缺(que)(que)陷(xian)(xian)(xian)深度(du)下(xia)渦流(liu)效(xiao)應(ying)對(dui)(dui)(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。國(guo)內，武(wu)漢大(da)(da)(da)學的(de)(de)(de)(de)杜(du)志葉(xie)、清華大(da)(da)(da)學的(de)(de)(de)(de)黃松嶺和(he)沈(shen)陽工業大(da)(da)(da)學的(de)(de)(de)(de)楊理踐等也(ye)在這方面做(zuo)了(le)(le)(le)相(xiang)應(ying)的(de)(de)(de)(de)仿真(zhen)研究(jiu)工作。
缺陷(xian)(xian)反演(yan)的(de)(de)目的(de)(de)是(shi)根據(ju)檢(jian)測(ce)信號(hao)得出(chu)缺陷(xian)(xian)損傷(shang)程度，從而對(dui)構(gou)件質量進行有(you)效評價，其中一個關鍵問題就是(shi)尋找(zhao)檢(jian)測(ce)信號(hao)與缺陷(xian)(xian)尺寸(cun)(cun)的(de)(de)對(dui)應(ying)關系(xi)。1995年(nian)，日本京都(dou)大學(xue)的(de)(de)KoichiHanasaki提出(chu)了(le)(le)(le)(le)一種鋼(gang)絲(si)繩缺陷(xian)(xian)反演(yan)模型。2000年(nian)，美(mei)國(guo)愛荷華(hua)州(zhou)立大學(xue)的(de)(de) Kyungtae和Hwang采(cai)(cai)用(yong)神經網絡(luo)及(ji)小波分(fen)析方法(fa)(fa)研究了(le)(le)(le)(le)反演(yan)問題。2002年(nian)，我國(guo)鐘維暢利用(yong)磁偶極子(zi)(zi)理論進行了(le)(le)(le)(le)缺陷(xian)(xian)的(de)(de)反推工作；同年(nian)，德國(guo)的(de)(de)Jens Haueisen 等(deng)人采(cai)(cai)用(yong)最大熵法(fa)(fa)進行了(le)(le)(le)(le)評估分(fen)析，給(gei)出(chu)了(le)(le)(le)(le)一種可根據(ju)檢(jian)測(ce)信號(hao)得出(chu)缺陷(xian)(xian)的(de)(de)尺寸(cun)(cun)及(ji)位(wei)置的(de)(de)有(you)效算法(fa)(fa)；密西根州(zhou)立大學(xue)的(de)(de)Ameet Vijay Joshi結合傳統反演(yan)算法(fa)(fa)，提出(chu)了(le)(le)(le)(le)一種高階統計法(fa)(fa)。2009年(nian)，合肥工業大學(xue)的(de)(de)張勇(yong)采(cai)(cai)用(yong)粒(li)子(zi)(zi)群優(you)化算法(fa)(fa)對(dui)缺陷(xian)(xian)進行反演(yan)，華(hua)中科技大學(xue)的(de)(de)劉志平(ping)及(ji)天(tian)津大學(xue)的(de)(de)蔣奇也做了(le)(le)(le)(le)部(bu)分(fen)缺陷(xian)(xian)反演(yan)工作。
