目前,我國具有世界上最先進的不銹(xiu)鋼管(guan)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)(ci)檢測速度較低時,鐵磁(ci)(ci)性介(jie)質的磁(ci)(ci)化過(guo)程與靜(jing)態磁(ci)(ci)化區別不(bu)大(da)。然而,隨(sui)著檢測速度不(bu)斷(duan)提高,漏(lou)磁(ci)(ci)檢測過(guo)程中將會產生電磁(ci)(ci)感應和動態磁(ci)(ci)化機理(li)問題。
一方面,由于(yu)鐵磁(ci)(ci)性介質與磁(ci)(ci)化場之間存在(zai)(zai)相對運動,鐵磁(ci)(ci)性介質切割磁(ci)(ci)力線(xian)會在(zai)(zai)其內產生(sheng)感應渦(wo)流,也即,存在(zai)(zai)渦(wo)流效應。鋼(gang)(gang)管中產生(sheng)的(de)渦(wo)流會形成感生(sheng)磁(ci)(ci)場,其與原始磁(ci)(ci)化場共同作用于(yu)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)管,進而(er)改變不銹(xiu)鋼(gang)(gang)管的(de)磁(ci)(ci)化狀(zhuang)態,最終影(ying)響缺陷(xian)漏磁(ci)(ci)場的(de)強度與分布(bu)。
另一方(fang)面(mian),工(gong)件(jian)高速(su)(su)通過(guo)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)場(chang)時,動(dong)態磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)機理作(zuo)用突顯(xian)。在(zai)動(dong)態磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)過(guo)程中,當鐵磁(ci)(ci)(ci)性(xing)材料(liao)處于變(bian)化(hua)(hua)很快的磁(ci)(ci)(ci)場(chang)作(zuo)用下時,其磁(ci)(ci)(ci)感應強度不(bu)能立即隨磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)場(chang)的變(bian)化(hua)(hua)而(er)變(bian)化(hua)(hua),而(er)是出現某些滯(zhi)后,這種磁(ci)(ci)(ci)感應強度在(zai)時間上的滯(zhi)后就(jiu)是磁(ci)(ci)(ci)后效。因(yin)此,當工(gong)件(jian)高速(su)(su)通過(guo)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)場(chang)時,會導致工(gong)件(jian)在(zai)尚未達(da)到(dao)飽(bao)和狀態的情況(kuang)下就(jiu)已經離開磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)場(chang),從而(er)導致檢(jian)測靈敏度和可靠性(xing)降低(di)。
建立(li)渦流效應與磁后效作用機理(li)是突破漏(lou)磁檢(jian)測速(su)(su)度(du)瓶頸的(de)(de)基(ji)礎,對(dui)(dui)豐富和完善漏(lou)磁檢(jian)測理(li)論具有重要(yao)意義。之后,依(yi)據(ju)感生磁場和動態磁化過程對(dui)(dui)漏(lou)磁場的(de)(de)影響提出相應的(de)(de)補償方法,以(yi)適應不銹(xiu)鋼管漏(lou)磁檢(jian)測的(de)(de)高速(su)(su)度(du)要(yao)求,并對(dui)(dui)其他(ta)工件(jian)的(de)(de)高速(su)(su)漏(lou)磁檢(jian)測提供參(can)考。
不銹鋼(gang)(gang)管(guan)作為油氣開采與運(yun)輸過程的(de)重(zhong)要部件(jian)被大量(liang)使(shi)用,對(dui)其(qi)進行質量(liang)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)是不銹鋼(gang)(gang)管(guan)安(an)全生(sheng)產(chan)應用的(de)前提(ti)。隨著鋼(gang)(gang)管(guan)連(lian)軋工(gong)藝(yi)的(de)發展,在線(xian)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)速(su)度要求不斷提(ti)高(gao)。在漏(lou)磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)中,鋼(gang)(gang)管(guan)高(gao)速(su)運(yun)動時產(chan)生(sheng)的(de)感生(sheng)磁(ci)(ci)場(chang)將引起(qi)局(ju)部磁(ci)(ci)化場(chang)的(de)變化,使(shi)得該部位缺陷產(chan)生(sheng)的(de)漏(lou)磁(ci)(ci)場(chang)發生(sheng)改變,進而造(zao)成檢(jian)測(ce)(ce)(ce)設(she)備(bei)的(de)判(pan)別異(yi)常,造(zao)成質量(liang)事故。
根據楞次(ci)定律,當鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)穿(chuan)過磁化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)線圈(quan)時(shi)(shi),不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)內部將產生(sheng)(sheng)渦流(liu)(liu),同(tong)時(shi)(shi)磁化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)線圈(quan)中也會(hui)感(gan)應(ying)出電流(liu)(liu)。不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)中感(gan)生(sheng)(sheng)渦流(liu)(liu)產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)磁場(chang)和磁化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)線圈(quan)中感(gan)生(sheng)(sheng)電流(liu)(liu)產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)磁場(chang)共同(tong)作用鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)之后,鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)局部的(de)(de)(de)(de)磁化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)狀態將發生(sheng)(sheng)變化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。在鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)慢(man)速運(yun)動時(shi)(shi),這一磁化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)狀態變化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)并不(bu)(bu)明(ming)顯,但隨著(zhu)速度(du)的(de)(de)(de)(de)提(ti)升,會(hui)越(yue)來越(yue)嚴重,特(te)別是在鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)進入和離(li)開磁化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)線圈(quan)時(shi)(shi)。根據漏(lou)磁檢(jian)測原理,由于磁化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)狀態的(de)(de)(de)(de)改變,相同(tong)當量的(de)(de)(de)(de)缺陷在管(guan)(guan)(guan)頭、管(guan)(guan)(guan)體和管(guan)(guan)(guan)尾處會(hui)產生(sheng)(sheng)出不(bu)(bu)同(tong)強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)漏(lou)磁場(chang),經信號(hao)系統拾取與計算處理之后,將引起不(bu)(bu)同(tong)部位(wei)缺陷對(dui)應(ying)的(de)(de)(de)(de)檢(jian)測信號(hao)幅值不(bu)(bu)一致,從而(er)會(hui)影響不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)質(zhi)量的(de)(de)(de)(de)一致性評價。

