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(guan)體漏磁場差異消除方法(fa)

  不(bu)銹鋼(gang)管(guan)橫(heng)(heng)向缺陷(xian)(xian)漏磁(ci)(ci)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)系統(tong)主要(yao)由穿過式磁(ci)(ci)化(hua)(hua)線(xian)圈和(he)(he)位于(yu)線(xian)圈內(nei)部的探(tan)(tan)頭(tou)陣(zhen)列組成。在鋼(gang)管(guan)通過檢(jian)(jian)(jian)測(ce)系統(tong)時，探(tan)(tan)頭(tou)陣(zhen)列中某一(yi)個(ge)傳(chuan)感(gan)(gan)單(dan)(dan)元對局部缺陷(xian)(xian)的掃查具有隨機性，因此必(bi)須保(bao)證探(tan)(tan)頭(tou)中所有傳(chuan)感(gan)(gan)單(dan)(dan)元掃查同(tong)尺寸(cun)缺陷(xian)(xian)時獲得相同(tong)的檢(jian)(jian)(jian)測(ce)信號(hao)。當鋼(gang)管(guan)高速(su)運(yun)行(xing)時，感(gan)(gan)生(sheng)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)會(hui)使鋼(gang)管(guan)磁(ci)(ci)化(hua)(hua)狀態(tai)呈現不(bu)均勻(yun)，離開區磁(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)(ying)強度(du)大于(yu)進入區磁(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)(ying)強度(du)。如圖5-18所示，檢(jian)(jian)(jian)測(ce)區域內(nei)依次分布四個(ge)尺寸(cun)相同(tong)的橫(heng)(heng)向缺陷(xian)(xian)，其中C2和(he)(he)C21位于(yu)進入區，和(he)(he)位于(yu)離開區。當鋼(gang)管(guan)運(yun)行(xing)速(su)度(du)較低時，感(gan)(gan)生(sheng)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)對鋼(gang)管(guan)磁(ci)(ci)化(hua)(hua)狀態(tai)的影響可(ke)以忽略。此時，磁(ci)(ci)化(hua)(hua)場(chang)(chang)(chang)關于(yu)線(xian)圈中心(xin)對稱分布，檢(jian)(jian)(jian)測(ce)區域內(nei)鋼(gang)管(guan)磁(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)(ying)強度(du)差異較小(xiao)，C2、C21、C22和(he)(he)C23生(sheng)的漏磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)強度(du)B2、B21、B22和(he)(he)B23基本相同(tong)。

  隨著檢測速度(du)的不斷提(ti)高(gao)，不銹鋼管離開(kai)區(qu)磁(ci)感應強(qiang)度(du)逐(zhu)漸大于進入區(qu)，從而導致位(wei)于離開(kai)區(qu)的缺陷漏(lou)磁(ci)場強(qiang)度(du)大于位(wei)于進入區(qu)的缺陷漏(lou)磁(ci)場強(qiang)度(du)，感生(sheng)(sheng)(sheng)磁(ci)場(chang)造(zao)成處于(yu)不同(tong)空間位置(zhi)對應(ying)傳(chuan)感器單元(yuan)(yuan)檢(jian)測(ce)到了(le)不一(yi)(yi)致的缺(que)陷漏磁(ci)場(chang)信(xin)號。消(xiao)(xiao)(xiao)除(chu)管(guan)體缺(que)陷漏磁(ci)場(chang)差異(yi)有兩種途徑：一(yi)(yi)方面，可以通過(guo)消(xiao)(xiao)(xiao)除(chu)鋼管(guan)中的感生(sheng)(sheng)(sheng)渦流來消(xiao)(xiao)(xiao)除(chu)磁(ci)化狀態的差異(yi)；另一(yi)(yi)方面，還可采取(qu)修正傳(chuan)感單元(yuan)(yuan)的增益使(shi)檢(jian)測(ce)信(xin)號達(da)到一(yi)(yi)致。由于(yu)鋼管(guan)內產生(sheng)(sheng)(sheng)的感生(sheng)(sheng)(sheng)渦流無法消(xiao)(xiao)(xiao)除(chu)，為此，提出通過(guo)修正陣列傳(chuan)感單元(yuan)(yuan)增益來消(xiao)(xiao)(xiao)除(chu)同(tong)尺寸缺(que)陷產生(sheng)(sheng)(sheng)的漏磁(ci)信(xin)號差異(yi)，如(ru)圖(tu)5-19所示。

  在不銹鋼管中部刻制標(biao)定圓(yuan)環作為(wei)標(biao)定信(xin)號的(de)(de)管體漏磁場差異消(xiao)除方(fang)法示意圖源，將鋼管以穩定速度(du)依次(ci)通過n個檢(jian)測傳(chuan)感器(qi)單元S1、S2、S，時(shi)，圓(yuan)環產(chan)生的(de)(de)漏磁場信(xin)號分別(bie)(bie)為(wei)設陣(zhen)列傳(chuan)感器(qi)單元增(zeng)益修正(zheng)參(can)(can)數(shu)(shu)分別(bie)(bie)為(wei)a1、a2、、a;、、an,且(qie)Vs為(wei)標(biao)定參(can)(can)考幅0"SA值。進一(yi)步可獲得陣(zhen)列傳(chuan)感單元增(zeng)益修正(zheng)參(can)(can)數(shu)(shu)。

  在基于陣(zhen)列傳感(gan)單(dan)(dan)元增(zeng)益修正(zheng)的(de)(de)管(guan)體(ti)漏磁(ci)(ci)場差(cha)(cha)異(yi)消(xiao)除方法中，刻(ke)制(zhi)有標(biao)定圓環(huan)的(de)(de)鋼管(guan)以(yi)穩定速度(du)(du)通過(guo)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)探頭時，標(biao)定信號(hao)源具有單(dan)(dan)一(yi)性并能夠一(yi)次性遍歷(li)每(mei)個傳感(gan)器(qi)單(dan)(dan)元。由于感(gan)生(sheng)渦(wo)流磁(ci)(ci)場的(de)(de)作(zuo)用使得管(guan)體(ti)形(xing)成(cheng)了非均勻的(de)(de)磁(ci)(ci)感(gan)應強度(du)(du)，從(cong)而導致圓環(huan)在經過(guo)不同(tong)傳感(gan)器(qi)單(dan)(dan)元時產(chan)生(sheng)的(de)(de)漏磁(ci)(ci)信號(hao)幅值存在差(cha)(cha)異(yi)。在對(dui)(dui)自然管(guan)進(jin)行檢(jian)(jian)(jian)測(ce)之前，先(xian)利用帶有標(biao)定圓環(huan)的(de)(de)樣管(guan)對(dui)(dui)傳感(gan)器(qi)單(dan)(dan)元增(zeng)益進(jin)行修正(zheng)，并且必須保證鋼管(guan)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)速度(du)(du)與標(biao)定速度(du)(du)相同(tong)。最終(zhong)，采(cai)用標(biao)定圓環(huan)作(zuo)為勵磁(ci)(ci)源來修正(zheng)傳感(gan)器(qi)單(dan)(dan)元的(de)(de)增(zeng)益，可有效消(xiao)除同(tong)尺(chi)寸(cun)缺陷(xian)在管(guan)體(ti)不同(tong)位置處(chu)產(chan)生(sheng)的(de)(de)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)信號(hao)差(cha)(cha)異(yi)。

二、管端(duan)漏磁場差異消除方(fang)法

  感生(sheng)磁(ci)場對鋼管(guan)管(guan)端磁(ci)化狀態的影響主要來(lai)自鋼管(guan)中產生(sheng)的感生(sheng)渦流(liu)(liu)和(he)磁(ci)化線圈產生(sheng)的感生(sheng)電流(liu)(liu)，因此，消除管(guan)端缺陷漏(lou)磁(ci)場差異(yi)包(bao)括兩個方(fang)面(mian)內(nei)容：一方(fang)面(mian)需(xu)要消除當鋼管(guan)端部進入和(he)離(li)開(kai)磁(ci)化線圈時由(you)于磁(ci)通量劇烈變化而在(zai)線圈中產生(sheng)的感生(sheng)電流(liu)(liu)；另一方(fang)面(mian)需(xu)要消除當鋼管(guan)端部與(yu)磁(ci)化線圈耦合時僅存在(zai)單(dan)一方(fang)向感生(sheng)渦流(liu)(liu)磁(ci)場的影響。

  感(gan)(gan)生磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)會引起鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化狀態發生變(bian)化，進(jin)一(yi)步(bu)導致位于鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)頭、管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)體(ti)和管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)尾的(de)(de)具有(you)相同(tong)尺寸(cun)的(de)(de)缺陷產(chan)生不同(tong)的(de)(de)漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)強度。如圖5-20所示，在(zai)(zai)感(gan)(gan)生磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)(de)作用(yong)下，位于鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)頭、管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)體(ti)和管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)尾處(chu)的(de)(de)缺陷C1C2和C3產(chan)產(chan)生的(de)(de)漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)Bc1、Bc2和Bc3的(de)(de)強度依次增大(da)，為消除感(gan)(gan)生磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)引起的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)差異，將(jiang)感(gan)(gan)生磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)(de)影響由(you)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)本(ben)體(ti)轉(zhuan)移到(dao)延(yan)(yan)伸區(qu)(qu)內(nei)。如圖5-21所示，在(zai)(zai)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)部(bu)(bu)補充鐵磁(ci)(ci)(ci)(ci)性(xing)物質，使鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)整(zheng)體(ti)長度向兩(liang)端(duan)延(yan)(yan)伸，從(cong)而(er)在(zai)(zai)端(duan)部(bu)(bu)發生的(de)(de)電磁(ci)(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)現象將(jiang)轉(zhuan)移到(dao)延(yan)(yan)伸區(qu)(qu)內(nei)。由(you)于延(yan)(yan)伸區(qu)(qu)的(de)(de)存在(zai)(zai)，當鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)部(bu)(bu)進(jin)入和離開(kai)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化線圈時(shi)，磁(ci)(ci)(ci)(ci)化線圈內(nei)部(bu)(bu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)介質總量已基本(ben)進(jin)入穩定狀態，線圈磁(ci)(ci)(ci)(ci)通量保持恒(heng)定而(er)不會產(chan)生感(gan)(gan)生電流(liu)(liu)；由(you)于在(zai)(zai)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)進(jin)入區(qu)(qu)和離開(kai)區(qu)(qu)同(tong)時(shi)產(chan)生反向的(de)(de)感(gan)(gan)生渦(wo)(wo)流(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)，從(cong)而(er)減弱了單(dan)一(yi)方向感(gan)(gan)生渦(wo)(wo)流(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)(de)劇(ju)烈影響。將(jiang)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)部(bu)(bu)進(jin)行延(yan)(yan)伸之后，管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)端(duan)缺陷漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)差異與(yu)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)體(ti)相似，僅存在(zai)(zai)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)進(jin)入區(qu)(qu)和離開(kai)區(qu)(qu)產(chan)生的(de)(de)感(gan)(gan)生渦(wo)(wo)流(liu)(liu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)，因此可(ke)采用(yong)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)體(ti)缺陷漏(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)差異消除方法進(jin)一(yi)步(bu)處(chu)理(li)。

  圖(tu)5-22所示為含有延伸(shen)導磁(ci)(ci)極靴(xue)的(de)鋼管(guan)(guan)自(zi)動化(hua)漏磁(ci)(ci)檢(jian)測設備，主要包括雙層磁(ci)(ci)化(hua)線圈、管(guan)(guan)頭延伸(shen)極靴(xue)、管(guan)(guan)尾延伸(shen)極靴(xue)、磁(ci)(ci)化(hua)回(hui)路以(yi)及探頭陣列等(deng)。

  當鋼管(guan)(guan)管(guan)(guan)頭(tou)進入檢測區域(yu)時(shi)(shi)，管(guan)(guan)頭(tou)與管(guan)(guan)頭(tou)導磁(ci)延(yan)伸(shen)極(ji)靴(xue)形成對接，此(ci)時(shi)(shi)磁(ci)化線圈(quan)(quan)內部鐵磁(ci)性物質(zhi)總量(liang)變化緩慢，線圈(quan)(quan)的磁(ci)通總量(liang)基本(ben)保持不變，從而極(ji)大(da)(da)地(di)削弱了磁(ci)化線圈(quan)(quan)中產生(sheng)的感(gan)生(sheng)電(dian)(dian)流，如圖(tu)(tu)5-23所(suo)示(shi)。同樣，當不銹(xiu)鋼管(guan)(guan)管(guan)(guan)尾離開檢測區域(yu)時(shi)(shi)，其與管(guan)(guan)尾導磁(ci)延(yan)伸(shen)極(ji)靴(xue)對接，此(ci)時(shi)(shi)，磁(ci)化線圈(quan)(quan)中產生(sheng)的感(gan)生(sheng)電(dian)(dian)流也將大(da)(da)大(da)(da)削弱，如圖(tu)(tu)5-24所(suo)示(shi)。

  對(dui)不銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)整體(ti)同(tong)尺寸缺陷(xian)產生(sheng)(sheng)的(de)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)強度差(cha)異而言，感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)對(dui)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)(guan)端缺陷(xian)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)的(de)影響遠大于管(guan)(guan)(guan)(guan)體(ti)。一(yi)方面(mian)，由于管(guan)(guan)(guan)(guan)端進入(ru)和離(li)開磁(ci)(ci)(ci)化線圈(quan)時(shi)，劇烈的(de)磁(ci)(ci)(ci)通量(liang)變化會在線圈(quan)中(zhong)產生(sheng)(sheng)較大的(de)感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)電流(liu)；另一(yi)方面(mian)，由于僅在鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)進入(ru)區(qu)或者離(li)開區(qu)產生(sheng)(sheng)單(dan)一(yi)方向的(de)感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)渦流(liu)，相(xiang)應(ying)(ying)的(de)感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)將在管(guan)(guan)(guan)(guan)頭減(jian)弱(ruo)并在管(guan)(guan)(guan)(guan)尾(wei)增強缺陷(xian)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)。施加(jia)延(yan)(yan)伸(shen)極靴(xue)后將鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)端部的(de)電磁(ci)(ci)(ci)感(gan)(gan)應(ying)(ying)作用轉移(yi)到延(yan)(yan)伸(shen)區(qu)，從(cong)而可(ke)有效削弱(ruo)感(gan)(gan)生(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)對(dui)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)端部缺陷(xian)漏磁(ci)(ci)(ci)場(chang)的(de)影響。

  建立EMT-P48／180 不銹(xiu)鋼管高速漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)測(ce)系統(tong)，如圖(tu)5-25所(suo)示(shi)。鋼管漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)測(ce)系統(tong)包括輸(shu)送輥(gun)道(dao)、磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)、磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)和探頭信號(hao)系統(tong)等。圖(tu)5-26所(suo)示(shi)為(wei)(wei)輸(shu)送輥(gun)道(dao)，在(zai)變(bian)壓器控制下實現變(bian)速輸(shu)出。圖(tu)5-27所(suo)示(shi)的(de)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)具有(you)恒壓和恒流(liu)(liu)(liu)兩種功能模(mo)式(shi)，當采(cai)用恒壓模(mo)式(shi)時(shi)，磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)中(zhong)通(tong)過的(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)為(wei)(wei)初始磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)與線(xian)(xian)圈(quan)(quan)感生電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)疊(die)加(jia)之和；如將(jiang)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)設(she)置為(wei)(wei)恒流(liu)(liu)(liu)模(mo)式(shi)，電(dian)(dian)(dian)源(yuan)內(nei)部的(de)穩流(liu)(liu)(liu)模(mo)塊電(dian)(dian)(dian)路將(jiang)對線(xian)(xian)圈(quan)(quan)感生電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)進行補償(chang)，從而保證線(xian)(xian)圈(quan)(quan)中(zhong)通(tong)過的(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)值始終保持不變(bian)。磁(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)的(de)內(nei)徑、外(wai)徑和厚(hou)度分(fen)別為(wei)(wei)400mm、800mm和300mm，線(xian)(xian)圈(quan)(quan)總匝(za)數為(wei)(wei)5000匝(za)。圖(tu)5-28所(suo)示(shi)為(wei)(wei)探頭系統(tong)，實現鋼管周向360°全(quan)覆蓋檢(jian)測(ce)。

  首(shou)先，分析磁(ci)化(hua)線(xian)(xian)圈(quan)中(zhong)(zhong)產生的(de)感生電(dian)流與(yu)(yu)鋼(gang)管(guan)(guan)運動速(su)度(du)(du)關系。將磁(ci)化(hua)電(dian)源設置為恒壓模式，電(dian)壓設定為20V，當磁(ci)化(hua)線(xian)(xian)圈(quan)中(zhong)(zhong)沒有鋼(gang)管(guan)(guan)時(shi)，線(xian)(xian)圈(quan)內(nei)部電(dian)流為19A。管(guan)(guan)端缺(que)陷漏磁(ci)場差異(yi)測試樣(yang)(yang)管(guan)(guan)如圖(tu)5-29所示(shi)，在樣(yang)(yang)管(guan)(guan)兩端及中(zhong)(zhong)部刻(ke)制三個尺寸相同的(de)圓環缺(que)陷。如圖(tu)5-26所示(shi)，利(li)用(yong)變頻輸送(song)輥道驅動鋼(gang)管(guan)(guan)分別(bie)(bie)以速(su)度(du)(du)1.0m／s、1.3m／1.61.9m2.2m/s、2.5m／s通(tong)過(guo)漏磁(ci)檢測設備。當鋼(gang)管(guan)(guan)管(guan)(guan)頭、管(guan)(guan)體和管(guan)(guan)尾分別(bie)(bie)通(tong)過(guo)磁(ci)化(hua)線(xian)(xian)圈(quan)時(shi)，測量線(xian)(xian)圈(quan)中(zhong)(zhong)通(tong)過(guo)的(de)電(dian)流值，獲得(de)磁(ci)化(hua)線(xian)(xian)圈(quan)內(nei)部通(tong)過(guo)電(dian)流與(yu)(yu)運行速(su)度(du)(du)關系曲線(xian)(xian)，如圖(tu)5-30所示(shi)。

  從(cong)圖5-30中可以看出(chu)，當(dang)不銹鋼(gang)(gang)管(guan)不同部(bu)(bu)位運動至磁化(hua)(hua)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)中時，磁化(hua)(hua)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)內(nei)部(bu)(bu)通(tong)過電(dian)流(liu)(liu)幅值差異較大(da)：管(guan)尾處線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)內(nei)部(bu)(bu)電(dian)流(liu)(liu)最大(da)，管(guan)體次之，管(guan)頭(tou)最弱(ruo)；并且(qie)，隨著鋼(gang)(gang)管(guan)運行速度不斷提升，管(guan)頭(tou)處線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)內(nei)部(bu)(bu)電(dian)流(liu)(liu)不斷減(jian)小，管(guan)體基本不變，管(guan)尾處電(dian)流(liu)(liu)不斷增加，試驗結(jie)果與圖5-18所示的仿真(zhen)結(jie)論吻合。鋼(gang)(gang)管(guan)在(zai)進入和離開(kai)磁化(hua)(hua)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)時，線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)磁通(tong)總量發生(sheng)劇烈變化(hua)(hua)而在(zai)其(qi)中產(chan)生(sheng)感(gan)生(sheng)電(dian)流(liu)(liu)。當(dang)管(guan)體通(tong)過磁化(hua)(hua)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)時，由于線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)中磁通(tong)量基本不變而無(wu)感(gan)生(sheng)電(dian)流(liu)(liu)產(chan)生(sheng)。

  進一步分析感生磁(ci)場對(dui)缺(que)陷(xian)(xian)漏磁(ci)場的(de)(de)影響(xiang)。在恒壓模式下，對(dui)處(chu)于管(guan)頭、管(guan)體和管(guan)尾的(de)(de)圓(yuan)環缺(que)陷(xian)(xian)進行(xing)檢(jian)測，當鋼(gang)管(guan)運行(xing)速度為1.0m／s時檢(jian)測信號(hao)如圖(tu)5-31所示(shi)。從圖(tu)中(zhong)可以看出，不(bu)同(tong)位置處(chu)的(de)(de)圓(yuan)環缺(que)陷(xian)(xian)產生的(de)(de)信號(hao)幅值不(bu)同(tong)，其(qi)中(zhong)管(guan)尾處(chu)缺(que)陷(xian)(xian)幅值最(zui)大(da)，管(guan)體次之，管(guan)頭處(chu)缺(que)陷(xian)(xian)信號(hao)最(zui)小(xiao)。

  在(zai)恒壓(ya)模式(shi)下，同尺寸缺陷(xian)多(duo)樣(yang)漏(lou)磁(ci)場產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)源包括(kuo)磁(ci)化(hua)線(xian)圈中(zhong)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)感生(sheng)(sheng)(sheng)電(dian)流(liu)和(he)(he)鋼管(guan)(guan)中(zhong)的(de)感生(sheng)(sheng)(sheng)渦流(liu)。為單(dan)獨(du)分(fen)析鋼管(guan)(guan)中(zhong)感生(sheng)(sheng)(sheng)渦流(liu)對(dui)缺陷(xian)漏(lou)磁(ci)場的(de)影響(xiang)，可(ke)將磁(ci)化(hua)電(dian)源設(she)置為恒流(liu)模式(shi)以消除磁(ci)化(hua)線(xian)圈感生(sheng)(sheng)(sheng)電(dian)流(liu)的(de)影響(xiang)。分(fen)別在(zai)恒壓(ya)和(he)(he)恒流(liu)兩(liang)種模式(shi)下對(dui)樣(yang)管(guan)(guan)缺陷(xian)進行(xing)檢測，樣(yang)管(guan)(guan)分(fen)別以速(su)度(du)1.0m／s、1.3m／1.6m／s、1.9m／s、2.2m／s和(he)(he)2.5m／s通過檢測設(she)備并(bing)記錄缺陷(xian)漏(lou)磁(ci)信(xin)號幅值(zhi)(zhi)，最終獲(huo)得不同位(wei)置圓環缺陷(xian)檢測信(xin)號幅值(zhi)(zhi)與運行(xing)速(su)度(du)的(de)關(guan)系曲(qu)線(xian)，如圖5-32所示。

  從圖5-32中可以看出，當磁(ci)化電(dian)源設置為(wei)恒(heng)(heng)壓(ya)模(mo)式時(shi)，管(guan)(guan)(guan)(guan)尾(wei)缺(que)陷信號(hao)最(zui)強(qiang)，管(guan)(guan)(guan)(guan)體(ti)次之(zhi)(zhi)，管(guan)(guan)(guan)(guan)頭(tou)缺(que)陷信號(hao)最(zui)弱(ruo)；隨著檢測(ce)速(su)度的(de)提高，管(guan)(guan)(guan)(guan)頭(tou)缺(que)陷信號(hao)幅值不(bu)斷減弱(ruo)，管(guan)(guan)(guan)(guan)體(ti)基本不(bu)變，管(guan)(guan)(guan)(guan)尾(wei)逐漸增加，三者幅值差異逐漸增大。將磁(ci)化電(dian)源設置為(wei)恒(heng)(heng)流(liu)模(mo)式消(xiao)除磁(ci)化線圈(quan)感生電(dian)流(liu)影響之(zhi)(zhi)后(hou)，同樣(yang)，管(guan)(guan)(guan)(guan)尾(wei)缺(que)陷信號(hao)最(zui)強(qiang)，管(guan)(guan)(guan)(guan)體(ti)其次，管(guan)(guan)(guan)(guan)頭(tou)最(zui)弱(ruo)。當鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)運行速(su)度相同時(shi)，與恒(heng)(heng)壓(ya)模(mo)式相比，不(bu)同位置缺(que)陷在(zai)恒(heng)(heng)流(liu)模(mo)式下產(chan)生的(de)檢測(ce)信號(hao)差異更小。

  從(cong)圖(tu)5-32中還可以看出，感生磁(ci)(ci)(ci)(ci)場在管(guan)端(duan)引起(qi)的缺陷漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)場差異(yi)遠(yuan)大于(yu)管(guan)體(ti)；線圈(quan)感生電流磁(ci)(ci)(ci)(ci)場引起(qi)的管(guan)端(duan)缺陷漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)場差異(yi)大于(yu)鋼(gang)管(guan)感生渦流磁(ci)(ci)(ci)(ci)場；在管(guan)體(ti)處磁(ci)(ci)(ci)(ci)化線圈(quan)中幾乎不產生感生電流，管(guan)體(ti)缺陷漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)場差異(yi)源主(zhu)要來自不銹鋼(gang)管(guan)中產生的感生渦流。

  根據圖(tu)5-22所示(shi)的設(she)備方(fang)案制作了(le)相應的管端延(yan)伸導(dao)磁(ci)極(ji)靴，如(ru)圖(tu)5-33所示(shi)。將(jiang)延(yan)伸極(ji)靴固(gu)定在橫(heng)向(xiang)磁(ci)化線圈(quan)上，在完全相同的條件下(xia)進行測試(shi)，獲得(de)在恒壓模式下(xia)磁(ci)化線圈(quan)內部通過電(dian)流與運行速度的關系曲線，如(ru)圖(tu)5-34所示(shi)。

  從圖5-34中(zhong)可以看出，磁化(hua)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)電(dian)流(liu)(liu)幅(fu)值變化(hua)規(gui)律(lv)與未施(shi)加延伸極(ji)(ji)靴(xue)時相同，仍然是(shi)管(guan)頭處電(dian)流(liu)(liu)幅(fu)值最小，管(guan)體基本不(bu)變，而管(guan)尾(wei)處電(dian)流(liu)(liu)幅(fu)值最大，并且隨著(zhu)運(yun)行速度(du)的增加，差異逐漸(jian)增大。但(dan)是(shi)，延伸極(ji)(ji)靴(xue)極(ji)(ji)大地削弱(ruo)了磁化(hua)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)中(zhong)產(chan)生的感生電(dian)流(liu)(liu)，與未施(shi)加延伸極(ji)(ji)靴(xue)相比，當運(yun)行速度(du)為2.5m／s時，管(guan)頭處線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)電(dian)流(liu)(liu)由10.2A上(shang)升至16.2A，管(guan)尾(wei)處線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)電(dian)流(liu)(liu)由25.8A降為21.9A。

  同樣，將(jiang)磁化電源設置為恒(heng)(heng)壓和恒(heng)(heng)流兩種(zhong)模式，在施加延伸極(ji)靴的情況下，對樣管上不同位置圓(yuan)環缺陷進行(xing)檢(jian)測，獲得相(xiang)應漏磁檢(jian)測信號幅(fu)值與運(yun)行(xing)速度的關系曲線，如圖5-35所示。

  從圖5-35中可以看出，一方面，施加(jia)延伸(shen)極(ji)(ji)靴(xue)之后缺(que)陷漏(lou)(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)信(xin)號(hao)(hao)變化規律與未施加(jia)極(ji)(ji)靴(xue)時相(xiang)同。感生(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)場造(zao)成管(guan)(guan)尾(wei)圓環缺(que)陷漏(lou)(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)信(xin)號(hao)(hao)強度最高，管(guan)(guan)體(ti)次之，而管(guan)(guan)頭缺(que)陷漏(lou)(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)信(xin)號(hao)(hao)強度最低，并(bing)且(qie)磁(ci)(ci)化線圈感生(sheng)(sheng)電流(liu)對管(guan)(guan)端(duan)缺(que)陷檢測信(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)(de)影響大于(yu)鋼管(guan)(guan)中的(de)(de)(de)感生(sheng)(sheng)渦(wo)流(liu)。另一方面，由(you)于(yu)延伸(shen)導磁(ci)(ci)極(ji)(ji)靴(xue)的(de)(de)(de)作用，感生(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)場對端(duan)部(bu)缺(que)陷漏(lou)(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)場的(de)(de)(de)影響由(you)鋼管(guan)(guan)本體(ti)轉移到(dao)延伸(shen)極(ji)(ji)靴(xue)上，從而有效削(xue)弱了管(guan)(guan)端(duan)缺(que)陷漏(lou)(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)信(xin)號(hao)(hao)差異。此外，由(you)于(yu)延伸(shen)極(ji)(ji)靴(xue)降低了整(zheng)個磁(ci)(ci)化回路的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)阻，故從整(zheng)體(ti)上增強了所有缺(que)陷的(de)(de)(de)漏(lou)(lou)(lou)(lou)磁(ci)(ci)信(xin)號(hao)(hao)幅值(zhi)。

  為(wei)(wei)分析(xi)比較(jiao)延伸導磁(ci)(ci)極(ji)(ji)靴的(de)(de)缺(que)陷(xian)(xian)(xian)漏磁(ci)(ci)場差(cha)異消(xiao)除(chu)效(xiao)果(guo)，分別計算不(bu)同運行(xing)速度(du)(du)下鋼管(guan)(guan)管(guan)(guan)端圓環缺(que)陷(xian)(xian)(xian)漏磁(ci)(ci)場檢(jian)測信號的(de)(de)幅值差(cha)異，見表(biao)5-1。從(cong)表(biao)中可以看出(chu)，延伸極(ji)(ji)靴可有效(xiao)消(xiao)除(chu)感生(sheng)磁(ci)(ci)場引(yin)起(qi)的(de)(de)同尺(chi)寸缺(que)陷(xian)(xian)(xian)漏磁(ci)(ci)場差(cha)異。當鋼管(guan)(guan)運行(xing)速度(du)(du)為(wei)(wei)2.5m／s時(shi)(shi)，磁(ci)(ci)化(hua)電(dian)源設(she)置(zhi)為(wei)(wei)恒流(liu)模(mo)式(shi)并(bing)施加延伸極(ji)(ji)靴時(shi)(shi)，感生(sheng)磁(ci)(ci)場引(yin)起(qi)的(de)(de)不(bu)同位置(zhi)同尺(chi)寸缺(que)陷(xian)(xian)(xian)檢(jian)測信號差(cha)異為(wei)(wei)0.45dB，已能滿(man)足鋼管(guan)(guan)檢(jian)測要求。因(yin)此(ci)，在不(bu)銹鋼管(guan)(guan)漏磁(ci)(ci)檢(jian)測過程中，可根據鋼管(guan)(guan)外徑制作對應尺(chi)寸的(de)(de)延伸導磁(ci)(ci)極(ji)(ji)靴，從(cong)而可消(xiao)除(chu)由于感生(sheng)磁(ci)(ci)場帶來的(de)(de)管(guan)(guan)端缺(que)陷(xian)(xian)(xian)漏磁(ci)(ci)場差(cha)異。

  當不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)管(guan)(guan)體通過磁(ci)(ci)化(hua)線圈時，缺陷漏磁(ci)(ci)場(chang)差異(yi)(yi)主要(yao)受(shou)鋼(gang)管(guan)(guan)感生(sheng)渦(wo)(wo)流(liu)磁(ci)(ci)場(chang)的影(ying)響(xiang)。由于進入(ru)區(qu)感生(sheng)渦(wo)(wo)流(liu)磁(ci)(ci)場(chang)與(yu)原始(shi)磁(ci)(ci)化(hua)場(chang)方向相(xiang)反，而(er)在離開(kai)區(qu)兩(liang)者方向相(xiang)同，因此感生(sheng)渦(wo)(wo)流(liu)造成磁(ci)(ci)化(hua)場(chang)分布不(bu)均勻，進而(er)引起缺陷漏磁(ci)(ci)場(chang)差異(yi)(yi)。

  為消除感生磁場(chang)引起的(de)(de)(de)管(guan)體(ti)同(tong)尺寸(cun)缺陷漏(lou)磁場(chang)差(cha)異，以圓(yuan)環作為標定(ding)(ding)信號源對陣列傳感單元增(zeng)(zeng)益進行修(xiu)正，樣(yang)管(guan)如(ru)(ru)圖(tu)5-36所示(shi)(shi)。檢測信號系統共32個(ge)通道(dao)，初始采集時各(ge)(ge)(ge)通道(dao)增(zeng)(zeng)益統一設置為200，如(ru)(ru)圖(tu)5-37所示(shi)(shi)。當樣(yang)管(guan)以速度1.0m／s通過(guo)檢測探頭時，獲得編號25～32八(ba)個(ge)通道(dao)缺陷漏(lou)磁信號波形，如(ru)(ru)圖(tu)5-38所示(shi)(shi)，其中(zhong)(zhong)每一條曲線代表(biao)一個(ge)通道(dao)。從(cong)(cong)圖(tu)中(zhong)(zhong)可(ke)以看出，標定(ding)(ding)圓(yuan)環在各(ge)(ge)(ge)傳感單元中(zhong)(zhong)產生的(de)(de)(de)漏(lou)磁信號幅值不同(tong)。進一步，將(jiang)目標信號幅值Vs設置為90，根據式（5-12）算法獲得各(ge)(ge)(ge)通道(dao)的(de)(de)(de)修(xiu)正參數，如(ru)(ru)圖(tu)5-39所示(shi)(shi)。將(jiang)標定(ding)(ding)圓(yuan)環再(zai)次以相同(tong)速度通過(guo)橫向檢測系統時獲得如(ru)(ru)圖(tu)5-40所示(shi)(shi)的(de)(de)(de)檢測信號，其中(zhong)(zhong)一條曲線為一個(ge)通道(dao)。從(cong)(cong)圖(tu)中(zhong)(zhong)可(ke)以看出，經過(guo)增(zeng)(zeng)益修(xiu)正之后(hou)，各(ge)(ge)(ge)通道(dao)之間的(de)(de)(de)缺陷信號差(cha)異基(ji)本(ben)得到消除。

  當不銹(xiu)鋼管(guan)通過磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)線圈時會產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)兩種電磁(ci)(ci)(ci)(ci)感應現(xian)象：一(yi)方面，鋼管(guan)電介質切割磁(ci)(ci)(ci)(ci)力線而產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)感生(sheng)(sheng)(sheng)渦流(liu)(liu)；另一(yi)方面，磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)線圈由于內部鋼管(guan)磁(ci)(ci)(ci)(ci)介質總(zong)量發生(sheng)(sheng)(sheng)變化(hua)(hua)而產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)感生(sheng)(sheng)(sheng)電流(liu)(liu)。鋼管(guan)感生(sheng)(sheng)(sheng)渦流(liu)(liu)和線圈感生(sheng)(sheng)(sheng)電流(liu)(liu)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場會改變磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)場的(de)強度與(yu)分布，進一(yi)步改變鋼管(guan)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)(hua)狀態，最終導致(zhi)不同(tong)位置的(de)同(tong)尺寸缺陷(xian)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)不同(tong)的(de)漏磁(ci)(ci)(ci)(ci)場。可得(de)出以下(xia)結論(lun)：

  1. 不銹鋼管電(dian)介質通過磁化(hua)線圈時，在進入區內形(xing)成(cheng)與原(yuan)始磁化(hua)電(dian)流(liu)(liu)方(fang)向相反的(de)感生(sheng)渦流(liu)(liu)；在離開區形(xing)成(cheng)與原(yuan)始磁化(hua)電(dian)流(liu)(liu)方(fang)向相同的(de)感生(sheng)渦流(liu)(liu)；在中間區域基本沒有感生(sheng)渦流(liu)(liu)產(chan)生(sheng)。

  2. 當(dang)(dang)(dang)不銹(xiu)鋼管(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)頭(tou)進入磁(ci)(ci)化(hua)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)時(shi)，線(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)中(zhong)(zhong)形(xing)成與原(yuan)始(shi)磁(ci)(ci)化(hua)電流(liu)方向相反的(de)感生(sheng)(sheng)電流(liu)；隨著鋼管(guan)(guan)(guan)進一步深入磁(ci)(ci)化(hua)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)，當(dang)(dang)(dang)管(guan)(guan)(guan)體(ti)通(tong)過磁(ci)(ci)化(hua)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)時(shi)，線(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)中(zhong)(zhong)無感生(sheng)(sheng)電流(liu)產生(sheng)(sheng)；當(dang)(dang)(dang)管(guan)(guan)(guan)尾離開磁(ci)(ci)化(hua)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)時(shi)，線(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)中(zhong)(zhong)無感生(sheng)(sheng)電流(liu)產生(sheng)(sheng)；當(dang)(dang)(dang)管(guan)(guan)(guan)尾離開磁(ci)(ci)化(hua)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)時(shi)，線(xian)圈(quan)(quan)(quan)(quan)中(zhong)(zhong)產生(sheng)(sheng)與原(yuan)始(shi)磁(ci)(ci)化(hua)電流(liu)方向相同的(de)感生(sheng)(sheng)電流(liu)。

  3. 管體(ti)同尺寸缺陷漏(lou)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)差異主要來(lai)自鋼管內部(bu)的感(gan)生(sheng)渦流磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)的影響。在進入區(qu)，感(gan)生(sheng)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)與(yu)原始磁(ci)(ci)化場(chang)(chang)(chang)(chang)方(fang)向相反(fan)；在離(li)(li)開(kai)(kai)區(qu)，感(gan)生(sheng)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)與(yu)原始磁(ci)(ci)化場(chang)(chang)(chang)(chang)方(fang)向相同。從而(er)使得鋼管離(li)(li)開(kai)(kai)區(qu)磁(ci)(ci)感(gan)應強度(du)高于進入區(qu)，最終導致(zhi)位于離(li)(li)開(kai)(kai)區(qu)的缺陷漏(lou)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)強度(du)高于進入區(qu)的缺陷漏(lou)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)強度(du)。

  4. 管(guan)端同(tong)尺寸(cun)缺陷漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場差異同(tong)時受到鋼(gang)管(guan)內(nei)部(bu)感生(sheng)(sheng)渦流(liu)和(he)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)線(xian)圈感生(sheng)(sheng)電流(liu)的(de)影(ying)響(xiang)。當鋼(gang)管(guan)管(guan)頭進(jin)入磁(ci)(ci)(ci)化(hua)線(xian)圈時，鋼(gang)管(guan)內(nei)部(bu)感生(sheng)(sheng)渦流(liu)和(he)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)線(xian)圈感生(sheng)(sheng)電流(liu)產生(sheng)(sheng)的(de)磁(ci)(ci)(ci)場均與原(yuan)始(shi)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)場方向相(xiang)反，從(cong)而(er)(er)降低了(le)鋼(gang)管(guan)管(guan)頭磁(ci)(ci)(ci)感應(ying)強度；當管(guan)尾離開磁(ci)(ci)(ci)化(hua)線(xian)圈時，鋼(gang)管(guan)內(nei)部(bu)感生(sheng)(sheng)渦流(liu)和(he)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)線(xian)圈感生(sheng)(sheng)電流(liu)產生(sheng)(sheng)的(de)磁(ci)(ci)(ci)場均與原(yuan)始(shi)磁(ci)(ci)(ci)化(hua)場方向相(xiang)同(tong)，從(cong)而(er)(er)增(zeng)強了(le)管(guan)尾磁(ci)(ci)(ci)感應(ying)強度。最終(zhong)，感生(sheng)(sheng)磁(ci)(ci)(ci)場導致位于鋼(gang)管(guan)管(guan)頭、管(guan)體和(he)管(guan)尾處的(de)同(tong)尺寸(cun)缺陷形成了(le)依次增(zeng)加的(de)漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)場強度。

  5. 為(wei)實現(xian)高速運行時不銹(xiu)鋼(gang)管同尺寸缺(que)陷的(de)一致性(xing)檢(jian)測(ce)與評(ping)價，基于(yu)陣列(lie)傳感單元(yuan)增益修正和延伸導磁(ci)極靴(xue)的(de)檢(jian)測(ce)方法可消除同尺寸缺(que)陷漏磁(ci)場差異，使得同尺寸缺(que)陷在管體和管端處產(chan)生相同的(de)漏磁(ci)檢(jian)測(ce)信號。

  6. 此外，在(zai)研究磁化(hua)(hua)(hua)線(xian)圈(quan)內部感生(sheng)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)形成機制及變化(hua)(hua)(hua)規(gui)律的(de)基(ji)礎上，可(ke)采取在(zai)管(guan)頭處提(ti)前增加磁化(hua)(hua)(hua)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)并在(zai)管(guan)尾處提(ti)前減小磁化(hua)(hua)(hua)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)控制方式，用于(yu)抵消線(xian)圈(quan)中的(de)感生(sheng)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)，從(cong)而可(ke)有效提(ti)高(gao)磁化(hua)(hua)(hua)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)穩定(ding)性。