漏磁检测中磁化场方向要尽量与裂纹走向垂直,该裂纹才能够被激发出最大的漏磁场。按照裂纹相对于钢管的走向,裂纹缺陷主要分为:轴向裂纹和周向裂纹。轴向裂纹平行于钢管轴向,周向裂纹沿钢管的周向。因此,漏磁检测形成了钢管轴向磁化检测周向裂纹和周向磁化检测轴向裂纹的两种基本检测形式,对应的检测设备结构也分为两种:周向裂纹漏磁检测主机和轴向裂纹漏磁检测主机。
钢管的轴向磁化通常采用穿过式磁化线圈,如图2-2a所示,在钢管轴向局部形成磁化区域,如图2-2b所示。当检测敏感探头的覆盖范围大于360°时,即可实现无漏检测。
图2-2 钢管轴向磁化及其磁化场分布
a)钢管轴向磁化结构 b)钢管轴向磁感应强度分布
钢管轴向磁化检测周向裂纹的具体实施较为简单,检测时的相对扫查运动也只需要轴向直线运动方式。然而,对于钢管周向磁化检测轴向裂纹的实施则较为复杂,其磁化方式通常采用正对的周向磁化极对加以完成,如图2-3a所示。在两磁极正对的管壁中央区形成均匀的磁化场,对该区域内(DZ或DZ′)的轴向裂纹激发漏磁场。通过有限元仿真计算可以看出,在磁极正对的管壁处,形成的磁化并非均匀且磁力线方向也不一致,不可能激发出合适的漏磁场,所以该区域为轴向裂纹检测的盲区,如图2-3b所示。
轴向裂纹检测探头最好布置于两磁极正对的管壁中央区的轴平面上,为此,只有检测探头与钢管之间实现相对螺旋扫查才能达到无盲区检测。所以,为了完成钢管上轴/周向裂纹的全面检测,通常需要两种独立的检测单元:周向裂纹检测单元和轴向裂纹检测单元。检测探头与钢管之间的相对螺旋扫查运动有两种组合形式:①探头固定,钢管做螺旋推进;②轴向裂纹检测单元的磁化器与探头一起旋转,钢管做直线运动,分别如图2-4a、b所示。(www.xing528.com)
图2-3 钢管周向磁化及其磁化场分布
a)钢管周向磁化结构 b)钢管周向磁感应强度分布
图2-4 钢管漏磁检测方法
a)基于钢管螺旋推进的漏磁检测方法 b)基于钢管直线推进的漏磁检测方法
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