高速漏磁检测方法的发展

漏磁检测法已成功应用于各类铁磁性材料的检测中,但当代生产技术的革新和新应用领域的出现对漏磁检测法的检测速度提出了新的挑战。高速漏磁检测的信号出现畸变,制约着检测速度的进一步提高。对此,众多研究人员对信号畸变的机理进行研究,发现磁化滞后效应是影响高速漏磁检测信号的主要因素。当高速运动的钢管通过磁化线圈时,涡流使得管壁内的磁场无法达到稳定状态,从而影响了漏磁检测信号。在机理探究的基础上,提出了增大磁化线圈长度、采用多级磁化等方法来抑制高速漏磁检测时信号的畸变。动生涡流无损检测法和动生涡流热成像检测法等新电磁检测方法也被提出,并在高速检测时获得了较好的效果。

高速漏磁检测的二维缺陷轮廓重构

针对高速漏磁检测缺陷可视化中的关键技术与难点，通过提升小波包的方法对缺陷漏磁信号进行预处理，根据电磁场基本理论，对高速漏磁检测过程中传感器速度对漏磁信号的影响作了理论分析，提出了基于正则化理论的径向基函数神经网络的补偿措施，通过网络的映射，得到了缺陷漏磁信号的速度不变响应，最后利用蚁群算法优化的径向基函数网络对缺陷漏磁信号进行二维反演，实现了缺陷的二维轮廓重构。

钢管高速漏磁检测中涡流效应实验分析

通过将钢管直线高速扫描运动转换为圆环旋转高速扫描运动的方式,组建了高速漏磁检测装置;分析基线漂移的根源——涡流效应,以及高速漏磁检测中涡流效应存在的物理诠释及其分布特点。对比分析表明:0～12m/s的扫描速度对检测信号幅值的影响不大,但由于确实存在涡流效应,所以导致所获得检出信号波形基线发生了漂移,而基线的漂移方向取决于磁敏元件布置在磁化器中的位置,基线漂移可通过一定的软件补偿调整而得到处理。

感生磁场对高速运动钢管磁化的影响机理

当高速运动钢管通过磁化线圈时会产生两种电磁感应现象:一方面,钢管电介质切割磁力线会产生感生涡流;另一方面,磁化线圈内部钢管磁介质总量发生变化而产生感生电流。钢管感生涡流和线圈感生电流产生的感生磁场会改变初始磁化场的强度与分布,进一步改变钢管的磁化状态,最终导致不同位置的同尺寸缺陷产生不同的漏磁场。为获得感生磁场对高速运动钢管磁化的影响机理,以楞次定律为基础,建立感生磁场的作用方程,获得钢管在不同位置处时钢管中感生涡流和磁化线圈中感生电流产生的磁场方向,并发现在钢管管头进入磁化线圈时,感生磁场方向与初始磁化场方向相反,而在管尾处两者方向相同,经磁场叠加后,钢管管尾处的磁化强度增强,管体处基本不变,而管头处减弱。利用钢管高速漏磁检测系统进行试验论证,缺陷检测结果与理论分析结论相同。

涡流效应影响高速运动钢管磁化的仿真研究

根据楞次定律,在高速漏磁检测过程中钢管与轴向磁化线圈发生轴向相对运动时将产生涡流效应。涡流磁场与原磁化场叠加后影响钢管磁化状态,最终影响到高速漏磁检测结果的一致性。为分析高速漏磁检测中涡流效应对钢管全长磁化的影响,将原磁化场矢量分解轴向分量和径向分量并根据楞次定律建立钢管内部涡流分布方程,并获得感应涡流磁场在钢管中的空间分布。分析涡流磁场叠加于原磁化场之后对管头、管体和管尾处磁化状态的影响,发现管头涡流磁场与原磁化场方向相反,涡流效应具有抑制钢管磁化作用;管尾处两者方向相同,涡流效应具有增强磁化作用;涡流效应对管体磁化基本没有影响。通过有限元法分析钢管运行速度与涡流密度的关系,并进一步研究涡流效应对钢管管头、管体和管尾磁化状态的影响,为钢管全长一致性评价提供参考依据。