内壁方式钢管漏磁检测方法的研究

　　在钢管自动漏磁检测装置中,大多采用从钢管外壁磁化和探头扫查检测方式,但外壁检测设备体积庞大,端头盲区长达300 mm以上,无法达到检测要求。本文介绍从钢管内壁进行漏磁检测方法、检测装置结构及工作情况,重点分析内壁检测方式传感器的类型和结构。通过对内、外壁2种检测方法的对比实验发现,采用钢管端头内壁检测方式准确可靠,而且无盲区。

　　1　内壁漏磁检测基本原理

　　1.1　检测盲区的形成原因

　　采用漏磁原理从钢管外壁扫查缺陷的检测方式称外壁漏磁检测[1],但外壁漏磁检测设备体积庞大,端头盲区长。检测初始,钢管通过磁化场时,通电空心线圈逐步变为有铁心线圈,线圈的电感量增大,磁化电流减小,磁化场减弱[2]。由于通过的钢管端头部分缺陷不能形成漏磁场,故产生较长的检测盲区。另外,当传感器对钢管端头扫查时,被钢管撞开,导致与钢管接触不良,也是形成检测盲区的原因之一。采用漏磁原理从钢管内壁扫查缺陷称内壁漏磁检测方式,该方式能实现无盲区检测,不存在由空心线圈变为铁心线圈的问题,当传感器对钢管端头扫查时,因与钢管接触良好,可检测到任意缺陷。

　　1.2　内壁漏磁检测基本原理

　　如图1所示,漏磁检测是通过检测被磁化的铁磁性材料内、外表面溢出的漏磁通,判断是否有缺陷存在[3]。如果材料内无缺陷,磁力线全部束缚在铁磁材料内;若材料内存在缺陷,缺陷磁阻增大,只有少部分磁力线通过缺陷,大部分会绕过缺陷穿过铁磁材料,还有一部分离开材料,在其上下表面产生漏磁场。所谓漏磁检测就是以磁敏传感器沿材料表面扫查,拾取缺陷漏磁场,形成缺陷电信号,达到发现缺陷位置及参数的目的。

　　1.3　内壁漏磁检测装置结构及其工作情况

　　如图2所示,内壁漏磁检测装置结构主要包括磁源、磁化极靴及传感器[4]。磁源产生的磁力线经过由软磁材料组成的磁化极靴耦合到钢管上,使钢管磁化,并由传感器拾取缺陷信号。

　　当检测装置在钢管中运行时,由磁源和磁化极靴组成的励磁设备向管壁加载磁化场,并由贴合在钢管内壁上的磁敏传感器对管壁内侧进行扫查。当检测装置扫查到缺陷时,缺陷的漏磁场被传感器拾取,形成微弱的缺陷电信号,然后对缺陷电信号进行放大、滤波及A/D转换等处理,最后送往计算机进行分析。根据分析结果,可判断管内的缺陷情况,将处理后的信号绘成色图或波形图,即用不同颜色表示不同的缺陷深度,以不同的峰值表示不同的缺陷深度。

　　2　钢管内壁漏磁检测传感器

　　传感器是检测装置的关键元件,必须从线性度和灵敏度两方面来考虑传感器的性能[5]。传感器的线性度是指输出与输入数量之间关系的线性程度,灵敏度是指传感器的输出量增量与输入量增量的比值,本研究采用电感式传感器和霍尔传感器。