非常规情况下金属磁记忆检测方法的研究

　　0　引言

　　金属磁记忆方法的优点在于对受检对象无需任何准备(清理表面等),不要求做人工磁化,快速准确等。但是,由于构件在工作载荷和地球磁场作用下形成的自有漏磁场本身很微弱,因此容易受到其他因素的影响,从而对检测结果产生影响。比如,对于块状试件的检测出现了漏检[1],检测方向和提离值对磁记忆信号的影响[2],工件的在线和离线检测也会对磁记忆信号产生影响[3],低温和高温的不同情况对金属磁记忆信号也产生了很大的影响[4]。

　　在金属磁记忆检测方法实际检测过程中,检测环境还可能存在其他干扰因素。比如地下管道实现防腐的一种方法是外加电流阴极保护法,在管道中会通过一定的电流。在工厂等环境会存在稳恒外磁场的干扰。某些检测方法和工业过程可能对铁磁构件进行交流磁化。这些都会对金属磁记忆检测造成一定的影响,甚至可能使其完全失效。

　　本文研究了在当铁磁构件中通有稳恒电流和存在外部稳恒干扰磁场时对金属磁记忆信号的影响,以及当用巴克豪森躁讯法对构件进行检测后金属磁记忆检测信号的变化。整个试验过程采用俄罗斯动力诊断公司生产的TSC-1M-4型应力集中磁检测仪。

　　1　稳恒电流对金属磁记忆检测的影响

　　对一段长2.7m直径22cm壁厚0.5cm的输油管道进行试验检测。把输油管接入串联电路,包括一个0V～30V的可调可读电流值的晶体管直流稳压电源和一个阻值0Ω～800Ω的滑动变阻器,滑动变阻器控制通入电流大小。当通入电流分别为0A、2mA、4mA、10mA、40mA、100mA、200mA、400mA、1A时,用4通道小车式探头对管道进行金属磁记忆检测。由检测结果可见磁记忆信号图像基本相同,仅列通入电流为0A、10mA、200mA、1A时金属磁记忆检测图像分别如图1～图4所示,图中横坐标为位移坐标,左侧纵坐标为磁场强度大小,右侧为磁场梯度值大小。

　　根据检测结果可以推断在距离管道起始端2500mm处存在明显的应力集中区。在应力集中区内找到3条零支线,如图5所示。该三条零支线彼此交叉,说明自由漏磁场法向分量的符号在该区域内反复变化。

　　由图1～图4信号波形可以看出,在大小不同的通电电流情况下,金属磁记忆信号磁场分布基本不变,可见较小通电电流对金属磁记忆检测方法对应力集中区的判定并没有产生实质性影响。这说明该电流产生的磁场附加到构件本身的漏磁场之上不足以影响磁记忆方法的应用,同时也说明了通入构件的电流并没有改变构件本身的磁结构,没有造成构件自有漏磁场分布的变化。

　　通过仔细对比可以看出电流对磁记忆信号也有一定影响,但是影响很小。由电磁学原理可以计算得知,当一条直导线通过1A电流时在距离4mm处产生的磁场大小约为40A/m,而实验中的输油管道直径很大,电流分布较为分散,因此在距离表面4mm处产生的电流磁场相对很小。利用四型探头(二通道),在不通入电流和通入1A电流时,对钢管分别定点测量其磁场强度,发现1A的电流只使定点处的漏磁场强度相比无电流通过时改变2A/m左右,对钢管整体漏磁场没有大的影响,漏磁磁场的曲线走势并无大的变化,仍然可以进行应力集中区的判定。因此通过1A以下电流对金属磁记忆检测无影响,金属磁记忆检测方法仍然有效。