鋼管縱向傷周向磁化高速探傷方法

隨著我國(guó)石油化工以及能源產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，鋼管的需求量日益增加。然而在鋼管生產(chǎn)過(guò)程中，受加工工藝影響，有可能出現(xiàn)裂紋、腐蝕等缺陷，使用時(shí)會(huì)帶來(lái)一定的安全隱患。根據(jù)美國(guó)石油協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，無(wú)縫鋼管和焊接鋼管在出廠之前必須進(jìn)行100%的探傷。

漏磁檢測(cè)法能對(duì)鐵磁性材料表面、近表面以及內(nèi)部的缺陷進(jìn)行有效的檢測(cè)，而且成本較低，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，所以被很好的用于鋼管檢測(cè)。我們?yōu)榱吮ＷC檢測(cè)效率，需要不斷提高鋼管檢測(cè)的速度。

在漏磁檢測(cè)中，當(dāng)磁化場(chǎng)與缺陷垂直時(shí)漏磁場(chǎng)最大，因此對(duì)縱向缺陷進(jìn)行檢測(cè)時(shí)需要對(duì)鋼管進(jìn)行周向磁化。由于鋼管沿周向的磁導(dǎo)率小于沿軸向的磁導(dǎo)率，在對(duì)鋼管進(jìn)行周向磁化時(shí)難以使其達(dá)到飽和，并且與軸向磁化時(shí)形成的均勻磁場(chǎng)不同，由于鋼管圓周狀的幾何形態(tài)，周向磁化時(shí)磁通難以全部沿周向從鋼管內(nèi)部通過(guò)，會(huì)有一部分磁通擴(kuò)散到空氣中，因此在磁極處磁場(chǎng)最強(qiáng)，在兩磁極中間的區(qū)域磁場(chǎng)最弱，出現(xiàn)了磁場(chǎng)周向分布的不均勻。磁極在軸向方向的長(zhǎng)度有限，磁化場(chǎng)覆蓋的軸向區(qū)域也是有限的，只能對(duì)鋼管的局部進(jìn)行磁化，因此，在鋼管軸向也會(huì)出現(xiàn)磁場(chǎng)分布的不均勻。

通過(guò)對(duì)鋼管螺旋前進(jìn)運(yùn)動(dòng)模型的分析，發(fā)現(xiàn)在對(duì)縱向傷進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)全面掃查，檢測(cè)速度越快，需要檢測(cè)陣列探頭沿軸向布置的距離越長(zhǎng)。然而使用傳統(tǒng)的磁極對(duì)鋼管進(jìn)行周向磁化時(shí)，磁場(chǎng)沿軸向分布的均勻區(qū)域較小，如果陣列探頭覆蓋的范圍超出了均勻磁場(chǎng)所覆蓋的范圍，則同一缺陷經(jīng)過(guò)陣列探頭的各個(gè)探頭時(shí)得到的信號(hào)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的不一致，這樣就無(wú)法對(duì)缺陷做出準(zhǔn)確的評(píng)估，從而影響了檢測(cè)精度。

縱向傷周向磁化檢測(cè)原理

根據(jù)傷的垂直檢出理論，激勵(lì)磁場(chǎng)與傷平行時(shí)幾乎沒(méi)有漏磁場(chǎng)，當(dāng)激勵(lì)磁場(chǎng)與傷垂直時(shí)，產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)最大，對(duì)縱向傷檢測(cè)時(shí)，需要對(duì)鋼管進(jìn)行周向磁化，磁化場(chǎng)由繞在磁極靴上的線圈產(chǎn)生。由于磁極正對(duì)的管壁處形成的磁場(chǎng)分布很不均勻，且管壁與極靴間空氣中的磁場(chǎng)分布也很亂，而在遠(yuǎn)離兩磁極的管壁中央?yún)^(qū)域磁場(chǎng)分布較均勻，因此應(yīng)將檢測(cè)探頭布置在該區(qū)域。

目前，對(duì)鋼管縱向缺陷進(jìn)行全面掃查的方式主要有兩種：一種是探頭和磁化器原地旋轉(zhuǎn)，鋼管直線前進(jìn)；另一種是探頭和磁化器固定，鋼管螺旋前進(jìn)。