鋼管縱向傷周向磁化高速探傷方法

隨著我國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，使用時會帶來一定的安全隱患。根據(jù)美國石油協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)及國家標(biāo)準(zhǔn)要求，無縫鋼管和焊接鋼管在出廠之前必須進行100%的探傷。

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

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

通過對鋼管螺旋前進運動模型的分析，發(fā)現(xiàn)在對縱向傷進行檢測時，為了實現(xiàn)全面掃查，檢測速度越快，需要檢測陣列探頭沿軸向布置的距離越長。然而使用傳統(tǒng)的磁極對鋼管進行周向磁化時，磁場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所覆蓋的范圍，則同一缺陷經(jīng)過陣列探頭的各個探頭時得到的信號會出現(xiàn)嚴(yán)重的不一致，這樣就無法對缺陷做出準(zhǔn)確的評估，從而影響了檢測精度。

縱向傷周向磁化檢測原理

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

目前，對鋼管縱向缺陷進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；另一種是探頭和磁化器固定，鋼管螺旋前進。