钢管漏磁探伤中孔洞缺陷的漏磁场分析
漏磁探伤原理
漏磁探伤
漏磁探伤：
借助于该磁痕来显示铁磁材料及其制品的缺陷情况。
磁粉探伤法可探测露出表面，用肉眼或借助于放大镜也不能直接观察到的微小缺陷，也可探测未露出表面，而是埋藏在表面下几毫米的近表面缺陷。
探伤原理
探伤的原理是，当铁磁性钢管充分磁化时，管壁中的磁力线被其表面的或近表面处的缺陷阻断，缺陷处的磁力线发生畸变，一部分磁力线泄露出钢管的内，外表面，形成漏磁场。
采用探测元件检测漏磁场来发现缺陷的电磁检测方法，即漏磁探伤。
当位于钢管表面并与钢管作相对运动的探测元件拾取漏磁场，将其转换成缺陷电信号时，通过探头可得到反映缺陷的信号，从而对缺陷进行判定处理。
探伤灵敏度，以钢管外表面为最高，从外表面到内表面，随壁厚增大而降低。
当缺陷走向与磁力线方向垂直时，缺陷处漏磁场强度最大，探伤灵敏度也最高。
随着缺陷走向的偏斜，漏磁场强度逐渐减小，直至二者走向一致时，漏磁场强度接近为零。
因此，当采用纵向，横向探伤设备时，对于斜向缺陷反应不甚敏感，易形成盲角区域。
由于设备原因，探伤时钢管两端必然存在一段不可探区。
[1]。
钻杆缺陷漏磁检测有限元仿真分析
得模型的磁通量密度等值云图 ，缺陷截面磁感应强
度云图切片如图 ３ 所示 ，缺陷处有 明显的漏磁场产 生。通过缺陷上方模拟传感器位置 的路径提取 ， 可获 分 析
量密度径向分量如 图 ８ 所示。
图 ５ 不 同直 径 磁 通量 密度 径 向分 量 对 比
磁通量密度轴 向分量在开始 阶段 ，峰值 随着缺
在三种气隙高度所导致 的磁通量 密度峰值的比
３ ｍ ｍ气 隙的漏磁场强度虽然相对较弱 ，但 考 陷直径的增 大而变大 ， 在超过 ４ ． ５ ｍ ｍ后 ， 峰值增 长 较中 ， 趋势放缓 ， 在达到 ６ ． ５ ｍ ｍ后 ， 峰值开始递减 ； 磁通量 虑到未来仪器制造使用 中，气隙过小会导致磁化 结 密度径向分量在开始阶段 ，峰 一峰值 随着缺陷直径 构贴 近钻杆壁外表面 ，为避免与杆壁吸引力过大而 故选用 ３ ｍ ｍ气隙高度是合 的增大而增大 ， 在缺陷直径超过 ４ ． ５ ｍ ｍ左右时， 峰一 造成操作者劳动强度大 ，
由于钻杆的圆弧形面特性在仪器制造上 的特殊
性， 故需对磁化气隙进行研究 ， 确定最佳距离既满足 磁化强度需求 ， 又避免磁力过大使用费力。所检钻杆
０ ２ ４ ６ ８ １ ０ １ ２
距离／ ａ ｒ ｍ
外径为 ７ ３ Ｉ ｎ ｍ ， 在分析过程 中， 分别设 定气 隙高度为 ｌ ｍ ｍ， ２ ｍ ｍ， ３ ｍ ｍ用于模拟求解 ， 求解后获得的磁通
钽 ０ １ ４
亲０ ． １ ２
０ｌ ０ ０ ２ ４ ６ ８ １ ０ １ ２
距离／ ｍ ｍ
管道漏磁检测磁化问题分析
管道漏磁检测磁化问题分析汤荣;孙丽;陈峰【摘要】在漏磁法检测中为保证检测灵敏度,要求使被测材料磁化到饱和状态,降低可检测出的最小缺陷值.本文对铁磁性材料的开路磁化与闭路磁化进行比较,阐述了材料的磁化曲线的是在闭合磁路磁化条件下测得的,开路磁化曲线与材料的形状和尺寸有关,并且在开路磁化基础上论述了漏磁检测磁化方式的选择方式.%To improve inspection sensitivity, the measured material comes to saturation magnetization is required. It can reduce value of the smallest flaws which the inspection system discover. The comparison of ferromagnetism material magetization configration is done between broken way and circle in the paper. That the material''s magnetizaton curve is measured under in circle way is brought forward. The broken way of magnetization curve is also related with shape and size. And on the basis of the broken way of magnetization discusses magnetization of the magneticflux leakage testing method.【期刊名称】《全面腐蚀控制》【年(卷),期】2015(029)010【总页数】3页(P28-30)【关键词】漏磁;磁化曲线;磁化方式【作者】汤荣;孙丽;陈峰【作者单位】中石化长输油气管道检测有限公司,江苏徐州 221008;中国石化管道储运公司华东管道设计研究院,江苏徐州 221008;中石化长输油气管道检测有限公司,江苏徐州 221008【正文语种】中文【中图分类】TG174.41漏磁检测技术是通过拾取被磁化的钢管其缺陷处引起泄漏到外部的磁通信号，再经信号处理装置得到与缺陷的形状有关的电信号的一种方法。
钢管相邻缺陷漏磁场相互影响的分析
２ Ｓｈ ｏ ｏＥｅｔ ｎｃ ｄＥｅｔｃ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｓ ａｇ ａＪ ｏｏｇＵ ｉｅｓｙ ． ｃｏ ｌｆ ｌｃ ｏ ｉａ ｌ ｒ ｇｎｅｉ， ｈ ｈｉｉ ｔｎ ｎｖｒｉ Ｍｉｘｎ ｈ ｇａ ２ ０ ４ ） ｒ ｎ ｃ ｉＥ ｎ ｎ ａ ｔ ｎｉｇＳ ａ ｈ ｎ ｉ ０２ ０
Ｅｆｅ ｔ ｆ ｃ ａ ｙ ｉ ｆ ａ ｂ ｆ ｃ ｎ Ｍ Ｆ Ａｎ ｌ ｓｓｏ Ｎｅ ｒ ｙ Ｄｅ ｅ ｔ ｏ Ｌ ｉ ｔ ｅ ｐ ｌｎ ｎＳｅ ｌ Ｐｉ ｅｉ ｅ
Ｌ ｎ ｂ ＬＩ ａ ｇ ， Ｉ Ｘｕ ． ｏ ， ｎ ＣＨＥＮ ａ ｇ ， ＡＮＧ ｉｄ ｎ ＹＵ ＡＮ ｉ ｎ ， ｎ Ｘｉ Ｌｉｎ Ｗ Ｈａ． ｏ ｇ ， Ｔａ． ｗｅ ａ ｄ ＨＵＡＮＧ ｕ － ｉ ｇ Ｚ ｏｙｎ
ｎ ｌ ｉ Ｔ ｅ ｅ ｃｉ ｆ ｉｃｎ ｆｃｓ ａ ｅ ｉｄ Ｔ ｅ ｕ ｒ ｌｉ ａ ｏ ｓ ｌ ｔ ｊｃｎ ａ ａ ｓ ． ｈ ｔ ａｔ ｎｏ ｔｅ ｄａｅ ｔ ｅｅｔ ｈ ｓ ｅｎｓ ｄｅ ． ｈ ｍｅｉａ ｓ ｌ ｉｎ ｐｙｔａｔｅ ｄａ ｅｔ ｙｓ ｎ ｉ ｒ ｏ ｈ ａ ｄ ｂ ｕ ｔ ｎ ｃ ｍｕ ｔ ｍ ｉ ｈ ａ ｈ
（ ． ｃ ｏ ｌ ｆ ｃ ａ ｏ ｉｓ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｕ ｉｅｓ ｙｏ Ｅ ｅｔ ｎｃ ｃｅ ｃ ｄＴ ｃ ｎ ｌｇ ｆ ｈｎ Ｃ ｅ ｇ ｕ ６ ０ ５ ； １ Ｓ ｈ ｏ Ｍｅｈ ｔ ｎ ｃ ｇｎ ｅ ｎ ， ｎｖ ｒｉ ｆ ｌ ｒ ｉ Ｓ ｉ ｅ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｃ ｉａ ｏ ｒ Ｅ ｉ ｔ ｃｏ ｎ ａ ｏ ｈ ｎ ｄ １ ０ ４
无缝钢管涡流探伤和漏磁探伤比较
种控制模式:温度模式下,系统根据设定或菜单下载的温度设定来自动控制水的流量;流量模式和手动模式,都必须输入相应的值才行。
F T是流量变送器,它直接把MV1的实际值转化为模拟量输入到PLC进行处理。
5)换向阀(divert valve)EV1、次级阀(secondary valve)EV211-EV213:EV1用来控制冷却水流向水箱或泄流槽内。
在自动模式下,系统根据HMD 信号,自动控制阀门的开与关。
EV211-213次级阀主要是控制喷嘴的水流压力使之达到最大。
在自动状态下(即在RA TIO状态),系统会根据各管路内的水压,自动有序地控制各次级阀的开或关。
6)泄压阀(flume press valve)MV2:位于换向阀的后面,用来控制水流换向到泄压槽内时的水箱回流压力。
一般情况用自动模式(即RA TIO模式),此时系统能自动地根据水流的流量(平均压力/平均流量)来计算压力设定。
7)水清扫阀(water stripper valve)EV3及空气清扫阀(air stripper valve)EV4:EV3和EV4均位于水箱的出口端,它们的功能一是清除轧件从水箱出来时带出的水,二是清除轧件表面的氧化铁皮。
当换向阀开启时,水清扫阀及空气清扫阀也会同时打开,而在换向阀关闭后它们会延时自动关闭。
3 结语MOR G AN系统在高线投产以来,运行稳定、可靠,一般情况下吐丝温度能控制在±10℃的范围内,对高线产品的质量保证起到了至关重要的作用。
但该系统也有不足之处,在温度模式下,控制不是很平稳,这主要是由冷却水压及空气压力的不平稳造成。
而在流量模式和手动模式下,控制效果相当不错。
收稿日期:20050914审稿:朱初标编辑:魏海青 浙江冶金2006年2月 第一期无缝钢管涡流探伤和漏磁探伤比较姚舜刚(浙江省特种设备检验中心 杭州 310020)摘 要:阐述了无缝钢管在轧制过程中产生的表面和内部缺陷的两种探伤方法,即涡流探伤和漏磁探伤。
管道漏磁内检测技术
B Φ/S 因此，磁感应强度也叫磁通密度。 磁感应线上每一点的切线方向代表该点的磁感 应强度的方向，磁感应强度的大小等于穿过与磁 感应线垂直的单位面积上的磁通量。 磁场强度只与励磁电流有关，而磁感应强度还 与被磁化的材料的性质有关。铁磁性材料的磁感 应强度B远大于磁场强度H。
二、电磁感应定律 1、楞次定律与右手定则 （1）楞次定律：感应电动势趋于产生一个电流， 该电流的方向趋于阻碍产生此感应电动势的磁通 变化。适用于一般情况的感应电流方向判定。
可理解为： ①当穿过闭合回路的磁通量增加时，感应
电流的磁场方向总是与原磁场方向相反； ②当穿过闭合回路的磁通量减小时，感应
电流的磁场方向总是与原磁场方向相同。
（3）右手螺旋定则（安培定则）：用右手握 螺线管，让四指弯向螺线管的电流方向，大拇指 所指的那一端就是通电螺线管的北极（磁场方向） （安培定则二）。直线电流的磁场的话，大拇指 指向电流方向，另外四指弯曲指的方向为磁感线 的方向（安培定则一）。
表示电流和电流 激发磁场的磁感线方 向间关系的定则，适 用通电导体磁场方向 的判定。
S
B
（3）单位
= BScos
在SI单位制中，磁通量的单位是韦伯，符号是
Wb；在CGS单位制中，磁通单位是麦克斯韦
（Mx），1麦克斯韦表示通过1根磁力线。
1Wb=108Mx=1T·m2=1V·s。磁通量是标量，
但有正负，正负仅代表穿向。
（4）意义：B越大，S越大，穿过这个面的 磁感应线条数就越多，磁通量就越大。
（4）磁化：使原来没有磁性的物体具有磁性的 过程叫做磁化。铁和钢制的物体都能被磁化。
（5）去磁（或退磁）：使原来具有磁性的物体 失去磁性的过程叫做去磁（或称为退磁）。
管杆漏磁探伤现场应用中的问题及对策
元件检测平 面与 油管轴 线 的夹角 、霍尔元 件 中输 入 的控制 电流 。检测时 ，要求 卢 保持 不变。 、 不 论 是感 应 线 圈检 测还 是 霍尔 元件 检 测 ，影 响 感 生 电 势 。 霍 尔 电势 的 主 要 因 素 都 是 缺 陷 漏 或 磁 场 产 生 的磁 感 应强 度 析磁 感 应 强度
Ｂ （ Ｙ ， ）— — 检测 元 件 所在 点 Ｐ （ ，Ｙ ）
的漏 磁 场 磁感 应 强度 曰 在 Ｙ轴 的分量 ； ｆ —— 检测 单 位长 度 油管 所 需 的时 间 。 由式 （ ） 知 ，影 响 Ｕ 的 因素 除漏 磁 场 磁 感应 １
影 响 漏 磁 检 测 准 确 性 的 因素
式中
（ ） 感 应 线 圈检 测 １
感生 电势 ：
＝ ｎ［ （ （ Ｙ Ｓ ｏ＃ ／ ｔ ｄ Ｂ ， ） ｃ ｓ ） ｄ ］
ｎ — 线 圈 匝数 ，不变 ； — Ｓ— — 感应 线 圈 的 面积 ，不变 ；
— —
（） １
线 圈 检测 平 面与 油 管轴 线 的夹 角 ；
度 ，掌 握 管 、杆 的 使 用 安 全 系 数 ，最 终 决 定 在 役 管 、杆 是 否报 废 ，即作 为 判废 的依据 。判废 的方法 是 ：管 、杆 缺 陷 的形 状 、尺寸 特 征决 定 缺 陷漏 磁 场 的 强弱 ，漏磁 场 的 强 弱决 定缺 陷 检测 信 号 峰值 的 大
图 １ 检 测 示 意 图
维普资讯
石 油
机
械
２０ ０ ２年 第 ３ Ｏ卷
无损检测-漏磁
1 ．什么叫漏磁场？当用磁化器磁化被测铁磁材料时，若材料的材质是连续、均匀的，则材料中的磁感应线 将被约束在材料中，磁通是平行于材料表面的（如下图所示），几乎没有磁感应线从表面穿 出，被检工件表面没有磁场。
但是，当材料中存在着切割磁力线的缺陷时，材料表面的缺陷 或组织状态变化会使磁导率发生变化，由于缺陷的磁导率很小，磁阻很大，使磁路中的磁通 发生畸变，磁感应线流向会发生变化，除了部分磁通直接通过缺陷或通过材料内部来绕过缺 陷外，还有部分的磁通会泄漏到材料表面上空，通过空气绕过缺陷再度重新进入材料，从而 在材料表面缺陷处形成漏磁场（如下图所示）。
2 ．什么叫漏磁场检测？漏磁场检测（ m agnetic fluxleakage testing MFL ）是指铁磁材料被磁化后，因试件表 面或近表面的缺陷而在其表面形成漏磁场，人们可通过检测漏磁场的变化发现缺陷。
3 ．简述铁磁性构件的磁化。
在磁性无损检测中磁化是实现检测的第一步，决定着能否产生出漏磁场信号，同时也影 响着检测信号的性能特性和检测装置的结构特性。
与磁粉探伤一样，磁化由磁化器实现，包括磁源和磁路两大部分。
随被测构件的结构不同，磁源和磁路均会改变。
4. 磁化方式可分为哪几类？磁化方式通常可分为五类，分别是交流磁化方式、直流磁化方式、永磁磁化方式、复合 磁化方式和综合磁化法。
5. 漏磁检测中应如何选择磁化强度？ 在漏磁检测中，通常要求铁磁性构件中的磁感应强度达到 0.7 特斯拉以上，或者按 安匝 5 /mm 2计算线圈磁化的能力。
在磁性检测中，检测装置的体积和重量主要集中于磁化器上，而这些又决定了检测装置的现场使用性能，因此，强度的选择应在确保检测灵敏度的同时以减轻磁化器的重量为主要目标。
6 ．漏磁检测技术有哪些特点？由于漏磁场检测是用磁传感器检测缺陷，相对于磁粉、渗透等方法，有以下优点：①易于实现自动化。
②较高的检测可靠性由计算机根据检测到的信号判断缺陷的存在与否，可以从根本上解决在磁粉，渗透方法中人为因素的影响，而具有较高的检测可靠性。