漏磁的管端自動(dòng)探傷方法-飛泰

鋼管端部產(chǎn)生缺陷的可能性比管體大，端部缺陷嚴(yán)重地影響著鋼管的使用，許多生產(chǎn)事故都與端部缺陷有關(guān)，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)需要進(jìn)行無(wú)損探傷?，F(xiàn)有的鋼管端部缺陷檢測(cè)方法通常有磁粉、滲透、渦流、超聲波、漏磁等。傳統(tǒng)的磁粉和滲透檢測(cè)鋼管端部的方法存在著檢測(cè)效率低下、受探傷人員人為因素影響較大的問(wèn)題；渦流檢測(cè)因其檢測(cè)原理決定不能檢測(cè)鋼管內(nèi)表面缺陷；自動(dòng)化超聲波檢測(cè)鋼管端部必須借助耦合劑。漏磁檢測(cè)技術(shù)因其對(duì)鐵磁體具有強(qiáng)的磁穿透力并且不受非磁性污垢影響的探傷特性而被廣泛應(yīng)用于鋼管的全方位傷（包括內(nèi)外傷）檢測(cè)中，通常采用連續(xù)一次性掃描的檢測(cè)工藝，探傷效率高。為了在鋼管探傷生產(chǎn)中進(jìn)一步將探傷方法與設(shè)備統(tǒng)一通用化，對(duì)鋼管管端也采用漏磁檢測(cè)方法與裝備是個(gè)較好的選擇。

而對(duì)于鋼管管端的漏磁探傷，目前至少存在著探傷在 50 mm 以上的探傷盲區(qū)。主要原因在于端部效應(yīng)，在鋼管端部的泄漏磁場(chǎng)較強(qiáng)，不能保證端部區(qū)域進(jìn)行有效的飽和磁化，使端部缺陷處的漏磁場(chǎng)減弱，不能被磁敏感元件有效拾取，從而導(dǎo)致漏檢。因此，有必要進(jìn)一步分析并研究出縮小鋼管端部檢測(cè)盲區(qū)的方法與裝置。

鋼管漏磁檢測(cè)端部效應(yīng)

在電磁檢測(cè)中，由于工件的幾何形狀（端部邊緣）急劇改變而引起的鄰邊磁場(chǎng)和渦流干擾，將掩蓋一定范圍內(nèi)缺陷的檢出，這種現(xiàn)象稱之為端部效應(yīng)，該效應(yīng)與端部是同時(shí)存在的。在鋼管漏磁無(wú)損探傷中，當(dāng)檢測(cè)到鋼管端部時(shí)會(huì)產(chǎn)生端部效應(yīng)，在端部相當(dāng)一段長(zhǎng)度內(nèi)造成檢測(cè)盲區(qū)。在檢測(cè)時(shí)，當(dāng)鋼管的端部（頭和尾）進(jìn)入或離開磁化線圈時(shí)，通電線圈逐漸變成帶鐵心線圈或還原為中空狀，此時(shí)磁化場(chǎng)在鋼管端部不能有效地恒穩(wěn)聚集，導(dǎo)致端部空間泄漏磁場(chǎng)相對(duì)較強(qiáng)；另一方面，由于端部磁場(chǎng)的發(fā)散變動(dòng)，導(dǎo)致端部管壁內(nèi)磁通量變化，使得缺陷處漏磁場(chǎng)減弱。采用 ANSYS 有限元分析其端部磁場(chǎng)的分布，此時(shí)缺陷處漏磁場(chǎng)被端部的泄漏靜磁場(chǎng)所淹沒(méi)，缺陷難以被檢測(cè)并識(shí)別出來(lái)，形成端部檢測(cè)盲區(qū)。

端部盲區(qū)的消除

鋼管因有端部而不可避免地存在端部效應(yīng)，但端部檢測(cè)盲區(qū)卻可以減小或消除。鋼管端部效應(yīng)的存在，主要是由于鋼管在端部發(fā)生形狀連續(xù)性突變，造成其磁化場(chǎng)在端部的發(fā)散形成端部泄漏靜磁場(chǎng)。對(duì)此，可采用導(dǎo)磁構(gòu)件來(lái)收集端部泄漏磁場(chǎng)，對(duì)端部磁路加以引導(dǎo)，借用另外的導(dǎo)磁構(gòu)件與鋼管端部對(duì)接后形成新的端部，使得原端部變?yōu)楣荏w，稱這種減小端部盲區(qū)的方法為端部移接法。端部移接法中對(duì)接的導(dǎo)磁構(gòu)件可以為管狀對(duì)接，可以為板狀對(duì)接，也可以既加對(duì)接管也加對(duì)接板來(lái)進(jìn)行對(duì)接。結(jié)合加對(duì)接管和對(duì)接板對(duì)接法，采用連接有對(duì)接板的對(duì)接管來(lái)實(shí)現(xiàn)其對(duì)接，這樣在減少對(duì)接管對(duì)接長(zhǎng)度的同時(shí)，又能讓檢測(cè)探靴到達(dá)端部并對(duì)端部進(jìn)行全面掃描檢測(cè)，更重要的是能夠很好地對(duì)端部磁路加以引導(dǎo)，減少端部泄漏靜磁場(chǎng)。

鋼管端部漏磁探傷方案

依據(jù)鋼管漏磁檢測(cè)端部效應(yīng)及其盲區(qū)消除機(jī)理分析，設(shè)計(jì)了如圖 4 所示的鋼管軸向磁化外加管板對(duì)接的檢測(cè)方案，利用磁路引導(dǎo)裝置對(duì)端部發(fā)散磁場(chǎng)進(jìn)行有效的匯聚，以減少或克服端部效應(yīng)的影響。檢測(cè)過(guò)程中，鋼管端部在與磁路引導(dǎo)裝置完成對(duì)接后，保持不動(dòng)，軸向磁化線圈通直流電，對(duì)鋼管端部進(jìn)行穩(wěn)恒磁化，磁路引導(dǎo)裝置在磁力的作用下與鋼管端頭緊密貼合，從而防止間隙較大導(dǎo)致鋼管端部泄漏磁場(chǎng)較大，影響端頭的磁化強(qiáng)度。內(nèi)外壁探頭分別拾取鋼管端頭內(nèi)外壁缺陷的漏磁場(chǎng)，檢測(cè)時(shí)與軸向磁化線圈一起直線推進(jìn)，完成要求的探傷范圍。