漏磁檢測中磁化場方向要盡量與裂紋走向垂直，該裂紋才能夠被激發出最大的漏磁場。按照裂紋相對于不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)的走向，裂紋缺陷主要分為：軸向裂紋和周向裂紋。軸向裂紋平行于鋼管軸向，周向裂紋沿鋼管的周向。因此，漏磁檢測形成了鋼管軸向磁化檢測周向裂紋和周向磁化檢測軸向裂紋的兩種基本檢測形式，對應的檢測設備結構也分為兩種：周向裂紋漏磁檢測主機和軸向裂紋漏磁檢測主機。
不(bu)銹鋼管的軸向磁化通常采用穿過式磁化線圈，如圖2-2a所示，在鋼管軸向局部形成磁化區域，如圖2-2b所示。當檢測敏感探頭的覆蓋范圍大于360°時，即可實現無漏檢測。
不(bu)銹鋼管軸向磁化檢測周向裂紋的具體實施較為簡單，檢測時的相對掃查運動也只需要軸向直線運動方式。然而，對于不(bu)銹鋼管周向磁化檢測軸向裂紋的實施則較為復雜，其磁化方式通常采用正對的周向磁化極對加以完成，如圖2-3a所示。在兩磁極正對的管壁中央區形成均勻的磁化場，對該區域內（DZ或DZ＇）的軸向裂紋激發漏磁場。通過有限元仿真計算可以看出，在磁極正對的管壁處，形成的磁化并非均勻且磁力線方向也不一致，不可能激發出合適的漏磁場，所以該區域為軸向裂紋檢測的盲區，如圖2-3b所示。
軸向(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)探頭(tou)(tou)最好布置于兩磁極正對(dui)的(de)(de)(de)管(guan)壁(bi)中(zhong)央區的(de)(de)(de)軸平面上(shang)，為此，只有(you)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)探頭(tou)(tou)與(yu)鋼(gang)管(guan)之間(jian)實現相對(dui)螺旋(xuan)掃(sao)(sao)查才能達到(dao)無盲區檢(jian)(jian)測(ce)(ce)。所以，為了完成鋼(gang)管(guan)上(shang)軸／周向(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)的(de)(de)(de)全面檢(jian)(jian)測(ce)(ce)，通(tong)常需要兩種(zhong)(zhong)獨立(li)的(de)(de)(de)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)單(dan)元(yuan)：周向(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)單(dan)元(yuan)和軸向(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)單(dan)元(yuan)。檢(jian)(jian)測(ce)(ce)探頭(tou)(tou)與(yu)鋼(gang)管(guan)之間(jian)的(de)(de)(de)相對(dui)螺旋(xuan)掃(sao)(sao)查運(yun)動(dong)有(you)兩種(zhong)(zhong)組合形(xing)式：①. 探頭(tou)(tou)固定，鋼(gang)管(guan)做螺旋(xuan)推進；②. 軸向(xiang)(xiang)(xiang)裂(lie)紋(wen)(wen)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)單(dan)元(yuan)的(de)(de)(de)磁化器與(yu)探頭(tou)(tou)一起旋(xuan)轉，鋼(gang)管(guan)做直(zhi)線運(yun)動(dong)，分別如圖2-4a、b所示。
一、軸(zhou)向磁化方法與(yu)軸(zhou)向磁化器
根據垂直磁化基(ji)本(ben)理論，漏(lou)磁檢(jian)測(ce)(ce)中形成了鋼管(guan)(guan)軸向(xiang)(xiang)磁化檢(jian)測(ce)(ce)周向(xiang)(xiang)裂紋(wen)的(de)基(ji)本(ben)檢(jian)測(ce)(ce)形式(shi)和設備結構。目前主(zhu)要(yao)有(you)兩種(zhong)驅動方式(shi)，一種(zhong)是(shi)鋼管(guan)(guan)直線前進，周向(xiang)(xiang)裂紋(wen)檢(jian)測(ce)(ce)探(tan)頭(tou)沿(yan)圓周方向(xiang)(xiang)包圍鋼管(guan)(guan)的(de)檢(jian)測(ce)(ce)方法；另(ling)一種(zhong)是(shi)鋼管(guan)(guan)螺旋前進，周向(xiang)(xiang)裂紋(wen)檢(jian)測(ce)(ce)探(tan)頭(tou)沿(yan)軸向(xiang)(xiang)覆(fu)蓋(gai)鋼管(guan)(guan)的(de)檢(jian)測(ce)(ce)方法。這兩種(zhong)檢(jian)測(ce)(ce)形式(shi)的(de)前提是(shi)相同的(de)，即需要(yao)磁化器產生合適的(de)軸向(xiang)(xiang)磁化場(chang)，以激(ji)勵周向(xiang)(xiang)裂紋(wen)產生足(zu)夠強度的(de)漏(lou)磁場(chang)。
不(bu)銹鋼管軸向磁化通常采用穿過式線圈磁化器產生軸向磁化場，如圖2-5所示，主要分為單線圈磁化和雙線圈磁化兩種形式。單線圈磁化時，檢測探頭一般放置在磁化線圈內部；雙線圈磁化時，檢測探頭放置在兩個線圈之間。由此可見，由于檢測探頭布置空間的需要，相對于單線圈而言，鋼管與雙線圈的耦合度更高。
1. 單線圈磁(ci)化(hua)器及特點
如圖(tu)2-5a所示，單線(xian)圈磁(ci)(ci)化(hua)器是(shi)目前軸向磁(ci)(ci)化(hua)器的主要(yao)形式之一。此(ci)種(zhong)磁(ci)(ci)化(hua)器結(jie)構(gou)簡單，成本相對(dui)較低。但是(shi)，因檢測探(tan)頭(tou)需放置在線(xian)圈內(nei)部(bu)，造成線(xian)圈內(nei)徑(jing)相對(dui)鋼(gang)(gang)管外(wai)徑(jing)較大，鋼(gang)(gang)管與線(xian)圈的耦合(he)度較低，影(ying)響磁(ci)(ci)化(hua)效果。
單勵(li)磁線(xian)(xian)圈(quan)(quan)結構如(ru)圖2-6所示(shi)，其(qi)主(zhu)要參數(shu)包括線(xian)(xian)圈(quan)(quan)匝數(shu)nc 線(xian)(xian)圈(quan)(quan)電流Ic、線(xian)(xian)圈(quan)(quan)外徑(jing)(jing)dc1、線(xian)(xian)圈(quan)(quan)內徑(jing)(jing)dc2、線(xian)(xian)圈(quan)(quan)厚度Te。以及內部(bu)漆包線(xian)(xian)直(zhi)徑(jing)(jing) dcw。
勵磁線圈的磁化能力主要由線圈的安匝數以及線圈與鋼管的耦合度決定。漆包線直徑越大，其能夠承受的電流越大，也帶來更加嚴重的散熱問題；線圈內徑越小，與不銹鋼管的耦合度越高，磁化效果越好，但需留足空間以保證不銹鋼管順利通過。
以下舉(ju)例說(shuo)明線圈結構與設計過程。
討(tao)論(lun)壁厚(hou)(hou)為9.19mm、直徑為127mm不銹鋼管的單勵(li)磁(ci)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)設計，如圖2-7所(suo)示。保持勵(li)磁(ci)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)的安匝數和線(xian)(xian)圈(quan)(quan)內徑不變，改變線(xian)(xian)圖2-6 單勵(li)磁(ci)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)結構(gou)(gou)圈(quan)(quan)厚(hou)(hou)度(du)(du)和線(xian)(xian)圈(quan)(quan)外徑，得到不同結構(gou)(gou)參(can)數的單勵(li)磁(ci)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)。進一步，通過(guo)仿真計算，選(xuan)擇(ze)磁(ci)化效果相對較好，并(bing)且線(xian)(xian)圈(quan)(quan)厚(hou)(hou)度(du)(du)、質量均滿(man)足實(shi)際要求的勵(li)磁(ci)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)，具(ju)體(ti)參(can)數選(xuan)取如下。
a. 線(xian)(xian)圈(quan)安(an)匝數(shu)(shu)：線(xian)(xian)圈(quan)安(an)匝數(shu)(shu)主要根(gen)據鋼(gang)管的(de)(de)(de)磁化(hua)特性曲(qu)線(xian)(xian)，以(yi)及(ji)鋼(gang)管的(de)(de)(de)內外(wai)徑(jing)尺ru寸進行選取(qu)(qu)。針對以(yi)上(shang)尺寸鋼(gang)管，n。初步選取(qu)(qu)2000匝，漆包線(xian)(xian)直徑(jing)dcw取(qu)(qu)1.7mm，單(dan)根(gen)漆包線(xian)(xian)能夠承受的(de)(de)(de)最(zui)大電流為20A，實際磁化(hua)過程中(zhong)取(qu)(qu)10A。
b. 線(xian)圈內徑dc2：由于鋼(gang)管(guan)的(de)直線(xian)度誤差(cha)，以及輸送(song)輥道的(de)制造安裝誤差(cha)，鋼(gang)管(guan)在(zai)(zai)前(qian)進過程中不可避免地存在(zai)(zai)多自由度擺動。為(wei)使鋼(gang)管(guan)順利通過線(xian)圈而不發生碰撞，并盡量形(xing)成最好(hao)的(de)磁化效(xiao)果，d2初步選取284mm。
c. 線(xian)圈厚(hou)度(du)：線(xian)圈厚(hou)度(du)是需(xu)要優化的指標之一(yi)，線(xian)圈厚(hou)度(du)依次取130mm、120mm、110mm、100mm、90mm、80mm、70mm、60mm、50mm、40mm和(he)30mm。
d. 線(xian)圈(quan)外(wai)徑dcl：保(bao)證線(xian)圈(quan)的匝數不變(bian)，在線(xian)圈(quan)厚度(du)變(bian)化時，外(wai)徑也做(zuo)相應調整。對應上述的線(xian)圈(quan)厚度(du)，線(xian)圈(quan)外(wai)徑依(yi)次取ф354.2mm、φ360mm、φ366.9mm、φ375.2mm、ф385.4mm、φ398mm、φ414mm、Φ436mm、φ466.4mm、φ512mm 和φ588mm。
對不同結構(gou)參數(shu)的(de)單勵磁線圈磁化(hua)效果進行量化(hua)分析，利(li)用仿真(zhen)方法對單勵磁線圈磁化(hua)鋼管(guan)管(guan)體的(de)過程依次(ci)進行求解，各個線圈的(de)具體參數(shu)如圖(tu)2-8所示(shi)。
提取不銹鋼管管體內部軸向磁感應強度B2，得到圖2-9所示曲線。從圖中可以看出，不同參數單勵磁線圈對鋼管管體的磁化效果不同。為進一步評估各勵磁線圈的磁化效果，提取不同參數單勵磁線圈磁化時管體內部最大磁感應強度值，用max表示，得到圖2-10所示曲線。
從(cong)圖2-10中可(ke)(ke)以看出，隨(sui)著線圈厚(hou)度的不斷增加(jia)，鋼管(guan)體內的Bmax急劇(ju)增大，當線圈厚(hou)度達(da)到100mm時(shi)，鋼管(guan)體內磁感(gan)應(ying)強(qiang)度基本達(da)到最大值。此后，繼(ji)續增大線圈厚(hou)度，鋼管(guan)體內的Bmax基本保持不變。此外，從(cong)圖2-9中可(ke)(ke)以看出，當采用(yong)單勵磁線圈對不銹鋼管(guan)進行磁化時(shi)，管(guan)體內磁感(gan)應(ying)強(qiang)度軸向均勻性較差。
根據式（2-3），計算(suan)圖(tu)(tu)2-8所示不同參數勵(li)(li)磁(ci)(ci)線圈(quan)(quan)(quan)的質(zhi)量，如圖(tu)(tu)2-11所示。從圖(tu)(tu)中可(ke)以(yi)看出，隨著勵(li)(li)磁(ci)(ci)線圈(quan)(quan)(quan)厚(hou)度不斷增(zeng)加，其質(zhi)量逐(zhu)漸(jian)減小(xiao)。當(dang)(dang)勵(li)(li)磁(ci)(ci)線圈(quan)(quan)(quan)厚(hou)度較小(xiao)時，隨著線圈(quan)(quan)(quan)厚(hou)度增(zeng)加，勵(li)(li)磁(ci)(ci)線圈(quan)(quan)(quan)質(zhi)量減少較快；當(dang)(dang)勵(li)(li)磁(ci)(ci)線圈(quan)(quan)(quan)厚(hou)度大(da)于(yu)100mm時，勵(li)(li)磁(ci)(ci)線圈(quan)(quan)(quan)質(zhi)量減少速度趨緩。
綜上，根據磁化(hua)(hua)效果(guo)與線圈(quan)(quan)質量，針對φ127mm鋼管(guan)可優化(hua)(hua)選擇厚度(du)參數即磁化(hua)(hua)線圈(quan)(quan)內徑(jing)為(wei)284mm，外(wai)徑(jing)為(wei)375.2mm，厚度(du)為(wei)100mm。對該(gai)勵(li)磁線圈(quan)(quan)磁化(hua)(hua)鋼管(guan)管(guan)體的過程進(jin)行有(you)限元(yuan)仿(fang)真計(ji)算(suan)，圖(tu)2-12所(suo)示(shi)為(wei)磁力線密(mi)度(du)分布圖(tu)，圖(tu)2-13所(suo)示(shi)為(wei)磁感應強(qiang)度(du)等值云圖(tu)。
從(cong)圖2-12中可以看出，勵(li)磁(ci)線圈(quan)產生的(de)(de)(de)磁(ci)力線大(da)部分都從(cong)鋼(gang)管(guan)管(guan)體中通過，這是由于(yu)鋼(gang)管(guan)的(de)(de)(de)磁(ci)導率遠大(da)于(yu)空氣的(de)(de)(de)磁(ci)導率。從(cong)圖2-13中可以看出，管(guan)體內(nei)的(de)(de)(de)最大(da)磁(ci)感(gan)應(ying)強(qiang)度點位于(yu)線圈(quan)中心位置，最大(da)值為Bmax=2.314T。另外，管(guan)體內(nei)的(de)(de)(de)磁(ci)感(gan)應(ying)強(qiang)度隨(sui)著遠離線圈(quan)中心呈(cheng)現逐漸下降的(de)(de)(de)趨勢。
2. 雙(shuang)線(xian)圈磁化器及特點
雙線(xian)圈(quan)磁(ci)(ci)化(hua)方(fang)式如圖2-5b所示(shi)，檢測(ce)(ce)探頭放置在兩個線(xian)圈(quan)之間，這樣可減小線(xian)圈(quan)內徑，提高磁(ci)(ci)化(hua)效率。當然(ran)，磁(ci)(ci)化(hua)器(qi)設備成本(ben)也更高。雙線(xian)圈(quan)磁(ci)(ci)化(hua)器(qi)在鋼管(guan)內更易形(xing)成密集均勻(yun)(yun)的(de)(de)軸向(xiang)磁(ci)(ci)化(hua)場，有(you)利于提高檢測(ce)(ce)靈(ling)敏度和一(yi)致性。為了保證(zheng)(zheng)檢測(ce)(ce)區域中相同形(xing)態的(de)(de)缺陷(xian)產生相同的(de)(de)漏磁(ci)(ci)信號，鋼管(guan)由線(xian)圈(quan)磁(ci)(ci)化(hua)后，必須(xu)保證(zheng)(zheng)磁(ci)(ci)感應(ying)強(qiang)度的(de)(de)軸向(xiang)均勻(yun)(yun)性。
在不銹鋼管高速生產線上配置的周向裂紋漏磁檢測設備，一般采用雙勵磁線圈對鋼管管體進行軸向磁化。在得到單勵磁線圈的具體參數之后，需要對雙勵磁線圈間距L。c進行優化，以形成足夠強度的軸向均勻場。如雙勵磁線圈間距L。。過小，則無法滿足軸向磁化均勻的要求；如間距過大，則無法滿足磁化強度的要求。
雙勵(li)磁線(xian)圈磁化鋼(gang)管管體示意(yi)圖如圖2-14所示。為得到合理(li)的線(xian)圈間距，計算過程中Lcc依次取(qu)20mm、40mm、60mm、80mm、100mm、140mm、180mm、220mm、260mm、300mm、340mm、380mm、440mm和500mm。
提取鋼(gang)管(guan)管(guan)體(ti)內(nei)部軸(zhou)向(xiang)磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應(ying)(ying)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)B2，如圖2-15所示。從圖中可以(yi)看出，當Lcc較(jiao)(jiao)小時，管(guan)體(ti)內(nei)部存在一個磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應(ying)(ying)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)極(ji)大(da)值(zhi)(zhi)點(dian)，并位(wei)于兩線圈(quan)的(de)中間(jian)位(wei)置；隨著Lcc不斷增大(da)，極(ji)大(da)值(zhi)(zhi)點(dian)的(de)磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應(ying)(ying)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)逐漸減小，當Lcc≥140mm時，管(guan)體(ti)內(nei)部則出現兩個磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應(ying)(ying)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)極(ji)大(da)值(zhi)(zhi)點(dian)，并且(qie)(qie)兩極(ji)大(da)值(zhi)(zhi)點(dian)的(de)距(ju)離不斷增大(da)，且(qie)(qie)兩線圈(quan)中心處的(de)磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應(ying)(ying)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)逐漸變小。特別地，當Lcc=100mm時，鋼(gang)管(guan)管(guan)體(ti)具有(you)較(jiao)(jiao)大(da)的(de)磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應(ying)(ying)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)和較(jiao)(jiao)好的(de)軸(zhou)向(xiang)磁(ci)(ci)(ci)化均勻(yun)區域(yu)，均勻(yun)區域(yu)軸(zhou)向(xiang)長度(du)(du)(du)(du)約為(wei)200mm。綜合考(kao)慮磁(ci)(ci)(ci)感(gan)應(ying)(ying)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)和均勻(yun)性要求，雙(shuang)勵磁(ci)(ci)(ci)線圈(quan)間(jian)距(ju)Lcc取100mm較(jiao)(jiao)為(wei)合適。
二、周(zhou)向磁化方法與(yu)周(zhou)向磁化器
不(bu)銹(xiu)鋼管軸向裂紋檢測的基礎是產生足夠強度和均勻性的周向磁化場。如2-16所示，由于鋼管圓周狀的幾何形態，周向磁化時磁力線難以全部沿鋼管周向從管壁內通過，始終會有一部分磁通會擴散到空氣中，導致在磁極處磁場最強，在兩磁極正中間的鋼管區域磁場最弱。磁極在鋼管軸向方向的長度有限，因此，磁化場覆蓋的軸向區域也是有限的。在設計磁化線圈磁化能力時，主要考慮鋼管的磁化特性曲線、不銹鋼管內外徑尺寸以及檢測區域的軸向長度。
周向磁(ci)化場是由(you)繞(rao)在磁(ci)極(ji)上的線圈產(chan)生的。磁(ci)極(ji)正(zheng)對的管壁磁(ci)化不均(jun)勻(yun)，且管壁與極(ji)靴(xue)之間的背(bei)景磁(ci)場分布雜亂。然而，在遠離兩磁(ci)極(ji)的管壁中央(yang)區(qu)域(yu)，磁(ci)場分布較(jiao)均(jun)勻(yun)，因(yin)此，一般將條形陣列探頭布置在該區(qu)域(yu)，如2-16所(suo)示，并且其長度(du)必(bi)須小于(yu)或等于(yu)均(jun)勻(yun)磁(ci)化區(qu)域(yu)的軸向長度(du)。
如圖2-17所示，為(wei)實現軸(zhou)向(xiang)裂(lie)紋的全覆蓋檢測，一般采(cai)用探頭與鋼管表面之(zhi)間的螺旋掃查來完成。對于雙探頭檢測布置，在(zai)掃查過程中(zhong)需滿足條件(jian)
2Ls≥P (2-4) 式中，Ls為單個(ge)縱向探頭的有效(xiao)長(chang)度；為鋼管(guan)表面形成(cheng)的掃查螺距。
鋼(gang)管(guan)(guan)直線前進的速度(du)(du)v。與螺距P的關(guan)系為(wei) Va=ntP (2-5) 式中(zhong)，n為(wei)鋼(gang)管(guan)(guan)旋(xuan)轉速度(du)(du)。
由此可(ke)見，在高速漏磁(ci)檢測中(zhong)可(ke)通過增大螺距(ju)P來(lai)提高檢測速度Va0但(dan)是，根(gen)據式(shi)（2-4）可(ke)知，為了保證軸向(xiang)裂(lie)紋(wen)的全覆蓋掃(sao)查(cha)，必須增大單個探頭(tou)的軸向(xiang)有效掃(sao)查(cha)范圍，此時(shi)鋼管中(zhong)的均勻(yun)磁(ci)化區域(yu)的軸向(xiang)長度也需要(yao)相(xiang)應增加。
舉例分(fen)析如下：
圖2-18a所示為常用的鋼管周向磁化結構，鋼管外徑為90mm，壁厚為8mm，磁極靴尺寸為200mm（00mm（長）×40mm（寬）×50mm（（高），磁極靴底面到鋼管外表面的距離為15mm，勵磁線圈參數為15000安匝。仿真分析得到不銹鋼管表面磁感應強度分布云圖如圖2-18b所示，為了便于觀察，將鋼管的側面展開成了一個平面，從圖中可以看出這種磁極形式得到的均勻磁化區域較小。
進一(yi)步分析磁化不(bu)(bu)均勻帶來的檢(jian)測(ce)不(bu)(bu)一(yi)致性問題。
在圖2-18b中給出的三個位置處分別設置三個尺寸相同的軸向裂紋，位置1為不銹鋼管側面的正中心，位置2與位置1之間的軸向距離為50mm，位置3與位置1之間的軸向距離為100mm，裂紋尺寸為20mm20mm（長）×3mm（寬）×2mm（深）深），圖2-19給出了在三個不同位置處的裂紋漏磁檢測信號。
從(cong)圖2-19中可以看出(chu)，如果陣列(lie)探頭同時掃查到了三個缺陷，則尺寸(cun)相同的(de)裂紋產(chan)生的(de)漏磁(ci)檢測信號(hao)幅(fu)值與基線均出(chu)現(xian)了嚴(yan)重的(de)不一致，從(cong)而(er)無(wu)法對缺陷進行精確(que)的(de)定量評價，因此，探頭長度必須(xu)小于200mm。
為(wei)了(le)提高檢測速度，需要使陣(zhen)列(lie)探頭在(zai)軸向(xiang)上有足夠的(de)長(chang)度。然(ran)而(er)鋼(gang)管磁感應(ying)強度在(zai)軸向(xiang)上的(de)非均(jun)勻性限制了(le)陣(zhen)列(lie)探頭沿軸向(xiang)布置(zhi)的(de)有效長(chang)度，解決這(zhe)一矛盾最為(wei)關鍵的(de)問(wen)題就是(shi)如何在(zai)鋼(gang)管表面建立更大范圍的(de)均(jun)勻磁場。
對此(ci)，在原有(you)磁(ci)(ci)(ci)(ci)極(ji)的(de)下方加上(shang)一個(ge)導磁(ci)(ci)(ci)(ci)板(ban)(ban)，將一部分(fen)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)導入遠離磁(ci)(ci)(ci)(ci)極(ji)的(de)區(qu)域，從而可擴大磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)在軸向上(shang)的(de)覆蓋范(fan)圍，如圖(tu)2-20a所示(shi)的(de)模型。模型中使用(yong)的(de)導磁(ci)(ci)(ci)(ci)板(ban)(ban)尺寸為(wei)(wei)300mm（長）×40mm（寬）×10mm（厚(hou)），保持導磁(ci)(ci)(ci)(ci)板(ban)(ban)底面到鋼管外表面的(de)距(ju)離為(wei)(wei)15mm。增加該導磁(ci)(ci)(ci)(ci)板(ban)(ban)后(hou)，仿(fang)真獲(huo)得的(de)鋼管表面的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)分(fen)布(bu)云圖(tu)如圖(tu)2-20b所示(shi)。
從圖(tu)2-20b中可以(yi)看出，與常規磁(ci)(ci)(ci)極相(xiang)比，增(zeng)加(jia)導磁(ci)(ci)(ci)板(ban)之后，磁(ci)(ci)(ci)場覆蓋的范圍(wei)有所增(zeng)大，而且(qie)磁(ci)(ci)(ci)場分布也更加(jia)均勻(yun)，起到(dao)了一定的優化效果。另(ling)一方面(mian)(mian)，通(tong)過觀(guan)察磁(ci)(ci)(ci)場分布云圖(tu)可以(yi)發現(xian)，鋼管(guan)表面(mian)(mian)中間部位的磁(ci)(ci)(ci)場要比兩(liang)邊稍強，所以(yi)，進一步地，需要消除或者減弱周向(xiang)磁(ci)(ci)(ci)化區域的磁(ci)(ci)(ci)化場強度(du)差(cha)異。
如圖2-21a所示的極靴模型，在之前的導磁板上增開一個槽，這樣由于中間部位磁阻增大，一部分磁通就會往兩邊擴散，從而達到減弱中間磁場增大兩邊磁場的目的。模型中，開槽尺寸為150mm（長50mm（長）x40mm（寬）x5mm（m（深），獲得的不銹鋼管表面的磁場分布云圖如圖2-21b所示。
由圖2-21b可以看出(chu)，在磁(ci)極中部開(kai)槽之后，均勻磁(ci)場的(de)區域進一步擴(kuo)大(da)。為(wei)了(le)更好地比(bi)較上(shang)述(shu)三種磁(ci)極的(de)磁(ci)化效果，在探頭所在位置沿(yan)鋼管軸向(xiang)取長度為(wei)600mm的(de)路(lu)徑(jing)，得到路(lu)徑(jing)上(shang)各(ge)個(ge)點的(de)磁(ci)感應強(qiang)度，結果如圖2-22所示。
從圖中可以看出，傳統磁(ci)(ci)(ci)極磁(ci)(ci)(ci)化下的(de)均(jun)(jun)勻(yun)區(qu)域(yu)最小，軸(zhou)向(xiang)長(chang)度(du)(du)約為150mm；增加導(dao)磁(ci)(ci)(ci)板后，均(jun)(jun)勻(yun)磁(ci)(ci)(ci)場區(qu)域(yu)的(de)軸(zhou)向(xiang)長(chang)度(du)(du)增加至180mm；如果在導(dao)磁(ci)(ci)(ci)板上(shang)開槽(cao)，均(jun)(jun)勻(yun)磁(ci)(ci)(ci)場區(qu)域(yu)的(de)軸(zhou)向(xiang)長(chang)度(du)(du)進一步擴大為240mm。
進一步在(zai)圖2-18b所(suo)示的三個不同位置設置尺寸相(xiang)同的軸向(xiang)裂紋(wen)，仿真獲得缺陷(xian)的漏(lou)磁檢測信號(hao)，如圖2-23所(suo)示。從圖中(zhong)可以(yi)看出(chu)，沿軸向(xiang)距離100mm的兩(liang)個缺陷(xian)產生的漏(lou)磁信號(hao)幅值差(cha)異僅為0.5％，基線漂移量也基本相(xiang)似。因此，圖2-21a所(suo)示的磁化(hua)(hua)極靴(xue)形(xing)式(shi)可基本滿足磁化(hua)(hua)的均勻(yun)性要求。
