在不锈钢管漏磁无损检测中,往往没有(yǒu)去考虑铁磁性构件运动速度对漏磁场形成的影响。但随着检测速度的不断提高,高速运动对检测机理(lǐ)和检测性能(néng)的影响将会表现出来,除了不锈钢管中存在的涡流效应,还有(yǒu)更深层次的磁后效现象,速度越快,磁后效影响越明显。


  在静态或低速磁化过程中,不需要考虑磁化建立所需的时间;在高速漏磁检测中,这一建立时间虽然非常短,但影响重大。磁感应强度(或磁化强度)随磁场变化的延迟现象称為(wèi)磁后效现象。如图5-41所示,当外磁场从0突然阶跃变化到时,磁性材料的磁感应强度并不是立即全部达到稳定值Bm,而是一部分(fēn)瞬时到达B2另一部分(fēn)缓慢趋近稳定值。


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  磁化强度逐渐达到稳定状态的时间称為(wèi)磁化弛豫时间,这一过程称為(wèi)磁化弛豫过程。单弛豫时间磁后效可(kě)表示為(wèi)


    B-B2=(Bm-B2)x(1-e-/t)     (5-14)


  式中,B為(wèi)任一时刻的磁感应强度;B2為(wèi)瞬时达到的那部分(fēn)磁感应强度;Bm為(wèi)稳定后的磁感应强度,τ為(wèi)弛豫时间参量。


  当铁磁體(tǐ)被磁化时,磁矩的方向将发生变化,而且為(wèi)了满足自由能(néng)最低的要求,价電(diàn)子也在离子之间扩散,但这种扩散不是和磁场的变化同时完成的,在时间上有(yǒu)一定的滞后性。根据一般電(diàn)子或离子扩散理(lǐ)论,電(diàn)子或离子的扩散是具有(yǒu)一定弛豫时间的,弛豫时间τ為(wèi)


  由式(5-15)可(kě)知,升高温度会使弛豫时间减少,但在实际检测过程中不可(kě)行。


  在不锈钢管进入磁化線(xiàn)圈后,钢管中发生的变化有(yǒu):磁畴壁的位移、磁化矢量的转动、价電(diàn)子在离子之间的扩散。这三种过程都会有(yǒu)一定的阻尼,不锈钢管中磁感应强度的变化不能(néng)瞬间完成。磁畴壁位移的阻力主要来自材料内部结构的不均匀,如内应力的不均匀和杂质空洞分(fēn)布的不均匀。对于磁化矢量的转动,由于其在外磁场作用(yòng)下完成,故需考虑静磁能(néng)。磁矩转动是在晶格上进行的,所以又(yòu)要考虑晶格各向异性能(néng),如果物(wù)质中有(yǒu)应力,就会产生另一种各向异性能(néng),同样会对晶格转动起阻碍作用(yòng)。因此,弛豫时间受多(duō)种因素的影响,目前还没有(yǒu)直接的理(lǐ)论计算方法。


  在不锈钢管漏磁检测中,随着磁化器与被测构件间相对运动速度的提高,磁后效现象的影响不能(néng)忽略。可(kě)以采用(yòng)加長(cháng)沿磁化场方向上的磁化器長(cháng)度来减小(xiǎo)这一影响,但对具有(yǒu)回转运动的循环磁化过程,磁后效现象将会直接影响漏磁检测的灵敏度,并且难以消除。


  為(wèi)此,在理(lǐ)论上和试验中,一方面寻求不锈钢管磁化弛豫时间的计算和测量方法,将有(yǒu)利于精确评价磁后效的影响程度;另一方面,寻求新(xīn)的漏磁检测方法来消除磁后效影响,将是高速或超高速漏磁检测需要研究的问题。对此,在研制高速漏磁检测设备时,应尽可(kě)能(néng)地去探索如何减少或者避免磁后效现象。





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