在不銹鋼管漏磁無損檢測中,往往沒有去考慮鐵磁性構件運動速度對漏磁場形成的影響。但隨著檢測速度的不斷提高,高速運動對檢測機理和檢測性能的影響將會表現出來,除了不銹鋼管中存在的渦流效應,還有更深層次的磁后效現象,速度越快,磁后效影響越明顯。


  在靜態或低速磁化過程中,不需要考慮磁化建立所需的時間;在高速漏磁檢測中,這一建立時間雖然非常短,但影響重大。磁感應強度(或磁化強度)隨磁場變化的延遲現象稱為磁后效現象。如圖5-41所示,當外磁場從0突然階躍變化到時,磁性材料的磁感應強度并不是立即全部達到穩定值Bm,而是一部分瞬時到達B2另一部分緩慢趨近穩定值。


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  磁化強度逐漸達到穩定狀態的時間稱為磁化弛豫時間,這一過程稱為磁化弛豫過程。單弛豫時間磁后效可表示為


    B-B2=(Bm-B2)x(1-e-/t)     (5-14)


  式中,B為任一時刻的磁感應強度;B2為瞬時達到的那部分磁感應強度;Bm為穩定后的磁感應強度,τ為弛豫時間參量。


  當鐵磁體被磁化時,磁矩的方向將發生變化,而且為了滿足自由能最低的要求,價電子也在離子之間擴散,但這種擴散不是和磁場的變化同時完成的,在時間上有一定的滯后性。根據一般電子或離子擴散理論,電子或離子的擴散是具有一定弛豫時間的,弛豫時間τ為


  由式(5-15)可知,升高溫度會使弛豫時間減少,但在實際檢測過程中不可行。


  在不銹鋼管進入磁化線圈后,鋼管中發生的變化有:磁疇壁的位移、磁化矢量的轉動、價電子在離子之間的擴散。這三種過程都會有一定的阻尼,不銹鋼管中磁感應強度的變化不能瞬間完成。磁疇壁位移的阻力主要來自材料內部結構的不均勻,如內應力的不均勻和雜質空洞分布的不均勻。對于磁化矢量的轉動,由于其在外磁場作用下完成,故需考慮靜磁能。磁矩轉動是在晶格上進行的,所以又要考慮晶格各向異性能,如果物質中有應力,就會產生另一種各向異性能,同樣會對晶格轉動起阻礙作用。因此,弛豫時間受多種因素的影響,目前還沒有直接的理論計算方法。


  在不銹鋼管漏磁檢測中,隨著磁化器與被測構件間相對運動速度的提高,磁后效現象的影響不能忽略??梢圆捎眉娱L沿磁化場方向上的磁化器長度來減小這一影響,但對具有回轉運動的循環磁化過程,磁后效現象將會直接影響漏磁檢測的靈敏度,并且難以消除。


  為此,在理論上和試驗中,一方面尋求不銹鋼管磁化弛豫時間的計算和測量方法,將有利于精確評價磁后效的影響程度;另一方面,尋求新的漏磁檢測方法來消除磁后效影響,將是高速或超高速漏磁檢測需要研究的問題。對此,在研制高速漏磁檢測設備時,應盡可能地去探索如何減少或者避免磁后效現象。





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