在不(bu)銹(xiu)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(ci)(ci)化(hua)(hua)過程中,不需要(yao)考慮磁(ci)(ci)化(hua)(hua)建立(li)所需的(de)時(shi)(shi)間(jian);在高速漏磁(ci)(ci)檢測中,這一建立(li)時(shi)(shi)間(jian)雖(sui)然非常短,但(dan)影響重大(da)。磁(ci)(ci)感應強度(du)(或磁(ci)(ci)化(hua)(hua)強度(du))隨磁(ci)(ci)場變化(hua)(hua)的(de)延遲(chi)現象稱為磁(ci)(ci)后效現象。如圖5-41所示,當外(wai)磁(ci)(ci)場從0突然階(jie)躍變化(hua)(hua)到(dao)時(shi)(shi),磁(ci)(ci)性(xing)材料的(de)磁(ci)(ci)感應強度(du)并(bing)不是(shi)立(li)即全部達到(dao)穩(wen)定值(zhi)Bm,而是(shi)一部分瞬時(shi)(shi)到(dao)達B2另一部分緩慢趨近穩(wen)定值(zhi)。

磁(ci)(ci)化(hua)(hua)強度逐漸達到穩定狀態(tai)的時間稱(cheng)為(wei)磁(ci)(ci)化(hua)(hua)弛(chi)豫(yu)時間,這一(yi)過程稱(cheng)為(wei)磁(ci)(ci)化(hua)(hua)弛(chi)豫(yu)過程。單弛(chi)豫(yu)時間磁(ci)(ci)后效可(ke)表示(shi)為(wei)
B-B2=(Bm-B2)x(1-e-/t) (5-14)
式中,B為(wei)(wei)任一(yi)時(shi)刻的磁(ci)感應(ying)強(qiang)度;B2為(wei)(wei)瞬時(shi)達(da)到的那部分磁(ci)感應(ying)強(qiang)度;Bm為(wei)(wei)穩定(ding)后的磁(ci)感應(ying)強(qiang)度,τ為(wei)(wei)弛(chi)豫時(shi)間參量。
當(dang)鐵磁(ci)體被磁(ci)化時,磁(ci)矩的(de)(de)(de)方向將發生變化,而(er)且(qie)為了滿足(zu)自(zi)由能最低的(de)(de)(de)要求,價電子(zi)也在離(li)(li)子(zi)之間擴(kuo)散(san),但這種(zhong)擴(kuo)散(san)不是(shi)和(he)磁(ci)場的(de)(de)(de)變化同時完成的(de)(de)(de),在時間上有一(yi)定的(de)(de)(de)滯后性。根據一(yi)般電子(zi)或(huo)離(li)(li)子(zi)擴(kuo)散(san)理(li)論(lun),電子(zi)或(huo)離(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)擴(kuo)散(san)是(shi)具(ju)有一(yi)定弛豫(yu)時間的(de)(de)(de),弛豫(yu)時間τ為
由式(5-15)可知,升高(gao)溫度會使弛豫(yu)時(shi)間減少(shao),但在實際檢測過程中(zhong)不可行。
在不(bu)銹鋼管(guan)進入磁化(hua)線(xian)圈(quan)后,鋼管(guan)中(zhong)發生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)有(you):磁疇(chou)壁的(de)(de)(de)(de)(de)位移、磁化(hua)矢量的(de)(de)(de)(de)(de)轉動(dong)(dong)、價(jia)電子在離子之間的(de)(de)(de)(de)(de)擴散(san)。這(zhe)三種過程都會(hui)有(you)一(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)阻(zu)(zu)尼(ni),不(bu)銹鋼管(guan)中(zhong)磁感應強度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)不(bu)能(neng)瞬間完(wan)(wan)成。磁疇(chou)壁位移的(de)(de)(de)(de)(de)阻(zu)(zu)力(li)主(zhu)要(yao)來自材料內(nei)(nei)部結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)均(jun)(jun)(jun)勻,如(ru)內(nei)(nei)應力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)均(jun)(jun)(jun)勻和(he)雜(za)質空洞分(fen)布的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)均(jun)(jun)(jun)勻。對(dui)于磁化(hua)矢量的(de)(de)(de)(de)(de)轉動(dong)(dong),由于其(qi)在外磁場作用下完(wan)(wan)成,故(gu)需考慮靜磁能(neng)。磁矩轉動(dong)(dong)是在晶格(ge)上進行的(de)(de)(de)(de)(de),所以又要(yao)考慮晶格(ge)各(ge)向異(yi)性(xing)能(neng),如(ru)果物質中(zhong)有(you)應力(li),就會(hui)產(chan)生(sheng)另一(yi)種各(ge)向異(yi)性(xing)能(neng),同樣會(hui)對(dui)晶格(ge)轉動(dong)(dong)起阻(zu)(zu)礙(ai)作用。因(yin)此,弛豫時間受多種因(yin)素的(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang),目前還沒有(you)直(zhi)接(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)理論(lun)計算方法(fa)。
在不銹(xiu)鋼管漏磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)中,隨著磁(ci)(ci)化(hua)器與被(bei)測(ce)構件間相(xiang)對(dui)運動速度(du)的提(ti)高,磁(ci)(ci)后效現(xian)象(xiang)的影(ying)響不能忽略。可以采(cai)用加長沿磁(ci)(ci)化(hua)場方向上的磁(ci)(ci)化(hua)器長度(du)來減(jian)小這一(yi)影(ying)響,但對(dui)具有回轉運動的循環磁(ci)(ci)化(hua)過程,磁(ci)(ci)后效現(xian)象(xiang)將會直接(jie)影(ying)響漏磁(ci)(ci)檢(jian)測(ce)的靈(ling)敏度(du),并且難以消除。
為此,在理論(lun)上(shang)和試驗中,一方面尋(xun)求不(bu)銹鋼管磁化弛豫時間(jian)的(de)計算和測量方法,將(jiang)有利于精(jing)確(que)評價(jia)磁后(hou)效的(de)影(ying)響程度;另一方面,尋(xun)求新的(de)漏(lou)磁檢測方法來(lai)消除磁后(hou)效影(ying)響,將(jiang)是高速或(huo)超高速漏(lou)磁檢測需要研(yan)究的(de)問題(ti)。對此,在研(yan)制(zhi)高速漏(lou)磁檢測設備(bei)時,應盡可(ke)能地去探索如(ru)何減少或(huo)者避免磁后(hou)效現象。

