目前為止,鋼棒交流漏磁檢測可靠性仍是困擾無損檢測業(yè)界同行的疑難問題,行業(yè)人士對現(xiàn)行的工藝解釋都局限于試驗摸索和經(jīng)驗總結(jié),未見確切的量化理論依據(jù)。本文深入分析交流漏磁信號獲取機理,建立漏磁信號獲取公式,由此找出影響漏磁檢測可靠性的各種因素,進而總結(jié)歸納實際檢測中可能出現(xiàn)的各種設(shè)備和工藝問題及其相應(yīng)克服或改進措施,達到提高檢測可靠性、有效控制質(zhì)量風(fēng)險的目的。
1 鋼棒漏磁檢測原理
1.1 漏磁場形成機理
漏磁檢測是利用勵磁源對被檢工件進行磁化,在理想狀態(tài)下,磁通幾乎全部從工件內(nèi)部通過,表面沒有磁場的泄露;當(dāng)工件表面或近表面存在缺陷時,缺陷處及其附近區(qū)域磁力線被壓縮,密度增大,磁阻增加,磁場發(fā)生畸變,其中,大部分磁通從工件內(nèi)部繞過缺陷,少部分穿過缺陷,還有一部分離開工件表面經(jīng)空氣繞過缺陷形成漏磁場,如圖1所示。漏磁場被磁敏傳感器檢測到生成電信號,再經(jīng)放大、濾波等處理給出波形顯示和聲光報警,達到檢出缺陷的目的。
圖1 漏磁場的形成
鋼棒漏磁檢測方式如圖2所示,檢測時鋼棒直線前進,一對磁軛和探頭對稱排布并繞鋼棒旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)對鋼棒表面的螺旋掃查。鋼棒漏磁檢測采用高頻交流磁化,交變磁場的趨膚效應(yīng)使被檢區(qū)域極易達到近飽和狀態(tài),此時,一旦工件表面存在缺陷,磁力線即溢出表面形成漏磁通。
圖2 探頭對鋼棒表面的掃查
1.2 漏磁檢測信號獲取
鋼棒的漏磁檢測采用線圈作為傳感器,通過線圈與漏磁場之間的電磁感應(yīng)獲得檢測信號。檢測時線圈垂直鋼棒表面放置,采集缺陷漏磁場的水平分量(如圖3所示)。
圖3 線圈與裂紋的漏磁場
2.影響鋼棒漏磁檢測可靠性的原因分析
2.1 鋼棒表面粗糙度
線圈封裝在探頭耐磨靴中,理想檢測狀態(tài)下(鋼棒表面光滑且縱向平直無彎曲、探頭受到彈簧均勻的頂推壓力),耐磨靴緊貼鋼棒表面滑動,此時,線圈的提離h/b保持恒定,探頭重復(fù)掃查鋼棒上同一缺陷的信號不變。而在實際檢測中,探頭受到彈簧壓力、旋轉(zhuǎn)離心力以及鋼棒粗糙表面支撐力的共同作用,耐磨靴會在鋼棒表面快速跳動并發(fā)出噠噠聲,如圖4所示。跳動使探頭產(chǎn)生提離效應(yīng),即由于提離h/b不同而使檢測信號幅值發(fā)生變化,產(chǎn)生檢測靈敏度波動;跳動還會帶來振動噪聲,使檢測信噪比降低。