《高速漏磁檢測的磁後效及其作用機理研究》是依託華中科技大學，由康宜華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高速漏磁檢測的磁後效及其作用機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：康宜華
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
漏磁無損檢測技術因穿透能力強且不受非磁性介質影響而被廣泛套用於鐵磁性材料的安全質量檢測。針對目前漏磁檢測速度受限而難以勝任高速鐵軌、煤礦鋼絲繩及石油管具等高速（3 m/s以上）檢測問題，提出高速漏磁檢測中存在著磁後效（磁化滯後的簡稱）副作用影響而制約著檢測速度提高的假說，採用迴轉替代純直線運動的高速磁化檢測方法，結合磁感應強度逐漸達到穩定狀態的弛豫時間以及過程理論，探索證明高速運動下磁後效影響作用，獲得高速狀態下鐵磁性材料的動態磁化特性（磁後效影響）及漏磁檢測機制，進而建立一種在時間和空間上超調飽和磁化的高速漏磁檢測方法，以突破漏磁檢測低速瓶頸，實現高速高精漏磁檢測技術，完成上述如高速鐵軌等鐵磁性材料的高效安全質量檢測；最後在鐵磁性材料的高速動態磁化規律（磁後效影響）基礎上形成一套高速漏磁檢測理論，以豐富漏磁無損檢測學科內容。
結題摘要
漏磁無損檢測技術因穿透能力強且不受非磁性介質影響而被廣泛套用於鐵磁性材料的安全質量檢測。針對目前漏磁檢測速度受限而難以勝任高速鐵軌、煤礦鋼絲繩及石油管具等高速（3 m/s 以上）檢測問題，系統研究了高速漏磁檢測中的磁後效（磁化滯後的簡稱）機理及相關現象，為實現檢測速度的提高提供了理論基礎。 本課題開展了下列五方面的研究： (a) 通過麥克斯韋方程組等電磁學理論構建動生渦流的控制方程，研究兩種主要類型的磁化方式產生的動生渦流分布，闡明了在磁源和試件兩個參考系中動生渦流的表現形式。有限元仿真高速漏磁檢測中的動生渦流後發現：當鋼管沿線圈軸向穿過時，渦流主要集中線上圈的邊緣處，並由於鋼管的自感，渦流強度隨速度的增大而增大。在磁極式磁化方式中，渦流主要集中在磁極的正下方，同樣由於鋼管的自感，渦流會沿運動方向擴散。 (b) 動生渦流對鋼管漏磁檢測信號的影響主要分為兩個部分：一方面是渦流導致鋼管內磁場分布的變化進而影響漏磁檢測信號；另一方面裂紋對渦流產生擾動引起磁感測器拾取磁場的變化。對鋼管周向裂紋檢測時，鋼管直行通過線圈，渦流導致鋼管外層磁場的增大和內層磁場的減小。在強飽和磁化時，渦流擾動場占據主導地位，導致內壁、外壁裂紋信號的減小。 (c) 同時分析了動生渦流對軸向裂紋檢測的影響，在圓周方向偏離磁極45°位置布置的探頭中，渦流導致鋼管旋轉離開磁極位置處外層磁場的增大和內層磁場的減小；在鋼管旋轉進入磁極的區域渦流較弱，對漏磁信號的影響也較小。在偏離90度位置布置的探頭中，影響關係與45°的相同。 (d) 將鋼管在磁場中運動的空間域問題轉換為鋼管經歷一個變化磁場的時間閾問題，從另一個角度分析研究，由麥克斯韋方程出發，推導了外磁場突變時鋼管內部磁場的變化過程，計算了磁場達到穩定狀態所需的時間， (e) 從磁化滯後的角度說明了速度對漏磁檢測的影響，並基於計算和實驗得到的磁化滯後時間，提出了一種消除高速檢測中動生渦流影響的方法。
