在不銹鋼管漏磁無損檢測中,往往沒有去考慮鐵磁性構(gòu)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(xiàn)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(xiàn)象,速度越快,磁后效影響越明顯。
在靜態(tài)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(xiàn)象稱為磁后效現(xiàn)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(wěn)定值Bm,而是一部分瞬時到達B2另一部分緩慢趨近穩(wěn)定值。
磁化強度逐漸達到穩(wěn)定狀態(tài)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(wěn)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?qū)l(fā)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(jù)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(fā)生的變化有:磁疇壁的位移、磁化矢量的轉(zhuǎn)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(nèi)部結(jié)構(gòu)的不均勻,如內(nèi)應力的不均勻和雜質(zhì)空洞分布的不均勻。對于磁化矢量的轉(zhuǎn)動,由于其在外磁場作用下完成,故需考慮靜磁能。磁矩轉(zhuǎn)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(zhì)中有應力,就會產(chǎn)生另一種各向異性能,同樣會對晶格轉(zhuǎn)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(gòu)件間相對運動速度的提高,磁后效現(xiàn)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(zhuǎn)運動的循環(huán)磁化過程,磁后效現(xiàn)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(xiàn)象。