漏磁检测技术

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漏磁检测技术

1. 概述

电磁检测是十分重要的无损检测方法，应用十分广泛。当它与其它方法结合使用时能对铁磁性材料的工件提供快捷且廉价的评定。随着技术的进步，人们越来越注重检测过程的自动化。这不仅可以降低检测工作的劳动强度，还可提高检测结果的可靠性，减少人为因素的影响。

漏磁检测方法是一项自动化程度较高的磁学检测技术，其原理为:铁磁材料被磁化后，其表面和近表面缺陷在材料表面形成漏磁场，通过检测漏磁场来发现缺陷。从这个意义上讲，压力容器检测中常用的磁粉检测技术也是一种漏磁检测，但习惯上人们把用传感器测量漏磁通的方法称为漏磁检测，而把用磁粉检测漏磁通的方法称为磁粉检测， 且将它们并列为两种检测方法。

磁粉检测只能发现表面和近表面裂纹缺陷，而且检测时需要表面打磨，仅适合工件停产的检测；漏磁检测除能发现表面和近表面裂纹的缺陷外， 还可从外部发现工件内部的腐蚀坑等缺陷，而且不需要对工件表面进行打磨处理，适用于工件在线检测。而工件在线检测是目前用户最急需的方法，它可以减少不必要的停车， 降低检验成本。另外，漏磁检测还能对缺陷深度和长度等进行定量。虽然目前在工件检测中，漏磁检测技术的应用较少，但它具有磁粉检测所不具备的优点，所以其应用前景非常广阔。 2 漏磁检测的原理及特点

利用励磁源对被检工件进行局部磁化，若被测工件表面光滑，内部没有缺陷，磁通将全部通过被测工件；若材料表面或近表面存在缺陷时，会导致缺陷处及其



图1 漏磁检测原理图

附近区域磁导率降低，磁阻增加，从而使缺陷附近的磁场发生畸变(图1)，此时磁通的形式分为三部分，即① 大部分磁通在工件内部绕过缺陷。② 少部分磁通穿过缺陷。③ 还有部分磁通离开工件的上、下表面经空气绕过缺陷[z1。第3部分即为漏磁通，可通过传感器检测到。对检测到的漏磁信号进行去噪、分析和显示，就可以建立漏磁场和缺陷的量化关系，达到无损检测和评价的目的。

由于漏磁检测是用磁传感器检测缺陷，相对于磁粉、渗透等方法，有以下优点：

(1)易于实现自动化漏磁检测方法是由传感器获取信号，然后由软件判断有




无缺陷，因此非常适合于组成自动检测系统。实际工业生产中，漏磁检测被大量应用于钢坯、钢棒、钢管的自动化检测；

(2)较高的检测可靠性漏磁检测一般采用计算机自动进行缺陷的判断和报警，减少了人为因素的影响；

(3)可实现缺陷的初步定量缺陷的漏磁信号与缺陷形状尺寸具有一定的对应关系，从而可实现对缺陷的初步量化，这个量化不仅可实现缺陷的有无判断，还可对缺陷的危害程度进行初步评价；

(4)高效能、无污染采用传感器获取信号，检测速度快且无任何污染。 漏磁检测的缺点除了跟磁粉检测相似外，还由于检测传感器不可能象磁粉一样紧贴被检测表面， 不可避免地存在一定的提离值，从而降低了检测灵敏度;另一方面，由于采用传感器检测漏磁场，不适合检测形状复杂的试件。对形状复杂的工件，需要有与其形状匹配的检测器件。 3. 磁化原理

在漏磁通检测中，铁磁材料的磁化状态对缺陷检测灵敏度有很大影响，为检测表面缺陷，一般将铁磁材料磁化到临近饱和状态。判断铁磁材料是否达到该状态，通常依据铁磁材料无缺陷时，反映铁磁材料内察磁性质的初始磁化曲线。当铁磁材料中存在缺陷时，其在一定外磁化场下的磁化状态受缺陷尺寸影响，铁磁材料内部磁化强度分布不均匀。依据初始磁化曲线，要使铁磁材料达到临近磁饱和状态， 一般要求磁化装置具有很强的磁化能力，磁化装置体大质重，不利于管材或板材等的在役检测。在实际检测中，重要的是检侧到有危害性的较深缺陷，而对较深缺陷的检测，铁磁材料不必达到均匀的临近饱和磁化状态，已可获得较高的检测灵敏度，对磁化装置的磁化能力要求可降低，减小磁化装置的体积和重量，有利于磁化装置运动而工件固定的检测场合。研究含缺陷的铁磁材料中的磁化状态与铁磁材料的内禀磁性质及缺陷的关系，有助于确定实际检测中所需的磁化场强度。

3.1 磁偶极子模型中的磁荷密度 按照磁荷理论，在被磁化的铁磁材料表面有一矩形槽时，由于铁磁材料磁连续性在矩形槽处被破坏，而在其上会出现磁荷分布。严格来说，磁荷应分布在铁磁材料的所有内外表面，但是，由实验测得的矩形槽中磁场分布和矩形槽外的漏磁场分布川可认为磁荷集中分布在矩形槽的两个侧面上(图2)。在磁偶极子模型中，



图2铁磁材料中矩形槽和磁路的几何尺寸


磁荷密度被作为一个实验参数或在一定条件下作为归一化常数。实际上，磁偶极子模型中的磁荷密度应当是矩形槽的深度h和宽度2b、含矩形槽的铁磁材料的相对磁导率μrc、铁磁材料中磁路长度l和铁磁材料厚度d以及外磁化场强度H的函数，即

(1)

由于有磁荷分布在矩形槽侧面上，在矩形槽附近会产生一附加磁场H'，该附加磁场对矩形槽附近铁磁材料的影响不同于磁化铁磁棒两端磁荷形成的退磁场对铁磁棒的影响。附加磁场H'相似于一对带电平行板形成的电场，矩形槽两个侧面上的正负磁荷产生的磁场在矩形槽两个侧面之间相互加强， 在两个侧面外侧则相互削弱，附加磁场H'几乎不影响矩形槽两个侧面外侧铁磁材料的磁化状态。附加磁场H'的漏磁区主要分布在矩形槽下侧，仅矩形槽下侧附近铁磁材料的磁化状态受附加磁场H'影响。简而言之，附加磁场H'主要分布在矩形槽两个侧面之间和矩形槽附近的漏磁区域。因此，可引人两个相对磁导率来描述铁磁材料中不同区域的磁化状态。有效磁导率μre作为铁磁材料的内禀磁导率μr、铁磁材料的厚度d、铁磁材料中磁路长度1以及矩形槽深度h和宽度2b的函数，即

(2)

表示远离附加磁场H'的漏磁区的铁磁材料的有效相对磁导率。平均磁导率产.由矩形槽下侧铁磁材料中的平均附加磁场H'a、外磁化场强度H和铁磁材料的初始磁化曲线决定，表示矩形槽下侧铁磁材料的平均相对磁导率。由于初始磁化曲线是非线性的，平均磁导率产。和内禀磁导率μr一样，是关于外磁化场强度H的非线性函数。 由于附加磁场H'主要分布在矩形槽附近，且铁磁材料有高导磁性，在远离矩形槽的区域中，铁磁材料仅被外磁化场H磁化，外磁化场H引起的磁通中均匀地聚集在铁磁材料中，因此

(3)



式中△z--------沿矩形槽延伸的z方向的长度

μo--------真空磁导率

考虑到磁通的连续性，磁通Φ等于流过图1所示yoz平面的磁通Φyoz，即

Φ═Φyoz (4)

在yoz平面上，磁通等于外磁化场H和附加磁场H'引起的磁通之和。磁通Φ的一部分被矩形槽截断，形成附加磁场H'引起的磁通，并分布在整个yoz平面上;另一部分均匀分布在位于--∞＜z＜+∞，-d＜y＜-h的铁磁材料中。考虑到矩形槽 沿z方向无限延伸，在yoz平面上的磁场H仅有x方向分量，且在z方向均匀分布。所以，磁通Φyoz为

(5)

式中μra--------yoz平面上铁磁材料的平均磁导率

根据磁偶极子模型，在yoz平面上附加磁场H'的x分量为


(6)

将式(6)代入式(5)，积分得

(7)

其中

(8)

由式(3),(4)和(7)得磁荷密度

(9)

式中Be--------外磁化场为H时含矩形槽铁磁材料 中的有效磁感应强度 而

(10)

μra由yoz平面上位于--∞＜z＜+∞，-d＜y＜-h区域的平均磁场H+H'ra和铁磁材料的初始磁化曲线确定。式(5)中的第二项积分除

得平均磁场

(11)

其中

(12)

式(9)给出了磁荷密度ρml与含矩形槽铁磁材料的有效磁导率μre、外磁化场强度H或有效磁感应强度Be、铁磁材料厚度d铁磁材料中磁路长度l以及矩形槽深度h和宽度2b的函数关系。

3.2 有效磁导率μre和平均磁导率μra 在铁磁材料中磁路的(1--2b)段的磁阻为

(13)

在矩形槽中磁路2b段的磁阻为

(14)

按照磁路定理，铁磁材料中磁路的1段上的磁位降

(15)

式中Φδ— 矩形槽中的磁通

按照矩形槽的磁偶极子模型，在矩形楷中的附加磁场H'沿x方向是均匀的，因此，矩形槽中的磁通就是流过矩形槽中yoz平面的磁通即




将式(8)代人式(5)，式(5)代人上式，积分得

(16)

其中

(17)

将式(3),(13),(14)和(16)代人式(15),得

(18)

由于g是μre的函数，式(18)不能表示μre与其它变量的解析函数关系。μre可通过迭代计算得到，首先假设μre=μra=μr，μr可根据外磁化场强度H由初始磁化曲线算出，将μre、μra和μr代人式(10),(12)和(17)，计算出N, p和g;再将g代人式(18)，算出有效磁导率μre，同时将p代人式(11)，算出平均磁场H十H'xa;再将H十H'xa代人初始磁化曲线，算出平均磁导率μra；重复上述计算，直到μre和μra趋于稳定。一旦有效磁导率μre确定，有效磁感应强度Be也就确定。式(18)描述了铁磁材料有效磁导率μre与矩形槽几何尺寸、铁磁材料内禀磁性质以及铁磁材料中磁路的几何尺寸和外磁化场强度的关系。

3.3 磁隙中磁场和铁磁材料的有效磁导率μre

当矩形槽的深度等于铁磁材料的厚度时，矩形槽变成一磁隙。此时，N=1，代入式(9)得



如果h»b, y=--h/2，按照式(6),磁隙中的磁场



这就是用磁荷理论导出的磁隙中的磁场。将ρml= μ0μreH代人上式，得磁隙中的磁场Hg与外磁化场强度H的关系



即磁隙和铁磁材料中的磁场满足的磁场边界条件。由于磁隙的存在，铁磁材料不能达到在外磁化场强度为H时的磁化状态，有效磁导率μre不能达到在外磁化场强度为H时的内禀磁导率μr。将N=1 和h»b代人式(17)，得g≈1;再将g≈l代人式(18)，得铁磁材料中有一磁隙时铁磁材料的有效磁导率



该式就是熟知的含磁隙磁环的有效磁导率公式。 所以，式(9)和(18)在延伸到磁隙的情形是正确的。




3.4 矩形槽对有效磁导率μre和平均磁导率μra的影响

按照式(18)，有效磁导率μre与矩形槽有关。由于存在矩形槽，铁磁材料中磁路的磁阻增加，因此， 当矩形槽不深时，有效磁导率μre略小于内禀磁导率μr；当矩形槽的深度接近铁磁材料厚度时，有效磁导率μre明显小于内禀磁导率μr，在磁路长度l很小时更加明显。由于矩形槽的磁阻比其周围铁磁材料的大，矩形槽会阻碍磁通。当铁磁材料表面存在矩形槽时，磁通被矩形槽阻碍而转人矩形槽下侧的铁磁材料中，引起该处的磁导率发生变化。按照式(11), 矩形槽下侧的铁磁材料中的平均磁场与矩形槽有关。当矩形槽的深度h较小时，矩形槽下侧的铁磁材料达到磁饱和前，其平均磁导率μra略大于相应外磁化场下的内禀磁导率μr；矩形槽下侧的铁磁材料达到磁饱和后，则略小于相应外磁化场下的内禀磁导率μr。当矩形槽的深度接近铁磁材料的厚度时， 虽然外磁化场低于使铁磁材料达到磁饱和的强度， 矩形槽下侧的铁磁材料已超过磁饱和状态，其平均磁导率μra已大大低于相应外磁化场下的内禀磁导率μr，磁通大量地从铁磁材料中漏出。

按照上述迭代计算有效磁导率μre和平均磁导率μra的方法，对磁路长度1和铁磁材料厚度d分别为110mm和10mm的45钢，假设其表面上有宽度2b=0.13mm的无限长矩形槽，计算不同的矩形槽深度h时有效磁导率μre和平均磁导率μra随外磁化场强度H的变化，图3为其计算结果。图3a--c分别表示矩形槽深度h为0.2、5.0和9. 8mm时，内禀磁导率μr、有效磁导率μre和平均磁导率μra随外磁化场强度H的变化。有效磁导率μre总是小于内禀磁导率μr，且随矩形槽深度h的增加而下降，有效磁导率μre和内禀磁导率μr.的最大值对应的外磁化场强度H相同；与有效磁导率μre相比，平均磁导率μra的最大值与内禀磁导率μr的相同，但对应的外磁化场强度H小，这意味着，矩形槽下方铁磁材料比远离矩形槽区域的铁磁材料更易达到磁饱和，且随矩形槽深度h的增加更加明显。










图2 磁导率随外磁化场的变化

3.5 外磁化场强度H对磁荷密度ρml的影响

在磁偶极子模型中，仅有磁荷密度ρml与外磁化场强度H有关，它随外磁化场强度H的变化可反映漏磁通随外磁化场强度H的变化。对磁路长度1 和铁磁材料厚度d分别为110和10mm的45钢， 假设其表面上有宽度2b═0. 13mm的无限长矩形槽，根据式(9)及上述关于有效磁导率μre、和平均磁导率μra的迭代计算，磁荷密度ρml随外磁化场强度H和有效磁感应强度Be变化(图4)。当矩形槽深度h为铁磁材料厚度d的98%时，磁荷密度ρml基本上正比于有效磁感应强度Be(图4b)；磁荷密度ρml随外磁化场强度H的变化曲线与铁磁材料的B--H曲线相似(图4a)。当矩形槽深度h为铁磁材料厚度d的2%时，磁荷密度ρml近


似正比于外磁化场强度H(图4a)；磁荷密度ρml随有效磁感应强度Be的变化曲线与铁磁材料的H--B曲线相似(图4b)。虽然磁荷密度ρml随外磁化场强度H和有效磁感应强度Be的变化趋势不同，但都受铁磁材料的初始磁化曲线控制。在恒外磁化场强度H和恒有效磁感应强度Be下磁化，漏磁通随矩形槽尺寸的变化是相似的。





图3 磁荷密度随外磁化场和有效磁感应强度的变化

矩形槽会影响铁磁材料的磁化状态，这一影响在铁磁材料中是不均匀的，铁磁材料的初始磁化曲线已不能简单地用于描述铁磁材料的磁化状态，有效磁导率和平均磁导率被引人来描述铁磁材料中不同区域的磁化状态。当平均磁导率超过铁磁材料的最大内察磁导率时，矩形槽下侧的铁磁材料已达到饱和磁化状态，漏磁通会明显增加。对于深矩形槽， 较小的外磁化场就能使矩形槽下侧的铁磁材料达到饱和磁化状态，但对于浅矩形槽，则需要较大的外磁化场。矩形槽下侧的铁磁材料达到饱和磁化，是保证矩形槽检测灵敏度的基本条件。


按照式(18)，内禀磁导率越高，有效磁导率越大，而有效磁感应强度正比于有效磁导率，则有效磁感应强度也越大。在同一外磁化场下，内禀磁导率高的铁磁材料，有效磁感应强度就大，对于深矩形槽，磁荷密度正比于有效磁感应强度，因而，内禀磁导率越高，漏磁通也越大。但是，对于浅矩形槽，由于磁荷密度正比于外磁化场，内禀磁导率对漏磁通的影响就不同于深矩形槽的情形，恒外磁化场磁化时，内禀磁导率对漏磁通的影响很小;恒有效磁感应强度磁化时，内禀磁导率越高，外磁化场越小，因而， 漏磁通越小。因此，选择恒外磁化场或恒有效磁感应强度磁化，其强度的选择取决于铁磁材料的内禀磁性质和需要的检测灵敏度。为使浅缺陷探测达到高灵敏度，应选恒外磁化场磁化；对深缺陷的探测， 不需要很高的灵敏度，可选恒有效磁感应强度磁化。

含表面缺陷的铁磁材料的磁化状态与铁磁材料的内禀磁性质以及铁磁材料中磁路和缺陷的几何尺寸有关；表面缺陷对磁化状态的影响，在铁磁材料中是不均匀的；缺陷下部的铁磁材料达到饱和磁化，是保证缺陷检测灵敏度的基本条件；磁荷密度是铁磁材料的内禀磁性质、外磁化场强度以及铁磁材料中磁路和缺陷几何尺寸的函数，磁荷密度随外磁化场强度和有效磁感应强度的变化趋势不同，但都受铁磁材料的初始磁化曲线控制;磁化条件的选择取决于铁磁材料的内禀磁性质和所需的检测灵敏度，对较深缺陷的检测，可选择恒有效磁感应强度磁化。 4．漏磁检测仪器 4.1 磁化方式

在原理上，漏磁检测和磁粉检测基本相同，但是由于拾取漏磁场的传感器由微小的磁粉变为磁敏器件，使得漏磁检测相对于磁粉探伤又有很大的不同， 例如磁化方式直流磁化(包括永磁体磁化)和交流磁化是两种基本的磁化方式。 当磁化场为直流场时，漏磁场是一个不随时间变化的量，当检测的灵敏度足够时，总能检测到漏磁场的存在，而且从理论上讲重复性较好。直流磁化对电流源的要求较高，激励电流一般为几安培至上百安培，电气设备相对复杂。随着新型高性能稀土永磁材料的出现，人们开始应用稀土永磁材料设计出重量轻、体积小的励磁机构，但另一方面，其磁化强度不可调，并且移动不便。

当磁化场是交变场时，检测的结果和时间有关， 由于缺陷存在的不确定性，使得传感器检测到缺陷的时间是随机的，这就使得对于同样的缺陷，在磁化周期内不同的时间检测得到的结果不相同。这时采用交流50 Hz作为磁化电流不但无法得到缺陷的完整信息，更严重的是使得检测的可靠性变差。所以，对于漏磁检测来说，为了充分采集到缺陷的信号及其频谱，交流磁化的频率一般为1kHz以上。

近年来，随着对漏磁场检测技术的研究不断深入，在交流磁化的基础上，在很多场合使用低频磁化技术。利用低频磁化渗透深度大的特点，可使检测厚度增大。信号提取时只提取相位信号，用于测量工件厚度的变化，可靠性很高。

另一种新发展起来的磁化技术是脉冲磁化。磁化电流是脉冲电流，不论采用那种脉冲（方波或尖脉冲）形式，它们都不是单频波，在其基频附近存在一个频带。或者说，任一脉冲波均可看作是许多单频波的叠加合成。这种磁化技术既可获得充分的磁化效果，又对杂散信号有一定的抑制作用，同时可以缩小磁化装置的体积和重量。 4.2 传感器选择

当前的漏磁检测仪器中，漏磁场检测所用的传感器主要是霍尔器件。其优点是有较宽的响应频带，测量范围大、体积小，对压力容器中缺陷产生的非均匀漏


磁场的测量很合适。温度性能稳定，有利于设备的现场检测。近年来随着半导体技术的发展，霍尔器件的灵敏度也大大提高，使漏磁检测的可靠性和检出力也显著提高。

漏磁信号的提取也可以根据需要采用其他传感器，如电感线圈、磁敏二极管、磁敏电阻等，还可以采用磁带作为中间记录载体，将缺陷信息记录下来，再用一个阵列磁头读取磁带上的信息。

在任何情况下，相邻排列的两个探头之间的距离应该较小，确保探头的探测范围没有间隙。如果为了消除噪声信号而使用了差动线圈探头，那么在排列时应该考虑实际的情况：穿过该列探头的漏磁场可能被扩大到了3-4倍的腐蚀坑直径，而且仅存在沿扫描方向的腐蚀坑直径附近。 在给定的漏磁场中，线圈探头中产生电势信号与磁力线切线方向的速率呈一定的函数关系。线圈和扫描仪前进速度呈数字变化函数关系。因此，在设备设计时应考虑到线圈类型探头的速度敏感性。线圈比一些霍尔效应元件对提离变化更加灵敏。线圈探头的一个独特优势是扫描仪在加速和减速状态下产生的强涡流对其的影响低于对霍尔效应元件探头的影响。 在原理上，霍尔效应元件探头对速度变化具有较低的敏感性，如果用滤波进行信号处理，用以消除低频和高频的伪信号，则要对通过上下限幅器的波段设置一些速度变化的限制条件。当这些装置用于发现漏磁场水平方向分量时，相对来说，它们对上面所提到的涡流信号不敏感，但像线圈探头，对提离变化是相当敏感的。当用于发现漏磁场垂直方向分量时，它们对提离变化不太灵敏，但对涡流信号非常敏感。然而，这种装置的一个优点是在探测器套和测试面间有一个很大的可以调节的空间，从而减少了探测器套的磨损，探测器套也可清除一些表面疵点，如焊接飞溅。 4.3 通道设计

通常采用多通道设计，增加检测传感器的数量， 扩大检测区域，以提高检测效率。

4.4 漏磁信号处理

由于从漏磁场得到的信号相对较小，因此信号需要放大。它们也需要与不想要的噪声区别对待。通过滤波器波段排除低频(涡流)和高频(振动)噪声。所有的残留噪声能被设置的缺陷检测阀值电路计算，或者在探测的动态显示情况下，通过操作者来评估总体的噪声水平。

在漏磁检测中，被检表面的粗糙不平、仪器移动时的振动、工频噪声、空间电磁噪声、电路噪声等都不可避免地干扰检测结果。漏磁检测仪一般都要求采取信号处理手段去除这些噪声的干扰，以获取真实原始漏磁信号的信息。通常使用的方法有差动放大、数字滤波、谱分析和小波分析等。

5．漏磁检测的应用

漏磁检测技术越来越多地应用到各种场合下的铁磁性材料的缺陷检测，国内应用较多的有以下几个方向。 5.1 储罐底板的检测

储罐是油库、港口和石油化工存储液体原料的重要设备之一。罐底板位于储罐的最底层，上表面接触含水的存储介质，下表面与罐基础接触，是储罐腐蚀的主要区域，因此罐底板腐蚀状态定期检测显得特别重要川。漏磁检测技术能对整个储罐底板腐蚀状况作出评价，且检测效率高、劳动强度低。目前国内已有多家


检测单位购买了国外多通道储罐底板腐蚀扫查器，国内也有一些高校和无损检测仪器厂商开发了此类漏磁检测装置。当底板涂层厚度6 mm时，这些仪器可以发现10%板厚的腐蚀坑。 5.1.1扫查表面条件

扫查表面应干净并清除杂物(特别是从储罐顶落下的腐蚀物)。表面粗糙度可能导致振动噪声，扫描时需要设置相对高的阀值(降低了缺陷检出灵敏度)。在具有较薄的塑料覆盖层(大约1mm)表面扫描时也能降低灵敏度。其它不规则部位，如被磨平的焊接飞溅或返修焊缝部位将有很大的伪指示信号。这些信号也需储存，因为漏磁检测(MFL)方法不能区分是扫查表面的腐蚀坑显示还是这些细微部分的显示，但相对材料壁厚50%深的缺陷或更深的缺陷，漏磁检测(MFL)方法对这些具体的表面腐蚀坑具有较高的灵敏度。 5.1.2扫查表面的覆盖层

MFL的一个主要的优点是能在相当厚度的表面覆盖层上扫查并能保持合理的灵敏度。在6.32mm厚的底板上，在玻璃纤维覆盖层厚达6mm的情况下，MFL能够进行检测，能够检出20％壁厚减薄部位。 5.1.3 清洁程度

相对于UT，地板表面的条件对MFL的影响较小，但较厚肋骨标尺能产生伪信号，腐蚀物聚集到磁极能通过探头产生破裂的伪信号。清除表面杂物并用水冲洗表面就足够了。 5.1.4腐蚀坑深度

在距上述条件表面一定距离时，腐蚀坑的深度是影响漏磁信号振幅的一个主要因素。腐蚀坑的体积和形状也能影响该信号的振幅，这将在本文的后面讨论。但在给定的条件下，漏磁场信号的振幅能用来评定壁厚损失的百分比从而减少了需要的复查量。 5.1.5 腐蚀坑体积

在其它地方曾论述了腐蚀坑的体积是影响信号振幅最重要的因素，这是对MFL检出的缺陷结果不能定量的原因。由于这些论点的论述单调，我们决定在真正的腐蚀缺陷上借助技术模型和一些经验性的尝试，深入的研究腐蚀坑的体积和深度对振幅的影响。制作了一系列设定深度和不同体积的腐蚀坑模型。在板厚6.35mm、40%、50%和60%壁厚深的条件下，腐蚀坑的体积和磁感应强度的变化关系曲线如图11所示。它说明了腐蚀坑体积增减时对信号振幅大小的影响。因此建议：对于典型储罐的"锥型"和"湖型"腐蚀坑，单独使用MFL能合理准确的检测出严重的"复合"腐蚀。然而，"柱型"腐蚀坑，例如硫化物(SRB)腐蚀，可能会得到不准确的结果，因为在图11中，"柱型"腐蚀坑的体积对应的曲线部分聚集在一起。

5.1.6 腐蚀坑形状

制作试板时，人们普遍选择机械加工简单形状模拟缺陷，如钻平底孔(借助于超声波试板制作方法)或简单的锥形槽。腐蚀坑的形状对漏磁场的影响是显而易见的。从其剖面看，由于腐蚀坑通常是以某种方式呈"梯形"发展，出于标样目的，我们使用了如图12人工模拟梯形缺陷形状。上述经验所示的经验结果已经被用来校准MFL的应用系统。 5.1.7MFL检出坑状腐蚀可能性

在一定条件下，MFL方法检出缺陷的概率是相当高的。训练有素且尽责的操作者使用维护良好的设备在干净、无坑洼的表面检测时，壁厚至10mm材料、减


薄20%(有时低于10%)能够被准确的检出。在不太干净的表面检测，壁厚至13mm、减薄40%能被检出。在上述条件内，MFL能以0.5m/s的速度扫查，一次扫查宽度150mm至450mm。与UT相比，表面条件对MFL的影响较小，大部分漏磁检测系统很少要求操作者步步跟随操作。 5.2 电站锅炉水冷壁腐蚀检测

低频电磁检测技术（LFET）已经被成功地用来检测隐蔽的腐蚀。如火力发电站的水冷壁内壁腐蚀、石油化工的管道、容器的罐底腐蚀等，以TS--2000低频电磁检测系统为代表的新一代钢管内壁腐蚀检测技术，能够高效、快速的探测或测量钢管的腐蚀减薄。检测系统如图1所示。



图4 TS-2000 多通道系统

TS-2000 系统是目前为止最具创新意义的O.D. 扫描系统和方法，它用于水冷壁、过热器/再热器/省煤器和其他管路或管道系统的检测。选择使用BT-2000 系统，将为客户免除因锅炉管道事故而造成的高额费用。任何锅炉管路或管道系统。它探测和量化铁质或非铁质管道I.D.和O.D.及内部材料的缺陷。系统基于电磁原理,采用一种干式非接触方法。在单一表面上扫描的速度为每分钟10到15英尺(3到4米)。系统速度快、精度高、性能价格比高，且能经受野外考验。而且，系统可以应用到许多不同的领域，如测试韧带、弯头、空间受限的区域和小口径管路。

TS3000型检测仪适用于锅炉水冷壁、过热器、再热器悬吊管等 内、外壁腐蚀的检查，可用来检查和确定因氧点腐蚀、 氢蚀、 腐蚀槽、流体冲刷等造成的壁减和裂纹等缺陷，检测金属厚度 达14mm。 低频电磁检测系统的特点：

 可检测铁磁性材质的管子内壁腐蚀；  无论是弯管或是直管均可检测；  检测速度快可达每秒3m；

 可检测的管道直径为25----102mm；  先进的信号处理系统时实显示；  高分辨率三维（3D）彩色显示；

 重量轻、简单、DSP电子单元/PC控制。




图5 TS3000用于过热器弯管检测



图6 TS2000三维图形

5.3 管材、棒材的检测

钢管和钢棒在出厂时或使用前，需要按一定要求进行无损探伤。对这种结构简单的工件进行大批量自动检测，漏磁检测是最主要的方法之一。检测的缺陷包括裂纹、折叠、冷隔、疏松、夹杂和气孔等， 其检测精度能够测出深度)0. 3 mm的自然缺陷。

5.4 长输和埋地管道的检测

漏磁检测技术被广泛地应用于长输管道、炼油厂、城市埋地管网和海底管线的腐蚀点和焊接缺陷的检测。其检测速度可达50m/min，并能够检出深度为5%钢管壁厚的缺陷[41 5.5 钢丝绳的检测

在游乐场、索道、矿山、建筑等很多场合，钢丝绳是最主要的承载及传送工


具，它的质量对安全具有重要意义。在钢丝绳的无损检测中，漏磁检测方法是唯一在实际中应用的方法，通过检测断丝产生的漏磁场，可以发现钢丝绳表面和内部的断丝、磨损及较长长度的腐蚀情况[s1。据波兰Zawada公司介绍，其MD120B钢丝绳探伤仪能精确测出钢丝绳横截面积0.05%的变化。 3.5 铁轨及车轮的检测

漏磁技术可用于检测火车铁轨和车轮长期运行而产生的高频疲劳裂纹，还可以通过磁特性的测量来确定铁轨、车轮和轮轴的疲劳状态。

现在国内外都制定了漏磁检测管道缺陷的相关标准，在储罐底板的腐蚀监测以及钢丝绳的断丝无损检测方面也在工程中得到了实际的应用，但针对压力容器检测的标准还处于空白阶段，国内针对压力容器所做的现场漏磁检测工作也非常有限。另外，在漏磁检测的灵敏度、对危险性缺陷的检出率等方面，还需要进行大量的试验验证。但随着磁检测传感器技术、励磁技术以及信号处理技术的进步，漏磁检测灵敏度将会大大提高，对缺陷的宽度和深度定量检测精度也会大大提高。

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