在不銹鋼管漏磁無(wú)損檢測(cè)中,往往沒有去考慮鐵磁性構(gòu)件運(yùn)動(dòng)速度對(duì)漏磁場(chǎng)形成的影響。但隨著檢測(cè)速度的不斷提高,高速運(yùn)動(dòng)對(duì)檢測(cè)機(jī)理和檢測(cè)性能的影響將會(huì)表現(xiàn)出來(lái),除了不銹鋼管中存在的渦流效應(yīng),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(shí)間;在高速漏磁檢測(cè)中,這一建立時(shí)間雖然非常短,但影響重大。磁感應(yīng)強(qiáng)度(或磁化強(qiáng)度)隨磁場(chǎng)變化的延遲現(xiàn)象稱為磁后效現(xiàn)象。如圖5-41所示,當(dāng)外磁場(chǎng)從0突然階躍變化到時(shí),磁性材料的磁感應(yīng)強(qiáng)度并不是立即全部達(dá)到穩(wěn)定值Bm,而是一部分瞬時(shí)到達(dá)B2另一部分緩慢趨近穩(wěn)定值。
磁化強(qiáng)度逐漸達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的時(shí)間稱為磁化弛豫時(shí)間,這一過程稱為磁化弛豫過程。單弛豫時(shí)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(shí)刻的磁感應(yīng)強(qiáng)度;B2為瞬時(shí)達(dá)到的那部分磁感應(yīng)強(qiáng)度;Bm為穩(wěn)定后的磁感應(yīng)強(qiáng)度,τ為弛豫時(shí)間參量。
當(dāng)鐵磁體被磁化時(shí),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(jià)電子也在離子之間擴(kuò)散,但這種擴(kuò)散不是和磁場(chǎng)的變化同時(shí)完成的,在時(shí)間上有一定的滯后性。根據(jù)一般電子或離子擴(kuò)散理論,電子或離子的擴(kuò)散是具有一定弛豫時(shí)間的,弛豫時(shí)間τ為
由式(5-15)可知,升高溫度會(huì)使弛豫時(shí)間減少,但在實(shí)際檢測(cè)過程中不可行。
在不銹鋼管進(jìn)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(dòng)、價(jià)電子在離子之間的擴(kuò)散。這三種過程都會(huì)有一定的阻尼,不銹鋼管中磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化不能瞬間完成。磁疇壁位移的阻力主要來(lái)自材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不均勻,如內(nèi)應(yīng)力的不均勻和雜質(zhì)空洞分布的不均勻。對(duì)于磁化矢量的轉(zhuǎn)動(dòng),由于其在外磁場(chǎng)作用下完成,故需考慮靜磁能。磁矩轉(zhuǎn)動(dòng)是在晶格上進(jìn)行的,所以又要考慮晶格各向異性能,如果物質(zhì)中有應(yīng)力,就會(huì)產(chǎn)生另一種各向異性能,同樣會(huì)對(duì)晶格轉(zhuǎn)動(dòng)起阻礙作用。因此,弛豫時(shí)間受多種因素的影響,目前還沒有直接的理論計(jì)算方法。
在不銹鋼管漏磁檢測(cè)中,隨著磁化器與被測(cè)構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的提高,磁后效現(xiàn)象的影響不能忽略。可以采用加長(zhǎng)沿磁化場(chǎng)方向上的磁化器長(zhǎng)度來(lái)減小這一影響,但對(duì)具有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的循環(huán)磁化過程,磁后效現(xiàn)象將會(huì)直接影響漏磁檢測(cè)的靈敏度,并且難以消除。
為此,在理論上和試驗(yàn)中,一方面尋求不銹鋼管磁化弛豫時(shí)間的計(jì)算和測(cè)量方法,將有利于精確評(píng)價(jià)磁后效的影響程度;另一方面,尋求新的漏磁檢測(cè)方法來(lái)消除磁后效影響,將是高速或超高速漏磁檢測(cè)需要研究的問題。對(duì)此,在研制高速漏磁檢測(cè)設(shè)備時(shí),應(yīng)盡可能地去探索如何減少或者避免磁后效現(xiàn)象。