[发明专利]适于钢管短盲区横向缺陷高速检测的轴向磁化装置

说明书

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域中的钢管磁性探伤技术，尤其涉及一种适于钢管短盲区横向缺陷检测的轴向磁化装置，其用于钢管轧制线、加工线上的钢管磁性检测。

背景技术

现有的钢管轧制线、加工线上的钢管磁性高速检测设备中，钢管横向缺陷检测部分的轴向磁化装置通常采用双线圈磁化器。用双线圈磁化器对通过的钢管进行轴向磁化以检测钢管壁上的各种横向分布缺陷。钢管在高速通过双线圈磁化装置时，由于对双线圈磁化器内的磁介质和电特性参数影响，导致对钢管端头磁化过程中磁场的扰动，因而存在较长的横向检测盲区，其主要原因如下：

(1)当钢管端头穿过双线圈磁化器的第一个磁化线圈时，由于磁化线圈增加了钢管为铁芯，导致其阻抗增加，在稳压直流电源作用下的磁化电路电流变小，磁化线圈磁场减弱，造成钢管端头磁化不足；

(2)钢管端头穿过位于双线圈磁化器之间的探头阵列，由于第一个磁化线圈的磁场急速变化在探头内的传感器中形成强烈的扰动，淹没钢管端头的横向缺陷信号；

(3)与此同时，钢管端头形成的散射磁场也在探头内的传感器中形成连续强烈的扰动，淹没钢管端头的横向缺陷信号；

(4)钢管端头穿过双线圈磁化器的第二个磁化线圈时，由于磁化线圈增加了钢管为铁芯，导致其阻抗增加，在稳压直流电源作用下的磁化电路电流变小，磁化线圈磁场减弱，造成钢管端头磁化不足；

(5)直到钢管端头全部通过第二个磁化线圈后，磁化线圈阻抗才能恒定，和磁化电路电流逐渐稳定不变，磁场的扰动才结束，结果形成较长距离的端头横向检测盲区。

最新国际标准ISO10893-3《铁磁性无缝钢管和焊管(埋弧焊除外)纵向和横向缺欠的全周向自动漏磁检测》中，都无法规定钢管两端横向检测盲区的大小。实际上，钢管磁性高速检测设备在钢管端头所形成的横向检测盲区长度能达到300-500mm；我国国家标准GB/T25757-2010《钢管自动漏磁检测系统综合性能测试方法》中推荐钢管各端头横向检测盲区为300m。而现有的采用双线圈磁化器的检测设备很难达到国家标准的这一推荐值。

从理论上说，钢管端头横向检测盲区的存在是无法避免的，因此只有尽量缩短实际检测中的盲区，以增加检测的可靠性，从而大大提高钢管的使用安全性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种适于钢管短盲区横向缺陷高速检测的轴向磁化装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：适于钢管短盲区横向缺陷高速检测的轴向磁化装置，包括线圈磁化器和探头，磁化器为单一的磁化线圈；还包括由磁性材料制成的聚磁圆环；聚磁圆环与磁化线圈间隔设定的距离且与磁化线圈同轴；聚磁圆环通过以磁性材料构成的磁路连接到磁化线圈；探头位于磁化线圈与聚磁圆环之间。

作为优选，还包括线圈支架、底板、支持柱，所述线圈支架、底板、支持柱均由磁性材料制成；磁化线圈固定在线圈支架上，聚磁圆环固定在支持柱上端，支持柱下端固定在底板上；线圈支架、底板、支持柱构成由磁化线圈连接到聚磁圆环的磁路。

作为优选，探头靠近聚磁圆环。

作为优选，探头与横向聚磁磁极的距离为50～100mm。

作为优选，磁化线圈的内径设有磁性材料制成的圆环，使磁化线圈成为带铁芯的磁化线圈。

作为优选，聚磁圆环由多层的同心圆环构成，同心圆环由磁性材料制成的板材首尾相接而成，各层同心圆环依各自半径大小由外而内相互嵌入构成一个整体的同心圆环。

作为优选，还包括探头架；探头设置在探头架上；探头架为环形支架，探头在环形支架上沿圆周周向排列，探头所排列的圆周直径与被测钢管直径相适配。

作为优选，探头架包括长探头臂和短探头臂，探头分别安装在长探头臂的前端与短探头臂的前端，长探头臂与短探头臂的后端固定在探头架上并以相互交错形式作阵列式排列。

作为优选，还包括机架、滑槽和导轨，滑槽固定在机架的上部，导轨固定在机架的底部；探头架插入滑槽及导轨构成的空间内；探头架可在滑槽和导轨中抽拉更换。

作为优选，磁性材料为软铁磁性材料。

本发明的工作原理：

1、双线圈磁化器形成较长检测盲区的原理：

双空心线圈磁化器的各自阻抗为Z＝R+jωL，当通过恒定直流，处于稳态时，磁化器的阻抗为Z＝R。当钢管端头高速通过第一个磁化线圈的过渡过程期间，线圈磁化器由空心线圈变为部分铁芯线圈，其的阻抗为Z＝R+jω(L+ΔL)＝R+jωL+jωΔL，它增加了磁化电路的阻抗，使过渡过程期间磁化电路电流减小，线圈磁场减弱，对钢管端头磁化不足，导致缺陷漏检；