钢管涡流探伤退磁技术探索.pdf

钢管涡流探伤退磁技术探索 吕 丹 （鞍钢钢铁研究院 辽宁 114009） 摘 要：退磁工序是涡流探伤不可缺少的关键环节。但是在日常生产实施中存在不能达标的一些具 体问题。本文分析了存在问题所在及解决的方式方法，給具体退磁工序提供了有效的可行的方案。 关键词：钢管，直流退磁，交流退磁，涡流探伤 1 引言 涡流探伤机是生产流体管、锅炉系列钢管必不可少的无损检测设备，是保证钢管出 厂产品质量的重要质量检测设备。该设备由涡流探伤仪、操作台、电气控制部分（变频 器、PLC ）、探伤主机、磁饱和装置、前后下压辊装置、交、直流退磁装置等组成。 退磁工序是涡流探伤不可缺少的关键环节。但是在日常生产实施中存在不能达标的 一些具体问题。本文分析了存在问题所在及解决的方式方法，給具体退磁工序提供了有 效的可行的方案。 2 问题的提出 钢管的剩磁源于涡流探伤的磁饱和装置，而磁饱和装置在铁磁材料的涡流探伤中是 必不可少的。在进行穿过式涡流探伤时，钢管经过磁饱和线圈时（直流磁化），由于直 流磁场作用钢管的磁感应强度不断增强，当其达到一定程度时不再上升，这就是铁磁材 料的磁饱和现象（即铁磁材料的磁导率为常数），钢管达到磁饱和状态可以消除磁噪声， 使缺陷信号能够有效的从背景中提取出来，满足信噪比的要求。提高检测的准确性。当 钢管逐渐远离磁饱和装置时，直流磁场逐渐减小为零，但钢管磁场强度并未随之减小为 零，依旧还有磁性，这就是钢管的剩磁。就是说涡流探伤退磁后，钢管还有剩磁存在， 有时还很大甚至超标。 消除剩磁即退磁就是使退磁磁场强度和剩磁磁场强度相匹配。原有的消除剩磁操作 方法是操作人员依据实际经验，根据钢管规格（外径、壁厚）对退磁装置进行调整，感 觉钢管剩磁不大后进行涡流探伤，往往因为退磁装置的调整不够或过盈，致使一些无缝 钢管在经过穿过式涡流探伤后，因剩磁过大，实际使用中给用户造成种种不便和麻烦， 用户因钢管剩磁无法焊接使用，多次提出质量异议。 3 现状分析及解决方法 因钢管国家标准对剩磁没有规定，我们此前没有给予足够的重视，用户提出此类质 量异议后，依据“持续改进，满足顾客日益增长的质量要求”原则，对无缝钢管涡流探伤 剩磁的消除进行攻关。依据涡流探伤原理和钢管剩磁产生和消除的机理开展研究，探讨 如何使退磁磁场强度和剩磁磁场强度相匹配，从而消除剩磁，得出规律并总结出科学的 涡流探伤退磁的操作方法。 目前解决剩磁问题的常用方法一般是：把工件加热到居里点，破坏工件内部磁筹的 有序排列的方法；在存有剩磁的工件加极性相反，数值相等磁场的直流退磁法；使存有 剩磁的工件匀速渐渐远离交变磁场的交流退磁法和把二者结合的交直流退磁法。 ⑴ 加热退磁法：材料加热到居里点以上，破坏其内部磁筹的有序排列，然后在不 存在外界磁场的环境下冷却使剩磁消失，是最有效的方法，但加热相当于对工件进行一 次热处理过程，会改变工件的力学性能和内部金相组织结构，且在工程上也难以实现， 所以对钢管生产企业完全不适用。 ⑵ 直流退磁法：存有剩磁工件加上反向磁场消除剩磁的直流退磁方法，理论上只 要剩磁磁场与退磁磁场极性相反、磁场强度大小一致即可实现，但存在如何使二者匹配 问题。对于不同规格、材质的工件需不同的磁化状态，对应的退磁磁场强度也相应不同， 需对退磁电流进行反复调节，才能使二者匹配；而且对同一批工件，剩磁的大小也有区 别，使用相同的退磁电流也不能完全消除剩磁。 ⑶ 交流退磁法：剩磁工件匀速渐渐远离交变磁场消除剩磁的方法。使其远离退磁 线圈的交变磁场时工件的某一点的磁场幅值逐渐降低，当磁场降低到零时，工件的剩余 磁场也接近于零。但因交变磁场存在“趋肤效应”，退磁磁场在钢管表面最强，随壁厚增 加逐渐降低为零，所以对厚壁钢管无法使剩磁消除干净；另交流退磁存在“速度效应”即 铁磁金属的磁性在从强到弱的周期性磁场变化中，至少需要完成 10 次连续反转，才能 达到良好的退磁效果。但使用工频电退磁时，因钢管传动过快，可能来不及完成 10 次 反转，达不到很好的退磁效果。 ⑷ 交直流两用退磁法：直流退磁方法和交流退磁方法结合就可以避免单独使用一 种方法的弊端，实现退磁目的。只要在磁饱和装置后安装一个电流可调的直流退磁线圈 和和一个固定不可调交流退磁线圈（工频电）就可实现退磁，当