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钢管退磁装置及调节方法

2019-11-18 10:17:38 asycn

1 钢管探伤磁化方法

钢管自动化电磁探伤的磁化方法一般分为:纵向磁化、周向磁化和复合磁化三种。


1.1 纵向磁化


纵向磁化原理如图1所示。由于钢管的形状比较规则,钢管自动化电磁探伤的纵向磁化都是通过线圈的方法实现的。如穿过式涡流、漏磁的横向缺陷的检测、磁粉的横向缺陷的检测等。为了探测钢材距表层更深的缺陷,降低钢材磁导率对探伤的影响从而获得较好的信噪比,一般磁饱和装置都是使用直流对钢管进行磁化。这种磁化的磁力线沿钢管的长度方向从一端流向另一端,再从空气中返回形成闭合的回路。因此,纵向磁化由于磁力线在空气中泄露,在钢管的两端会留下十几高斯到几十高斯的剩磁。





图1  钢管的纵向磁化


1.2 周向磁化


钢管的周向磁化主要应用在漏磁探伤和磁粉探伤技术上,都是使用的直流电。其原理是钢管两侧分别装有一个线圈,用磁极靴或导磁板将磁力线导入钢管中对钢管进行磁化。磁极靴或导磁板形成N、S极,磁力线从N极流向S极(如图2所示),形成闭合环路。周向磁化方法因磁力线包容在钢管的整个壁厚内,磁力线没有在空气中泄露,因此钢管两端不显磁性或弱磁性。实际探伤时不需要对钢管进行退磁。





图2  钢管的周向磁化


1.3 复合磁化


复合磁化一般应用在钢管的磁粉探伤技术上。两端的交流线圈纵向磁化+中间磁极板周向磁化,在钢管上形成合成磁场对钢管进行表面缺陷的检测。由于交流纵向磁化剩磁微弱,周向磁化磁力线被钢管壁厚所包容,钢管探伤后剩磁只有几高斯。因此这种磁化探伤不需要对钢管进行退磁。





2 剩磁的危害


a) 钢管剩磁会给装备上的测量仪表带来较大的误差,影响设备的正常运行;


b) 钢管剩磁对焊接造成偏弧,难以保证对接焊缝的质量;


c) 钢管剩磁在机械加工时粘刀,难以保证机加工的精度及光洁度;


d) 钢管剩磁在阀门处容易吸附杂质使管路堵塞,造成设备爆裂事故等。


因此,钢管的剩磁必须进行去除处理。


3 退磁装置

综上所述,主要的退磁对象是带有纵向磁化功能并在钢管上留下较大剩磁的探伤技术上,原则上使用什么电流对钢管磁化,就用什么电流对钢管进行退磁。在线自动化探伤设备分为以下三种退磁方法:


3.1 涡流探伤直流+交流退磁装置


如图3所示。由直流磁饱和装置(右1)、反向直流退磁(中)和大功率交流辅助退磁装置(左1)以及磁化退磁电源组成。





图3 涡流探伤退磁系统


3.2 空载直流+交流退磁装置


如图4所示。由直流感应线圈(左1)、反向直流退磁(中)和大功率交流辅助退磁装置(右1)以及退磁电源组成,此装置主要是对已下线并带有较高剩磁的钢管,直流感应线圈是对来料未知极性的磁场进行顺磁,然后再进行反向直流退磁。





图4 空载退磁装置


3.3直流退磁装置


如图5所示。该退磁技术在进口的漏磁探伤设备上使用较多,当钢管纵向磁化后,退磁电流由软件控制,分别对钢管头尾N、S磁场加反向电流形成S、N磁场进行退磁,这种方法对壁厚15mm以下的钢管退磁能获得较好的效果,最大的缺点就是厚壁钢管总有一头的剩磁达不到退磁要求(增加大功率交流辅助退磁效果较好)。





图5 直流退磁装置



4 调节退磁的操作方法


调节退磁达到退磁效果是一件非常繁琐的工作,操作人员在实际应用中无章法可寻。盲目地调节费时费工达不到最佳的退磁效果。如果摸索出退磁的规律有目标性并快捷地调节退磁电流是广大操作人员非常关心和感兴趣的事情。实际上,以上三种退磁装置的操作大同小异。下面就本人在空载退磁装置上对钢管进行退磁的一点实际操作经验作一简单介绍,希望广大同仁批评指正。



所需工具:a)空载退磁装置一套;


 b)50GS量程的高斯表一只,如图6所示;


 c)带有25GS剩磁的168x40mm钢管一根,如图7所示。





图6 高斯表





图7 168x40mm钢管


第一步:给定磁化线圈电流3A左右(先讲来料带有剩磁的钢管顺磁,便于反向退磁识别),关掉反向直流退磁线圈的电源(交流线圈直接插入380V电源不用管它)。将钢管通过磁化系统钢管头部离开交流线圈2米的位置,用高斯表测量钢管头部磁场的方向,高斯表指针会向正或负方向偏转。此次试验磁场是负向偏转(超过-50GS);


第二步:退回钢管,开启反向直流退磁线圈电源,按磁饱和电流的0.8倍给定退磁电流2.4A,将钢管再次通过退磁系统钢管头部离开交流线圈2米的位置,用高斯表测量钢管头部磁场的方向(此时钢管头部已退磁至-5高斯),高斯表指针任然是负向;将钢管全部通过退磁系统,钢管尾端离开交流线圈2米,测量钢管尾端的剩磁为+15GS。


分析:此时钢管退磁后头部的磁场指针偏转与磁饱和磁化后磁场指针偏转方向一致,都是向负方向偏转,且钢管尾部剩磁高达+15GS,说明给定的反向直流退磁电流不够,需要对退磁后钢管头尾的剩磁继续调整,此时只需将反向退磁电流进行微调即可。


第三步:将钢管全部退回后,把反向直流退磁电流增加0.1A,即2.5A,再次将钢管全部通过退磁系统测量钢管头尾剩磁,头部+5GS,尾部-7GS,达到最佳退磁效果,退磁调节即完成。


5 结语


根据钢管磁化和退磁后磁场极性的变化有针对性地调节退磁装置,既快捷又省工省时,从而避免盲目地操作。实际应用中经常遇到钢管头部剩磁退至零,尾部还有十几高斯和钢管头部剩磁十几高斯尾部为零的情况,这时只需将反向直流退磁电流调小0.1—0.3A或增加0.1—0.3A即可。掌握了钢管电磁探伤的磁化方法,摸索出退磁的规律才能将钢材退磁技术应用最佳,达到较好的退磁效果。