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長輸管道在建設(shè)施工和運行管理過程中，受管材制造缺陷、腐蝕缺陷及內(nèi)外部載荷等因素影響，可能產(chǎn)生裂紋，導(dǎo)致管道出現(xiàn)脆斷、疲勞破壞和腐蝕破壞等失效現(xiàn)象，嚴重影響管道的使用性能和可靠性能。平衡電磁檢測技術(shù)是一種基于交流激勵的檢測手段，在被檢管道表面同時產(chǎn)生交變磁場與渦流場，通過檢測管道表面電磁的變化實現(xiàn)裂紋缺陷的檢測。

該技術(shù)利用空間對稱結(jié)構(gòu)的傳感器進行檢測，激勵線圈與檢測線圈采用彼此正交的排布方式。激勵線圈在交流激勵下產(chǎn)生交變磁場，U形鐵氧體將磁場導(dǎo)至被檢管道表面，在被檢管道表面形成平衡電磁場，檢測結(jié)構(gòu)如下圖所示。

傳感器置于管道表面，交變電流激勵會在管道表面形成變化的磁場，進而形成渦流場。當(dāng)管道表面無缺陷時，與激勵線圈垂直的方向上產(chǎn)生的磁通量不會穿過檢測線圈，整體保持電磁平衡狀態(tài)，傳感器中不產(chǎn)生信號；當(dāng)存在周向裂紋缺陷時，通以交變電流的激勵線圈在管道表面產(chǎn)生的磁通被周向裂紋缺陷阻礙流動，從而擾亂管道表面的空間磁通量，使得一部分磁通穿過檢測線圈，在檢測線圈中產(chǎn)生電信號；當(dāng)存在軸向裂紋缺陷時，管道表面感應(yīng)出的渦流與裂紋缺陷正交，軸向裂紋缺陷阻礙渦流流動從而干擾空間磁場，使得檢測線圈中產(chǎn)生電信號。

由于傳統(tǒng)的交流漏磁檢測與單一的交變電磁檢測均存在一定檢測盲區(qū)。平衡電磁技術(shù)利用單一結(jié)構(gòu)可以在管道表面同時形成交變磁場與渦流場，當(dāng)管道表面存在缺陷時，管道表面的磁感應(yīng)強度與管道表面的感應(yīng)電流密度空間垂直的關(guān)系使得對交流漏磁與交變電磁檢測范圍互相補充，管道表面任意角度裂紋均能有漏磁通或者電流畸變情況發(fā)生。

交流激勵下，裂紋與檢測方向夾角成 0°～90°時，檢測信號以 30°為界限依次經(jīng)歷單一感應(yīng)電流畸變作用、漏磁通與感應(yīng)電流畸變共同作用、單一漏磁通作用3個階段，檢測電壓信號特征在管道裂紋與檢測方向夾角成 30°時為雙峰雙谷，且檢測電壓峰峰值最小，在 0°～30°時為先谷后峰，峰峰值單調(diào)減小，在30°～90°時為先峰后谷，峰峰值單調(diào)增加。管道裂紋與檢測方向夾角成 0°～30°時，峰谷間距由傳感器通過裂紋的相對長度度量，裂紋與檢測方向夾角成 30°～90°時，峰谷間距由傳感器通過裂紋的相對寬度度量，峰谷間距整體呈單調(diào)遞減趨勢；結(jié)合檢測電壓信號的峰谷先后順序、峰峰值與峰谷間距可實現(xiàn)對裂紋角度的定量化分析。