基于可调励磁的涂层管道弱磁检测方法研究及其在无损评估中的应用

本文提出一种基于可调励磁的弱磁检测方法（Weak Magnetic Detection），用于带涂层管道的无损检测（NDT）。研究通过Jiles-Atherton（J-A）磁机械耦合模型确定最佳应力敏感励磁场为600 A·m?1，结合电磁-机械多物理场耦合仿真与实验验证，揭示励磁可显著增强磁信号强度并提升缺陷检测灵敏度，为涂层管道在役检测提供重要理论与技术支撑。

　　

Highlight

基于J-A磁机械耦合模型，研究确定了600 A·m^?1为最优应力敏感励磁场。通过电磁-机械多场耦合仿真，系统分析了励磁场中磁信号的变化规律。为实现最佳励磁效果，需根据涂层厚度按二次关系调节励磁电流。引入两个特征参数定量评估励磁场对弱磁信号的影响，发现励磁场下的特征参数S_t较地磁场提升约20倍。进一步探讨了缺陷尺寸、载荷大小及涂层厚度对磁信号的影响模式。20#钢试件的弱磁检测实验结果与仿真高度吻合，表明励磁场可有效增强磁信号强度并提升缺陷检测灵敏度。本研究为可调弱磁励磁方法在涂层管道检测中的应用奠定了理论基础。

Conclusion

本文提出了一种用于涂层管道检测的可调励磁弱磁检测方法，通过多物理场耦合仿真与实验研究，得出以下结论：

（1）应力敏感的最优励磁场为600 A·m^?1。为实现有效磁化，励磁电流需随涂层厚度按二次关系调节。

（2）弱磁励磁可显著增强磁信号强度，提升缺陷检测灵敏度与信噪比。

（3）缺陷尺寸、载荷与涂层厚度均对磁信号产生规律性影响，其中涂层厚度对信号衰减影响尤为显著。

本研究为涂层管道的在役无损检测提供了新方法与理论依据。