随着现代工业技术的快速发展,铁磁性材料在能源运输、航空航天等领域得到了广泛的应用。铁磁性材料在使用过程中,由于其特殊的工作环境如管道内运输介质的腐蚀、钢轨长期运行磨损等都极易使其机械强度和运行寿命下降,定期进行在线无损检测对其安全运行具有重要意义。漏磁检测技术作为一种支持铁磁性材料缺陷损伤在线无损检测的方法,不仅可检缺陷类型众多,同时可判断缺陷几何形态,具有适用性强、自动化程度高等优点,在许多领域中得到了广泛应用。近年来漏磁检测技术发展的越来越快,对检测速度提出了更高的要求和需求,但检测速度的提升将产生更复杂的电磁现象,影响着缺陷在线检测能力,更高的检测速度时甚至无法有效检测到缺陷信号,因此有必要对高速漏磁检测中信号的影响因素和影响规律进行研究,进而寻求消除这一影响的方法,提高漏磁检测技术的适应性和不同速度下检测信号评价的一致性。论文针对漏磁检测技术中速度效应的相关问题,开展了理论分析、仿真计算、实验研究等大量的工作。漏磁检测技术应用的前提是利用外磁场对被测材料进行饱和磁化,材料的磁化状态决定了漏磁检测技术的应用效果。本文从材料微观磁化理论和宏观电磁理论出发,对速度效应的影响进行了分析,基于麦克斯韦方程组建立动态磁场数学模型;通过有限元分析方法研究了被测管道在动态磁化耦合过程中的缺陷信号特征,对永磁和直流励磁方式下的管道内、外在线检测过程中缺陷信号特征及影响规律进行了深入研究,搭建了高速漏磁检测实验平台,通过开展不同励磁方式下的管道检测实验,对理论研究结果进行了验证;采用方波激励模拟外磁场瞬变情况,对管壁内部饱和磁场的建立过程、变化规律、影响因素进行了研究;提出了一种高速漏磁检测方法,抑制速度效应影响,对该方法的可行性和有效性进行了验证。论文首先以物质磁化特性和宏观电磁学理论为出发点,结合磁场特性和磁场边界条件对铁磁性材料缺陷漏磁场的产生机理进行了分析,研究了缺陷漏磁场的解析方法和有限元数值分析方法的特点,从材料特性和涡流分布两方面对在线检测过程中速度效应的影响进行了分析,基于麦克斯韦方程组和伽利略变换,建立了以磁化器和被测构件为不同参考系下的动态磁场数学模型,阐明了在线检测过程中不同检测形式时被测构件内涡流的产生机理。论文对永磁励磁的管道漏磁内检测速度效应的影响规律进行了研究,通过理论分析、仿真和实验相互验证的方式,研究了管道漏磁内检测过程中管壁内涡流分布特点,分析了涡流磁场对管道内外壁磁化状态及缺陷检测信号特征的影响规律;研究结果表明相同材质的管道其管壁内涡流分布主要与检测速度和磁场径向分量有关,检测速度增大,检测传感器位置处涡流值增大;涡流磁场在内壁表面与原磁场同向,在外壁表面与原磁场反向,饱和磁化状态下,缺陷对涡流的扰动作用是缺陷检测信号减小的主要影响因素,给出了检测速度与缺陷信号的关系及不同尺寸缺陷对涡流扰动的影响规律。论文对直流线圈励磁的管道漏磁外检测速度效应的影响规律进行了研究,首先对线圈磁场沿轴向和径向方向的分布规律进行计算分析,得到了被测管道与线圈磁场耦合作用特性;结合欧姆定律,建立了管壁内涡流分布理论模型,对比研究了检测速度、管道材质、线圈尺寸等对涡流分布影响规律及涡流磁场对管壁磁化状态的影响规律;通过研究不同检测速度时管壁磁场分布特点,发现了高速时管道内壁磁场的偏移特性,提出了一种提高高速检测时管道内壁缺陷信号检测能力的方法;设计开发了高速漏磁检测系统,检测速度可实现0.2m/s-12m/s范围内调节,满足不同速度下的实验需求,利用该系统对不同运行速度状态下缺陷信号特点进行了实验研究,验证了理论分析和方法的正确性。在线检测过程中管壁内磁场建立过程与磁化时间密切相关,基于Dodd-Deeds模型推导建立了管道磁场响应模型,采用方波激励模拟外磁场瞬变情况,利用该模型计算分析了外磁场瞬变时管壁磁场的建立过程和变化规律;利用有限元方法验证了模型的正确性,同时分析了磁场强度和管道材质等对管道磁化滞后时间的影响,研究了磁化滞后时间对高速检测时缺陷信号的影响规律;研究结果表明,外磁场瞬变时,管壁磁场对外磁场的响应存在滞后现象,影响着高速时管壁磁场建立和缺陷检测效果,提高外磁场强度,可加快建立管壁饱和磁场,减弱磁化滞后时间对管壁磁化状态的影响,提升缺陷漏磁场信号强度和缺陷检测能力。从抑制涡流效应产生和磁化滞后时间影响的角度出发,提出了一种基于多级磁化的高速漏磁检测方法。该方法通过线圈磁场的叠加耦合作用令被测管壁内轴向磁场强度提升、稳态区域增大,采用理论和仿真分析相结合的形式分析了该方法的可行性,设计了多级磁化高速漏磁检测实验平台,对该方法有效性进行了实验验证;在本文实验环境下,当采用单线圈磁化,检测速度为5m/s时,无法检测到管道内壁缺陷信号,随着线圈磁场叠加耦合性能的增加,缺陷信号强度增加,可检测到缺陷信号的极限速度增大,当采用三级磁化线圈时,检测速度为12m/s时信号仍能清晰可辨,该方法可有效提高不同检测速度时信号分析的一致性,研究结果表明了所提方法的可行性和有效性。