交流电磁场测量检测技术在不同材质检测能力研究

摘要：交流电磁场测量检测技术是当前较为先进的无损检测技术，在石油化工、海洋等无损检测中应用广泛，且检测效果良好。在利用该技术对试件检测过程中，能够感应出试件的交变电流、磁场变化，从而对缺陷准确判定。为促进试件质量的提升，相关人员应灵活运用此技术。本文主要围绕交流电磁场测量检测技术，着重分析其在金属材质和非金属材质中的检测能力。

关键词：交流电磁场测量检测技术；不同材质；检测能力

引言

石油作为国家重要的能源以及工业原料，在运输过程中，对管道等器件的依赖性强，需要始终保持稳定。因此，在石油工业研究中，无损检测技术一直是研究的重点。交流电磁场测量检测技术具有灵敏度高、效率高、成本低的特点，若能合理应用到不同材质的检测中，可以提升检测的精准度，降低检测工作的强度，也能及时发现潜在问题并处理。故而，相关人员应该加强该技术的研究和运用。

1交流电磁场测量检测技术的原理与应用优势

交流电磁场检测（简称ACFM）技术是一种新型的电磁无损检测技术，是近年来无损检测技术领域所取得的重要技术进展。该技术在应用期间，能在相同的激励条件下，对不同材料试件表面的电磁场进行分析，通过建立检测模型，提取试件表面各向的磁感应强度。通过对该技术的分析，其对探头和被检工件间的距离敏感度低，探头不需要和被检工件直接接触，和被检工件表面距离最大达到10mm，能够将工件的涂层穿透。相比于其他检测技术，该技术检测前部需要将被检工件表面的涂层清除，有效节约清理表面涂层的时间和费用[1]。

在利用交流电磁场测量检测技术检测时，无须开展试块校验工作，有准确的理论依据和数学模型支撑，可以对缺陷直接定量检测[2]。检测系统是由主机和探头组成，体积小，携带方便，不需要任何耗材、介质以及耦合剂，能在短时间内扫描，将退磁、表面清理等环节省去，使检测人员的劳动强度减轻，促进检测效率的提高。

2交流电磁场测量检测技术在不同材质检测能力

2.1 交流电磁场测量检测技术在金属材质中的检测能力

针对金属材质，在利用交流电磁场测量检测技术时，主要侧重铁磁性材料和非铁磁性导电材料的检测。

（1）铁磁性材料的检测。此类材料主要包括低合金钢、碳钢等。在对这类材料检测期间，可以进行表面以及近表面的缺陷检测，且能准确计算出缺陷的长度和深度，穿透涂层的检测能力强，不需要对被检工件的表面进行清理。以碳钢为例，利用交流电磁场测量检测技术，检测的深度达到3mm。诸如：在对某碳钢材质常压储罐的焊缝表面缺陷检测中，温度在20℃～40℃，可以借助该技术在储罐正常运行的情况下直接检测，不必打磨储罐外表防护漆，只需要将保温层去掉。此方法的检测速度快，能够同时检测出多种缺陷。

（2）非铁磁性导电材料的检测。此类材料主要包括不锈钢、铝、铜等材料。利用交流电磁场测量检测技术对此类材质的工件进行检测，同样可以获得不错的效果[3]。利用该技术铝材质的工件检测时，检测的深度在10mm左右，不锈钢的深度在5mm左右。诸如：在对某不锈钢裂化装置检测期间，首先运用此技术从背面进行检测，确定缺陷的类型。本次检测到的缺陷类型为开口缺陷，经过缺陷时，Bx信号出现波谷特征，Bz信号出现峰谷特征，同时蝶形图具有闭环特征，缺陷尺寸测量为：缺陷1：长度10.03mm，深度1.05mm；缺陷2：长度10.06mm，深度3.02mm；缺陷3：长度10.04mm，深度5.03mm，深度误差在10%以内，长度误差取决于编码器精度。从正面进行检测，缺陷类型为埋深缺陷。结合实践来看，此技术的检测结果准确，效率高，误差小。

2.2 交流电磁场测量检测技术在非金属材质中的检测能力

在非金属材质检测中，交流电磁场测量检测技术主要适用于非导电涂层覆盖的金属材料和非金属复合材料。

（1）非导电涂层覆盖的金属材料。相比于磁粉检测、渗透检测、涡流检测技术，交流电磁场测量检测技术最显著的优势便是能穿透涂层检测，且穿透力强，检测期间不需要将涂层去除，允许有不超过10mm的不导电涂层，包括喷涂层、油漆层等。并且，在检测期间，可以随时记录检测的过程、参数、曲线、扫描图形等，允许使用阵列成像探头。需要注意的是，在检测过程中，应该均匀、缓慢地进行检测，确保检测的可靠性。针对被检工件的裂纹位置，应该着重检测，将其他干扰因素排除，提升数据信息的精准性，为后续维修处理提供真实依据。

（2）非金属复合材料。针对此类材料，虽然能使用交流电磁场测量检测技术检测，但是检测能力偏低。该技术在应用过程中，主要是将电磁感应作为基础，然而与金属材料相比，复合材料的电磁特性较为特殊，对电磁波的反射性强，并且随着铺层次数的增加，透波系数下降，吸波系数会持续上升，因此很难产生有效的电磁感应信号。

3交流电磁场测量检测技术在不同材质检测中能力提升的对策

3.1 深入了解交流电磁场测量检测技术原理

交流电磁场测量检测技术作为先进的无损检测技术，可以对被检工件的畸变情况准确测量，精准识别材料内部的缺陷，诸如裂纹、腐蚀等。为保证不同类型的缺陷能得到快速、有效识别，相关人员应该对交流电磁场测量检测技术原理、特点全面了解和分析，明确信号传播、电场分布等主要因素。同时，对不同频率以及电压下的技术响应特性深入探索，知晓如何依照响应特性区分各类型缺陷

3.2 增强复杂环境下的技术检测能力

在面对高温、高压、腐蚀等复杂环境时，传统检测方法很难满足检测要求，面临的挑战较多，检测精度低。对此，在对交流电磁场测量检测技术应用过程中，应该对复杂环境下的检测能力不断增强，不断优化算法，注重先进设备的引进，提高检测水平和能力。比如：采取改进探头设计、选用先进材料的方式，促进技术耐腐蚀、耐高温性能的提高。

3.3 提高数据处理和分析能力

在利用交流电磁场测量检测技术对不同材质检测时，数据处理及分析至关重要。因此，在后续研究中，还要加强信号处理技术的运用，灵活运用滤波、去噪等方法，保证信号的精准度、信噪比能提升。同时，强化先进图像处理和模式识别技术的应用，将深度学习、机器视觉等方法融合到数据处理中，提高缺陷的识别准确性、效率。此外，以处理好的数据为依据，对缺陷的严重程度、发展规律、趋势等自动评估，使检测结果更为准确。

结束语

综合而言，交流电磁场测量检测技术在应用过程中，可以借助磁感应元件获取缺陷的漏磁信号，并在计算机的辅助下识别、分析缺陷信号，将人为检测干扰、失误等问题减少，促进检测仪器可靠性、一致性的提升。现阶段，该技术在碳钢、不锈钢、铝等材质检测中应用广泛，检测精度高，效率快，消耗的材料少，能够快速完成缺陷信号存储、回放。因此，为保证不同材质的缺陷能被及时发现，相关人员应该注重交流电磁场测量检测技术的运用，针对石油、石化装备特点制定ACFM检测技术的标准体系。

参考文献：

[1]汪磊，吕圣，陈坡，等.基于阵列涡流及交流电磁场检测技术的压力容器应力腐蚀裂纹检测[J].无损检测，2024，46（10）：13-19.

[2]项小强，赵岩，聂向晖，等.基于交流电磁场的支管角焊缝表面缺陷检测系统[J].无损检测，2024，46（08）：77-82.

[3]付双成，余冰锋，辛佳兴，等.基于偏置交流电磁场检测的管道裂纹内检测方法[J].油气储运，2024，43（11）：1260-1268.