ACFM（Alternating current field measurement）交流電磁場檢測技術(shù)是一種新型的無損檢測和診斷技術(shù)，用于檢測金屬構(gòu)件表面和近表面的裂紋缺陷，可以測量裂紋的長度和計算裂紋深度，具有非接觸測量、受工件表面影響小的特點(diǎn)。該檢測技術(shù)在海上設(shè)施的水下無損檢測中愈來愈廣泛的應(yīng)用。

背景

在海洋石油和天然氣裝置的水下結(jié)構(gòu)和海上平臺設(shè)備的檢測中，由于被檢對象和環(huán)境的特殊性，使得常規(guī)檢測方法出現(xiàn)漏判、誤判的概率大大增加，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染，例:在1977 到1998 年間，加拿大發(fā)生了20 起天然氣管道事故，其中9 起泄漏，11 起破裂，均是由應(yīng)力腐蝕裂紋(SCC-StressCorrosionCrack)引起。并且，隨著在役管道結(jié)構(gòu)的繼續(xù)老化，發(fā)生事故的潛在可能性加大。ACFM 技術(shù)就是在這種情況下產(chǎn)生，它由交變電壓降((ACPD-Alternating Current Potential Drop)技術(shù)發(fā)展而來，結(jié)合了ACPD 技術(shù)的無需校準(zhǔn)測量和渦流檢測的無接觸的優(yōu)點(diǎn)，是測量表面裂紋的無損檢測方法之一。

在二十世紀(jì)八十年代后期，ACFM 技術(shù)首先被用于水下結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位焊縫質(zhì)量的檢驗(yàn)以及有表面涂層的金屬結(jié)構(gòu)的檢驗(yàn)，1997 年巴西國家石油公司將ACFM技術(shù)用于海上石油平臺的結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)。隨著對其不用去除涂層而實(shí)現(xiàn)表面疲勞裂紋檢測的價值的認(rèn)可及該技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展和成熟，開始被廣泛地應(yīng)用到石化、核工業(yè)、鋼鐵和鐵路工業(yè)、土木結(jié)構(gòu)比如橋梁檢測、航空航天等領(lǐng)域中。

基本原理

ACFM技術(shù)的理論基礎(chǔ)是電磁感應(yīng)原理，一個通交變電流的特殊線圈（激勵線圈）靠近導(dǎo)體時，交變電流在周圍的空間中產(chǎn)生交變磁場，被測工件（導(dǎo)體）表面的感應(yīng)電流由于集膚效應(yīng)聚集于工件的表面。當(dāng)工件中無缺陷時，感應(yīng)電流線彼此平行，工件表面由于勻強(qiáng)磁場存在；若工件中油缺陷存在，由于電阻率的變化，勢必對電流分布產(chǎn)生影響，電流線在缺陷附近就會產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，工件表面的磁場就會發(fā)生畸變。這個磁場的變化強(qiáng)弱，就能反映出裂紋的尺寸。缺陷對電流及磁場的影響如圖1-4所示。在工件表面產(chǎn)生的電磁場中，ACFM技術(shù)是檢測感應(yīng)磁場來檢測裂紋，因?yàn)榇艌鰸B透率強(qiáng)于電場，衰減慢于電場；其原理法拉第電動勢原理：通電線圈（檢測線圈）切割磁場產(chǎn)生電動勢，檢測此電動勢即可檢測感應(yīng)磁場。