ACFM（Alternating current field measurement）交流電磁場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)是一種新型的無(wú)損檢測(cè)和診斷技術(shù)，用于檢測(cè)金屬構(gòu)件表面和近表面的裂紋缺陷，可以測(cè)量裂紋的長(zhǎng)度和計(jì)算裂紋深度，具有非接觸測(cè)量、受工件表面影響小的特點(diǎn)。該檢測(cè)技術(shù)在海上設(shè)施的水下無(wú)損檢測(cè)中愈來(lái)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(tái)設(shè)備的檢測(cè)中，由于被檢對(duì)象和環(huán)境的特殊性，使得常規(guī)檢測(cè)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(lái)，結(jié)合了ACPD 技術(shù)的無(wú)需校準(zhǔn)測(cè)量和渦流檢測(cè)的無(wú)接觸的優(yōu)點(diǎn)，是測(cè)量表面裂紋的無(wú)損檢測(cè)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(guó)家石油公司將ACFM技術(shù)用于海上石油平臺(tái)的結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)。隨著對(duì)其不用去除涂層而實(shí)現(xiàn)表面疲勞裂紋檢測(cè)的價(jià)值的認(rèn)可及該技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展和成熟，開(kāi)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(cè)、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(gè)通交變電流的特殊線圈（激勵(lì)線圈）靠近導(dǎo)體時(shí)，交變電流在周?chē)目臻g中產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，被測(cè)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(wú)缺陷時(shí)，感應(yīng)電流線彼此平行，工件表面由于勻強(qiáng)磁場(chǎng)存在；若工件中油缺陷存在，由于電阻率的變化，勢(shì)必對(duì)電流分布產(chǎn)生影響，電流線在缺陷附近就會(huì)產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，工件表面的磁場(chǎng)就會(huì)發(fā)生畸變。這個(gè)磁場(chǎng)的變化強(qiáng)弱，就能反映出裂紋的尺寸。缺陷對(duì)電流及磁場(chǎng)的影響如圖1-4所示。在工件表面產(chǎn)生的電磁場(chǎng)中，ACFM技術(shù)是檢測(cè)感應(yīng)磁場(chǎng)來(lái)檢測(cè)裂紋，因?yàn)榇艌?chǎng)滲透率強(qiáng)于電場(chǎng)，衰減慢于電場(chǎng)；其原理法拉第電動(dòng)勢(shì)原理：通電線圈（檢測(cè)線圈）切割磁場(chǎng)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，檢測(cè)此電動(dòng)勢(shì)即可檢測(cè)感應(yīng)磁場(chǎng)。