ACFM模拟涂漆层检测应用实验

1.研究背景

随着现代工业对结构安全性和耐久性要求的提高，涂层保护技术被广泛应用。比如，石化储罐涂层下的应力腐蚀裂纹，船舶漆层覆盖的船体焊缝疲劳裂纹，桥梁涂层锈蚀检测。然而，涂层下的金属结构仍可能因应力、腐蚀或疲劳产生缺陷（如裂纹、腐蚀坑等）。传统检测方法（如超声波、磁粉检测）通常需要去除局部涂层，不仅破坏保护层，还增加维护成本和时间。因此，开发非破坏性、高效率的带涂层检测技术成为工业界的迫切需求。

2.交流电磁场检测原理：

交流电磁场检测（简称ACFM）技术工作原理是激励线圈在工件中感应出均匀的交变电流，感应电流在裂纹、腐蚀等缺陷位置产生扰动，电场扰动从而引起空间磁场发生畸变，利用传感器获得空间磁场畸变信号，从而实现缺陷的检测与评估，检测原理图如下所示。

图1 ACFM检测原理示意图

3.ACFM在涂漆层检测优势：

ACFM检测技术能够对被检工件表面、近表面缺陷进行发现及定量，可检测最小缺陷为3mm长×0.5mm深，检测深度根据材质不同可分为3mm（碳钢）、5mm（不锈钢）、6-8mm（铝）。检测时无需去除工件表面漆层，无需打磨，无需耦合剂，节省时间和成本，适用于适用于复杂形状（焊缝、曲面）和恶劣环境（潮湿、高温），可以快速、经济地进行大面积连续检测。

4.检测仪器及使用探头：

检测设备采用国产LKACFM-X1型交流电磁场检测仪，ACFM检测仪如图2左所示，检测探头为专用笔式探头，如图2右所示，由雷莫线与仪器相连。

图2 ACFM检测仪（左）和笔式高温平面探头（右）

5.检测结果：

（1）首先直接接触被检工件进行检测，检测工件及检测结果如图3所示。

图3直接接触扫查（左）和信号图（右）

从信号图可以明显看到Bx的波谷特征，Bz有波峰和波谷，蝶形图闭合成圆形。

（2）由于是在实验室进行检测，没有带涂漆层试块，因此用纸张和垫板来模拟涂漆层进行实验，模拟2mm涂层检测结果如下图所示。

图4模拟2mm涂层扫查（左）和信号图（右）

从信号图来看，2mm涂层对ACFM检测结果影响不大，缺陷显示都比较明显。

（3）模拟5mm涂层检测结果如下图所示。

图5模拟5mm涂层扫查（左）和信号图（右）

从信号图来看，5mm涂层同样有比较明显的缺陷显示，但是可以看出缺陷信号产生了一定的影响。

结论：从检测结果来看，模拟5mm涂层检测可以得到明显的缺陷信号，但是随着模拟涂层厚度的增加，缺陷信号的显示会受到一定的影响，但不影响发现缺陷。