ACFM技术对于不同方向检测能力验证

1.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

2.ACFM方向检测能力：

ACFM检测技术可用于所有导电材料表面及近表面检测：

对于铁磁性材质：一次扫查可进行任意方向缺陷检测；

对于非铁磁性材质：如果缺陷方向正好与扫查方向垂直（即与感应电流方向平行），则无法产生缺陷信号，其余方向缺陷均可检测。

3.检测仪器及使用探头：

检测设备采用国产LKACFMX2型交流电磁场检测仪，ACFM检测仪如图2左所示，检测探头为常规标准探头，如图2右所示，由雷莫线与仪器相连。

检测工件分别选用了铁磁性材料工件（碳钢试件）和非铁磁性材料工件（铝试件），检测工件如图3所示，对每个工件各进行2次扫查，扫查方向为与缺陷方向平行和与缺陷方向垂直，扫查方向如图4所示。

图2 ACFMX2检测仪和常规标准探头

图3 碳钢试件（左）和铝试件（右）

图4 与缺陷方向平行扫查（左）和与缺陷方向垂直扫查（右）

4.验证结果：

（1）探头扫查方向与缺陷方向平行，检测结果如图5所示。

图5碳钢件平行检测结果（左）和铝件平行检测结果（右）

从上图可以明显看到两个试件的Bx有波谷特征，Bz有波峰和波谷，蝶形图闭合成圆形。

（2）探头扫查方向与缺陷方向有一定夹角，检测结果如图6所示。

图6 碳钢件检测结果（左）和铝件检测结果（右）

从上图可以看到两个试件都有缺陷信号特征，但相对于平行扫查信号来说，Bz信号峰值信号明显，谷值信号弱，且蝶形图画半圆图。

（3）探头扫查方向与缺陷方向垂直，检测结果如图7所示。

图7 碳钢件垂直检测结果（左）和铝件垂直检测结果（右）

从上图来看，碳钢件垂直扫查有明显的缺陷报告，与平行扫查信号不同的是Bx信号是波峰信号，且蝶形图是向上画圆，Bz信号与平行扫查信号相同；铝件垂直扫查没有缺陷信号显示，表明非铁磁性材料与缺陷方向垂直扫查时无法检测缺陷。

5.结论：

对于铁磁性材质：一次扫查可进行任意方向缺陷检测，并且与扫查方向平行和垂直的缺陷信号显示不同，可以判断缺陷是否与扫查方向垂直；

对于非铁磁性材质：如果缺陷方向正好与扫查方向垂直（即与感应电流方向平行），则无法产生缺陷信号，其余方向缺陷均可检测。