在追求高效與精準(zhǔn)的工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域，一項(xiàng)被稱為ACFM的技術(shù)正悄然改變著傳統(tǒng)作業(yè)模式，為眾多行業(yè)帶來(lái)前所未有的便捷與可靠。

傳統(tǒng)的工業(yè)檢測(cè)中，除漆和打磨往往是不可或缺的前處理步驟，這一過(guò)程不僅耗時(shí)耗力，還會(huì)對(duì)設(shè)備造成一定的損傷。有沒有一種技術(shù)能夠在不除漆、不打磨的情況下，精準(zhǔn)檢測(cè)出金屬表面的缺陷呢？

這就是我們今天要介紹的交流電磁場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)——ACFM技術(shù)，一項(xiàng)正在蓬勃發(fā)展的工業(yè)無(wú)損檢測(cè)新技術(shù)。

01什么是ACFM技術(shù)？

ACFM技術(shù)基于電磁感應(yīng)原理，其核心思想是在被測(cè)導(dǎo)體表面施加均勻的交流電流（通常頻率在1-10kHz），電流在遇到缺陷（如裂紋）時(shí)會(huì)發(fā)生畸變，從而在缺陷周圍產(chǎn)生可測(cè)量的磁場(chǎng)擾動(dòng)，如圖1所示。正常裂紋信號(hào)如圖2所示。

1-電流在裂紋兩端聚集時(shí)，Bx出現(xiàn)凸起；2-電流在裂紋尖端順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，Bz出現(xiàn)波峰；3-電流從裂紋底部終過(guò)時(shí)，Bx出現(xiàn)波谷；4-電流在裂紋尖端逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，Bz出現(xiàn)波谷；5-缺陷；6-待檢工件；7-傳感器；8-激勵(lì)線圈。

圖1 ACFM檢測(cè)原理示意圖

圖2 ACFM正常裂紋信號(hào)

02 ACFM的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

ACFM技術(shù)之所以能在工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域快速推廣，主要得益于其以下幾方面的突出優(yōu)勢(shì)：

（1）無(wú)需表面處理：這是ACFM技術(shù)最引人注目的特點(diǎn)。它能夠穿透數(shù)毫米厚的非導(dǎo)電涂層進(jìn)行檢測(cè)，省去了繁瑣的除漆、打磨工序，極大縮短了檢測(cè)時(shí)間，降低了檢測(cè)成本。以儲(chǔ)罐檢測(cè)為例，傳統(tǒng)方法需要先搭建腳手架，再對(duì)檢測(cè)區(qū)域進(jìn)行徹底打磨，僅準(zhǔn)備工作就需數(shù)天時(shí)間。而使用ACFM技術(shù)，檢測(cè)人員可以直接在涂層上進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)效率提高3倍以上。

（2）精確量化缺陷：與傳統(tǒng)檢測(cè)方法僅能提供定性結(jié)果不同，ACFM技術(shù)能夠精確測(cè)量缺陷的長(zhǎng)度和深度，為結(jié)構(gòu)完整性評(píng)估提供可靠的數(shù)據(jù)支持。實(shí)際應(yīng)用表明，ACFM技術(shù)對(duì)表面裂紋的長(zhǎng)度測(cè)量誤差可控制在±1mm，深度測(cè)量誤差不超過(guò)20%。

（3）廣泛的材料適應(yīng)性：ACFM技術(shù)對(duì)鐵磁性和非鐵磁性材料均適用，無(wú)論是普通的碳鋼、不銹鋼，還是各種合金材料，都能獲得良好的檢測(cè)效果。這種廣泛的材料適應(yīng)性使ACFM技術(shù)能夠滿足不同行業(yè)的多樣化需求。

（4）檢測(cè)結(jié)果客觀可靠：ACFM技術(shù)通過(guò)儀器設(shè)備記錄和保存檢測(cè)數(shù)據(jù)，排除了人為因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果的干擾。所有的檢測(cè)數(shù)據(jù)都可以存儲(chǔ)、回放和追溯，為設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和壽命預(yù)測(cè)提供了有力支持。

03 ACFM信號(hào)分析

（1）材料對(duì)ACFM信號(hào)的影響

ACFM檢測(cè)系統(tǒng)可以檢測(cè)所有導(dǎo)電材料,對(duì)于ACFM檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),材料的磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率對(duì)ACFM信號(hào)的影響較大。因此,通常可將材料分為三類:一是電導(dǎo)率高，磁導(dǎo)率低的材料，如：鋁；二是電導(dǎo)率低，磁導(dǎo)率高的材料，如：碳鋼；三是電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率都較低的材料，如：不銹鋼。因?yàn)锳CFM的檢測(cè)信號(hào)為感應(yīng)電流誘發(fā)的二次感應(yīng)磁場(chǎng)，因此電導(dǎo)率對(duì)于ACFM信號(hào)的影響較大，磁導(dǎo)率次之。所以針對(duì)以上三種材料，ACFM檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)能力一般為鋁＞碳鋼＞不銹鋼。

（2）提離對(duì)ACFM信號(hào)的影響

提離擾動(dòng)本質(zhì)上是探頭與試塊表面相對(duì)距離的變化，從圖5-5與圖5-6中可以看出以下規(guī)律：

①提離擾動(dòng)對(duì)于Bx信號(hào)的影響較大，而對(duì)于Bz信號(hào)影響較小。

②當(dāng)提離擾動(dòng)方向相反時(shí)，Bx信號(hào)的變化方向也相反；且提離擾動(dòng)的高度越大，Bx干擾信號(hào)的變化越大。

③探頭向上提離擾動(dòng)時(shí)，蝶形圖向右產(chǎn)生明顯水平波動(dòng)；向下擾動(dòng)時(shí)，蝶形圖向左產(chǎn)生明顯水平波動(dòng)。

（3）裂紋走向?qū)CFM信號(hào)的影響

ACFM原理中,當(dāng)裂紋的走向與探頭的掃查方向平行時(shí)，ACFM檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)靈敏度最高，但在實(shí)際檢測(cè)中，裂紋的走向未知。因此，對(duì)于不同走向的裂紋，ACFM的信號(hào)應(yīng)具有不同的響應(yīng)，如圖5-7所示。

如圖5-8所示，當(dāng)檢測(cè)試件為鋼材料時(shí)，掃查方向與裂縫方向的夾角從0°增加到90°時(shí)，Bx信號(hào)最大值的整體趨勢(shì)為逐漸增大。然而，當(dāng)檢測(cè)試件為鋁材料時(shí)，Bx隨著夾角的增大，所有的信號(hào)都是減小的

圖5-8 Bx響應(yīng)信號(hào)(a)鋼；(b)鋁