《承压设备无损检测 第21部分：交流电磁场检测》

NB/T47013.21—XXXX

承压设备无损检测

第21部分：交流电磁场检测

1范围

1.1本文件规定了承压设备采用交流电磁场检测（以下简称“ACFM”）的方法。

1.2本文件适用于承压设备金属材料焊接接头表面开口缺陷的检测。

1.3金属材料焊接接头近表面缺陷检测参照执行。

1.4金属材料零部件、支承件和结构件缺陷检测参照执行。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所

有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的

各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T20737无损检测通用术语和定义

GB/T12604.6无损检测术语涡流检测

NB/T47013.1承压设备无损检测第1部分：通用要求

NB/T47013.6承压设备无损检测第6部分：涡流检测

JB/T12726无损检测仪器试样通用技术条件

JB/T5525无损检测仪器单通道涡流检测仪性能测试方法

3术语和定义

GB/T20737、GB/T12604.6和NB/T47013.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

ACFMalternatingcurrentfieldmeasurementtesting

通过激励器在工件中感应出均匀的交变电流（均匀场），感应电流在缺陷位置发生扰动，引起

空间磁场畸变，利用检测传感器采集空间畸变磁场信号，从而实现缺陷（如裂纹）判别、定位与定

量分析。检测原理检测见图1。

3.2

激励器exciter

一种产生时变电磁场的装置，通常包括线圈和磁轭，也称为发射器，见图1。

3.3

检测传感器detector

用于检测或测量磁场的一个或多个元件（包括线圈），也称为接收器。

3.4

均匀场uniformfield

局部区域内方向平行、大小近似相等的感应交变电流场，见图1。

3.5

梯度场graduatedfield

用于磁场无损检测时，磁场的强度有一个可控的梯度。

3.6

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Bx信号Bxsignal

磁通密度在x轴方向分量，当检测焊接接头时。其与焊缝平行，大小与工件表面y方向的电流密

度成正比，见图1和图2。

3.7

Bz信号Bzsignal

磁通密度在z轴方向分量，其大小与x-y平面内的感应电流畸变程度成正比，见图1。

4

Bz

6

1

5

z

x

y

3

Bx

2

说明：

1——感应的均匀电流；

2——电流线稀少时Bx出现凹值；

3——电流线密集时Bx出现波峰；

4——电流顺时针时Bz出现波峰；

5——电流逆时针时Bz出现凹值；

6——磁轭上激励线圈。

注：检测传感器一般采用线圈或磁阻等，位于磁轭下方，本图中未画出。

图1检测原理图

3.8

蝶形图butterflyplot

工件表面存在缺陷时，由Bx信号和Bz信号绘制的平面图，见图2。

注：一般选择蝶形图纵坐标为Bx，横坐标为Bz。

Bxbutterflyplot

Bz

图2ACFM检测信号图

3.9

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正交场twinfields

由两个相互垂直的激励器产生的磁场。

3.10

缺陷指示长度indicateddefectlength

缺陷在扫查面的投影长度。

注：见图4中的l。

3.11

缺陷指示深度indicateddefectdepth

在x轴方向的某位置，缺陷深度方向上的最大值。

3.12

相关显示relevantindication

交流电磁场检测时由缺陷产生的磁场变化而导致的典型特征信号显示，一般也称缺陷显示。

3.13

非相关显示non-relevantindication

由工件形状突变、工件上的机械创伤、材料磁导率差异等产生的磁场变化而导致的特征信号显

示。

3.14

伪显示falseindication

由人工操作失误，外部磁场干扰等并非由材料本身磁场变化而导致的特征信号显示。

4一般要求

4.1检测人员

4.1.1从事交变电磁场检测的人员应满足NB/T47013.1的有关规定。

4.1.2从事交变电磁场检测的人员应具备一定的电磁学方面的专业知识。

4.1.3从事交变电磁场检测的人员应熟悉所使用的交流电磁检测设备、器材。

4.2检测设备和器材

4.2.1检测设备一般包括交流电磁场检测仪、探头和辅助装置等。器材是指实现检测功能所需且不

与仪器相连接的其他器件和材料，包括试块和耗材等。

4.2.2检测设备和器材性能应符合本文件要求，具有产品质量合格证明文件，功能应满足所检测对

象的工艺要求。试块合格证明文件中至少应给出试块的材料、人工缺陷加工方式、人工缺陷的精度

等主要参数，符合JB/T12726的要求。

4.2.3检测仪器、探头及其组合性能要求

4.2.3.1检测仪器

4.2.3.1.1仪器应至少具有多通道电磁信号发射、接收、放大、数据自动采集、记录、显示和分析

功能；仪器显示应包括Bx和Bz信号的时基平面图，蝶形图。如果探头与编码器一起使用，来自探头

的数据也可以相对于位置显示。

4.2.3.1.2仪器合格证明文件至少应给出频率范围、探头驱动、增益范围等主要性能参数。

4.2.3.1.3仪器电气性能和功能应满足附录C的要求并提供证明文件，电气性能测试方法参照JB/T

5525的规定。

4.2.3.2探头

4.2.3.2.1探头通常由激励器和检测传感器构成。探头应能够测量磁场的Bx和Bz信号。探头频率宜

为500Hz～50kHz。

4.2.3.2.2探头合格证明文件中至少应给出探头的型号及序列号、覆盖宽度、工作频率等主要性能

参数。

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4.2.3.2.3探头电气性能应符合附录D要求的要求并提供证明文件，电气性能测试方法参照JB/T5525

的规定。

4.2.3.3检测仪器和探头的组合性能

4.2.3.3.1检测仪器和探头的组合性能包括灵敏度、缺陷定位精度和缺陷定量精度等。

4.2.3.3.2发生以下情况时应测定仪器和探头的组合性能：

a)新购置的交流电磁场检测仪器和(或)探头；

b)仪器、探头和连接线缆在维修或更换主要部件后；

c)检测人员有怀疑时。

4.2.4扫查装置

4.2.4.1为实现机械扫查并确定探头运动轨迹与参考线保持一致，宜采用扫查装置。当采用机械化

装置时，可以使探头沿焊缝或表面区域以稳定的速度机械扫查，探头提离波动小于1mm。

4.2.4.2扫查装置可分为手持式、导轨式、框架式和机械臂式等几种类型。

4.2.4.3扫查装置一般包括探头夹持部分、驱动部分、导向部分及位置传感器。探头夹持部分应能

调整和设置探头位置。导向部分应能在扫查时使探头运动方向与设定方向保持一致。驱动部分可以

采用马达或人工驱动。扫查装置中的位置传感器，其位置分辨力应符合本文件相关工艺内容所要求

的功能。

4.2.4.4具有位置传感器扫查装置，步进精度小于1mm。

4.2.5试块

4.2.5.1标准试块

4.2.5.1.1标准试块是指具有规定的化学成分、表面粗糙度、热处理及几何形状的材料块，用于评

定和校准交流电磁场检测系统，即用于仪器探头系统性能校准的试块。

4.2.5.1.2交流电磁场检测用标准试块外形和刻槽尺寸应符合附录E要求。

4.2.5.2对比试块

4.2.5.2.1对比试块是指用于调节交流电磁场检测仪器检测灵敏度、调整检测参数、确定验收等级

和保证检测结果的准确性。当检测设备预设有用于检测碳钢焊缝或母材的配置数据时，可不需要具

有对比试块进行标定。对于非碳钢材料的焊接，具有人工或模拟缺陷的参考标准不得用于缺陷表征，

除非来自人工缺陷的信号能被证明与检测到的缺陷的信号相似。要被认为是相似的，应该在对模拟

缺陷性的响应和对真实裂纹的响应之间进行直接比较。这种比较应至少包括一项有限尺寸试验或检

测概率研究。

4.2.5.2.2对比试块应与被检工件具有相同或相近规格、牌号、热处理状态、表面状态、焊接工艺

和电磁性能。对于包含焊缝的试块，应在趾部（例如热影响区）和焊缝处加工刻槽。人工刻槽可采

用线切割方式加工制作，避免过度的冷加工、过热以及过度的应力和磁导率变化。

4.2.5.2.3对比试块表面不应沾有异物，且无影响校准的缺陷。

4.2.5.2.4对比试块上加工的人工缺陷应采用适当的方法进行测定，并满足相关标准或技术条件的

要求。

4.2.5.2.5对比试块上人工缺陷的尺寸不应解释为交流电磁场检测设备可以检出缺陷的最小尺寸。

4.2.5.2.6检测曲面工件的纵缝时，若工件曲率半径大于或等于150mm时，可采用平面对比试块Ⅰ；

当检测面曲率半径小于150mm时，应采用曲率半径为工件0.9倍～1.5倍的曲面对比试块Ⅱ。当被检

工件壁厚大于等于13mm时，对比试块厚度可为13mm；当被检工件厚度小于13mm时，对比试块厚度

T应按被检工件厚度加工制作。对比试块人工缺陷的设置应按本文件图3加工制作，应满足检测校准

和设备调试的要求。

4.2.5.2.7平面对比试块

a）A、B和C三条刻槽深度分别为3.5mm、2.5mm和0.5mm，深度尺寸公差为±0.2mm；

b）A、B和C三条刻槽长度分别为为3mm、6mm和3mm，长度尺寸公差为±0.2mm；

c）刻槽宽度均为0.2mm，尺寸公差为±0.05mm；

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d）刻槽形状为椭圆形；

e）当试块含有焊缝时才有刻槽A。

f）管材对比试样中刻槽A、B、C应沿圆周方向相隔120˚加工，其中刻槽B应与刻槽A和C位于焊缝

不同侧。

单位为mm

ABC

150

505050

200

a）ACFM平面对比试块Ⅰ

360˚

C

300˚

B

240˚120˚

180˚B

AC

120˚

120˚

60˚A

0˚

100

200

b）ACFM曲面对比试块Ⅱ

说明：曲面对比试块Ⅱ示意图采用对接焊管周向展开绘制。

图3ACFM对比试块示意图

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4.2.5.2.8人工缺陷的深度标示为缺陷的最深点的深度。所有人工缺陷的横向间隔及平板端部的距

离，以在检验条件下能清楚的分辨为准，一般推荐距试块端部不小于50mm，相互间隔为50mm～300

mm。

4.2.5.3模拟试块

4.2.5.3.1模拟试块是指含有模拟缺陷的试块，主要用于检测工艺验证。

4.2.5.3.2模拟试块的材料和电磁特性应与被检工件相同或相近，无影响检测的其它缺陷存在。

4.2.5.3.3模拟试块的外形结构、厚度和表面条件均应与被检工件相同或相近。

4.2.5.3.4对焊接接头，其模拟缺陷应采用焊接方法制备或使用以往检测中发现的真是缺陷；对于

非焊接接头被检工件，其模拟缺陷应具有真实缺陷的形态与类似电磁响应特点。

4.2.5.3.5模拟缺陷的类型、位置、尺寸和数量设置应考虑被检工件中可能存在的缺陷状态。

4.2.6检测设备和器材的校准、核查、运行核查和检查的要求

4.2.6.1校准、核查、运行核查和检查应在标准试块和（或）对比试块进行，校准时应使探头的传

感元件紧贴试块表面，以获得稳定和最大的缺陷响应信号。

4.2.6.2校准或核查

4.2.6.2.1每年至少对检测仪器和探头组合性能中的增益准确度、灵敏度及缺陷定量精度进行一次

校准并记录，测试要求应满足4.2.3.3规定。

4.2.6.2.2每年至少对标准试块及对比试块的表面腐蚀与机械损伤进行一次核查，按JB/T8428的要

求进行。

4.2.6.3运行核查

4.2.6.3.1每隔6个月至少对仪器和探头组合性能中的增益准确度进行一次运行核查并记录，测试要

求应满足4.2.3.3规定。

4.2.6.3.2在合适的检测设置下采用本部分规定的对比试块进行检测时，设备能够清楚的显示和测

量其中的缺陷，每隔6个月至少进行一次测定和记录。

4.2.6.4检查

4.2.6.4.1每次检测前应检查仪器设备器材的外观、线缆连接和开机信号显示等情况是否正常。

4.2.6.4.2采用位置传感器时，每次检测前应对位置传感器进行检查和记录，检查方式是使带位置

传感器的扫查装置至少移动300mm，将检测设备所显示的位移与实际位移进行比较，其误差应小于1%。

4.3检测工艺文件

4.3.1检测工艺文件包括工艺规程和操作指导书。

4.3.2工艺规程除满足NB/T47013.1的要求外，还应规定表1所列相关因素的具体范围或要求；相关

因素的变化超出规定时，应重新编制或修订工艺规程。

4.3.3操作指导书应根据被检工件的检测要求和工艺规程的内容要求编制，其内容除满足NB/T

47013.1的要求外，至少还应包括：

a）检测技术要求：执行标准、检测时机、检测比例、验收要求和检测前的表面准备要求等；

b）检测设备和器材：检测仪器、探头、扫查装置、试块名称和规格型号，设备性能检查的项目、

时机和合格要求；

c）检测工艺参数：探头参数尺寸、型号；检测区域、扫查面及其准备要求；探头位置、扫查方

式，以及仪器的设置和校准、补充扫查方法和横向缺陷的检测。

d）检测标识规定；

e）检测操作程序和扫查次序；

f）检测记录、检测示意图和数据评定的具体要求。

4.3.4操作指导书在首次使用前应进行工艺验证，验证方式刻在相关对比试块上进行，验证内容包

括检测范围内的灵敏度、信噪比等是否满足检测要求。

表1交流电磁场检测工艺规程涉及的相关因素

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序号相关因素

1被检工件类型及规格

2被检件表面状态要求

3涂层种类及厚度

4探头形式

5检测仪器及型号

6检测频率

7探头扫查方向和范围

8探头扫查方式和速度

9人员资格要求及检测报告

10缺陷定量方法及验收准则

4.4检测工艺参数的选择和设置

4.4.1检测时机

检测时机应符合承压设备相关法规、规程、产品标准及有关技术文件的规定。

4.4.2对比试块的选用

4.4.2.1应根据被检工件的材料牌号、几何形状、焊接工艺、表面状态等信息选择对比试块。

4.4.2.2对于带有非导电涂层的被检工件，对比试块上的涂层厚度应是检测表面允许的最大涂层厚

度。工艺验证时，可采用塑料垫片模拟非导电涂层。

4.4.3探头的选用

4.4.3.1应综合焊缝长度、几何形状、可检测到的缺陷的尺寸和工件表面温度等因素，选择合适的

探头进行检测。

4.4.3.2探头的选用应考虑不同走向的体积型和线型表面开口缺陷的检出。

4.4.3.3探头应匹配检测面的形状或曲率，将提离降到最低。

4.4.3.4阵列探头由多个阵元组成，每个阵元对焊缝宽度很敏感。这些阵元可以以它们的轴相对于

焊趾纵向或横向对齐的方式定向。阵列探头可以具有两个正交场激励器，以允许在单次扫查中检查

纵向和横向缺陷性。阵列探头通常用于一次扫查焊帽或覆盖一段平板。当使用多阵元阵列探头时，

应具有生成代表波峰和波谷的彩色等值线图或3D线框图的装置。

4.4.4扫查方向

4.4.4.1除非有确认横向缺陷或磨削区域的缺陷，探头应始终与焊趾平行扫查。

4.4.5扫查速度

4.4.5.1探头的扫查速度应根据仪器的数据采样率选择。在该扫查速度下，探头应能在合理精度下

测量出对比试块上给定的长度最短缺陷，典型的扫查速度为25mm/s。

4.4.5.2如果要扫查短焊缝，则应使用较快的数据采样率。如果要扫查长焊缝，并且需要在仪器显

示屏上看到整个焊缝，则应使用较慢的数据采样率。焊缝长度和扫查速度将决定所选的数据采样率。

4.4.6扫查宽度

4.4.6.1扫查宽度由所选择的探头尺寸决定。

4.4.6.2探头对缺陷的检测灵敏度随着提离的增加而降低。扫查宽度大于焊缝长度，也应分别扫查

焊缝的两个焊趾。

4.4.6.3线性焊缝

4.4.6.3.1扫查图案类似于环向焊缝的扫查图案，不同之处在于，边缘效应可能发生在焊缝末端，

或者如果焊缝在扶壁处结束。在焊缝末端，应使用边缘效应探头，但对于扶壁，应使用迷你或微型

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探头。这些探头也可以用作边缘效应探头的替代。如有可能，应使用标准的焊接探头来确定尺寸。

在这些情况下，可能需要求助于其他无损检测技术，可能包括传统的涡流技术。

4.4.6.4环向焊缝

4.4.6.4.1为确保不会漏检扫查结束时的缺陷，环向焊缝应进行重叠扫查，如图4所示。应根据工件

的直径来确定重叠扫查的次数。对于插接管子，重叠区域长度应在25～50mm之间。在缺陷定量分析

之前，应完成所有待检区域内的检测。注意在扫查前核查是否有连续的缺陷。

Ws

Ws

S1

Sn

Sn

Si

S1

Si

a)环形焊缝b)平面焊缝

说明：

S1——第1次扫查路径；

Si——第i次扫查路径，i=1，2，3…n；

Sn——第n次扫查路径，n为整数；

Ws——扫查方向上的覆盖宽度。

图4扫查方式

4.4.6.4缺陷打磨区域

4.4.6.6.1缺陷打磨区域通常为12.5mm宽。探头应从缺陷打磨区域的一端连续扫查至另一端。应标

记所有缺陷区域，并采用耐磨探头测量其长度和深度。

4.4.7校准和灵敏度

4.4.7.1材料差异的补偿

为补偿由被检工件材料的磁导率、导电性或几何形状的变化引起的读数的微小差异，应将缺陷

信号显示位于显示区域的中心。对于较大的差异，应根据仪器制造商的说明调整仪器设置，和/或使

用更合适的探头配置。

4.4.7.2补偿

4.4.7.2.1铁磁性或导电物体的补偿

可改善附近铁磁性或导电性物体干扰下的ACFM测量结果技术包括：

1）基线或以前的检测数据与当前检测数据进行比较。

2）使用特殊的探头线圈配置。

3）使用较高或较低频率的探头抑制不相关的显示。

4）补充方法或技术的使用。

4.4.7.2.2涂层厚度的补偿

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1）非导电导磁涂层厚度补偿，采用其它方法或技术测出涂层的平均厚度进行补偿或者仪器探头

自带有提离补偿功能。如果仪器未设置补偿算法，应采用试块法进行补偿。

2）经过工艺验证后，对于带导电涂层的工件，也应做补偿。

4.4.7.2.3高温低温补偿

高温探头应做高温补偿。

4.4.8缺陷尺寸测量

缺陷深度和长度的估算是通过测量Bx信号顶底之间的幅值差和Bz信号波峰和波谷对应工件上的

位置获得的。如果被测工件表面带有涂层，缺陷的定量应做涂层厚度补偿。

4.4.8.1缺陷长度

1）发现缺陷后，应在缺陷前后各50mm内进行重复扫查确认。

2）通过缺陷的Bz信号确定缺陷的末端位置后，应在焊趾上进行标记。这些标记位置应该在缺陷

两侧端点的内侧。测量两点间的距离即Bz长度，但并不是不缺陷的实际长度。该值与缺陷的定量表

一起使用，以确定缺陷的真实长度和深度。缺陷的长度可以通过适当安置定位器或编码器并利用系

统软件直接测量。如果定位器是人工安放的，应保持扫查速度恒定。

4.4.8.1缺陷深度

缺陷的深度是用Bx的最小值和背景值以及在Bz数据上测得的Bz长度计算得出。如果仪器不提供探

头的提离补偿功能，通过输入这些数值和已知的涂层厚度，采用软件中集成的数学模型计算出缺陷

深度值。如果仪器能够自动测量涂层厚度值，可以直接通过软件中的数学模型获得缺陷深度值。

4.5交流电磁场检测的干扰因素

交流电磁场检测是利用交变磁场在导电材料表面感应一个近似均匀的电场的电磁效应来评价被

检测工件的无损检测方法。被检工件的电导率和/或磁导率及其他一些特性会影响检测结果。

4.5.1材料特性

4.5.1.1当采用交流电磁场检测技术对铁磁材料焊缝进行检测时，焊缝金属、热影响区与母材之间

存在磁导率差异。当探头沿着焊趾方向扫查时，该路径上的材料磁导率是相对恒定的。

4.5.1.2当探头在焊缝正上方扫查时，磁导率梯度变化可能引起类似于缺陷信号的伪显示，其特征

宜采用下列方法判别：

a）横向缺陷信号与焊缝信号可通过进一步平行扫查或用阵列探头检测来区分，缺陷信号会很快

消失，如图5所示；

S1

S1

25mmS2

S2

图5裂纹位于焊趾处的扫查信号

b）探头在距焊缝25mm处信号幅度没有显著的变化，则佷有可能是由焊缝磁导率变化引起的伪

显示，如图6所示。

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S1

S1

25mm

S2

S2

图6跨越焊缝扫查的信号

尽管铁磁材料焊缝金属、热影响区和母材之间存在磁导率差异，但探头通常是沿着焊趾扫查的，

因此沿着相对恒定的磁导率路径通过。如果探头在焊缝上扫查，则磁导率的变化可能会产生伪显示，

这可能类似于缺陷的显示。可以通过平行于信号的进一步扫查或使用阵列探头来区分横向缺陷信号

和焊缝信号。缺陷的信号很快就会消失。如果在距焊缝25mm的距离处，信号幅度没有显著变化，

则显示很可能是由于焊缝的磁导率变化所致。

4.5.2磁性状态

4.5.2.1退磁

采用磁性技术检测之后的被检区域应进行表面的退磁处理，确保被检表面处于非磁化状态。剩

磁区域，特别是磁粉检测磁轭磁极所在的区域，可能会在蝶形图中产生环路，这有时可能与缺陷显

示混淆。

4.5.2.2打磨痕迹

4.5.2.2.1打磨等表面处理影响被检工件的磁导率，导致沿扫查方向的局部区域磁导率改变。检测

人员应报告所有打磨区域的范围和深度，这会引起很强的Bx和Bz信号显示，可能与缺陷的显示相混

淆。

4.5.2.2.2如果怀疑打磨区域有缺陷性，则应在远离焊趾并垂直于磨削区域进行进一步平行扫查，

线性缺陷的显示将从缺陷的区域迅速消失，远离焊趾的扫查信号将更平坦。

4.5.2.2.3如果与焊缝距离25mm处显示幅度没有显著变化，则可能是由于打磨的影响。来自打磨区

域的显示将与垂直扫查相同。

4.5.3残余应力

与磁导率变化同时出现的残余应力会产生与打磨类似的显示，但要小得多。

4.5.4焊缝

4.5.4.1横跨焊缝扫查和焊缝相邻

4.5.4.1.2扫查路径横跨焊缝会有很强的Bx和Bz信号显示，可能会与缺陷显示混淆。

4.5.4.1.3在焊缝相互交叉的区域，有可能会有错误的缺陷显示。

4.5.4.1.4与打磨区域的检测程序相同，远离影响区域进一步扫查，如果显示仍保持不变，则它不

是由线性缺陷产生的。

4.5.4.2焊接接头几何特征

当探头在两个夹角较小的表面扫查时，Bx信号值将增加，而Bz信号值变化不大。在图2中，这表

现为蝶形图的上升。如果检测仪能够测量探头的提离值，其数值也会发生变化。

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Bx

Bz

图7两个夹角较小的表面间扫查信号

4.5.5铁磁性和导电性物体

当焊缝附近存在铁磁性或导电性的物体时，可能会降低缺陷检测的灵敏度和信号特征准确性。

4.5.6边缘效应

4.5.6.1探头产生的磁场能够在焊缝边缘扩散，这会导致Bx和Bz信号发生坡度变化，见图8。如果缺

陷或任何激活的探头元件靠近焊缝边缘，则缺陷显示可能被遮挡或扭曲。

4.5.6.2边缘效应的距离取决于探头类型。大探头的边缘效应的距离距离最长可达50mm，小尺寸探

头的边缘效应敏感性较低。

Bx

Bz

注：箭头所指区域为边缘效应区域。

图8边缘效应

4.5.7仪器

4.5.7.1检测人员应了解所用仪器的噪声、饱和或信号失真等。满足以下要求：

a）应选择适当的检测频率，以最大限度地提高缺陷检测灵敏度，同时保持可接受的噪声水平。

b）电子元件的饱和是交变电流场测量中的一个潜在问题，因为当探头扫查进入窄角的几何结构

时，信号幅度可能会迅速增加。这可能会导致Bx信号幅度超出仪器内模数转换器的阈值。在饱和条

件下获得的数据是不可接受的。在最大可能的信号值处，蝶形图中Bx信号表现为平坦化。如果观察

到信号饱和，则应降低设备增益重复检查，直到Bx信号不再饱和。调整设备增益后，除了蝶形图中

信号回路尺寸较小外，建议进行4.2.2.2中所述的设备运行检查。

注意，此增益调整不应影响缺陷尺寸测量功能。

4.5.7.2仪器导致相位偏移

与传统的涡流检测不同，磁场的测量是在选定的相位上进行的，因此不需要考虑相位角。相位

已经在制造探头时设定并存储于探头文件中，由仪器自动配置。

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4.5.8涂层厚度

如果被检工件涂层厚度超过了不需要补偿操作的规定范围，则缺陷尺寸的估计必须补偿该涂层

厚度。这一过程可以通过手动输入涂层厚度并使用仪器软件计算来实现。否则，使用错误的涂层厚

度会降低缺陷深度测量精度。此外，如果在扫查过程中设备能测量提离值或涂层厚度，则可选择自

动执行补偿。

4.6安全要求

4.6.1应满足NB/T47013.1中6.3相关规定的要求。

4.6.2电流短路可能引起的点击，从而造成人体的伤害。

4.6.3实施检测的场地温度和相对湿度对人体可能造成的伤害。

5检测程序

5.1扫查面准备

5.1.1应对被检件表面状况进行确认，包括涂层类型及厚度、焊缝形状及尺寸，确保满足检测要求。

5.1.2当表面处于焊接状态、轧制状态、铸造状态或锻造状态时，打磨可能会掩盖缺陷信号，因此

应尽可能避免打磨或进行最低限度的打磨。

5.1.3被检表面及邻近25mm范围区域内，应清除污垢、锈皮、焊剂、磁性涂层、油渍或其他可能影

响检测的外来物，使探头移动速度恒定平稳。

5.1.4如果被检区域的工件上有非磁性涂层，则应证明可通过工件上存在的最大涂层厚度检测到缺

陷信号。

5.1.5剩磁场会影响探头感应电场并产生伪显示，因此，交流电磁场检测应在磁粉检测(MT)前进行。

如果在MT之后进行检测，当表面有较大的剩磁场存在时，则应对表面进行退磁。

5.2焊缝检测区域标识

5.2.1应记录焊缝的位置及其标识。应有支吊架、内部或外部附件位置等干扰的记录。

5.2.2沿焊缝长度方向应按照一定规则进行间隔标记，便于检测定位。

5.2.3检测前，应在扫查面上设定参考线以便进行垂直扫查，参考线距焊缝的距离检应根据工艺设

置而定。扫查时，应保持探头位置与设定参考线位置的偏差不大于5%。

5.3检测工艺参数选择

5.3.1应根据被检工件的类型、材质、结构尺寸、检测位置以及检测方式综合选择探头和检测区域、

范围等。

5.3.2探头选择的参数包括类型、频率等，如为阵列探头还应选择阵列元的数量。对于金属材料，

在保证检测深度的情况下，宜选用频率更高的探头；对于较大尺寸的原材料和零部件检测，宜选用

阵列探头；对于有限空间中的检测，宜选用笔式探头。

5.3.3工件边缘受边缘效应影响，存在检测盲区，应根据该参数选用合适探头。

5.3.4工作温度在-10℃～80℃时，可采用常规探头。若温度超过80℃或低于-10℃，应采用特殊探

头和楔块。

5.4设备调试和灵敏度调整

5.4.1设备调试

5.4.1.1将探头沿对比试块焊缝匀速扫查，探头移动过程中晃动幅度不得超过±1mm。

5.4.1.2探头保持匀速前行扫查，探头经过对比试块6×2.5mm切槽时软件界面出现缺陷信号特征，

Bx信号出现波峰或波谷、Bz信号出现波峰波谷、对称蝶形图围成一个圆周，其中切槽的显示图像高

度为全屏高的50%（±10），且宽度为全屏宽的175%(±20)，并能容易地检测6×2.5mm的切槽信号。

5.4.2灵敏度调整

5.4.2.1根据检测对象及灵敏度要求，选择合适的对比试块及人工刻槽。

5.4.2.2将探头沿对比试块焊缝匀速扫查，探头移动过程中晃动幅度不得超过±1mm。

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NB/T47013.21—XXXX

保持匀速前行扫查，探头经过模拟缺陷时软件界面出现缺陷信号特征，Bx、Bz信号出现畸变，

其中调整Bx和Bz信号的显示，使人工刻槽的Bx信号高度为全屏高的30%（±5），设置两条灵敏度阈值

线分布位于为Bx背景0基值的上侧全屏高度的15%和下侧全屏高度的15%。

5.5扫查

5.5.1探头最大扫查速度视所用仪器和选择的参数而定，宜控制在5mm/s～60mm/s。扫查速度应与

调试灵敏度时的扫查速度相同或接近，且整个检测过程中尽可能使探头保持匀速

5.5.2扫查时探头与接触面宜保持接触，不能满足时提离高度不宜大于5mm，扫查过程中探头高度

波动不得超过±1mm。

5.5.3探头正下方覆盖y方向最大扫查范围由探头激励线圈和接收磁场传感器组件设计决定，单探头

典型值为10mm。

5.5.4检测时，探头靠近焊缝一侧的边缘与焊缝趾部平齐，探头前端平行于焊缝长度方向。沿焊缝

趾部平行地移动探头，同时应控制探头角度。。然后在焊缝的另一侧趾部作同样的扫查。

5.5.5检测时，探头需一次或多次覆盖工件的检测区域以实现缺陷的有效检出，当焊缝宽度大于探

头最大覆盖宽度时，在焊缝余高处应增加n组扫查，按式（1）计算。多次扫查时，两次相邻检测的

扫查区域在长度和宽度方向应有20%的覆盖。

W

n=.......................................(1)

0.8Wp

式中：W——焊缝宽度；

Wp——探头最大覆盖宽度；

n——扫查次数，向上取整；

5.5.6当出现蝶形图闭合或阈值超标信号时，应将探头沿扫查方向重复扫查三次以上，当三次扫查

结果一致时，方可进行异常记录。

5.6设备复核

5.6.1复核时机

在如下情况时应对检测系统进行复核：

a）检测过程中仪器、探头或连接线缆更换；

b）检测结果出现明显异常时；

c）连续工作4h及以上；

d）检测结束时。

5.6.2复核内容与要求

复核内容主要包括探头灵敏度、缺陷定位精度及定量精度。复核与设置时所使用的对比试块及

其他技术条件均应相同，若复核时发现缺陷的波形（Bx信号或Bz信号）变化超过10%，上次核查以来

检测的部位应进行复检。

6显示分析及缺陷判定

6.1显示记录

6.1.1检测图像一般包括Bx信号平面图、Bz信号平面图、蝶形图等。当Bx，Bz信号图以及蝶形图满足

图2，且灵敏度超过阈值时，应记录此时该显示范围和位置。

6.1.2信号灵敏度未超过阈值或者蝶形图无闭合趋势的显示至少应记录其位置。

6.2缺陷定量

6.2.1对于相关显示，应根据Bx信号幅值计算引起该信号的缺陷的深度，应根据Bz信号峰谷间距，

计算缺陷长度。

6.3.2对检测中发现的不能排除由非相关因素引起的信号，如提离、边缘、台阶等干扰信号，应将

响应信号视为由缺陷引起，并计算缺陷的深度和长度。

6.3结果评定与处理

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NB/T47013.21—XXXX

6.3.1根据相关产品的技术条件或与委托方商定的验收准则，对被检构件给出合格与否的结论。

6.3.2必要时，相关显示区域可采用磁粉检测、渗透检测、焊缝涡流检测或射线检测等方法进行验

证检测。

6.3.3当产品技术条件和相关技术协议未给出验收准则时，可以仅对所发现缺陷给出定量的评定，

而不给出合格与否的结论。

7检测记录及报告

7.1检测记录

对每次检测，应按照现场操作的实际情况详细记录检测过程的有关信息和数据，除此之外，还

应至少记录以下内容：

a）工艺规程编号和版本；

b）仪器型号和编号；

c）软件编号和版本；

d）探头型号和编号；

e）标准试块；

f）被检焊缝或表面编号和位置；

g）被检对象材质、焊接工艺；

h）检测时机；

i）检测到的特征信号的示意图或记录表；

j）限制接近区域或不能接近的区域；

k）检测人员资质（有要求时）。

7.2检测报告

应根据检测记录，出具检测报告，至少包括以下内容：

d）工艺规程编号和版本；

e）仪器型号和编号；

f）探头型号和编号；

g）标准试块；

h）被检焊缝或表面编号和位置；

i）被检对象材质、焊接工艺；

j）检测时机；

k）相关显示及其位置，范围；

l）限制接近区域或不能接近的区域；

m）检测人员资质（有要求时）。

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NB/T47013.21—XXXX

附录A

（规范性）

水下金属焊接接头交流电磁场检测

A.1总则

本附录适用于水下金属结构的交流电磁场检测。

A.2人员资质

A.2.1检测人员应具有相应的水下作业资质，至少经过目视检测培训。

A.3检测系统

A.3.1水下交流电磁场检测设备包括检测仪、水下舱体、与舱体连接的水下探头、水密线缆以及水

下扫查装置等。

A.3.2水下舱体、探头、扫查装置以及线缆的水密性应满足所检测对象的工艺要求，最大正常工作

水压应大于等于使用水压的150%。

A.3.3水下舱体及探头应定期进行耐压试验，一般不超过12个月。

A.4检测程序

A.3.1检测前的准备

A.3.1.2检测之前操作员应确认检测对象表面状况，必要时进行水下目视检验。

A.3.1.2检测前应将海生物、松散涂层等污物清除，使探头能平稳运动。

A.3.1.2可手动进行表面处理，必要时采用高压水射流等技术进行清理。

A.3.2检测实施

A.3.2.1探头运动的方向宜沿焊缝长度方向。

A.3.2.2探头扫查速度宜小于10mm/s。

A.3.3.3被检焊缝的长度大于400mm时，应对焊缝进行分段扫查。

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NB/T47013.21—XXXX

附录B

（资料性）

常见交流电磁场检测缺陷信号特征

B.1缺陷位置引起的检测信号特征

B.1.1与扫查路径成一定角度的缺陷

与扫查成一定角度的缺陷将降低Bz信号的波峰或波谷幅值，因为传感器探头只穿过缺陷一端的

边缘，导致产生不对称的蝶形图，可沿着焊缝或母材进行附加扫查，以确定缺陷另一端的位置，见

图B.1。

S1S2

图B.1未扫到裂纹的1个端点的典型信号

B.1.2与表面成一定角度的缺陷

与探头成非垂直角的缺陷通常会降低Bz信号的值，Bx信号的值不会减小，这会使蝶形图的宽度

减小。

B.1.3线性接触或多个缺陷

当缺陷存在线性接触时，由缺陷产生的主蝶形图循环内会出现次环路。如果在扫查中出现多个

缺陷，则会有多个环路返回到背景中，见图B.2。

Bx

Bz

图B.2线状接触或者多个缺陷典型信号示意图

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NB/T47013.21—XXXX

B.1.4横向缺陷

在进行纵向缺陷的扫查区域存在横向缺陷，则Bx信号可能是上升的而非下降，并且Bz信号保持

与短的纵向缺陷显示相同，见图B.3。这种漏磁效应与缺陷的开口有关，因此对于紧密闭合的缺陷可

能看不到。为了确认横向缺陷的存在，应使旋转探头使感应场垂直于焊缝横向扫查，或通过使用具

有双场的阵列探头进行进一步扫查。

S1

S1

25mmS2

S2

图B.3纵向扫查横向缺陷的典型信号

B.2探头晃动下的缺陷检测信号特征

在对接接头扫查过程中，当探头未匹配扫查装置，应区分图B.4中几种常见探头扰动信号特征，

提高缺陷信号的判别能力，这在曲面工件的检测中尤为重要。

14

说明：

1——探头提离扰动；

2——扫查方向上的探头倾斜扰动；

3——垂直于扫查方向上的探头倾斜扰动；

4——缺陷扫查方向；

图B.4对接接头检测中的探头晃动

B.2.1提离扰动信号

探头提离引起Bx信号在垂直方向上的跳动变化，在Bz信号波动变化很小，当工件表面存在油漆

或障碍物时，会出现这种信号。同时，蝶形图也出现偏离平衡点的垂直跳动变化，见图B.5。

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NB/T47013.21—XXXX

Bx

W1

Bz

说明：

W1——探头提离方向上的信号扰动区域。

图B.5探头提离干扰信号

B.2.2探头晃动信号

探头在扫查方向上的倾斜扰动引起Bz信号波动变化很大，而Bx信号变化相对较小，如图B.6中区

域W1，同时蝶形图表现为“碗状”的信号形式。探头在垂直于扫查方向上的倾斜扰动引起的Bx信号

和Bz信号变化都较小，如图B.6中区域W2，同时在蝶形图上表现为垂直向上的波动。

Bx

W2

W3

W2W3

Bz

说明：

W2——扫查方向上的探头的倾斜信号扰动区域；

W3——垂直于扫查方向上的探头的倾斜信号扰动区域。

图B.6探头晃动干扰信号

B.2.3探头晃动信号下的缺陷信号特征

将所有的探头干扰信号，包括探头提离和晃动信号与缺陷信号放置在一个视图框内，如图所示

分成7个区域，其中最后一个区域为缺陷信号，从蝶形图中可以清晰的区分缺陷信号（封闭的环形）

和探头干扰信号特征，见图B.7。

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NB/T47013.21—XXXX

Bx

W/W

W213

W1W2W3W2

Bz

图B.7探头晃动干扰信号与缺陷信号特征

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NB/T47013.21—XXXX

附录C

（规范性）

交流电磁场检测仪性能指标要求

检测仪器性能电气指标要求见表C.1。

表C.1交流电磁场检测仪性能指标要求

项目测试条件指标要求

仪器按出厂文件中规定的预热时间预热后，采用任意信

号发生器或交流电磁场检测仪器一个物理通道激励一个

幅值约100mV正弦波的仪器中心频率（以被检仪器中心

①预热后参考回波信号幅值的变化小于

频率为准），将信号输入被检仪器的一个有效的接收通

的稳定性或等于满屏高度的3%；

道，调节仪器增益使屏幕上产生一个满屏高度80%的参

考圆形信号。每隔10min观察该回波信号的幅度变化，

连续测量3次

仪器按出厂文件中规定的预热时间预热后，采用任意信

号发生器或交流电磁场检测仪器一个物理通道激励一个

幅值约100mV正弦波的仪器中心频率(以被检仪器中心

②相对温

频率为准)，将信号输人至仪器一个有效的接收通道,调参考回波信号幅度的变化小于

1.稳定度变化的

节增益使屏幕上产生一个满屏高度80%的参考圆形信号。或等于满屏高度的5%

性要求稳定性

将仪器放人恒温恒湿温度箱，在仪器工作温度-10℃

~40℃范围内，每隔10℃变化观察该回波信号的幅度

变化

采用稳压电源给仪器供电，将稳压电源输出电压调到交

流电磁场仪器正常工作电压的中间值，采用任意信号发

生器或交流电磁场仪器一个物理通道激励一个幅值约

③相对电

100mV正弦波的仪器中心频率(以被检仪器中心频率为参考信号幅度的变化小于或等

压变化的

准),将信号输人至仪器一个有效接收通道，调节增益使于满屏高度的3%

稳定性

屏幕上产生一个满屏高度的80%的参考圆形信号。在稳

压电源输出电压降至仪器出厂文件中规定的低电压报警

或低电压自动关机电压时，观察参考信号的幅度变化

使用数字示波器或符合要求的电压表直接测量信号发生

④激励电模块输出电压。当检测仪电压为固定档位时，应对所有固

小于2%

2.发射压定档位的电压进行测试；当检测仪电压连续可调时，在激

性能指励电压范围内，至少等间隔设置5个检测电压并测试。

标要求交流电磁场检测仪的最大激励电压是指当发生器输出不

⑤激励频

加载荷且将其输出电压调整到最大时的峰-峰值电压，可小于1%

率

根据需要增加放大电路。

3.接收

器性能⑥增益准

具有X-Z增益比调节功能小于或等于60dB

指标要确度

求

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附录D

（规范性）

交流电磁场检测探头性能指标要求

交流电磁场检测探头性能指标要求见表D.1。

表D.1交流电磁场检测探头性能指标要求

序号性能指标要求

在检测构件材质表面局部感应