基于交流电磁场检测（ACFM）的不锈钢焊缝缺陷层间检测技术研究

马迎兵; 李哲; 丁建喜

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2026.02.07

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专辑

基于交流电磁场检测（ACFM）的不锈钢焊缝缺陷层间检测技术研究
Research on Interlayer Detection Defects Technology for Stainless Steel Welded Joints based on ACFM
2026年56卷第2期页码：63-73
收稿：2025-07-24，

修回：2025-09-22，

纸质出版：2026-02-20
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2026.02.07
稿件说明：

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马迎兵，李哲，丁建喜.基于交流电磁场检测（ACFM）的不锈钢焊缝缺陷层间检测技术研究［J］.电焊机，2026，56（2）：63-72. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2026.02.07.

MA Yingbing, LI Zhe, DING Jianxi.Research on Interlayer Detection Defects Technology for Stainless Steel Welded Joints based on ACFM[J].Electric Welding Machine, 2026, 56(2): 63-72. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2026.02.07.

摘要

针对核电站建设中部分重要焊接结构无法实施常规射线检测（RT）的难题，提出采用交流电磁场检测（ACFM）技术对不锈钢焊缝进行层间在线检测。研发了一套包括检测设备和探头的ACFM系统和工艺，进行了分层焊缝缺陷的模拟仿真，设计了高灵敏度窄底探头以适应不锈钢焊缝层间检测的需求，并通过设计含有不同类型、尺寸和位置缺陷的模拟试块，进行了ACFM检测试验，试验结果表明，ACFM技术对试块中预设的81个超标缺陷（如直径≥1.2 mm的圆形缺陷）检出率为100%，无漏检；试验中出现的24个非相关显示（误报）经确认均由焊缝表面起伏或粗糙度过大引起，可通过观察表面状态予以排除。对不锈钢焊缝进行层间ACFM检测的研究为检测焊缝内部缺陷提供了新方法和新思路。

Abstract

To address the challenge that certain critical welded structures in nuclear power plant construction cannot be inspected by conventional radiographic testing (RT)

this study proposes the use of Alternating Current Field Measurement (ACFM) technology for inter-layer online inspection of stainless steel welds. An ACFM system and process were developed

including inspection equipment and probes. Simulation of layered weld defects was carried out

and a high‑sensitivity narrow‑base probe was designed to meet the requirements of inter‑layer inspection of stainless steel welds. By designing simulated test blocks containing defects of various types

sizes

and locations

ACFM inspection tests were conducted. The test results show that the ACFM technology achieved a 100% detection rate for the 81 preset unacceptable defects (e.g.

circular defects with diameters ≥ 1.2 mm) in the test blocks

with no missed detections. The 24 non‑relevant indications (false calls) that occurred during the tests were confirmed to be caused by weld‑surface undulations or excessive roughness

and could be eliminated by examining the surface condition. The research on inter‑layer ACFM inspection of stainless steel welds provides a new method and innovative approach for detecting internal weld defects.

关键词

Keywords

references

黄清辉，项杰波，朱从斌，等 . 核电站管道射线检测非典型影像的评判与处理［J］. 无损检测， 2025 ， 47 （ 3 ）： 88 - 93 .

HUANG Q H ， XIANG J B ， ZHU C B ， et al . Evaluation and treatment of atypical defects in radio-graphic inspection of nuclear power plant pipelines ［J］. Nondestructive Testing ， 2025 ， 47 （ 3 ）： 88 - 93 .

陈树，闫国华，李玮，等 . 核电站小径薄壁管的超声检测方法［J］. 无损检测， 2024 ， 46 （ 1 ）： 68 - 76 .

CHEN S ， YAN G H ， LI W ， et al . Ultrasonic detection method of small thin-walled tube in nuclear power plant ［J］. Nondestructive Testing ， 2024 ， 46 （ 1 ）： 68 - 76 .

孙庆音 . 核电厂不锈钢BOSS焊缝中裂纹液体渗透检验研究［J］. 防爆电机， 2024 ， 59 （ 4 ）： 68 - 72 .

SUN Q Y . Liquid Penetration Experiment Research on Crack in Stainless Steel BOSS Welding Seam of Nuclear Power Plant ［J］. Explosion-proof Electric Machine ， 2024 ， 59 （ 4 ）： 68 - 72 .

李邱达，胡恩义，夏炜铭，等 . 脉冲涡流检测中核电运行机组电磁干扰研究［J］. 核科学与工程， 2024 ， 44 （ 2 ）： 341 - 349 .

LI Q D ， HU E Y ， XIA W M ， et al . Study on Electromagnetic Interference of the Pulsed Eddy Current Test for Operating Nuclear Power Plants ［J］. Nuclear Science and Engineering ， 2024 ， 44 （ 2 ）： 341 - 349 .

郭玉炳 . 高温磁粉检测在核电站中的应用［J］. 无损检测， 2021 ， 43 （ 9 ）： 77 - 84 .

GUO Y B . Application of high-temperature magnetic particle testing in nuclear power plant ［J］. Nondestructive Testing ， 2021 ， 43 （ 9 ）： 77 - 84 .

Design and Construction Rules for Mechanical Components of PWR Nuclear Islands，Section IV，Welding ［S］.RCC-M， 2007 . 63 （ 1 ）： 279 - 285 .

Lewis A M ， Michael D H ， Lugg M C ， et al . Thin-skin electromagnetic fields around surface-breaking cracks in metals ［J］. J. Appl. Phys ， 1998 ， 64 ： 3777 - 3784 .

Raine A ， Lugg M C . Alternating current field measurement inspection technique ［J］. Sensor Review ， 1999 ， 19 （ 3 ）： 207 - 213 .

中国机械工程学会无损检测学会 . 无损检测概论［M］. 北京：机械工程出版社， 1993 .

Zhou J W ， Lugg M C ， Collins R . A non-uniform model for alternating current field measurement of fatigue cracks in metals ［J］. Int. J. of Applied Electromagnetics and Mechanics， 1999 （ 10 ）： 221 - 235 .

王宇欣，高宇，马迎兵，等 . 核工程薄壁不锈钢焊缝交流电磁场检测模拟验证［J］. 电焊机， 2023 ， 53 （ 12 ）： 33 - 39 .

WANG Y X ， GAO Y ， MA Y B ， et al . Research on Simulation Verification of Alternating Current Field Measurement Testing of Thin-walled Austenitic Stainless Steel Welds in Nuclear Power Plant ［J］. Electric Welding Machine ， 2023 ， 53 （ 12 ）： 33 - 39 .

王宇欣，郑岳山，高宇，等 . 基于ACFM的焊缝缺陷检测系统设计和试验［J］. 电焊机， 2024 ， 54 （ 5 ）： 135 - 141 .

WANG Y X ， ZHENG Y S ， GAO Y ， et al . Design and Experiment of Welds Defect Detection System Based on ACFM ［J］. Electric Welding Machine ， 2024 ， 54 （ 5 ）： 135 - 141 .