无损检测 (NDT) 不会留下任何隐藏的缺陷。超声波检测可定位壁厚不规则处并定位深埋的缺陷。磁粉检测可直观显示表面裂纹的布局。然而，这两种技术都需要轻松接触测试件、直接表面接触和一些准备工作。对于大型工业资产而言，所有这些都可能具有挑战性。
这时电磁声学检测工具就派上用场了。EMAT 无需直接接触即可定位和测量内部和外部缺陷，并且还具有其他优势。
电磁声学换能器 (EMAT) 是一种非接触式无损检测方法，用于测量导电和/或铁磁材料的厚度和检测缺陷。与传统的超声波（压电）换能器不同，EMAT 在被检查部件中产生声波，而不是换能器探头。因此，不需要机械耦合。正因为如此，它非常适合检查加热物体、粗糙或涂层表面以及各种难以触及的位置。
EMAT 有两个主要部件：电磁铁和线圈。磁铁在被测物体周围产生静磁场。同时，线圈产生交流电，在表面产生第二个交流磁场。
当两个磁场相互作用时，表面电流会受到洛伦兹力的影响，进而触发特定频率的脉冲声波（根据ASTM E1774-96 ，通常为 0.1 至 10 MHz ）。
当波返回时，导体表面会振动并激活产生磁场的同一线圈。然后线圈会接收回声波。通过捕捉和解读这些声波，我们可以识别各种材料缺陷和表面不规则性。
根据磁场方向、线圈形状和目标频率，EMAT 可以产生剪切水平波、兰姆波或表面波。
l当洛伦兹力与导体表面平行时，就会产生剪切波（垂直或水平）。这些波通常有助于测量材料的厚度。
l表面波是由拉长线圈（形成曲折）并使磁场垂直于表面而产生的。它们通常有助于检测表面破坏缺陷，例如应力腐蚀开裂或滚动接触疲劳。
l兰姆波的设置与表面波相同，但曲折线线圈的频率不同。它们可以帮助识别分层、疲劳裂纹、脱粘和腐蚀。如果引导，兰姆波可以传播很远的距离并穿透很深的深度。
EMAT 的首 个工业应用是检查地下管道——难以准备的资产。该技术的非接触式多功能性适合具有热、粗糙或涂层表面的资产——即使在无法清洁的地方也是如此。例如，您可以使用它来检查高架火炬烟囱、小型抑制环和管道的倾斜部分。此外，由于测量速度快，现代 EMAT 系统可以节省大型储罐和地上管道无损检测的时间。
总体而言，有多项标准建议对不同类型的资产进行 EMAT 检查。MIL -STD 2154提到 EMAT 用于检查由锻造金属制成的资产。API 5CT和API 5L8 — 用于油井管 (OCTG) 中的薄壁元件。
ASTM E1774-96中列出了最广泛的用例列表：
l钢筋检验
l检测液体燃料箱铝焊缝中的裂纹、空隙和夹杂物
l石油钻井平台张力腿裂缝的位置
l冷轧后带钢闪光对接焊缝的检验
l航空航天真空室内焊缝检查
l高速厚度测量
l高温资产的厚度测量
l材料特性检测
l测量金属资产中的施加应力和残余应力
EMAT 是压电换能器的替代技术，传统上用于许多超声波测试场景。压电换能器需要与表面耦合，因为它们通过机械振动产生剪切声波。如果没有适当的水或凝胶耦合，大部分超声波能量会在换能器和表面之间的气隙中反射或损失，从而削弱信号并降低测量精度。
另一方面，EMAT 依靠的是电磁感应，而不是机械振动。换能器将涡流和磁场直接感应到表面以产生超声波。因此具有非接触性。
由于这些差异，EMAT超声波检测通常用于以下情况：
液体耦合剂很难应用于粗糙或不规则的表面。它们会与表面发生化学反应，从而损坏保护涂层。氯化物基耦合剂会导致铝腐蚀。酸性耦合剂会对铜和黄铜表面产生负面影响。残留物堆积还会吸引灰尘和环境污染物，导致腐蚀、变色或随着时间的推移而退化。同样，不当使用会影响脉冲回波信号，导致测量不准确。
EMAT 可实现干式检测，且表面准备工作最少。这种检测方法对不平整、油腻、肮脏和氧化的表面也非常有效，且准确度相对较高。
由于没有直接的表面接触，EMAT 非常适合在高温下检查材料：标准情况下，在线圈冷却的情况下最 高温度可达 500 °C/932 °F，在线圈冷却的情况下最 高温度可达 200 °C/392 °F。这意味着您可以检查正在使用的工业资产或刚焊接好的资产，而无需
无需完全冷却。结果 – 减少了停机时间并节省了工时。
标准 UT 探头仅能承受0-60 °C/32-140 °F 的温度暴露，范围明显较低。不过，还有更多耐高温型号。例如，Voliro 的高温 UT 探头可适用于温度高达 0-260 °C/32-500 °F 的资产。
环境因素（如环境温度、湿度、气体成分和压力）会影响超声波检测结果的准确性。这会使检查变得复杂，因为您需要根据天气预报进行操作。
EMAT 测试即使在恶劣的气候条件下也能有效，适用于磁致伸缩和金属表面。这使得它成为大多数管道检查或其他资产的首 选方法，无论这些资产位于或受到恶劣的环境条件影响。
由于其非接触式特性和快速测量模式，EMAT 可用于全自动在线检测。您可以将该技术集成到生产线中，进行持续监控，而不会减慢制造过程。
与此同时，UT 最适合临时扫描。它是一种速度较慢的技术，无法轻松适应质量控制等快节奏的制造流程。
EMAT 用途广泛。它适用于所有资产尺寸、形状和纹理，可在很宽的温度范围内操作。它无需机械接触即可定位表面和内部缺陷。
唯 一的主要缺点是什么？EMAT 与非导电材料不兼容，例如纸、玻璃、橡胶、瓷器、陶瓷和大多数塑料。
l支持不适合耦合的干式检测（热、冷、清洁环境）
l提供精 确的厚度测量，可以测量涂层、腐蚀和粗糙表面的厚度
l耐表面污染物（污垢、腐蚀、真菌、油脂、其他残留物）
l适用于高温应用，便于运行中检查
l可以产生比 UT 工具更多类型的波（例如 SH 型波）
l结构上无凝胶残留
l仅适用于导电材料（银、铜、铝、锌、镍、铁）
l信噪比较低，可能需要额外的信号处理算法
l较大的足迹通常无法检测到微小的点蚀
l需要高功率输入和特定放大器来提高信噪比
l尺寸比许多压电式超声换能器更大，因此更难运输
l强力永磁体，可能需要额外的机制才能拆卸
l在行业中采用的程度不如 UT
EMAT 检测设备已从第 一代130 KHz的传感器发展到产生20MHz的最 先进型号。现代 EMAT 工具变得更加精 确、耐用，并配备了远程控制和内置分析等额外功能。
在市场上，您可以找到用于现场检查的紧凑型手持式型号、用于在线评估的大型扫描仪以及用于高空测试的无人机安装式 EMAT 探头。
便携式 EMAT 仪器常用于现场检查或检查在用资产。有些型号是专门为特定情况而设计的。横波传感器测量材料厚度，表面波仪器检测近表面缺陷。还有更多通用选项，提供多种波模式。
Volta 2是一款高功率 EMAT，可产生法向光束、斜光束和导波。换能器可在 20 kHz 和 8 MHz 下工作，以测量厚度、检查焊缝和检查表面。支持的温度范围为 0-40 °C/32-105 °F。其产品的最 新版本还包括获得专利的脉冲接收器和自动传感器调谐。
CODA是一种高温探伤仪，可与 EMAT 和传统压电换能器配合使用。该设备的工作频率为 1500 kHz 至 10 MHz，可以测量厚度、定位缺陷、绘制腐蚀图并记录残余应力。它适用于温度范围在 -30-650 °C/-22-1202 °F 之间的资产。CODA 还允许您从任何具有 Wi-Fi 的设备控制检查。此外，所有测试数据都可以自动保存在云端。
Sonemat还提供一系列通用和专用探头，可产生大量纵向和导向剪切波。可用的 EMAT 探头具有脉冲回波或一发一收模式，温度范围高达 1000 °C/1832 °F。支持的用例包括壁厚测量、声学双折射评估、检查地下缺陷和频率控制扫描。
无人机安装的 EMAT 传感器可以更快地接触到储罐、管道或火炬烟囱等高架、难以接触的资产。无人机还可以消除与检查加热锅炉、高压容器或含有有毒物质的资产相关的人员危险。因此，您可以避免表面处理，这在需要去除严重腐蚀时尤其麻烦。此外，您还可以避免脚手架施工，最 大限度地减少资产停机时间，并节省大量无损检测成本。
Voliro 的 EMAT 厚度计使用径向极化剪切波，工作频率为 3.5-4 MHz。您可以测量 2-150 毫米/0.08- 5.9 范围内的厚度，分辨率为 0.06 毫米/0.002 英寸 - 足以在早期阶段检测腐蚀、侵蚀和材料退化。
我们的 EMAT 探头可承受 -20-60 °C/-4-140 °F 之间的温度，这对于检查灭火环等特别有用。Voliro 结构紧凑，全向性强，可以将 EMAT 传输到难以接近的钢管成角度的部件。
自动 EMAT 扫描仪主要用于高速、自动缺陷检测和厚度测量。根据ASTM E1816-18，它们提供简化的数据可视化，例如直接查看、颜色编码图、线扫描和点图。
自动化 EMAT 扫描仪主要用于大规模生产线、大规模资产检查或移动部件的连续扫描。以下是几种常用的选项：
lTEMATE TG-IL支持在线厚度测量 (EMAT)、形状测量 (激光) 和表面电导率 (EC) 测量，加热温度高达 650 °C/1218 °F。该工具可以自动测量薄带、薄板、钢坯、锭和管材以进行质量控制。
lRoCD EMAT-C是一套用于实时在线检测和测量管道轴向裂纹以及早期检测涂层剥离的技术。它可以在最 大工作压力为 15 MPa/(2175 psi) 且温度范围为 0 °C–65 °C (32 °F–149 °F) 的管道上工作。
与其他NDT 方法相比，EMAT 需要更少的时间和人力进行表面准备、耦合剂应用（和清洁）和设备冷却。通过实现高速单次测试，该技术缩短了检查过程，从而最 大限度地减少了设备停机时间。
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