金属材料在锅炉、压力容器、压力管道等承压设备中被广泛使用,往往是作为承压结构件等关键部位的使用。近年来,随着工业的不断兴起,承压设备在石油、化工、航空航天、能源等领域承担着越来越重要的角色。其中腐蚀是造成承压设备失效（泄露、爆炸）的主因,及时发现承压设备在使用过程中出现的各种材料损伤等缺陷,预防承压结构件的断裂故障和防止重大恶性事故的发生具有重要意义。低频电磁检测技术通过对软磁磁芯通电使得被检测对象进行交流磁化,具有渗透深度大、检测灵敏度高的优势,适用于承压结构件的检测。本文以钢板、管道为研究对象,采用有限元仿真分析和试验相结合的方法,开展钢板、管道不同类型缺陷的低频电磁方法研究。从低频电磁检测原理出发,建立了金属板构件三维有限元仿真模型,得到金属板构件的电磁特性规律,分析低频电磁场分布特征,优化低频电磁传感器结构。建立含裂纹缺陷的金属板构件仿真模型,从激励频率、线圈参数等角度,分析了影响低频电磁传感器检测灵敏度的因素。仿真得到了缺陷尺寸和埋藏深度与检测信号之间的对应关系,该对应关系可用于指导裂纹的定量检测。仿真结果表明,低频电磁传感器针对钢板构件缺陷具有较高的检测灵敏度和探测深度。结合仿真和试验结果研制了高精度多通道低频电磁检测传感器,对影响探头检测灵敏度的因素进行试验研究,优化了激励磁芯尺寸、线圈参数,提高了传感器的检测灵敏度,发现当激励磁芯形状为C型,激励磁芯绕制2层（390匝）,检测线圈内径为3mm,高度为4mm时,对缺陷的识别能力最佳。设计不同材质、不同类型缺陷检测试块,进行低频电磁传感器灵敏度测试,研制的低频电磁传感器可以实现对φ12mm埋深9.6mm的304不锈钢及φ12mm埋深8mm的20#碳钢缺陷有效检测。制作金属板检测试样,搭建了低频电磁检测系统并开展试验,确定对高磁导率材质最佳检测频率为5Hz,低导磁率材质最佳检测频率为100～300Hz,对不同长度埋深裂纹及不同深度腐蚀类缺陷进行检测,获得不同类型缺陷对检测信号的影响规律。试验结果表明,缺陷类型为槽型,材质为20#碳钢时,表面缺陷检测精度为:长10mm×宽0.4mm,深度为板厚20%;埋深可达到长10mm×宽0.4mm,埋深为板厚40%。而材质为304不锈钢时,腐蚀缺陷表征效果强于槽型。当缺陷为腐蚀时,表面最小探测深度可到1.5mm,对应埋深可达8mm。当构件类型为管道时,缺陷类型为平底孔时,扫查面最佳检测精度为直径5mm,深度为管厚20%,且可以发现对于埋深缺陷20#碳钢检测能力强于304不锈钢。