针对石油石化行业管柱表面裂纹的检测需求,本论文借鉴交流电磁场检测(Alternating Current Field Measurment,简称ACFM)技术原理,引入管柱360°大范围同轴激励线圈,形成管柱周向电磁场检测(Circumferential Electromagnetic Field Measurement简称CEFM)方法及系统,实现管柱表面裂纹的全面、快速和定量检测。通过理论分析、数值仿真和实验研究,重点构建周向电磁场检测技术理论模型,分析电磁场在裂纹区域的畸变机理,提出裂纹尺寸定量反演方法,开发周向电磁场检测系统,开展管柱裂纹定量检测实验。论文主要从以下三个方面展开研究:(1)周向电磁场检测技术理论研究与仿真模型建立根据经典电磁学理论,在ACFM技术原理的基础上引入管柱表面360°大范围同轴激励线圈,构建周向电磁场检测理论模型,利用有限元方法建立周向电磁场检测数值仿真模型,分析电磁场在管柱表面裂纹区的畸变特点,提取裂纹的特征信号,为后续系统参数优化和特征信号定量分析奠定基础。(2)周向电磁场检测技术参数优化及裂纹定量分析基于周向电磁场数值仿真模型,优化系统的激励参数、提离高度等关键参数,分析周向电磁场激励条件下管柱表面裂纹周围电磁场畸变区域,确定阵列传感器分布间距,为后续周向电磁场检测技术探头和系统开发提供依据。重点分析裂纹尺寸与扰动电磁场之间对应关系,提出周向电磁场检测技术裂纹量化方法。(3)周向电磁场检测技术系统开发及裂纹定量检测实验研究借助仿真模型参数优化结果,重点针对探头、阵列传感器、系统硬件开展优化设计,研发基于周向电磁场检测技术的智能可视化软件,搭建一套融探头、信号处理硬件和智能识别软件为一体的管柱表面裂纹周向电磁场检测系统,开展管柱裂纹定量检测实验测试,结果表明该系统能够实现管柱表面裂纹的全面、快速和定量检测。