不锈钢管进行超声波探伤前需要做一些准备工作，首先根据待测件结构、检测要求、现场条件等因素来选择仪器、探头、试块，然后调节仪器并确定检测灵敏度，测定表面耦合损耗与补偿，选定耦合剂、扫查方式，之后才可以开始对待测件进行缺陷的测定、记录、等级评定，最后对仪器和探头系统复核。
1. 检测面的选择和准备
不锈钢管超声波探伤通常是针对某一特定待测钢管进行检测，因此首先就要考虑缺陷的最大可能取向。如果缺陷的主反射面与待测件的某一规则面近似平行，则使用从该规则面入射的垂直纵波，使声束轴线与缺陷的主反射面近乎垂直，对探伤是最为有利的。缺陷的最大可能取向要根据待测件的材料、坡口形式、焊接工艺等因素综合分析。
多数情况下，待测不锈钢管上可供放置探头的平面或规则圆周面是有限的，因此，检测面的选择要和检测技术的选择结合起来考量。例如，对锻件中冶金缺陷的检测，由于缺陷大多平行于锻造表面，通常采用纵波垂直入射检测，检测面可选为与锻件流线相平行的表面。对于棒材的检测，可能的入射面只有圆周面，采用纵波检测可以检出位于棒材中心区域的、延伸方向与棒材轴向平行的缺陷，若要检测位于棒材表面附近垂直表面的裂纹，或沿圆周延伸的缺陷，由于检测面仍是圆周面，所以仍需采用声束斜入射到周向。
有些情况下，需要从多个检测面人射进行检测。如：变形过程使缺陷有多种取向时；单面检测存在盲区，而另一面检测可以补偿时；单面的灵敏度无法在整个待测件厚度尺寸内达到时等情况。
为了确保检测面能有较好的声耦合，在检测之前应对待测件表面进行目视检查，清除油污、锈蚀、毛刺等，条件允许时可对表面探头移动区域进行打磨。
2. 仪器的选择
超声波检测仪是超声波探伤的主要设备，当前国内外检测仪器种类繁多，适用情况也大不相同，所以根据不锈钢管探伤需要和现场情况来选择检测仪器。一般根据以下几种情况来选择仪器：
a. 对于定位要求高的情况，应选择水平线性误差小的仪器。
b. 对于定量要求高的情况，应选择垂直线性好，衰减器精度高的仪器。
c. 对于大型零件的检测，应选择灵敏度余量高、信噪比好、功率大的仪器。
d. 为了有效地发现近表面缺陷和区分相邻缺陷，应选择盲区小、分辨力好的仪器。
e. 对于室外现场检测，应选择重量轻、荧光屏亮度好、抗干扰能力强的携带式仪器。
此外要求选择性能稳定、重复性好和可靠性好的仪器。
3. 探头的选择
不锈钢管超声检测中，超声波的发射和接收都是通过探头来实现的。在检测前应根据被测对象的外观、声学特点、材质等来选择探头，选择参数包括探头种类、中心频率、带宽、晶片大小、斜探头K值大小等。
a. 探头类型的选择
常用的探头有纵波直探头、纵波斜探头、横波斜探头、表面波探头、双晶探头、聚焦探头等，一般根据待测件的外观和易出现缺陷的区域、取向等情况来选择探头的类型，尽可能使声束轴线同缺陷角度接近90°。
纵波直探头发射、接收纵波，声束轴线与探测面角度在90°左右。多用在寻找与面近乎平行的瑕疵。
纵波斜探头在待测件中既有纵波也有横波，但由于纵波和横波的速度不同加以识别。主要用于寻找与探测面垂直或成一定角度的缺陷。
横波斜探头是通过波型转换实现横波检测的。主要用于寻找与探测面垂直或成一定角度的缺陷。
表面波探头用于寻找待测件表面缺陷，双晶探头用于寻找待测件近表面缺陷，聚焦探头用于水浸式检测管材或板材。
b. 探测原理的选择
按检测原理来分类，超声探伤方法有脉冲反射法、穿透法、共振法和TOFD法等。本书主要介绍脉冲反射法。脉冲反射法又包括缺陷回波法、底波高度法和多次底波法等。
缺陷回波法通过探伤仪显示屏中的波形判断是否存在缺陷，其基本原理如图2.19所示。当待测件完好时，声波可直接到达待测件底部，波形信号只有初始脉冲T和底部回波B,若存在瑕疵，缺陷回波F就会在初始脉冲T和底部回波B之间出现。
底波高度法是指当待测件的材料和厚薄固定时，底部回波幅值维持不变，如果待测件内有瑕疵，底部回波幅值会减弱甚至消失，基于此判断待测件内部情况，如图2.20所示。底波高度法的特点是相同投影大小的缺陷可以取得到相同的指示，但是需要待测件的探测面与底部平行。底波高度法缺点同样明显，其检出瑕疵的灵敏度不够好，对缺陷定位定量也不方便。因此实际检测中很少作为一种独立的检测方法，多是作为一种辅助手段，配合缺陷回波法发现某些倾斜的、小而密集的缺陷。
多层底波法是基于多次底面回波的变化来判断待测件内是否有瑕疵。当待测件较薄，声波能量比较强时，声波会在探测面和底面之间来回多次往复，在探伤仪显示屏中就会有多次底波B1、B2、B3、···.如果待测件内部存在有缺陷，由于缺陷的反射、散射等会损耗部分声波能量，底面回波次数也会减少，同时还会扰乱待测件完好情况下底面回波高度依次衰减的现象，并显示出缺陷回波，如图2.21所示。
c. 探头频率的选择
超声波探伤频率通常在0.5~10 MHz范围内，实际选择时要考虑以下因素：
①. 超声波检测的灵敏度约为介质中声波自身波长长度的1/2，所以较高的频率有助于检测人员发现更细微的缺陷，但另一方面，较高的频率在待测件中声波能量的衰减也会更快。
②. 探头频率越高，声波的脉冲宽度越窄，对缺陷的分辨能力越高，有利于区分相邻的缺陷。
③. 探头频率越高，声波波长越短，会使近场区范围增大，不利于检测。实际检测中需要整体考量各种因素，选择适当频率。通常情况下，检测人员需要在确保较好的检测灵敏度的前提条件下，尽量选择频率较低的探头。
d. 探头晶片尺寸的选择
探头矩形晶片尺寸通常不大于500m㎡,对于圆形晶片而言，其直径通常不大于25mm,晶片大小对探伤效果也有较大影响。通常要考虑以下因素：
①. 由θ0 =arcsin 1.22 λ/D 可知，随着晶片增大，θ0 就越小，波束指向性越好，声波能量也更集中，对于声束轴线附近的缺陷检测有利。
②. 由N= D2/4λ 可知，随着晶片增大，N与D2成正比也会跟着增大，是不利于实际探伤的。
③. 晶片尺寸越大，探头所发出的能量也越大，未扩散区扫查范围也会增加，与此同时，远距离扫查范围会减小，对远距离缺陷的检测能力会提高。
所以，探头晶片尺寸会影响到未扩散区扫查范围、远距离检测能力、声束指向性和近场区长度等。在实际检测中，如果检测面积范围较大，常选择大面积的压电晶片；如果检测厚度较大，也常选用大面积晶片探头以增强远距离缺陷探伤能力；如果是小型待测件，常选用小面积晶片提高定位精度；如果检测区域表面较为粗糙，常选用小面积晶片来减少耦合时出现的损失。
e. 斜探头折射角的选择
对于斜探头而言，折射角对检测灵敏度、声束轴线、一次波声程等有较大制约。由K=tanβs 可知，K值越高，βs也越大，一次波声程也越大。所以在探伤中，当待测件较薄时，常选用K值较高的探头，来提高一次波声程，避免处于近场区检测；当待测件较厚时，选用较低的K值探头，来减小由于声程过大引起的衰减，有利于发现较远处的缺陷。
4. 耦合剂的选择
声学意义上的耦合是指声波在两个界面间的声强透射能力。透射能力越高，意味着耦合效果越好，能量传入待测件越强。为了提高耦合性能，通常在探头与被检测表面之间加入耦合剂。其目的是为了排除因待测面不平整而与探头表面间接触不好存在的空气层，使声波能量有效传人待测件实施检测，此外也有助于减小摩擦。
一般耦合剂需要满足以下几点要求：
a. 能保护好探头表面和待测表面，流动性、黏度和附着力大小适当，易于清洗；
b. 声阻抗高，透声性能良好；
c. 来源广，价格便宜；
d. 对待测件没有腐蚀，对检测人员没有潜在危险，对环境友好；
e. 性能稳定，不易变质，可长期保存。
探伤用耦合剂多为甘油、水玻璃、水、机油和化学浆糊等。其中，甘油的声阻抗高，耦合性能好，常用于一些重要待测件的精确检测，但其价格较贵，而且对待测件有一定程度的腐蚀；水玻璃声阻抗较高，常用于表面较为粗糙的待测件检测，缺点是清洗起来不易，并且对待测件有一定程度的腐蚀；水来源广，价格低，常用于水浸式检测，但易流失，易使待测件生锈，需要对待测件及时吹干；机油黏度、附着力、流动性大小适当，对待测件没有腐蚀，价格也易于接受，是现在实验室和实际探伤中最常用的耦合剂类型；化学浆糊耦合效果好，成本低，也常用于现场检测。
此外，除了耦合剂自身的声阻抗性能，影响耦合效果的还有探伤时耦合层的厚度、待测件表面的粗糙度、待测件表面形状等。当耦合层厚度为λ/4的奇数倍时，声波透射弱，反射回波低，耦合效果不好，而厚度为λ/2的整数倍或很薄时，透射强，反射回波高，耦合效果好。待测件表面粗糙度越大，反射回波越低，耦合效果越差，一般要求表面粗糙度不高于6.3μm.由于探伤常用的探头多数表面较为平整，因此待测件表面形状也是平面时两者耦合性能最优，次之是凸弧面，凹弧面最差。
5. 表面耦合损耗的测定与补偿
由于耦合过程中会出现一定损耗，为了对其进行适当的补偿，需要先测出待测件与对比试块表面损失的分贝差。即在其他条件都相同，除了表面耦合状态不同的待测件和对比试件上测定两者回波或是穿透波的分贝差。
一次波测定方法为：先制作两块材质与待测件一致、表面状况不一的对比试块。其中一块为对比试块，表面粗糙度同试块一样，另一块为待测试块，表面状态同待测件一样。各自在相同深度对制作尺寸一致的长横孔，然后将探头放在试块上，测出两者长横孔回波信号高度的分贝差，就是耦合的损耗差。
二次波测定时多选择一发一收的一对探头，通过穿透法测定两者反射波高的分贝差。具体方法为：先用“衰减器”测定衰减的分贝差，把探头放在试块上调节好，然后再用“衰减器”测定增益的分贝差，即减少测定分贝差衰减量，此时试块与待测件上同一反射体的回波波高一致，耦合损耗恰好得到补偿。
6. 扫描速度的调节
扫描速度或时基扫描线比例是指探伤仪显示屏中时基扫描线的水平刻度值τ与实际声程x(单程）的比例关系，即τ : x=1 : n,类似于地图上的比例尺。
扫描速度的增减通常需要根据探测范围，利用尺寸已知的试块或待测件上的两次不同反射波的前沿，与相应的水平刻度值分别对照来进行。扫描速度的调节主要包括以下几种：
a. 纵波扫描速度的调节
纵波检测时通常根据纵波声程来实现调节，具体需要首先将纵波探头同厚度合适的平底面或曲底面对准，使得两次不同的底面回波与相应的水平刻度值分别对准。
b. 表面波扫描速度的调节
表面波检测时与纵波检测时的扫描速度调节方法类似，但是由于表面波无法在同一反射体达成多次反射，所以调节时要通过两个不一样的反射体形成的两次反射波分别对准相应的水平刻度值来调节。
c. 横波扫描速度的调节
使用横波进行探伤时，缺陷具体方位可通过折射角以及声程来确定，亦可通过水平距离以及深度来确定。而横波扫描速度的调节方法较多，有三种：
①. 声程调节法，使屏幕上的水平刻度值同横波声程成比例，进而直接显示横波声程；
②. 水平调节法，使屏幕上的水平刻度值同反射体的水平距离成比例，进而直接显示反射体的水平投影距离，一般用于薄待测件横波探伤；
③. 深度调节法，使屏幕上的水平刻度值同反射体的深度成比例，进而直接显示深度距离，多用在较厚待测件焊缝的横波探伤。
7. 检测灵敏度的调节
调节检测灵敏度的目的是为了探测待测件中特定尺寸的缺陷，并对缺陷定量。灵敏度太高会使屏幕上的杂波变多、难以判断，但是太低又容易引起漏检，所以可经由仪器上的“增益”“衰减器”“发射强度”等旋钮来调整。调整方法有三种：试块调整法、待测件底波调整法、AVG曲线法。
a. 试块调整法
依据待测件对灵敏度的要求选用适当的试块，把探头对准试块定制尺寸的缺陷，调整灵敏度相关的旋钮，使屏幕中的最高反射回波达到基准波高，即调整完毕。
b. 待测件底波调整法
通过待测件底面回波来调节检测灵敏度，待测件底面回波与同深度的人工缺陷回波的分贝差是一定值，这个定值可通过下式计算得出：
将探头对准待测件底面，仪器保留足够余量，一般大于Δ+(6~10)dB,“抑制”调至“0”，调节仪器使底波B1达到基准波高，然后增益ΔdB,这时就调好了。
c. AVG曲线法
AVG曲线是描述规则反射体的距离（A)、回波高度（V)与当量尺寸（G)之间关系的曲线，A、V、G分别是德文的字头缩写，英文中缩写为DGS.AVG曲线常利用待测件直接绘制，利用半波法配合“增益”等旋钮重复即可获得，极大地方便了野外检测工作。
8. 实施扫查及缺陷判定
缺陷判定是超声探伤中的主要任务之一，在常规检测中主要分为纵波直探头定位和横波斜探头定位两种。
a. 纵波直探头与横波斜探头对比
①. 使用纵波直探头探伤时，缺陷的水平位置就是探头所在位置，而缺陷的深度需要通过仪器的水平刻度来计算。如果仪器按τ:n调节扫描深度，发现缺陷波的水平刻度为τf，则缺陷深度xf，为xy=nτf。
②. 使用横波斜探头进行探伤时，首次要考量相对于待测件的移动方向、扫查路径、探头指向等。通常扫查时前后左右移动探头，而且通过左右扫动可获知缺陷的横向范围，固定点转动和绕固定点环绕有助于确定缺陷的取向、形状。根据扫查方式的不同，常分为锯齿形扫查和栅格扫查。
横波斜入射检测时对缺陷的判定包括缺陷水平和垂直距离以及缺陷大小评定。判定缺陷的水平和垂直距离时通常根据反射回波信号处于最大幅值时，在事先校正过的屏幕时基线上找到其回波的前沿，然后读出声程或者水平、垂直距离，最后根据探头折射角推算获得。通常认为横波斜人射方式获得的缺陷数值存在一定偏差，因为与纵波直射法不同，斜入射的时基线上最大峰值的位置是在探头移动中确定的，其准确度受声束宽度影响，且多数缺陷的取向、形状、最大反射部位也是不确定的。
综上，一般仅仅使用横波斜探头判定缺陷的水平或垂直距离，不用具体数值，然后通过相关标准进一步判定缺陷等级即可。
对于缺陷具体尺寸的判定，检测人员通过待测件缺陷处与对比反射体的回波波高两者比值，以及缺陷的延伸长度来判断。使用斜入射的横波来检测具有平整表面的待测件时，声束中心线会在界面处折射，所以可以通过折射角和声程来判断缺陷的尺寸。如前所述，通过声程等参数可以调节扫描速度，所以对不同的待测件如平板、圆柱面等，或者检测方法如一次波检测、二次波检测，相应的缺陷尺寸计算方法也各有不同。通常，斜入射的折射角越小，即K值越小，那么所能够检测的待测件厚度就越大，检测人员一般把能够检测的圆柱面待测件的内外径范围指定在r/R≥80%。
b. 横波斜探头对缺陷定量方法
横波斜探头对缺陷的定量方法有当量法、底面高度法和测长法。
（1)当量法
①. 当量试块比较法，就是把待测件中的缺陷回波与人工试块的缺陷回波对比，进而确定缺陷尺寸。显然，这种方法结果直观易懂，且可靠，但是对比过程中需要大量人工试块，工作量大，所以使用范围小，多用于极其重要的零件进行准确定量，或者小工件的近场区探伤；
②. 底面回波高度法，就是首先获得缺陷回波的波高分贝值，然后根据规则反射体的声学方程来推算缺陷尺寸，是一种较为常用的当量方法；
③. 当量AVG曲线法，就是通过通用的AVG曲线判断待测件中的缺陷尺寸。
（2)底面高度法
不像当量试块比较法，不需要试块，操作流程也简单易上手，只用缺陷波与底波的相对波形信号高度就能够判断缺陷的相对值，就是说得不到缺陷的准确尺寸，所以使用范围也局限于同条件下的缺陷对比或是对缺陷的密集程度进行判断。主要有三种：
①. 使用缺陷回波与缺陷处底波的波高比值F/BF来判断缺陷，即F/BF法；
②. 使用缺陷回波与不存在缺陷处底波的波高比值F/BG来判断缺陷，即F/BG法；
③. 使用缺陷处底波与不存在缺陷处底波的波高比值Bf/BG来判断缺陷，即BG/Bf法。
（3)测长法
通过缺陷回波高度和探头检测时的移动距离判断缺陷的大小。按照检测时的灵敏度基准分为三种：
①. 相对灵敏度法，检测时探头顺着缺陷的长度方向移动，可以根据降低到一定程度的分贝值来判断缺陷尺寸；
②. 绝对灵敏度法，检测时探头沿着缺陷的长度方向左右移动，在回波高度降低到制定高度时，根据探头的移动距离判断缺陷尺寸；
③. 端点峰值法，检测时如果发现缺陷回波的波高包络线存在数个极大值点，可根据探头在缺陷两端回波的极大值点区间的移动距离判断缺陷尺寸。
9. 影响缺陷定位定量的因素
a. 仪器的影响
探伤仪的水平线性的优劣会影响回波信号在屏幕上的水平刻度值，进而影响对缺陷的推算，另外一旦屏幕的水平刻度分度不均匀，必然导致回波水平刻度值不准确，导致缺陷定位的误差。
b. 探头的影响
①. 声束偏离问题，理想的探头应该是与晶片几何中心重合，但实际中常常存在一定偏差，若偏差较大，定位精度就会降低；
②. 声场双峰问题，正常探头辐射的声场只有一个主声束，在远场区主声束上声压最高，但是，有时由于探头制造或使用的原因，可能存在两个主声束，导致发现缺陷时难以判定是哪个主声束发现的，也就难以确定缺陷的实际位置；
③. 探头指向性问题，探头辐射的声场半扩散角小，指向性好，那么缺陷定位的误差就小；
④. 探头磨损问题，探头的压电晶片前通常会有一定厚度的楔块，由于楔块材质多样，如果检测人员用力不当，极易磨损楔块，进而影响入射点、折射角等参数，最终对缺陷的定位造成干扰。
c. 待测件的影响
①. 表面粗糙度问题，如前文所述，粗糙度会影响耦合性能，同时也会导致声波进入待测件的时间出现差别，可能导致互相干涉，影响定位；
②. 表面形状问题，若是曲面待测件，点接触或线接触时如果把握不当，折射角会发生变化；
③. 待测件材质问题，材质不同会影响待测件和试块中的声速，使K值发生变化，影响定位；
④. 待测件边界问题，当缺陷于待测件边界靠近时，边界对声波的反射与人射的声波在缺陷位置产生干涉，使声束中心线偏移，导致缺陷定位上的误差；
⑤. 待测件温度问题，声波在待测件中传播速度会随温度变化，影响定位；
⑥. 待测件内缺陷自身取向问题，当缺陷角度与折射声束存在一定角度时，可能出现扩散波声束入射到缺陷的回波信号较高，而定位时误以为缺陷在轴线上，导致定位偏差。
d. 操作人员的影响
①. 时基线比例，对时基线比例进行调整时，波的前沿未与相应水平刻度对准，导致缺陷定位出现误差；
②. 入射点和K值，测定人射点和K值时有所偏差，影响缺陷定位；
③. 定位方法不当，横波周向探测圆柱形待测件时，若按平板待测件定位方式处理，也将增加缺陷定位误差。
影响缺陷定量的因素同影响缺陷定位的因素有相当多重合部分，如探头的K值、晶片，待测件的形状、表面状态，耦合情况，缺陷的取向、位置等。总而言之，凡是会影响缺陷波高的因素都会影响缺陷的定量，具体判定时应综合各方面影响因素，结合具体情况仔细分析，以提高准确性。
10. 检测记录和报告
记录的目的是为待测件无损检测质量评定（编发检测报告）提供书面依据，并提供质量追踪所需的原始资料。记录的内容应尽可能全面，包括：送检部门、送检日期、检测日期、被检待测件名称、图号、零件号、炉批号、工序号及数量、所用规程或说明图表的编号，任何反射波高超过规定质量等级中相应反射体波高的缺陷平面位置、埋藏深度、波高的相对分贝数，以及其他认为有必要记录的内容。若规程中未详细规定仪器和探头的型号和编号、仪器调整参数及所用反射体的埋深等，则应在记录中详细记录这些内容。记录应有检测人员的签字并编号保存，保存期限按有关部门的要求确定。
不锈钢管超声波探伤检测报告可采用表格或文字叙述的形式，其内容至少应包括：被检待测件名称、图号及编号，检测规程的编号，验收标准，超标缺陷的位置、尺寸，评定结论等。报告中最重要的部分是评定结论，需根据显示信号的情况和验收标准的规定进行评判。若出现难以判别的异常情况，应在报告中注明并提请有关部门处理。
