不銹鋼管進行超聲波探傷前需要做一些準備工作，首先根據待測件結構、檢測要求、現場條件等因素來選擇儀器、探頭、試塊，然后調節儀器并確定檢測靈敏度，測定表面耦合損耗與補償，選定耦合劑、掃查方式，之后才可以開始對待測件進行缺陷的測定、記錄、等級評定，最后對儀器和探頭系統復核。
1. 檢測面的選擇和準備
不銹鋼管超聲波探傷通常是針對某一特定待測鋼管進行檢測，因此首先就要考慮缺陷的最大可能取向。如果缺陷的主反射面與待測件的某一規則面近似平行，則使用從該規則面入射的垂直縱波，使聲束軸線與缺陷的主反射面近乎垂直，對探傷是最為有利的。缺陷的最大可能取向要根據待測件的材料、坡口形式、焊接工藝等因素綜合分析。
多數情況下，待測不銹鋼管上可供放置探頭的平面或規則圓周面是有限的，因此，檢測面的選擇要和檢測技術的選擇結合起來考量。例如，對鍛件中冶金缺陷的檢測，由于缺陷大多平行于鍛造表面，通常采用縱波垂直入射檢測，檢測面可選為與鍛件流線相平行的表面。對于棒材的檢測，可能的入射面只有圓周面，采用縱波檢測可以檢出位于棒材中心區域的、延伸方向與棒材軸向平行的缺陷，若要檢測位于棒材表面附近垂直表面的裂紋，或沿圓周延伸的缺陷，由于檢測面仍是圓周面，所以仍需采用聲束斜入射到周向。
有些情況下，需要從多個檢測面人射進行檢測。如：變形過程使缺陷有多種取向時；單面檢測存在盲區，而另一面檢測可以補償時；單面的靈敏度無法在整個待測件厚度尺寸內達到時等情況。
為了確保檢測面能有較好的聲耦合，在檢測之前應對待測件表面進行目視檢查，清除油污、銹蝕、毛刺等，條件允許時可對表面探頭移動區域進行打磨。
2. 儀器的選擇
超聲波檢測儀是超聲波探傷的主要設備，當前國內外檢測儀器種類繁多，適用情況也大不相同，所以根據不銹鋼管探傷需要和現場情況來選擇檢測儀器。一般根據以下幾種情況來選擇儀器：
a. 對于定位要求高的情況，應選擇水平線性誤差小的儀器。
b. 對于定量要求高的情況，應選擇垂直線性好，衰減器精度高的儀器。
c. 對于大型零件的檢測，應選擇靈敏度余量高、信噪比好、功率大的儀器。
d. 為了有效地發現近表面缺陷和區分相鄰缺陷，應選擇盲區小、分辨力好的儀器。
e. 對于室外現場檢測，應選擇重量輕、熒光屏亮度好、抗干擾能力強的攜帶式儀器。
此外要求選擇性能穩定、重復性好和可靠性好的儀器。
3. 探頭的選擇
不銹鋼管超聲檢測中，超聲波的發射和接收都是通過探頭來實現的。在檢測前應根據被測對象的外觀、聲學特點、材質等來選擇探頭，選擇參數包括探頭種類、中心頻率、帶寬、晶片大小、斜探頭K值大小等。
a. 探頭類型的選擇
常用的探頭有縱波直探頭、縱波斜探頭、橫波斜探頭、表面波探頭、雙晶探頭、聚焦探頭等，一般根據待測件的外觀和易出現缺陷的區域、取向等情況來選擇探頭的類型，盡可能使聲束軸線同缺陷角度接近90°。
縱波直探頭發射、接收縱波，聲束軸線與探測面角度在90°左右。多用在尋找與面近乎平行的瑕疵。
縱波斜探頭在待測件中既有縱波也有橫波，但由于縱波和橫波的速度不同加以識別。主要用于尋找與探測面垂直或成一定角度的缺陷。
橫波斜探頭是通過波型轉換實現橫波檢測的。主要用于尋找與探測面垂直或成一定角度的缺陷。
表面波探頭用于尋找待測件表面缺陷，雙晶探頭用于尋找待測件近表面缺陷，聚焦探頭用于水浸式檢測管材或板材。
b. 探測原理的選擇
按檢測原理來分類，超聲探傷方法有脈沖反射法、穿透法、共振法和TOFD法等。本書主要介紹脈沖反射法。脈沖反射法又包括缺陷回波法、底波高度法和多次底波法等。
缺陷回波法通過探傷儀顯示屏中的波形判斷是否存在缺陷，其基本原理如圖2.19所示。當待測件完好時，聲波可直接到達待測件底部，波形信號只有初始脈沖T和底部回波B,若存在瑕疵，缺陷回波F就會在初始脈沖T和底部回波B之間出現。
底波高度法是指當待測件的材料和厚薄固定時，底部回波幅值維持不變，如果待測件內有瑕疵，底部回波幅值會減弱甚至消失，基于此判斷待測件內部情況，如圖2.20所示。底波高度法的特點是相同投影大小的缺陷可以取得到相同的指示，但是需要待測件的探測面與底部平行。底波高度法缺點同樣明顯，其檢出瑕疵的靈敏度不夠好，對缺陷定位定量也不方便。因此實際檢測中很少作為一種獨立的檢測方法，多是作為一種輔助手段，配合缺陷回波法發現某些傾斜的、小而密集的缺陷。
多層底波法是基于多次底面回波的變化來判斷待測件內是否有瑕疵。當待測件較薄，聲波能量比較強時，聲波會在探測面和底面之間來回多次往復，在探傷儀顯示屏中就會有多次底波B1、B2、B3、···.如果待測件內部存在有缺陷，由于缺陷的反射、散射等會損耗部分聲波能量，底面回波次數也會減少，同時還會擾亂待測件完好情況下底面回波高度依次衰減的現象，并顯示出缺陷回波，如圖2.21所示。
c. 探頭頻率的選擇
超聲波探傷頻率通常在0.5~10 MHz范圍內，實際選擇時要考慮以下因素：
①. 超聲波檢測的靈敏度約為介質中聲波自身波長長度的1/2，所以較高的頻率有助于檢測人員發現更細微的缺陷，但另一方面，較高的頻率在待測件中聲波能量的衰減也會更快。
②. 探頭頻率越高，聲波的脈沖寬度越窄，對缺陷的分辨能力越高，有利于區分相鄰的缺陷。
③. 探頭頻率越高，聲波波長越短，會使近場區范圍增大，不利于檢測。實際檢測中需要整體考量各種因素，選擇適當頻率。通常情況下，檢測人員需要在確保較好的檢測靈敏度的前提條件下，盡量選擇頻率較低的探頭。
d. 探頭晶片尺寸的選擇
探頭矩形晶片尺寸通常不大于500m㎡,對于圓形晶片而言，其直徑通常不大于25mm,晶片大小對探傷效果也有較大影響。通常要考慮以下因素：
①. 由θ0 =arcsin 1.22 λ/D 可知，隨著晶片增大，θ0 就越小，波束指向性越好，聲波能量也更集中，對于聲束軸線附近的缺陷檢測有利。
②. 由N= D2/4λ 可知，隨著晶片增大，N與D2成正比也會跟著增大，是不利于實際探傷的。
③. 晶片尺寸越大，探頭所發出的能量也越大，未擴散區掃查范圍也會增加，與此同時，遠距離掃查范圍會減小，對遠距離缺陷的檢測能力會提高。
所以，探頭晶片尺寸會影響到未擴散區掃查范圍、遠距離檢測能力、聲束指向性和近場區長度等。在實際檢測中，如果檢測面積范圍較大，常選擇大面積的壓電晶片；如果檢測厚度較大，也常選用大面積晶片探頭以增強遠距離缺陷探傷能力；如果是小型待測件，常選用小面積晶片提高定位精度；如果檢測區域表面較為粗糙，常選用小面積晶片來減少耦合時出現的損失。
e. 斜探頭折射角的選擇
對于斜探頭而言，折射角對檢測靈敏度、聲束軸線、一次波聲程等有較大制約。由K=tanβs 可知，K值越高，βs也越大，一次波聲程也越大。所以在探傷中，當待測件較薄時，常選用K值較高的探頭，來提高一次波聲程，避免處于近場區檢測；當待測件較厚時，選用較低的K值探頭，來減小由于聲程過大引起的衰減，有利于發現較遠處的缺陷。
4. 耦合劑的選擇
聲學意義上的耦合是指聲波在兩個界面間的聲強透射能力。透射能力越高，意味著耦合效果越好，能量傳入待測件越強。為了提高耦合性能，通常在探頭與被檢測表面之間加入耦合劑。其目的是為了排除因待測面不平整而與探頭表面間接觸不好存在的空氣層，使聲波能量有效傳人待測件實施檢測，此外也有助于減小摩擦。
一般耦合劑需要滿足以下幾點要求：
a. 能保護好探頭表面和待測表面，流動性、黏度和附著力大小適當，易于清洗；
b. 聲阻抗高，透聲性能良好；
c. 來源廣，價格便宜；
d. 對待測件沒有腐蝕，對檢測人員沒有潛在危險，對環境友好；
e. 性能穩定，不易變質，可長期保存。
探傷用耦合劑多為甘油、水玻璃、水、機油和化學漿糊等。其中，甘油的聲阻抗高，耦合性能好，常用于一些重要待測件的精確檢測，但其價格較貴，而且對待測件有一定程度的腐蝕；水玻璃聲阻抗較高，常用于表面較為粗糙的待測件檢測，缺點是清洗起來不易，并且對待測件有一定程度的腐蝕；水來源廣，價格低，常用于水浸式檢測，但易流失，易使待測件生銹，需要對待測件及時吹干；機油黏度、附著力、流動性大小適當，對待測件沒有腐蝕，價格也易于接受，是現在實驗室和實際探傷中最常用的耦合劑類型；化學漿糊耦合效果好，成本低，也常用于現場檢測。
此外，除了耦合劑自身的聲阻抗性能，影響耦合效果的還有探傷時耦合層的厚度、待測件表面的粗糙度、待測件表面形狀等。當耦合層厚度為λ/4的奇數倍時，聲波透射弱，反射回波低，耦合效果不好，而厚度為λ/2的整數倍或很薄時，透射強，反射回波高，耦合效果好。待測件表面粗糙度越大，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.由于探傷常用的探頭多數表面較為平整，因此待測件表面形狀也是平面時兩者耦合性能最優，次之是凸弧面，凹弧面最差。
5. 表面耦合損耗的測定與補償
由于耦合過程中會出現一定損耗，為了對其進行適當的補償，需要先測出待測件與對比試塊表面損失的分貝差。即在其他條件都相同，除了表面耦合狀態不同的待測件和對比試件上測定兩者回波或是穿透波的分貝差。
一次波測定方法為：先制作兩塊材質與待測件一致、表面狀況不一的對比試塊。其中一塊為對比試塊，表面粗糙度同試塊一樣，另一塊為待測試塊，表面狀態同待測件一樣。各自在相同深度對制作尺寸一致的長橫孔，然后將探頭放在試塊上，測出兩者長橫孔回波信號高度的分貝差，就是耦合的損耗差。
二次波測定時多選擇一發一收的一對探頭，通過穿透法測定兩者反射波高的分貝差。具體方法為：先用“衰減器”測定衰減的分貝差，把探頭放在試塊上調節好，然后再用“衰減器”測定增益的分貝差，即減少測定分貝差衰減量，此時試塊與待測件上同一反射體的回波波高一致，耦合損耗恰好得到補償。
6. 掃描速度的調節
掃描速度或時基掃描線比例是指探傷儀顯示屏中時基掃描線的水平刻度值τ與實際聲程x(單程）的比例關系，即τ : x=1 : n,類似于地圖上的比例尺。
掃描速度的增減通常需要根據探測范圍，利用尺寸已知的試塊或待測件上的兩次不同反射波的前沿，與相應的水平刻度值分別對照來進行。掃描速度的調節主要包括以下幾種：
a. 縱波掃描速度的調節
縱波檢測時通常根據縱波聲程來實現調節，具體需要首先將縱波探頭同厚度合適的平底面或曲底面對準，使得兩次不同的底面回波與相應的水平刻度值分別對準。
b. 表面波掃描速度的調節
表面波檢測時與縱波檢測時的掃描速度調節方法類似，但是由于表面波無法在同一反射體達成多次反射，所以調節時要通過兩個不一樣的反射體形成的兩次反射波分別對準相應的水平刻度值來調節。
c. 橫波掃描速度的調節
使用橫波進行探傷時，缺陷具體方位可通過折射角以及聲程來確定，亦可通過水平距離以及深度來確定。而橫波掃描速度的調節方法較多，有三種：
①. 聲程調節法，使屏幕上的水平刻度值同橫波聲程成比例，進而直接顯示橫波聲程；
②. 水平調節法，使屏幕上的水平刻度值同反射體的水平距離成比例，進而直接顯示反射體的水平投影距離，一般用于薄待測件橫波探傷；
③. 深度調節法，使屏幕上的水平刻度值同反射體的深度成比例，進而直接顯示深度距離，多用在較厚待測件焊縫的橫波探傷。
7. 檢測靈敏度的調節
調節檢測靈敏度的目的是為了探測待測件中特定尺寸的缺陷，并對缺陷定量。靈敏度太高會使屏幕上的雜波變多、難以判斷，但是太低又容易引起漏檢，所以可經由儀器上的“增益”“衰減器”“發射強度”等旋鈕來調整。調整方法有三種：試塊調整法、待測件底波調整法、AVG曲線法。
a. 試塊調整法
依據待測件對靈敏度的要求選用適當的試塊，把探頭對準試塊定制尺寸的缺陷，調整靈敏度相關的旋鈕，使屏幕中的最高反射回波達到基準波高，即調整完畢。
b. 待測件底波調整法
通過待測件底面回波來調節檢測靈敏度，待測件底面回波與同深度的人工缺陷回波的分貝差是一定值，這個定值可通過下式計算得出：
將探頭對準待測件底面，儀器保留足夠余量，一般大于Δ+(6~10)dB,“抑制”調至“0”，調節儀器使底波B1達到基準波高，然后增益ΔdB,這時就調好了。
c. AVG曲線法
AVG曲線是描述規則反射體的距離（A)、回波高度（V)與當量尺寸（G)之間關系的曲線，A、V、G分別是德文的字頭縮寫，英文中縮寫為DGS.AVG曲線常利用待測件直接繪制，利用半波法配合“增益”等旋鈕重復即可獲得，極大地方便了野外檢測工作。
8. 實施掃查及缺陷判定
缺陷判定是超聲探傷中的主要任務之一，在常規檢測中主要分為縱波直探頭定位和橫波斜探頭定位兩種。
a. 縱波直探頭與橫波斜探頭對比
①. 使用縱波直探頭探傷時，缺陷的水平位置就是探頭所在位置，而缺陷的深度需要通過儀器的水平刻度來計算。如果儀器按τ:n調節掃描深度，發現缺陷波的水平刻度為τf，則缺陷深度xf，為xy=nτf。
②. 使用橫波斜探頭進行探傷時，首次要考量相對于待測件的移動方向、掃查路徑、探頭指向等。通常掃查時前后左右移動探頭，而且通過左右掃動可獲知缺陷的橫向范圍，固定點轉動和繞固定點環繞有助于確定缺陷的取向、形狀。根據掃查方式的不同，常分為鋸齒形掃查和柵格掃查。
橫波斜入射檢測時對缺陷的判定包括缺陷水平和垂直距離以及缺陷大小評定。判定缺陷的水平和垂直距離時通常根據反射回波信號處于最大幅值時，在事先校正過的屏幕時基線上找到其回波的前沿，然后讀出聲程或者水平、垂直距離，最后根據探頭折射角推算獲得。通常認為橫波斜人射方式獲得的缺陷數值存在一定偏差，因為與縱波直射法不同，斜入射的時基線上最大峰值的位置是在探頭移動中確定的，其準確度受聲束寬度影響，且多數缺陷的取向、形狀、最大反射部位也是不確定的。
綜上，一般僅僅使用橫波斜探頭判定缺陷的水平或垂直距離，不用具體數值，然后通過相關標準進一步判定缺陷等級即可。
對于缺陷具體尺寸的判定，檢測人員通過待測件缺陷處與對比反射體的回波波高兩者比值，以及缺陷的延伸長度來判斷。使用斜入射的橫波來檢測具有平整表面的待測件時，聲束中心線會在界面處折射，所以可以通過折射角和聲程來判斷缺陷的尺寸。如前所述，通過聲程等參數可以調節掃描速度，所以對不同的待測件如平板、圓柱面等，或者檢測方法如一次波檢測、二次波檢測，相應的缺陷尺寸計算方法也各有不同。通常，斜入射的折射角越小，即K值越小，那么所能夠檢測的待測件厚度就越大，檢測人員一般把能夠檢測的圓柱面待測件的內外徑范圍指定在r/R≥80%。
b. 橫波斜探頭對缺陷定量方法
橫波斜探頭對缺陷的定量方法有當量法、底面高度法和測長法。
（1)當量法
①. 當量試塊比較法，就是把待測件中的缺陷回波與人工試塊的缺陷回波對比，進而確定缺陷尺寸。顯然，這種方法結果直觀易懂，且可靠，但是對比過程中需要大量人工試塊，工作量大，所以使用范圍小，多用于極其重要的零件進行準確定量，或者小工件的近場區探傷；
②. 底面回波高度法，就是首先獲得缺陷回波的波高分貝值，然后根據規則反射體的聲學方程來推算缺陷尺寸，是一種較為常用的當量方法；
③. 當量AVG曲線法，就是通過通用的AVG曲線判斷待測件中的缺陷尺寸。
（2)底面高度法
不像當量試塊比較法，不需要試塊，操作流程也簡單易上手，只用缺陷波與底波的相對波形信號高度就能夠判斷缺陷的相對值，就是說得不到缺陷的準確尺寸，所以使用范圍也局限于同條件下的缺陷對比或是對缺陷的密集程度進行判斷。主要有三種：
①. 使用缺陷回波與缺陷處底波的波高比值F/BF來判斷缺陷，即F/BF法；
②. 使用缺陷回波與不存在缺陷處底波的波高比值F/BG來判斷缺陷，即F/BG法；
③. 使用缺陷處底波與不存在缺陷處底波的波高比值Bf/BG來判斷缺陷，即BG/Bf法。
（3)測長法
通過缺陷回波高度和探頭檢測時的移動距離判斷缺陷的大小。按照檢測時的靈敏度基準分為三種：
①. 相對靈敏度法，檢測時探頭順著缺陷的長度方向移動，可以根據降低到一定程度的分貝值來判斷缺陷尺寸；
②. 絕對靈敏度法，檢測時探頭沿著缺陷的長度方向左右移動，在回波高度降低到制定高度時，根據探頭的移動距離判斷缺陷尺寸；
③. 端點峰值法，檢測時如果發現缺陷回波的波高包絡線存在數個極大值點，可根據探頭在缺陷兩端回波的極大值點區間的移動距離判斷缺陷尺寸。
9. 影響缺陷定位定量的因素
a. 儀器的影響
探傷儀的水平線性的優劣會影響回波信號在屏幕上的水平刻度值，進而影響對缺陷的推算，另外一旦屏幕的水平刻度分度不均勻，必然導致回波水平刻度值不準確，導致缺陷定位的誤差。
b. 探頭的影響
①. 聲束偏離問題，理想的探頭應該是與晶片幾何中心重合，但實際中常常存在一定偏差，若偏差較大，定位精度就會降低；
②. 聲場雙峰問題，正常探頭輻射的聲場只有一個主聲束，在遠場區主聲束上聲壓最高，但是，有時由于探頭制造或使用的原因，可能存在兩個主聲束，導致發現缺陷時難以判定是哪個主聲束發現的，也就難以確定缺陷的實際位置；
③. 探頭指向性問題，探頭輻射的聲場半擴散角小，指向性好，那么缺陷定位的誤差就小；
④. 探頭磨損問題，探頭的壓電晶片前通常會有一定厚度的楔塊，由于楔塊材質多樣，如果檢測人員用力不當，極易磨損楔塊，進而影響入射點、折射角等參數，最終對缺陷的定位造成干擾。
c. 待測件的影響
①. 表面粗糙度問題，如前文所述，粗糙度會影響耦合性能，同時也會導致聲波進入待測件的時間出現差別，可能導致互相干涉，影響定位；
②. 表面形狀問題，若是曲面待測件，點接觸或線接觸時如果把握不當，折射角會發生變化；
③. 待測件材質問題，材質不同會影響待測件和試塊中的聲速，使K值發生變化，影響定位；
④. 待測件邊界問題，當缺陷于待測件邊界靠近時，邊界對聲波的反射與人射的聲波在缺陷位置產生干涉，使聲束中心線偏移，導致缺陷定位上的誤差；
⑤. 待測件溫度問題，聲波在待測件中傳播速度會隨溫度變化，影響定位；
⑥. 待測件內缺陷自身取向問題，當缺陷角度與折射聲束存在一定角度時，可能出現擴散波聲束入射到缺陷的回波信號較高，而定位時誤以為缺陷在軸線上，導致定位偏差。
d. 操作人員的影響
①. 時基線比例，對時基線比例進行調整時，波的前沿未與相應水平刻度對準，導致缺陷定位出現誤差；
②. 入射點和K值，測定人射點和K值時有所偏差，影響缺陷定位；
③. 定位方法不當，橫波周向探測圓柱形待測件時，若按平板待測件定位方式處理，也將增加缺陷定位誤差。
影響缺陷定量的因素同影響缺陷定位的因素有相當多重合部分，如探頭的K值、晶片，待測件的形狀、表面狀態，耦合情況，缺陷的取向、位置等?？偠灾?，凡是會影響缺陷波高的因素都會影響缺陷的定量，具體判定時應綜合各方面影響因素，結合具體情況仔細分析，以提高準確性。
10. 檢測記錄和報告
記錄的目的是為待測件無損檢測質量評定（編發檢測報告）提供書面依據，并提供質量追蹤所需的原始資料。記錄的內容應盡可能全面，包括：送檢部門、送檢日期、檢測日期、被檢待測件名稱、圖號、零件號、爐批號、工序號及數量、所用規程或說明圖表的編號，任何反射波高超過規定質量等級中相應反射體波高的缺陷平面位置、埋藏深度、波高的相對分貝數，以及其他認為有必要記錄的內容。若規程中未詳細規定儀器和探頭的型號和編號、儀器調整參數及所用反射體的埋深等，則應在記錄中詳細記錄這些內容。記錄應有檢測人員的簽字并編號保存，保存期限按有關部門的要求確定。
不銹鋼管超聲波探傷檢測報告可采用表格或文字敘述的形式，其內容至少應包括：被檢待測件名稱、圖號及編號，檢測規程的編號，驗收標準，超標缺陷的位置、尺寸，評定結論等。報告中最重要的部分是評定結論，需根據顯示信號的情況和驗收標準的規定進行評判。若出現難以判別的異常情況，應在報告中注明并提請有關部門處理。
