不銹鋼換熱管表面裂紋和單面焊的未焊透等缺陷位于工件的表面，可以使用肉眼觀察到。而上一小節中所述的四種缺陷也可能位于工件的內部，此時無法使用肉眼觀察，需要使用特定的方法才可以檢測到這些缺陷的存在。而無損檢測技術正好可以解決奧氏體不銹鋼換熱管焊縫內部缺陷不容易被發現的難題。與之相對的有損檢測是一種破壞性的檢驗，主要用來測定材料的力學、化學和金相等方面的性能，因此不作為本文的研究對象。

 無損檢測的基本要求是不影響被檢工件的原始特性，主要依靠熱、聲、光、電、磁等物理或化學手段，來檢測被檢不銹鋼換熱管的材料內部是否含有威脅到使用安全的缺陷。目前常規的無損檢測方法主要有五大類型，分別為：超聲檢測（Ultrasonic Testing,UT）、射線檢測（Radiographic Testing,RT）、渦流檢測（Eddy current Testing,ET）、滲透檢測（Penetrant Testing,PT）和磁粉檢測（Magnetic particle Testing,MT）。

  其中滲透檢測、渦流檢測、磁粉檢測這三種技術一般用來檢測被檢不銹鋼換熱管的淺層深度區域，而奧氏體不銹鋼結構工件的厚度一般較大，因此這三種檢測技術都不適用于本課題。

  射線檢測是一種利用高能射線具有較強穿透力的特點，來檢測被檢不銹鋼換熱管內部是否存在缺陷的無損檢測方法，常用的有X和γ兩種高能射線。但使用射線檢測來評價奧氏體焊縫的安全性時，有如下缺點：一是高能射線屬于電離輻射，危險性較大，檢測時需要撤離附近的全部人員；二是射線對被檢物體的曝光時間較長，尤其是檢測大厚度工件時，射線檢測的曝光、評片和出具返修通知單等步驟的時間都大于超聲檢測。在化工和核電領域，長時間的生產暫停會帶來巨大的損失。因此無論被檢物體是處于制造過程中還是處于在役期間，射線檢測的代價都比較大。

  超聲檢測利用了高頻聲波具有良好指向性的特點，來評估被檢不銹鋼換熱管內部是否含有缺陷。超聲探頭與被檢工件表面使用耦合劑連接，超聲波從探頭中發射出，穿過耦合劑，傳播到被檢工件內部。當被檢工件內部含有缺陷時，金屬材料與缺陷之間的異質分界面會反射超聲波，這個反射波被儀器檢測到后，顯示為缺陷回波。依據波速與回波聲程之間的關系，可以評估出缺陷存在的位置；根據儀器顯示屏上缺陷回波的幅值、波形等信息，可以判斷缺陷的大小和種類。

  在奧氏體不銹鋼換熱管的探傷領域，超聲檢測具有一定的局限性，但相比于其它四種常規無損檢測方法，超聲檢測仍然是最有優勢的檢測方法。

  使用超聲檢測技術對奧氏體焊縫進行探傷時，會遇到以下幾個問題：

  1. 奧氏體焊縫中的晶粒尺寸粗大，容易使超聲波發生散射現象，因此超聲回波信號中的結構噪聲較大。

  2. 常見探頭的面積較小，發射出的超聲波能量不足，無法穿透厚度較大的奧氏體焊縫。

  3. 奧氏體焊縫各向異性嚴重，超聲波穿過焊縫時路徑扭曲嚴重，給缺陷的定位、定量帶來了困難。經過多年的研究，這些問題雖然得到的一定的解決，但仍有很大的改進空間。因此在使用超聲檢測技術來評估奧氏體焊縫的質量是否合格時，解決上述的部分或者全部問題，可以提高焊接工件的可靠性，從而提高工業生產中的安全性。

  綜上所述，本課題的研究意義為：現行的國家標準NB/T 47013-2015《承壓設備無損檢測》中，只針80mm及以下厚度的奧氏體不銹鋼換熱管焊縫作出了明確的超聲檢測要求，而對80mm以上厚度的焊縫則沒有提出明確的檢測規范。由于各個工業領域內對大型奧氏體工件的要求越來越高，經常會出現100mm甚至更大厚度的奧氏體焊縫，這種情況下的超聲檢測沒有標準可依。因此本課題深入地研究了超聲檢測的基本原理，最終為大厚度奧氏體不銹鋼換熱管焊縫的檢測提供了參考依據。