工业管道时常工作在外部环境温差较大,且管道内外结构不同方向压力作用复杂的工况下,易发生过度疲劳、摩擦损失、锈斑增厚、膨胀形变,进而产生不同程度的腐蚀,造成不同类型的潜在威胁,倘若没有尽早发现可能会在结构内部形成缺陷,破坏结构安全性能,将对安全、环境和经济造成严重危害。超声导波技术经过多年的发展,已在结构健康检测领域得到广泛应用,但由于导波具有多模态、频散等特性,致使检测信号复杂难辨,尤其在小缺陷检测时,缺陷辨识的难度将进一步增大,给研究者提出新的挑战。之外,由于管道在使用过程中,经常会受到外力等因素的影响,在管道内部产生微小裂纹,传统检测方法无法及时准确判断,因此,针对腐蚀变化情况进行长期监测实验是结构健康检测方法的重要步骤。本文利用超声导波技术,进行了直管和弯管的缺陷检测及辨识方法研究。主要研究内容:根据超声导波在管道中的基本传播特性,针对不同研究目标选取不同的超声导波模态;建立缺陷管道模型,为后续成像算法的分析研究提供充足的信号基础;对弯曲管道进行腐蚀缺陷检测实验研究,通过对检测信号的对比分析,建立不同程度腐蚀缺陷与检测信号特征间的对应关系,为后续腐蚀缺陷辨识奠定基础;通过实验研究,分析不同温度条件下,缺陷检测信号随温度改变的变化情况;在导波阵列检测的基础上,研究一种基于时间反转算子分解的成像算法,并通过数值模拟进行方法验证。