对带漆管道的在线检测是对在役管线安全性检验的必要手段,而目前带漆管道的超声检测技术主要是以除漆检测和定点检测为主,难以实现对在役管道的带漆检测和长距离扫描检测。因此,通过研究漆层对超声检测结果的影响和研究超声换能器和检测装置对超声信号的影响,从而在一定程度上解决对带漆管道超声检测信号弱和难以扫描检测的难题。首先通过分析计算超声波在无漆层和有漆层情况下,在水、钢介质中的透射和反射率,漆层对超声波声压和声强的透射和反射率的影响与漆层本身厚度及超声换能器频率有关,并且漆层在超声波传播中会降低超声波的声强,对超声波的能量损失有直接影响。其次,漆层会对超声波造成衰减,介质衰减最为主要,其衰减程度取决于漆层的性质、厚度、密度、成分和配比。但是漆层对超声波的衰减毕竟有限,在对带有不同厚度漆层的不同厚度平板试块的定点检测实验,可以确定0.2mm以下环氧树脂漆层对超声波检测结果的误差在±0.15mm范围内。在针对带漆管道扫描检测的情况,换能器的选择和参数设计决定着检测信号和检测结果的好坏,通过对比分析圆形平面换能器和圆形聚焦换能器的声场特点,聚焦换能器由于能量集中更适合用于检测厚度不太厚、晶粒粗大和带涂层工件,因此选择聚焦换能器用于带漆管道的扫描检测将会更加合适。经过计算和选材,最终确定加工的换能器的频率为2.5MHz、5MHz和8MHz,压电晶片材料选择为锆钛酸铅压电陶瓷,晶片直径为10mm,背衬材料为钨粉-环氧树脂,保护膜和声透镜材料都选用有机玻璃,其中声透镜为凹平面声透镜,曲率半径为65mm。最后,通过研究设计三套不同结构的检测耦合装置和两套适用不同情况的行走机构,并通过对耦合装置的内部流场进行分析,以流场稳定性、涡流干扰和气泡排除等方面作为判断耦合效果好坏的理论依据,并以设计模型为蓝本加工出一套完整的检测装置进行实际检测实验,检测实验效果满足对带漆管道进行扫描检测的基本要求,且检测误差在0.2mm以内。检测实验过程中发现由于喷嘴高度过高而使得出水口处水流有回流冲击的影响,从而造成对检测信号的干扰。喷嘴高度和出口流速决定着水流干扰程度的强弱,通过对出水口处流场的模拟,理论上出水口流速在8m/s以下时,喷嘴高度宜调整为1mm-2mm以内,此时水流干扰将减弱。