沿外圆做周向扫查的超声波横波检测是管材检测的主要方式。在实际检测时，通常希望得到的波形单一，形成的A显示波形清晰简单，以便于缺陷信号的正确判断。因此，常将管材检测的声束入射角选择在第一临界角和第二临界角之间，选择只出现纯横波的管材进行检测。管材检测最重要的目的是检测内、外壁的纵向裂纹。

1.对比试块

内、外径之比大于80%的钢管，采用周向直接接触法横波检测。对比试块应选取与被检钢管规格相同，材质、热处理工艺和表面状况相同或相似的钢管制备。对比试块不得有大于或等于ϕ2mm当量的自然缺陷。对比试块的长度应满足检测方法和检测设备的要求。

图6-1 对比试块

钢管纵向缺陷检测试块的尺寸、V形槽和位置应符合图6-1和表6-1的规定。

表6-1 对比试块上人工缺陷尺寸

在检测纵向缺陷时，超声波束应由钢管横截面中心线一侧入射，在管壁内沿周向呈锯齿形传播，如图6-2所示。在检测横向缺陷时，超声波束应沿轴向倾斜入射，在管壁内沿轴向呈锯齿形传播，如图6-3所示。

图6-2 管壁内声束的周向传播

图6-3 管壁内声束的轴向传播

探头相对于钢管螺旋进给的螺距应保证超声波束对钢管进行100%扫查时有不小于15%的覆盖率。自动检测应保证动态时的检测灵敏度，且内、外槽的最大反射波幅差不超过2dB。每根钢管应从管子两端沿相反方向各检测一次。直接接触法横波基准灵敏度的确定，可直接在对比试块上将内壁人工V形槽的回波高度调到显示屏满刻度的80%，再移动探头，找出外壁人工V形槽的最大回波，在显示屏上标出，连接两点即为距离-波幅曲线，作为检测时的基准灵敏度。

2.横波检测的条件

在横波检测时，在管材中产生纯横波是声束能够检测到内壁缺陷的前提条件。如图6-4所示，当超声波以纵波入射角α进入管材（壁厚为t，外径为D）时，折射角为β。声束按锯齿形路径传播，入射到管材内壁时，入射角为β₁。将折射声束的轴线PQ延长，并由圆心O引垂线与该延长线相交于q。由直角三角形PqO和QqO，可推导得到的关系式为

式中 r——内半径；

R——外半径。(www.daowen.com)

图6-4 斜角入射纵波检测时管材中的横波折射角及主声束传播情况

当β₁=90°时，声束轴线与管子内壁相切，为声束到达内壁的临界状态。此时，折射角β满足的关系为

因此，从几何关系上推导得出的声束到达内壁的条件为

由第一临界角公式可知，产生纯横波的条件是

式中 c₁₁——入射介质中的纵波速度；

c₁₂——管材中的纵波速度。

结合上面两个条件，可以得到，要在管材中得到纯横波并到达内壁，入射角必须满足的条件为

式中 c_S2——管材中的横波速度。

显然，并不是任何条件下式（6-4）均可成立，成立的条件是

所以，在管材中为纯横波条件下，声束可到达内壁的前提条件是

对于钢管，纵波速度为5850m/s，横波速度为3200m/s，（t/D）_临界=0.23。对于铝和铜，该值稍大，分别约为0.25和0.26。金属管材能否用横波检测，通常用厚度与外径比是否小于0.2作为判据，两者比值小于0.2的管材为薄壁管，可以实现横波检测。

实际上由于声束具有一定的宽度，即使声束轴线稍偏离管子内壁，扩散声束也有可能检测到管材内壁的缺陷，但此时的灵敏度会降低。