本项目主要技术创新内容： 1）分析横波、纵波在不锈钢，铸铁等不同材料中的传播特性，对于超声波在不均匀介质及介质边界被干扰时的超声散射与衰减特性进行信号分析，重点研究超声波探头如何更好得与复杂曲面焊缝的直接耦合及柔性材料的选择与匹配，对在不同中心频率下测量的信号进行分析，选择适合一定形貌特征值的最佳频段。 2）通过大量试验，对不同材料，不同焊缝缺陷（裂纹、气孔、固体加杂、未焊透、未熔合等）的超声波信号进行分析收集整理，建立缺陷形态识别数据库，同时通过信号处理得到缺陷的位置及大小，预测缺陷的扩展路径及趋势。 3）采用新型微区分析法对失效部位材料的金相组织进行分析，寻找微区裂纹源及裂纹扩展路径。 4）研究超声在检测对象中的传播特性、设计超声发射与（或）接收换能器的几何状态（包括尺寸、位置等）。 5）利用人工刻伤，获得多种状态分布裂纹，结合环境温度调节，分析不同超声信号的频谱特性，建立不同裂纹物理特性（深度与位置）快速判别的集成数据。 6）设计研制多状态复杂曲面焊缝直接耦合检测超声波换能器，设计开发检测系统，在人工试件上实施检测，分析和评价专用检测系统的检测结果。 7）通过对多状态复杂曲面焊缝的现场实践检测，分析和评价专用检测系统的稳定性与可靠性。 项目授权发明专利2项，实用新型专利4项，软件著作权4项，发表SCI论文3篇，5项发明专利正在进行实质审查，获得国家电投集团科技进步二等奖等科技奖励。 技术经济指标： 1）多状态复杂曲面焊缝缺陷的分辨与焊缝组织状态和超声频率相关，适用于焊缝表面波纹度0.5mm，曲率半径20mm，表面粗糙度12.5um。 2）通过对管对接焊缝和角焊缝标准缺陷的实验检测以及现场焊缝缺陷的检测，采用弱刚性匹配直接耦合超声波检测，对直径Φ6mm气孔、10mm长、0.5mm宽1mm深裂纹、直径2mm长10mm未融合等缺陷明确分辨。 3）轻便精巧，续航时间长。设备重量2公斤，8英寸显示屏，便于现场检测，正常工作电池续航5小时以上。 推动行业进步：无需对焊缝及其周边的表面进行打磨处理，极大地减轻打磨工作量，节约打磨时间，提高打磨人员和检测人员的工作效率，避免了金属设备刚度、强度及厚度等物理性能永久性的破坏，减少打磨粉尘对环境和人体带来的不利影响。研发的多状态复杂曲面超声波探伤仪可适用各种母材、焊材及不同焊接接头的检测，使用范围广，将改变传统金属探伤领域既有工作程序，助推行业变革。 应用、推广及效益情况：在五凌电力12个电厂，对泄洪闸门、排水环，桨叶操作油管，转子支臂等重要部位焊缝进行了探伤，发现多处重大安全隐患，确保了电厂安全稳定运行，提升发电效益。在湖南五凌电力工程有限公司、中国电科院武汉分公司、上海理工大学、上海天阳钢管有限公司等进行了应用推广，在车用钢管生产厂家的油管、排气管、水管、支撑管等进行了免打磨探伤，成功监测出所有缺陷钢管，保证质量达到99.99%，减少了探伤人员。作为第三方鉴定机构对传统探伤仪校核的设备，确保了金属探伤在行业应用的可靠性。在高校使用，作为学生试验的仪器，为学生掌握基本探伤知识提供了创新的思路，培养了优秀的技能人才。通过使用该技术，相关应用单位累计产生经济效益达3160万元。