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基于声弹性理论，针对天然气输送管道焊缝残余应力检测问题，本文提出了一种检测新技术，并研制残余应力超声检测系统。该系统采用一发一收的探头分布方式，传感器沿着管道直焊缝放置，传感器吸附于管道外壁并在管道表面及亚表面激发出临界折射纵波，测得管道外壁沿着直焊缝处的焊接残余应力分布情况，并且经过实验验证该系统对管道焊接残余应力测量的可靠性。针对温度变化较大环境下的曲面材料的残余应力检测问题，提出了温度补偿技术和曲率补偿技术。