核电站主管道焊缝质量控制以射线检测为主,并以超声检测为辅在焊后进行检查.相控阵超声检测具有动态偏转聚焦特点,相比普通超声检测方法在可达性方面具有一定优势,为主管道焊接过程中采用超声检测进行质量控制提供了可能性.为探究主回路管道层间焊缝检测,本文以第三代AP系列主管道为检测对象,在建立焊缝物理模型的基础上,分析了焊缝坡口对超声波传播的影响;利用自行设计加工的对比试块进行了探头和参数优选;利用能力验证试块,开展了层间焊缝相控阵超声检测试验.研究结果表明,使用频率1.5MHz、晶片数量为32×2的TRL相控阵探头,可以有效检出壁厚82.6mm的层间焊缝中1.0mm～10.0mm的模拟裂纹,定量精度可达1.0mm.本研究对核工程主回路管道以及其他行业关键构件的层间焊缝检测的推广应用具有重要指导意义.