本文以我国目前在大口径、大壁厚对接焊缝缺陷无损检测中存在的从检测方法、缺陷识别、设备、执行标准等方面存在的不足之处出发，对大口径、大壁厚对接环焊缝中所存在焊接缺陷形态了分析；超声波进行焊接缺陷定性定量检测评定的方法；大口径、大壁厚对接环焊缝专用的超声检测方法；缺陷定量用对比试块和对所检测的各种缺陷大小进行对比的试块；专用探头、探头架及探伤仪的设计及选择等方面进行了研究，确定了以超声波衍射时差法(TOFD)为主的检测方法及相关的工艺和设备。并在对大口径、大壁厚对接环焊缝缺陷检测的国内外验收标准进行详细比较的基础上，编制了大口径、大厚壁对接环焊缝无损检测的标准(推荐做法)。 最后，应用研究中所确定的检测方法和检测标准，经过实验室和现场实验，对大口径、大壁厚对接环焊缝进行了检测。在实验室环境下，对Ф1016mm×25mm和Ф1016×20mm试板上不同深度内外刻槽进行量化评定。实验验证，用TOFD结合脉冲回波法对裂纹位置及尺寸进行定征，缺陷深度测量精确度可达1.5mm。现场检测的Ф1016×26.2mm、Ф1016×21mm和Ф1016×17.5mm环焊缝共35道。在检测过程中发现了一些常规X射线难以发现的未超标缺陷。结果表明TOFD技术检测灵敏度高，效果良好，可对缺陷的大小及深度进行准确的评判。