在管道中输送流体时会有有机物或无机物在管道内表面堆积,这种经过长时间堆积起来的有害物质就被称为污垢。污垢存在于化工、石油、食品、制药、冶金等各个行业,其存在不仅会导致工业生产过程中产能降低,影响经济效益,还会影响设备的安全运行,带来安全隐患。因此污垢问题备受各国学者的关注,而准确检测污垢是采取有效除垢对策的前提和依据。据此,本文采用理论分析、模拟仿真、检测实验相结合的方式,利用超声导波对换热弯管污垢检测开展相关研究,主要工作内容如下:基于超声导波的理论基础,讨论不同类型模态的位移分量、频散特性,选取适合检测弯管污垢的导波模态。推算超声导波在积垢管道中的频散方程,利用GUIGUW软件绘制超声导波的频散曲线,并提取相应模态绘制污垢厚度-群速度关系图,为后续研究提供理论指导。通过污垢厚度-群速度的关系图选取最佳检测频率区间,提出基于超声导波的弯管污垢检测方法,通过检测导波群速度确定弯管的污垢厚度。同时为研究检测方法的普适性,针对常见规格、管材的换热弯管,研究其内径与壁厚对导波模态频散特性以及可以检测污垢厚度频率区间的影响。利用ANSYS有限元仿真软件对换热弯管进行数值模拟,分别分析检测间距、曲率半径、污垢厚度的变化对超声导波传播特性的影响,并根据仿真得到的模态到达检测点的时间计算出导波模态此刻的群速度。将仿真群速度与理论群速度进行对比分析,仿真结果显示,仿真群速度与理论群速度较为一致,污垢厚度与群速度的趋势也与理论值一致,初步验证了所选检测方法的可行性。然后模拟充液积垢弯管和污垢不均匀的积垢弯管,在两种不同工况下进行基于超声导波的污垢厚度的检测研究。搭建超声导波管道检测实验系统,对换热弯管进行检测,考虑实际检测过程中存在检测的偶然性和换热弯管、管内污垢与导波作用复杂对检测结果造成误差,采用多次测量求均值的方法处理检测所得实验结果,并结合理论部分进行误差分析。实验结果与理论结果具有较高的一致性,进一步证明超声导波检测换热弯管管侧污垢厚度方法的可行性。针对实际检测过程中导波信号存在较严重的干扰与噪声的问题,通过遗忘因子变分模态方法和互相关算法对导波检测信号降噪和模态提取,从而实现导波群速度值能更准确的获取。