广泛应用于核电、化工、石化等行业的承压设备往往难以避免某些裂纹、气孔、夹渣等制造缺陷以及局部减薄、腐蚀开裂、疲劳裂纹等服役缺陷。这些缺陷严重威胁着设备的结构完整性及其安全运行,应尽早检出这些缺陷,并对其进行合于使用评价,以免发生灾难性事故。超声检测是承压设备无损检测最常用的缺陷定量检测技术之一,可表征缺陷尺寸、缺陷位置等信息。作为一种无损检测技术,超声检测技术的可靠性直接影响承压设备结构完整性评定结果,对设备安全运行造成潜在风险。本文重点针对超声检测技术的可靠性展开研究,建立了缺陷检出率(Probability Of Detection,POD)模型,提出了仪器调试校准策略,并根据折射角的调试误差修正了缺陷高度尺寸分布模型,进而形成了基于可靠性的缺陷定量模型。主要研究内容如下:超声波在传播过程中会发生衰减,将会影响缺陷检出率。对此,本文设计了声压标准差测试试验,探索了超声波声场的衰减规律,获得了声压标准差与声程的关系模型曲线。对现有缺陷检出率信号响应幅模型进行了改进,引入了声程参数,修正了缺陷检出率与缺陷尺寸之间的关系模型,并给出了模型参数的估计流程。结果表明,超声波检测在远场区随着距离的增加,缺陷检出率曲线偏向于扁平,超声波对缺陷的识别能力下降。所提出的POD模型能融合不同深度的缺陷信息,克服了原POD曲线的不足,大大减少了考虑衰减情况下制作POD曲线的工作量及试板数量。在超声检测缺陷之前,必须对仪器进行调试,调试过程中难免有误差,尤其是折射角及零偏的调试误差会对最终测量结果造成影响。现有的距离波幅校准(Distance-Amplitude-Correction,DAC)曲线绘制过程中往往忽略了长横孔深度和声程的数学关系。对此,本文将其折算成折射角和零偏,融合校准值,分别采用算术平均及加权平均算法。根据各个信息的相关性,提出了一个最优权值的计算方法。通过融合校准值,提高了折射角及零偏的校准精确度。另外,本文还发现折射角的校准精度随着折射角的增大而变差。在对折射角信息和零偏信息融合的基础上,根据实际缺陷,分析讨论了算术平均融合与加权平均融合方法的适用性及其融合效果。结果表面,折射角算术平均融合方法适用于所有位置的缺陷,但加权平均融合只适用于上表面缺陷及埋藏缺陷;零偏的算术平均无法进一步提高测量精度,但零偏的加权平均可提高上表面缺陷的测量精度。通过比较不同尺寸缺陷的融合结果,发现折射角进行融合提高缺陷精度的效果随着缺陷尺寸的增加而增加。对于不同折射角的探头,折射角融合的最优权值之间差别不大,可以忽略权值之间的差别,而零偏融合的最优权值有一定的差别。针对结构完整性评定中常用的缺陷尺寸正态分布模型及对数正态分布模型,本文根据实验数据给予验证。结合研究结果,引入了折射角概率分布的参数,修正了下表面缺陷及埋藏缺陷的正态分布模型及对数正态分布模型,并给出模型参数的估计公式。根据修正后的模型,提出了基于贝叶斯定理的缺陷高度估计方法。该方法以未经融合的测量信息为先验值,以经过融合后的测量信息为似然值,估计缺陷高度的后验分布,使得缺陷高度的估计方差大幅度降低。