我国是世界钢管第一出口国,钢管对国民经济的发展贡献巨大,远胜于其他钢材。而45#钢管,因良好的综合性能,在制作结构件、零件及流体输送管道方面发挥了重要作用。随着45#钢管使用管龄的增长,难以避免的安装缺陷、环境腐蚀、人为破坏等问题会逐渐暴露出来并进一步演变成严重的事故。目前我国的钢管管道经过长期使用,已进入事故多发期,因此如何实现管道缺陷的检测和评估重要的现实意义。本文针对45#钢管的缺陷检测问题,以超声导波技术为基础开展仿真和实验工作,主要包括:建立管道超声导波有限元仿真模型,并提出位置指标、能量指标和波形指标对仿真参数进行优化;搭建超声导波检测平台,实现多模态导波的激励与接收;研究导波在管道中的衰减特性,分析缺陷检测及定位的精度,并进一步讨论缺陷的位置、类型及深度对缺陷定位精度的影响;研究多模态与缺陷的交互过程,建立反射回波与缺陷三维特征的对应关系,为缺陷量化提供理论指导。研究结果表明:超声导波技术可以用于管道中缺陷（例如宏观裂纹、环形缺口及圆孔等）的检测及定位。其中缺陷位置对定位精度有较大影响,缺陷类型和深度对定位精度影响不大。在检测过程中,回波信号中包含了缺陷的三维特征信息。其中缺陷的轴向长度主要影响缺陷回波的形态,缺陷周向角度和径向深度决定回波的主要能量。采用仿真与实验相结合的方法开展缺陷检测及定位研究,可以极大的提高效率。建立仿真模型时引入的特征评估指标可实现仿真参数的优化,保证了模型的准确性和可靠性。搭建实验平台时可通过布置对称分布的压电晶片抑制杂波（如弯曲模态导波）,提高信噪比。此外,超声导波的不同模态对管道缺陷的敏感度并不相同,当检测轴向管道缺陷时,L模态比T模态精确度更高。因此实际应用中应选择合适模态的导波,以实现对不同缺陷的准确检测。