管道作为五大运输工具之一,在经济建设和国防工业中发挥着越来越重要的作用。维护管道安全运行,防止管道生产事故的发生是管道工业生产和安全管理部门一项很重要的工作。管道泄漏事故一旦发生,不仅造成大量物质损失,更为严重的是有可能带来人身伤亡事故。管道缺陷检测是长输管道安全检测的一个重要方面。传统的检测方法多采用事后检测的方式而效率不高,而导波技术由于其具有检测效率高、速度快和检测管壁整个厚度等优势,在各种结构的无损检测方面得到了广泛应用。本文旨在对导波技术应用于长距离油气输送管线缺陷检测方面开展一些基础性的理论研究和实验研究。受实验条件的限制,本文在仿真和实验中选用内径为52mm,外径为60mm无缝低碳钢管来代替长输管道,该钢管在前20Khz的群速度频散曲线与长输管道类似。首先,分析了国内外导波无损检测技术在管道缺陷检测方面的研究现状;其次,介绍了导波的基本概念,推导了空心圆管中的导波理论,得出了空心圆管中柱面导波频散方程,给出了其频散曲线,并与基于平板理论所得到的结果进行了对比;然后,分析了空心圆管中最基本的两种纵向模态导波(L(0,1)模态导波和F(1,1)模态导波)的部分性质;通过数值仿真的形式研究了L(0,1)模态导波和F(1,1)模态导波在完整管道、单缺陷管道、双缺陷管道等条件下中的传播特性,探讨了两种模态导波的提取方法和应用于管道缺陷检测的方法,并给出了各自的缺陷识别公式;最后,通过实验,结合试验模态分析理论,实现了利用F(1,1)模态导波对单缺陷管道以及双缺陷管道的缺陷定位,定性研究了缺陷大小对检测结果的影响;对仿真与实验的差异性进行了比较与讨论,总结了管道中导波的传播特性,并分析了现有工作的不足之处,提出了下一步工作的建议。论文研究工作表明将导波技术应用于长输管道的缺陷检测与定位是可行的,下一步需要在导波模态的激发方式和精确提取技术等方面开展工作。