超声波检测按原理分类一般分为：脉冲反射法、穿透法、共振法和超声波衍射时差法。
1.脉冲反射法：超声波探头**脉冲波到被检试件内，根据反射波的情况来检测试件缺陷的方法，称为脉冲反射法。
2.穿透法：是依据脉冲波或连续波穿透试件之后的能量变化来判断缺陷情况的一种方法。
3.共振法：若频率可调的连续超声波在被检工件内传播，当试件的厚度为超声波的半波长的整数倍时，将引起共振，仪器显示出共振频率，用相邻的两个共振频率之差可算出试件厚度。当试件内存在缺陷或工件厚度发生变化时，将改变试件的共振频率。依据试件的共振特性，来判断缺陷情况和工件厚度变化的方法称为共振法。
4.超声波衍射时差法：利用工件中缺陷上下端点衍射信号进行缺陷检测与尺寸测量的一种方法。

脉冲反射波超声检测在检测条件、耦合补偿、仪器调节、确定的定位、定量、定性等方面都有通用的技术。
脉冲反射法超声检测的基本步骤：检测前准备，检测仪器系统的选择、调节、灵敏度确定，耦合补偿，缺陷的测定、记录评级，仪器系统的复核。
检测面的选择与准备，先考虑缺陷的可能取向，尽量保证缺陷能够有的反射条件，接触法的探测面应规则对称，底波法应有平行的探测面和底面。考虑到盲区，必要时应从正、反两面进行检查。当从一面检查灵敏度不够时，亦应从正、反两面进行检查。还应根据工件的厚度、形状综合考虑。
为了保证检测面能提供良好的耦合，进行超声检测前应去除检测区域内的氧化皮、毛刺、油污及其他可能妨碍探头移动的附着物。
超声波检测仪是超声波检测的主要设备。目前国内外探伤仪种类繁多，性能各异，探伤前应根据探测要求和现场条件来选择探伤仪。先要选择仪器稳定性、重复性和可靠性好的仪器，探伤仪的各项指标要达到有关标准的要求。
就性能而言，一般应考虑以下原则：
1.对于定位要求高的情况，应选择水平线性误差小的仪器。
2.对于定量要求高的情况，应选择垂直线性好，衰减器精度高的仪器。
3.对于大型零件的探伤，应选择灵敏度余量高、信噪比高、功率大的仪器。

射线检测常用的方法是射线照相法，射线照相法检测是利用物质在密度不同、厚度不同时对射线的吸收程度不同(即使射线的衰减程度不同),就会使被测对象下面的底片感光不同的原理，实现对焊缝、原材料以及零部件内部质量的照相检测。当射线穿过密度大的物质，如金属或非金属材料时,射线被吸收得多，自身衰减的程度大,使底片感光轻;当射线穿过密度小的缺欠(空气)时，则被吸收得少,衰减小，底片感光重，这样就获得反映被测对象内部质量的射线底片。根据底片上影像的形状及其黑度的不均匀程度，就可以评定被检测试件中有无缺欠及缺欠的性质、形状、大小和位置。
对射线底片上缺欠的评定就是对射线照相结果作出结论，这是一个十分细致而又复杂的工作。研究焊接的工艺过程、焊接缺欠形成的机理，了解焊缝缺欠的分类，各种缺欠的形态及其产生条件，对于我们进行射线照相底片上焊缝缺欠的识别和正确评定，不仅提供了理论上的，同时较为准确地鉴别缺欠提供了依据。因此，有了以上*1部分的焊接基础知识，我们对射线底片上缺欠的评定就会*得多。常见的焊接缺欠有焊缝尺寸不符合要求、咬边、烧穿、气孔、夹渣、未焊透、未熔合及裂纹等。在射线探伤底片评定时，它们在底片上出现的位置，表现的影像有一定的特点。
无损检测人员对焊缝内部缺欠的定性，不仅仅要具备足够的无损检测知识，而且要掌握一定的焊接知识，研究焊接的工艺过程、焊接缺欠形成的机理，了解焊缝缺欠的分类，以及各种缺欠的形态及其产生条件，对于我们进行焊缝缺欠的识别和正确评定，不仅提供了理论上的，同时较为准确地鉴别缺欠提供了依据。只有把焊接知识和无损检测知识充分的结合起来，我们才能够对焊缝的内部缺欠进行正确的定性，从而真正提高了我们的无损检测技能。

钢结构无损检测方法有：射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透检测。
(1)射线检测
射线检测就是利用射线(X射线、γ射线、中子射线等)穿过材料或工件时的强度衰减，检测其内部结构不连续性的技术。穿过材料或工件时的射线由于强度不同，在感光胶片上的感光程度也不同，由此生成内部不连续的图像。
射线检测主要应用于金属、非金属及其工件的内部缺陷的检测，检测结果准确度高、可靠性好。胶片可长期保存，可追溯性好，易于判定缺陷的性质及所处的平面位置。
射线检测也有其不足之处，难于判定缺陷在材料、工件内部的埋藏深度;对于垂直于材料、工件表面的线性缺陷(如：垂直裂纹、穿透性气孔等)易漏判或误判;同时射线检测需严密保护措施，以防射线对人体造成伤害;检测设备复杂，成本高。
射线检测只适用于材料、工件的平面检测，对于异型件及T型焊缝、角焊缝等检测就无能为力了。
(2)超声波检测
超声波检测就是利用超声波在金属、非金属材料及其工件中传播时，材料(工件)的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响，通过对超声波受影响程度和状况的探测了解材料(工件)性能和结构变化的技术。
超声波检测和射线检测一样，主要用于检测材料(工件)的内部缺陷。检测灵敏度高、操作方便、检测速度快、成本低且对人体无伤害，但超声波检测无法判定缺陷的性质;检测结果无原始记录，可追溯性差。
超声波检测同样也具有着射线检测无法比拟的优势，它可对异型构件、角焊缝、T型焊缝等复杂构件的检测;同时，也可检测出缺陷在材料(工件)中的埋藏深度。
TOFD检测，超声波检测的一种，目前无损检测研究部新发展的检测方向。
TOFD原理是当超声波遇到诸如裂纹等的缺陷时，将在缺陷发生叠加到正常反射波上的衍射波，探头探测到衍射波，可以判定缺陷的大小和深度。当超声波在存在缺陷的线性不连续处，如裂纹等处出现传播障碍时，在裂纹端点处除了正常反射波以外，还要发生衍射现象。衍射能量在很大的角度范围内放射出并且假定此能量起源于裂纹末端。这与依赖于间断反射能量总和的常规超声波形成一个显著的对比。
根据TOFD的理论和特点,在检测后壁容器方面具有巨大的优势,在国内使用的初期阶段要充分发挥其有点,使用其他技术弥补其缺点,让TOFD技术较快的应用到检测中。