海洋管道是海上油气资源运输的主动脉,其强度与安全性直接影响着海洋油气生产系统的正常运行,一旦其发生疲劳断裂,将造成重大经济损失与环境污染问题。焊接接头是海洋管道疲劳失效的多发部位,管道局部的疲劳寿命成为制约管道整体寿命的关键因素。针对国内X65管线钢的疲劳失效特点,结合实际工程需求,通过设计疲劳试验方案与推导理论计算表达式,提出了海洋管道焊接接头全尺寸与小尺寸疲劳寿命理论预测方法,并对预测方法进行实例分析验证,可有效提高寿命预测结果的准确性。本文针对上述问题进行了以下几方面的工作:(1)针对管道的整体性特点及局部焊接接头易疲劳失效的问题,本文制定了X65钢海洋管道全尺寸与小尺寸疲劳试验方案,并通过实际试验操作验证了试验方案的可行性。共完成10个不同应力幅下的全尺寸试件的疲劳试验和24个小尺寸试件的疲劳试验,得到与实际工况相近的疲劳试验寿命值。(2)针对传统疲劳寿命预测模型假设失真,计算结果不够准确可靠的问题,提出预测全尺寸海洋管道疲劳寿命的理论计算方法。采用断裂力学法对海洋管道焊接接头疲劳失效规律和寿命预测方法进行研究,并结合试验寿命数据对理论计算表达式进行了对比分析与优化拟合。应用拟合表达式准确预测了恒幅循环载荷下X65钢、规格为Φ323.9mm×11.7mm的管道焊接接头全尺寸疲劳寿命,解决了评估人员在无法获得试验疲劳寿命值时制定管道检修周期缺乏参考依据的问题。(3)针对小尺寸试件疲劳寿命计算数据不足的问题,建立了威布尔分布预测小尺寸疲劳寿命的模型,通过线性回归法对分布函数参数进行估计,得到小尺寸疲劳寿命的预测方法。实例分析中计算了考虑失效率的X65钢、规格为Φ323.9mm×11.7mm的海洋管道小尺寸试件在180MPa应力幅下的疲劳寿命,验证了该方法的可靠性,为管道质量检测评估人员提供了判断依据。