伴随着天然气的需求量快速增长,以及管道建设事业的不断推进,采用大口径、高钢级管材以提高运行经济性成为天然气管道工业的主要趋势。进入21世纪后,X80作为新一代高强度、高韧性管线钢,应用量迅速增加,俨然成为国内外高压、长距离天然气输送的首选钢级。然而,天然气资源时常分布在偏远地区,长输管线的建设不得不经过一些外部环境恶劣的地区,这使得管道运行安全受到极大威胁。其中,由腐蚀引发的管道表面金属损失,强度减小是引发管道失效的重要因素之一。为了防止腐蚀后管道进一步发生破坏,需要深入研究X80腐蚀管道的失效机理,从而准确预测X80腐蚀管道的失效压力,及时采取相应对策。因此,研究含腐蚀缺陷X80管道的失效行为、失效压力具有重大的理论意义和工程实际价值。有限元方法是本文的重要研究手段。借鉴过往X80管道爆破实验的数据,运用Solidworks软件建立腐蚀管道三维模型,利用ANSYS Workbench软件对三维模型进行网格划分,包括优选网格划分方法,进行网格层数无关性分析,最后验证了网格质量。通过计算结果对比,选定了适用于X80管线钢的失效准则以及失效参考压力。通过101组有限元模拟计算,建立了单腐蚀X80管道失效计算数据库,并据此对腐蚀管道的失效机理进行了研究,包括单腐蚀X80管道的破坏模式、破坏过程以及应力分析。对影响X80腐蚀管道失效表现的各项参数进行了分析,如深度、长度、宽度、缺陷位置及管道径厚比等。最后利用有限元计算结果,拟合了单腐蚀X80管道的失效压力预测公式,并通过对比爆破实验数据验证了回归公式的可靠性。针对轴向相邻及环向相邻的两种典型双腐蚀类型管道展开了研究,分析其失效机理,包括破坏模式及应力分析等,分析缺陷间的轴向间距以及环向间距等参数对管道失效压力的影响,并依据有限元计算结果,提出适用于X80管道的双腐蚀缺陷间相互作用准则以及轴向双腐蚀和环向双腐蚀的失效压力预测公式。在此基础上,结合单腐蚀缺陷X80管道失效预测公式,提出交叉相邻腐蚀管道的失效评价方法,并通过实验数据验证了评价方法具有较高的准确性。在以上研究的基础上,针对复杂形状腐蚀X80管道展开了研究。基于现有的爆破试验,分析了不同试件的失效模式,对比了常用腐蚀管道评价标准的计算误差。其次,利用有限元方法计算分析了含复杂形状腐蚀缺陷X80管道在不同情况下的破坏模式、应力分布,研究了深浅腐蚀相对深度、相对长度以及腐蚀坑剖面面积比等参数对失效压力的影响。