运行管道在役焊接修复速度快,对管道正常运行影响较小,具有巨大的经济效益和广阔的应用前景。但在役焊接时可能发生烧穿,有很大危险性。本文利用自行设计的试验装置进行了在役焊接试验,分析了管道的壁厚、管道内部压力、焊接线能量以及冷却方式等因素对于烧穿的影响。试验结果表明,冷却方式不同对于烧穿有较大影响,水冷比空冷烧穿时需要更大的线能量;壁厚越厚,烧穿需要的线能量越大;常规焊接烧穿时由外壁向内壁方向发生外凸变形,在役焊接烧穿时变形由于压力的作用,由沿内壁向外壁发生内凹变形;压力从0.5MPa到2.5MPa之间变化时,烧穿所需要的焊接线能量增大,而压力从2.5MPa到5MPa之间变化时,随着压力的增加,烧穿所需要的焊接线能量逐渐降低。利用SYSWELD非线性有限元分析软件对在役焊接过程进行分析,通过对管壁加载均匀压力实现了在役焊接三维实体模型的数值模拟。建立了不同厚度的模型,通过改变冷却方式,焊接线能量,管内的压力等条件,对在役焊接的温度场和应力场进行了分析。计算结果表明,水冷时内壁的峰值温度要高于空冷;内壁峰值温度随着壁厚增厚而降低;焊接线能量越大,内壁峰值温度越高,瞬态应力越大;管内的压力越大,内壁的瞬态应力随之增大。模拟结果在具体数值上与实测值有一定差距,在以后的研究中,需要使模拟的边界条件进一步接近实际操作,使结果精度提高。本文的研究为运行管线在役焊接修复提供理论依据,有助于推动油气管道在役修复技术的推广应用。