随着对清洁能源的需求不断提高,国家越来越重视长输管道掺氢运输。对于焊接输氢管道安全而言,不仅需要考虑焊接残余应力对管道安全服役的影响,也需关注氢原子在管线钢中聚集造成的“氢脆”给管道运行带来的巨大威胁。本文基于有限元模拟方法,分析了含六层环焊缝X80管道的焊接残余应力及氢浓度的分布规律,探究了焊接热输入和焊后热处理对缓解残余应力和氢富集效果,主要研究内容如下:（1）有限元模型与分析方法进行温度模拟时,对有限元软件ABAQUS进行二次开发,建立管径为1219mm含六层环焊缝的X80管道焊接模型,利用Python语言批量建立生死单元集合、分析步并按照焊接顺序激活,利用Fortran 90语言编写Dflux子程序,通过环焊缝区实时坐标来实现双椭球热源的输入和移动。将温度场作为预定义场,进行应力模拟,通过修改应力inp文件得到存有焊接应力结果的fil文件,再修改氢扩散inp文件引入应力结果,实现管道应力与氢扩散耦合。同时,验证了温度模型与力学模型的可靠性。（2）温度场与焊接残余应力研究分别绘制焊接过程中各焊层温度分布云图,关键节点热循环曲线、峰值温度、冷却时间和高温停留时间,探究温度场分布规律。通过管道应力云图,管道内外表面应力分布曲线,以及焊接热源移动过程中管道应力变化曲线和热处理过程中Mises应力变化情况,分析焊接残余应力分布规律。通过改变焊接功率来实现热输入的变化,通过改变热处理过程中保温温度数值来实现热处理的变化。改变焊接热输入,管道内表面残余应力分布规律变化相对于外表面更明显。热处理过程中保温温度超过500℃时,焊接残余应力几乎不再改变。（3）氢富集规律研究静水应力与氢浓度分布规律相似,可认为静水应力是驱动氢富集的主要因素。焊缝附近的氢浓度峰值与施加在内表面上的氢浓度呈线性相关。关键节点上氢浓度随时间变化曲线,显示氢原子在钢晶格中的扩散速度越来越慢。提高焊接热输入或进行焊后热处理,管径方向管道氢浓度峰值降低,沿通过关键点轴向非焊缝区域氢浓度会有小幅度波动。热处理中保温温度超过500℃时,氢浓度分布规律基本稳定,对于X80管线,500℃是较经济有效的热处理温度。开展了二维夹杂模拟研究,分析了有、无焊接残余应力情况下,条状夹杂取向与氢扩散方向夹角θ和夹杂物形状对氢浓度及氢扩散能力的影响。