断裂失效是海洋工程结构的主要破坏形式之一。随着探索海洋油气的项目日益向深海方向发展,长距离、大直径、高压力、耐腐蚀性能良好的高钢级管线钢成为各国油气管道发展的必然趋势,而其韧性对管道结构的安全性影响也更为显著。在管道焊接过程中,焊接接头往往存在缺陷及组织性能劣化现象,从而成为压力管道最薄弱部位,易萌生裂纹导致断裂失效事故。随着运行压力的增高,管径的不断加大,油气管道特别是焊接接头部位发生断裂的风险也就越大。这就要求管线钢在提高管道输送能力的同时具备足够高的韧性,以保证管道运行的安全性。本文主要采用CTOD测试技术对不同焊接工艺的海底管线用钢母材及焊接接头进行了断裂韧性评估。针对焊接工艺、焊接接头质量控制、显微硬度、接头微观组织、韧度的各类影响因素等方面展开研究。其主要内容和结论如下：(1)对现今油气管线失效及安全性问题作了介绍。并以英国规范BS7448为基础,总结、对比了其他现行的国际权威标准在各类结构建造中关于CTOD韧度评定的要求。针对不同材料为实际的CTOD韧度测试方法提供了参考依据。对实际生产具有重要指导意义。(2)在众多管线系统标准中,规范DNV-OS-F101、CSA Z662-07具有较完整的体系以及完善性、权威性和先进性。其中不乏基于焊接缺陷验收极限原则而制定的失效评估要求。本文结合这两个先进管线规范,在试样形式选择、缺口取样方向、后期金相检验等方面对CTOD韧度评方法加以完善。从而提高试验结果精度及合理性。使油气管线的韧度评估更具备针对性以及准确性。(3)对不同工艺(直缝埋弧焊,气体保护焊)不同钢级(X65X70)管线钢母材及焊接接头进行了CTOD测试,并对接头试样的热影响区、母材、焊缝区域进行了显微硬度测试。通过对比热影响区部位各点的硬度值,解决了CSA规范要求中的CTOD试样选型问题。同时对比不同厚度的气体保护焊环焊管线钢的CTOD值与硬度值,发现CTOD值越大相应的硬度值越小。且试样壁厚与两者也有一定关系。这与接头的焊接工艺热循环下组织的淬硬和冷裂倾向有关。从韧度与硬度值方面对管线钢的焊接工艺有指导作用。(4)利用“二次抛光法”解决了表面缺口CTOD试样的前期金相取样的问题,从而提高了此类试样的合格率。对接头试样进行金相检验,并在显微仪器下分析其显微组织特征。分析了接头微观组织导致材料CTOD值分布不同的原因。找出微观组织影响材料韧性的内在因素。分析产生这些影响CTOD韧度的微观组织原因。从而尽量避免不利组织的形成。