采用试验和SYSWELD数值模拟相结合的方法,对高压气管线在役焊接烧穿判据问题进行了系统研究。对X70管线钢在役焊接和高温力学性能进行了试验研究;对数值模拟过程中的双椭球热源模型参数进行了修正;对在役焊接中的径向变形对焊接烧穿的影响、熔池尺寸效应对剩余强度以及径向变形的影响规律进行了数值模拟;运用剩余强度理论和瞬态等效缺陷法并结合试验和数值模拟结果对在役焊接中的烧穿剩余强度进行了评价。X70管线钢高温力学性能试验表明,700℃时,强度为250MPa,800℃时降为102MPa,从800℃增到1300℃时,强度从102MPa非线性降至19MPa;通过在役焊接径向变形试验,测得在役焊接条件下的径向变形,揭示了压力是发生径向变形的根本原因,焊接温度场促进其发展,对临界径向变形量作为烧穿判据进行了试验及有限元计算研究,表明烧穿存在着临界径向变形量,且临界径向变形量存在时间效应。对在役焊接热源模型进行了修正,通过对热源参数的计算结果进行拟合,得到热源模型敏感性公式,验证计算与回归结果的误差小于10%;对敏感性公式结合在役焊接的特点进行改进,得到由熔池形状及焊接速度决定的热源参数预测公式,熔宽计算误差小于5%,熔深计算误差在10%以内,符合要求,可用于熔池尺寸效应的相关研究以及提高数值模拟的效率。在常压增至4MPa范围内进行在役焊接,径向变形逐渐增大,在4~6MPa范围内压力的增大使得径向变形减小,并在6MPa时近似于常压焊接;近缝区内壁点及150秒内的变形量表明,修复时间增长导致变形量增大,表明短道焊及断续焊有助于减小烧穿发生;在相同壁厚下进行压力管道在役焊接,径向变形量随着管径增加而增加,管径较小的管道在前期变形量较大;壁厚的增大会显著降低径向变形,但当增加到6mm时,壁厚的增加对于内壁点径向变形影响较小。对径向变形作为烧穿判据进行了系统研究,并进行了试验验证,表明管道壁厚的0.1倍值内壁点临界变形量作为烧穿判据精确度欠佳,对其进行改进,提出将径向变形瞬时最大变形量作为烧穿判据准确度更高,并结合尺寸效应的研究成果对上述判据进行了改进,能更好的对在役焊接烧穿进行预测。用来承压的熔池须依据实际熔池的尺寸数据;等效缺陷面积增加到原1.1倍,承压能力从3.38MPa下降到0.5MPa,熔池面积的些许增大显著降低了承载能力;熔池长度对剩余强度影响较小,熔深以及熔宽对剩余强度影响较大,熔深更大的影响了剩余强度的分布;剩余强度计算中熔池尺寸效应体现明显,径向变形法中熔池尺寸效应需要焊接修复时间的延长来体现,给定参数条件下修复30秒后,径向变形量随着熔池尺寸的增大而呈现的差异逐步增大。使用等效缺陷法、有限元计算结果以及高温力学性能研究数据,建立了在役焊接管道的剩余强度烧穿判据,并使用此判据得到了等效剩余壁厚的计算结果与安全焊接的压力数值,并结合熔池尺寸效应对剩余强度的等效进行了改进,用于对烧穿判据进行改进,能较好的判定在役焊接管道的烧穿发生。试验和计算结果证明DNV-RP-F101缺陷评定法适用于在役焊接的剩余强度烧穿评价;对熔池的前半部分的剩余强度进行评定来确定烧穿的发生,更为安全可靠。