相比于传统的油气管道修复方法,在役焊接技术无需停运停输,是一种高效经济的管道修复技术,具有广阔的应用前景和研究价值。安全性是在役焊接技术的首要问题,防止在役焊接过程中出现烧穿失稳是在役焊接技术的关键。本文利用ANSYS有限元模拟软件对X70管线钢在役焊接烧穿过程进行了研究,研究了管道内壁温度和熔池尺寸对在役焊接烧穿失稳的影响,建立了在役焊接烧穿失稳判据和烧穿失稳数据库,对实际在役焊接过程有一定指导意义。本文通过有限元数值模拟的方法研究了内壁温度和熔池尺寸对在役焊接烧穿失稳的影响,得到了不同内壁温度下熔池尺寸与失稳压力之间的数学关系。研究结果表明:管道内部压力较小时,熔池下方为内凹的变形,随着压力的增加转变为外凸的变形;随着内压的增加,最大径向变形位置由熔池的上方逐渐向熔池下方移动,直至完全位于熔池的下方;由于烧穿通常发生在熔池的下方,因此当最大径向变形位置转移到熔池下方时较为危险。烧穿并没有发生在熔深最大处,而是在熔深最大位置的后方;当所施加的内压较大时,在熔池边界所受应力为拉应力,管道内壁所受的应力为压应力;熔池尺寸一定时,内壁温度越高,其径向变形越大,应变速率也越快,在役焊接烧穿的失稳压力越小;当内壁温度较高时,在管道内壁所受的应力为压应力,熔池边界所受的应力为拉应力;压力和内壁温度一定时,当熔长、熔深、熔宽增加到一定程度,都会使最大径向变形位置向熔池下方移动;随着熔长、熔宽、熔深的增加,径向变形量和应变速率不断增加,烧穿的失稳压力不断降低,其中熔深对失稳压力影响最明显。对内壁温度和熔池尺寸进行了正交试验研究。试验结果表明:内壁温度对在役焊接烧穿失稳压力的影响最大,其次是熔深和熔长,熔宽对失稳压力影响最小。通过Origin软件对多参数下的失稳压力进行了拟合,建立了在役焊接烧穿失稳判据。利用Visual Basic软件建立了在役焊接烧穿判据数据库,该数据库通过在役焊接试验验证,具有一定的可靠性,可为实际在役焊接过程提供一定指导。