随着社会现代化发展加速进行,能源已经成为衡量一个国家综合国力的基本标准,是一个国家经济发展的基础条件,是社会稳定运转的有力保障。在发达国家的能源结构中,石油和天然气所占比例达到了60%,足见其不可言喻的重要性。鉴于石油和天然气易燃易爆的特性,管道运输是其最安全、经济、最实用的运输方式。但是油气管道在运营期间难免会受到初始安装不当、焊缝缺陷、地质环境变化、温度变化、油气中有害介质的侵蚀和人为因素等的影响,导致各种腐蚀、损伤甚至断裂。如何正确评价各种损伤和缺陷对管道强度、寿命、安全性的影响,以及找到科学可行的缺陷修复方法,对于保障油气管道的安全运行,避免经济损失和对生态环境的破坏,具有非常重要的现实意义。本文首先介绍了国内外油气管道安全评价方法的研究成果和研究发展现状,并着重介绍了现有寿命预测方法可操作性低、精确度不高和局限性大等特点,从而引出本文提出的断裂力学评价方法。其次通过建立混合型裂纹有限元模型,用有限元方法确定应力强度因子。接着在实验室制作和实际油气输送管道中存在的相类似的混合型倾斜裂纹试件,通过测量沿着不同扩展方向的Ⅰ型和Ⅱ型裂纹不连续位移量,对影响裂纹扩展的因素和应力强度因子进行了评价。同时,还制作了与实验试件尺寸和形状均相同的有限元模型,对既没有压缩残余应力又没有裂纹表面相互作用的理想裂纹的应力强度因子进行了解析计算,然后把实验结果和有限元解析计算结果进行比较,可得出裂纹周围的压缩残余应力和裂纹表面对混合型倾斜裂纹的变形影响,以及这样的倾斜裂纹在外力作用下曲折疲劳裂纹的扩展特性。最后模拟实际输油管线受力情况,验证了本文研究的现实意义,为合理确定缺陷管道的更换或修复提供理论支持。