在众多的石油、天然气输送方式中,管道输送方式被认为最合理和最经济的方式是。近年来,随着油气田的开采向边远的荒漠、极地冻土带和海洋等区域发展,在油气输送管线的建设中,对管道的各方面性能的要求不断提高,在地质条件复杂的地区,如不连续冻土层、地震带、采空区服役的管线常常要承受超过弹性极限的塑性变形,因此发展了基于应变的管线设计方法,这对油气输送管道的应变性能提出了很高的要求。本文主要从两个方面对基于应变设计高钢级管线钢管的应变性能进行研究,一个方面是钢管母材的性能研究,另一个方面是钢管发生变形引起结构失效时的应变容量,即管线钢管在位移控制载荷下发生弯曲变形并出现屈曲时的临界压缩应变研究。由于管线钢管在服役过程中具有复杂的载荷条件,小试样试验的结果不足以提供可信服的服役条件下的变形行为预测,所以全尺寸实物试验是本次研究中使用的主要手段,与此同时,逆向工程技术和有限元计算分析相结合的数值模拟试验也在本次研究中被采用,它很好的弥补了实物试验高成本和试验周期过长的不足。通过研究,发现影响钢管的应变性能的因素包括钢管母材纵向的屈强比、均匀延伸率、应力-应变曲线形状、钢管本身的结构、钢管存在的几何外形缺陷等。综上所述,本研究对基于应变设计条件下高钢级管线钢管应变性能评价具有参考价值,同时对钢管生产有指导意义。