工作在高压临氢环境中的输送管道,环境氢会渗入金属内部从而降低管线钢的塑性和韧性。目前的长输管线环焊接头均采用多层多道焊工艺,焊接接头受多道次热循环的影响,存在严重的组织不均匀性及焊接残余应力,组织的不均匀会使接头各区域的氢渗透参数产生明显的差异,不均匀的残余应力场则意味着接头区域存在应力梯度,因而组织不均匀和焊接残余应力均会引起氢的不均匀扩散,最终导致临氢管线接头中出现局部富集,提高氢致失效风险。因此有必要对高压临氢管线环焊接头的氢富集问题开展研究,这对于控制接头氢富集引起的管道氢致失效具有重要的意义。本文通过高压氢渗透试验、有限元数值模拟计算相结合的方法,在高压氢渗透实验确定接头不同组织区域氢渗透参数、模拟计算获得接头残余应力场的基础上,建立了组织不均匀、焊接残余应力、工作应力等多因素耦合条件下的氢渗透模型,通过动力学计算获得X80输氢管线多层多道环焊接头中的氢浓度分布,对各影响因素进行效应分析。获得的主要研究成果如下:（1）将传统的双电解池与高压反应釜相结合,进行X80管线钢焊接接头各区域在1.2MPa氢压环境下的高压氢渗透试验,计算焊接接头各区域的氢渗透动力学参数,解析组织对氢渗透的影响机理。结果发现,单次热循环形成的焊接热影响区,随着峰值温度的升高,扩散系数D逐渐增大,吸附氢浓度C₀、氢溶解度S逐渐减小。与热影响区相比,母材具有最大的扩散系数。对于焊缝部位的扩散系数,按照手工焊、半自动焊、自动焊的顺序逐渐增大,吸附氢浓度及氢溶解度则逐渐减小。经历两次热循环的热影响区部分,第二次热循环起决定性作用,并且当一次峰值温度相同时,随着二次峰值温度的升高,D逐渐增大,C₀、S逐渐减小。氢渗透参数的差异是由于组织的不同引起的,较少的M-A组元及较低的氢陷阱密度往往是导致氢扩散系数较高的主要原因。（2）利用ABAQUS软件计算了X80钢长输管线常用的六层八道环焊接头的焊接温度场及焊接残余应力场,同时计算了12MPa工作压力下的管线应力状态。热源校核采用使计算得到的熔池形状与实际焊道熔合线观测结果相吻合的途径,以确保焊接温度场以及残余应力场的计算精度。焊接完成后,对接接头焊缝及热影响区区域Mises等效应力值在500MPa左右,轴向应力相对较高且出现了明显的应力集中,打底焊为多层多道焊的应力集中区域,工作压力的存在提高了管道接头的Mises等效应力,各向应力分布规律与焊接完成后相似。（3）将氢分压1.2 MPa时氢渗透试验获得的接头各区域的氢渗透动力学参数作为边界条件或初始条件,在去除焊接残余应力场作用或耦合接头应力场两种条件下,利用ABAQUS软件模拟计算氢在临氢焊接接头中的氢渗透过程,分析获得氢扩散达到稳定扩散状态后的接头氢浓度分布情况。结果发现,氢富集是组织及耦合应力综合作用的结果,应力较组织的影响更为明显,应力集中的区域往往形成氢的富集现象,本文研究的多层多道焊对接接头在打底焊熔合区附近及第四道焊缝和第六道焊缝叠加区域静水应力较高,其氢富集现象最为明显。