随着管道服役时间的增长，由于腐蚀而导致的管道失效事故在国内外天然气管道失效事故中所占的比例远远高于其他因素引起的失效事故。管道一旦发生失效，就会给人们的生命财产安全及生态环境造成极大的影响。为了保证天然气管道的安全运营，对腐蚀管道进行可靠性研究就凸显出其重要的现实意义。本论文主要是在对相关理论进行深入研究的基础上，结合天然气管道腐蚀原因、腐蚀机理、可靠性模型等进行了系统研究，为管道制定相应的监控措施和维修计划提供了理论依据。主要研究内容如下：（1）天然气管道腐蚀原因分析。根据环向应力的变化情况，结合管道的几何尺寸、管道的腐蚀速率、管道的屈服强度等参数，基于蒙特卡洛法建立腐蚀可靠性模型，确定故障分布函数，对腐蚀管道的各个参数和失效概率进行分析和计算，并借助MATLAB工具完成整个仿真过程。并对腐蚀管道进行参数敏感性分析，找出了影响管道失效的关键因素。（2）基于马尔可夫链蒙特卡洛法的可靠性模型。文中针对天然气管道因为腐蚀等原因而导致的性能衰退满足一般非线性的退化过程，建立了退化轨道模型，根据模型对腐蚀管道进行可靠性评价。用MATLAB工具对可靠性模型进行仿真，并比较蒙特卡洛法可靠性模型和马尔可夫链蒙特卡洛法可靠性模型的有效性。（3）基于可靠性的维修总费用模型。从管道维修的实际情况出发，依据可靠性模型的仿真结果，基于维修经济性合理化建立一个维修总费用的策略模型，确定管道的最佳维修时刻，从而降低了天然气管道维修的总费用。