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陆地油气资源不断减小，海洋油气成为当今及未来开发重点。随着输送量的不断增大，输送的距离也越来越远,管道的安全性日渐被重视。采用高强度、高韧性、大直径、高压力的油气管线钢已成为管线建设的发展方向。UOE生产工艺下的X70管线钢力学性能优良，屈服极限值大，断裂韧度值较大等特征，被广泛运用于运输油气的管线工程中，但是由于管道焊接会造成存在焊接残余应力。残余应力的存在将使钢结构于服役中有过大的塑性变形，这样会造成结构物脆断。当管道含有裂纹时，进行安全性分析时，必须考虑材料断裂韧度与焊接残余应力对结构安全性的影响。裂纹长度临界值一直是结构安全性评估的重要指标，当检测到结构所含裂纹长度值小于裂纹临界值时判定结构为安全状态，然而确定裂纹长度临界值的传统方法限于线弹性阶段且不适用于力学性能不均匀的焊接接头，且未能考虑焊接应力的具体分布，同时也未考虑具体材料不同的断裂韧度。本文根据BS7910规范导出的新CTOD设计曲线，对X70钢在一定应力下贯穿I型裂纹长度临界值进行了确定。这种方法适用于弹塑性情况及力学性能不均匀的焊接接头，同时此种方法计算I型贯穿裂纹长度临界值能够考虑焊接残余应力和断裂韧度对其的影响。本文做的主要工作包括：1）本文采用一种全新的计算贯穿裂纹长度临界值的方法，此方法基于BS7910-2005(Guide to methods for assessing the acceptability of flaws in metallicstructures)规范的2A级评定曲线推导一条新的CTOD设计曲线，命名为“BS79102A-CTOD”设计曲线；该CTOD设计曲线适用于弹塑性范围及力学性能不均匀的焊接接头，基于该CTOD设计曲线推导I型贯穿裂纹长度临界值公式，此方法突破了传统计算贯穿裂纹长度临界值限于弹性阶段，可用于力学性能不均匀的焊接接头，而且考虑了焊接残余应力和材料断裂韧度对含裂纹结构安全性能的影响。2）运用单元生死技术，结合CTOD定义，直接计算材料临界CTOD数值。并将试验测试的材料断裂韧度（临界CTOD值）与ANSYS数值计算的结果对比分析。3）利用ANSYS计算软件，建立X70管线钢板V形坡口ANSYS模型，对X70钢板及接头的温度场与焊接残余应力场依次计算分析。4)分析BS79102A-CTOD设计曲线推导的计算I型贯穿裂纹长度临界值的公式，该公式能够研究焊接残余应力，断裂韧度与I型贯穿裂纹长度临界值三者之间的关系，运用MATLAB软件形象地绘制出了他们之间的曲面关系，以便直接观察。5）运用ANSYS计算出X70钢焊接残余应力分布情况后，得出了含有焊接残余应力的情况下，贯穿I型裂纹长度临界值沿构件长度方向数值大小分布规律。“BS79102A-CTOD”设计曲线在X70钢贯穿裂纹长度临界值中的应用科学严谨，实用性强，可供压力容器和管道生产及研究企业借鉴。