近年来,随着国内能源消费需求的不断增长,我国油气能源成为主要能源供应类型。而管道作为主要运输方式开始大量铺设,但因输送介质具有易燃易爆和有毒有害等特性,因此管道自身安全直接关系到周围地区的安全。川中油气矿辖区内磨溪9号站至雷-1集气总站、广安002-21井至广安51井和龙岗001-2井至龙岗集气总站三条集输管道从2013年至今失效事故发生率持续居高不下,矿区虽采取相关措施进行补救,但收效甚微。因此,本文通过对该三条管道进行实地调研、事故统计与数据采集,分析管道在实际运行中的各类失效因素,运用定量风险分析方法筛选主要因素类型,结合管道服役状态分析主要因素类型对管道在实际工况下的影响程度,通过计算管道剩余强度值判定管道的安全状态,并提出安全维护措施以保障管道运行安全。其主要研究内容和研究成果如下:(1)首先基于管道典型失效事故报告分析,建立Bow-tie失效因素模型,总结管道运行失效因素细化清单。运用熵权-改进层次分析法依据清单因素对该三条管道进行定量风险分析,利用层次排序法对各因素进行主要因素筛选。结果表明机械内压应力和温差热应力过大是导致该三条管道失效的主要失效因素。并运用改进Kent法对管道进行重新风险评价,结果表明该三条管道均处于高风险等级,此与矿区评价结果略有出入;(2)然后依据风险分析及评价结果对管道进行漏磁检测,结果显示该三条管道表面均存在深度不同且数量较多的凹陷类缺陷,在管道承受内压及温度荷载时产生应力集中现象。因此选取2%OD、4%OD、6%OD、8%OD和10%OD五种代表性凹陷深度建模,分析在承受内压及温度荷载耦合作用下的应力应变规律。结果表明:1)当管道仅承受内压荷载时,凹陷处等效应力应变值随内压和凹陷深度增加而增大,且应力集中区域由凹陷中心逐渐向凹陷边缘转移;2)温度荷载与内压荷载出现重叠效应作用于管道,凹陷处等效应力值比仅承受内压荷载时更大,同时其变化幅度也更加明显;3)6%OD管道在承受耦合应力作用下发生屈服失效,此与现阶段矿区允许深度不超过6%OD的凹陷存在的规定不符。(3)最后针对2%OD、4%OD及6%OD三种凹陷深度管道进行剩余强度计算以验证热力耦合结论,结果表明6%OD管道在内压荷载达到6.3Mpa时,其在耦合应力作用下剩余强度值低于0,说明已发生失效。同时针对4%OD管道的剩余强度计算结果,通过模拟在实际工况下的疲劳寿命状态进行安全性分析。结果表明:1)4%OD管道在内压低于4Mpa运行时,凹陷处基本处于安全状态。其疲劳失效概率较低。2)当内压升至5Mpa时,凹陷处疲劳寿命值开始减小,安全系数开始降低;3)当内压达到6.3Mpa时,凹陷处安全因子基本处于1以下,安全系数相对较低,疲劳失效发生的可能性较大。因此结合管道实际运行状态,提出安全措施及维护建议,降低该三条管道的事故发生率,保障天然气管网的安全运行。