随着国家经济的快速发展以及国民日益增长的能源使用需求,石油和天然气的运输成为至关重要的国家安全问题。X80管线钢作为一种兼具经济成本和使用性能的优异管道用钢已经大量运用于我国石油和天然气运输管道中。因此,X80管线钢在服役期间的安全性和完整性是管线工程技术人员的首要考虑问题。而管道在服役期间可能遭受来自环境的退化作用以及应力波动带来的疲劳破坏。因此,对X80管线钢尤其是其结构中最为薄弱的焊接接头在不同退化程度的环境条件（如近中性pH环境和富氢环境）下的疲劳性能研究尤其重要。本文分别研究了X80管线钢CO2气体保护焊焊接接头在水环境（近中性pH环境）和电化学充氢环境（富氢环境）下的疲劳行为。通过金相观察、扫描电镜分析、能谱分析和电子背散射衍射分析等综合测试方法对比研究了在空气环境和水环境下X80管线钢焊接接头的疲劳S-N曲线和疲劳裂纹扩展速率,分析了水环境对疲劳裂纹萌生、疲劳裂纹扩展的作用机理;建立了在电化学充氢后X80管线钢焊接接头的扩散氢浓度及氢致疲劳寿命分别与充氢时间和充氢电流密度的数学模型并研究了氢致疲劳断裂（HIFC）机理以及氢致表面开裂（HIC）机理。得出的主要结论如下:与常温下空气环境中的疲劳不同的是,水环境的存在使X80管线钢焊接接头由单一的交变应力作用转变为环境介质与交变载荷的协同作用。具体表现在:水环境通过促进在夹杂物周围Fe2O3、Fe3O4等脆硬氧化物的形成加速了疲劳裂纹的萌生过程;水通过与应力强度因子的协同作用提高了疲劳裂纹扩展速率,具体的途径是提高了有利于裂纹扩展的<001>//ND取向的晶粒密度、增加较低Σ值的重位晶界比例以及驱动体心立方晶系次生滑移系的激活等。水环境通过以上退化作用降低了X80管线钢焊接接头的疲劳寿命和疲劳极限。电化学预充氢处理后,X80管线钢焊接接头疲劳寿命随充氢时间和充氢电流密度的增加而降低,而且疲劳断口随着接头扩散氢含量的增加由穿晶断裂逐渐向沿晶断裂模式转变。焊接过程产生的MnO等脆硬夹杂物会导致氢致疲劳裂纹转向。X80管线钢焊接接头的熔合线成为氢致疲劳裂纹和氢致表面裂纹的优先扩展路径。裂纹尖端小角度晶界比例的减少,晶粒取向发散的增加以及裂纹两侧晶粒变形的难易差异都是焊接接头疲劳性能随着氢浓度增加而下降的主要原因。