深海管道受力复杂,在长期服役过程中不可避免地受到交变荷载作用,易诱发疲劳损伤破坏。随着我国海洋油气开发向着深海和远洋推进,深海管道的疲劳问题必将成为石油工业面临的一大难题。传统的基于疲劳损伤累积理论和基于疲劳裂纹扩展理论的损伤评估方法在深海管道的损伤评估中都存在一定的局限性。深海管道的疲劳损伤是一个从萌生到扩展不断发展的过程,伴随疲劳损伤的累积,材料内部的位错不断发展,对磁域结构产生了较大的影响,进而导致损伤处磁化强度不断发生改变。新兴的基于压磁磁场的损伤检测方法正是基于铁磁性材料在循环荷载作用下,损伤位置的压磁磁场演变规律的改变,不但能检测材料表面的宏观缺陷,而且能表征疲劳损伤累积的过程,对深海管道的早期疲劳损伤做出预警,克服了传统疲劳损伤评估方法无法对早期损伤做出评价的不足,在疲劳损伤评估方面极具潜力。本文的重点在于通过系统地开展深海管线钢X70和X80疲劳损伤累积和压磁磁场演变的相关性试验研究,研究疲劳损伤累积和裂纹扩展对压磁磁场演变规律的影响,探索疲劳损伤累积和疲劳裂纹扩展与压磁磁场的相关性模型,进行基于压磁磁场的深海管道疲劳损伤监测和疲劳寿命评估,将基于压磁磁场的损伤检测方法引入深海管道疲劳损伤检测和寿命评估领域。本文的主要研究内容如下:（1）开展光滑试件在单向拉伸和循环拉伸作用下压磁磁场演变规律研究,探究应力循环、加载速率、加载速率历史、应力历史、疲劳加载历史对钢材压磁磁场演变规律的影响,并结合畴壁的运动和J-A模型对部分结果进行了分析和讨论,考察压磁磁场对应力及微结构变化的敏感性,探究压磁磁场在表征铁磁性材料加载历史、应力状态、塑性变形等方面的可行性。（2）开展X80缺陷试件表面压磁磁场与应力分布相关性试验研究,探究试件表面压磁磁场与应力分布的对应关系,分析应力集中程度和磁场畸变程度相关性,探索压磁磁场的评价参数与缺陷面积及应力集中系数的定量关系,建立基于压磁磁场的以应力集中系数和缺陷面积为表征的应力集中程度评价方法。（3）开展X80和X70光滑试件棘轮失效和压磁磁场演变规律试验研究,分析棘轮塑性累积以及棘轮加载历史对压磁磁场演变规律的影响。研究在棘轮失效过程中压磁磁场和磁滞回线的演变规律,分析不同应力幅值下棘轮应变率和磁场变化率的关系,建立磁场变化率与疲劳寿命的对应关系,为基于压磁磁场的棘轮寿命预测方法奠定基础。（4）开展X80、Q235、U71Mn和GCr15钢材高周和低周、恒幅和变幅疲劳失效和压磁磁场对应关系试验研究,研究压磁特征参数和疲劳累积的对应关系,探究循环应变下,4种钢材压磁磁场和疲劳损伤累积的演变规律,探究钢材化学成分对压磁磁场演变规律的影响,寻找合适的磁场特征参数表征疲劳损伤累积过程。（5）开展X70缺陷试件非对称应力循环加载和压磁磁场演变关系研究,研究应力集中位置和非应力集中位置压磁磁场和疲劳损伤累积演变趋势的异同,探究从宏观裂纹出现到试件断裂全过程压磁磁场的演变规律。（6）开展X70紧凑拉伸疲劳裂纹扩展与压磁磁场相关性研究,研究循环应力作用下压磁磁场和裂纹长度的演变规律,建立在裂纹低速扩展区、裂纹稳定扩展区以及裂纹高速扩展区,裂纹扩展速率、应力强度因子范围与磁场特征参数的关系,寻找合适的磁场参数表征裂纹扩展的过程。