SY/T 6945-2013 石油管材失效分析导则 SY/T6945-2013 标准压缩包解压密码：www.bzxz.net

ICS 75.180
备案号：43251—2014
中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T6945—2013
石油管材失效分析导则
Guidelines on the failure analysis for petroleum tubular goods2013-11—28发布
国家能源局
2014—04—01实施
术语和定义
失效分析的一般程序
任务要求
项目立项
调查研究
分析方案的制定
分析方案的审批
分析方案的备案
分析方案的更改或调整
失效件的宏观分析
失效件的无损检测分析
失效件的材料性能检测
失效件的实物性能检测.
失效件的微观分析
失效件的工况分析
失效原因的综合分析
失效的再现：
预防失效的建议和措施·
失效分析报告的撰写
失效分析报告的审批
报告的签发
报告的归档
失效分析方法
4.1失效分析的原则
失效分析方法
5检测分析
外观缺陷分析
无损检测
失效模式分析
材料性能分析
受力分析
综合分析
SY/T 6945—2013
SY/T 6945--2013
6残样的保存和处理.
6.1残样的保存，
6.2保存的期限
6.3残样的处理·…
SY/T6945-—2013
本标准按照GB/T1.12009标准化工作导则第1部分：标推的结构和编写》给出的规则起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标推出石油管材专业标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位：中国石油集因石油管工程技术研究院、中国石油集团西部钻探工程有限公司、中国石油塔里木油田公司、中国石油化工股份有限公司西南油气分公司。本标准主要起草人：刘永刚、李方坡、主新虎、李三昌、卢强、叶顶鹏。1范围
石油管材失效分析导则
SY/T6945-2013
本标准规定了石油管材失效分析的程序、分析方法、检测分析以及残样保存等技术要求，为石油管材的失效分析提供指导性程序规范。本标准适用于各类输送管、油井管、地面管网等石油管材的失效分析。2术语和定义
下列术语和定义适用干本文件
失效failure
机械产品的零件或部件处于下列三种状态之一时，就可定义为失效：当它完全不能工作时；
仍然可以工作，但已不能令人满意地实现预期的功能时，受到严重损伤不能可靠而安全地断续使用时。2.2
早期失效
early failure
使用初期，由于设计和制造上的缺陷或不当操作而诱发的失效。2.3
随机失效（偶然失效）
random failure
由于环境的偶然变化、操作时的人为差错或管理不善产生的随机或偶然的失效。2. 4
耗损失效（损伤累积失效）degradationfailure产品或零部件已到了寿命终止期而出现的大量失效。2.5
失效分析ailure analysis
按一定的思路和方法判断失效性质、分析失效原因、研究失效事故处理方法和预防措施的技术活动和管理活动，统称失效分析。2.6
缺陷defect
能导致产品或零部件失效，并作为产品拒收依据的足够大的缺欠。2.7
断口fracturc
金属破断后获得的一对相互匹配的断裂表面及其外观形貌。2.8
断口分析fracture analysis
对金属构件断裂面进行检查并分析其断裂原因的技术。SY/T6945—2013
金相metallographic
金属组织中化学成分、晶体结构和物理性能相同的组成，包括固落体、金属化合物和纯物质2.10
金相组织
microstructure
反映金属金相的具体形态，如马氏体、珠光体、铁素体等。2.11
力学性能
mechanical properties
材料在不同环境（温度，介质、湿度）下，承受各种外加载荷（拉仲、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）时所表现出的力学特征。2.12
微观分析
microanalysis
金属与合金的各种相的形貌（形状、大小和分布等）、晶体结构、化学组成等微观的研究。2.13
宏观分析macroscopicanalysis
相对丁微观分析而言的。是指外在的，可通过回视或低倍放大镜，从大的方面和角度进行分析。3失效分析的一般程序
3.1总则
失效分析项目应按照一套完整的程序进行管理与控制，项日运行可控，能进行回查和追溯，3.2
任务要求
3.2.1任务来源
失效分析应出具有国家或行业相应机构颁发的从事失效分析资质的机构进行。失效分析任务可以由上级主管部门下达，也可由设计、研究、生产或使用单位委托，3.2.2接受任务
接受任务时应对失效件的情况做如下了解，并接收失效样品和相关资料：失效件的名称、钢级、规格、材料以及失效件相关标准等基本信息：失效件所属的系统或组件：
失效件的服役环境、服役工况，失效情况报告或资料；
失效件的历史使用情。
项目立项
3,3.1项目负责人
失效分析项目负责人，应出失效分析机构指定。项目负责人应具有国家或行业相应机构颁发的从事失效分析的资质证书或从业证书。3.3.2项目登记
项目负责人在接受任务后应按程序进行项目登记，填写相美资料，获得项目内控编号。3.4调查研究
事故现场的观察与记录
SY/T6945—2013
项目负贵人应对事故现场做详细的观察、记录，照相及录像等，不应遗漏可能造成事故发生的任何重要情况。
调研内容
调查研究内容土要包括：
事故发生的时问、地点，失效现场的环境以及失效件的使用工况；寻找失效的残样，了解并记录残样的状态；失效件在失效前的运转（工作）情况及出现的异常现象；有关的设计、工艺图纸，计算3、生产制作，出厂检验、贮运包装及调试测试等资料；相关结构件的损伤情况，
征询有关人员对结构件失效的见解；对同批发生的多次（根）失效件，研究失效件间的共同之处：优选进行分析的失效件。3.5分析方案的制定
项月负责人在项目运行前应制定详实、其体，可操作的分析方案。3.6分析方案的审批
制定的分析方案经失效分析机构技术负责人审批后方可执行。在项目运行过差中，应严格按照已定方案执行，不应随意更改或调整。3.7分析方案的备案
经审批后的分析方案应提交相关管理部门备案，并按项目管理程序进行实施3.8分析方案的更改或调整
在执行过程中，若需要对分析方案进行更改或调整，项目负责人应重新制定方案，说明原因，并经失效分析机构技术负责人审批后方可进行。3.9失效件的宏观分析
对失效件的宏观形貌进行描述和分析，包括必要的尺寸测量，并进行初步判断。3.10失效件的无损检测分析
在对失效件进行破坏性试验之前，根据需要，应对失效件进行无损检测，并对检测出的缺降迹行标记和记录。
3.11失效件的材料性能检测
3.11.1化学成分检测
根据需要，按相关标准分析材料的化学成分。力学性能检测
根据需要，按相关标准检测材料的力学性能，具体检测项日可视失效件尺寸结构而定。SY/T 6945—2013
3.11.3组织检测
根据需要，按相关标准对失效件的材料红织进行检测分析，包括材料的组织，晶粒度，夹杂物等，并对检测结果逃行照相和记录。3.11.4抗腐蚀性能检测
根据需要，按相关标准对失效件的抗腐蚀性能进行检测分析，并对检测结果进行照相和记录，失效件的实物性能检测
根据需要，按相关标准检测与失效相关的实物性能，者失效件不具备进行实物性能检测的条件，可从同批次的产品或构件中抽样。且检测结果应视为失效件的实物性能。3.13失效件的微观分析
根据需要，对失效部位和其他缺陷，如断口、纹的表面，进行微观形貌分析和成分分析，并对检测结果进行照相和记录。
3.14失效件的工况分析
根据需要，刘失效件的服役工况进行分析，研究失效件所处的环境、承受的载荷以及失效件结构对失效的影响。
失效原因的综合分析
在调研、观察、试验的基础上，结合失效件的服役工况和相关理论知识，应用合适的失效分析方法，对所获得的各种信息进行归纳，整理和综合分析，判定失效件的失效原因，3.16失效的再现
根据需要和可行性，
进行失效的再现工作。
预防失效的建议和措施
根据需要，依据判定的失效原因，提出可预防类似失效的建议和措施。3.18
失效分析报告的撰写
失效分析报告应由项目负责人负责撰写，报告应包括下列内容：任务来源；
失效件的相关信息，如规格，尺寸，钢级等失效件失效前的工作条件及失效现象；失效件的宏观分析（断口分析）：失效作的无损检测分析：
失效件材料的化学成分分析
失效材料的金相组织分析：
失效件材料的力学性能分析：
失效件的实物性能检测；
尖效件的微观分析（断口分析）：失效原因的综合分析；
1）失效分析结论：
In）预防类似失效的建议和措施。3.19失效分析报告的审批
SY/T6945-—2013
项目负责人应将拟好的失效报告递交失效分析机构技术负责人进行审阅，并按照审阅意见进行修改或补充。对重大失效分析项口，失效分析机构技术负责人应组织相关专家进行会审。3.20报告的签发
经审批后的失效分析报告，应按照统一的格式进行排版和编号，由失效分析机构的技术主管领导签发。管理部门应对报告签发单和所有的原始试验数据进行核实，在报告的固定位置加盖具有法律效力的印章。
报告的归挡
管理部门应对整个项目的所有原始记录进行归纳，整理并归档，以备回查和追溯。抵告的归档管理期至少10年。
4失效分析方法
4.1失效分析的原则
4.1.1整体观念原则
整体观念原则是指在进行石油管材尖效原国分析时，需要考虑的对象不仪仪是石油管材，更要把“管材一环境人”当作一个系统来考虑，送个列出失效因素，再逐个进行排除，特别是大型管材构件更要如此。
以管体断裂失效分析为例，不仅要从材料、结构、制造工艺以及断口上找原因·还得对其服役环境，人员操作等因素进行整休综合考虑，列出失效因素，逐条对照分析，查找失效原因，分析思路框图见图1。
从现象到本质的原则
失效的表现是现象，原因才是本质。从现象到本质的失效分析原则，是从失效的现象出发，分析现象所表现的特征，查找失效原因，再从理论、机理上分析导致失效的本质因素，找出本质的原因。4.1.3动态原则
尖效的石油管材常处十与外界环境，条件的相对运动变化之中，内部受力条件，外部温度和环境介质都在不断地变化，石油管材失效模式也在变化，因而需要用动态的分析原则，根据具体情况进行失效原因分析。
4.1.4两分法原则
任何石油管材的失效，都有导致其失效的主要因索和次要因素，在失效分析中也要一分为二，把分析的重点放在查找导致失效的主要原因和关键因素。4.1.5立体原则
客观事物在不同的时空范围内是变化的，头效分析要多方位综合考虑问题：SY/T 6945--2013
沿晶断裂
有腐蚀产物
环境分析
判断腐蚀
产物时
成分结构
【分析分析】
为确定环境
对性能的
发现异样的
组织结构时bZxz.net
断裂失效
失效件的裂纹和断口分析
现场调查分析
残胶拼落分析
分析性能对
断裂的影响
性能分析
分析组织对
断裂的影响
组织分析
性能、组织
正满时
结构受力分析
残余应力对
性能的影响
结构延确
受力正常时
便用维护分析
断裂失效的性质
输出事件
制约条件
输入事件
图1管体断裂失效分析思路框图
沿鼎断裂
有旧裂纹时
工艺分析
分析工艺对
性能的影谢时
分析残余
应力的来源
残余应少
发现过载或应力
集中特征时
输出事件
输人事件
同一石油管材在不同的服役阶段或不同的环境就会具有不同的失效性质；同一工况条件构件的不同部位也会产生不同的失效模式。4.1.6逻辑推理原则
依赖检测分析结果、所掌握的知识和已有的失效资料，综合分析失效原因，做出失效原因判断。4.2失效分析方法
4.2.1相关性分析方法
按失效石油管材的制造全过程和使用条件进行分析的方法：SY/T 6945-2013
包括对石油管材的设计，标准选用、使用条件、应力缺陷、加工质量等进行审查；对材料进行分析，包括热处理工艺，材料成分、英杂物、冶金缺陷等；一加工制造缺陷分析，包括铸造缺陷、锻造缺陷、焊接缺陷、冷加工缺陷、碰伤表面缺陷、腐蚀缺陷和装配不当缺陷等，
使用和维护情况分析，期过载、超期服役、保养缺失等。“四M\分析方法
按人（Man）、环境（Media）、设备（Machine）、管理（Management）四方面进行分析，通过查找各个环节可能造成的失效因素，进行失效原因的判定。操作人员的情况分析，包括人员的工作态度、责任心、工作经验，技术能力、反应程度等，石油管材使用状态下的环境情况分析，包括载荷状态变化、载荷大小变化、载荷方向变化、周围温度的变化、腐蚀介质等；石油管材质量情况分析，包括材料的选择，结构设计、加工制造水平，运输保护措施等；管理情况分析，包括作业程序、保护措施、维护保养等。4.2.3故障树分析法
一种基于系统可靠性的分析方法，用树状图对系统进行演绎分析。从所定义的“不希望事件”并始，在给定的边界条件下，把系统故障的有关因素联系起米，按系统失效的规律，分析到系统的组件故障，人为差错、环境影响等进行分析。故障树分析法既可以用于事后分析，查找故障产生的原因；也可以用于事前分析，进行系统故障的预和诊断。4.2.4、失效模式及后果分析法
失效模式与后果分析（failuremodeandeffectsanalysis），简称FMEA，是一种定性的具有工程实用价值的可靠性分析方法。该方法是利用潜在失效模式及后果分析法的结果，通过对比已发生的失效模式和后果，反推分析失效原因的方法。通过潜在失效模式及后果分析法，可以发现和评价产品/过程中一切潜在的失效模式，及早地指出根据经验判断出的弱点利可能发牛的缺陷，并分析导致的失效后果和风险。
5检测分析
5.1外观缺陷分析
通过自视或低倍放大镜对失效件表面进行观察分析。5.2无损检测
根据相应标谁，采用磁粉、超声波、X射线或渗透等方法检测失效件的裂纹或其他缺陷。SY/T69452013
5.3失效模式分析
5.3.1宏观形貌分析
通过目视或低倍放大镜，观察失效件失效部位的宏观形貌，包括断口、裂纹，损伤、腐蚀等。以油井管为例，常见的典型失效模式的宏观形貌特征见图2至图9。图2腐蚀疲劳表现出的表面腐蚀及裂纹形貌图3疲劳失效的裂纹扩展形貌
5.3.2微观形貌分析
通过扫描电镜或其他显微设备，观察失效件断口，裂纹以及腐蚀坑等失效部位的微观形貌特征，以润井管为例，典型失效模式的微观形貌特征见图101至图16。5.3.3能谱分析
通过扫描电镜或其他设备：对失效部位（断口、裂纹，腐触坑等）表面进行能谱分析，定性、半定量或定量地测量失效面物质的化学成分组成，5.4材料性能分析
5.4.1材料的成分组成分析
根据失效件的相关标准，检测材料的化学成分组成
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