开展失效分析，必须掌握失效的客观规律，即不同零件在各种外加载荷和环境下发生的变形、断裂、表面损伤等现象及其发展过程，以及随外部服役条件和材料内在因素而变异的规律。因此，在失效分析时首先要搞清楚零件的服役条件。
零件的服役条件包括：载荷的性质（静载荷、冲击载荷、交变载荷），加载次序（载荷谱），应力状态（拉、压、弯、扭、剪、接触及各种复合应力），温度，环境介质（空气中的水分、化学腐蚀、冲刷、磨损、微动腐蚀）等。分析石油矿场机械的服役条件时，需要注意以下几个方面：
1）注意在错综复杂的情况下抓主要矛盾[1]。石油矿场机械服役条件相当恶劣，一个零件往往同时承受多种载荷，应力状态也很复杂，再加上环境介质、温度的叠加作用，形成多种服役条件交互作用的局面。以钻机提升系统的零部件和工具为例，在工作过程中它们承受的是变动应力幅的低频随机疲劳负荷，在起下钻，特别是处理井下事故的过程中，由于猛提猛刹，其主要零件承受巨大的冲击负荷，往往会引起瞬时超载，在一定条件下会使部分零件过载损伤。寒冷地区油田冬季作业，钢的冷脆倾向也是一个突出问题。因此，同样零件在不同场合（不同型号的钻机、不同井队、不同井段，以及不同地区、不同季节等）可能表现为不同的失效方式。在一般情况下，这类零件主要表现为低应力高周疲劳，但在遇卡遇阻严重超载条件下，个别零件也可能发生过量塑性变形或静断，在寒冷地区冬季作业时则容易发生低温脆断失效。由此可见，在失效分析时，对于零件服役条件的分析，必须全面考虑，并注意在特定场合条件下抓主要矛盾。
2）注意载荷谱的测试、收集和分析，以作为判定服役条件和进行失效分析的依据。大多数石油矿场机械零件均承受周期变动载荷，但其中相当一部分零件是随机疲劳，必须注意载荷谱的测试、收集和分析。进行随机载荷的统计处理时，要特别注意应力频率分布，这是判定零件承受高周疲劳还是低周疲劳的重要依据之一。一般情况下，应以最大概率的应力水平作为判定依据，但如果载荷谱的超载应力出现的频率不太低，应力水平又相当高，需要考虑低周疲劳的可能。高周疲劳和低周疲劳对材料强度与塑性、韧性的配合有全然不同的要求，分析服役条件时判定这两种疲劳至关重要。
3）注意温度和介质的影响。石油矿场机械都是露天操作。寒冷地区油气田冬季作业时，低温脆性断裂问题相当突出。某些零部件（如钻机提升系统的零部件及工具）系低温和交变载荷同时作用，其疲劳断裂韧性Kfc和疲劳脆性转折温度FTT是衡量其脆断抗力的指标[2，3]。至于环境介质的影响，石油机械零件除一般腐蚀外，应特别注意腐蚀介质和应力（包括内应力）共同作用而导致的氢脆、应力腐蚀和腐蚀疲劳。它们的机理不同，影响因素也不尽相同。
4）注意应力分布和应力集中。应尽可能采用各种实验应力分析技术和手段，测定零件受载后的应力分布，薄弱环节的应力集中和应力状态（平面应力或平面应变）。
石油矿场机械零件的服役条件相当复杂，失效类型也多种多样。归纳起来，主要失效类型可分为过量变形、断裂和表面损伤三类。
（1）第一类：过量变形
1）常温静载过量变形（如电测绞车滚筒的拉紧螺栓受载后伸长）。
2）冲击载荷下的过量变形（如石油射孔器的孔和外径胀大超限）。
（2）第二类：断裂
1）一次加载断裂
①一次静加载断裂（如高压容器、防喷器等严重超载时破裂）。
②一次冲击加载断裂（如在处理井下事故时，由于猛提猛刹，致使钻机提升系统某些零件或打捞工具断裂）。
③低温低应力脆断（寒冷地区油气田冬季作业时某些高强度钢零件的破断）。(www.xing528.com)
2）应力腐蚀破裂
①硫化物应力腐蚀破裂（含硫油气田井口装置、输送管线、油管、套管、钻杆等接触硫化物的设备和器材的失效）。
②海水应力腐蚀（海洋钻采设备直接与海水接触的零件、构件的失效）。
3）疲劳破裂
①低周疲劳（如海洋钻井平台及结构物、压力容器等疲劳断裂）。
②高周疲劳（如钻机提升系统零部件及轴、齿轮类零件的疲劳断裂）。
③腐蚀疲劳（如抽油杆、钻杆的疲劳断裂）。
④热疲劳（如钻机绞车刹车鼓的失效）。
（3）第三类：表面损伤
1）一般腐蚀（如海洋钻采设备）。
2）磨损。
①黏着磨损（如轴颈、轴承、齿轮的磨损失效）。
②磨料磨损（如泥浆泵缸套、阀体、阀座、水龙头冲管的磨损失效）。
3）接触疲劳——麻点剥落（如齿轮、轴承等）。
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