失效分析是解决机械零部件失效问题、提高产品承载能力和使用寿命的前提和先导，对确保产品质量、延长使用寿命、保证安全生产有十分重要的意义。失效分析的反馈是防止失效再次发生的根本措施。
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。分析石油钻机的服役条件时，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。同样零件在不同场合（不同型号的钻机、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，钻机提升系统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。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。大多数海洋钻机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，应以最大几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、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。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。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。(www.xing528.com)
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）。
失效分析的目的，不仅在于失效原因的分析和判断，更重要的是要反馈到结构设计、材料选用、工艺改革、改进现场操作规程等诸多方面。在一般情况下，失效分析的反馈可按图2所示的基本思路进行。
图2 失效分析反馈的思路
对于机械产品的设计制造单位，应着重于失效分析在结构设计、材料设计和制造工艺上的反馈，特别是结构、材料、工艺上的综合反馈，因为这三者往往很难截然分开。比如在考虑结构因素对零件强度的影响时，一般尚要联系到材料因素和工艺因素；同样，在考虑材料强度的影响时，也必须考虑零件的结构设计，主要是应力集中对材料强度的影响。在某些情况下，通过改变零件的形状、尺寸来提高其失效抗力较之改变材料和工艺更为有效。而当设计结构的改进受到限制时，零件的应力水平、应力分布和应力状态又要求制造零件的材料和工艺与之相适应。例如几何形状复杂、应力状态较“硬”的零件，要求材料有足够的塑性、韧性；带有尖锐缺口的零件，要求材料有较低的缺口敏感度等。由此可见，在提高零件的失效抗力时，零件的结构设计与材料、工艺是互相渗透、互相依赖的。
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