石油管拉伸試驗檢測結(jié)果臨界值符合性判定

摘要：目前石油管產(chǎn)品技術(shù)協(xié)議對于材料性能只給出了上限值或下限值，對檢測結(jié)果進行判定不夠明確，特別是未考慮檢測不確定度對檢測結(jié)果判定的影響。本文嘗試論述了檢測結(jié)果的符合性判定規(guī)則及相應(yīng)風險水平，并以力學拉伸試驗結(jié)果為例探討了接受或拒絕檢測結(jié)果的判定規(guī)則及考慮不確定度后的判定規(guī)則，希望能對石油管拉伸試驗的數(shù)據(jù)處理有一定借鑒作用。

關(guān)鍵詞：石油管道;檢測結(jié)果;符合性判定;風險水平;不確定度

引言

石油管是石油開發(fā)重要通道，其服役條件苛刻，受力狀況復雜，其母材質(zhì)量性能優(yōu)劣關(guān)系著使用的安全可靠性以及油井的開采壽命。在對石油管設(shè)備的質(zhì)量監(jiān)督體系中，對理化試驗的結(jié)果進行核查和確認尤為重要。其測量結(jié)果是評價管材性能的重要依據(jù)，然而任何測量均存在測量不確定度，被測量的真值不可能確切得到，測量值只能是一個在真值附近浮動的估算值。因此，當測量值為臨界值時，就必須考慮測量不確定度對符合性判定的影響，否則就誤判的風險。將測量不確定度與規(guī)定要求進行比較，可以得到基于測量的誤判概率，從而管控帶來的風險。

1測量不確定度對符合性判定的影響

在實際檢測中，檢測值具有不確定度，檢測結(jié)果加上一定包含概率下的不確定度才是檢測結(jié)果的完整表述。假設(shè)某一被測量X真值為 ，標稱值 為測得值為 ，對應(yīng)的不確定度為 ，則其測量結(jié)果的完整表述為：X= ± ，其意涵為：真值 在 范圍內(nèi)的概率為95%。其誤判概率為5%。如果標準文件對該被測量X的允許誤差為±MPEV。

1.1 不考慮不確定度影響的判定規(guī)則及情況

當與客戶達成的協(xié)議或?qū)嵤蕜t或規(guī)范中說明其采用的方法的準確性是足夠的或者檢測結(jié)果的不確定度 與要求的最大允許誤差極限（MPEV）的比值小于或等于1∶4時，即 ≤MPEV/3.則判概率小于5%可以忽略不計，判定測定值或其計算值是否符合規(guī)定要求時，應(yīng)將測定值或其計算值與規(guī)定的極限數(shù)值作比較作為判定方法。即：

數(shù)值比較法包括全數(shù)值比較和修約值比較。

當標準或技術(shù)協(xié)議中，對極限數(shù)值無特殊規(guī)定時，默認使用全數(shù)值比較。當要采用修約值比較，標準或技術(shù)協(xié)議應(yīng)有明確說明。

1.1.1全數(shù)值比較

測量值或最佳估值 不經(jīng)修約處理進行1.1所列比較，如 經(jīng)過修約處理，則應(yīng)標注是舍、進或未進未舍。

1.1.2修約值比較

測量值或最佳估值 經(jīng)修約處理后進行1.1所列比較，參與比較各數(shù)值位數(shù)當一致，保證處于同一精度，j消除或降低因修約引入的不確定度對比較結(jié)果的影響。當測量精度允許時，應(yīng)先將所得測量值按指定的修約數(shù)位多一位來報出，再修約至規(guī)定的數(shù)位進行比較。

1.2 考慮不確定度影響的判定規(guī)則及情況

由于檢測結(jié)果的不確定度 的存在，簡單接受/拒絕的判定規(guī)則對于在接近規(guī)定范圍邊界的檢測值，會產(chǎn)生較高的判定風險，則在檢測結(jié)果的符合性判定中，必須考慮不確定度的影響。 此時分三種情況，即：

當測量結(jié)果 符合標準/規(guī)范要求時，可作如下說明：”當考慮包含概率為95%的測量不確定度時，測量結(jié)果在規(guī)范限值內(nèi)”。

2 臨界值的符合性判定方法及應(yīng)對

對于檢測結(jié)果是否符合要求的符合性判定，測量是根本。由于賦予被測量的量值存在測量不確定度，基于測量結(jié)果所進行的合格判定均存在誤判風險。而當檢測結(jié)果逼近臨界值時，相應(yīng)的誤判概率大大增加，為了減小誤判概率，應(yīng)盡量采取降低測量不確定度的措施，如選擇更高精度的儀器、改進測量方法降低或抵消不確定度、減少不確定度的影響因素、增加測量次數(shù)等，然后重新評定測量不確定度。若檢測結(jié)果仍在待定區(qū)間，可采取以下措施：

若判定符合需要更高的可信程度，則將待定區(qū)域視為不符合區(qū)域;

若判定不符合需要更高的可信程度，則將待定區(qū)域視為符合區(qū)域;

若不要求給出判定結(jié)論或者可忽略 影響時，當對測量結(jié)果作完整表述。

3 臨界值的符合性判定在石油管試樣拉伸試驗中的應(yīng)用

以石油管試樣拉伸試驗為例，API 5CT《油管與套管》C.5規(guī)定P110鋼級屈服強度范圍為758MPa-965MPa，相關(guān)實驗室所出的試驗報告上給出測量值 和擴展不確定度 。此時分別測得三個試樣的屈服強度分別為為761MPa、885MPa、961MPa。針對以上數(shù)據(jù)進行判定：

由于石油管材的特殊性，其具有重要的經(jīng)濟價值，且誤判會帶來重大的安全風險，故不確定度的影響不可忽略。

油井管母材質(zhì)量性能優(yōu)劣關(guān)系著使用的安全可靠性以及油井的開采壽命。鑒于石油管的重要價值，其符合性判定需要更高的可信程度，故屈服強度為885MPa的試樣符合標準要求，屈服強度為761MPa和961MPa的試樣不符合標準要求。

4 結(jié)束語

在日常的石油管監(jiān)造工作中，經(jīng)常要對檢測結(jié)果作符合性判定，而當檢測結(jié)果為臨界值時，就必須考慮測量不確定度的影響。若檢測結(jié)果位于符合區(qū)或不符合區(qū)，可依據(jù)GB /T8170-2008《數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的標示和判定》直接判定; 若檢測結(jié)果位于待定區(qū)，則應(yīng)要求實驗室重新取樣進行試驗，必要時翻倍取樣。若重新取樣后檢測結(jié)果仍在待定區(qū)，由于試驗所得石油管材料力學性能指標對石油管質(zhì)量有重大影響，具有極高的經(jīng)濟價值和安全風險，當加嚴處理，對待定區(qū)域檢測結(jié)果作不符合判定。

目前的油井管監(jiān)造中，對于檢測結(jié)果臨界值符合性判定多未給予明確要求。近年因疫情影響，世界經(jīng)濟整體下滑，石油管材生產(chǎn)企業(yè)為降低成本采取相關(guān)措導致油井管母材質(zhì)量性能切近界限在所難免，石油管監(jiān)造中需要考慮不確定度影響的情況將會增多，在技術(shù)協(xié)議中明確檢測結(jié)果臨界值符合性判定規(guī)則，消除模糊空間，厘清責任，勢在必行。尤其對重大工程用油氣輸送管明確母材質(zhì)量要求不僅能保證工程的順利進展，而且可為油井的安全開采提供保障。

參考文獻：

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[2]GB /T8170-2008《數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的標示和判定》[S].

[3]CNAS—CL07《測量不確定度評估和報告通用要求》[S].

[4]ISO/IEC 98-4： 2012《測量不確定度-第4部分： 測量不確定度在合格評定中的應(yīng)用》[S].

[5]API SPEC 5CT《油管與套管》[S].

作者簡介：曹明源出生于1989.02.28，性別，男，民族，漢，籍貫，陜西，職稱，初級，學歷，本科，研究方向主要從事計量校準，設(shè)備監(jiān)造，石油管工程。