摘 要：增材制造（AM）作為一種改變傳統(tǒng)制造理念和模式的創(chuàng)新技術(shù)，已成為引領(lǐng)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)變革的關(guān)鍵技術(shù)之一，因而，在航空航天、醫(yī)療、機(jī)械制造等行業(yè)中被逐步廣泛應(yīng)用，但在石油行業(yè)的研究和應(yīng)用相對(duì)滯后。為推動(dòng)增材制造在石油工業(yè)中的應(yīng)用，本文跟蹤分析了國(guó)內(nèi)外增材制造領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的最新進(jìn)展，對(duì)石油裝備增材制造標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展提出了建議。為促進(jìn)增材制造技術(shù)在石油裝備制造領(lǐng)域的應(yīng)用，標(biāo)準(zhǔn)化工作應(yīng)先行，在現(xiàn)有國(guó)家和ISO標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上盡快建立石油裝備材料增材制造標(biāo)準(zhǔn)體系，找到產(chǎn)品應(yīng)用突破口，借鑒國(guó)外先進(jìn)增材制造標(biāo)準(zhǔn)，制定相應(yīng)的產(chǎn)品技術(shù)要求和質(zhì)量檢驗(yàn)與認(rèn)證認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn)，并要做好與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的銜接。

關(guān)鍵詞：增材制造（AM），石油裝備，標(biāo)準(zhǔn)化

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.09.005

0 引 言

增材制造（AM）又稱“3D打印”，是以三維模型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過材料堆積的方式制造零件或?qū)嵨锏墓に嚒Ｗ鳛橐环N改變傳統(tǒng)制造理念和模式的創(chuàng)新技術(shù)，其已成為引領(lǐng)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)變革的關(guān)鍵技術(shù)之一，是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、提質(zhì)增效的重要驅(qū)動(dòng)力[1]。AM的特點(diǎn)是無需模具、可快速成型、可制造復(fù)雜的幾何構(gòu)型，具有材料制備過程與零件成形過程一體化的特征，在原材料利用率、制造自由度、功能性最優(yōu)設(shè)計(jì)等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，尤其適用于小批量、定制化、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的加工制造，因而，在航空航天、醫(yī)療、機(jī)械制造等行業(yè)被逐步廣泛應(yīng)用[2-3]。

AM作為新興產(chǎn)業(yè)，發(fā)展非常迅速，隨著其產(chǎn)業(yè)及技術(shù)的不斷發(fā)展，面臨的標(biāo)準(zhǔn)化問題日益凸顯，嚴(yán)重制約了AM產(chǎn)業(yè)技術(shù)成果的累積、固化和推廣應(yīng)用[1]。歐美等先進(jìn)國(guó)家投入大量精力開展AM技術(shù)研究和標(biāo)準(zhǔn)制定，我國(guó)也將其作為先進(jìn)制造技術(shù)列入國(guó)家發(fā)展規(guī)劃。AM技術(shù)在國(guó)外經(jīng)過長(zhǎng)期發(fā)展，已經(jīng)形成了比較完整的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、應(yīng)用全產(chǎn)業(yè)鏈體系，并且與之相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)也比較完善和先進(jìn)[2]。

標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及相關(guān)最佳做法是AM生產(chǎn)過程中不可或缺的一部分，是推動(dòng)AM技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵因素。特別是在石油和天然氣等高度監(jiān)管的行業(yè)，由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)證和最佳做法，AM的應(yīng)用受到阻礙[4]。目前，沒有特定的石油和天然氣AM行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來定義該領(lǐng)域使用的金屬部件的認(rèn)證過程，沒有標(biāo)準(zhǔn)或指南會(huì)增加產(chǎn)品/組件不符合最低要求的風(fēng)險(xiǎn)[5]。因此，標(biāo)準(zhǔn)制定是AM技術(shù)在石油工業(yè)大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵推動(dòng)因素[4]。

為推動(dòng)AM技術(shù)在石油工業(yè)中的應(yīng)用，本文在跟蹤分析國(guó)內(nèi)外AM領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化最新發(fā)展的基礎(chǔ)上，對(duì)石油裝備AM的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展提出建議。

1 國(guó)外增材制造標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展

1.1 ISO

通過標(biāo)準(zhǔn)化支撐和引領(lǐng)金屬AM產(chǎn)業(yè)發(fā)展已成為國(guó)際共識(shí)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）于2011年創(chuàng)建ISO/TC 261增材制造標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)，并于當(dāng)年就與ASTM F42簽署合作協(xié)議，共同開展AM技術(shù)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化工作。2013年，ISO/TC 261與ASTM F42共同發(fā)布了一份“增材制造標(biāo)準(zhǔn)制定聯(lián)合計(jì)劃”。該計(jì)劃包含了AM標(biāo)準(zhǔn)的通用結(jié)構(gòu)/層次結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)由任何一方所發(fā)起的項(xiàng)目都能實(shí)現(xiàn)一致性。2016年，ISO/TC 261、ASTM F42以及歐洲標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)CEN/TC 438進(jìn)行了充分合作。國(guó)際AM標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展趨勢(shì)是ISO、ASTM、CEN（歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)）共同合作制定統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)、路線圖和標(biāo)準(zhǔn)[1， 6 - 8]。國(guó)際AM標(biāo)準(zhǔn)化呈現(xiàn)出“高度統(tǒng)一”的特點(diǎn)，即標(biāo)準(zhǔn)體系高度統(tǒng)一（遵照同一套標(biāo)準(zhǔn)體系）、標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容高度統(tǒng)一（制定同一套標(biāo)準(zhǔn)）、開展標(biāo)準(zhǔn)化工作的專家隊(duì)伍構(gòu)成高度統(tǒng)一（同一批歐美專家以及部分亞洲專家）[1，9]。

自2004年第一部增材制造ISO標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布以來，截至2023年11月，ISO已制定發(fā)布了56項(xiàng)、正在制定25項(xiàng)AM領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)，其中2021—2023年新發(fā)布的AM相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有28項(xiàng)（見表1），僅在2023年就發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)19項(xiàng)。這些數(shù)據(jù)表明，ISO增材制造的標(biāo)準(zhǔn)有加快的趨勢(shì)。

1.2 美國(guó)

（1）SAE

美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)（SAE），是美國(guó)及世界汽車工業(yè)（包括航空和海洋）有重要影響力的學(xué)術(shù)團(tuán)體，也是世界上汽車、海洋和航空/航天運(yùn)輸機(jī)械技術(shù)信息的資源之一。早在2002年2月，美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì)（SAE）針對(duì)Ti-6Al-4V合金激光近成型制品的需求，發(fā)布了世界上第一項(xiàng)增材制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)SAE AMS 4999-2002《退火Ti-6Al-4V鈦合金激光沉積產(chǎn)品》[2]。

鑒于增材制造技術(shù)近年來迅猛發(fā)展的勢(shì)頭，SAE International于2015年成立了AMS-AM增材制造委員會(huì)，負(fù)責(zé)編制和維護(hù)與增材制造相關(guān)的航空航天材料和工藝規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)的技術(shù)報(bào)告，并得到聯(lián)邦航空管理局的任務(wù)函，以協(xié)助監(jiān)管機(jī)構(gòu)制定增材制造認(rèn)證指導(dǎo)材料，將繼續(xù)制定金屬和聚合物的AMS規(guī)范，以支持航空航天的行業(yè)需求[2]。截至2023年12月，SAE已經(jīng)發(fā)布及正在制定增材制造方面標(biāo)準(zhǔn)30余項(xiàng)，其中近四年來制修訂的標(biāo)準(zhǔn)16項(xiàng)。

（2）ASTM

美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTM）于2009年成立了專門的增材制造技術(shù)委員會(huì)ASTM F42，是最早成立的增材制造技術(shù)委員會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)組織。其主要目標(biāo)是制定增材制造材料、產(chǎn)品、系統(tǒng)和服務(wù)等領(lǐng)域的特性和性能標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)方法和程序標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)增材制造技術(shù)推廣與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2012年，ASTM F42發(fā)布了F2792-12a《增材制造術(shù)語》標(biāo)準(zhǔn)，并于2015年與ISO合作對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂，發(fā)布了第一份ISO/ASTM聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)增材制造技術(shù)推廣及產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的術(shù)語與定義進(jìn)行了規(guī)范。之后，ASTM與ISO聯(lián)合制修訂了多項(xiàng)增材制造標(biāo)準(zhǔn)[2，6-7]。

A S TM致力于完善增材制造標(biāo)準(zhǔn)體系，截至2023年12月，ASTM共頒布了19項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。2020年以來，修訂了3項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)：ASTM F3049-14（2021）《用于增材制造的金屬粉末表征屬性的標(biāo)準(zhǔn)指南》、ASTM F3055-14a（2021）《粉末床熔融增材制造鎳合金（UNS N07718）的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》、ASTM F3056-14（2 0 21）《粉末床熔融增材制造鎳合金（U N SN06625）的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》。

（3）ASME

美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)（A SM E）成立于18 8 0年，是世界上建立最早的機(jī)械工程學(xué)術(shù)團(tuán)體。目前ASME擁有工業(yè)和制造行業(yè)的600項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，這些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范已被全球90多個(gè)國(guó)家采用。ASMEY14第4 6分委員會(huì)成立的目的是為增材制造開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化提供統(tǒng)一的產(chǎn)品定義（主要是設(shè)計(jì)和開發(fā)）。ASME發(fā)布了2項(xiàng)增材制造領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)[4]：ASME Y14.46-2022《增材制造的產(chǎn)品定義》，標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了增材制造技術(shù)特有的術(shù)語定義和特征，并在產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)集和相關(guān)文件中對(duì)其統(tǒng)一規(guī)范提出了建議。

ASME P TB-13-2021《采用增材制造的承壓金屬部件》，屬于壓力（容器）技術(shù)手冊(cè)（PTB），涉及采用激光和電子束能量源的AM粉末床熔融工藝（PBF）建造承壓部件，也允許將AM部件連接（焊接或釬焊）到非AM部件形成混合結(jié)構(gòu)。

（4）AWS

美國(guó)焊接協(xié)會(huì)（AWS）成立于1919年，在全球范圍內(nèi)推進(jìn)焊接和相關(guān)連接和切割工藝的科學(xué)、技術(shù)和應(yīng)用。AWS只發(fā)布了一項(xiàng)增材制造領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)：AWS D20.1/D20.1M：2019《增材制造金屬構(gòu)件規(guī)范》[4]。該規(guī)范規(guī)定了使用增材制造金屬部件的一般要求，包括增材制造部件的設(shè)計(jì)、鑒定、制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收。

（5）API

美國(guó)石油學(xué)會(huì)（API）成立于1919年，是石油和天然氣行業(yè)建立、維護(hù)和分發(fā)共識(shí)標(biāo)準(zhǔn)的全球領(lǐng)導(dǎo)者，已經(jīng)制定了800多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，被石油行業(yè)普遍采用。API發(fā)布了2項(xiàng)增材制造領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)：API STD 20S：2021《用于石油和天然氣工業(yè)的增材制造金屬部件》，規(guī)定了石油和天然氣行業(yè)中使用的增材制造金屬部件的制造工藝、生產(chǎn)、標(biāo)記和文檔的評(píng)定要求，適用于通過粉末床熔融（PBF）、定向能量沉積（DED）和黏結(jié)劑噴射（BJT）工藝生產(chǎn)的增材制造金屬部件。

API STD 20T：2022《用于石油和天然氣的增材制造聚合物基組件》，規(guī)定了石油和天然氣行業(yè)中使用的增材制造聚合物基組件的制造工藝、生產(chǎn)、標(biāo)記和文檔的評(píng)定要求，適用于通過材料擠出（FFF、FDM、FGF）和粉末床熔融（SLS、MJF）生產(chǎn)的增材制造聚合物基組件（包括復(fù)合材料）。

1.3 德國(guó)

2020年7月，德國(guó)材料學(xué)會(huì)（DESY）發(fā)布了增材制造通用術(shù)語。2021年6月，德國(guó)金屬材料學(xué)會(huì)（DFM）發(fā)布了一項(xiàng)增材制造技術(shù)規(guī)范草案，包含增材制造零件的分類和尺寸、增材制造過程的一般要求、材料應(yīng)用和尺寸偏差等內(nèi)容。此外，德國(guó)金屬材料學(xué)會(huì)（DFM）還發(fā)布了增材制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：《金屬材料增材制造》《增材制造產(chǎn)品的技術(shù)條件》。歐洲焊接聯(lián)合會(huì)發(fā)布了國(guó)際增材制造人員職業(yè)資格培訓(xùn)與認(rèn)證制度。

德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（DI N）與德國(guó)工程師協(xié)會(huì)（VDI）針對(duì)于增材制造技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)共計(jì)21項(xiàng)，2020年以來發(fā)布8項(xiàng)。

1.4 挪威

挪威船級(jí)社（DNV）成立于1864年，是一家全球領(lǐng)先的專業(yè)風(fēng)險(xiǎn)管理服務(wù)機(jī)構(gòu)。DNV為客戶提供全面的風(fēng)險(xiǎn)管理和各類評(píng)估認(rèn)證服務(wù)，主要涉及船級(jí)服務(wù)、認(rèn)證服務(wù)、技術(shù)服務(wù)等方面，在海事、石油天然氣、能源以及食品和保健領(lǐng)域奠定了全球領(lǐng)先地位。DNV制定的增材制造標(biāo)準(zhǔn)見表2，內(nèi)容主要涉及材料、方法、設(shè)備、人員等方面的資格評(píng)定。

1.5 英國(guó)

英國(guó)一直是全球3D打印技術(shù)研究與應(yīng)用的引領(lǐng)者，在增材制造標(biāo)準(zhǔn)制定方面，英國(guó)政府也非常重視。2015年英國(guó)政府發(fā)布了《3D打印技術(shù)研究與應(yīng)用的監(jiān)管框架》，2019年發(fā)布了《增材制造產(chǎn)品和服務(wù)監(jiān)管框架》，明確了3D打印產(chǎn)品、服務(wù)及相關(guān)設(shè)備的分類要求，建立了產(chǎn)品質(zhì)量要求、安全要求等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，還包含了增材制造技術(shù)監(jiān)管要求和政府采購(gòu)監(jiān)管要求。英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)研究院（BSI）采用ISO、ISO/ASTM、ISO/IEC發(fā)布的增材制造標(biāo)準(zhǔn)，編號(hào)前面加BS EN，如BS EN ISO/ASTM 52900， 2022。BSI自行發(fā)布的增材制造標(biāo)準(zhǔn)有3項(xiàng)，正在制定過程有1項(xiàng)。

1.6 日本

日本政府和產(chǎn)業(yè)界都非常重視增材制造技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。日本標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)、日本工業(yè)聯(lián)合會(huì)、日本機(jī)械工業(yè)技術(shù)協(xié)會(huì)、日本金屬加工技術(shù)協(xié)會(huì)等組織也積極開展增材制造技術(shù)的研究和標(biāo)準(zhǔn)制定。日本標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（JSA）發(fā)布的增材制造標(biāo)準(zhǔn)只有1項(xiàng)：JSA JIS B 9441 Revision 20J， March 23， 2020《增材制造-總原則-術(shù)語和基本概念》。

2 國(guó)內(nèi)增材制造標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展

2.1 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)于2002年開始增材制造產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的相關(guān)工作，依托全國(guó)特種加工機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)，主要針對(duì)快速成形機(jī)床產(chǎn)品制定了近10項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但內(nèi)容較單一。標(biāo)準(zhǔn)沒有涉及關(guān)鍵共性、設(shè)計(jì)、工藝和方法、檢驗(yàn)與測(cè)試等方面的需求，很難全面反映國(guó)內(nèi)現(xiàn)有增材制造技術(shù)的研究水平。2010年以來，國(guó)家出臺(tái)各項(xiàng)政策支持增材制造的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化工作也提出了要求?！对霾闹圃飚a(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃（2015－2016年）》明確提出要建立和完善產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系?！丁笆奈濉敝悄苤圃彀l(fā)展規(guī)劃》《增材制造標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)航行動(dòng)計(jì)劃（2020－2022年）》等，對(duì)智能制造、增材制造標(biāo)準(zhǔn)化提出了新要求。2016年，全國(guó)增材制造標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC 562）正式成立，對(duì)口的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織是ISOTC 216，在國(guó)家層面上開展增材制造標(biāo)準(zhǔn)化工作，主要負(fù)責(zé)制修訂相關(guān)行業(yè)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步規(guī)范中國(guó)3D打印市場(chǎng)產(chǎn)品及服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)[10]。

我國(guó)增材制造標(biāo)準(zhǔn)制修訂發(fā)展很快。截至2023年底，我國(guó)已發(fā)布增材制造的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)61項(xiàng)，正在制定/計(jì)劃制定的標(biāo)準(zhǔn)有28項(xiàng)，2021年以來制修訂的標(biāo)準(zhǔn)有22項(xiàng)（見表3）。發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量已超過ISO標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量，推動(dòng)了增材制造技術(shù)的發(fā)展。

2.2 行業(yè)和地方標(biāo)準(zhǔn)

增材制造是一種工藝先進(jìn)、智能化程度高、方法靈活的新興的制造技術(shù)，在航空航天、機(jī)械制造、醫(yī)療、核工業(yè)、石油、化工等行業(yè)具有良好的應(yīng)用前景，相關(guān)行業(yè)和地方已開展標(biāo)準(zhǔn)體系研究和標(biāo)準(zhǔn)制定工作[1，11-12]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2023年12月，我國(guó)相關(guān)行業(yè)和地方發(fā)布的增材制造標(biāo)準(zhǔn)有32項(xiàng)，其中近四年制定的有16項(xiàng)。

2.3 團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)是我國(guó)市場(chǎng)主導(dǎo)制定標(biāo)準(zhǔn)的主要構(gòu)成，是由團(tuán)體按照自行規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)程序制定并發(fā)布，供團(tuán)體成員或社會(huì)自愿采用的標(biāo)準(zhǔn)。自2018年《中國(guó)人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化法》修訂以來，我國(guó)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展迅速。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)等六部門聯(lián)合印發(fā)的《增材制造標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)航行動(dòng)計(jì)劃（2020—2022年）》管理針對(duì)具體技術(shù)和產(chǎn)品制定具有引領(lǐng)性、競(jìng)爭(zhēng)性的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，增材制造團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)得到了快速發(fā)展[13]。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)信息公共服務(wù)平臺(tái)上備案信息，共有41家機(jī)構(gòu)發(fā)布增材制造行業(yè)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)共計(jì)185項(xiàng)，其中4項(xiàng)以上的有8家（見表4）。

2.4 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)有許多增材制造企業(yè)類企業(yè)，制定了數(shù)量眾多的增材制造（3D打?。┢髽I(yè)標(biāo)準(zhǔn)，許多已在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)備案，詳細(xì)信息可在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)信息公共服務(wù)平臺(tái)上查詢。

3 石油裝備增材制造標(biāo)準(zhǔn)化建議

增材制造技術(shù)是一種顛覆性的金屬零部件智能制造工藝方法，它可以改變構(gòu)件結(jié)構(gòu)、改變材料、改變重大裝備的制造模式。相關(guān)機(jī)構(gòu)開展了增材技術(shù)在高壓油氣管道上應(yīng)用技術(shù)研究，表明AM的三通管件在定制化、特殊環(huán)境和特殊用途工況情況下，具有良好的推廣和應(yīng)用前景[14]。AM正在徹底改變包括石油和天然氣行業(yè)在內(nèi)的多個(gè)行業(yè)的設(shè)計(jì)、制造和供應(yīng)鏈概念。隨著越來越多的金屬AM組件在石油和天然氣行業(yè)中投入使用，對(duì)制造和質(zhì)量要求及控制的標(biāo)準(zhǔn)或指南的需求正在增長(zhǎng)[5]。

國(guó)內(nèi)外AM標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展很快，尤其是近年來，隨著技術(shù)的不斷成熟和應(yīng)用的不斷推廣，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布數(shù)量呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。AM標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀和發(fā)展對(duì)于推動(dòng)AM技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展具有重要意義。通過制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，可以提高AM產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，降低制造成本，促進(jìn)AM技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，AM將為制造業(yè)帶來更多的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

石油裝備是石油工業(yè)的重要組成部分，對(duì)于保障國(guó)家能源安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。然而，傳統(tǒng)的石油裝備制造存在著生產(chǎn)周期長(zhǎng)、成本高、靈活性差等問題，無法滿足快速變化的市場(chǎng)需求。石油裝備面臨高溫、高壓、高腐蝕等服役工況，材料種類繁多，包括金屬和非金屬材料，但以金屬材料的AM為主。而AM可以通過逐層堆積材料來制造復(fù)雜形狀的零部件，具有快速、靈活、高效的特點(diǎn)，可以為石油裝備制造帶來革命性的變革。然而，由于相關(guān)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)不夠完善，導(dǎo)致AM的發(fā)展也面臨諸多挑戰(zhàn)。目前，AM技術(shù)在石油裝備領(lǐng)域的應(yīng)用尚處于起步階段，還未形成規(guī)?；?biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，存在一定的不確定性。AM作為一種新型的智能制造技術(shù)，已在航空、航天、醫(yī)療、汽車、船舶等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，但在石油行業(yè)中的研究和應(yīng)用相對(duì)滯后，未來為了促進(jìn)AM技術(shù)在石油裝備材料行業(yè)的應(yīng)用，標(biāo)準(zhǔn)化工作應(yīng)先行，建議：

（1）盡快建立石油裝備材料AM標(biāo)準(zhǔn)體系，分為幾個(gè)層次：1）基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，主要采用現(xiàn)有的ISO和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；2）方法、工藝、材料標(biāo)準(zhǔn)，以采用現(xiàn)有的ISO、國(guó)家和行業(yè)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)為主，結(jié)合特點(diǎn)，補(bǔ)充制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；3）制定行業(yè)專有的標(biāo)準(zhǔn)，主要圍繞行業(yè)使用特點(diǎn)和環(huán)境要求，制定產(chǎn)品、檢驗(yàn)、認(rèn)證等標(biāo)準(zhǔn)。

（2）找到產(chǎn)品應(yīng)用突破口，技術(shù)要可靠，性能和質(zhì)量要穩(wěn)定，借鑒國(guó)外先進(jìn)AM標(biāo)準(zhǔn)，制定相應(yīng)的產(chǎn)品技術(shù)要求和質(zhì)量檢驗(yàn)與認(rèn)證認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn)，在行業(yè)應(yīng)用中取得經(jīng)濟(jì)效益和示范效果。

（3）要做好與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的銜接，現(xiàn)有的設(shè)計(jì)規(guī)范、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，其零部件允許采用AM方法，給出性能技術(shù)和質(zhì)量檢測(cè)要求，這樣才能突破AM產(chǎn)品應(yīng)用的障礙，使設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和應(yīng)用有標(biāo)準(zhǔn)可依，做到合規(guī)使用。

4 結(jié) 語

增材制造（AM）作為一種改變傳統(tǒng)制造理念和模式的創(chuàng)新技術(shù)，已成為引領(lǐng)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)變革的關(guān)鍵技術(shù)之一，因而，在航空航天、醫(yī)療、機(jī)械制造等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。隨著AM技術(shù)在工業(yè)中推廣應(yīng)用，迫切需要標(biāo)準(zhǔn)化來確保其產(chǎn)品質(zhì)量的一致性和可靠性。標(biāo)準(zhǔn)是AM生產(chǎn)過程中不可或缺的一部分，是推動(dòng)AM技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵因素。特別是在石油和天然氣等高度監(jiān)管的行業(yè)，由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)，AM的應(yīng)用受到阻礙。為促進(jìn)增材制造技術(shù)在石油裝備制造領(lǐng)域的應(yīng)用，標(biāo)準(zhǔn)化工作應(yīng)先行，在現(xiàn)有國(guó)家和ISO標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上盡快建立石油裝備材料增材制造標(biāo)準(zhǔn)體系，找到產(chǎn)品應(yīng)用突破口，借鑒國(guó)外先進(jìn)增材制造標(biāo)準(zhǔn)，制定相應(yīng)的產(chǎn)品技術(shù)要求和質(zhì)量檢驗(yàn)與認(rèn)證認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn)，并要做好與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的銜接。

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作者簡(jiǎn)介

李為衛(wèi)，正高級(jí)工程師，主要從事油氣輸送管道材料研究及標(biāo)準(zhǔn)化工作。

（責(zé)任編輯：袁文靜）