压裂泵泵头体裂纹原因分析及应对措施

材质为38CrNi2MoVA的压裂泵泵头体,在使用仅30 h即出现裂纹。通过金相、宏观断口、化学成分分析、力学性能测试、扫描电镜分析等理化试验,对该泵头体裂纹原因进行了分析。结果表明,该38CrNi2MoVA泵头体化学成分中的C、Ni及强度和冲击韧性均低于技术要求,且泵头体内盐酸的强腐蚀作用,导致泵头体发生腐蚀疲劳裂纹。对泵头体内壁进行表面防腐渗氮处理及严控生产工艺,可预防裂纹的发生。     

铀矿用不锈钢泵轴断裂原因分析

目的找到不锈钢泵轴断裂原因。方法通过对断裂的泵轴进行失效分析,利用扫描电镜、金相显微镜、直读光谱仪、显微硬度计等测试方法和手段,对失效泵轴的断口形貌、组织、化学成分、显微硬度等进行分析。结果断口形貌呈明显的脆性疲劳开裂特征,且裂纹源呈现多源特征,有疲劳辉纹和二次裂纹存在。316L泵轴材质成分和组织问题不大,在近表面存在大量夹杂物,同时泵轴表面观察到点蚀和微裂纹存在。结论近表面夹杂物在酸性环境中极易引起点蚀,同时泵轴与联轴器根部结合处存在变截面,形成应力集中。当泵轴受到腐蚀、应力以及电机交变载荷作用时,形成腐蚀疲劳裂纹源,裂纹扩展造成瞬断是此次不锈钢泵轴断裂的主要原因。     

压裂泵泵头体材料的疲劳实验与疲劳寿命预估

基于某型压裂泵泵头体材料25CrNi2.5MoV低碳合金钢的力学性能参数,采用成组法进行7个应力水平下的疲劳实验,运用最小二乘法对S-N曲线进行拟合,将S-N曲线导入到有限元软件中的材料库;建立泵头体三维模型,设置123、110、100、85 MPa四种不同工况载荷,进行泵头体疲劳有限元仿真分析。仿真模拟结果确定了压裂泵泵头体在额定载荷下的疲劳寿命,这为泵头体的工程应用提供了理论参考。     

泵轴失效分析

减顶泵在运行过程中,发生了泵轴的突然脆性断裂,通过对失效泵轴的化学成分、力学性能、金相组织以及蚀坑内的腐蚀产物等的检验以及分析.结果表明,泵轴失效的主要原因为：组织中的非金属夹杂物严重超标;显微组织不符合技术要求;泵轴的圆角过渡表面处截面尺寸的突变,并有蚀坑存在,圆角过渡表面处的圆角半径过小.这些缺陷起着尖端缺口的作用,在交变的旋转弯曲载荷作用下,在缺陷处将产生严重的缺口效应,形成了很高的局部应力集中,从而导致泵轴在缺陷处发生疲劳断裂而失效.明确了泵轴失效的原因,对延长泵轴的使用寿命,保证整套蒸馏装置的安全生产有重要意义.     

高压共轨泵出油阀座开裂分析

高压共轨泵出油阀座发生开裂。对失效的出油阀座进行了断口检验、化学成分分析、金相观察和硬度测试等,以揭示阀座开裂的原因。结果表明,出油阀座失效属于疲劳断裂,疲劳源位于端面的磨损环带内。     

某水平井套管开裂失效实验及数值模拟研究

通过分析水平井套管现场服役工况,并结合宏观观察、理化性能检测、组织分析、扫描电镜观察和能谱分析等实验研究及数值计算方法,系统分析了水平井套管发生开裂失效的原因。结果表明,套管材料性能满足标准要求,但套管内壁存在大量腐蚀坑,套管在酸化压裂过程中发生点蚀。断口分析表明,裂纹起源于腐蚀坑底,套管内部存在非金属夹杂缺陷。通过数值模拟计算,分析了套管在完整及含缺陷状态下的承压能力,套管在腐蚀和缺陷作用下承压能力极大降低。当缺陷深度为0.5 mm、内压47 MPa时,套管在52 MPa压裂过程中沿原始缺陷方向发生开裂失效,与套管在压裂作业过程中失效情况相符。依据所得研究结果提出避免此类失效事故的建议。     

电站锅炉水冷壁管腐蚀疲劳断口分析

对锅炉水冷壁开裂管样断口特征和断裂机理进行分析,结果表明裂纹源区于腐蚀坑,在扩展区可见疲劳弧线、腐蚀产物和腐蚀坑,局部区域可见疲劳条带和二次裂纹;在锅炉启停过程中,准解理型和韧窝型断口形貌特征交替出现;水冷壁管的腐蚀疲劳失效为交变温差应力与腐蚀介质共同作用的结果.     

力学分析在压力容器失效中的作用

以聚合釜为例,对压力容器的边缘应力的概念及其在失效分析中的作用进行了分析。聚合釜下温度计套管处经常开裂,失效分析表明为腐蚀疲劳开裂。有限元计算表明,下温度计套管离下封头过近导致该处因边缘应力过大而出现应力集中,在交变载荷作用下发生疲劳。     

1Cr17Ni2钢热油泵泵轴断裂分析

通过宏观分析、化学成分分析、金相检验以及断口分析等方法对1Cr17Ni2钢热油泵泵轴断裂的原因进行了分析。结果表明,由于热油泵泵轴过渡台阶根部加工圆角曲率半径偏小、加工粗糙度较大引起的应力集中是泵轴发生失效的重要外在因素;同时热油泵泵轴致密度不高、疏松较严重,导致材料性能降低,使其在交变载荷的作用下发生了疲劳断裂。     

海水泵泵轴失效原因的研究

某电厂4#海水泵断续工作33个月后,泵轴产生局部腐蚀。本文根据材质、浸泡和腐蚀疲劳等试验结果,预测了泵轴的腐蚀和可能发生失效的过程是:泵轴局部表面镀铬层脱落,镀层下的3Cr13钢发生晶间腐蚀,并导致孔蚀。由于存在闭塞条件和电偶电流,加速局部腐蚀。蚀坑底部萌生晶间裂纹、裂纹扩展,直至发生腐蚀疲劳断裂。     

轴向柱塞泵疲劳损伤分析及寿命预测

轴向柱塞泵工作环境恶劣、工况复杂,柱塞在柱塞腔内做往复直线运动,承受着复杂的交变应力,疲劳损伤是其常见的失效形式之一。为了分析柱塞泵的疲劳损伤、预测其剩余寿命,提高其运行的安全可靠性,提出柱塞泵疲劳损伤分析及寿命预测方法。建立柱塞泵的刚-柔-液耦合模型,进行联合仿真并分析;基于Miner疲劳累计损伤理论,运用ANSYS Workbench软件及nCode模块,得到柱塞的疲劳损伤云图和疲劳寿命云图,对柱塞泵疲劳损伤的薄弱部位以及剩余寿命进行分析,最后探究了主轴转速、工作压力对柱塞泵疲劳损伤及剩余寿命的影响。结果显示：在典型工况下,柱塞的疲劳寿命约为7 448.8 h,基本可以满足柱塞疲劳寿命要求。     

大型海水循环泵腐蚀与防护技术应用

滨海电厂主循环泵的腐蚀研究及阴极保护技术应用推广在国内已有十余年的历史,因其效果显著,已愈来愈得到生产厂家的重视.目前国内滨海电厂循环水泵的保护主要是:泵内采用涂层加外加电流阴极保护技术;泵外水下部分采用涂层加牺牲阳极保护方法.本文从腐蚀原因分析、外加电流阴极保护技术及应用情况等几方面对海水循环泵的腐蚀与防护进行介绍.     

组合方法在往复泵状态预测中的应用

往复泵是广泛应用于钻井、注水和压裂等工艺中的重要设备,其工作条件十分恶劣。往复泵能否正常运转对油田安全生产十分重要,因此对其易损件,如泵阀、活塞-缸套副、柱塞-密封副等的状态监测和趋势预测,成为往复泵故障诊断的关键问题。笔者主要探讨了往复泵的故障发展趋势,针对其故障诊断与预测的难点,采用组合预测模型进行趋势预测。通过往复泵预测实例分析,对往复泵液力端进行单步和多步预测。     

混合式地源热泵系统的应用分析

指出了目前使用单一土壤源热泵所存在的一些不足。通过对热平衡问题的分析可知，使用混合式地源热泵能有效地改善热平衡性相差较大的问题。此外，并介绍了混合式地源热泵系统的几种常见形式，并对它们各自的原理和所适用的最佳地域范围，进行了分析。     

发动机高压燃油泵开裂分析

发动机燃油系统高压燃油泵在经过2次长试后，经荧光检查发现出油口有裂纹。采用宏观观察、金相观察、扫描电镜分析、能谱分析及显微硬度分析等手段，对燃油泵裂纹产生的原因进行研究。结果表明:高压燃油泵裂纹起源于出油口转角R处，裂纹性质为疲劳开裂；燃油泵受力分析结果显示出油口R角为应力较大区域，该区域构件表面出现链状点蚀，增加了应力集中，促进了疲劳裂纹的萌生。     

飞机蒙皮涂层对LY12CZ铝合金腐蚀疲劳寿命的影响

研究了飞机蒙皮涂层对LY12CZ铝合金腐蚀疲劳行为的影响,比较了裸样与涂层试样在空气、3.5%NaCl溶液中的寿命变化规律,记录了自腐蚀电位随循环周次的变化,并通过定量分析,给出了裸样与涂层试样在一定实验条件下的腐蚀疲劳寿命表达式,结果表明涂层使LY12CZ铝合金腐蚀疲劳寿命得到明显提高.     

镍铝青铜合金(NAB)的研究进展

镍铝青铜(NAB)由于具有较好的机械和耐腐蚀性能,在船舶螺旋桨和泵、阀等部件上有着广泛的应用。进一步提高其在复杂海洋工况下的腐蚀疲劳性能是制造高服役性能海洋装备的核心之一。综述了NAB在显微组织、腐蚀行为、热加工以及表面覆层和改性等方面的研究进展,并提出了在实际应用中的问题和进一步研究的主要方向。     

Anodic Protection for the Control of Corrosion Fatigue

Abstract

Potentiostatic anodic polarisation studies have been carried out on two carbon steels and three stainless steels in oxidising media. The resulting curves clearly defined the conditions necessary for anodic protection. Apparatus was devised whereby corrosion fatigue tests could be conducted under conditions of impressed current. Potentiostatic anodic polarisation curves were also conducted under actual corrosion fatigue conditions. Fatigue tests were carried out in air, in unprotected and anodically passivated conditions. These experiments showed anodic protection to be in some measure beneficial in all cases of corrosion fatigue investigated.