塔河油田TK829井φ88.9mm钻杆断裂原因分析

塔河油田TK829井在进行原钻具试油时发生φ88.9mm钻杆断裂事故,造成该井完井过程中打捞钻具近20d,大部分落井钻具受损报废,事故完井,经济损失较大.当时井内H2S含量较高,但无法从主观上直接认为是H2S腐蚀造成.为搞清断裂原因,对断裂钻杆进行了研究.采用宏观分析方法和扫描电镜微观分析方法对断裂钻杆断口宏观形貌和微观形貌进行了观察分析,并通过采用直读光谱仪、力学性能试验和金相显微镜对断裂钻杆材料化学成分、机械性能和金相组织进行了试验.由以上分析结果可以看出,该钻杆的化学成分、力学性能符合API SPEC 5D标准规定,断口特征相似于应力腐蚀断口,断口和外表面的腐蚀产物中含有大量的硫,说明该钻杆断裂原因是H2S腐蚀造成.     

机械事故的取证分析

探讨了金属构件断裂事故的分析步骤与方法。通过对断裂构件主断口的宏观分析,确定断裂源,然后作进一步的微观分析,找出断口的微观形貌特征,分析构件断裂原因,并提出防止断裂的措施。     

重稀土硅铁对焊缝金属冲击断口的影响

采用扫描电子显微镜研究了重稀土硅铁对低合金高强钢焊缝金属低温冲击韧性的断口的影响，结果表明，向焊缝金属过渡适量的重稀土硅铁，可以有效地改善焊缝断口的形貌特征，提高焊缝的低温冲击韧性。     

ZG45磨机支撑托轮铸件纵裂原因分析

采用宏观、微观、断口形貌检验方法,对ZG45磨机支撑托轮铸件在脱模时出现铸件纵裂,进行了裂纹性质及原因的分析。查明了铸件的纵裂是沿柱状晶晶界开裂,宏观断口的杆状断口出现是铸件在浇铸时温度过高、凝固速度过慢所致,同时由于晶界的热塑性急剧下降,致使在浇铸后冷却过程中由于收缩应力的作用沿柱状晶晶界形成的胚芽裂纹相互连接而造成的铸件纵裂。     

末级过热器12Cr2MoWVTiB/TP347H异种钢焊口失效分析

通过断口宏观形貌、硬度试验、断口微观组织等分析, 研究了1 025 t/h锅炉末级过热器12Cr2MoWVTiB/TP347H异种钢焊口运行80 000 h后的断裂失效特征。结果表明:在应力幅值较高的交变载荷作用下, 12Cr2MoWVTiB侧熔合线区域组织较差, 同时存在碳迁移倾向, 此处最易产生裂纹, 导致失效。     

基于分形理论的摩阻材料抗冲击强度研究

摩阻材料的裂纹扩展以Z字形前进,在一定范围内具有自相似性;试样断口LogP￣LogA关系点图及其回归效果显著,纤维增强摩阻材料断口具有分形特征,断口形貌可用分形维数来表征;分维值的变化与抗冲击强度的变化一致,分形维数随抗冲击强度的增大而增大。     

曲轴早期疲劳断裂

应用宏观断口和电于显微断口方法研究了早期失效曲轴的断裂特征和断裂原因。研究表明,曲轴早期断裂是一种高周期疲劳断裂。曲臂与连杆颈圆角处加工刀痕引起应力增加是诱发疲劳裂缝的主要原因。     

矿用高强度圆环链疲劳失效分析

应用曲梁表面应力计算理论，定量分析了φ２６×９２圆环链受纯拉伸负荷时的应力状态，导出了链环受纯拉伸负荷时其圆弧与直边过渡处内侧呈接应力状态，该值约为名义应力值４倍的结论，试验表明，此处是圆环链疲劳强度的薄弱点，中对不同内宽的圆环甸窗了对经分析，得出了链环内宽尺寸由３０ｍｍ（链环内宽尺寸下限）增至３４ｍｍ（链环内宽尺寸上限）时可适当提高链环疲劳强度的结论，通过分析圆环链疲劳断口的宏观和微观形貌，对     

热交换器黄铜管破裂的分析

本文应用光学显微镜和扫描电子显微镜,对黄铜管的金相组织、断口形貌进行观察;应用 X 射线能谱仪和 X 射线衍射仪分别对腐蚀产物及管表面宏观残余应力进行定量分析.分析结果表明,铜管的破裂为应力腐蚀破裂,裂纹起源于表面应力集中区的β相上.文中讨论了裂纹的形成和传播机制,并阐明了铜管出现应力腐蚀破裂的原因.     

刮板调平断裂的原因分析

刮板作为刮板输送机的主要部件,其性能优劣直接影响整机运行的可靠性与寿命。某厂刮板在调平过程中连续发生了3件断裂。为了探究断裂原因,首先测定了断裂刮板的化学成分和硬度值,结合断口的宏观和微观形貌对裂纹源处的元素分布情况进行了检测。分析研究了此次刮板断裂发生的原因,并从设计和工艺方面提出了优化建议。     

饱和水弱胶结砂岩剪切断裂面形貌特征及破坏机理

剪切破坏断面是弱胶结砂岩在破坏过程中断裂后所形成相匹配的表面,断面形貌特征根据受力方式和饱水条件的不同形成差异显著。利用3D激光扫描对剪切破坏断面进行精确测量,结合地理信息系统(GIS)技术对不同受力方式和饱水条件下的破坏断面形貌进行三维可视化处理和定量分析,并采用扫描电镜从细观角度对产生的断面形貌特征差异及其破坏机理进行研究。试验结果表明:随夹具角度的增加,破裂面法向力降低,法向力的减小是导致破裂面扰动较大以及剪切断裂面粗糙度和起伏度增加的主要原因之一;通过饱水岩样细观结构的分析发现,弱胶结砂岩骨架颗粒自身吸水膨胀软化,骨架颗粒之间的黏连性变差,胶结程度降低,直接导致试件抗剪强度降低,同时,水对剪切破坏面扰动影响也降低,致使在相同受力条件下饱水试件断裂面粗糙度和起伏度相对较小;胶结物质的遇水软化的特性是决定弱胶结砂岩剪切破坏断面形貌的关键因素,为进一步研究弱胶结砂岩损伤演化过程及破坏机理提供可靠的试验依据。     

裂隙岩体结构面模拟技术研究

考虑了岩体裂隙表面的粗糙性、空间形态的复杂性和网络分布的随机性,根据分析对象的特点,利用概型分布法模拟单裂隙开度分布,分形几何理论模拟空间裂隙面形态及其开度分布,Monte-Carlo方法模拟二维裂隙网络并计算分维数,分形几何理论结合二维裂隙网络和三维裂隙面网络分形参数的关系,来模拟三维裂隙面网络,为裂隙岩体结构面的模拟起到引导作用。     

钛铝合金原位拉伸损伤与断裂过程研究

通过原位拉伸及卸载试验,和试样断口与表面的SEM分析,对钛铝合金原位拉伸断裂过程、断裂起始点及断裂扩展情况进行了研究。结果发现该材料断口上呈现沿层断裂和穿层断裂的混合形态,并在裂纹前端取向不利的层团附近出现大量微裂纹损伤。发现其断裂过程为：随着外加载荷的增加,试样首先在晶粒沿层薄弱区开裂,继续加载会在主裂纹前端附近产生一些微裂纹损伤,接着裂纹将穿层断裂,同时积蓄的能量得到部分的释放,直至试样的整体断裂。     

不同原生裂缝壁面特征对煤储层压裂造缝影响的对比分析

为了准确认识原生裂缝壁面特征对煤储层水力压裂效果的影响,基于对沁水盆地南部8口煤层气井附近原生裂缝壁面特征以及其压裂效果的解剖观测,对2口典型煤层气井F1和F2附近的原生裂缝壁面特征进行了观测和对比:F1原生裂缝壁面相对曲折、粗糙以及次级裂缝发育,F2则反之。对2口煤层气压裂井开挖解剖发现:煤储层压裂裂缝形态比压裂理论模型推算值及地面监测值更为短而宽;原生裂缝壁面特征对水力压裂效果具有重要影响。研究结果表明:煤储层特有的原生裂缝壁面特征是造成实际的压裂裂缝更为短而宽的重要因素;不同的原生裂缝壁面特征通过影响压裂过程中流体压力降低梯度进而影响最终压裂效果。     

强力锚杆杆体断裂失效的微细观试验研究

针对屈服强度500 MPa以上矿用锚杆杆体容易出现断裂失效的问题,采用化学成分分析、力学性能测试、扫描电镜及金相显微等综合试验手段对两种破断强力锚杆进行了分析,结合锚杆的实际受力特征及断裂失效分析学理论,从微细观机制初步揭示了杆体破断原因。结果显示材质及加工缺陷等内在属性是断裂的内因,工作环境、应力腐蚀及复杂受力状态是外因,锚杆的韧性则决定了断裂的类型和断口形态。并相应提出了减少杆体破断几率的综合方法,包括改善受力状态、全长锚固、优化外形、防腐蚀处理等。     

裂缝的微观形态对煤层气体渗透作用影响的模拟

为了研究裂隙微观形态对煤层气运移控制作用,根据粗糙度及其各向异性因子构建3D裂隙空间,然后在单相流条件下模拟了流体的行为,进而推演宏观渗透性能,分析了裂隙表面微观几何形态对其渗透性能的影响。结果表明,具有粗糙表面的裂隙空间的渗透率低于理论模型预测结果,粗糙度分形维数越高,裂隙的渗透率会增大。     

岩石裂隙面粗糙度参数关系分析

粗糙度是解释岩石裂隙力学及渗流特性的重要参数.采用自制模具,在轴向中部劈裂岩样,形成垂直于岩样轴向的新鲜裂隙.通过测取7组47个圆柱形岩样裂隙面188条轮廓曲线,分析了粗糙度系数JRC、粗糙轮廓指数Rp、粗糙角i、分维D和截距A等参数的相互关系.结果表明:JRC与岩样组成矿物颗粒大小关系密切,粒径越大,JRC越大.JR...     

断裂岩石粗糙性与岩体抗剪强度和机理的实验研究

为了分析岩体的长期力学行为,揭示断裂岩体失稳破坏的机理,对岩石断裂面的粗糙性进行了实验研究。将边长为50mm的砂岩试件,分别通过纯剪破坏方式和巴西劈裂拉破坏方式,制作出2类存在粗糙面的断裂岩石,每类选取3个试件进行剪切蠕变实验。对加载过程中的断裂岩石进行激光扫描,计算岩石断裂面的粗糙度和起伏度。实验研究表明:剪切蠕变过程中,断裂表面有粗糙化或光滑化的趋势。构成断裂岩石长期抗剪强度的机制主要有两个:一是细观凹凸体的抗剪断能力,另一个是宏观凹凸体的抗摩擦能力。无论哪种破坏方式,在加载过程中,这两种机理都是交织在一起共同作用于受载岩体上,并随时间或剪位移的增加而相互转换的,而且所发挥作用的主次也有所不同。     

摩托车起动杆断裂分析

采用断口分析方法对摩托车起动杆在使用过程中发生断裂的原因进行了分析．结果表明，产生断裂的主要原因是材料内部成分偏析及未按要求对材料进行调质处理导致材料的强度较低．     

Features of hydraulic fracture growth in the compression field

The author shows that in case the position of an initial fracture is close to orthogonal relative to the maximum compression direction, the minimum opening of the hydraulic fracture takes place at the contour of borehole. A model problem on fracture propagation along the interface of blocks is solved, and the conditions are found when edges of fractures close. __________ Translated from Fiziko-Tekhnicheskie Problemy Razrabotki Poleznykh Iskopaemykh, No. 6, pp. 19–29, November–December, 2008.