方钻杆内螺纹接头刺漏原因分析

通过宏观观察、显微组织观察、化学成分分析、力学性能试验和断口分析等方法,对方钻杆内螺纹接头的刺漏原因进行了分析.结果表明:方钻杆内螺纹接头发生了疲劳失效,疲劳裂纹不断扩展至穿透壁厚,造成其发生刺漏.钻具振动及水龙头转动过程中发生的甩动引起与之连接的方钻杆上产生的交变弯曲应力,是导致方钻杆内螺纹接头最末几扣螺纹根部应力集中严重处发生疲劳失效的主要原因.     

钻杆管体刺漏原因分析

通过钻杆刺缝宏观形貌、断口微观形貌观察及EDS谱分析,结合钻杆材料的力学性能、化学成分和显微组织分析,对尺寸为127mm×9.19mm的G105钢级钻杆管体的刺漏原因进行了分析。结果表明:该钻杆刺漏属于早期腐蚀疲劳开裂;钻杆外壁表面受到井下弱酸性液体的腐蚀而存在多个腐蚀坑,腐蚀坑底部易产生应力集中,在交变应力的作用下,多条裂纹分别在腐蚀坑底快速萌生;钻柱在钻进的过程中存在跳钻及钻柱组合结构中严重的截面突变,加速了该钻杆疲劳裂纹的扩展;这些疲劳裂纹不断扩展,当其中一条裂纹穿透管壁时,钻杆便发生刺漏。     

钻杆接头外螺纹加工开裂原因分析

某公司生产的钻杆接头外螺纹在加工时出现裂纹,采用显微组织观察对开裂原因进行了分析。结果表明:该接头外螺纹开裂的主要原因是碳化物的聚集偏析造成锻造过程中偏析区产生组织过热现象,碳化物尖端和基体的结合部位由于热应力和机械应力产生的应力集中而萌生裂纹源,并在随后的变形过程中形成裂纹导致开裂。     

40Cr钢法兰焊接接头断裂原因分析

通过宏观观察、金相分析和化学成分分析等方法,对40Cr钢法兰焊接接头的断裂原因进行了分析。结果表明,40Cr钢法兰焊接接头存在根部裂纹、焊趾裂纹、未熔合和未焊透等焊接缺陷,在应力的作用下,根部裂纹发生扩展,造成接头在使用过程中发生断裂。焊接工艺及操作不当导致法兰焊接接头产生根部裂纹,是其发生早期断裂的主要原因,并对焊接工艺提出了改进建议。     

钻杆内加厚过渡段表面裂纹的断裂性能研究

钻井过程中,井口附近的钻杆往往受到最大的拉力和扭矩,受力条件恶劣。钻杆加厚过渡带处应力集中比较严重,其内加厚过渡区消失点是疲劳裂纹萌生乃至刺漏、断裂事故发生的危险部位。以某超深直井井口附近的G105钻杆实际受力为背景,建立外表面含横向半椭圆表面裂纹的内加厚过渡段的有限元模型,数值研究拉力和扭矩组合作用下裂纹体的断裂性能。在不同的拉力扭矩载荷比条件下,得到裂纹扩展至不同深度时的临界形状比,拟合出无因次应力强度因子随裂纹扩展的变化规律,为研究拉扭组合作用下钻杆的疲劳寿命提供依据。     

铝制散热器焊缝接头开裂分析

对焊接式水冷铝制散热器在温度循环试验中焊缝接头开裂导致冷却液泄露的原因进行了分析。通过仿真发现,焊缝接头热应力过于集中,在受到循环热应力作用后发生热疲劳而产生裂纹,破坏进水室密封性,导致冷却液泄露。通过增大焊缝接头根部圆角半径,降低了焊缝接头根部的应力集中,避免了焊缝接头因应力集中而发生热疲劳破坏。     

汽车张紧轮紧固螺栓断裂分析

对断裂的汽车张紧轮紧固螺栓的显微组织、化学成分、硬度以及断口的宏、微观特征进行了综合分析,找出其断裂的原因。结果表明:螺栓在搓丝加工过程中挤压量过大,使螺纹尖端产生较多微裂纹,同时螺纹根部也存在一些加工缺陷,并在之后的热处理过程中进一步扩展;在使用过程中,微裂纹和加工缺陷处产生应力集中,使螺栓材料的疲劳强度降低,裂纹源的过早形成最终导致了螺栓发生疲劳断裂而失效。     

定向钻穿越S135钢级钻杆的断裂分析

为查明某定向钻穿越S135钢级钻杆断裂的原因,对失效钻杆的断口形貌、化学成分、力学性能和微观组织进行了分析,并运用断裂力学理论进行了相关计算。结果表明:失效钻杆的断裂性质属于脆性断裂;钻杆在生产过程中,管体加厚过渡带外表面存在横向淬火裂纹,使用时裂纹尖端形成了较大的应力集中,当裂纹尖端实际受到的应力大于裂纹发生失稳扩展的临界应力时,钻杆便发生断裂失效。     

Φ139.7mm钻杆摩擦对焊焊接接头缺陷产生原因

某φ139.7 mm摩擦对焊钻杆在使用前的检验中发现焊接接头存在超标缺陷,通过宏观和微观分析发现该缺陷为起源于焊接接头工具头内表面的裂纹,系焊接冷裂纹。其产生主要原因是在摩擦对焊后未及时进行消除应力退火,裂纹产生后在随后淬火冷却过程中发生了二次扩展,在消除应力退火、淬火、回火加热过程中发生了氧化,裂纹表面形成了氧化程度不同的氧化膜。     

某井S135钢级钻杆腐蚀失效原因

某井S135钢级钻杆在钻进约2 395 m时发生腐蚀失效。采用宏观形貌、断口形貌观察,显微组织分析,化学成分、硬度、腐蚀产物成分测试对其失效原因进行了分析。结果表明:该钻杆的失效方式为腐蚀疲劳失效,钻杆内壁的氧含量偏高及内壁加厚过渡带区域存在应力集中,导致加厚过渡带区域发生严重点蚀,点蚀坑底部萌生疲劳裂纹并扩展,最终钻杆失效;建议使用内壁带防腐涂层的钻杆,并在钻井液中添加缓蚀剂,降低溶解氧对内壁的腐蚀作用,同时优化井深结构,减缓内壁加厚过渡带区域的应力集中。     

139.7mm加重钻杆外螺纹接头断裂原因分析

为查明某井139.7 mm加重钻杆外螺纹接头的断裂原因,对断口进行了宏观和微观分析,对材料进行了化学成分分析、力学性能试验和金相分析,并进行了有限元分析等。结果表明:加重钻杆断裂属于腐蚀疲劳断裂;断裂主要原因是加重钻杆接头内径大于标准规定值,降低了加重钻杆外螺纹接头断裂扭矩和抗拉载荷,在疲劳载荷与腐蚀介质作用下,腐蚀疲劳裂纹首先在加重钻杆外螺纹接头危险截面部位螺纹牙底萌生,随后在载荷作用下裂纹不断扩展,进一步降低了接头的强度,最终发生了断裂事故。     

钻杆接头淬火裂纹分析

通过对钻杆接头淬火裂纹产生的位置、形状,从原材料、工艺设计等方面分析裂纹产生的原因,给出了减少钻杆接头淬火裂纹的措施和方法。     

不同裂纹扩展公式的裂纹扩展寿命对比研究

不同裂纹扩展公式所对应的扩展寿命是不同的,本文在某型直升机主桨叶延寿过程中,通过对其根部接头材料的断裂性能试验,计算得到了不同裂纹扩展公式下的裂纹扩展寿命,时比研究了不同裂纹扩展公式下的裂纹扩展寿命的差异,并分析研究了应力比对裂纹扩展寿命的影响.对于不同的裂纹扩展公式,应力比越大,裂纹扩展寿命越小,应力比越小,裂纹扩展寿命越大.     

点焊搭接接头中的应力分布及接头疲劳行为研究

基于实际点焊接头硬度分布的分析,建立了包括熔核,热影响区和母材的单点点焊搭接接头计算模型。用三维弹塑性有限元分析方法,全面分析了点焊搭接头的应力分布情况。分析结果表明：接头搭接区内表面上焊点边缘处的应力集中是接头高周疲劳裂纹起裂和扩展的决定因素。焊点边缘附近区域中的存在的高应力,导致高周疲劳裂纹由强度较低的母材起裂并扩展。     

TiN涂层中表面裂纹产生的机理研究

为了揭示滑动摩擦接触条件下的Ti N涂层表面裂纹的形成机理,对Ti N涂层进行了划痕试验和有限元模拟。划痕试验结果表明在划痕表面产生了平均间距约为5.12μm的弧型裂纹。采用三维有限元方法对划痕过程进行了模拟,模拟结果表明了涂层结构中的应力分布的特点。采用二维扩展有限元方法(XFEM)对划痕过程中的涂层的裂纹产生进行了模拟,模拟结果表明涂层中表面及界面裂纹主要是由最大拉应力引起的第一型裂纹;涂层亚表面裂纹是一种由拉应力和剪应力引起的复合型裂纹。表面裂纹的形成有三种方式:第一种方式是首先在涂层界面产生微裂纹,随着裂纹沿着厚度方向扩展到表面形成表面裂纹;第二种方式是在涂层表面直接形成表面裂纹;第三种方式是微裂纹首先在涂层亚表面形成,然后沿着厚度方向扩展到表面形成表面裂纹。模拟中发现在表面和界面首先产生微裂纹的数量比亚表面产生微裂纹的数量更多。随着裂纹的扩展和融合将导致涂层的剥落。     

航空发动机带凸肩风扇转子叶片裂纹产生原因

某航空发动机TC4合金风扇转子叶片凸肩根部转接部位过早产生裂纹,通过宏观形貌观察、断口分析以及接触放电试验,分析了裂纹产生原因.结果表明:失效风扇转子叶片裂纹为疲劳裂纹,裂纹萌生于叶片叶盆侧凸肩根部至排气边的转接区域表面;在叶片凸肩耐磨层钎焊过程中,感应线圈靠近或接触叶片基体而发生接触放电,导致叶片基体局部熔化烧伤和阻流剂熔化,是叶片萌生疲劳裂纹的原因.建议采用绝缘胶布对感应线圈进行绝缘处理,选取合适的感应电流和焊接距离,以防止线圈与叶片之间发生接触放电.     

低周疲劳精密下料新工艺及试验研究

传统的金属棒料下料工艺存在着材料利用率低、能耗高、生产效率低以及下料断面质量差等问题。采用一种新的下料工艺-周向加载低周疲劳精密下料技术,利用V形槽的应力集中效应,促使棒料V形槽底尖端处疲劳裂纹的萌生及疲劳裂纹的快速扩展。描述周向加载低周疲劳精密下料机的工作原理。给出在低周疲劳下棒料V形槽根部裂纹是否起裂的判据。采用两种控制曲线对5种材料(20钢、H59、45钢、20Cr和LY12)的棒料进行试验研究,实现加速棒料裂纹的产生、扩展并获得良好的棒料断面质量。试验结果表明,V形槽的应力集中效应可以有效地减小棒料下料过程中的平均应力,在不断增加打击位移的同时减小冲击频率可以保证棒料裂纹的稳定扩展和断裂。     

轻烃站原料气压缩机A机进气阀阀盖螺栓的断裂原因

通过对某油田轻烃站原料气压缩机A机进气阀阀盖螺栓的断口形貌、化学成分、显微硬度、显微组织、受力情况等进行分析,讨论了螺栓失效的原因。结果表明:螺栓的断裂性质为疲劳断裂,疲劳裂纹在螺纹根部萌生;螺纹根部存在因加工不当而出现的缺口、凹坑等缺陷,缺陷处易产生应力集中而成为疲劳裂纹源,在压缩机工作时产生的交变应力作用下微裂纹扩展,并最终导致螺栓的断裂;建议在螺栓加工过程中,采用表面喷丸、渗碳、渗氮等工艺在螺纹根部表面引入残余应力,严格按照高强紧固件的热处理要求进行调质热处理,严格按照压缩机的使用要求紧固螺栓,并定期检查和更换螺栓。     

封井后提放钻杆过程中球形防喷器胶芯力学行为*

球形防喷器封井后强行起下钻作业极易导致胶芯密封失效,为研究动密封过程中防喷器胶芯失效机制,基于橡胶大变形理论建立球形防喷器动态密封数值模型,探究球形防喷器胶芯在封井和起下钻过程的应力分布和失效模式。结果表明：球形防喷器密封钻杆后,胶芯内壁会产生条状褶皱,支撑筋下板块拐角处产生鼓点状应力分布,颈部和背部存在应力集中现象;当钻杆倾斜时,钻杆与胶芯接触密封区也发生倾斜,胶芯左右两侧应力小幅增大;起下钻过程中,胶芯内壁的条状应力集中变为片状分布,钻杆接头进出密封区域时,接触应力发生突变。     

压力容器接管拐角疲劳裂纹扩展的研究

一、引言由接管拐角部位发生疲劳裂纹扩展而使容器失效的现象经常见到。这是因为这些部位的结构不连续很易产生较高的应力集中,有些甚至使峰值应力达到材料屈服限的两倍以上。同时,这些部位的制造和检验都比较困难,容易形成缺陷。这种缺陷有些就已属于裂纹的范围,在使用过程中裂纹不断扩展往往导致整个