900 MPa级无缝钢管纵向开裂失效分析

某900 MPa级无缝钢管在钻探过程中发生开裂现象。通过化学成分、力学性能和金相组织分析，未发现与产品出厂性能有差异，非产品组织异常、成分偏差或性能偏低引起的质量问题。在此基础上，采用有限元仿真分析了管体受力状况，并使用X射线残余应力分析仪测量钢管表层及不同深度层的残余应力，对使用过程中开裂的原因进行了进一步的分析。结果表明：钢管服役工况切应力在100 MPa以上。残余应力最大值均出现在浅表层约1 mm深度处，最大达784 MPa。浅表层高值残余应力是导致钢管生产完毕后在浅表层局部区域产生毛细小裂纹的主要原因，后期在用户使用过程中外加载荷叠加残余应力导致这些毛细小裂纹二次扩展形成多裂纹源开裂的主裂纹，最终形成钢管纵裂。