5-1/2FH双台肩钻杆内螺纹接头断裂原因分析

采用宏观检验、化学成分分析、力学性能测试、金相检验和断口分析等方法对某5-1/2FH双台肩钻杆内螺纹接头的断裂原因进行了分析。结果表明:此双台肩钻杆内螺纹接头在副台肩第一完整螺纹根部发生了疲劳断裂失效。断裂具有多源特征,起源于内螺纹根部并向外壁扩展,当穿透壁厚形成通道时发生了刺漏,从而使断口表面形成了冲刷痕迹。上扣扭矩不足,同时接头承受的弯曲应力较大是造成接头疲劳断裂失效的主要原因,另外FH型螺纹固有的螺纹根部半径较小、应力集中较大,使接头失效的风险增大。     

CuZn39Pb3铅黄铜接头螺纹处开裂失效分析

CuZn39Pb3铅黄铜接头螺纹处在进行密封测试时发生开裂。通过宏观观察、扫描电镜分析、金相检验、能谱分析等方法对接头开裂的原因进行了分析。结果表明:铅黄铜接头显微组织中大量铅聚集于晶界,弱化了晶界强度,降低了材料的抗拉强度和塑性,当机加工残余应力和装配应力超过螺纹处部分晶界的耐受极限时,螺纹处产生微裂纹,微裂纹连接扩展最终导致铅黄铜接头开裂。     

C70S6钢连杆疲劳试验过早开裂原因分析

通过化学成分分析、力学性能测试、宏观及微观检验对C70S6钢在疲劳试验中发生早期开裂的原因进行了分析。结果表明:裂纹源位于螺栓孔下端螺纹V型槽底部。切削丝锥加工的螺纹存在细小的刀痕,化学成分中硫、铬、钒含量超标,材料局部出现疏松,这些因素共同作用使得连杆在疲劳试验中过早开裂。因此,建议改善螺纹加工工艺和锻件锻造工艺。     

消化-澄清器开裂分析

某304L奥氏体不锈钢消化-澄清器在试运行不久后即出现筒体开裂,发生泄漏事故。采用金相检验、扫描电镜及能谱分析等方法对开裂部位进行了分析。结果表明:消化-澄清器筒体开裂是由于蒸汽接管的振动,使器壁承受弯曲交变载荷;在交变载荷的作用下,消化-澄清器内、外壁萌生疲劳裂纹,疲劳裂纹不断扩展最终导致消化-澄清器发生疲劳开裂。     

热交换器不锈钢管束断裂失效分析

采用宏观分析、金相检验、断口宏观及微观分析以及能谱分析等方法,对某炼油厂裂化车间4台热交换器不锈钢管束先后发生大面积断裂的性质及原因进行了分析。结果表明:该热交换器管束断裂是由在交变载荷和腐蚀介质作用下发生的由外向内的腐蚀疲劳开裂引起的;腐蚀疲劳裂纹起始于管外壁的点蚀坑等应力集中处,促进腐蚀疲劳裂纹扩展的管束外部介质主要是Cl^-和H₂S;裂纹先以腐蚀疲劳开裂方式扩展,而后又呈典型的应力腐蚀开裂方式继续扩展,当应力腐蚀裂纹扩展达到管束断裂强度时便发生断裂。最后提出了预防管束断裂的措施及建议。     

某井钻杆接头断裂原因

在对某油气井的钻探过程中,钻杆接头发生断裂。采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜分析、力学性能测试、金相检验等方法对该钻杆接头的断裂原因进行分析。结果表明：该钻杆接头的断裂性质为疲劳断裂,钻杆钻进过程中频繁发生跳钻、憋钻现象,使其瞬时载荷较大,在钻杆大端螺纹根部萌生了疲劳裂纹,在复杂的交变载荷作用下,裂纹快速扩展,最终导致钻杆接头发生断裂。     

10.9级螺栓早期疲劳断裂失效分析

某10.9级螺栓经淬火、回火处理后装配到汽车座椅上,经历颠簸疲劳试验2万次后发生断裂。从化学成分、断口形貌、硬度、显微组织方面,对螺栓断裂的原因进行了分析。结果表明:螺纹牙底过渡部位粗糙不平且有缺口,易造成应力集中产生裂纹;螺纹表层产生脱碳,增加了开裂倾向;在疲劳试验中,由于交变应力的作用形成微裂纹,造成螺栓早期疲劳断裂。     

GH4169合金焊接接头高温疲劳裂纹扩展性能试验研究

对GH4169合金焊接接头在650℃下的疲劳裂纹扩展性能进行了测试和分析.结果表明,疲劳裂纹扩展速率、初始裂纹尺寸、裂纹容限和温度对焊接接头的疲劳裂纹扩展寿命都有影响.母材及焊缝的疲劳裂纹扩展速率和裂纹容限均有较大的差异.     

纵肋与横隔板交叉构造细节穿透型疲劳裂纹扩展特性及其加固方法研究

纵肋与横隔板交叉构造细节是正交异性钢桥面板最易发生疲劳开裂的构造细节,通过建立有限元数值模型,采用断裂力学方法,研究栓接角钢加固方式对该处疲劳易损细节穿透型裂纹的加固效果。基于疲劳试验足尺节段模型相对应有限元模型,建立了纵肋与横隔板焊接处穿透型疲劳裂纹模型,针对栓接角钢和纵肋外侧栓接钢板两种加固技术的加固效果进行评估。研究结果表明:钢桥面板纵肋与横隔板交叉构造细节的疲劳裂纹扩展至一定长度后将发展成穿透型裂纹,裂纹面受力复杂,纵肋腹板内外侧疲劳裂纹扩展特性表现的不一样,但是随着裂纹扩展的逐步进行,裂纹尖端的开裂模式均以复合型开裂为主;栓接角钢加固方式主要抑制纵肋与横隔板交叉构造细节易损部位疲劳裂纹的I型开裂,因此能很好地抑制短裂纹的扩展,但对于该细节处以复合形式扩展的穿透型疲劳裂纹的加固效果并不显著;在纵肋外侧栓接半U形钢板的加固方法能有效改善穿透型疲劳裂纹的等效应力强度因子,并且加固之后均保持在裂纹扩展阈值以下,表明该加固方式对穿透型疲劳裂纹有良好加固效果。     

TIG与FSW焊接工艺下2219铝合金疲劳裂纹扩展性能研究

目的 研究钨极惰性气体保护焊（TIG）和搅拌摩擦焊（FSW）对2219铝合金焊接接头疲劳性能的影响,并探究这2种不同焊接技术条件下焊接接头疲劳裂纹的产生与裂纹扩展原理,了解2种焊接接头的抗裂纹扩展能力,为工程实践应用提供数据参考。方法 采用疲劳裂纹扩展试验方法,测试上述2种焊接工艺条件下焊缝金属和热影响区组织的疲劳裂纹扩展速率da/d N和阈值,使用光学显微镜和扫描电子显微镜观察并分析金相组织和疲劳断口形貌特征。结果 疲劳裂纹倾向于沿裂纹处萌生,裂纹的存在成为主要的裂纹扩展源头,有利于加速裂纹向前延伸。热影响区由于组织结构不均匀,不同位置的晶粒尺寸存在明显差异,疲劳裂纹扩展路径倾向于沿靠近焊缝一侧向靠近母材区域扩展。TIG焊接工艺下焊缝金属和热影响区的裂纹扩展速率明显低于FSW焊接工艺下的焊缝金属和热影响区,与此同时,TIG焊接接头表现出优良的抗疲劳裂纹扩展性能。结论 通过此研究,建议2219铝合金焊接接头采用TIG焊接工艺,抗疲劳裂纹扩展效果更佳。     

滤清器外壳开裂分析

滤清器外壳安装在汽车发动机台架上试验500 h后出现裂纹,采用宏观和微观分析、化学成分分析和金相检验等方法对开裂原因进行了分析。结果表明:滤清器外壳的外壁局部区域在拉延时产生了微裂纹,在交变应力作用下形成疲劳裂纹,并导致早期疲劳开裂。     

轮胎螺栓断裂失效分析

某汽车轮胎螺栓在使用过程中发生断裂。采用宏、微观检验和化学成分分析等方法对失效件进行了检测。结果表明，其断裂形式为弯曲疲劳断裂。疲劳裂纹的形成是由于螺纹牙底存在脱碳和折叠裂纹等缺陷，这些缺陷的存在使该材料产生了较大的应力集中，从而导致螺栓开裂失效。     

110钢级φ88.9mm×6.45mm超级13Cr钢油管刺穿失效分析

采用宏观分析、化学成分分析、力学性能测试、金相检验及扫描电镜断口分析等手段,对某油田一根规格为φ88.9mm×6.45mm的110钢级超级13Cr马氏体不锈钢油管的刺穿失效原因进行了分析。结果表明:油管失效的实质是油管发生了氯离子应力腐蚀开裂,裂纹起源于外壁腐蚀坑底部,从外壁向内壁扩展,直到穿透壁厚,形成刺穿通道,高压流体从内向外刺出并在随后的过程中形成了刺穿孔洞。     

110钢级φ88.9mm×6.45mm超级13Cr钢油管刺穿失效分析

采用宏观分析、化学成分分析、力学性能测试、金相检验及扫描电镜断口分析等手段,对某油田一根规格为φ88.9mm×6.45mm的110钢级超级13Cr马氏体不锈钢油管的刺穿失效原因进行了分析。结果表明:油管失效的实质是油管发生了氯离子应力腐蚀开裂,裂纹起源于外壁腐蚀坑底部,从外壁向内壁扩展,直到穿透壁厚,形成刺穿通道,高压流体从内向外刺出并在随后的过程中形成了刺穿孔洞。     

某电厂316L不锈钢输氨管腐蚀开裂原因

某电厂316L不锈钢输氨管道在运行过程中发生开裂现象。采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、扫描电镜及能谱分析等方法分析了管道开裂的原因。结果表明：管道裂纹由内壁向外壁扩展,呈穿晶开裂特征,裂纹呈树枝状形貌,符合应力腐蚀开裂特征;腐蚀产物中存在Cl元素,在拘束拉应力和腐蚀介质的共同作用下,管道发生了应力腐蚀开裂。     

非API套管接头完整性评估计算方法

针对非API套管接头的连接和密封性能提出一套完整的解析评估计算方法。首先建立具有密封和内外螺纹啮合结构的非API套管接头力学分析模型,依据API套管接头失效形式(螺纹跳扣、螺纹剪切破坏和接头断裂)及其机理结合弹塑性力学理论,推导出非API套管接头发生相应连接失效时的临界轴向载荷计算公式。然后,依据螺纹啮合对变形协调方程和单个螺纹牙轴向弹性变形分析,推导出套管接头螺纹牙啮合法向接触力计算方程组,从而获得非API套管接头各个螺纹牙轴向变形量及其承载轴向载荷分布情况数值解。最后,通过对比各个螺纹牙承载轴向载荷与连接失效临界载荷对非API套管接头进行连接性能评估;通过计算轴向载荷和气体内压作用下,套管接头螺纹轴向变形量及其对接头密封过盈配合值的影响,对非API套管接头进行密封性能评估。通过对3种典型非API套管接头完整性评估计算结果表明:在螺距、螺纹啮合中径、螺纹高度等螺纹参数相同情况下,非API套管接头的螺纹牙型设计参数(承载面角度与导向面角度)对其连接和密封性能影响显著。     

φ165.1mm钻铤内螺纹接头失效分析

对内螺纹接头失效的钻铤进行了化学成分、力学性能和显微组织分析,并采用扫描电镜和X射线能谱仪对断口形貌及夹杂物成分进行了分析,找出了钻铤内螺纹接头失效的原因。结果表明:该钻铤内螺纹接头失效为早期疲劳失效;导致其疲劳失效的主要原因有钻铤内螺纹根部加工不光滑,使该处在交变载荷作用下应力集中严重,首先萌生微裂纹成为疲劳源;钻铤内螺纹型号和内外径尺寸不合标准要求以及材料中含有数量较多的MnS夹杂物也都大大降低了其疲劳性能,加速了疲劳裂纹的萌生和扩展。     

2510钢塑料模具滑块座端面开裂剥落失效分析

采用宏观分析、硬度检测、化学成分分析、断口分析以及金相检验等方法,对某2510钢塑料模具滑块座端面开裂剥落失效原因进行了分析。结果表明:滑块座螺纹孔螺牙部位经过电加工产生了白亮色的变质层,该变质层脆性较大,易于产生微裂纹及剥落成为疲劳裂纹源,在螺栓弹簧推动的交变应力作用下裂纹沿螺纹孔四周呈同心圆弧线向外推进和延伸,从而导致滑块座端面开裂剥落失效;同时滑块座基体组织中带状及网状碳化物分布严重,降低了材料强度,加快了滑块座疲劳开裂剥落失效的进程。     

某井超级13Cr钢特殊螺纹接头油管接箍横向开裂原因分析

对某井超级13Cr钢特殊螺纹接头油管接箍横向开裂事故进行了调查研究,对开裂油管接箍和未开裂油管取样进行了裂纹宏观分析、断口微观分析、化学成分分析、金相分析和力学性能试验。结果表明:接箍横向开裂导致油管特殊螺纹接头金属对金属密封结构失效,油管里的高压气体通过金属密封位置和接箍横向开裂位置发生泄漏;而油管接箍横向开裂与其存在原始裂纹和材料屈服强度偏高有关。     

返回料添加比例对K44合金热疲劳性能的影响

研究了返回料添加比例对新型抗热腐蚀高温合金K44热疲劳性能的影响.结果表明:新料和返回料合金试样V型缺口尖端主裂纹扩展长度与热循环次数之间遵循L=bNa规律.新料合金热疲劳裂纹萌生和扩展速率最低,随着合金中返回料比例的增大,热疲劳裂纹萌生速率和扩展速率也增大.热疲劳裂纹萌生于V型缺口尖端附近区域,沿枝晶间、晶界和开裂的碳化物扩展,主裂纹扩展以裂纹尖端连续开裂的形式进行.返回料合金由于氮含量增加导致共晶和夹杂物增多,碳化物聚集块化,加速了热疲劳裂纹的萌生与扩展.合金经热疲劳实验后,裂纹两侧产生氧化带和γ'相贫化带.