钻铤断裂失效分析

对钻铤断裂原因进行了断口分析、金相检验和力学性能试验。结果表明，钻铤内侧存在大尺寸初始裂纹是导致钻铤使用中断裂的原因，初始裂纹区属退火状态组织的解理断口，断面有严重的氧化和脱碳，属于前处理过程的应力裂纹。工件内表面存在刀痕等机加工缺陷，造成应力集中促进了裂纹的形式。     

油田钻铤断裂原因分析

一根直径为165.1mm的油田钻铤在使用时发生外螺纹断裂.对断裂螺纹的宏观形貌和金相组织进行了观察,并进行了力学性能实验以及化学成分分析和电子显微分析,对弯曲强度比和临界钻压进行了计算.结果表明,材料的化学成分、金相组织、力学性能全部达到标准要求.断口的宏观及微观分析表明,该钻铤的断裂性质是疲劳断裂.由于钻柱实际钻压大于弯曲的临界压力,使钻铤发生严重的一次弯曲,且钻铤与钻头尺寸不匹配以及钻井转速偏大,加速了疲劳裂纹的产生与扩展,最终导致钻铤断裂.提出通过增大钻铤外径、适当降低钻压和转速,同时注意对钻铤进行下井前的检测,可以预防钻铤疲劳失效.     

钻铤内螺纹接头断裂原因分析

采用宏观观察、金相检查、SEM形貌观察、EDS能谱分析等方法,对钻铤内螺纹接头断口及其断口附近螺纹根部的小裂纹进行分析,结果表明:该钻铤主要是由于上扣扭矩过大或在钻井过程中发生二次上扣,从而导致钻铤内螺纹接头在螺纹根部萌生疲劳裂纹;该钻铤接头材料的抗拉强度偏低、硬度值偏低、弯曲强度比BSR值偏低、钻井液中0含量较高等因...     

TC11/TC17线性摩擦焊接头疲劳性能及断口分析

针对TC11/TC17线性摩擦焊接头及母材进行了高周疲劳性能测试。结果表明,接头的高周疲劳强度与TC11母材相当,断裂发生在TC11母材一侧。通过对断口形貌进行分析,发现疲劳断口分为明显的3个区域:裂纹萌生区、裂纹扩展区、最终断裂区,且疲劳断口裂纹萌生于试件近表面处。裂纹扩展区较平整,在整个断口中占了较大的比例;裂纹扩展的初始阶段可观察到二次裂纹和由塑性变形引起的撕裂棱存在,裂纹扩展区后期阶段断口形貌以塑性撕裂为主。最终断裂区与裂纹扩展区不在一个平面上,TC11/TC17线性摩擦焊接头的疲劳断口为沿晶断口和撕裂棱的混合断口。     

不锈钢EGR冷却器钎焊结构断裂分析

通过对钎焊失效件进行断裂裂纹的宏观分析及断口分析,确定了断裂发生的位置,并分析了断裂形式及疲劳裂纹萌生和扩展过程的特点.在对失效件裂纹的宏观观察中发现,断裂多发生在钎焊圆角根部,裂纹沿钎焊圆角根部萌生和扩展.对钎焊圆角表面微观形貌进行观察后发现,在钎焊圆角根部存在着连续分布的钎料瘤,容易引起局部应力集中,促进疲劳裂纹的萌生.在对失效件断口进行的分析中找到了疲劳断裂的典型特征--疲劳辉纹,有力地证明了失效模式为疲劳断裂.     

CORRELATION BETWEEN NUMERAL FRACTURE CHAR-ACTERISTICS AND FRACTURE TOUGHNESS OF MEDIUM-CARBON CrNiMo STEEL

对中碳铬镍钼钢的四种不同组织,进行了显徽组织、断裂韧度、带裂纹样品冲击韧性实验以及宏观断口和微观断口的观察。对它们之间的对应关系得到一些初步结果。在四种组织中,以600℃回火的索氏体组织样品的断裂韧度最大,在300℃左右的温度范围内出现断裂韧度最低。带裂纹的冲击值与三点弯曲断裂韧度值有一致的趋势。此外,根据不同的微观断口特征,对目前正在发展和积累数据的断口定量分析,进行了初步尝试,对断口特征值与断裂韧度之间的关系进行了一些探讨。     

中碳铬镍钼钢的断口特征值与断裂韧度之间的关系

对中碳铬镍钼钢的四种不同组织,进行了显徽组织、断裂韧度、带裂纹样品冲击韧性实验以及宏观断口和微观断口的观察。对它们之间的对应关系得到一些初步结果。在四种组织中,以600℃回火的索氏体组织样品的断裂韧度最大,在300℃左右的温度范围内出现断裂韧度最低。带裂纹的冲击值与三点弯曲断裂韧度值有一致的趋势。此外,根据不同的微观断口特征,对目前正在发展和积累数据的断口定量分析,进行了初步尝试,对断口特征值与断裂韧度之间的关系进行了一些探讨。     

主裂纹与二次裂纹

对断裂构件的断口进行分析,可以为判断引起断裂的原因提供重要依据.断裂包括裂纹的萌生与扩展过程,断裂失效分析的目的在于找出断裂形成原因、部位及扩展方式.如果断裂是由一条裂纹引起的,则根据断口宏观形貌就能比较容易地判断裂纹源的位置及扩展方向.如果断裂是由许多裂纹引起的,则必须从中确定首先开裂的部位,找到该部位的断口.     

往复压缩机2C13活塞杆失效分析

通过对宏观断口、微观断口的观察,并采用电子显微镜、扫描电镜、能谱仪等仪器对显微组织及力学性能进行分析,并对往复压缩机活塞杆断裂的原因进行分析。结果表明活塞杆的断裂属于早期疲劳断裂,为脆性断口,其裂纹源位于台肩根部的次表皮。由于原材料在锻造时局部形成了粗大晶粒的原始组织,并伴有混晶和微裂纹,而且台肩R处加工时应力集中和加工精度不高,促进了活塞杆断裂的发生。     

单晶高温合金断裂特征

对单晶高温合金高温拉伸、低周疲劳、高周疲劳和持久断裂特征进行试验研究。结果表明：单晶高温合金高温拉伸断口具有类解理断裂与韧窝断裂的混合特征,断裂机制为中心微孔聚集型断裂。低周疲劳断裂在高应变幅下为多疲劳源,裂纹扩展初期断口与主应力方向垂直,随后疲劳裂纹沿特定晶体学平面扩展;在低应变幅下为单疲劳源,疲劳裂纹沿特定晶体学平面扩展。高周疲劳断裂为单疲劳源,在大应力下断口由多个相交的特定晶体学平面组成,应力较小时,断口由一个大的晶体学平面和瞬断区组成。疲劳裂纹在晶体学平面上扩展形成的疲劳条带间距很宽。高温持久断裂机制为微孔聚集型断裂,显微缩孔成为持久断裂的主要裂纹源。表面再结晶对高温持久断裂机制影响较小,但会使持久性能降低。     

苏里格地区钻具失效机理及预防措施

对2010年上半年苏里格地区所发生的钻具失效事故进行了数据收集和统计分析。统计表明,该地区最为常见的钻具失效类型依次为钻杆的疲劳/腐蚀疲劳失效、钻铤螺纹接头的疲劳/腐蚀疲劳失效和钻杆管体过载断裂失效3种。简单分析了导致这3种失效的原因,并提出了有效的预防措施。     

热轧钻铤用无缝钢管的工艺实践

石油开采用钻铤的使用环境恶劣,因此对其性能要求高,而采用传统生产工艺制造钻铤用管,加工周期长,成本高。介绍了采用Assel轧管机组生产钻铤用无缝钢管的工艺开发过程以及钻铤用厚壁管轧制过程的变形量分配,通过工艺参数优化,解决生产中的工艺控制难点,实现稳定轧制。     

45MnCrMo钻铤管内壁裂纹成因分析

在生产45MnCrMo钻铤管时,钢管内壁常出现较多裂纹,影响了钢管质量及成材率。通过采用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪、热模拟试验机、低倍热酸浸分析测试手段,分析研究了钻铤管内壁缺陷特征和形成原因。结果表明:45MnCrMo钻铤管的内壁缺陷,是由于管坯穿孔过程中,内壁金属与顶头在摩擦和扭转变形等复杂应力作用下产生了较高的温升,从而导致毛管局部区域过热失塑、晶界弱化所形成,与管坯的冶金质量无关。提出了改进钻铤管内壁质量的有效措施。     

安全活门卡滞分析

飞机在外场服役过程中，地面检查高压油滤内部有金属粉末，外循环散热油滤内部有金属碎块，初步分析为液压泵内部磨损。分解检查发现，液压泵安全活门套筒卡滞，卡圈及调整垫圈脱落断裂、磨损。弹簧卡圈材料为60Si2MnA合金钢，调整垫圈材料为1Cr18Ni10Ti不锈钢。对安全活门进行外观观察，对断裂的卡圈以及调整垫圈碎片进行外观观察、体式检查、断口微观分析、金相组织分析、硬度检测。结果表明:液压柱塞泵磨损是由卡圈与调整垫圈断裂后脱出导致；卡圈为疲劳断裂；卡圈的疲劳断裂与微动磨损有关；安全活门如果频繁开启会加速疲劳断裂的过程；建议对油路的压力异常升高进行检查，重点关注油滤的过滤性能。     

钎杆短期断裂失效分析

对短期服役后出现断裂失效的钎杆的断口形貌、金相组织进行了观察和分析，认为钎杆前端出现短期断裂失效的原因是前端存在较重的表面脱碳，而且该脱碳主要是在锻造前的加热过程中形成的。钎杆在服役过程中受到外力作用下短期内会很容易在较重的脱碳表面产生裂纹，然后裂纹逐渐扩展造成断裂。     

钎杆短期断裂失效分析

对短期服役后出现断裂失效的钎杆的断口形貌、金相组织进行了观察和分析,认为钎杆前端出现短期断裂失效的原因是前端存在较重的表面脱碳,而且该脱碳主要是在锻造前的加热过程中形成的.钎杆在服役过程中受到外力作用下短期内会很容易在较重的脱碳表面产生裂纹,然后裂纹逐渐扩展造成断裂.     

陆地钻机钻具自动运移装置研制

针对目前国内传统的钻井工艺下人工运移钻具所存在的问题,设计了陆地钻机钻具自动运移系统。对于陆地50型钻机,该自动运移系统可实现钻杆、套管及钻铤在钻台和地面排放架之间安全、高效地自动运移。文中对该系统各部分结构进行了具体设计,对所用材料、焊接工艺进行了选择和制定;对系统的核心——起升装置设计进行了力学性能计算及相应的液压缸选型。设计结果能够满足目前钻井工艺对自动化的需求。     

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 石油钻井过程中,钻杆加厚过渡带刺穿和钻具螺纹断裂是最常见的钻柱失效形式,影响了钻井安全和经济效益,一直是国内外冶金和石油钻井研究的重点。传统的断裂力学只能解释石油管柱静态断裂问题,而不能解释动载下钻柱失效问题。文章采用动态断裂韧性评价钻杆断裂性能,在对现有动态断裂韧性测试方法进行研究的基础上,提出用动态断裂力学理论研究钻柱失效问题的理论及其测试方法。通过实验研究了国内外钻杆厂家的材料的动态断裂韧性,得出了钻杆材料动态断裂韧性与钻杆失效的相关性。