高压管汇由壬翼形螺母的失效原因

页岩气压裂施工中，某高压管汇由壬翼形螺母在服役期间发生断裂，从失效由壬翼形螺母断口位置取样，进行宏观、微观观察，断口能谱分析，硬度测试及金相检验等，并利用ABAQUS软件对由壬翼形螺母进行力学分析，揭示其失效机理。结果表明：螺母内径存在多点疲劳源，断口中央有明显贝纹线且被红褐色(Fe₂O₃)、黄绿色(FeCl₂)腐蚀产物覆盖；微观断口表面存在球状氧化物，能谱分析表明其含有一定量的Ca、Si元素，螺母原材料中存在较多C类和D类非金属氧化物；硬度和金相组织均达到工艺要求；有限元分析所得产生应力集中的部位与实际断裂位置一致，即靠近母由壬螺纹顶端处，且最大应力为910 MPa,超出材料屈服强度。故由壬翼形螺母失效机理为腐蚀疲劳断裂。最后，提出了相应的改进措施。