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题名高压管汇由壬翼形螺母的失效原因
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作者
冉小丰
王格一
阳婷
刘少胡
张菲菲
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机构
长江大学机械工程学院
长江大学石油工程学院
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出处
《腐蚀与防护》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期92-99,共8页
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基金
国家自然科学基金(51874045)
湖北省科技计划项目(2019CFA093)
+1 种基金
湖北省教育厅科研计划(T2021004)
中油国家油气钻井装备工程技术研究中心开放项目(BOMCOJ118-JKY011-2022)。
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文摘
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(Fe_(2)O_(3))、黄绿色(FeCl_(2))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。
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关键词
翼形螺母
腐蚀疲劳断裂
失效分析
有限元仿真
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Keywords
wing nut
corrosion fatigue fracture
failure analysis
finite element simulation
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分类号
TE983
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名高压旋塞阀由壬失效分析
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作者
王宇康
冉小丰
曾顺航
王格一
刘宇思
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机构
长江大学·机械工程学院
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出处
《中文科技期刊数据库（全文版）工程技术》
2023年第4期8-11,共4页
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文摘
通过宏观断口检查、化学成分检测、硬度测试、金相组织检测和微观形貌观察等方式,对高压旋塞阀公由壬轴肩处刺漏进行分析。结果表明:(1)化学性能、硬度和金相组织均达到标准。(2)腐蚀产物主要为铁的氧化物无其他腐蚀物且表面无明显加工痕迹。(3)疲劳源点首先在公由壬端轴肩处形成微裂纹,这些微裂纹在内压作用下快速扩展,最终形成疲劳裂纹,由于管内高压液的高压作用而最终导致管壁被刺穿,管壁刺穿后,内部高压液随之喷出。(4)公由壬轴肩处裂纹为应力集中产生。
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关键词
由壬失效
化学检测
微观形貌检测
金相分析
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分类号
TE934.2
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名压裂管汇四通螺栓失效分析
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作者
李隆
冉小丰
王宇康
王格一
刘宇思
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机构
长江大学机械工程学院
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出处
《中文科技期刊数据库（全文版）工程技术》
2023年第10期103-106,共4页
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文摘
为了查找某压裂管汇中连接管汇和四通的螺栓断裂失效的原因,采用光学显微镜、扫描电镜、直读光谱仪、金相显微镜、洛氏硬度计等对断裂。结果表明:螺栓断裂形式为高周疲劳断裂,螺栓与螺母配合的齿根表面处预紧力过大导致的应力集中是引起螺栓断裂的主要原因,配合处的齿根表面为裂纹源区,在循环交变载荷的作用下裂纹向螺栓内部扩展,当超过螺栓承载极限时螺栓随即发生断裂失效。可以考虑适当增加螺栓表面的热处理,如渗碳、氮化、抛丸、喷砂等,以提高螺栓表面的耐磨性,可以有效避免应力集中;同时螺栓安装时采用对角、交叉、均匀的方式预紧,避免预紧力过大。
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关键词
管汇四通
螺栓断裂
应力集中
预紧力
高周疲劳
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分类号
TG111
[金属学及工艺—物理冶金]
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