摘 要:某ZKG２２３釬桿連接套管在使用過程中發(fā)生斷裂失效.通過宏觀檢查、化學(xué)成分分析、 金相檢驗、斷口分析對套管斷裂失效原因進(jìn)行了分析.結(jié)果表明:該連接套管斷裂類型為疲勞斷 裂.斷裂起源于套管內(nèi)壁螺紋損傷處,套管與釬桿裝配時存在連接松動造成使用過程中螺紋發(fā)生 磕碰擠壓損傷,引起疲勞裂紋的萌生及擴展,最終導(dǎo)致套管斷裂失效.
關(guān)鍵詞:套管;疲勞斷裂;連接松動;擠壓損傷
中圖分類號:TG１１５．５ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B 文章編號:１００１Ｇ４０１２(２０１９)１１Ｇ０７９１Ｇ０４
釬桿是井巷工程中連接鉆頭和鑿巖的機具,其在 工作時受到鑿巖機活塞的高頻沖擊,承受較大且復(fù)雜 的交變應(yīng)力.在該工作條件下,對釬桿連接套管的硬 度、韌性、強度等力學(xué)性能等有較高的要求[１].某廠 生產(chǎn)了一批ZKG２２３釬桿連接套管,該套管原材料為 規(guī)格?７３mm×１５．５mm 的鋼管(退火狀態(tài)),生產(chǎn)加 工工藝:鋸切下料后車加工,經(jīng)過滲碳＋淬火＋低溫 回火,涂色裝配使用.該批套管比其他批次的套管使 用壽命明顯縮短,在未達(dá)到正常使用壽命的情況下出 現(xiàn)大量斷裂的現(xiàn)象.為查明該ZKG２２３釬桿連接套管 斷裂失效的原因,筆者對其進(jìn)行了理化檢驗和分析.
１ 理化檢驗
１．１ 宏觀檢查
對ZKG２２３釬 桿 連 接 套 管 進(jìn) 行 宏 觀 檢 查,由 圖１可見,沿管身縱向存在直線狀裂紋且裂紋貫穿 壁厚,套管內(nèi)壁有螺紋套扣.在裂紋兩側(cè)１０mm 處 進(jìn)行線切割打開斷口,可見斷口較平整,疲勞源、疲 勞擴展區(qū)及瞬斷區(qū)清晰可辨.疲勞源位于套管內(nèi)壁 第一個螺紋處,啟裂于一個凹坑,該凹坑不規(guī)則且損 傷特征明顯,推測與磕碰有關(guān);疲勞擴展區(qū)呈光滑扇 面,存在明顯的弧形貝紋線;瞬斷區(qū)呈粗糙木紋狀, 且面積遠(yuǎn)大于疲勞區(qū),說明套管在斷裂過程中承受 了較大的應(yīng)力.
