某油田在一次打井操作中,高压活动弯头型号,用于压裂车上的一只3"105 MPa-50型活动弯头在压裂作业时突然发生爆裂。
该活动弯头材质为20CrNiMo,仅使用1年左右。经复验,其化学成分符合标准要求。弯头生产工艺流程为:锻件一正火一粗加工一渗碳淬火一低温回火一机加工,出厂前按《高压流体控制产品出厂实验程序》的要求进行过压力值为158MPa的本体强度实验,实验结果符合要求。
在压裂作业时弯头接触的介质为酸化液(20%的HC1+1.5%的HF+粘合剂),打一口井的酸化压裂要压入的酸性介质体积在400m3到1000m3;,压裂的压力在50-90 MPa之间。为确定爆裂原因,对该泄漏管进行取样分析,本文介绍分析过程及结果。
1.检验结果
1. 1宏观检查
图1为拼复的爆裂弯头宏观照片。断口锈蚀严重,但脆性断裂特征仍十分明显,图2为弯头横向断裂面,属主要断裂面。从图中可以看出,断裂发生在密封止口处,比较明显的断裂源有3个,高压活动弯头图片,如图2箭头所示的A,B,C 3个部位。
图1弯头宏观照片
图2弯头匹配断口特征
A区:有一条穿透壁厚的纵裂纹,纵裂面覆盖一层严重的腐蚀产物,用热盐酸水溶液清洗后断口形貌如图3所示。纵裂面断口分为2个较明显的区域:靠内壁一侧较平坦,状花样从内壁表面向壁厚方向扩展,表明裂纹起源于内壁;靠外壁一侧断口较粗糙呈纤维状,该区域是***撕裂区。同时在内壁表面发现多条纵向微裂纹,可见该纵裂纹的形成与内壁表面微裂纹相关。
某油田压裂车上的活动弯头在压裂作业时发生爆裂属于应力腐蚀。由于材质中存在严重的硫化锰夹杂,在拉应力及氯化物腐蚀介质的作用下,由硫化锰夹杂处诱发的腐蚀裂纹进一步扩展即造成活动弯头。
通美高压活动弯头在第十二届东营石油装备展览会上大受欢迎
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通美石油多年的加工经验告诉大家如何改进活动弯头的使用年限?希望对大家有所帮助弯头体使用寿命的主要因素是弯头体的材质及热处理后的机械性能。调质处理可满足工件的抗冲击等综 合机械性能,工件内表面的高频淬火可以满足工件的高硬度、高 耐磨性。而决定工件精度的因素是磨轮、工件和机床夹 具组成的整个系统的总刚度。满足了上述要求即可使工件的使 用寿命明显提高。