金沙平台开户网站

如果您喜欢我们的网站,可以添加到搜藏夹!联系电话:0517-86998326、0517-86998328;手机:18952302362;联系QQ:526929973

海上平台中金沙平台开户网站管座断裂失效的故障原因分析

作时间:2019-08-12  来源:  作者:
   
摘 要:某海上平台金沙平台开户网站的管座焊缝处发生断裂失效,为防止类似事件发生。通过宏观检验、化学成分分析、扫描电镜和金相显微分析等理化测试,对断裂管座进行了检测;造成管座断裂主要因素为疲劳断裂,由于管座在制造过程中有加工刀痕,在注水井启动和运行过程中形成裂纹源,随着服役时间的增加非常终发生疲劳断裂。建议控制接管内壁加工和焊后热处理来消除疲劳源,从而减少断裂的发生。
1 理化分析及结果
1.1 概述
渤海区域某海平台的注水金沙平台开户网站从2009年8月投用,在服役期间注水金沙平台开户网站的 3/4"接管与管座连接焊缝位置发生断裂(断裂位置及断裂照片见如图 1)。注水井非常大设计压力为 1056psi(7.28MPa),水温为 63℃,注水量 2704 桶/天,接管规格材料为 ASTMA106-B 尺寸 3/4",连接压力变送器;管座材质为 ASTM A105。注水金沙平台开户网站在注水启动和运行过程中存在振动,断裂管段振动较为明显。
1.2 断口宏观检验
对断裂管座进行现场切除时在外壁上标识有上、下两个方向(如图 1)。通过观察接管内壁并无明显的腐蚀现象,但是接管内表面比较粗糙,有加工痕迹;管座外壁涂层基本完好,将外壁涂层去除,外壁未发现裂纹或凹坑类缺陷。为了更方便对管座进行分析,将管座的上方向标记为12 点钟方向,下方向为 6 点钟方向。3 点钟和 9 点钟方向断口表面较粗糙且腐蚀比较严重,6 点钟和 12 点钟方向断口较为平齐,断口附近未发现裂纹等缺陷。测量接管的内径,12 点钟到 6 点钟方向为 15.82mm,3点钟到 9 点钟方向为 16.30mm,3/4"接管的公称内径为15.9mm,断口并无明显的宏观塑性变形。
现场切除的断裂管座
1.3 成分分析
管座化学成分分析
接管化学成分分析
从管座及接管上取样进行成分分析,测试结果与材质要求如表 1 和表 2 所示,从表 1 可见管座中 Si 含量为 0.52%大于标准值 0.1〜0.35,Si 元素在钢中能提高强度,但降低材料的韧性和塑性。
1.4 微观分析
1.4.1 断口形貌分析
因断口表面暴露在空气中,腐蚀较严重,在扫描电镜下无法观察断口的微观形貌。根据 GB/T 16545[1] 标准,用 500ml盐酸+3.5g 六次甲基四胺+蒸馏水配制成 1000ml 的溶液,在室温下对断口浸泡10min,断口清洗后宏观形貌如图2所示。采用在扫描电镜观察失效断口的微观形貌,结果发现断口 3点钟方向位置,在接管内壁位置开始向左右呈放射状条纹,在高倍下,发现清晰的疲劳条纹,由此推断为沿晶断裂,大部分为准解理断裂形貌[2] ,接管内壁粗糙,有加工痕迹,这些缺陷成了裂纹源。结果如图 3~图 8 所示。
20190812085452.jpg20190812085536.jpg
20190812085554.jpg20190812085609.jpg
20190812085623.jpg20190812085639.jpg
1.4.2 金相显微分析
在断口 3 点钟位置取样,进行研磨、抛光,断口处并无明显可见的非金属夹杂物,浸蚀后进行显微组织、晶粒度分析,断口处组织并不一致,接管显微组织为铁素体+珠光体,晶粒度都为 9 级[3] ,管座显微组织为铁素体+珠光体,晶粒度都为 9 级[3] ,中间焊缝处组织为珠光体+魏氏组织铁素体+铁素体,晶粒粗大,大约 3 级[3] ,且出现过热组织魏氏组织。结果如图 9 至图 12 所示。
20190812085659.jpg20190812085715.jpg
20190812085727.jpg20190812085741.jpg
20190812085750.jpg
2 分析与讨论
管座的化学分析结果显示 Si 含量超标,Si 含量并不会影响到碳当量,查阅相关资料,并无相关资料显示 Si 含量会影响到焊接性能,因此焊缝处断裂应不应是 Si 含量超标所致。
根据断裂管检验微观显示分析结果可知,附近亦无明显的裂纹,接管无腐蚀现象,断口处无明显宏观塑性变形,所以判断断口为脆性断裂。在扫描电镜下对断口进行分析在断口 3 点钟位置,从接管内壁粗糙处有向两边发散放射状花样,可以判断为疲劳条纹[4] ,断口形貌也具有准解理形态特征,局部出现沿晶断裂特征,以此推定其断裂主要原因为疲劳断裂。
从显微金相分析结果发现,焊缝中存在着明显的魏氏组织,并且从断口面存在着明显的缺陷(夹杂物、空洞),造成了材料的缺口敏感度加大,抗疲劳性能降低。同时接管内壁加工缺陷的存在,形成疲劳源。
3 结论与建议
(1)接管内壁粗糙形成不同大小尺寸和尖锐程度的小缺口,这种小缺口起到类裂纹源的作用,加上焊缝处存在明显的缺陷,接管注水井启动和运行过程中受到循环应力作用下,导致接管焊缝处疲劳断裂。
(2)建议提高接管内壁的加工精度,改善内表面的应力状态,有利于提高抗疲劳性能。
(3)对焊缝处进行热处理,减少应力集中,提高金沙平台开户网站的抗疲劳性能。
注明,三畅仪表文章均为原创,转载请标明本文地址

[!--temp.dyzbian全新--]
智能差压变送器 扩散硅压力变送器 射频导纳开关 投入式金沙平台开户网站 双法兰金沙平台开户网站 一体化温度变送器 单法兰金沙平台开户网站
旋进旋涡流量计|射频导纳液位计|压力控制器| 压力表|隔膜压力表|耐震压力表| 耐磨热电偶|天然气流量计|压缩空气流量计|热式气体质量流量计| 氨气流量计| 热电阻|投入式液位计|
静压式液位计|热电偶温度计|电接点压力表|精密压力表|智能压力校验仪|横河EJA变送器|
销售热线:0517-86998326 86998328 18952302362 13915186942 传真:0517-86998327
3051TG压力变送器 金沙平台开户网站 压力变送器 金沙平台开户网站 差压变送器 制作版权所有 / © 厂址:江苏省淮安市金湖工业园区
XML 地图 | Sitemap 地图