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高海军, 等: 抽油泵凡尔罩断裂失效分析

为苛刻, 从而对其结构和材质都提出了较高的要求. 质量; 另外, 要提高材料的冶金质量, 避免冶金缺陷
该断裂 凡 尔 罩 在 结 构 和 材 质 上 都 存 在 一 定 的 问 的产生.
题 [ １１Ｇ１２ ] .在结构上, 由于设计有３ 个出油孔, 导致凡
参考文献:
尔罩根部承载能力大大减弱, 且在柱塞端凹面边缘
的设计上过于尖锐, 没有足够的圆角过渡, 造成该处 [ １ ] 闫学峰, 檀朝东, 周晓东 ． 国内油田抽油泵应用工况及
的应力过度集中.同时在机加工过程中, 凡尔罩表 失效形式综述[ J ] ． 中国石油和化工, ２００８ ( １８ ): ４８Ｇ５１．
面加工质量较差, 留有许多明显的加工痕迹和局部 [ ２ ] 刘同建 ． 有杆泵游动凡尔罩断脱机理及治理技术[ J ] ．
的划痕, 成为应力集中点 [ １３ ] .正由于该凡尔罩在结 中国科技信息, ２００８ ( ２１ ): １６６Ｇ１６７．
[ ３ ] 李欣, 徐阳 ． 抽油泵防断上凡尔罩的改进及应用[ J ] ． 江
构设计上过于追求流量而忽视了强度需求以及在机
汉石油职工大学学报, ２０１１ , ２４ ( １ ): １６Ｇ１７ , ２１．
加工过程中比较粗糙, 从而导致其表面裂纹源在很
[ ４ ] 钟群鹏, 赵子华 ． 断口学[ M ] ． 北京: 高等教育出版社,
短的时间内就迅速出现.在材料上, 虽然该凡尔罩
２００６．
整体显微组织细小且分布均匀, 硬度和显微组织基 [ ５ ] 傅国如, 张峥 ． 失效分析技术[ J ] ． 理化检验 Ｇ 物理分册,
本符合要求, 但是由于冶金缺陷造成的较多大尺寸
２００５ , ４１ ( ４ ): ２１２Ｇ２１６．
含硅夹杂物以及断口中存在的沿晶裂纹, 严重影响 [ ６ ] 陈国权, 张立文, 李佳珊 ． 减速器管断裂失效分析[ J ] ．
了材料的疲劳性能, 特别是在裂纹源形成及扩展过 失效分析与预防, ２０１４ , ９ ( ６ ): ３７９Ｇ３８２．
程中起到了极大的促进作用, 使得表面形成的初始 [ ７ ] 李朋兴 ． 金相分析[ M ] ． 北京: 国防工业出版社, １９８２．
裂纹能够在扩展过程中迅速形成粗大的二次裂纹和 [ ８ ] 冯继军, 郭文芳, 彭贤锋 ． 某型发动机高压油泵柱塞套
开裂失效分析[ J ] ． 理化检验 Ｇ 物理分册, ２０１３ , ４９ ( １０ ):
沿晶开裂, 最终导致凡尔罩整体的疲劳断裂和柱塞
６９３Ｇ６９６．
的断裂失效.
[ ９ ] 黄维刚, 方鸿生, 郑燕康 ． 回火温度对高硅 MnＧB 系贝
３ 结论及建议 氏体钢强韧 性 的 影 响[ J ] ． 金 属 热 处 理 学 报, １９９９ , ２０
( ４ ): ３１Ｇ３４．
( １ )该凡尔罩断裂性质为疲劳断裂. [ １０ ] 崔崑 ． 钢铁材料及有色金属材料[ M ] ． 北京: 机械工业
( ２ )该凡尔罩结构设计的不合理和较差的表面 出版社, １９８１．
加工质量导致了其表面多处产生应力集中, 过早形 [ １１ ] 夏书敏, 张贞明 ． ３Cr１３ 钢连杆及销轴热处理工艺的改
成疲劳裂纹源; 凡尔罩显微组织和硬度基本符合要 进[ J ] ． 热加工工艺, ２０００ ( ３ ): ３９Ｇ４０．
求, 但由于存在较多大尺寸的含硅夹杂物等冶金缺 [ １２ ] 韩栋, 修吉平, 李佳玲, 等 ． 压裂泵泵头体失效分析[ J ] ．
陷, 导致后期裂纹的迅速扩展, 并在很短时间内发生 失效分析与预防, ２０１２ , ７ ( ２ ): １２６Ｇ１３１．
[ １３ ] 滕学清, 吕拴录, 冯春, 等 ． 某井 １１４．３mm 油管接箍破
断裂失效.
裂原因分 析 [ J ] ． 理 化 检 验 Ｇ 物 理 分 册, ２０１４ , ５０ ( ５ ):
( ３ )建议对该凡尔罩加以改进以避免其发生早
３７６Ｇ３７９．
期断裂失效, 可以从以下两个方面进行改进: 首先要
合理设计其结构, 并严格控制加工过程和表面加工

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