Page 39 - 理化检验-物理分册2021年第十一期
P. 39

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202111006

                             某高压井口装置平板阀开裂的原因







                                   张耀明 , 杜志杰 , 匡生平 , 张春婉 , 邹光贵 , 史盈鸽                 2


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                   ( 1. 中国石油塔里木油田分公司, 库尔勒 841000 ; 2. 西安摩尔石油工程实验室股份有限公司, 西安 710065 )
                    摘 要: 某高压井口装置平板阀表面发生开裂, 通过宏观观察、 化学成分分析、 拉伸试验、 金相检
                 验以及扫描电镜分析等方法, 分析了平板阀开裂的原因。结果表明: 平板阀敷焊层材料硬度高、 韧
                 性差, 敷焊层与基体界面处存在分层和气孔, 服役过程中阀门承受振动载荷, 导致气孔处产生裂纹,
                 以后裂纹扩展直至穿透整个敷焊层而开裂。
                    关键词: 平板阀; 敷焊层; 气孔



                    中图分类号: TE931   文献标志码: B   文章编号: 1001-4012 ( 2021 ) 11-0023-04

                      CausesofCrackin g ofFlatValveofaHi g h-PressureInletDevice

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                                   ,
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                                                             ,
                     ZHANGYaomin g DUZhi j ie , KUANGShen gp in g ZHANGChunwan , ZOUGuan gg ui , SHIYin gg e

                                    ( 1.PetroChinaTarimOilfieldCom p an y , Korla841000 , China ;

                           2.Xi ’ anMaurerPetroleumEn g ineerin gLaborator yCo. , Ltd. , Xi ’ an710065 , China )


                     Abstract : Crackoccurredonthesurfaceofflatvalveofahi g h- p ressureinletdevice.Thecausesofflatvalve

                crackwereanal y zedthrou g hmacrosco p icobservation , chemicalcom p ositionanal y sis , tensiletest , metallo g ra p hic

                ins p ectionandscannin g electronmicrosco py anal y sis.Theresultsshowedthatweldin g la y erofflatvalvehadhi g h

                hardnessandp oortou g hness , andthere weredelaminationandp oresatinterfacebetween weldin gla y erand

                substrate.Thevalvewassub j ectedtovibrationloaddurin g service , resultin g incrackatthe p ores.Afterthat , the

                crackp ro p a g ateduntilit p enetratedtheentireweldin g la y erandcracked.


                     Ke y words : flatvalve ; weldin g la y er ; p ore


              平板阀是高压井口装置的重要组成部分, 阀板与                          700~800℃预热1h , 焊后经700~800℃保温1~


            阀杆之间的螺母通过 T 型槽挂接, 阀板与阀座之间                         2h , 之后随炉冷却。为查出该平板阀的开裂原因,
            采用硬密封, 以保证其在恶劣工况下的密封性 。阀                           笔者进行了一系列的理化检验与分析。
                                                    [ 1 ]
            体和阀座不需要进行熔覆密封, 只需借助某种热源,
            将具有特殊性能的合金材料熔覆在阀门密封面, 就可                          1 理化检验
            以得到具有耐磨损、 耐腐蚀、 硬度高、 抗刮伤、 耐高温                      1.1 宏观观察


                                                   [ 2 ]
            等特殊性能的阀门, 使其恢复原有形状、 尺寸 。                               开裂平板阀长为262mm , 宽度为118.18mm ,
                 某油井平板阀回收后经检验发现, 阀板发生开                         通孔直径为 78.3mm 。对平板阀表面进行渗透探


            裂, 该平板阀从供井使用到回收共服役60d , 其型号                        伤, 如图1所示, 平板阀中部存在裂纹, 裂纹长度为


            为 KQ78 / 65-105EE , 额定工作压力为105MPa , 温             65mm , 距通孔约 40mm , 且裂纹位于圆形压痕区


            度级别为 P.U ( -29~121℃ ), 材料等级为 EE 级,                 域内, 压痕是服役过程中阀板和阀座之间的挤压摩
            规范级别为 PSL3 , 性能级别为 PR1 。该平板阀熔                      擦造成的。

            覆层采用等离子喷焊工艺制备, 填充金属为 Ni60合                        1.2 化学成分分析
            金。焊前清除平板阀待焊表面的油污、 水锈等, 在                               在平板阀基体部位取样, 采用 ARL-3460 型直
                                                               读光谱仪进行化学成分分析, 结果见表 1 。由表 1
                收稿日期: 2020-10-13
                                                               可知, 平板阀的化学成分满足 APISPEC6A-2010
                作者简介: 张耀明( 1968- ), 男, 企业技术专家, 主要从事井挖技
                                                               《 井口装置和采油树设备规范》 标准要求。
            术工作, zhan gy mx j @sina.com
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