Page 68 - 理化检验-物理分册2022年第四期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202204014

掺稀泵压盖螺栓断裂原因

吕庆钢 ,杨莎莎 ,王海博 ,姬丙寅 ,史交齐 2

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( 1. 中石化西北油田分公司 物资供应管理中心,轮台 841600 ;

2. 西安三维应力工程技术有限公司,西安 710075 )
摘 要: 采用宏观和微观形貌分析、 材料性能试验、 金相检验、 螺栓载荷校核等方法对某掺稀泵
压盖螺栓断裂原因进行分析。结果表明: 高周疲劳导致掺稀泵压盖螺栓断裂, 螺栓螺纹表面脱碳层
的厚度超标、 材料性能下降等对螺栓的疲劳断裂具有促进作用。

关键词: 螺栓;疲劳断裂;载荷校核;高周疲劳

中图分类号: U213.5+2 ; TG115.5 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2022 ) 04-0052-04

Reasonsforfractureofboltsinp ressurecoverofdilute p um p

,
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LYUQ in gg an g YANGShasha , WANGHaibo , JIBin gy in , SHIJiao q i 2
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( 1.E q ui p mentSu pp l yCentre , NorthwestEx p lorationBareauofSino p ec , Luntai841600 , China ;

2.Xi ’ anServStressEn g ineerin gTechnolo gyServiceCo. , Ltd. , Xi ’ an710075 , China )

Abstract : Macrosco p icand microsco p ic mor p holo gyanal y sis , materialp erformancetest , metallo g ra p hic

examination , boltloadcheckin gandothermethodswereusedtoanal y zethefracturereasonofthep ressurecover

boltofadilutep um p .Theresultsshowthatthehi g hc y clefati g ueleadedtothefractureoftheboltofthe p ressure

coverofthedilutep um p .Thethicknessofthedecarburizedla y eronthesurfaceoftheboltthreadexceededthe

standardanddeclineofmaterial p ro p ertiesp romotedfati g uefractureofbolt.

Ke y words : bolt ; fati g uefracture ; loadcheckin g ; hi g hc y clefati g ue
开采得到的超稠油需要经过掺稀泵系统进行稠
油降黏处理, 之后才能继续使用。在掺稀泵出入口
两端均安装了压盖, 压盖通过环向分布的螺栓紧固
在泵体上。某掺稀泵在正常工作时, 环向分布的紧
固螺栓突然发生断裂, 从而造成压盖脱落, 最终导致
混合 油 喷 出。 该 掺 稀 泵 为 工 频 泵, 入 口 压 力 为

0.06MPa , 运行压力( 出口压力) 为 15 MPa , 泵速为
255min , 泵口直径为 130mm 。查看现场维修记 图 1 压盖上的螺栓安装位置照片

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录, 发现断裂螺栓距今已使用 8a , 双头螺柱型号为

一泵口为失效位置, 压盖上分布的 6 根螺栓均已断
AM27×80 , 性能等级为 8.8 级。
裂, 断裂位置均为螺纹处, 该位置属于应力集中部
1 理化检验 位。按照压盖上的位置, 将螺栓按顺时针方向依次
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编号为 1 ~6 。失效螺栓断口的宏观形貌如图 2
1.1 宏观分析 所示, 螺栓整体外观均未发现明显的外径或长度方
压盖上的螺栓安装位置照片如图1所示, 左起第
向上的变形, 5 螺栓断口较平坦, 6 螺栓断口发现
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了明显的脆性断裂特征, 其他螺栓断口整体光亮平
收稿日期: 2021-08-09
整, 且存在多个裂纹源。经过初步判断, 5 螺栓先
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作者简介: 吕庆钢( 1973- ), 男, 高级工程师, 主要从事油田物资
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质量管理和石油专用管质量检验、 现场评价、 质量事故调查分析等工作 发生断裂, 6 螺栓最后发生断裂。另外, 在1 和6
螺栓螺杆上发现有二次裂纹( 见图 3 )。
通信作者: 杨莎莎, 1054049077@ qq .com
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