Page 56 - 理化检验-物理分册2022年第五期
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DOI : 10.11973 / lh jy -wl202205010

                                              某油管断裂原因






                                             张金伟,王克栋,黄清生,杨   栋


                                     ( 机械工业上海蓝亚石化设备检测所有限公司,上海 201518 )


                    摘   要: 某油管自墩粗端, 距管端头螺纹约 211 mm 处发生断裂。通过宏观观察、 化学成分分
                 析、 断口分析、 金相检验等方法对油管断裂原因进行了分析。结果表明: 操作环境中存在 H 2 S 和
                     , 油管显微组织中存在非金属夹杂物, 油管上由工具和卡具造成的机械损伤产生局部硬化和应
                CO 2
                 力集中, 使油管在湿 H 2 S 环境下产生了应力腐蚀开裂。

                    关键词: 油管;断裂;硫化氢;应力腐蚀开裂;夹杂物

                    中图分类号: TE931    文献标志码: B    文章编号: 1001-4012 ( 2022 ) 05-0040-04

                                            Fracturecausesofatubin g
                                                                           ,

                                                           ,
                                   ZHANGJinwei , WANGKedon g HUANGQ in g shen g YANGDon g

              ( Machiner y Industr yShan g haiLan y aPetrochemicalE q ui p mentIns p ectionInstituteCo. , Ltd. , Shan g hai201518 , China )


                     Abstract : Atubin g fracturedatabout211mmawa y fromtheendthreadofthe p i p efromthethickendofthe

                p ier.Thefracturecausesoftubin g wasanal y zedb y macrosco p icobservation , chemicalcom p ositionanal y sis ,

                fractureanal y sisandmetallo g ra p hicexamination.TheresultsshowthattherewereH 2 SandCO 2intheo p eratin g


                environment , non-metallicinclusionsinthemicrostructureofthetubin g , mechanicaldama g ecausedb ytoolsand

                fixturesonthetubin gp roduceslocalhardenin g andstressconcentration , resultin g instresscorrosioncrackin g ofthe

                tubin gunderwetH 2 Senvironment.


                     Ke y words : tubin g ; fracture ; h y dro g ensulfide ; stresscorrosioncrackin g ; inclusion
               油气田使用的油管服役条件十分恶劣, 除了要                          1  理化检验
            承受液注力、 摩擦力等复杂交变载荷的作用, 还要承
            受内外部油、 水、 CO 2 H 2 S 、 溶解氧和细菌等多种腐                 1.1  宏观观察
                               、

            蚀介质的破坏, 油管失效事故频发, 给油气田的安全                              油管断裂发生在距管端头螺纹 211 mm 处, 该

            生产带来很大困扰。                                          段油管螺纹侧略粗, 断裂部位实测外径为74.9mm 。
                 某油田 S-142 井自井口第 73 根油管在使用约                    管内、 外存在油污, 外壁存在机械损伤, 呈有规律排

            700d后发生断裂, 其载荷为20~21t 。该断裂油管                       列的油管钳夹持痕迹和凹坑。剖开油管后可见内壁

            结构形式为管端加厚型, 断裂位于墩粗端, 距管端头                          表面存在腐蚀坑, 断裂面垂直于油管纵向, 较平齐。

            螺纹约 211mm , 断裂部位的管外径为 74.9mm , 壁                   油管没有发生明显变形, 在断裂面上同时可见平行

            厚为 5.7mm , 材 料 为 N80Q 钢, 油 管 内 介 质 为 油、            断面的环向裂纹和垂直断面的二次裂纹( 见图 1 )。
            气和水, 介质中含有 CaCl 2 CO 2 H 2 S , 矿化度( 单位            1.2  化学成分分析
                                    ,
                                         ,
            体积液体介质中所含的各种离子、 分子和化合物的总                               在断裂油管上取样并进行化学成分分析, 结果


            量) 为10000m gL 。为查明油管断裂原因, 笔者在                      如表 1 所示。
                           /


            该断裂油管上取样并进行一系列理化检验和分析。                                 在 SY / T6194 — 2003 《 石油天然气工业油气井
                                                               套管或油管用钢管》 表 C.5 中规定, 第一组中的 H ,
                                                              J , K 和 N 钢级所有油管中的硫、 磷元素质量分数应
                收稿日期: 2021-07-21
                                                               不大于 0.030% , 其他化学元素含量未作规定, 油管
                作者简介: 张金伟( 1981- ), 男, 工程师, 主要从事特种设备检验
                                                               以能达到相应的力学性能为准。
            检测、 理化检验、 失效分析等工作, z j w6525@ qq .com
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