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
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 -1,泵口直径为130mm。查看现场维修记 录,发现断裂螺栓距今已使用8a,双头螺柱型号为 AM27×80,性能等级为8.8级。
1 理化检验
1.1 宏观分析
压盖上的螺栓安装位置照片如图1所示,左起第 一泵口为失效位置,压盖上分布的6根螺栓均已断 裂,断裂位置均为螺纹处,该位置属于应力集中部 位。按照压盖上的位置,将螺栓按顺时针方向依次 编号为1 # ~6 # 。失效螺栓断口的宏观形貌如图2 所示,螺栓整体外观均未发现明显的外径或长度方 向上的变形,5 # 螺栓断口较平坦,6 # 螺栓断口发现 了明显的脆性断裂特征,其他螺栓断口整体光亮平 整,且存在多个裂纹源。经过初步判断,5 # 螺栓先 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)。
