摘 要:某ZKG２２３钎杆连接套管在使用过程中发生断裂失效.通过宏观检查、化学成分分析、 金相检验、断口分析对套管断裂失效原因进行了分析.结果表明:该连接套管断裂类型为疲劳断 裂.断裂起源于套管内壁螺纹损伤处,套管与钎杆装配时存在连接松动造成使用过程中螺纹发生 磕碰挤压损伤,引起疲劳裂纹的萌生及扩展,最终导致套管断裂失效.
关键词:套管;疲劳断裂;连接松动;挤压损伤
中图分类号:TG１１５．５ 文献标志码:B 文章编号:１００１Ｇ４０１２(２０１９)１１Ｇ０７９１Ｇ０４
钎杆是井巷工程中连接钻头和凿岩的机具,其在 工作时受到凿岩机活塞的高频冲击,承受较大且复杂 的交变应力.在该工作条件下,对钎杆连接套管的硬 度、韧性、强度等力学性能等有较高的要求[１].某厂 生产了一批ZKG２２３钎杆连接套管,该套管原材料为 规格ϕ７３mm×１５．５mm 的钢管(退火状态),生产加 工工艺:锯切下料后车加工,经过渗碳＋淬火＋低温 回火,涂色装配使用.该批套管比其他批次的套管使 用寿命明显缩短,在未达到正常使用寿命的情况下出 现大量断裂的现象.为查明该ZKG２２３钎杆连接套管 断裂失效的原因,笔者对其进行了理化检验和分析.
１ 理化检验
１．１ 宏观检查
对ZKG２２３钎 杆 连 接 套 管 进 行 宏 观 检 查,由 图１可见,沿管身纵向存在直线状裂纹且裂纹贯穿 壁厚,套管内壁有螺纹套扣.在裂纹两侧１０mm 处 进行线切割打开断口,可见断口较平整,疲劳源、疲 劳扩展区及瞬断区清晰可辨.疲劳源位于套管内壁 第一个螺纹处,启裂于一个凹坑,该凹坑不规则且损 伤特征明显,推测与磕碰有关;疲劳扩展区呈光滑扇 面,存在明显的弧形贝纹线;瞬断区呈粗糙木纹状, 且面积远大于疲劳区,说明套管在断裂过程中承受 了较大的应力.
