·102· 北京科技大学学报 第34卷 图23打压爆裂管裂纹宏观形貌 Fig.23 Macroscopic photo of bursting crack of the bulged pipe 裂源断口部位的螺纹有加工刀痕痕迹，此处受力 后产生明显的应力集中，成为裂纹的开裂源，导 致打压过程中从管端螺纹根部应力集中部位产 生横向爆裂. 表2管体正常部位的力学性能实验结果 Table 2 Mechanical properties of the pipes 屈服 抗拉 断后伸 冲击功， 400m 强度/MPa 强度/MPa 长率/% AKe月 865 945 20.0 82 图24淬火主裂纹和次裂纹组织形貌 Fig.24 Microstructure of quenching crack 3结论 的套管为例. 引发钢管产品水压试验爆裂均与管体局部存在 宏观特征：套管在管端螺纹根部产生横向断裂： 某种缺陷有关.主要包括： 管端变形较大，明显呈椭圆状（见图25）. (1)由连铸坯缺陷造成的管材水压实验爆裂的 主要原因有浇注温度偏高钢水二次氧化、表面保护 渣、表面裂纹（有害元素偏高）、表面渗铜、表面增 碳、中心成分偏析、内部夹杂物偏聚等. (2)由轧管缺陷造成的管材水压实验爆裂的主 要原因有轧管内壁划伤、轧管壁厚不均或偏薄等. (3)由管加工缺陷造成的管材水压实验爆裂的 主要原因有冷速过快和不均造成的淬火裂纹、管端 螺纹加工缺陷等 对上述9例水压实验典型爆管事故产生原因的 图25套管管端螺纹根部爆裂宏观形貌 分析结果表明：冶金缺陷、轧管缺陷和管加工缺陷均 Fig.25 Macroscopic photo of bursting of thread root in the casing 可引发管体水压实验过程产生爆裂.因此，无缝钢 end 管产品质量应从炼钢、轧管和管加工各个工艺环节 微观特征：裂纹开裂部位的夹杂、组织、晶粒度 进行控制，减少钢管缺陷的产生，同时加强探伤工 正常，未观察到其它冶金缺陷.断口观察发现，裂纹 作，把好质量检控关，降低无缝钢管产品水压实验产 开裂源部位有较深的加工刀痕痕迹，断口为韧性 生爆裂的事故发生率. 断口. 力学性能：管体正常部位的力学性能实验结果 参考文献 见表2，结果正常 [1]Feng Y R,Yang L,Li H L.Failure analysis prediction preven- 爆裂原因：裂纹从管端螺纹根部开裂，整个 tion and integrity management.Heat Treat Met,2011,36(9):15 断口呈新鲜的浅灰色韧性断裂，无治金缺陷。开 (冯耀荣，杨龙，李鹤林.石油管失效分析预测预防与完整性管北 京 科 技 大 学 学 报 第 34 卷 图 23 打压爆裂管裂纹宏观形貌 Fig． 23 Macroscopic photo of bursting crack of the bulged pipe 图 24 淬火主裂纹和次裂纹组织形貌 Fig． 24 Microstructure of quenching crack 的套管为例． 宏观特征: 套管在管端螺纹根部产生横向断裂; 管端变形较大，明显呈椭圆状( 见图 25) ． 图 25 套管管端螺纹根部爆裂宏观形貌 Fig． 25 Macroscopic photo of bursting of thread root in the casing end 微观特征: 裂纹开裂部位的夹杂、组织、晶粒度 正常，未观察到其它冶金缺陷． 断口观察发现，裂纹 开裂源部位有较深的加工刀痕痕迹，断口为韧性 断口． 力学性能: 管体正常部位的力学性能实验结果 见表 2，结果正常． 爆裂原因: 裂纹从管端螺纹根部开裂，整 个 断口呈新鲜的浅灰色韧性断裂，无冶金缺陷． 开 裂源断口部位的螺纹有加工刀痕痕迹，此处受力 后产生明显的应力集中，成为裂纹的开裂源，导 致打压过程中从管端螺纹根部应力集中部位产 生横向爆裂． 表 2 管体正常部位的力学性能实验结果 Table 2 Mechanical properties of the pipes 屈服 强度/MPa 抗拉 强度/MPa 断后伸 长率/% 冲击功， AKv2 /J 865 945 20. 0 82 3 结论 引发钢管产品水压试验爆裂均与管体局部存在 某种缺陷有关． 主要包括: ( 1) 由连铸坯缺陷造成的管材水压实验爆裂的 主要原因有浇注温度偏高钢水二次氧化、表面保护 渣、表面裂纹( 有害元素偏高) 、表面渗铜、表面增 碳、中心成分偏析、内部夹杂物偏聚等． ( 2) 由轧管缺陷造成的管材水压实验爆裂的主 要原因有轧管内壁划伤、轧管壁厚不均或偏薄等． ( 3) 由管加工缺陷造成的管材水压实验爆裂的 主要原因有冷速过快和不均造成的淬火裂纹、管端 螺纹加工缺陷等． 对上述 9 例水压实验典型爆管事故产生原因的 分析结果表明: 冶金缺陷、轧管缺陷和管加工缺陷均 可引发管体水压实验过程产生爆裂． 因此，无缝钢 管产品质量应从炼钢、轧管和管加工各个工艺环节 进行控制，减少钢管缺陷的产生，同时加强探伤工 作，把好质量检控关，降低无缝钢管产品水压实验产 生爆裂的事故发生率． 参 考 文 献 ［1］ Feng Y R，Yang L，Li H L． Failure analysis prediction ＆ preven￾tion and integrity management． Heat Treat Met，2011，36( 9) : 15 ( 冯耀荣，杨龙，李鹤林． 石油管失效分析预测预防与完整性管 ·102·