20鋼等徑三通失效分析

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(1. 中國石油集團工程材料研究院有限公司， 陜西 西安 710077；2. 石油管材及裝備材料服役行為與結構安全國家重點實驗室， 陜西 西安 710077；3. 中石油煤層氣有限責任公司， 北京 100028)

計量撬是計量裝置，它是把與計量相關的儀表與流量計算機、閥門等相關裝置設備集成于一個鋼制平臺上，在生產車間里組裝調試后整體運輸到現場使用的計量裝置。三通又稱管件三通是管道改向和流體分流的重要結構件，也被廣泛地用于計量撬這樣的集成裝置上，其質量直接影響管路的可靠性[1-3]。20鋼為優(yōu)質碳素結構鋼，具有強度低、塑性韌性優(yōu)良且加工、焊接性能良好的優(yōu)點[4]，是制造三通的常用材料。對于計量撬用小口徑無縫三通主要使用無縫管采取液壓冷脹成形工藝進行生產。在實際的生產過程中，坯料的質量、模具的設計、生產工藝參數的控制、成形后的熱處理等諸多因素都會影響三通的質量與后續(xù)使用[3,5]。

2020年5月某油氣生產企業(yè)一口氣井在役計量撬上的一件三通本體發(fā)生開裂，該計量撬于2010年10月投入使用，服役時間近10年，三通材質為20鋼，規(guī)格為DN50。計量撬使用的環(huán)境溫度為-25～38 ℃，內部輸送介質為濕天然氣，并含有一定量的腐蝕性氣體，介質溫度12～18 ℃，設計壓力6.4 MPa，實際運行壓力約3 MPa。為了杜絕類似事故的再次發(fā)生，本文綜合利用斷口分析、化學成分分析、微觀組織分析、電化學分析等技術手段查明了三通本體開裂的原因，并提出了相應的預防措施。

1 試驗方法

采用線切割的方式將斷口整體切下并打開，將斷口表面徹底清理后對斷口進行宏觀分析，確定裂紋源；……