李德君,王伟,庞斌,林伟,李文正,季亮,冯耀荣

• 1:中国石油集团石油管工程技术研究院
• 2:石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室
• 3:中石油煤层气有限责任公司韩城分公司

摘要(Abstract)：

通过显微组织分析、断口分析、有限元模拟分析、疲劳裂纹扩展速率测试和应力腐蚀试验研究制造因素、结构因素和材料强塑性对抽油杆腐蚀疲劳抗力的影响。结果表明,制造环节易导致抽油杆钢表面氧化脱碳以及镦粗段偏斜从而对抽油杆腐蚀疲劳寿命产生不利影响;抽油杆结构导致抽油杆镦粗段及前沿存在应力集中,且最大应力总是出现在杆体表面。表面氧化脱碳与应力集中的耦合作用使得抽油杆在腐蚀环境中快速诱发疲劳裂纹;在腐蚀环境中,提高抽油杆强度会导致疲劳裂纹扩展速率的增加,并且高强度抽油杆的腐蚀疲劳裂纹扩展曲线上会出现应力腐蚀平台;降低抽油杆的强度,提高抽油杆的韧性可以有效降低抽油杆在H_2S环境里的应力腐蚀开裂敏感性。

关键词(KeyWords)： 抽油杆钢;腐蚀疲劳;应力集中;应力腐蚀

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家科技重大专项(2011ZX05038)

作者(Author): 李德君,王伟,庞斌,林伟,李文正,季亮,冯耀荣

DOI: 10.13289/j.issn.1009-6264.2017.03.019

参考文献(References)：

• [1]吴则中,陈强,钟永海,等.我国29年来抽油杆研制工作回顾与展望[J].石油矿场机械,2012,41(1):62-67.WU Ze-zhong,CHEN Qiang,ZHONG Yong-hai,et al.Review and prospect of research and 29-years manufacturing of sucker rod in China[J].Oil Field Equipment,2012,41(1):62-67.
• [2]梁辰,邓福成,李惠子,等.抽油杆柱疲劳断裂失效分析[J].石油矿场机械,2013,42(4):71-74.LIANG Chen,DENG Fu-cheng,LI Hui-zi,et al.Fracture failure analysis of the sucker rod[J].Oil Field Equipment,2013,42(4):71-74.
• [3]王荣.金属材料的腐蚀疲劳[M].西安:西北工业大学出版社,2001.
• [4]蒋祖国.飞机结构腐蚀疲劳[M].北京:航空工业出版社,1991.
• [5]涂铭旌,张铁军,宋大余,等.机械设计与材料设计[M].北京:化学工业出版社,2014.
• [6]郑文龙,朱国培,欧阳怀瑾,等.强度对两种低合金钢在海水中腐蚀疲劳行为的影响[J].金属学报,1986,22(3):A275-282.ZHENG Wen-long,ZHU Guo-pei,OUYANG Huai-jin,et al.Effect of strength on corrosion fatigue behavior of low alloy steels in artificial sea water[J].Acta Metallurgica Sinica,1986,22(3):A275-282.
• [7]刘晓坤,王建军,路民旭,等.屈服强度对40Cr Mn Si Mo VA超高强度钢腐蚀疲劳裂纹扩展的影响[J].材料科学与工艺,1994,2(2):1-5.LIU Xiao-kun,WANG Jian-jun,LU Min-xu,et al.The effect of yield strength on corrosion fatigue behaviour of 40Cr Mn Si Mo VA ultro-high strength steel[J].Material Science&Technology,1994,2(2):1-5.
• [8]黄永昌,张建旗.现代材料腐蚀与防护[M].上海:上海交通大学出版社,2012.
• [9]付正鸿,陈辉,苟国庆,等.载荷频率对690(TT)合金腐蚀疲劳裂纹扩展行为的影响[J].材料热处理学报,2016,37(2):36-41.FU Zheng-hong,CHEN Hui,GOU Guo-qing,et al.Effect of frequency on corrosion fatigue crack growth behavior of 690(TT)alloy[J].Transactions of Materials and Heat Treatment,2016,37(2):36-41.
• [10]王新虎,邝献任,吕拴录,等.材料性能对钻杆腐蚀疲劳寿命影响的试验研究[J].石油学报,2009,30(2):312-316.WANG Xin-hu,KUANG Xian-ren,LShuan-lu,et al.Experimental study on influence of material property on corrosion fatigue life of drill pipes[J].Acta Petrolei Sinica,2009,30(2):173-187.
• [11]白强,庞斌,林伟,等.HL型抽油杆断裂失效分析[J].金属热处理,2016,41(7):187-191.BAI Qiang,PANG Bin,LIN Wei,et al.Fracture failure analysis of grade HL sucker rod[J].Heat Treatment of Metals,2016,41(7):187-191.
• [12]Shiplov S A.腐蚀疲劳裂纹扩展机理[J].中国腐蚀与防护学报,2004,24(6):321-333.Shiplov S A.Mechanisms for corrosion fatigue crack propagation[J].Journal of Chinese Society for Corrosion and Protection,2004,24(6):321-333.

文章评论(Comment)：