节流阀阀套断裂失效分析

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(1. 中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司, 成都 610041; 2. 中国石油天然气集团公司石油管工程重点实验室酸性气田管材腐蚀与防护研究室, 成都 610041; 3. 中石油阿姆河天然气勘探开发(北京)有限公司, 北京 102200)

节流阀阀套断裂失效分析

张仁勇1,2,柴辉3,施岱艳1,2,姜放1,2,李天雷1,2,陈勇彬1,2,曹晓燕1,2

(1. 中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司, 成都 610041; 2. 中国石油天然气集团公司石油管工程重点实验室酸性气田管材腐蚀与防护研究室, 成都 610041; 3. 中石油阿姆河天然气勘探开发(北京)有限公司, 北京 102200)

国外某气田单井的井口节流阀阀套在运行10 d(天)左右后便发生了断裂失效。为了研究阀套的失效原因，对其宏观形貌、化学成分、显微组织、硬度和断口形貌等方面进行了分析。结果表明：阀套主要呈脆性断裂特征，表现形式为沿晶断裂，断裂与环向应力和轴向应力相关；裂纹从阀套外表面的点蚀坑底部萌生，沿壁厚方向扩展，阀套在受到较大的环向应力时发生应力腐蚀开裂。

节流阀阀套；沿晶脆性断裂；点蚀坑；应力腐蚀开裂

在天然气开采输送过程中，接触湿硫化氢、二氧化碳的管道系统和设备会面临腐蚀问题，严重的甚至会造成管道穿孔、阀门失效，引发天然气泄漏，导致经济损失甚至人员伤亡[1-2]。国外某气田一口气井的首气采用单翼投运模式，在正常生产运行10 d(天)左右后发现采气树左翼节流阀失效，经检查确认该节流阀的阀套发生了断裂脱落事故。据资料显示，该气井的井口温度约为100 ℃，关井油压42.87 MPa，产气量233×104m3·d-1，产水量26 m3·d-1左右，水中氯离子质量浓度5 000 mg·L-1。……