卢华涛，田志宾，杨海涛，王海朋，杨中娜，徐志刚，杨 阳

(1.中海油田服务股份有限公司，河北 廊坊 065000； 2.中海油(天津)管道工程技术有限公司，天津 300452)

随着中国加快建设“海洋强国”，海洋特种钢材国产化替代成为重点攻关领域。17-4PH钢是一种马氏体沉淀硬化不锈钢，国标牌号为0Cr17Ni4Cu4Nb，在强度、硬度、耐腐蚀性能、韧性、抗氧化性、可焊接性、加工性能等方面具有优异的表现，因此被广泛应用于石油、海洋装备、化工、航空航天、核工业、造纸和能源等领域[1]。国内外研究者的研究重点聚焦在合金元素对于17-4PH材料性能的影响、热处理工艺、耐蚀性能等方面[2-8]。文章将针对某油田17-4PH主推靠臂螺钉断裂故障进行失效机理研究[9-12]。

在某油田进行测井作业，仪器出井后发现主推靠臂两颗M10固裂的部位如图1所示，图2、图3为断裂螺栓与完整螺栓的主视与俯视图。经与现场技术人员沟通，仪器装配过程中螺栓预紧力矩严格按照标准要求，未出现松动情况。文章通过断口的宏观断口形貌、微观断口形貌与能谱、金相组织、夹杂物、硬度、人为断口观察等试验，进行失效机理研究，以期对17-4PH材料冶金与测井仪器设计制造提供建议与经验支持。

图1 螺钉残余部分及螺钉安装孔Fig.1 Rest part of screw and screw mounting hole

图2 完整螺钉(左)与断裂螺钉(右)主视图Fig.2 Front view of complete screw (left) and broken screw (right)

图3 完整螺钉(左)与断裂螺钉(右)俯视图Fig.3 Top view of complete screw (left) and broken screw (right)

1 试验方法与设备

研究使用佳能6D数码单反、Zeiss EVO 扫描电子显微镜、牛津仪器能谱仪、SPECTRO LAB M11直读光谱仪、R547洛氏硬度计、Observer A1m金相倒置显微镜等仪器，切取断裂螺钉与完整螺钉，分别进行宏观、微观断口分析，化学成分测试，人为断口分析，硬度测试，金相与及杂物分析等试验对断裂机理进行研究。……