钱亚旺，田志宾，杨庚佳，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)

机械设备的失效会出现多个零件断裂的情况，其失效模式往往是某个零件先发生断裂，造成所在的机械结构失去原有的功能，进而造成其他零件相继断裂[1-2]。因此，在机械设备的多零件断裂失效分析工作中，确定首断件成为重中之重。某海洋油田进行电缆测井作业时，发现井壁取心仪器推靠值偏大(推靠值为360 mm，215.9 mm井眼推靠正常值应为130 mm)，起出仪器后发现主推靠臂推靠头与连接螺钉发生断裂，断裂件如图1、图2所示，推靠头与螺钉均由17-4PH材质制成。文章通过多项理化试验对断裂件进行失效分析，确定推靠器失效模式并判定首断件。

图1 推靠器机构示意图Fig.1 Schematic diagram of propeller

(a) 断裂推靠头

(b) 完整螺钉(左)与断裂螺钉(右)

1 检验分析

1.1 断口分析

推靠头断口整齐干净无腐蚀产物，没有明显的塑性变形，如图3所示，断面上存在朝四周发散的放射棱线，在放射棱线的收敛处即为裂纹源，裂纹源位于推靠头U形豁口底面的亚表面。螺钉断口有典型的裂纹源区、开裂扩展区、瞬断区，断裂螺钉的螺纹牙根部有一外力损伤产生的凹坑，凹坑周围存在褶皱，为外力挤入造成基体材料挤压而形成。凹坑前沿是反复张合的磨痕，以此为源分布着密集的放射棱线。

如图4(a)、图4(b)所示，在断裂螺钉开裂扩展区的扫描电镜显微图像中，观察到以河流花样+解理台阶为代表的解理断裂特征，同时在开裂扩展区存在稀疏的疲劳条带，方向与裂纹源的放射棱线垂直。……