[發明專利]一種套管鉆井用鋼疲勞裂紋擴展行為的表征方法

無效

• 申請號: 201210052750.4
• 申請日: 2012-03-02
• 公開（公告）號: CN102607948A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 王黨會;許天旱
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 第五思軍

1.一種套管鉆井用鋼疲勞裂紋擴展行為的表征方法，其特征在于，包括如下步驟：

第一，對套管鉆井鋼進行取樣，制樣并清洗；

在接箍處（應力較為集中）按照長寬高依次為????????????????????????????????????????????????的尺寸在N80鉆井套管鋼的進行截取，然后按照ASTM?E647標準制作成CT試樣，試樣的長寬高尺寸依次為，試驗進行之前，首先對CT試樣進行預裂，預裂長度為2毫米，在摩爾濃度為1.0%～5.0%的鹽酸（HCl）溶液除銹,浸泡時間為1～3分鐘；然后分別用乙醇和去離子水進行清洗，浸泡時間為1～3分鐘，切面磨制拋光后，采用200毫升摩爾濃度為2%～5%的HNO₃溶液，所述的HNO₃溶液采用純乙醇作溶劑，進行清洗，取出掛起，吹干；

第二，對樣品進行疲勞前的低頻噪聲測試；

對樣品進行低頻噪聲測試，需要在一定的偏置下進行，本發明參照常規疲勞試驗中的電位參照點，分別在樣品的預制裂紋兩側，焊接兩根引線，并連接到噪聲測試平臺上，調節電壓范圍為2.0～3.0V，等達到所需要的偏置時，將樣品連同偏置裝置一起放進屏蔽室，并進行疲勞前的低頻噪聲測試，整個低頻1/f噪聲測試是在Cu網屏蔽室中進行的，測試前需要進行背景噪聲的測試，并采用物理手段盡可能的降低背景噪聲；

第三，對樣品進行疲勞試驗；

將樣品從低頻噪聲測試系統中取出，放置在型號為PLD-100的微機控制電液伺服疲勞試驗機上，當指令信號進入放大器，控制來自液壓源的高壓油伺服閥，使液壓缸的活塞運動，拉伸或壓縮試樣，力傳感器測出負載力（或變形）將信號反饋給放大器和指令信號比較，形成閉環回路，實現系統控制，在加載過程中連續記錄載荷P與相應的裂紋尖端張開位移V，裂紋尖端張開位移V的變化表示了裂紋尚未起裂、已經起裂、穩定擴展和失穩擴展的情況，設定應力比為0.1～0.7，直到疲勞循環1×10⁶次裂紋不發生0.1mm擴展為止，對應的△K即為對應的裂紋擴展門檻值，當裂紋擴展至5～20mm時，停止疲勞試驗；

第四，對疲勞后的樣品進行低頻噪聲測試，對樣品繼續進行疲勞試驗后的低頻噪聲測試，實驗方法和所加的偏置與步驟2中的相同，以保證實驗數據的可對比性；

第五，根據疲勞前后低頻1/f噪聲信息，對疲勞試驗前后的低頻噪聲數據進行分析，提取和處理，對樣品疲勞裂紋擴展情況進行表征，根據低頻噪聲理論，在其他噪聲參數接近的情況下，值的大小直接與噪聲的起源和樣品內部的裂紋、缺陷有關。