卡套管式接头密封失效分析及预防_朱瑞松
卡套管式接头密封失效原因及预防措施(正式)
编订：__________________单位：__________________时间：__________________卡套管式接头密封失效原因及预防措施(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号：KG-AO-2311-52 卡套管式接头密封失效原因及预防措施(正式)使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。
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卡套管式接头具有拆装方便，密封性良好的特性，它是一种很好的管连接形式，这里将介绍卡套管式接头的密封性工作原理，然后对卡套管式接头的密封性失效的原因进行分析，最后，对卡套管式接头密封性失效性提出了预防措施。
卡套管式接头密封是一种静密封，它能够在高温高压的环境下进行使用。
因为卡套管式结构具有使用安全方便、密封性良好的特性，被广泛的应用与液压、气压运输中。
卡套管式接头随具有独特的优势，但是还需要多起材料、生产、检验和安装维护过程进行严格的管理，否则将会出现泄漏事件，严重时将会引发事故的发生，而造成损失。
卡套管式结构主要有单卡和双卡套两种形式。
其中单卡套体现出的是线性密封，且要求卡套的呢人口具有较高的硬度，而双卡套则是面密封。
本文将以单卡套为例进行分析套管接头密封失效的原因和预防措施。
卡套管式接头的工作原理单卡套管式接头的组成部分分别是：卡套、接头体、压紧螺母。
单卡套管式接头的密封原理是线性密封。
首先，卡套在压紧螺母的作用下，沿着接管的轴向进行运用直至进入接头体的圆锥面内，由于卡套的壁厚较薄，在受到挤压力的作用下，其前端外圆出现变形而形成卡一个球面，这样便于街头题的圆锥面形成了线性密封，同时，在卡套受挤压变形时，和接管外壁接触的内刃刀口嵌入接管体并形成一个均匀的环形密封凹槽，由此，卡套的前端就形成了内外环向的两条线性密封，这两条线性密封很好的把带压物料封存在接头体和接管内，从而达到密封的目的。
变压器套管密封失效的故障分析及补救措施
变压器套管密封失效的故障分析及补救措施
套管密封失效的原因主要有两个方面：
一是由于检修人员经验不足，螺栓紧固力不够;
二是由于超周期运行或是胶垫存在质量问题、胶垫老化等;套管本身结构不合理，且存在缺陷。
比如，有的220kV主变套管，由于引线与引线头焊接采用锡焊，220千伏A相套管导压管为铝管，导线头为铜制，防雨相为铝制，这种铜铝连接造成接触电阻增大，使连接处容易发热烧结,导致发生事故;套管局部渗漏油,绝缘油不合格, 套管进水造成轻度受潮;套管中部法兰筒上接地小套管松动断线;接地小套管故障，使套管束屏产生悬浮电位，发生局部放电;套管油标管脏污，看不清油位，在每年预试取油样后形成亏油。
套管表面脏污吸收水分后，会使绝缘电阻降低，其后果是容易发生闪络，造成跳闸。
同时，闪络也会损坏套管表面。
脏污吸收水分后，导电性提高，不仅引起表面闪络，还可能因泄漏电流增加，使绝缘套管发热并造成瓷质损坏，甚至击穿;套管胶垫密封失效，油纸电容式套管顶部密封不良，可能导致进水使绝缘击穿，下部密封不良使套管渗油，导致油面下降。
在套管大修中，抽真空不彻底，使屏间残存空气，运行后在高电场作用下，发生局部放电，甚至导致绝缘层击穿，造成事故。
对变压器套管的故障进行分析，归纳出以下主要原因：
针对套管油样不合格、含乙炔气等缺陷。
采取的措施是：对套管要进行严格检验，各种试验合格后方可投入运行，避免人为因素引起故障。
针对套管密封不良，有进水或渗漏油现象。
采取的措施是：通过更换质量好胶垫保持密封，拧紧紧固螺栓，使套管无渗漏。
油管失效机理分析及预防措施的实践报告
油管失效机理分析及预防措施的实践报告一、实践目的（不少于100字）针对高含水期油水井作业中油管失效问题，通过对油管螺纹、油管本体、油管磁化与接箍失效机理的分析，提出了提高原材料质量、改进油管加工工艺、加强作业质量与预防管柱偏磨等预防措施。
这些措施的实施对于延长油水井生产周期，降低维护成本，提高经济效益有着十分重要的意义，对油田的生产管理起到了指导作用。
二、实践单位及岗位介绍实践单位：胜利油田岗位介绍：跟着师傅一起查找油管失效的机理，并找到合理有效的预防措施三、实践内容及过程（不少于1500字）在实践的过程中，我和师傅一起查找相关资料，对油管失效机理进行了分析，主要原因分为以后几个方面：1.油管联结螺纹失效联结螺纹是油管最易损坏的部位，在油水井作业中，油管螺纹失效主要表现为螺纹三角形牙形被深浅不同地推平，最深的已接近螺纹牙根部，这是在轴向载荷的作用下螺纹部分出现塑性变形继而出现螺纹牙断裂失效的现象。
胜坨3-9167井作业时发现Φ62mm油管公螺纹已不同程度的被推平。
螺纹失效原因如下：（1）公螺纹在规定力矩作用下,未能拧进母螺纹规定深度（螺纹牙实际啮合圈数是规定圈数的（80%—90%），使螺纹的抗拉强度大幅度下降；公螺纹与母螺纹的螺纹牙的加工单侧斜度不同，只有少部分牙处于全牙高啮合状态，这部分牙在拧紧过程中承受了较大的载荷，产生牙根部局部断裂，降低了轴向抗拉强度。
（2）螺纹加工尺寸存在较大偏差，如公螺纹端面螺纹内、外径偏差，牙高偏差等。
（3）作业过程中丝扣猛上，损坏螺纹；斜扣硬上，导致缩径。
胜坨3-9-183井作业时发现第55根公螺纹严重缩径，内径仅58mm。
（4）作业过程中起下油管时，不使用小滑车油管在滑道上滑行，特别是滑道长度小于油管长度时，对油管公螺纹的磨损和碰击造成失效。
（5）偏磨发生在公螺纹处时，极易磨穿管壁使螺纹实效，并严重降低抗拉强度、甚至发生断裂。
如3-9-189井就是在公螺纹处磨穿。
卡套管式接头密封失效原因及预防措施实用版
YF-ED-J7862可按资料类型定义编号卡套管式接头密封失效原因及预防措施实用版In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment.（示范文稿）二零XX年XX月XX日卡套管式接头密封失效原因及预防措施实用版提示：该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密，并有很强可操作性的计划，在进行中紧扣进度，实现最大程度完成与接近最初目标。
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卡套管式接头具有拆装方便，密封性良好的特性，它是一种很好的管连接形式，这里将介绍卡套管式接头的密封性工作原理，然后对卡套管式接头的密封性失效的原因进行分析，最后，对卡套管式接头密封性失效性提出了预防措施。
卡套管式接头密封是一种静密封，它能够在高温高压的环境下进行使用。
因为卡套管式结构具有使用安全方便、密封性良好的特性，被广泛的应用与液压、气压运输中。
卡套管式接头随具有独特的优势，但是还需要多起材料、生产、检验和安装维护过程进行严格的管理，否则将会出现泄漏事件，严重时将会引发事故的发生，而造成损失。
卡套管式结构主要有单卡和双卡套两种形式。
其中单卡套体现出的是线性密封，且要求卡套的呢人口具有较高的硬度，而双卡套则是面密封。
本文将以单卡套为例进行分析套管接头密封失效的原因和预防措施。
卡套管式接头的工作原理单卡套管式接头的组成部分分别是：卡套、接头体、压紧螺母。
单卡套管式接头的密封原理是线性密封。
首先，卡套在压紧螺母的作用下，沿着接管的轴向进行运用直至进入接头体的圆锥面内，由于卡套的壁厚较薄，在受到挤压力的作用下，其前端外圆出现变形而形成卡一个球面，这样便于街头题的圆锥面形成了线性密封，同时，在卡套受挤压变形时，和接管外壁接触的内刃刀口嵌入接管体并形成一个均匀的环形密封凹槽，由此，卡套的前端就形成了内外环向的两条线性密封，这两条线性密封很好的把带压物料封存在接头体和接管内，从而达到密封的目的。
第八章 套管修理(修改)
第八章套管修理§8—1套管损坏的原因及预防一、套管损坏的原因套管损坏大致分为变形、破裂、错断和腐蚀穿孔。
发生的原因分为地质因素、工程技术因素。
（一）地质因素1．地层的非均质性：2．地层(油层)倾角：陆相沉积的油田，储油构造多为背斜和向斜构造。
3．岩石性质：沉积构造油气藏的储油岩石多为砂岩、泥砂岩、泥质粉砂岩。
4．断层活动：在注水开发过程中，由于断层附近是地应力相对集中的地区，剪挤套管。
5．地震活动：地球是一个不停运动的天体，地下地质活动从未间断。
6．地壳运动：地球在不停的运动，地壳缓慢的升降运动产生的应力可以导致套管被拉伸损坏。
7．地层腐蚀：浅层水(300m以上，浅层无水泥固井)在硫酸盐还原菌的作用会引起套管的腐蚀。
（二）工程因素（地质因素往往在外因的引发下成为主导因素）1．套管材质问题2．固井质量问题3．完井质量4．井位部署的问题5．开发单元内外地层压力大幅度下降问题（打加密井或调整开发方案引起地层压力大起大落） 6．注入水侵入泥页岩的问题（引起岩体膨胀、变形、滑移）7．注水不平稳问题8．注水井日常管理问题二、套管损坏的类型：划分为套管变形、套管破裂、套管错断和套管腐蚀四种类型。
（一）套管变形损坏：由于地应力、轴向应力变化，以及套管外挤压力大于内压力等因素的作用所造成的套管一处或多处缩径、挤扁或弯曲等变化，统称为套管变形损坏。
1）套管缩径变形损坏：凡是套管发生局部内径缩小或出现凹形变形而破损者，简称缩径变形。
套管缩径破损种类很多，如图7—1所示。
（1）单向一处内凹变形(图7—1a)；（2）双向一处内凹变形(图7—1b)；（3）单向多处内凹变形(图7—1c)；（4）双向多处内凹变形(图7—1d)；（5）单向与双向复合内凹变形(图7—1e)。
图7—1 套管变形纵断面示意图(a)单向一处内凹变形；(b)双向一处内凹变形；(c)单向多处内凹变形；(d) 双向多处内凹变形；(e) 单向与双向复合内凹变形图7一2 套管弯曲示意图表(a)弯曲段中等；(b) 弯曲段很小(c) 弯曲段很长2）套管挤扁变形损坏：凡是由于套管外挤压力大于套管内压力造成套管纵断面由于四周受力不均匀而变成不规则形状的损坏，称为套管挤扁变形。
卡套式管接头脱落的原因
卡套式管接头脱落的原因卡套式管接头这玩意儿，看着不大，作用可不小，就像血管连接处的“小卫士”，稳稳当当连接着管道，保证里头的流体顺畅通行。
可有时候，它闹起“脾气”来，说脱落就脱落，那可真让人头疼，仔细一琢磨，原因还挺多门道的。
我之前在工厂实习的时候，就碰上过这糟心事儿。
那时候车间里有一套输送冷却液的管路，卡套式管接头本来一直“坚守岗位”，相安无事。
可有一回，机器正轰轰运转着，突然“哗啦”一声，冷却液跟小喷泉似的从一处接头那儿喷了出来，大家赶紧围过去查看，原来是管接头脱落了。
首当其冲的原因得是安装没到位。
这安装卡套式管接头啊，就像给小娃娃穿衣服，得严丝合缝、手法正确才行。
当时负责那片区的师傅回忆说，可能是组装的时候着急了，把卡套往管子上套的时候，没确保它完全平整、均匀地贴合在管壁上，就像给衣服系扣子，有颗扣子没扣好，松松垮垮的。
拧螺母的时候呢，也没按照规定的扭矩拧紧，力气小了，卡套没被充分挤压变形，没法紧紧抱住管子，就留下了隐患，时间一长，机器一震动，它就“扛不住”，掉链子了。
再就是管材质量和尺寸不达标。
那批管子啊，后来检查发现，管壁厚度不均匀，有的地方薄得像纸，卡套想牢牢卡住都费劲。
而且管径尺寸也有偏差，跟标准的卡套不是那么适配，就好比大脚穿小鞋、小脚穿大鞋，总归不合适，工作起来稍微有点外力干扰，就容易松动、脱落。
还有啊，工作环境的“捣乱”。
车间里温度时高时低，冷却液还时不时有腐蚀性，时间久了，卡套和管子材质被腐蚀得坑坑洼洼，原本紧密的连接变得脆弱不堪。
我记得有次看到那脱落的卡套，表面都黑乎乎、麻麻点点的，像长满了“雀斑”，强度大大下降，这在持续压力和震动下，不掉才怪呢。
这卡套式管接头一脱落，生产线得停，物料得浪费，还得费工夫抢修。
所以说啊，不管是安装时多花点心思，严格把控管材质量，还是尽量改善工作环境，都得做到位，让它稳稳扎根在管道上，别再玩“离家出走”的戏码，不然真能把人折腾得够呛。
套管故障案例剖析
套管故障案例剖析
套管故障案例剖析：
案例一：
故障现象：油管本体严重破裂。
原因分析：
1. 井下工具或落物损坏油管本体。
2. 丝扣磨损或损坏，导致油管本体断裂。
3. 油管长期超期服役，老化、脆化。
4. 油管在运输、搬运、下井过程中，受到剧烈撞击、挤压。
案例二：
故障现象：油管脱扣。
原因分析：
1. 井口操作不规范，上卸扣时发生顶扣或撞击。
2. 油管扣型不匹配，丝扣过松或过紧。
3. 油管长期受拉力或压力作用，导致丝扣松动。
4. 油管接头密封圈老化、失效，导致油管脱落。
案例三：
故障现象：油管内壁堵塞。
原因分析：
1. 原油内含有杂质，如泥沙、石蜡等，导致油管内壁堵塞。
2. 油管长期未进行清洗、保养，内壁积垢严重。
3. 井下落物、工具等掉入油管，卡在油管内壁。
4. 井下压力波动大，导致原油中悬浮物在油管内壁沉积。
以上案例只是套管故障的冰山一角，实际应用中可能还存在其他故障情况。
针对不同的故障，应采取相应的预防和维修措施，确保套管系统的正常运行。
修井作业中套管损坏原因分析及对策
修井作业中套管损坏原因分析及对策修井作业中套管损坏原因分析及对策摘要:各油田进入开发中后期，套管损坏情况十分严重，频繁的措施作业加剧了套管的损坏。
通过在施工作业中深入调查，分析了射孔作业，压裂酸化作业，机械整形施工，解卡作业，磨、铣、套作业，找漏、试压作业等不同施工作业中套管损坏原因。
指出采用如下方式来进行套管损坏预防：选择合理的射孔方式；加强对增产措施的管理；合理选择机械整形修套方式；慎用大负荷解卡技术；优选磨、铣、套工具，优化施工参数；注意每个保护套管的施工细节。
通过采用针对性的对策，采取有效措施，到达综合治理，预防套管损坏的目的。
关键词：套管损坏；修井；原因分析；对策随着河南油田的开采进入中后期，套管损坏井日益增多，套管损坏主要有套管缩径、套管破裂、套管漏失等。
由于套管损坏造成作业工作量增大和油井开采难度增加，也越来越影响了油田下步开发措施的进行。
1不同施工作业中套管损坏原因分析1.1射孔作业套管损坏段多数发生在射孔层段附近或射孔层段中，射孔方式不当会导致以下情况：①射孔作业时可能导致油层套管外固井水泥环破裂；射孔产生的瞬间高压可导致孔眼附近产生裂纹、裂缝，甚至使油层套管出现破裂。
这些裂纹、裂缝成为套管比拟薄弱的地方，在以后的采油或注水生产、作业增产措施中加速损坏。
②射孔深度误差过大或者误射，将泥页岩薄层射穿，使泥页岩受到侵入水浸泡而膨胀，从而导致套管受到径向挤压而变形。
③射孔方式选择不当，会影响套管强度。
高密度射孔，尤其是在低渗透地层采用高密度射孔方式，导致套管强度大幅降低，增加了后期套变可能。
1.2压裂酸化作业1〕大型压裂施工时井口压力一般到达70MPa，压裂目的层承压70~100MPa，通常N80套管内设计压力为65MPa，强度更低的套管或长时间生产的套管很容易产生破裂，如果压裂井段的固井质量不合格或者水泥环在压裂中出现裂缝，尤其是在套管接箍丝扣局部，是套管抗压的薄弱地方，很容易出现裂缝。
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σj = 式中
F 310 ≤［ σ］ 0． 2 πD o t min
（ 1）
— —刃口对接管的挤压应力， MPa σj — Do — — —接管外径， D o = 14 mm t min — — —刃口嵌入接管的最小深度， mm
［10 ］ 310 查 GB 150 —1998 得： ［ σ］ 0 ． 2 = 113 MPa 则由式（ 1 ） 可得：
会导致接头泄漏或接管从卡套中滑出。 封凹槽， ， 近日 某分公司检修人员对某装置指示有误的流 量计进行检查维护， 在关闭三阀组的负压阀时， 流 量计的引压管突然从接头中滑出， 造成压力为 17 MPa、 温度为 190 ℃ 的高温高压热油外泄。 发生 故障 的 管 接 头 型 式 为 GB 3733． 1 —83 中 的 J14 型， 公称压 力 25 MPa， 接 管 规 格 14 mm × 2． 5 mm， 接管材料 0Cr18Ni10Ti。 事后对故障接头检查发现， 卡套的结构不正 确， 没有内刀刃。根据 GB 3764 —83 规定， 卡套应 有内刀刃， 而厂家加工时将内刀刃加工成内圆锥 面， 代替刀刃， 没有内刀刃的卡套装配时不能嵌入 接管外壁， 这样的连接并不可靠， 实际检查发现故 障接头的接管外壁几乎看不到卡套装配后的压 痕， 压痕深度最多 0． 05 mm， 见图 5 。 同时发生故 障的接头中的非标卡套与标准卡套的实物见图 6。
图2
单卡套管接头工作原理示意
的轴向力， 另一方面是为了保证卡套与接管之间 的密封性。如果在卡套嵌入部位接管的不圆度不 符合要求， 或有接近甚至超过嵌入深度的裂纹 、 压 痕、 凹坑等损伤， 则该部位的密封性就难以保证。 4． 2 卡套的硬 度 过低或接 管的 硬 度 过高引起密 封失效 由于单卡套密封是线密封， 要求卡套的内刃 口有较高的硬度， 卡套的硬度应高于接管的硬度， 以确保装配后的卡套前端的内刀刃嵌入接管外壁 一定深度。如果卡套的硬度低于接管的硬度， 或 者冷拔的不锈钢管的表面硬度过高， 卡套的内刀 刃发挥不了内嵌功能， 装配后的管接头承压有限， 运行中受到物料流动、 振动时就会引起密封失效， 造成泄漏或接管从接头中滑出。 4． 3 效
为：
F— — —内压引起的轴向力， N Di — — —接管内径， D i = 9 mm P— — —设计内压， P = 17 ． 54 MPa
接管外壁被卡套嵌入的部分承受轴向力 F ， 要使接管安全运行， 该部位的应力即刃口对接管 的挤压应力 σ j 应小于或等于设计温度 310 ℃ 下
310 0Cr18Ni10Ti 的许用应力［ σ］ 即： 0． 2 ，
· 40·
［7 ］
零件结构、 尺寸不符合标准要求引起密封 失
， 其
零件方面引起管接头密封失效的不合理结构 或尺寸主要有：
பைடு நூலகம்
第 30 卷第 6 期
压
力
容
器
总第 247 期
（ 1 ） 接头体的内锥角不符合标准规定的 24° ± 30' 的要求， 角度过大或过小都不利于卡套前端 外圆与之贴合形成良好的密封线 。 （ 2 ） 卡套没有内刀刃， 或刀刃的尺寸不符合 不利于卡套刀刃入接管外壁形成密封 标准要求， 线。GB 3764 —83 规定卡套的内刀刃结构见图 3 ， 尺寸要求见表 1 。
单卡套管接头的密封原理为线密封， 如图 2 所示。装配状态下， 卡套在压紧螺帽的轴向推动 下被推进接头体的圆锥面内， 壁厚较薄的卡套前
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CPVT
卡套管式接头密封失效分析及预防
Vol30. No6 2013
端外圆随之变形成球面， 与接头体内圆锥面形成 ， 线接触密封 同时卡套变形时， 其前端内刃口嵌入 接管的外壁， 并在接管的外壁上压出一个均匀的 这样在卡套的前端形成外环向和 环形密封凹槽， 内环向两条线密封， 从而将带压物料密封在接头 体和接管中， 起到密封作用。
图1
单卡套管接头结构示意
卡套在接管表面的嵌入情况、 卡套外圆与接 头体内锥面的贴合情况、 卡套尾端锥面与压紧螺 母内锥面的贴合情况决定了卡套连接的密封性 加 能。单卡套管接头密封失效的原因与其材料、 工精度、 制造质量、 安装等有关。 4． 1 接管与卡套的间隙过大引起密封失效 接管与卡套的间隙过小则无法安装， 间隙过 大装配后不仅卡套前端的内刀刃无法嵌入接管外 壁， 而且卡套后端也无法抱紧接管， 这将导致密封 失效， 引起泄漏， 甚至造成接管从接头中滑出。卡 套在接管表面的嵌入， 一方面用于承受卡套连接
［1 － 4 ］
。管接头看似简单， 但在实际工程中， 如果 单卡套管接头由接头体、 卡套和压紧螺母 3 ［5 ］ 个零件组成 ， 其结构如图 1 所示。 2 单卡套管接头工作原理
忽视对其材料、 制造、 检验、 安装、 维护、 检查等方 面的管理， 就很容易引起泄漏， 有的甚至会造成与 接头相连的管子从接头中滑出脱落的事故 ， 从而 ， 引起设备非计划停机或装置非计划停车 甚至引 发火灾、 爆炸事故， 造成经济损失及人员伤亡。 目前， 国内外常用的卡套式管接头主要有两 种： 单卡套管接头和双卡套管接头。 两者在结构 和原理上并不相同， 单卡套密封是线密封， 双卡套
0
引言
密封是面密封。单卡套密封要求卡套的内刃口有 较高的硬度， 因此密封时对管子具有微小的破坏 ， 如果接触腐蚀性流体， 刃口容易被腐蚀。 文中分 析了单卡套管接头密封失效的原因， 并提出预防 措施。 1 单卡套管接头结构
管接 头 是 一 种 静 密 封， 可 以 用 于 压 力 40 MPa， 温度 650 ℃ 以下的工作环境。 由于其连接 紧密、 安全可靠、 方便实用， 被广泛应用于石化、 冶 金、 船舶等工业中小管径的液压及气压传输 中
［8 ］
3 3． 1
单卡套管接头技术要求 接头体 GB 3733． 2 —83［6］中规定了卡套式端直通接
头体的详细技术要求。接头体与卡套接触的圆锥 角角度要求为 24° ± 30' ， 圆锥面的表面粗糙度为 1． 6 级以内， 根据工作条件其材质可以是不锈钢 等。 3． 2 卡套 卡套的尺寸、 形位公差、 表面粗糙度等技术要 ［7 ］ 求参见 GB 3764 —83 。 需要特别说明的是， 卡 套必须有内刃口， 且尖角要锐利 ， 有些加工厂 家常常 忽 视 此 要 求。 卡 套 的 材 质 可 以 选 用 20 ， 45 ， 00Cr17Ni14Mo2 ， 0Cr18Ni10Ti 等。 3． 3 压紧螺母 压紧螺母的技术要求见 GB 3759 —83
图3 表1
卡套内刀刃结构示意 卡套内刀刃的尺寸要求 卡套的尺寸 mm
管子外径 a 4 ～8 10 ～ 18 0． 6 0． 7 a1 0． 7 0． 8 r 0． 1 0． 1 α1 / ° 5 5 α2 / ° 13 13 图5 故障接头中的接管脱落
a1 ， r， 卡套内部尖角的尺寸 a， α1 ， α2 要求见 d4 ， D2 表 1， 各种外径的管子所对应的卡套的 d3 ， 尺寸见 GB 3764 —83 规定值。 在工作状态下， 单卡套管接头除了承受介质 还承受内压引起的轴向力， 承受轴向力的 内压外， 大小取决于卡套刃口嵌入接管外壁的深度 ， 装配 后卡套与接管的贴合情况见图 4 。
［9 ］
从图 2 中可以看出， 卡套刃口对接管的嵌入 深度是靠压紧螺母的旋入深度和接头体的内锥面 锥度来保证的。卡套刃口对接管的嵌入深度取决 于螺母的旋入深度， 压紧螺母的旋入深度不足将 导致卡套刃口对接管的嵌入深度不足 。已计算出 卡套刃口嵌入接管的最小深度 t min = 0． 225 mm。 刃口与接管表面贴合后符合图 7 所示的梯形关 系， 可以计算以上故障接头中的压紧螺母应该旋 入的最小深度 h min 。
安
全
分
析
卡套管式接头密封失效分析及预防
朱瑞松 （ 中国石化 扬子石油化工有限公司， 江苏 南京 210048 ）
摘
分析了引起单卡套管接头密封失效的材料、 制造、 要： 介绍了卡套式管接头的结构及密封原理 ，
安装等原因， 提出了防止密封失效的预防措施 。 关键词： 管接头; 密封失效; 分析; 预防
中图分类号： TH136 ； TB42 文献标识码： B 文章编号： 1001 － 4837 （ 2013 ） 06 － 0039 － 05 doi： 10． 3969 / j． issn． 1001 － 4837． 2013． 06． 008
注： 1． 发生故障的无刀刃的卡套实物；
图4
装配后卡套与接管的贴合情况 图6
2． 带标准刀刃的卡套实物
故障接头中的非标卡套与 标准卡套的实物 · 41·
卡套没有刃口， 接管的外壁无法压出环形密
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卡套管式接头密封失效分析及预防
Vol30. No6 2013
该接头的设计工况为测量设计温度 310 ℃ 、 设计压力 17． 45 MPa 的 VGO 减压柴油的流量， 采 14 mm × 2． 5 mm 0Cr18Ni10Ti 用 的 管子作引压 计算该单卡套管接头 管。按照设计状态下条件， 装配时卡套在半径方向应嵌入接管外壁的最小深 度 t min 。 则接管内压引起的轴向力 F F= 式中 π 2 D P = 1115 N 4 i
24° ； h min ． 压紧螺母旋入的最小深 注： α． 接头体内锥面锥角， mm； t min ． 刃口嵌入接管的最小深度， mm 度，
图7
卡套刃口嵌入深度 t min 与螺母旋入深度 h min 之间的关系
F = 113 × 10 6 πD o t min 求得设计工况下卡套嵌入接管外壁的最小深 度 t min = 0 ． 225 mm。 现场发生故障的接头， 事后测量其装配后卡 套刃口嵌入的实际深度仅为 0． 05 mm。由以上计 算可知， 在设计内压 P = 17． 54 MPa 时， 卡套嵌入 因此对现 接管外壁的最小深度 t min = 0． 225 mm， 场已经发生故障的接头而言， 故障之前卡套刃口 不足以承受内压产生的轴向力， 即使在现场无人 状态下， 接管也有可能在振动、 冲击等因素的诱导 下自动从卡套中滑出。 （ 3 ） 压紧螺母内锥角不符合标准 90° 的要求， ［8 ］ 卡套尾端外锥角不符合标准 86° 的要求 ， 不利 于装配后轴向力的传递。 4． 4 装配不正确引起密封失效 安装不到位是单卡套管接头失效的又一原 因。如果压紧螺母旋入深度或卡套刃口嵌入的深 度不足， 致使卡套刃口对接管的挤压力过小 ， 容易 导致接管弹出滑脱。