动载作用下的高压管汇材料的冲蚀磨损性能研究
编号:145
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更新:2021-07-19 20:45:19 浏览:201次
口头报告
摘要
材料的冲蚀磨损是油气工业领域不可避免的问题,是导致设备失效的主要原因之一[1]。在压裂作业过程中,向井底输送压裂液的地面高压管汇系统,不仅承受着可达上百兆帕的脉动高内压,还长期受到压裂液中固体颗粒的高速流动冲蚀损坏[2]。在这种复杂恶劣工况下,弯头、变径和歧管等部位极易发生断裂和穿孔等事故,导致内部高压流体外泄,对现场人员和设备构成严重威胁。为此,本文开发了可再现携砂液多相流冲击与高动载应力作用结合的冲蚀试验系统,结合工程实际,选择典型材料开展了动载作用下的冲蚀磨损试验研究,探究了靶材试样应力状态、携砂液冲击流速和攻角、砂砾浓度和颗粒尺寸等不同因素对冲蚀损伤的影响机制。结果表明,流动速度和冲击攻角是影响高压管汇材料的关键因素,并且发现存在着“应力加剧冲蚀”效应,随着施加的动载平均应力增大,靶材所受到的冲蚀磨损更加严重。除此之外,在冲蚀磨损和应力疲劳的耦合作用下,靶材试样冲蚀坑最深处出现了疲劳微裂纹,并在磨损减薄区发生裂纹扩展,加速断裂破坏。本研究首次探索了动载应力作用下材料的冲蚀磨损行为,对建立新的冲蚀预测模型,发展冲蚀磨损理论和突破高压管汇安全可靠性技术瓶颈具有重要价值。
稿件作者
杨思齐
中国石油大学(北京)
樊建春
中国石油大学(北京)
张来斌
中国石油大学(北京)
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