鍛造高壓管特點工藝研究

      對于高壓管匯而言,***易發生沖蝕破壞的位置是彎頭、三通等導致改變流體的流向和速度的位置。參照1964年出版的管系統設計手冊，在受到內壓作用時，管匯彎頭會產生環向和軸向應力而由于全尺寸高壓管匯沖蝕磨損實驗開展難度大，危險程度高，考慮到高壓管匯承壓狀態下，環向應力大于軸向應力的特點,本文作者研究環向應力也就是拉伸應力對高壓管匯沖蝕磨損的影響。

      實驗選用高壓管匯常用材料42CrMo,經過調制處理后，其化學成分和力學性能，每個試樣加工完成后，均利用細砂紙打磨試樣表面，消除試樣表面的加工刀痕，確保每個試樣表面光滑。實驗前后，利用丙酮清洗試樣，然后放置在干燥箱中烘干，利用梅特勒高精度天平MI503測量試樣沖 蝕前后的質量，其測量精度為1 mg,線性誤差為2mg, 每組實驗做3次，***后結果取平均值。

     沖蝕磨損所用的沖蝕介質為清水夾砂，其中砂為一種新型的壓裂所用支撐劑覆膜砂，顆粒的直徑范圍 為々SO-SSOum，該類砂具有耐高溫高壓、耐腐蝕、強度高、圓球度好、導流能力強等優點。實驗過程中， 每次實驗開始前都更換新砂，確保每次實驗參數相同。

      根據壓裂現場的壓裂工況，以及韌性材料在沖蝕角度為30°左右時，沖蝕磨損量***大的規律，結合沖蝕磨損試驗機的性能

可以看出，40CrMo的沖蝕磨損率隨著拉伸應力 的增加基本呈線性增加。由于40CrMo的屈服強度大 T 930 MPa,并且實驗過程中，并未發現試樣表面有 屈服現象，說明實驗過程中材料并沒有發生塑性變 形，一直處在彈性變形范圍內。

      依據材料彈性變形微觀過程的雙原子模型，當外力增大時，材料晶格中離子之間的距離增加，離子之 間應力和斥力的合理增大，抵抗破壞的能力減弱，當 受到砂礫沖擊時，就容易發生斷裂，從而從宏觀反映 出來，材料的沖蝕磨損率隨應力的增大而增加。

     實驗結束后，切取沖蝕磨損部位，用電鏡掃描沖 蝕部位表面形貌。選擇0、300、500 MPa條件下所沖 試樣沖蝕坑中心部位的表面觀測圖像，它們具有的共同點是，沖蝕表面有大量的犁溝和少量的凹坑，這種形貌的形成，是由于在低沖蝕角時，材料的破壞形式以微切削為主，與沖蝕磨損理論相符

(1)當沖蝕角為30時 ，40CrMo的沖蝕磨損率隨著應力的增加而增加 ，基本呈線性關系。

 (2)應力的增加 ，并不影響30。沖蝕 角時材料的主要破壞形式——微切 削。 

(3)隨著應力的增加 ，40CrMo材料的抗沖蝕能力 減弱 ，沖蝕表面劃痕的深度和寬度增大。 試驗表面 ，當高壓管匯材料選擇 40CrMo時 ，在彎頭 、三通等容易改變流體流向的位置 ，應該增加管匯的壁厚 ，以降低沖蝕破壞的分險 。