冲蚀磨损

摘要： 外流式液压滑阀工作时,其阀口处容易受污染颗粒的冲蚀而产生磨损,针对这一问题,对滑阀阀芯取倒角时的结构进行了分析,对滑阀阀芯锐边的冲蚀磨损改善情况进行了研究。首先,绘制了滑阀的二维模型,并采用了Edwards模型来对冲蚀情况进行分析;然后,在阀口开度为0.1 mm~0.6 mm,流量为10 L/min~40 L/min状况下,阀芯台肩倒角分别取45°、60°、75°,以及常规阀芯(阀芯倒角为90°)结构时,采用Fluent软件对阀口锐边处冲蚀磨损的情况进行了仿真对比;最后,从阀口处液压油的射流角度和液流速度两个方面,对仿真所获得的内流式液压滑阀冲蚀磨损结果进行了解释和分析。研究结果表明:外流式滑阀的最大冲蚀磨损发生在阀口处,并且以阀芯锐边的冲蚀磨损最为严重;当阀芯台肩倒角取45°时,阀芯锐边的最大冲蚀磨损速率比常规阀芯锐边最大冲蚀磨损速率高10%左右;当阀芯台肩倒角取60°和75°时,阀芯锐边的最大冲蚀磨损速率相比常规阀芯锐边最大冲蚀磨损速率可降低22%左右;当阀芯台肩倒角为60°时,阀芯锐边的冲蚀磨损速率相比常规阀芯锐边冲蚀磨损速率减小最明显,最多可降低55%;该研究可为液压滑阀抗污染能力的提高提供理论依据。

摘要： 研究了硅灰掺量对粉煤灰-矿渣基地聚物力学性能、抗冲蚀磨损性能和抗硫酸盐侵蚀性能的影响,并通过SEM进行了微观形貌分析。结果表明,当硅灰掺量为6%时,地聚物的抗压强度、抗折强度、抗冲蚀磨损性能、抗硫酸盐侵蚀性能均达到最佳。经28 d标准养护后,硅灰掺量为6%的试样与空白对照组相比,抗压和抗折强度分别提高了18.3%、12.5%,冲蚀率降低了51.2%,硫酸盐侵蚀造成的质量损失减小了26.1%。SEM分析表明,硅灰颗粒具有填充作用,提高了试样的致密度。

摘要： 水力压裂施工中,高压管汇内壁承受携砂液中高流速、高强度支撑剂的冲蚀磨损作用,易发生损伤失效。通过总结现有的冲蚀理论和冲蚀试验装置,系统介绍了国内外对高压管汇材料冲蚀磨损问题的研究成果,对比分析了旋转式、喷射式和管流式试验装置对水力压裂工况下高压管汇冲蚀磨损研究的适用性,着重分析了喷射式冲蚀磨损试验中各试验参数对高压管汇冲蚀速率的影响规律;最后指出了当前水力压裂工况下高压管汇冲蚀磨损研究中存在的问题及未来的研究方向。

摘要： 采用热喷涂工艺制备的涂层常存在不少孔隙。为了弥补孔隙带来的抗腐蚀、冲蚀性能下降等问题,采用高速电弧在Q235钢基体上热喷涂304不锈钢涂层,采用封孔剂来处理热喷涂工艺带来的涂层孔隙,用碱金属硅酸盐基料、云母粉和SiO_(2)纳米颗粒为填料制备封孔剂,并用刷涂法对涂层进行封孔处理,研究了封孔层和喷涂层的抗高温冲蚀磨损性能。采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分别对喷涂层、封孔层的微观形貌和成分进行分析,研究喷涂层、封孔层在25,650°C温度下的冲蚀磨损性能和机理,并利用试验冲蚀磨损量估算了封孔层、喷涂层的冲蚀磨损寿命。结果显示:封孔层未见内部裂纹,与喷涂层结合紧密,但内部存在较多孔洞。封孔层在低攻角下的冲蚀磨损性能要好于未封孔的喷涂层。随着冲蚀温度由25°C升高至650°C,封孔层的冲蚀磨损量提高约20%,降低了封孔层的冲蚀磨损性能。封孔层、喷涂层的冲蚀磨损机理为低攻角下的犁沟、切削共同作用,以及高攻角下的挤压破坏。在冲蚀低攻角下,封孔层相比喷涂层具有更好的抗冲蚀磨损性能,在一定程度上封孔层能有效增强喷涂层的抗冲蚀磨损性能。

摘要： 空间Z形管路是油气开采过程典型的结构形式,在工程作业中受到高压高速液-固两相流的作用,容易导致管路系统产生冲蚀磨损失效。基于液-固两相流冲蚀磨损理论,选取合适的冲蚀磨损理论模型,讨论了流速、颗粒直径、质量流量、黏度以及重力等不同流体参数对管路系统弯头处的冲蚀磨损情况。结果表明:管路弯头处的冲蚀区域受内流场的影响存在明显差异,出口端弯头处的最大冲蚀率大于进口端弯管端。流速、颗粒直径、质量流量与整体管路最大冲蚀率呈正相关关系,黏度与整体管路最大冲蚀率呈负相关关系。分析了不同工况下空间Z形管路的冲蚀特性,获得了流体参数对管路冲蚀的影响规律,为工程实际复杂管路系统冲蚀磨损寿命预测提供技术参考。

摘要： 针对常规直角弯头容易产生冲蚀失效的问题,设计了一种带有缓冲腔的新型直角弯头。运用Fluent软件对比分析常规直角弯头和新型直角弯头两种弯头的内部流场和冲蚀情况,结果显示新型直角弯头相较于常规直角弯头具有更好的耐冲蚀性能。在相同工况下,新型直角弯头冲蚀区域面积大大减少,同时降低了最大冲蚀率。新型直角弯头的结构便于在冲蚀较严重的倒角处喷涂耐磨涂层,提高圆角处的耐冲蚀性能,从而进一步延长弯头整体的使用寿命。

摘要： 针对目前风沙环境下混凝土壁面从不同风速和风向上存在冲蚀磨损差异性,采用RNG k-ε湍流模型结合离散相(DPM)模型耦合求解,建立了风沙两相流作用下混凝土壁面的冲蚀磨损数值模型。对比混凝土立方体模块的物理冲蚀磨损实验数据,验证了该模型具有较好的准确性和可靠性。后续围绕混凝土表层形态优化设计,详细分析了凸条壁面冲蚀磨损的形成和发展机制,同时深入探讨了凸条数量、间距等相关因素对冲蚀磨损的影响。结果表明,风沙流速度越大,凸条壁面的冲击作用越明显,冲蚀磨损越严重;入射角度越大,凸条壁面的微切削作用越明显,抗冲蚀磨损效果也越好。

摘要： 根据计算流体力学的原理和方法,以流场数值模拟为基础,研究海洋石油平台修井机井控管线弯头的固液两相流在低浓度下的流场分布。结果表明:90°弯头和120°弯头最大磨损率都发生在弯头的外拐角处,最容易发生刺漏,在相同条件下,90°弯头抗磨损能力最低,带缓冲结构的弯头抗磨损强度最高,弯径比数值越大,冲蚀磨损率越小。海洋石油平台修井机井控管线使用90°弯头时应进行内加厚或外加厚,或直接使用带缓冲靶结构的弯头。

摘要： 为了探究柱塞型节流阀在节流过程中因受到高速颗粒冲击和流体冲蚀而导致节流阀失效的问题,以PCG,2-9/16×15M型节流阀为研究对象,采用欧拉-拉格朗日法和离散模型,研究了不同开度、质量流量、流体速度及颗粒直径对阀座和阀芯的冲蚀规律。研究结果表明:随着开度的减小,节流阀主要冲蚀区域从阀体内腔节流处转为导流面节流处;在不同开度下,随着流速的增加,最大冲蚀率统一呈现上升趋势,并随着开度的增加,上升趋势更加明显;随着颗粒直径的增加,最大冲蚀率呈现上升趋势;随着质量流量的增加,最大冲蚀率不稳定,大体呈现上升趋势;节流阀通常在小开度下工作,小开度的不同工况下,节流阀最大冲蚀位置都处在节流阀阀芯上,将节流口处改为阶梯形结构,通过仿真结果对比,可有效降低节流阀最大冲蚀率。研究结果可为节流阀的进一步优化设计提供参考。

摘要： 海水中存在大量污染物,其中悬沙颗粒会对海水液压元件造成不同程度的冲蚀磨损;配流阀的冲蚀磨损会降低海水泵的容积效率,使用离散项模型对水介质下悬沙颗粒对海水泵配流阀的冲蚀磨损现象进行数值模拟计算,研究阀口开度与入口流速对球型配流阀阀芯及阀座冲蚀磨损的影响。结果表明:不同阀口开度下阀座表面的冲蚀位置有明显差异,而阀芯表面冲蚀磨损位置几乎一致,阀芯及阀座的冲蚀率均随阀口开度的增大而减小;不同入口流速对与阀芯表面的冲蚀率影响更为显著。

摘要： GH720Li合金一直广泛应用在包括涡轮盘等关键部件.实际应用过程中的冲蚀磨损影响其使用寿命,但对其研究一直被忽略.本文中,针对GH720Li合金,利用自制冲蚀磨损试验装置,研究其常温条件下的冲蚀磨损特性.通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和硬度变化测量等手段详细观察磨损表面形貌与垂直方向的组织变化规律.实验表明,GH720Li合金具有冲击角度依赖性,在常温下的冲蚀磨损中粒子速度越高,冲蚀速度越快,当粒子速度较大时,60°冲击角度下的冲蚀速度最快.该研究提出GH720Li高温合金常温冲蚀磨损的基本磨损机理,对高温合金材料的研制开发以及涡轮盘设计具有现实意义.

摘要： 冲蚀磨损现象广泛存在于输送装置中的配管弯头、阀门、涡轮叶片、直升机叶片及风扇等部件中,已成为造成重大事故和经济损失的重要原因之一.因受到气-固-液-热等多场耦合环境下的众因素的交互作用,如何有效的评估冲蚀磨损情况,预测材料使用寿命,快速的选择研发合适材料,已经成为磨损研究的主要课题.本文结合作者对冲蚀磨损数值分析研究,介绍了国内外冲蚀磨损数值模拟研究的现状,讲述了不同种情况下单一冲蚀粒子与多个粒子的冲蚀模拟研究内容,并对冲蚀磨损研究中存在的问题和未来研究工作发展的方向进行阐述.

摘要： 采用密度函数修正的RNGk-ε湍流模型、Schneer-Sauer空化模型、颗粒冲击-反弹恢复系数模型和冲蚀磨损模型,对调节阀空化/磨损进行数值计算,获得不同开度(结构)下速度、压力、空化区域、磨损率等参数的分布规律.结果表明:在20％开度(结构下),阀内空化区面积和回流速度降低,阀芯进入了相对稳定的空蚀/磨损期;在40％开度(结构)下,阀内空化区面积和回流速度增加,加剧了阀芯顶部的空蚀/磨损;阀芯已损伤表面轴对称中心处的磨损率最大,该区域的磨损率比抛物线表面高2个数量级;数值计算结果与调节阀在不同开度(结构)下的实际损伤形貌相吻合,验证了计算结果的准确性;减少阀芯头部圆弧半径,可降低阀芯头部的空化强度和磨损率,延长其使用寿命.

摘要： 采用自行设计的气流喷砂式热态固体粒子冲蚀磨损试验机,在空气气氛下使用36#SiC为冲蚀粒子,对SiC-Sialon复相耐火材料进行了冲蚀磨损.研究了冲蚀温度和冲蚀角度对SiC-Sialon复相耐火材料冲蚀磨损行为的影响.结果表明:随着冲蚀温度的升高,SiC-Sialon复相耐火材料的体积冲蚀率先增高后降低;随着冲蚀角的增大,SiC-Sialon复相耐火材料的体积冲蚀率逐渐增大.在冲蚀温度为1400°C和冲蚀角为30°时,体积冲蚀率最小,为0.587 mm3/g.在1000°C以下材料的冲蚀磨损机制主要以脆性冲蚀为主;超过1000°C时,材料表面发生氧化,生成的致密的氧化物保护层对材料抗高温冲蚀磨损起到重要增强作用.

摘要： 中粗砂土质对疏浚泵内流道壁面的冲蚀磨损严重,准确模拟疏浚泵内高浓度的砂-水两相流动并预测冲蚀磨损情况是疏浚泵数值研宄的重要发展方向.综合考虑计算准确性与资源消耗,设置了适用于中粗砂浆冲蚀疏浚泵内壁的数值模型,对比了离散相及浓离散相方法求解不同浓度砂浆对叶轮的冲蚀磨损,发现离散相方法忽略了体积分数的影响,无法准确求解泵内高浓度的砂浆流动.通过对叶轮内两相流场的分析,探讨了冲蚀及砂粒浓度增加后冲蚀位置变化的可能原因,为该泵叶轮的优化改造提供理论依据.通过编写UDF修正壁面碰撞及冲蚀率公式,考虑了壁面附近的高浓度粒子流对其他粒子冲蚀壁面的屏蔽作用,数值求解了22％浓度的砂浆对泵内流道的冲蚀,数值结果与实际泵在相同条件下的磨损情况相近.

摘要： 针对扭力冲击器冲蚀磨损严重,使用寿命有限的问题,本文深入分析了扭力冲击器核心部件的冲蚀形貌,基于数值仿真深入研究扭力冲击器冲蚀磨损规律,勾画了扭力冲击器冲蚀磨损的动态演变过程,揭示了工具严重冲蚀问题产生的内在机理及关键控制因素.基于理论研究成果,对原有扭力冲击器结构进行了优化,新的工具设计方案可显著降低工具的冲蚀磨损,延长工具使用寿命,并使工具能够满足随钻堵漏的需求,有力扩展了工具的应用范围.

摘要： 通过Fluent软件模拟了不同风速、不同粒径和不同冲蚀角度条件下风机叶片的冲蚀分布,结果表明:风机叶片冲蚀量随风速、粒径和冲蚀角度的增加而增加,冲蚀分布由区域状分布逐渐过渡为点状分布,主要集中在叶根、叶片前段和叶尖位置处,且随着冲蚀角度的逐渐增大,冲蚀由叶脊位置扩散到整个叶片的迎风面.

摘要： 弯头是火力发电厂煤粉管道和烟道的主要异形件,气体夹带煤粉或煤灰颗粒在管道中形成高雷诺数气-固两相流,存在着流动特性复杂、阻力较大、冲蚀磨损严重等问题.本文采用欧拉多相流模型以及结合了固壁反弹模型和磨损模型的DPM离散相模型,分别对弯头内的气-固两相流动阻力特性与磨损特性进行了三维数值模拟.通过分析弯径比、转弯角度、截面形状等结构参数对弯头阻力损失、壁面磨损区域分布、壁面磨损率等因素的影响,提出了弯头的优化结构.

摘要： 本文利用SPH方法模拟单个及多个固体颗粒对复合材料层合板的冲蚀过程.计算中将层合板简化为平板,假设固体颗粒为球形.计算模拟了由于碰撞造成的“唇口”规象以及复合材料层合板发生层间分离的现象.利用SPH方法模拟固体颗粒对复合材料的冲蚀是一种新方法,能够比较有效的模拟固休颗粒对层合板造成的冲蚀磨损和损伤.在研究中,通过对单个固体颗粒冲蚀过程的模拟,使用“碰撞有效影响区域”的概念,使得多个固体颗粒连续冲蚀数值模拟得以实现.并通过模拟“碰撞有效影响区域”内材料受到多个固体颗粒连续冲蚀的过程获得材料的冲蚀磨损性能.

摘要： 随着铝土矿硬度升高和装置不断老化,管道-停留罐溶出技术遇到了管道化机组内管磨穿频繁泄漏的瓶颈.本文提出了管道化机组“零泄漏”理念,并从管理、工艺、检修、技改和管道化机组的经济运行周期等五个方面对“零泄漏”目标的实现途径进行了探讨,对氧化铝生产实践具有一定的指导意义.

摘要： 用激光焊接增材再造材料工艺方法修复石油定向井钻井工具系统中经受冲蚀气蚀腐蚀损伤的精密工件。给出了 激光焊接增材修复用的特种合金成分。激光焊接增材修复时用脉冲激光焊接机，脉冲波形设定为前高功率‑中段降至40‑60%功率的波形，脉宽在6‑12ms (毫秒)范围。为提高这类石油定向井钻井工具中经受介质过流腐蚀冲蚀的精密工件的抗腐蚀冲蚀性能，用高速火焰喷涂工艺，在这类工件的经受介质腐蚀冲蚀的部位喷涂碳化物金属陶瓷涂层。给出了涂层材料成分。

摘要： 本发明实施例公开了一种冲蚀装置，包括：外壳、台架以及喷嘴，外壳内部形成有一个冲蚀腔，台架设置于外壳内，与外壳伸缩连接，将冲蚀腔分割为第一冲蚀腔和第二冲蚀腔，台架上设置有连通第一冲蚀腔和第二冲蚀腔的夹持槽，夹持槽内设置试样，外壳上设置有连通第一冲蚀腔的第一排液口以及连通第二冲蚀腔的第二排液口，喷嘴穿过外壳一端，其出水口位于外壳内且朝向台架。本发明的试样冲蚀磨损速率测量设备不仅能模拟射流冲击与孔缝冲蚀两种冲蚀情况，而且能在这一套设备上，试验冲蚀速率与砂砾速度、流体性质、砂砾尺寸、砂砾含量、冲蚀角度等变量之间的关系，模拟不同的生产条件，具有更为广泛和全面的应用性能。

摘要： 本发明公开了一种曲率可调异质协同耐冲蚀磨损结构冲蚀试验固定装置，是由滑块、底座、螺栓和螺钉组成，曲率可调异质协同耐冲蚀磨损结构的两侧开有与螺栓螺纹直径相同的孔，每侧有两个孔，底座两侧面具有标尺，标尺开设有封闭槽，底座的两侧开设有轨道凹槽；滑块中间长方体侧面开设有通透封闭槽，螺栓穿过通透封闭槽螺接在孔中，滑块两侧长方体的侧面开设有与螺钉配合的螺纹孔；二个滑块分别位于底座两侧的轨道凹槽中与底座用螺钉固定，曲率可调异质协同耐冲蚀磨损结构的二端分别与该滑块用螺栓固定，曲率可调异质协同耐冲蚀磨损结构呈弯曲状态。本发明克服了现有冲蚀磨损试验试样曲率不可调节的局限性，配合所述可调节固定装置与特定条件下的冲蚀磨损试验，可获得试样曲率对其冲蚀磨损磨损率的影响。

摘要： 本发明实施例公开了一种冲蚀装置，包括：外壳、台架以及喷嘴，外壳内部形成有一个冲蚀腔，台架设置于外壳内，与外壳伸缩连接，将冲蚀腔分割为第一冲蚀腔和第二冲蚀腔，台架上设置有连通第一冲蚀腔和第二冲蚀腔的夹持槽，夹持槽内设置试样，外壳上设置有连通第一冲蚀腔的第一排液口以及连通第二冲蚀腔的第二排液口，喷嘴穿过外壳一端，其出水口位于外壳内且朝向台架。本发明的试样冲蚀磨损速率测量设备不仅能模拟射流冲击与孔缝冲蚀两种冲蚀情况，而且能在这一套设备上，试验冲蚀速率与砂砾速度、流体性质、砂砾尺寸、砂砾含量、冲蚀角度等变量之间的关系，模拟不同的生产条件，具有更为广泛和全面的应用性能。

摘要： 一种冲蚀角度和浓度可控式冲蚀磨损试验装置，包括搅拌轴、漏斗、叶轮、出料口、试验釜、螺母、螺杆、连杆、偏心轮、夹具、试样片、电机、控制器、支撑架、第一注水口、密封盖、第二注水口、恒温水浴槽、温度传感器、加热器、出水口、上门框、隔热层、下门框、位置检测器、电动上底门、电动下底门和回收槽，所述电机安装在支撑架上，支撑架安装在密封盖上，电机通过联轴器与搅拌轴相连，控制器安装在支撑架上，控制器通过导线与电机相连，密封盖可分离的安装在试验釜上；本发明的优点是：该装置可广泛模拟水轮机过流部件的不同冲蚀环境，具有结构简单，便于操作的优点。

摘要： 本发明公开了一种曲率可调异质协同耐冲蚀磨损结构冲蚀试验固定装置，是由滑块、底座、螺栓和螺钉组成，曲率可调异质协同耐冲蚀磨损结构的两侧开有与螺栓螺纹直径相同的孔，每侧有两个孔，底座两侧面具有标尺，标尺开设有封闭槽，底座的两侧开设有轨道凹槽；滑块中间长方体侧面开设有通透封闭槽，螺栓穿过通透封闭槽螺接在孔中，滑块两侧长方体的侧面开设有与螺钉配合的螺纹孔；二个滑块分别位于底座两侧的轨道凹槽中与底座用螺钉固定，曲率可调异质协同耐冲蚀磨损结构的二端分别与该滑块用螺栓固定，曲率可调异质协同耐冲蚀磨损结构呈弯曲状态。本发明克服了现有冲蚀磨损试验试样曲率不可调节的局限性，配合所述可调节固定装置与特定条件下的冲蚀磨损试验，可获得试样曲率对其冲蚀磨损磨损率的影响。

摘要： 本发明公开了一种多参数可调的射流、管流相结合的气液固冲蚀磨损实验装置及其使用方法，属于零件表面冲蚀实验技术领域，将高速摄像机与电脑相连，实现射流实验时气液固撞击靶材动态的可视化、颗粒粒径和颗粒三维方向冲蚀速度的测量；同时通过调节电机、计量水泵、电缆加热管和试试样夹持装置，可控制产砂量，携水量，冲蚀温度和冲蚀角度，将测试管段与管道连接实现射流与管流相结合，旋风分离器可实现对砂量的回收再利用，本发能够满足不同条件下气液固混合流体真实冲蚀工况要求，射流冲蚀与管流冲蚀两种实验方式相结合，节省材料，提高实验效率，不仅可以用于冲蚀磨损机理的研究，也可以进行材料耐冲蚀性能的评价，具有良好的应用前景。

摘要： 本实用新型实施例公开了一种冲蚀装置，包括：外壳、台架及喷嘴，台架内置于外壳并将外壳内的冲蚀腔分隔形成第一冲蚀腔和第二冲蚀腔，且台架上设置有用于安装试样的夹持槽，外壳上开设有分别与第一冲蚀腔和第二冲蚀腔连通的第一排液口和第二排液口，喷嘴包括喷管和与喷管一端密闭连通的喷头，喷头的内径沿流体流动的方向先增大后减小，喷管连接于外壳的进液口，喷头的出液端正对夹持槽。本实用新型的试样冲蚀磨损速率测量设备不仅能模拟射流冲击与孔缝冲蚀两种冲蚀情况，而且能在这一套设备上，试验冲蚀速率与砂砾速度、流体性质、砂砾尺寸、砂砾含量、冲蚀角度等变量之间的关系，模拟不同的生产条件，具有更为广泛和全面的应用性能。

摘要： 本实用新型提供了一种带有冲蚀磨粒测速的高温冲蚀磨损试验设备，包括控制柜，所述设备还包括空压机，空压机经过一进气总阀后分为两路，一路连接至一高温冲蚀模块，另一路连接至一测量冲蚀磨粒的冲蚀速度模块；高温冲蚀模块包括第一进气阀、第一调压阀、第一流量计、第一压力表、第一调节阀、第一气砂混合器、第一进砂阀、第一出砂阀以及加热炉；测量冲蚀磨粒的冲蚀速度模块包括第二进气阀、第二调压阀、第二流量计、第二压力表、第二调节阀、第二气砂混合器、第二进砂阀、第二出砂阀以及透明密封套筒；这样先通过冲蚀速度模块对冲蚀磨粒的冲蚀速度进行测量后，再将冲蚀的速度设置在另一路的高温冲蚀模块上进行试验，从而提高样品的试验结果。

摘要： 一种冲蚀角度和浓度可控式冲蚀磨损试验装置，包括搅拌轴、漏斗、叶轮、出料口、试验釜、螺母、螺杆、连杆、偏心轮、夹具、试样片、电机、控制器、支撑架、第一注水口、密封盖、第二注水口、恒温水浴槽、温度传感器、加热器、出水口、上门框、隔热层、下门框、位置检测器、电动上底门、电动下底门和回收槽，所述电机安装在支撑架上，支撑架安装在密封盖上，电机通过联轴器与搅拌轴相连，控制器安装在支撑架上，控制器通过导线与电机相连，密封盖可分离的安装在试验釜上；本实用新型的优点是：该装置可广泛模拟水轮机过流部件的不同冲蚀环境，具有结构简单，便于操作的优点。