高速固体颗粒冲击下30CrMo钢的冲蚀机理测试研究

目的 随着中国西北部地区油气勘探开发难度不断增加，钻井井控装置的节流管汇面临日益严重的高速颗粒冲蚀磨损问题，为有效支撑节流管汇的冲蚀预测、结构优化以及防冲蚀措施制定等工作的开展。方法 依据标准ASTM-G76，采用气-固喷嘴冲蚀试验法，使用空气射流冲蚀试验机，开展了节流管汇材料30CrMo钢的冲蚀试验，并利用三维显微镜、扫描电镜（SEM）等设备，对试验结果进行了失重分析、三维轮廓分析和微观形貌分析。结果 冲蚀速率随冲击角（15°～90°）增加而减小，随颗粒冲击速度（107～149 m/s）增加而增大；冲蚀面积随冲击角增加而减小，几乎不随颗粒冲击速度变化；冲蚀深度随冲击角增加而先增大后减小（在60°冲击角附近最大），随颗粒冲击速度增加而增大；30CrMo钢的冲蚀机制受冲击角影响，不受颗粒冲击速度影响；在低冲击角（15°、30°）下以犁削机制为主，在中等冲击角（45°）下以犁削、压实与开裂的混合机制为主，在高冲击角（60°、90°）下则以压实与开裂机制为主。结论 高速固体颗粒冲击下30CrMo钢的材料移除过程为典型的塑性材料冲蚀行为；冲击角通过冲蚀机制影响冲蚀速率，颗粒冲击速度通过颗粒冲击...

Erosion Mechanism of 30CrMo Steel Impacted by High Speed Solid Particles