目前天然氣管道工業(yè)發(fā)展迅速，但由于凈化設(shè)備性能的限制，天然氣在管道輸送過程中，夾帶的微小固體顆粒會(huì)對(duì)管道產(chǎn)生沖蝕磨損，進(jìn)而引發(fā)管道失效，造成安全隱患與經(jīng)濟(jì)損失，故引起人們極大關(guān)注。沖蝕磨損是指固體表面與具有一定速度的含有固相微粒的氣體相互作用下所產(chǎn)生的一種磨損現(xiàn)象。相比電化學(xué)腐蝕作用對(duì)金屬管道內(nèi)壁的破壞，沖蝕磨損對(duì)管道的破壞不但在機(jī)理上更加復(fù)雜，而且將加重腐蝕程度。根據(jù)氣田現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，彎頭部位沖蝕磨損率比直管部位高50倍，它們對(duì)彎頭管壁處的影響往往大于直管道。

　　沖刷腐蝕一般是指流體或固體顆粒以一定的速度和角度對(duì)物體表面進(jìn)行沖擊，發(fā)生材料損耗的一種現(xiàn)象。管道沖蝕是一個(gè)十分復(fù)雜的過程，它與管道流量、管道幾何構(gòu)造、管壁材料、流體性質(zhì)、輸沙率、砂粒形狀、砂粒粒徑等諸多因素均有關(guān)系。生產(chǎn)過程中油氣流動(dòng)方向的突然改變或者由于流動(dòng)受限而導(dǎo)致的顆粒碰撞都是造成組件侵蝕破壞的重要原因。油氣田開發(fā)過程中的液/固兩相流工況給多相流輸送帶來嚴(yán)重困難。

　　目前，隨著油田開采時(shí)間的延長，原油中的水和砂的含量逐漸增加，原油含量相對(duì)減少，輸油管線腐蝕速率逐漸加劇。在開采過程中，存在眾多的與含砂流體接觸的錐形管，砂粒經(jīng)過長時(shí)間碰撞管道內(nèi)壁、彎頭等管道部件，對(duì)管道系統(tǒng)造成侵蝕破壞，其壽命會(huì)顯著縮短，存在安全隱患，進(jìn)而造成危險(xiǎn)事故與巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

　　由于較大沖蝕速率在工程安全生產(chǎn)中的特殊作用，分析顆粒參數(shù)變化與較大沖蝕速率之間的關(guān)系具有重要意義。在顆粒粒徑為200μm，顆粒流量為0.2kg/s的條件下，顆粒流速與較大沖蝕速率關(guān)系。

　　較大沖蝕速率隨著顆粒流速的增加而增大，呈指數(shù)關(guān)系，說明速度因素對(duì)于較大沖蝕速率的影響較大。錐形管中各截面處顆粒的較大沖蝕速率。可知，在相同截面處，隨著顆粒速度的增加，較大沖蝕速率也增加，且隨著速度增加沖蝕速率增加的程度越快;在不同截面，相同速度下，隨著錐形管截面順著來流方向的移動(dòng)，沖蝕速率逐漸增加，且在高流速下，沖蝕速率增加較大。由此可知在一定流速范圍內(nèi)，錐形管中流速越大、順著來流方向越往后的彎頭處沖蝕速率越大且增加越快。

　　在顆粒粒徑為200μm，顆粒流速為20m/s條件下，不同顆粒流量與較大沖蝕速率的關(guān)系。顆粒流量與較大沖蝕速率呈正比關(guān)系，隨著顆粒流量的增加，較大沖蝕速率逐漸增加，說明顆粒流量的增加加劇了錐形管的磨損。在相同截面處，隨著顆粒流量的增加沖蝕速率增大，但沖蝕速率增加比較均勻。而在相同流量下，順著來流方向，截面的沖蝕速率逐漸增加，但增加速率較小，因此，顆粒流量對(duì)于沖蝕速率的影響不顯著。當(dāng)顆粒流量增加到一定數(shù)量時(shí)，沖蝕速率不再增加。

　　不同錐形管截面的較大沖蝕速率。粒徑在100~250μm范圍內(nèi)，由于慣性力作用占主導(dǎo)，顆粒與正對(duì)來流方向進(jìn)行碰撞，因此在角度較大截面處沖蝕速率較大。而粒徑為50μm時(shí)，由于粒徑較小，在彎頭處受二次流影響顯著，因此在彎頭處的內(nèi)側(cè)面沖蝕速率較大，在90°截面處反而沒前面截面大。

　　我們?cè)谶M(jìn)行錐形管加工的過程中，不僅要采用先進(jìn)的技術(shù)工藝進(jìn)行處理，同時(shí)還需要采取適當(dāng)?shù)拇胧┘右钥刂啤１热缭诋a(chǎn)品加工的過程中，如果溫度超過一定范圍的話，那么產(chǎn)品的表面會(huì)出現(xiàn)一定程度的變形，這樣產(chǎn)品的表面會(huì)出現(xiàn)很多的細(xì)裂紋。因而在加工過程中需要合理控制其的溫度情況。

　　當(dāng)然，之所以會(huì)出現(xiàn)這樣的問題，一方面是由于溫度不合理，另一方面的原因是所用材質(zhì)質(zhì)量不過關(guān)。因而在錐形管加工期間可能會(huì)出現(xiàn)因高速變形會(huì)導(dǎo)致加工的設(shè)備出現(xiàn)損壞的情況。那么，這些裂紋是如何形成的呢?事實(shí)上，這些裂紋的出現(xiàn)需要一定的條件。

　　結(jié)合實(shí)際的加工情況來分析，其實(shí)在錐形管加工過程中，其中裂紋的長度可以達(dá)到縱軸垂直于晶界，也是說垂直于拉伸管夾，在進(jìn)行熱處理以后，產(chǎn)品需要進(jìn)行彎曲，產(chǎn)品表面的微裂紋會(huì)變成晶拽，一般研究錐形管加工設(shè)備的力學(xué)和微裂紋的情況，產(chǎn)品的抗拉強(qiáng)度在室內(nèi)的溫度下是不會(huì)受到影響的。

　　除此之外，關(guān)于錐形管的彎曲度控制也是非常重要的因素。事實(shí)上，對(duì)于錐形管加工產(chǎn)品而言，不同的半徑以及角度的不同產(chǎn)品的彎曲方向也會(huì)出現(xiàn)改變，這樣的產(chǎn)品也成為工程管道中不可缺少的一部分，要是產(chǎn)品的壁厚出現(xiàn)了變化以及彎曲的力學(xué)性能出現(xiàn)變化到會(huì)影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，產(chǎn)品在進(jìn)行加工的時(shí)候其技術(shù)是非常重要的。