Page 66 - 机械工程材料2024年第十一期

崔 璐，等： QT1100连续油管钢的抗液固两相流冲蚀性能

图 5 不同砂质量浓度携砂液以 12 m·s −1 速度、45° 角冲刷后试验钢表面的 SEM 形貌 (0.150~0.180 mm 天然石英砂)
Fig. 5 SEM morphology of surface of test steel after erosion with different sand mass concentrations of carrying fluid at speed of 12 m·s and
−1
angle of 45° (0.150–0.180 mm of particle size of natural quartz sand)

图 6 试验钢冲蚀速率随天然石英砂粒径的变化曲线 图 7 不同砂类型下试验钢冲蚀速率随冲刷速度的变化曲线
Fig. 6 Erosion rate vs particle size of natural quartz Fig. 7 Erosion rate vs scouring speed curves of test steel with
sand curve of test steel different sand types

面造成的冲蚀损伤更为显著；但是由于砂质量浓度 管钢均主要发生机械冲刷磨损，损伤机理为微切削
保持不变，随着砂粒粒径的继续增大，单位流量内砂 和冲击挤压；在小角度（15°~45°） 冲刷时磨损以微切
粒的数量减少，砂粒对试验钢的冲刷次数减少，引起 削为主，在大角度（45°~90°） 冲刷时磨损以冲击挤压
的冲蚀损伤减轻 ［19］ 。 为主。
2.4 砂类型的影响 （2） 试验钢的冲蚀速率随携砂液的冲刷角度增
由图7和图8可见，天然石英砂冲蚀后试验钢的 大先增大后减小，当冲刷角度为45°时，表面冲蚀磨
冲蚀速率更大，产生的冲击坑更深，切削犁沟更长， 损最严重；冲蚀速率随冲刷速度增大而增大，随着砂
造成的冲蚀损伤更大。这说明尖角形天然石英砂对 质量浓度增加先增大，当砂质量浓度为60 kg · m −3
试验钢的冲蚀损伤远大于近球形人工陶粒砂，与文 时减小，随后快速增大。
献［14］ 中的结论吻合。 （3） 随着携砂液中天然石英砂粒径的增大，试
验钢的冲蚀速率先增大后减小，当粒径为 0.150~
3 结 论
0.180 mm时最大；与近球形人工陶粒砂相比，尖角
（1）在试验参数下进行冲蚀后，QT1100连续油 形天然石英砂对试验钢的冲蚀磨损更大。

58