Зависимости гидроабразивного износа низкоуглеродистых сталей струей воды с частицами SiO2 от их механических свойств и углеродного эквивалента

Аннотация

Как показывают данные нефтегазовых компаний, абразивный износ, обусловленный воздействием различных видов механических примесей, является причиной от 20 до 40 % отказов следующего важного оборудования: насосно-компрессорных труб, погружного оборудования и промысловых трубопроводов. В статье приведены полученные в результате экспериментальных исследований зависимости гидроабразивного износа низкоуглеродистых сталей струей воды с частицами SiO2 от их механических свойств и углеродного эквивалента. Показано, что при увеличении предела текучести, прочности и твердости стали наблюдается нелинейное снижение гидроабразивного массового износа по гиперболическому закону в соответствии с принятой математической моделью. Полученные на основе выбранной математической модели уравнения регрессии оказались статистически значимыми, что говорит о справедливости данной модели. В результате проведенного исследования установлена зависимость гидроабразивного массового износа от углеродного эквивалента стали, которая имеет гиперболический характер. Полученные уравнения регрессии, отражающие указанную зависимость износа от углеродного эквивалента, оказались статистически значимыми. Реализовано дополнение посредством введения углеродного эквивалента стали, многофакторной математической модели зависимости гидроабразивного массового износа от плотностей компонентов среды, общего числа взаимодействий, приводящих к микрорезанию, радиуса абразивных частиц, угла их атаки и коэффициента трения между ними и атакуемой поверхностью, динамического давления смеси, плотности рабочей смеси жидкости и частиц, предела текучести материала. Установлено, что наименьший гидроабразивный массовый износ имеет образец стали опытной плавки, где имелось высокое содержание углерода и хрома, а также некоторое количество молибдена и ванадия.