提高硬質合金噴嘴使用壽命（二）
- 分類：鎢的知識
- 發佈於：2015年8月11日
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從結構形狀的方面來看，常用的硬質合金噴嘴有直孔型、圓錐形（空心型和實心型）、扇形、文丘裏、多孔等等，根據分類的用途特點不一樣還有多種分類方式。以常用的硬質合金水力噴砂噴嘴內流道形狀為例，有圓錐形、錐直型（圓錐形收縮段加圓柱形加速度段）、流線型、等變速型等形式。通過實驗對比發現，在水力噴砂射流系統中，發現性能比較如下：等變速型噴嘴＞流線型噴嘴＞錐直型噴嘴＞圓錐型噴嘴。目前錐直型噴嘴應用較為廣泛，主要參數有收縮角α、出口直徑d、加速段長度l和噴嘴長度L，以及長徑比l/d。噴嘴出口直徑一般由射流的流量及壓力決定，當流量不變時，如果縮小出口直徑，相應的壓力和流速就會變大，從而增加砂粒衝擊動能，使得噴嘴出口段磨損增加。
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提高硬質合金噴嘴使用壽命（一）
- 分類：鎢的知識
- 發佈於：2015年8月11日
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從目前市場上使用的射流噴嘴材料來看，有鋼、陶瓷、硬質合金、金剛石、人造寶石等，其中硬質合金具有高硬度、高韌性和高耐磨性的特點使得其是現如今應用於噴嘴材料中最為廣泛的一種。從微觀組織結構上看，它與耐磨性能緊密相關。通過實驗對比發現，國產WC硬質合金噴嘴由於組織顆粒的邊界分明而粒子間的結合強度不高，從而導致在射流所攜帶顆粒的衝擊下，噴嘴流道中的粉末顆粒容易被剝落。而國外的WC硬質合金材料以結晶態存在，所以其所製作的噴嘴耐磨性能遠高於國產WC硬質合金噴嘴。所以通過冶金成核長大的粗大顆粒，在高壓環境下形成的組織具有良好的耐磨性能。
從力學性能方面來看，金屬材料、硬質合金和陶瓷三種材料的沖蝕磨損特徵及磨損機理不同。金屬材料的韌性高於脆性的陶瓷材料，它們之間的沖蝕率差別很大，YT15硬質合金的沖蝕率比B4C陶瓷高了一個數量級，這也說明了材料的硬度對抗沖蝕性能的影響要遠大於斷裂韌性所帶來的影響。
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硬質合金水力噴砂噴嘴磨損分析（二）
- 分類：鎢的知識
- 發佈於：2015年8月11日
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當硬度低於噴嘴材料的砂粒以較大的沖蝕角與噴嘴內壁發生碰撞時，會使得噴嘴內表面發生較大變形，加上水射流的衝擊會使得其硬化，其表面微裂紋擴展或新裂紋逐漸形成都會使得應力超過材料強度極限並最終脫落，這屬於疲勞磨損。對於硬度較高但是屬於脆性材料的硬質合金噴嘴來說，其內壁表面在受到硬度較高且粒度較大的砂粒碰撞衝擊時易產生橫向及縱向的裂紋，使得水射流進入後沿裂紋擠入產生壓裂的情況，使得裂紋不斷擴展，最終斷裂並從噴嘴內表面剝離，這就是脆性斷裂磨損的表現。
此外，砂粒在噴嘴流道內高速運動，其中部分的砂粒在與噴嘴內壁劇烈摩擦的過程中產生大量的熱量，而水的冷卻降溫雖然帶走了一部分熱量，但也使得產生了局部溫差及熱應力場，從而導致了熱剝離。其餘熱量使噴嘴內壁表面微觀組織產生化學活潑性並擴散到水中，導致內壁部分表面化學成分變化，從而降低了噴嘴材料的性能，加劇了磨損，也稱擴散磨損。
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圍壓對硬質合金多孔噴嘴特性的影響（二）
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- 發佈於：2015年8月11日
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隨著孔數的增加，孔徑、孔深和破碎體積會隨著圍壓的增加而衰減程度升高。不同孔數的噴嘴破岩效果對圍壓的敏感程度不同，孔數越多，孔徑、孔深、破岩體積衰減幅度越大。這是因為孔數多時，每股射流的水力能量就相對較小，衝擊面積也減小，噴出後的有效距離越短。另一方面則是增大圍壓不但增大了岩層強度也增大了岩石塑性，促使岩石從脆性破壞轉變為塑性破壞，這兩個性質的轉變均會提高射流破岩所需的門線壓力。所以在深水、油氣井筒等高圍壓的條件下，在保證鑽孔孔徑的情況下，適當減少孔眼的數量有利於提高硬質合金多孔噴嘴的破岩效率。
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圍壓對硬質合金多孔噴嘴特性的影響（一）
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- 發佈於：2015年8月11日
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圍壓指的是各向等壓的應力狀態，即作用在任一點上的三個主應力相等，所以又被稱為靜水壓力或流體靜壓力，在地殼中還被稱為靜岩壓力或靜地壓力。而鑽井圍壓一般指地層中作用于岩石水準方向上均勻的壓應力。在岩石力學試驗中，鑽井圍壓主要是測試岩樣水準四周受到的液壓力。而油井工程中上覆岩層壓力分解後水準方向上的應力稱為圍壓。有相關實驗資料表明，隨著圍壓的增加，岩石破碎體積下降，此時單孔噴嘴破岩能力要高於多孔噴嘴，且多孔噴嘴衰減的幅度較大。在較小的圍壓條件下，破碎體積降低的速率更快，當圍壓達到一定值之後，破岩效果的衰減幅度明顯減緩。此外，圍壓條件下孔的數量對多孔噴嘴破岩效果影響不同。
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