冲蚀
PIPESIM冲蚀和腐蚀
冲蚀计算——Salama模型
模型中所需的参数如下： – 最大允许冲蚀率：被认为是“可接受的”冲蚀率，用来计算冲蚀速度。
在PIPESIM辅助输出页中，冲蚀速度表现为流体平均流速的比值。默
认值为0.1mm/a。 – 出砂速率：衡量出砂量的速率，是液体流量的比值。单位为PPM （体积）。如果砂流量为0，则冲蚀率不会被计算。 – 砂砾尺寸：砂砾的平均尺寸。默认值为0.25mm。 – 几何结构常数：基于常数Sm的几何结构常数。默认值为5.5（针对弯 头）。 – 效率：用于匹配现场数据的乘数。默认值为1。
2
冲蚀计算——API 14E模型
API 14E模型来源于美国石油协会标准（API RP 14E），它是个无固体模 型，并仅会计算冲蚀速度（不会计算冲蚀率）。在实际应用中可预测产
生明显冲蚀的峰值速度，但它假定流动类型和多相流中各组分恒定，不
考虑颗粒大小、硬度、雷诺数和其他变量的影响。 若流体中存在固体物质（如砂等），也可对管线材料产生冲蚀，此时就
PIPESIM中共有两种可用的冲蚀预测模型
– API RP 14E
– Salama
三个概念：冲蚀速率（Erosion Velocity），冲蚀率（Erosion Rate），冲蚀速率比（Erosion Velocity Ratio） 计算冲蚀速度和冲蚀速率（EVR） Actual Velocity EVR = API 14E or Slama Erosional Velocity Limit EVR >1 Erosion concerns
没有产生冲蚀的最小速度。
API标准中的冲蚀峰值速度可由下式计算得到：
ve
其中 ve = 冲蚀速度，ft/s C = 经验常数
混凝土的抗冲蚀性与防冲蚀措施
混凝土的抗冲蚀性与防冲蚀措施混凝土是一种广泛应用于建筑和基础设施工程中的材料，具有优异的抗压性和耐久性。
然而，随着时间的推移和外界环境的影响，混凝土可能会受到冲蚀的损害。
冲蚀是指水流或其他介质在物体表面携带颗粒物质的过程，在混凝土结构中常见的冲蚀包括水冲蚀和颗粒冲蚀。
本文将以混凝土的抗冲蚀性为中心，探讨各种防冲蚀措施及其应用。
一、混凝土的抗冲蚀性混凝土的抗冲蚀性是衡量其耐久性和使用寿命的重要指标。
主要受以下几个因素影响：1. 混凝土配合比和材料选用：合理的配合比和选用优质的材料可以改善混凝土的密实性和耐久性，提高其抗冲蚀性能。
2. 混凝土强度：较高的混凝土强度可以提高其抗冲蚀性。
因为强度高的混凝土更加坚硬和耐磨损，能够更好地抵抗冲击和颗粒冲蚀。
3. 表面处理：混凝土的表面处理可以增加其抗冲蚀性能。
例如，利用特殊的抗蚀剂进行喷涂或浸泡处理，可以形成一层保护膜，提高混凝土的耐冲蚀能力。
二、防冲蚀措施为了提高混凝土的抗冲蚀性能，以下是几种常见的防冲蚀措施：1. 表面涂层和涂料：通过涂覆特殊的抗冲蚀涂料或树脂，在混凝土表面形成一层保护膜，起到防蚀作用。
这种方法可以有效阻止水分和颗粒物质对混凝土的侵蚀，延长混凝土的使用寿命。
2. 添加防冲蚀剂：在混凝土的制作过程中掺入特殊的防冲蚀剂，能够改善混凝土的抗冲蚀性。
防冲蚀剂可以填充混凝土中的微孔和空隙，提高其密实性，同时增加混凝土的抗冲蚀能力。
3. 加固混凝土结构：对于特别暴露于冲蚀环境的混凝土结构，可以考虑采取加固措施。
通过在混凝土结构外部增加钢筋、纤维材料等增强材料，可以提高混凝土的抗冲蚀性和整体强度。
4. 排水系统的优化：在建筑物周围设置合理的排水系统，确保水流顺畅排除。
排水系统的优化可以降低冲蚀的发生，减少对混凝土的侵蚀程度。
5. 定期维护：定期检查和维护混凝土结构，迅速修复和处理发现的冲蚀问题。
及时的维护可以延长混凝土的使用寿命，减少冲蚀带来的损害。
综上所述，混凝土的抗冲蚀性是保证其耐久性和使用寿命的重要因素。
压铸模具浇口冲蚀原因
压铸模具浇口冲蚀原因1 浇口冲蚀的定义压铸模具是生产压铸件的关键设备之一，模具的品质直接关系到压铸件生产许多指标的稳定性和优良性。
而在模具生产的过程中，浇口冲蚀是一种较为常见的问题。
浇口指的是压铸模具中流入金属熔体的部分。
在压铸成型结束后，浇口就呈现出一个圆形空洞。
冲蚀指的是在浇口处，由于金属液流动的冲击力过大而形成的凹坑和深坑。
而浇口冲蚀是指在压铸成型中，浇口处因为冲击力太大而出现的问题。
2 浇口冲蚀的影响浇口冲蚀的存在，必然会对压铸件的表面光滑度和外观质量产生影响。
更为严重的是，浇口冲蚀还会使得压铸件在尺寸精度和力学性能等方面出现不稳定现象，严重的话，还会导致零件的报废。
3 浇口冲蚀的原因浇口冲蚀的产生，原因有很多种。
首先是模具设计不当。
模具浇口处不合理或流道尺寸设置不到位，或流道阻力过大，都会导致金属液流动过程中发生较大的冲击力，导致冲蚀产生。
其次，是金属液质量不良或金属液温度过高。
金属液质量不良常常导致金属液的表面张力太大，从而使得金属液不易均匀的填充至浇口处，从而产生较大的冲击力。
金属液温度过高则会造成金属液流动性差，浇口处流量不当也会出现较大的冲击力。
最后，是工艺操作不当。
例如铸造压力过大、浇注速度过快、注粘度不当，都会对浇口造成较大的压力，导致浇口冲击力过大而形成冲蚀。
4 防止浇口冲蚀的方法针对浇口冲蚀的成因，通过增强模具的设计，选用合适的工艺参数，提升金属液的品质等方法都可以有效的避免或减少浇口冲蚀。
例如在模具设计上，可以采用圆弧形浇口，缩短流道长度，增加流道截面面积等措施；在工艺参数设置上，可以逐步上升压力和速度等操作技巧等方法都可以有效的防止浇口冲蚀的问题。
幸运的是，通过以上的方法综合使用，浇口冲蚀的问题最终是可以不再产生的。
压铸模具冲蚀表面强化处理
四、ASN： 提高模具抗冲蚀性能的表面处理
ASN表面强化处理
什么ASN表面处理?
ASN是在通过特殊工艺析出活性氮，碳 原子的气氛中进行低温浅层氮碳共渗的方 法。从而获得以渗氮为主的无白亮层氮碳 共渗层,化合层深度约3-5丝.(此工艺结合 ASO效果佳)
膜
ASO表面强化处理的机理
• 对压铸模进行ASO处理，在不改变原材料机械性 能的前提下，模具表面产生致密的连续的保护性
Fe3O4膜，呈鱼鳞状，这层保护氧化膜隔离了液
体金属与模具材料的直接接触， 从而能有效延缓 液体金属对压铸模具材料表面的粘着和熔损从而
提高模具抵抗侵蚀, （ASN+ASO复合处理更能体现模具优良的抗冲蚀 和侵蚀性.） • 蒸汽氧化膜其表面鳞片状结构增强了模具表面对 润滑剂的附着，降低摩擦系数，易于脱模。
裂纹弥合，在制品上不再有明显裂纹复制的 痕迹
ABP是提高模具耐热疲劳性，抵抗早期龟 裂即经济又实惠的方法！！
三、 ASO： 提高模具抗侵蚀性能的表面处理
ASO表面强化处理
什么是 ASO 表面处理?
ASO采用特别开发专用的设备，进
行蒸汽加热，在模具表面生成致密 的，稳定的具有保护性的Fe3O4氧化
ABP使表面的应力状态改善
60
20
Stress (kg/cm2)
-20
0
-60
-100
-140
-180
机械应力
5 10 15 20 25 30 35
ABP
Distance form surface(μm)
改善表面显微组织
ABP
EDM
冲蚀磨损
K1rav0b
• 对球形磨粒：
a3 m m2
• 对多角形磨粒： a 3.6 m m2
• 对任一形状磨粒：
b 2.4
m
m2
其中
K1
E
0.8
2 b
• E为靶材的弹性模量
• δb为材料的弯曲强度 • r为磨粒的尺寸
• v0为磨粒的速度 • m为材料缺陷分布常数
• 实验表明，几种脆性材料的a和b实验值与理论 值基本一致（如玻璃、Mg O、石墨等）
Q) (V sinα)1/2
M
2Q [V 2cos2α-K1(V sinα-K ) 3/2
Α＞α0
• W = WD + WC • M为冲击磨粒的质量
• V为磨粒的速度；α为冲击角；ε为变形磨损系 数；Q为切削磨损系数；α0为两式相等时的角
度；C、K、K1都为常数 • 该理论设想正确，并得到证实。
• 谢尔登和凯希尔，1972，第一台单颗粒冲蚀磨 损实验机，2.5mm，SiC磨料、钢球、玻璃球， 直接观察到磨痕形貌，冲击坑边缘的“挤出 唇”，并很容易被后冲击的磨粒打掉。
• 磨粒如一把微型刀具，当它划过靶材表面时，
变把材料切除而产生磨损。
• 公式表明：材料的磨损体积与磨粒的质量和速 度的平方（即磨粒的动能）成正比，与靶材的 流动应力成反比，与冲角α成函数关系。
• 实验研究表明：对于延性材料，多角形磨粒，
小冲角的冲蚀磨损，切削模型非常适用；
• 对于不很典型的延性材料（如一般的工程材 料），脆性材料，非多角形磨粒（如球形磨 粒），冲角比较大（特别是冲角=90°）的冲 蚀磨损偏差较大。
四、绝热剪切与变形局部化磨损理论
• 哈青斯，1979，9.5mm，钢球，Biblioteka 70m/s，冲击 低碳钢发现变形唇。
压铸模冲蚀的原因及防治
入子0.13mm
澆道0.3mm
模具設計
澆注系統設計盡量減少對模仁的衝擊、沖蝕
模穴避免尖角R〉1mm
冷卻水路的設計
型腔至水路距離最少25mm
型腔底部夾角至水路距離最少50mm
澆道至水路至少28mm
水路與水路間距為3Φ
用銅棒改善冷凍效果
銅棒與模仁間隙為0.1mm~0.05mm
主流道長度〉50mm
﹝料管位置不能離模穴太近﹞
壓鑄生產中模具去應力回火時間的安排
第1次試模後
第2次1000~2000shoot
第3次5000~10000shoot
以後1~2萬模次
另外參考資料﹝應視我們的製程條件去定SOP﹞
模具使用一段时间后，由于压射速度过高和长时间使用，型腔和型芯上会有沉积物。这些沉积物是由脱模剂、冷却液的杂质和少量压铸金属在高温高压下结合而成。这些沉积物相当硬，并与型芯和型腔表面粘附牢固，很难清除。在清除沉积物时，不能用喷灯加热清除，这可能导致模具表面局部热点或脱碳点的产生，从而成为热裂的发源地。应采用研磨或机械去除，但不得伤及其它型面，造成尺寸变化。经常保养可以使模具保持良好的使用状态。新模具在试模后，无论试模合格与否，均应在模具未冷却至室温的情况下，进行去应力回火。当新模具使用到设计寿命的1/6～1/8时，即铝压铸模10000模次，镁、锌压铸模5000模次，铜压铸模800模次，应对模具型腔及模架进行450—480℃回火，并对型腔抛光和氮化，以消除内应力和型腔表面的轻微裂纹。以后每12000～15000模次进行同样保养。当模具使用50000模次后，可每25000～30000模次进行一次保养。采用上述方法，可明显减缓由于热应力导致龟裂的产生速度和时间。
冲蚀实验标准
冲蚀实验标准
冲蚀实验标准因不同的领域和目的而有所不同，以下是一些常见的冲蚀实验标准:
1.国际标准分类中，涉及到机械试验、电站综合、有关航空航天制造用镀涂和有关工艺、金属的腐蚀、水力工程、流体动力系统、钢铁产品、金属材料试验等领域。
2.中国标准分类中,涉及到海洋石油作业用设备、汽轮机及其辅助设备、航空与航天用非金属材料、金属化学性能试验方法、水轮机及其辅助设备、电子技术专用材料、其他特种合金等领域。
3.美国材料与试验协会(ASTM) 的标准实施规程和标准试验方法，涉及到液体冲击冲蚀试验的标准实施规程和转动仪器进行液体冲蚀试验的标准试验方法。
4.国家能源局的标准，涉及到管道系统冲蚀磨损评估推荐作法。
5.行业标准电力中，涉及到汽轮机通流部件冲蚀损伤修复与防护技术导则。
6.其他组织制定的标准，如英国标准学会(BS EN 62364)、法国标准化协会(NF C55-407)、国际电工委员会(IEC62364)等，涉及到液压机、水斗式涡轮机水冲蚀处理等方面。
需要注意的是，以上仅是些常见的冲蚀实验标准，具体的标准和规范还需根据具体的领域和需求来确定。
制表：审核：批准：。
多相流体流动中的冲蚀现象分析
多相流体流动中的冲蚀现象分析引言多相流体流动中的冲蚀现象是工程领域中的一个重要问题。
冲蚀现象的发生会对流体流动的稳定性和工程设备的寿命产生不利影响。
因此，研究多相流体流动中的冲蚀现象具有重要的理论和实际意义。
本文将对多相流体流动中的冲蚀现象进行分析和探讨，以期提供有关冲蚀问题的科学理论支撑和工程实践指导。
一、多相流体流动的基本原理多相流体流动是指在同一空间中存在两种或两种以上的物质同时流动的现象。
根据不同的物理特性和流动规律，多相流可以分为气固、气液、液固等不同组合。
对于不同的多相流体系统，其流动行为和冲蚀特性会有所不同。
因此，在研究多相流体流动中的冲蚀现象时，需要首先理解多相流体流动的基本原理。
多相流体流动中的冲蚀现象通常是由高速流动流体对固体表面的撞击和摩擦引起的。
冲蚀过程中，流体中的固体颗粒被冲刷、侵蚀和破坏，最终导致固体表面的损坏和磨损。
冲蚀现象的发生取决于多种因素，包括流体性质、流速、固体表面的特性等。
因此，研究多相流体流动中的冲蚀现象需要综合考虑多个因素的影响。
二、多相流体流动中的冲蚀机理多相流体流动中的冲蚀机理是冲蚀研究的核心问题。
冲蚀机理的研究可以帮助我们深入理解冲蚀现象的发生和演化过程，为冲蚀问题的预测和控制提供理论依据。
冲蚀机理主要包括两个方面：液固冲蚀和气固冲蚀。
液固冲蚀是指在液相流动中，液体撞击固体表面造成的冲蚀现象。
而气固冲蚀是指在气相流动中，固体颗粒与气体流动的相互作用引起的冲蚀现象。
液固冲蚀和气固冲蚀的机制有一定的相似性，但也存在一些差异。
在液固冲蚀中，流体的流速和固体表面的材料性质是冲蚀机理的主要影响因素。
流体的高速冲击会导致固体表面的局部破坏和脱落，进而引起冲蚀现象。
固体表面的材料性质对冲蚀机理也具有重要影响。
例如，硬度大、表面粗糙的材料更容易发生冲蚀。
在气固冲蚀中，气体流动的速度和颗粒的性质是冲蚀机理的重要因素。
气体的高速流动会导致气固两相之间的摩擦和碰撞，进而引起冲蚀现象。
冲蚀率单位
冲蚀率单位
冲蚀率是指地表的土壤或岩石由于风、水、冰等自然力量的作用而被侵蚀的速度。
它是地质学中一个重要的指标，可以用来评估一定时间内地表的侵蚀情况，对于土地利用规划和环境保护具有重要意义。
冲蚀率的单位通常使用每年侵蚀的土地面积来表示，常用的单位有平方米/年、公顷/年等。
这个单位直观地反映了一个地区每年由于冲蚀而失去的土地面积，越大表示冲蚀越严重。
冲蚀率的高低与多种因素相关，包括降雨量、地形、土地覆盖等。
在降雨量较大的地区，水流的冲击力会增大，容易导致土壤被冲刷走；而在地形陡峭的地区，重力作用会加大土壤的流失。
此外，土地覆盖的情况也会影响冲蚀率，植被覆盖可以减缓水流的速度，减少冲刷的可能性。
冲蚀率的高低对土地的可持续利用有着直接的影响。
当冲蚀率过高时，土地表面的土壤或岩石会被迅速侵蚀，导致土地退化、水土流失、生态环境破坏等问题。
因此，科学评估和监测冲蚀率，制定相应的土地管理措施是非常必要的。
为了降低冲蚀率，人们可以采取一系列措施。
例如，合理规划土地利用，避免在陡峭的山地上进行大规模开发；加强植被的保护和恢复，增加土地的覆盖率；建立沟渠和防护措施，减少水流对土地的
冲击力。
这些措施的实施可以有效减少冲蚀率，保护土地资源，维护生态平衡。
冲蚀率是评估土地侵蚀程度的重要指标，对于土地利用和环境保护具有重要意义。
了解冲蚀率的单位及其影响因素，制定相应的土地管理措施，可以有效减少冲蚀率，保护土地资源，实现可持续发展。
冲蚀实验标准
冲蚀实验标准简介冲蚀实验是一种常用的实验手段，用于模拟水流对土壤或岩石的侵蚀过程。
通过该实验可以评估不同地质条件下的侵蚀程度，为防治水土流失提供科学依据。
本文将介绍冲蚀实验的基本标准，包括实验装置、实验材料、实验步骤和数据处理等内容。
实验装置冲蚀实验通常需要使用一些专门的装置来模拟水流的侵蚀过程。
以下是一些常用的实验装置：1.冲蚀槽：用于模拟自然水流的流动，通常使用具有一定长度和宽度的直线槽。
冲蚀槽的材质应选用耐腐蚀、耐磨损的材料，如不锈钢或塑料。
2.水泵系统：用于提供实验所需的水流量，水泵的流量和压力应能满足实验的要求。
不同实验需要的水流量和压力不同，因此选择合适的水泵很重要。
3.水槽：用于储存实验所需的水源，并控制水的流速和流量。
实验材料冲蚀实验中常使用的材料包括土壤和岩石样本，以及其他辅助材料。
以下是一些常用的实验材料：1.土壤样本：根据实验需要选择不同类型的土壤样本，如黏性土、砂土或粘土等。
土壤样本应具有一定的代表性，可以从实际地理环境中采集或按照相关标准进行制备。
2.岩石样本：根据实验所研究的岩石类型选择合适的岩石样本，如花岗岩、砂岩或页岩等。
岩石样本应具有一定的完整性，以确保实验的准确性。
3.辅助材料：包括实验中所使用的其他材料，如度量器具、实验室药品等。
这些材料的选择应符合实验要求，并符合相关的安全规范。
实验步骤进行冲蚀实验时，需要按照一定的步骤进行操作，以保证实验结果的准确性。
以下是一种常用的实验步骤：1.准备样本：收集或制备所需的土壤和岩石样本，并根据实验需求进行处理，如剥离表面覆盖物、破碎大颗粒等。
2.准备实验装置：根据实验要求安装冲蚀槽、水泵系统和水槽等实验装置。
确保装置安装正确，并且能够正常工作。
3.装填样品：将处理好的土壤或岩石样本装填入冲蚀槽内，调整样本的均匀性和密实度，以确保实验的可重复性。
4.开始实验：启动水泵系统，使水流通过冲蚀槽流动起来。
记录实验开始的时间，并按照预定时间进行观察和测量。
模具表面冲蚀原因
模具表面冲蚀原因1. 引言模具是制造工业中常用的一种工具，用于制造各种产品的形状和尺寸。
模具在使用过程中，由于受到多种因素的影响，其表面可能会出现冲蚀现象。
冲蚀会导致模具寿命缩短、产品质量下降甚至无法使用，因此了解模具表面冲蚀的原因对于提高模具寿命和产品质量至关重要。
本文将从材料选择、工艺参数、环境因素和设计缺陷等方面探讨模具表面冲蚀的原因，并提出相应的解决方案。
2. 材料选择模具材料的选择对冲蚀现象有着重要影响。
不同材料的耐磨性、耐腐蚀性和导热性等性能差异较大，直接影响着模具表面的抗冲蚀能力。
一般来说，硬度高、耐磨性好的材料更适合作为模具材料。
常见的模具材料有工具钢、硬质合金和陶瓷等。
其中，硬质合金由于其优异的耐磨性和高硬度，被广泛应用于模具制造中。
还可以通过表面处理技术提高模具材料的抗冲蚀能力，如表面氮化、镀TiAlN等。
3. 工艺参数工艺参数是模具制造过程中影响冲蚀现象的重要因素之一。
不同的工艺参数会导致模具表面受力和热量分布的差异，从而影响冲蚀的发生。
3.1 温度温度是工艺参数中最为重要的因素之一。
过高或过低的温度都会对模具表面冲蚀产生不利影响。
当温度过高时，模具材料可能会发生软化、熔化或氧化等现象，从而导致表面冲蚀。
高温还会加速材料疲劳破坏的过程，进一步缩短模具寿命。
相反，当温度过低时，模具材料容易变脆，容易出现开裂和断裂等问题，也会加剧冲蚀现象。
在使用模具时要注意控制好温度，并选择合适的工作温度范围。
3.2 压力压力是模具工艺中另一个重要的参数。
过高的压力会导致模具表面产生过大的应力，从而引发冲蚀。
当材料受到过大的压力时，其微观结构可能会发生变化，从而导致表面冲蚀。
过大的压力还会使得摩擦增加，进一步加剧冲蚀现象。
在使用模具时要合理控制压力大小，并选择合适的工作参数。
4. 环境因素环境因素也是影响模具表面冲蚀的重要原因之一。
不同的环境条件对模具表面产生不同程度的腐蚀和磨损，从而导致冲蚀现象。
PIPESIM冲蚀和腐蚀
冲蚀早已被公认是油气生产系统 问题的一个潜在来源。
冲蚀可能发生在无固体流体中， 但它经常是由夹带的固体颗粒 （如砂）引起的。
可能由于固体颗粒、液滴或气蚀 导致机械力的反复作用而从固体 表面去处材料，即为冲蚀
在高气液比和高产量气井中较为 显著
更多地取决于含砂量和颗粒尺寸
1
冲蚀计算
PIPESIM中共有两种可用的冲蚀预测模型
当CO2分压值高于30 psia意味着腐蚀风险很高，而3-30 psia的 CO2分压值则意味着中等的腐蚀风险。
– API RP 14E – Salama
三个概念：冲蚀速率（Erosion Velocity），冲蚀率（Erosion Rate），冲蚀速率比（Erosion Velocity Ratio）
计算冲蚀速度和冲蚀速率（EVR） Actual Velocity
EVR = API 14E or Slama Erosional Velocity Limit
腐蚀计算——de Waard模型
模型中所需的参数如下：
– 效率：模型中使用乘数Cc来对缓蚀效率进行校正，或用以匹配现场 数据。
– 实际pH值：如果提供的话，将使用该值来代替计算值。
腐蚀性参数的一般规律：
– 腐蚀率随着流体流速的增加而增加； – 通过脱水或分离以降低自由水含量可减轻腐蚀； – 随着温度升高，FeCO3的溶解度增加，腐蚀率降低 – 随着CO2浓度增大，其分压增加，腐蚀率增加 – CO2分压=系统压力 X CO2的摩尔分数
其中 ER = 冲蚀率，mm/a； ERa = 最大允许冲蚀率，mm/a
W = 砂流量，kg/d；
vmix = 混合物流速，m/s
d = 砂砾尺寸，μm；
锌合金压铸模具早期冲蚀问题的初步分析与经验对策
锌合金压铸模具早期冲蚀问题的初步分析与经验对策我们在生产一些电镀高光锌合金产品时，模具在投产初期（从几十模到几千模不等）经常会出现型腔表面腐蚀现象；一般情况下，这种金属疲劳腐蚀会在十万模次左右出现；但是，这些模具早期急剧腐蚀的问题，往往会困扰我们：为什么会出现这种情况呢？出现这种情况我们应该怎么样处理？针对这些问题，结合作者的多年经验，我们从原材料、模具、工艺及日常的维护保养等方面和大家一起做个探讨，便于我们今后尽可能地避免此类问题的发生。
图1为模具表面的腐蚀，图2为模具腐蚀后铸出的产品表面缺陷。
锌合金模具腐蚀问题，涉及很多细节问题，以下是几点主要的影响因素。
图1 冲蚀后的模具Fig.1 Die be eroded图2 模具冲蚀后生产的产品Fig.2 Products produced by the die eroded1 材料的影响1.1 模具材料模具早期的腐蚀与模具材料有很大的关系，比如内部有沙孔、密度不够、模具材料牌号不对等，都会造成这个问题；锌合金压铸模具材料常用的有8407、SKD61、H13等，因为价格原因，用得比较多的就是H13。
由于模具制造成本问题，市场上存在一些以次充好的材料，比如将718、45号钢、铬钢等代替耐热模具钢用于制作锌合金压铸模具；造成模具腐蚀加快，甚至报废，影响生产。
如何来分辨模具钢，根据经验，以国标电渣料为例介绍如下。
（1）依据切割火花分辨材料用100#的切割磨片，用力磨，观察切割机切割火花分辨材料，如图3（a）所示，火花细小温柔不分叉，黄武贵（开平市创技模具有限公司，广东 开平 529321）摘要：摘要：从模具的材料和结构设计、压铸工艺以及模具日常维护等方面简要叙述了锌合金压铸模具早期冲蚀问题的发生原因，提出了一些辨别和应对的方法，为今后的压铸生产提供了一些借鉴。
关键词：关键词：锌合金；压铸压铸；模具冲蚀中图分类号：中图分类号：TG146 文献标识码：文献标识码：B 文章编号：文章编号：1673－3320（2020）04－0043－04收稿日期：2020-04-07修定日期：2020-05-24作者简介：黄武贵（1983-），男，锌合金压铸主管，主要从事锌合金压铸现场工艺，模具开发前期评估分析、模具维修、机台维修以及品质管理工作。
冲蚀磨损
目录
• • • • • • • 定义 冲蚀磨损理论 分类 影响因素 试验方法及设备 协同作用 控制措施
定义
• 冲刷腐蚀：金属表面与流体之间由于高速 相对运动而引起的金属损坏现象，是管道 受冲刷和腐蚀交互作用的结果，是一种危 害性较大的局部腐蚀
冲蚀磨损理论
• 塑形材料---微切削理论 • 高攻角冲蚀的锻造挤压理论
冲刷腐蚀的总失重量 仅冲刷引起的失重量 仅腐蚀引起的失重量 冲刷和腐蚀协同作用引起的失重量
控制措施
• 材料自身
• 硬度 组织
• 表面改性
• 镀 渗 激光
冲击角度
• 介质条件
• 固相颗粒度
• 控制流速、流态
• 临界流速
• 加入缓蚀剂
Thank you！ຫໍສະໝຸດ 影响因素• 环境因素
• 温度 冲击角度 冲蚀时间 冲蚀速度 （ε =Kvn）
• 磨粒性质
• 硬度 形状 （ε =KH2.3） 粒度 破碎性
• 材料自身
• 硬度 韧性 微观组织（含碳量）
试验方法及设备
• 旋转实验
• 管流实验
协同作用
Δ WT=Δ WE+Δ WC+Δ WEC
Δ WT
Δ WE Δ WC Δ WEC
分类 单相流
按照介质分类
双相流
多相流
分类
按流动介质及第二相排列组合 喷砂型喷嘴冲蚀：气流携带固体粒子冲 击固体表面产生的冲蚀。
泥浆喷嘴冲蚀：油液体介质携带固体粒 子冲击到材料表面产生的冲蚀。
雨蚀、水滴冲蚀：高速液滴冲击造成材 料的表面损坏。
气蚀性喷嘴冲蚀：由低压流动液体中溶 解的气体或蒸发的气泡形成和泯灭时造 成的冲蚀
高速路桥墩基础冲蚀成因及加固策略
桥墩结构设计因素
桥墩截面形状：不同截面形状的桥墩在水流冲刷 作用下的受力性能不同，可能影响基础的稳定性 。
施工质量：施工过程中如存在质量问题，如基础 不实、钢筋裸露等，会增加桥墩基础冲刷的风险 。
基础埋深：桥墩基础的埋深决定了其受水流冲刷 影响的程度，埋深不足可能导致基础冲刷。
以上是对高速路桥墩基础冲蚀成因的初步分析， 针对这些成因，可以制定相应的加固策略来提高 桥墩基础的抗冲刷能力，确保高速路桥的安全运 行。
增加基础渗漏风险
冲蚀破坏了桥墩基础的防水层，增 加了基础渗漏的风险，进一步加速 基础的破坏。
加固策略的意义和目的
提高基础承载能力
通过加固策略，可以增强桥墩基础的承载能力，使其能够承受更 大的荷载，保证桥梁的安全运营。
防止基础进一步破坏
加固策略可以有效防止桥墩基础的进一步破坏，延长桥梁的使用寿 命。
固措施。
02
强化维护管理
对于已经采取加固措施的桥墩基础，维护管理部门应强化维护管理工作
，确保加固设施的正常运行和有效性。这包括定期清理河床、修复破损
设施、监测水流变化等。
03
建立预警系统
为了更好地应对桥墩基础冲蚀问题，建议建立预警系统。该系统可以通
过实时监测水流、河床演变等关键参数，及时发出警报，以便维护管理
采用纤维增强复合材料（如碳纤维、玻璃纤维等）对桥墩 基础进行加固，提高基础的承载能力和抗冲蚀性能。
新型加固技术。
采用新型加固技术，如高压喷射注浆法、土钉墙法等，对 桥墩基础进行加固处理，提高基础整体稳定性。
05
结论与展望
本研究总结
冲蚀成因研究
通过深入调查和分析，本研究成功地识别出高速路桥墩基础 冲蚀的主要成因，包括水流冲刷、河床演变、地质条件等多 种因素。这些因素的相互作用导致了桥墩基础的破坏和不稳 定。
压铸模具冲蚀
压铸模具冲蚀1. 引言压铸模具冲蚀是指在压铸过程中，由于金属液流动的冲击和冷却，导致模具表面受到磨损和侵蚀的现象。
这种冲蚀现象不仅影响模具的使用寿命，还会对产品的质量产生不利影响。
因此，了解和控制压铸模具冲蚀是非常重要的。
本文将从冲蚀的原因、影响因素以及控制方法等方面进行详细介绍，并给出一些常见的冲蚀预防措施，以帮助压铸模具使用者更好地理解和应对冲蚀问题。
2. 冲蚀的原因压铸模具冲蚀的原因主要包括以下几个方面：2.1 金属液流动冲击在压铸过程中，金属液经过喷口进入模腔，经过高速流动和冲击，对模具表面产生冲刷和磨损。
尤其是在高温高压的条件下，金属液流动的冲击力更大，容易引起冲蚀。
2.2 高温冷却在压铸过程中，模具需要进行冷却，以确保产品的成型质量。
然而，由于金属液温度高、冷却速度快，模具表面在高温冷却的作用下容易受到侵蚀和磨损。
2.3 冷却水质量问题冷却水的质量也是模具冲蚀的一个重要因素。
如果冷却水中含有溶解的氧、酸性物质或颗粒杂质，会导致模具表面受到腐蚀和磨损，加剧冲蚀现象。
3. 影响因素除了上述原因外，还有一些其他因素会对压铸模具冲蚀产生影响，包括：3.1 模具材料和硬度模具材料的选择和硬度对抗冲蚀具有重要影响。
一般来说，模具材料应具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，硬度要适中，太软容易磨损，太硬则容易开裂。
3.2 涂层技术在模具表面涂上一层保护涂层，可以有效地降低冲蚀的发生。
常见的涂层技术包括化学沉积涂层、物理气相沉积涂层等。
3.3 模具结构设计合理的模具结构设计可以减少冲蚀的程度。
例如，通过增加模具中的冷却通道，提高冷却效果，减少冲蚀。
3.4 模具使用与维护正确的使用和维护模具也是减少冲蚀的关键。
包括定期检查模具磨损情况，及时更换磨损严重的部件，保持模具清洁等。
4. 冲蚀预防措施为了减少压铸模具的冲蚀，可以采取以下一些预防措施：4.1 选择合适的模具材料根据具体的压铸产品和生产条件，选择合适的模具材料，以确保模具具有足够的耐磨性和耐腐蚀性。
astm g73-98 液体冲击冲蚀试验的标准实施规程
ASTM G73-98液体冲击冲蚀试验标准实施规程一、试验目的本试验规程旨在按照ASTM G73-98标准，对材料在液体冲击冲蚀条件下的性能进行评估，以确定其在该环境下的耐久性和可靠性。
二、试验原理液体冲击冲蚀试验模拟了材料在高速流动的液体或气体介质中的冲蚀行为。
通过将试样暴露于高速流动的冲蚀介质中，观察和测量试样在冲蚀过程中的损失，可以对材料的耐久性和可靠性进行评估。
三、试验设备1. 冲蚀试验机：应具备预设的流速、压力和冲刷时间等参数，能够模拟实际工况下的冲蚀环境。
2. 试样夹具：用于固定试样的装置，应保证试样在试验过程中固定稳定，防止移位或脱落。
3. 测量工具：包括精确的测量尺、电子秤等，用于测量试样在试验前后的重量和尺寸变化。
四、试样制备1. 试样选择：选取所需测试的材料，制备成标准尺寸和形状的试样。
2. 试样清洁：确保试样表面无油污、尘埃等杂质，以免影响试验结果。
五、试验步骤1. 将试样固定在试样夹具中，确保稳定可靠。
2. 将试样放入冲蚀试验机中，调整流速、压力和冲刷时间等参数，以满足试验要求。
3. 开始试验，观察并记录试样在冲蚀过程中的变化。
4. 试验结束后，将试样取出，进行清理和测量。
5. 记录试验数据，包括试样在试验前后的重量、尺寸变化等。
六、结果评估1. 根据试验数据，计算试样的冲蚀率、质量损失等参数。
2. 将试验结果与标准要求进行对比，评估材料的耐久性和可靠性。
3. 根据评估结果，提出相应的改进措施和建议。
七、试验报告1. 撰写试验报告，包括试验目的、试验原理、试验设备、试样制备、试验步骤、结果评估等内容。
2. 在报告中详细记录试验数据和结果，并附上必要的图表和照片。
3. 对试验结果进行分析和解释，提出相应的结论和建议。
4. 将试验报告归档保存，以便日后查阅和使用。
八、注意事项1. 在试验过程中，应保持安全意识，遵守安全操作规程，防止意外事故发生。
2. 对于高风险的冲蚀介质，应采取相应的防护措施，确保人员和设备安全。
冲蚀
冲蚀是指材料受到小而松散的流动粒子冲击时表面出现破坏的一类磨损现象。
其定义可以描述为固相表面同含有固相粒子的流体接触做相对运动其表面材料所发生的损耗。
携带固相粒子的流体可以是高速气流，也可以是液流。
天然气中的固相杂质在高速流动时会冲蚀管壁，这对管壁有非常大的剪切和冲蚀作用。
而不同的天然气输量会造成管道中天然气速度、固相速度、固相浓度等参数沿管道剖面不断变化从而使得混合物的冲蚀能力发生变化。
流体及磨粒速度、冲蚀角度、冲蚀时间、硬度等影响因素，弯头曲率半径和外形改变对其冲蚀磨损也有较大影响。
对针形节流阀进行气固两相流冲刷磨蚀的数值仿真，得到节流阀阀腔受介质冲蚀严重的部位，提出了降低节流阀冲蚀磨损率的措施。
粒子对材料的冲蚀程度可以用冲蚀率来衡量，其定义为单位重量粒子对材料造成的重量损失。
冲击角指粒子入射轨迹与靶材表面的夹角。
粒子的速度是影响材料冲蚀率的重要因素，当介质的流速大于冲蚀临界流速，粒子的冲击速度与材料的冲蚀率:ε=Kv n。
当粒子的尺寸在20~200μm之间时，磨损率与粒子尺寸(假定为球形)成正相关；而当粒子的大小增加到临界值D时，粒子的大小继续增加，磨损率却几乎保持不变，这种现象称为“尺寸效应”。
相对颗粒高速撞击壁面产生的冲蚀磨损，接触磨损对材料的磨损程度要小的多。
对材料冲蚀的研究多采用旋转冲蚀试验机来完成。
采用开放式系统, 混有磨料颗粒的高压水完成对试件的冲蚀作用后不再循环使用, 从而避免了旋转冲蚀试验机冲蚀作用变弱（经与试件和器壁碰撞后会发生破碎、尺寸减小等现象）的缺点。
随着颗粒冲击角的逐步增大, 冲蚀速率呈现了先增大, 当冲击角为。
时冲蚀速率达到45°最大值, 后减小, 直至冲击角达到90°。
对于脆性材料颗粒的垂直入射角低于15°时对材料有剧烈冲蚀作用。
塑性材料在15～30°冲蚀角时,冲蚀磨损率出现最大值,脆性材料在一般情况下最大冲蚀磨损率在接近90°冲蚀角处。
模具表面冲蚀原因
模具表面冲蚀原因引言模具是制造产品过程中不可缺少的工具之一。
模具表面冲蚀是模具使用过程中常见的问题之一，对模具的使用寿命和产品质量都会产生不良影响。
本文将深入探讨模具表面冲蚀的原因，以帮助读者了解并解决这一问题。
模具表面冲蚀的定义模具表面冲蚀是指在模具使用过程中，模具表面受到腐蚀或磨损，形成凹坑或缺损等现象。
这种现象会导致模具表面粗糙度增加，甚至可能导致模具失效或产品质量下降。
模具表面冲蚀的原因模具表面冲蚀的原因有多种，下面将逐一进行分析和探讨。
1.材料选择不当模具材料的选择对模具表面冲蚀具有重要影响。
如果选择的材料抗腐蚀性能差，容易受到化学物质的侵蚀，就会导致模具表面冲蚀。
因此，在选择模具材料时，需要考虑所使用材料的化学稳定性和耐腐蚀性能。
2.模具设计不合理模具设计不合理也是导致模具表面冲蚀的重要原因之一。
设计不合理可能导致模具表面易受摩擦、颗粒冲击等因素的影响，从而损害模具表面。
因此，在模具设计过程中，需要合理考虑模具表面的受力情况，采取相应的措施来减少冲蚀的发生。
2.1 模具表面硬度不足模具表面硬度不足是导致模具表面冲蚀的一种常见问题。
当模具表面硬度不足时，易受到外部因素的影响，从而导致冲蚀的发生。
因此，在模具制造过程中，需要采取相应的工艺措施，提高模具表面的硬度，以增强其抗冲蚀能力。
2.2 模具表面质量差模具表面质量差也是导致模具表面冲蚀的原因之一。
模具表面存在疏松、气孔等缺陷的情况下，容易受到腐蚀因素的侵蚀，导致冲蚀的发生。
因此，在模具制造过程中，需要采用良好的制造工艺，确保模具表面质量的均匀性和致密性，减少冲蚀的概率。
3.模具使用环境条件模具使用环境条件对模具表面冲蚀也有一定影响。
如果模具长时间处于潮湿、高温或高湿度环境下，容易导致模具表面腐蚀和氧化，从而产生冲蚀。
因此，在使用模具时，需要注意控制模具的使用环境，避免环境条件对模具表面造成不利影响。
4.模具维护不当模具维护不当也是模具表面冲蚀的原因之一。
冲蚀
主要特征
冲蚀就是金属材料表面与腐蚀流体冲刷的联合作用，而引起材料局部的金属腐蚀。在发生这种腐蚀时，金属 离子或腐蚀产物因受高速腐蚀流体冲刷而离开金属材料表面，使新鲜的金属表面与腐蚀流体直接接触，从而加速 了腐蚀过程。若流体中悬浮较硬的固体颗粒，则将加速材料的损坏。
发生原因
一般说来，流体的速度愈高，流体中悬浮的固体颗粒愈多、愈硬，冲刷腐蚀速度愈快。腐蚀介质流动速度又 取决于流动方式：层流时，由于流体的粘度，在沿管道截面有一种稳态的速度分布；湍流时，破坏了这种稳态速 度分布，这不仅加速了腐蚀剂的供应和腐蚀产物的迁移，而且在流体与金属之间产生切应力，能剥离腐蚀产物， 从而加大了冲蚀速度。因此，在管道的拐弯处及流体进入管道或贮罐处容易产生这种破坏。另外，金属表面成膜 的特征也可以影响冲蚀速度。硬的、致密的、连续的、粘附性强的膜冲蚀速度小，反之则大。
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作用措施
抑制或减少冲蚀的措施是：选择耐蚀性和耐磨性好的材料；改变腐蚀环境如添加缓蚀剂，过滤悬浮固体粒子， 降低温度，减小流速和湍流；采用牺牲阳极作阴极保护等。
相关研究
针对气体钻井岩屑造成钻柱严重冲蚀的问题，基于气-固两相流和冲蚀理论，建立了环空岩屑运移模型。在 Eulerian坐标系下求解气体连续相流场，在Lagrangian坐标系下对离散相岩屑粒子进行了碰撞求解，采用Grant 和Tabakoff公式求解岩屑粒子冲蚀速率，借助实验数据验证了仿真模型。利用该模型研究了气体钻井中钻杆居中 以及不同钻杆偏心率、井径扩大率、注气量和机械钻速下环空岩屑粒子运移规律和钻杆冲蚀特性。研究表明，岩 屑对钻杆接头及下坡面本体的冲蚀比钻杆本体及接头上坡面严重；钻杆偏心和井径扩大都使局部冲蚀速率峰值增 大，且偏心越严重，井径扩大越大，局部冲蚀速率峰值增速越大；机械钻速增大，导致钻杆局部冲蚀速率峰值近 乎线性增加；在工程常用注气量范围内，注气量对冲蚀速率峰值和冲蚀速率平均值的影响很小。根据冲蚀规律提 出如下建议：减小钻杆斜坡坡度可减少钻杆接头及下坡面的局部冲蚀；采用低转速的空气锤钻井工艺可减缓因偏 心引起的局部冲蚀；井眼扩大较大时，增大注气量，通过改变岩屑粒子轨迹，可减少岩屑对钻杆本体的多次冲 蚀。
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冲蚀是指材料受到小而松散的流动粒子冲击时表面出现破坏的
一类磨损现象。
其定义可以描述为固相表面同含有固相粒子的流体接触做相对运动其表面材料所发生的损耗。
携带固相粒子的流体可以是高速气流，也可以是液流。
天然气中的固相杂质在高速流动时会冲蚀管壁，这对管壁有非常大的剪切和冲蚀作用。
而不同的天然气输量会造成管道中天然气速度、固相速度、固相浓度等参数沿管道剖面不断变化从而使得混合物的冲蚀能力发生变化。
流体及磨粒速度、冲蚀角度、冲蚀时间、硬度等影响因素，弯头曲率半径和外形改变对其冲蚀磨损也有较大影响。
对针形节流阀进行气固两相流冲刷磨蚀的数值仿真，得到节流阀阀腔受介质冲蚀严重的部位，提出了降低节流阀冲蚀磨损率的措施。
粒子对材料的冲蚀程度可以用冲蚀率来衡量，其定义为单位重量粒子对材料造成的重量损失。
冲击角指粒子入射轨迹与靶材表面的夹角。
粒子的速度是影响材料冲蚀率的重要因素，当介质的流速大于冲蚀临界流速，粒子的冲击速度与材料的冲蚀率:ε=Kv n。
当粒子的尺寸在20~200μm之间时，磨损率与粒子尺寸(假定为球形)成正相关；而当粒子的大小增加到临界值D时，粒子的大小继续增加，磨损率却几乎保持不变，这种现象称为“尺寸效应”。
相对颗粒高速撞击壁面产生的冲蚀磨损，接触磨损对材料的磨损程度要小的多。
对材料冲蚀的研究多采用旋转冲蚀试验机来完成。
采用开放式系统, 混有磨料颗粒的高压水完成对试件的冲蚀作用后不再循环使用, 从而避免了旋转冲蚀试验机冲蚀作用变弱（经与试件和器壁碰撞后会
发生破碎、尺寸减小等现象）的缺点。
随着颗粒冲击角的逐步增大, 冲蚀速率呈现了先增大, 当冲击角为。
时冲蚀速率达到45°最大值, 后减小, 直至冲击角达到90°。
对于脆性材料颗粒的垂直入射角低于15°时对材料有剧烈冲蚀作用。
塑性材料在15～30°冲蚀角时,冲蚀磨损率出现最大值,脆性材料在一般情况下最大冲蚀磨损率在接近90°冲蚀角处。
当入射角偏向弯头内管壁时，最大冲蚀率随着入射角的增大而增大。
当入射角偏向外侧管壁时，入射角为15°时弯头的最大冲蚀率最大。
弯头的最大冲蚀率在曲率半径为2D 时较小，当曲率半径大于3D 时，随着曲率半径的增大，弯头的最大冲蚀率随之减少。
方形弯头的最大冲蚀率小于相同曲率半径的圆形弯头。
所以通过改变弯头的曲率半径和外形，都可以减小弯头的最大冲蚀磨损速率。
冲蚀磨损的最大位置发生在弯头入口成50°的位置。
k －ε湍流模型、Schnerr －Saur 空化模型、随机轨道模型、冲蚀磨损模型、k-ε双方程模型、拉格朗日离散相模型。
冲蚀方程包括Finnie 的切削磨损方程、Bitter 的变形和切削磨损方程及Tulsa 大学的冲蚀磨损模型。
常见的壁面碰撞恢复方程包括Forder的恢复系数以及Grant 等的stochastic 恢复系数
高温差含固多相流三通失效机理复杂，存在金属热疲劳，露点腐蚀及冲蚀磨损等多种形式。
激波驱动气固两相流原理能应用于冲蚀磨损试验研究中，建成的
新型试验系统的最大激波马赫数为2．3，颗粒速度可达200 m/s 以上，冲击角度为15 ～90°间。
，采用欧拉-拉格朗日的数值模拟方法对烟机内的
气固二相流动，特别是对固体颗粒相的运动规律进行了探索研究。
结果表明：粒径较小( ＜3 μm) 的颗粒易在叶片压力面上发生沉积和结垢，粒径较大( 20 μm) 的颗粒易引起叶片的冲蚀与磨损。
将主管道向焦炭塔内部延伸一定长度可以改变连续相气体介质
的流动状态，从而改变小粒径离散相颗粒的运动轨迹，改善管壁减薄严重部位的冲刷磨损。
柱塞式节流阀的结构比笼套式节流的结构更合理, 柱塞式的结
构能让气流从外笼套外表面的各个方向进入节流孔, 利于笼套的均
匀冲蚀, 进而可以延长笼套的使用寿命。
冲蚀磨损的磨屑类型
(1) 由于冲击粒子的切削作用,材料以切削屑的形式脱离表面;
(2) 由于冲击时发生脆性断裂,材料以薄片屑的形式从冲击形成的层状表面脱离;
(3) 冲击时由于表面唇状物或其它凸起部分发生断裂,材料以簇团屑的形式脱离表面。
(4)犁削变形是球形或者圆滑的椭圆形磨粒对流体机械的主要磨损方式，而棱角比较多的磨粒对流体机械的磨损则以切削方式为主。
建模的边界条件
a) 入口采用速度入口边界。
b) 出口采用压力出口边界。
c) 壁面采用无滑移条件,近壁采用标准壁面函数条件。
d) 对称面施加对称边界条件。
按照流体介质的种类分类，冲蚀磨损可以分为喷砂型喷嘴冲蚀、泥浆喷嘴冲蚀、雨蚀、水滴冲蚀和气蚀性喷嘴冲蚀四种
根据磨损机理的不同，可把磨损分为磨料磨损、腐蚀磨损、粘着磨损、冲蚀磨损、疲劳磨损和微振磨损等类型。
冲蚀磨损有两种基本类型:冲刷磨损、撞击磨损
按结构形式分，国内外常见的液固两相流冲蚀磨损试验装置主要有三种：管流式、喷射式、旋转式。
直角弯管的磨损区域主要集中于90°弯角内侧和下游管道紧接流动分离区域的内侧壁面。