在非常规油气开采作业中,高压管汇等易损件的寿命问题严重制约了整个压裂机组的可靠性。为了满足用于深层页岩气开发的超大功率成套压裂装备要求,需对高压管汇寿命问题进行深入研究,提高其使用寿命,延长其服役期限,并保障其运行安全。本论文以高压直角弯头为研究对象,从其失效原因、冲蚀磨损情况、冲蚀缺陷、内壁受力及管汇疲劳寿命等方面进行了系统的研究。首先,本论文根据现场失效样件及国内外相关参考文献,总结出了高压管汇的主要失效形式是管汇的爆裂与刺裂,而造成失效的主要原因是冲蚀磨损。其次,结合冲蚀磨损理论,对影响高压管汇冲蚀情况的主要因素进行了仿真模拟,得到各因素对管汇冲蚀磨损的影响规律。然后,根据冲蚀仿真结果及现场样件失效情况,总结了典型冲蚀缺陷类型,并以一种最常见冲蚀缺陷为代表,通过对冲蚀仿真结果的数据分析和方程拟合,得到冲蚀缺陷凹坑的位置及结构参数。再根据相关参数建立新的带有冲蚀缺陷的弯管模型,并进行有限元分析,得到管汇内壁受力情况。最后,使用疲劳寿命分析软件,结合管汇受力情况、材料特性曲线及管汇载荷谱,对管汇剩余寿命进行预估。通过冲蚀仿真分析,得到了流速、粘度、质量流量、颗粒粒径及弯径比等因素对压裂过程中,高压管汇的冲蚀磨损规律,其中流速和质量流量的增大会导致冲蚀率的增大,且没有上限,因此对这两类因素应当进行一定程度的限制。而粘度、粒径及弯径比对冲蚀率的影响都存在临界值,在压裂作业中,应合理选择相关参数使冲蚀率降到最低。通过分析总结,确定本文所研究冲蚀凹坑最大截面为抛物线型,通过最大冲蚀率圆心角及中心平行截面等手段确定了凹坑位于弯管中心对称平面,弯管60°—70°范围内。通过有限元分析,得到无缺陷弯管最大应力集中点为内弧壁面,而含冲蚀缺陷的弯管最大应力集中点为冲蚀凹坑处。通过对是否有缺陷的两组管汇进行疲劳寿命分析,发现管汇易发生疲劳破坏的位置位于弯管的内弧壁面,但存在凹坑缺陷后,凹坑处为最危险部位,其寿命远低于高压管汇的设计寿命。