在天然气管道运行过程中,管道建设期残余的焊渣杂质以及管输过程中产生的砂粒、磨粒等固体颗粒会对阀门、弯头等关键部件造成冲蚀磨损。目前,国内外对管道系统的冲蚀磨损研究往往局限于直弯管、三通等简易部件,并主要对液固相冲蚀开展研究,对于结构相对较为复杂的球阀在天然气管道中冲蚀磨损行为缺乏充分认识,对其损伤致因、失效模型分析、影响因子量化分析以及损伤后使用寿命等问题还不明确。为此,本文开展了以下研究:（1）探究了天然气管道球阀冲蚀磨损致因,研究总结了影响冲蚀磨损的重要特征、固体颗粒冲蚀磨损理论和模型,以及冲蚀磨损实验研究方法等方面的国内外研究进展,提出多因素多参数影响的冲蚀磨损数学模型和计算方法、小粒径颗粒冲蚀材料曲表面引起磨损的问题等目前上存在的差距不足,提出了本文研究思路与技术路线;（2）设计并研制了气固两相流冲蚀磨损实验装置,分别开展了以平面和球面为几何特征表面的多因素耦合气固两相流冲蚀磨损实验,分析并得到了平面和球面气固冲蚀磨损的变形、切削等机制机理,揭示了球面表面冲蚀磨损未发现微犁耕特征。在球面冲蚀实验中,发现颗粒粒径达到400μm时冲蚀速率最大,冲蚀角度为30°时冲蚀速率最大,高猛钢材质抗冲蚀性最高等,提出了六类特征量的影响权重;（3）开展了三类气固冲蚀CFD精细化数值仿真,分别对完整球阀阀芯在管体内的冲蚀、平面试件射流式冲蚀和球面试件射流式冲蚀进行了模拟研究。探究了气固冲蚀原理和过程,分别得到了不同特征量在冲蚀磨损过程中的速度云图、压力云图及粒子轨迹图等,参考Oka冲蚀预测模型,对模型不同工况下的冲蚀速率、表面冲蚀形貌进行了分析,并将数值模拟与理论模型进行了对比验证,吻合度高,验证了仿真边界条件的正确性;（4）利用多元线性回归和机器学习方法开展冲蚀磨损预测,分别针对实验和模拟结果,构建了球阀冲蚀速率、阀芯壁厚减薄预测模型。在多元线性回归中应用方差分析、F检验等确定了影响变量的显著性;在机器学习方法中,采用SVM算法,分别选用粒子群优化算法（PSO）、遗传算法（GA）和网格搜寻算法（GS）对SVM模型进行了优化,优选了基于改进的SVM冲蚀速率和阀芯密封面减薄预测模型,其具备更优良的回归拟合效果。同时,将其运用于实际案例中进行分析研究,实现了较为精确的球阀剩余寿命综合预测评价研究。