液固两相流对弯管的冲蚀特性研究

发布时间：2021-03-11 09:28

　　冲蚀是造成油气管道失效的重要原因之一,其带来的管壁减薄、破裂甚至穿孔,对油气生产效率和安全存在严重影响。弯管作为保证管线连续完整的重要部件之一,因其结构特殊,流体在此处的运动相对复杂,比直管更容易受到冲蚀破坏的影响,且受损程度往往是直管的数十倍。引起弯管冲蚀的因素复杂多样,不同流速、不同浓度和不同弯径比下的冲蚀损伤程度各不相同,不同角度截面和不同位置壁面的冲蚀损伤程度也有所差异。研究清楚不同情况,各个位置处的冲蚀损伤破坏程度,对有效预防管道失效和保证油气安全高效生产有着重要意义。在自主设计有机玻璃弯管实验段的基础上,利用喷射试验台搭建了循环流动弯管冲蚀实验管路。设计了不同流速（1m/s、2m/s和3m/s）,不同固相颗粒浓度（5%、10%和15%）以及不同弯径比（R/D=2.5、R/D=3.5和R/D=5）下液固两相流对弯管的冲蚀实验。通过失重法,比较了不同角度截面和不同位置处试样的质量变化,确定了侧壁和外拱侧的试样失重随角度的增大而增大,随流速和浓度的增大而增大,随弯径比在一定范围内增大而增大;内拱侧的试样失重一部分出现了增量,分析认为是由于试样表面产生了腐蚀,而内拱侧受到的冲击程度... 

【文章来源】：西安石油大学陕西省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

实际弯管内的冲蚀破坏[6]

2图1-2不同因素导致的破坏图1-3不同因素导致的腐蚀液固两相流经过弯管时，流向突然改变，扰动增大使固相颗粒对壁面的碰撞加剧，弯管处的冲蚀损失也变得严重。液固两相流在弯管内的运动过程主要为[10]：流体在惯性力作用下冲击外拱侧，颗粒跟随流体与外拱侧碰撞；一部分颗粒碰撞后反弹，一部分颗粒沿壁面滚动；反弹的颗粒可能与侧壁和上壁面再碰撞，之后随流体流出。实际情况中，冲蚀对弯管造成的损伤可能是直管的几十倍[11]，因此弯管段是最容易受到损伤和破坏的部位，研究液固两相流对弯管的冲蚀对揭示固相颗粒对弯管的冲蚀损伤机理和评估油气管线的安全有着重要意义。1.2固体颗粒冲蚀研究进展当固相颗粒以一定的速度和角度直接与管道内壁发生接触碰撞时，管道内表面材料会破损脱落，从而破坏管道的稳定。这种情况不仅发生在油气管道中，还广泛存在于许

2图1-2不同因素导致的破坏图1-3不同因素导致的腐蚀液固两相流经过弯管时，流向突然改变，扰动增大使固相颗粒对壁面的碰撞加剧，弯管处的冲蚀损失也变得严重。液固两相流在弯管内的运动过程主要为[10]：流体在惯性力作用下冲击外拱侧，颗粒跟随流体与外拱侧碰撞；一部分颗粒碰撞后反弹，一部分颗粒沿壁面滚动；反弹的颗粒可能与侧壁和上壁面再碰撞，之后随流体流出。实际情况中，冲蚀对弯管造成的损伤可能是直管的几十倍[11]，因此弯管段是最容易受到损伤和破坏的部位，研究液固两相流对弯管的冲蚀对揭示固相颗粒对弯管的冲蚀损伤机理和评估油气管线的安全有着重要意义。1.2固体颗粒冲蚀研究进展当固相颗粒以一定的速度和角度直接与管道内壁发生接触碰撞时，管道内表面材料会破损脱落，从而破坏管道的稳定。这种情况不仅发生在油气管道中，还广泛存在于许

【参考文献】：
期刊论文
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[3]输油管道弯管固液两相流流动特性数值模拟[J]. 江国业,刘兵.  油气储运. 2019(04)
[4]基于Fluent的90°弯管冲蚀磨损的结构改善[J]. 许留云,闫博,李伯涛,胡泷艺.  化工技术与开发. 2018(10)
[5]天然气集输管道90°弯头冲蚀磨损规律研究[J]. 宋晓琴,刘玲,骆宋洋,罗鹏,王彦然.  润滑与密封. 2018(08)
[6]国内外长输油气管道失效对比[J]. 王婷,王新,李在蓉,薛鲁宁,高振波,王毓薇.  油气储运. 2017(11)
[7]成品油管道技术经济分析[J]. 岳岩,许钊,刘蕊.  石化技术. 2017(01)
[8]弯管液固两相流冲蚀失效模拟分析[J]. 曹学文,胥锟,彭文山.  表面技术. 2016(08)
[9]基于CFD软件的管道弯头冲蚀数值模拟及弯头测厚布点优化[J]. 廖飞龙,刘炯,周咏琳,赵潇,万夫,周兆明.  无损检测. 2016(08)
[10]固体颗粒对液/固两相流弯管冲蚀作用分析[J]. 彭文山,曹学文.  中国腐蚀与防护学报. 2015(06)

硕士论文
[1]材料冲蚀行为及机理研究[D]. 董刚.浙江工业大学 2004



本文编号：3076253