發(fā)布時(shí)間：2021-03-11 09:28

　　沖蝕是造成油氣管道失效的重要原因之一,其帶來(lái)的管壁減薄、破裂甚至穿孔,對(duì)油氣生產(chǎn)效率和安全存在嚴(yán)重影響。彎管作為保證管線連續(xù)完整的重要部件之一,因其結(jié)構(gòu)特殊,流體在此處的運(yùn)動(dòng)相對(duì)復(fù)雜,比直管更容易受到?jīng)_蝕破壞的影響,且受損程度往往是直管的數(shù)十倍。引起彎管沖蝕的因素復(fù)雜多樣,不同流速、不同濃度和不同彎徑比下的沖蝕損傷程度各不相同,不同角度截面和不同位置壁面的沖蝕損傷程度也有所差異。研究清楚不同情況,各個(gè)位置處的沖蝕損傷破壞程度,對(duì)有效預(yù)防管道失效和保證油氣安全高效生產(chǎn)有著重要意義。在自主設(shè)計(jì)有機(jī)玻璃彎管實(shí)驗(yàn)段的基礎(chǔ)上,利用噴射試驗(yàn)臺(tái)搭建了循環(huán)流動(dòng)彎管沖蝕實(shí)驗(yàn)管路。設(shè)計(jì)了不同流速（1m/s、2m/s和3m/s）,不同固相顆粒濃度（5%、10%和15%）以及不同彎徑比（R/D=2.5、R/D=3.5和R/D=5）下液固兩相流對(duì)彎管的沖蝕實(shí)驗(yàn)。通過(guò)失重法,比較了不同角度截面和不同位置處試樣的質(zhì)量變化,確定了側(cè)壁和外拱側(cè)的試樣失重隨角度的增大而增大,隨流速和濃度的增大而增大,隨彎徑比在一定范圍內(nèi)增大而增大;內(nèi)拱側(cè)的試樣失重一部分出現(xiàn)了增量,分析認(rèn)為是由于試樣表面產(chǎn)生了腐蝕,而內(nèi)拱側(cè)受到的沖擊程度... 

【文章來(lái)源】：西安石油大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

實(shí)際彎管內(nèi)的沖蝕破壞[6]

2圖1-2不同因素導(dǎo)致的破壞圖1-3不同因素導(dǎo)致的腐蝕液固兩相流經(jīng)過(guò)彎管時(shí)，流向突然改變，擾動(dòng)增大使固相顆粒對(duì)壁面的碰撞加劇，彎管處的沖蝕損失也變得嚴(yán)重。液固兩相流在彎管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程主要為[10]：流體在慣性力作用下沖擊外拱側(cè)，顆粒跟隨流體與外拱側(cè)碰撞；一部分顆粒碰撞后反彈，一部分顆粒沿壁面滾動(dòng)；反彈的顆�？赡芘c側(cè)壁和上壁面再碰撞，之后隨流體流出。實(shí)際情況中，沖蝕對(duì)彎管造成的損傷可能是直管的幾十倍[11]，因此彎管段是最容易受到損傷和破壞的部位，研究液固兩相流對(duì)彎管的沖蝕對(duì)揭示固相顆粒對(duì)彎管的沖蝕損傷機(jī)理和評(píng)估油氣管線的安全有著重要意義。1.2固體顆粒沖蝕研究進(jìn)展當(dāng)固相顆粒以一定的速度和角度直接與管道內(nèi)壁發(fā)生接觸碰撞時(shí)，管道內(nèi)表面材料會(huì)破損脫落，從而破壞管道的穩(wěn)定。這種情況不僅發(fā)生在油氣管道中，還廣泛存在于許

2圖1-2不同因素導(dǎo)致的破壞圖1-3不同因素導(dǎo)致的腐蝕液固兩相流經(jīng)過(guò)彎管時(shí)，流向突然改變，擾動(dòng)增大使固相顆粒對(duì)壁面的碰撞加劇，彎管處的沖蝕損失也變得嚴(yán)重。液固兩相流在彎管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程主要為[10]：流體在慣性力作用下沖擊外拱側(cè)，顆粒跟隨流體與外拱側(cè)碰撞；一部分顆粒碰撞后反彈，一部分顆粒沿壁面滾動(dòng)；反彈的顆�？赡芘c側(cè)壁和上壁面再碰撞，之后隨流體流出。實(shí)際情況中，沖蝕對(duì)彎管造成的損傷可能是直管的幾十倍[11]，因此彎管段是最容易受到損傷和破壞的部位，研究液固兩相流對(duì)彎管的沖蝕對(duì)揭示固相顆粒對(duì)彎管的沖蝕損傷機(jī)理和評(píng)估油氣管線的安全有著重要意義。1.2固體顆粒沖蝕研究進(jìn)展當(dāng)固相顆粒以一定的速度和角度直接與管道內(nèi)壁發(fā)生接觸碰撞時(shí)，管道內(nèi)表面材料會(huì)破損脫落，從而破壞管道的穩(wěn)定。這種情況不僅發(fā)生在油氣管道中，還廣泛存在于許

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]中國(guó)油氣管道建設(shè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 李秋揚(yáng),趙明華,任學(xué)軍,王樂(lè)樂(lè),馮學(xué)書(shū),牛亞琨.  油氣田地面工程. 2019(S1)
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[3]輸油管道彎管固液兩相流流動(dòng)特性數(shù)值模擬[J]. 江國(guó)業(yè),劉兵.  油氣儲(chǔ)運(yùn). 2019(04)
[4]基于Fluent的90°彎管沖蝕磨損的結(jié)構(gòu)改善[J]. 許留云,閆博,李伯濤,胡瀧藝.  化工技術(shù)與開(kāi)發(fā). 2018(10)
[5]天然氣集輸管道90°彎頭沖蝕磨損規(guī)律研究[J]. 宋曉琴,劉玲,駱?biāo)窝?羅鵬,王彥然.  潤(rùn)滑與密封. 2018(08)
[6]國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)輸油氣管道失效對(duì)比[J]. 王婷,王新,李在蓉,薛魯寧,高振波,王毓薇.  油氣儲(chǔ)運(yùn). 2017(11)
[7]成品油管道技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[J]. 岳巖,許釗,劉蕊.  石化技術(shù). 2017(01)
[8]彎管液固兩相流沖蝕失效模擬分析[J]. 曹學(xué)文,胥錕,彭文山.  表面技術(shù). 2016(08)
[9]基于CFD軟件的管道彎頭沖蝕數(shù)值模擬及彎頭測(cè)厚布點(diǎn)優(yōu)化[J]. 廖飛龍,劉炯,周詠琳,趙瀟,萬(wàn)夫,周兆明.  無(wú)損檢測(cè). 2016(08)
[10]固體顆粒對(duì)液/固兩相流彎管沖蝕作用分析[J]. 彭文山,曹學(xué)文.  中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào). 2015(06)

碩士論文
[1]材料沖蝕行為及機(jī)理研究[D]. 董剛.浙江工業(yè)大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3076253