冲刷腐蚀一般是指流体或固体颗粒以一定的速度和角度对物体表面进行冲击,发生材料损耗的一种现象。管道冲蚀是一个十分复杂的过程,它与管道流量、管道几何构造、管壁材料、流体性质、输沙率、砂粒形状、砂粒粒径等诸多因素均有关系。生产过程中油气流动方向的突然改变或者由于流动受限而导致的颗粒碰撞都是造成组件侵蚀破坏的重要原因。油气田开发过程中的液/固两相流工况给多相流输送带来严重困难。
目前,随着油田开采时间的延长,原油中的水和砂的含量逐渐增加,原油含量相对减少,输油管线腐蚀速率逐渐加剧。在开采过程中,存在众多的与含砂流体接触的弯管,砂粒经过长时间碰撞管道内壁、弯头等管道部件,对管道系统造成侵蚀破坏,其寿命会显著缩短,存在安全隐患,进而造成危险事故与巨大的经济损失。
由于较大冲蚀速率在工程安全生产中的特殊作用,分析颗粒参数变化与较大冲蚀速率之间的关系具有重要意义。在颗粒粒径为200μ%0m,颗粒流量为0.2kg/s的条件下,颗粒流速与较大冲蚀速率关系。
结论
(1)在一定范围内,弯管较大冲蚀速率随着颗粒流速与颗粒流量的增加而增大,但并不完全随着颗粒粒径的增加而增大。当颗粒粒径很小时,弯管较大冲蚀速率有可能大于粒径较大时的冲蚀速率。
(2)易发生冲蚀破坏的区域为弯管与下游直管连接处的外侧区域以及靠近弯头出口的直管段侧壁区域,这两个区域的腐蚀严重程度是随着Stokes数的改变而变化的。随着Stokes数的增加,二次流对颗粒的携带作用不充分,导致出口直管与弯头连接处侧壁区域冲蚀程度逐渐减小,直至无严重的冲蚀现象;而出口直管段与弯头连接处外侧区域随着Stokes数的增加,由于惯性力作用以及碰撞次数的增加,冲蚀程度逐渐增强。
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