管道两相流冲刷腐蚀的CFD研究进展

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1、第43卷第2期当代化工V0]．43．NO．22014年2月ContemporaryChemicalIndustryFebruary，2014管道两相流冲刷腐蚀的CFD研究进展赵状，吴玉国，田曼，吴栋(辽宁石油化工大学石油天然气工程学院，辽宁抚顺113001)摘要：介绍了冲刷腐蚀对石化行业的危害，阐述了影响冲刷腐蚀的因素，即主要是流体力学因素、材料因素、固相颗粒等因素的耦合作用。对计算流体力学(CFD)方法在管道防腐中研究的进展情况进行总结，指出了研究的优点和缺点。CFD数值模拟为防腐蚀研究提供了新的方法。通过模拟结果可以预测腐

2、蚀的发生和发展，并为管道优化设计和工艺防腐提供可靠的理论依据。关键词：冲刷腐蚀；研究进展；CFD；腐蚀预测中图分类号：TE980文献标识码：A文章编号：1671—0460(2014)02—0226—03ResearchProgressinCFDofPipelineErosion-CorrosioninTwoPhaseFlowZHAOZhuang，Yu-guo，TIANLei，WUDong(CollegeofPetroleumEngineering，LiaoningShihuaUniversity,LiaoningFushun1

3、13001，China)Abstract：Yheharmoferosion—corrosiontotheoi1industrywasintroduced．thefactorsaffectingerosion。corrosionwerediscussed．suchassolidphasedparticlesfactor,hydrodynamicsfactor,materialfactor,andsoon．Theresearchprogressincomputationalfluiddynamics(CFD)methodforth

4、epipelineerosion—corrosionresearchwassummarized；itsadvantagesanddisadvantageswerepointedout．CFDnumericalsimulationprovidesanewmethodforstudyonthecorrosionprotection．Thesimulationcanpredicttheerosion—corrosionoccurringanddevelopment，whichcanprovidereliabletheoretical

5、basisforpipelineoptimizationdesignandcorosionprotection．Keywords：Erosion—corrosion；Researchprogress；CFD；Corrosionprediction冲刷腐蚀又称为磨损腐蚀，是金属表面与腐蚀细节进行腐蚀分析，预测出管道内易腐蚀的位置和流体之问由于相对高速运动而引起的金属损坏现腐蚀面积最大部位。为管道的防冲刷腐蚀研究提供象，是材料受冲刷和腐蚀交互作用的结果，是一种了一种新的有效研究方法。危害性较大的局部腐蚀。冲刷腐蚀在石油、化工、1影

6、响冲刷腐蚀的因素和实验研究水电等工业过程中广泛存在⋯，国外调查统计显示，冲刷腐蚀已成为油气田管道腐蚀防护的首要问题1949年ZelderI州首次提出材料腐蚀与磨损之间存。据报道，原油处理站的集输管道穿孔约有80％在交互作用，从而，冲刷与腐蚀之间交互作用的研是由于磨损及冲刷腐蚀造成的口。。暴露在运动流体究成为冲刷腐蚀研究的核心内容，引起人们的关注。中的所有类型的设备如集输管道的过流部件、弯头、国内外许多学者采用不同方式、从不同侧面进行了三通和热交换器，海洋平台井口，都会遭受到冲刷研究概括起来，主要影响因素可分为流体力学因腐蚀的破

7、坏，破坏形式出现沟槽、豁口和减薄，甚素、材料因素、两相流中的固相颗粒因素、液相本至断裂。含固体颗粒的两相流中，破坏更为严重，身性质和其中存在的介质等几个方面因素，这些因它将大幅缩短设备的寿命。加拿大北部阿尔伯特省素交织在一起，影响材料冲刷腐蚀性能。的油砂处理过程中，沥青砂导致其管道受到了严重目前针对冲刷腐蚀的实验研究装置有很多如：喷的冲刷腐蚀。射装置、泥浆容器、旋转笼、管道环路、旋转圆柱电随着CFD(计算流体力学)技术的发展及相关极等””。Poulson等通过失重实验以及后来引入的各种软件的开发，通过数值模拟方法获得流体内部的

8、速流动条件下的电化学测量技术”，对前面所提到的固度场、温度场、压力场等信息成为可能。对管道相颗粒因素和流体流动因素进行了详尽讨论。实验装内流体流动状况进行数值模拟，可预测出不同条件置虽然可以模拟多种流态，且有可靠的流体力学模型下管道内流体流动特性和流动细节。根据流体流动支持，