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现代石油工业中,油气混输管道中的段塞流流型,是造成管线内壁严重腐蚀的重要因素之一。因此,对段塞流进行腐蚀特性的研究,对于混输管道的内壁腐蚀与防护就具有十分显著的意义。
本文在大量文献调研的基础上,阐述了油气管道中段塞流腐蚀的相关机理及主要影响因素。并在理论研究的基础上,应用CFD模拟软件FLUENT建立了VOF模型、混合模型和离散相模型对海上集输管道中普遍存在的U型管内的流动流场进行数值模拟,定性和定量的研究段塞流与管道内壁腐蚀的关系,得出U管内的段塞流的分布趋势和区域、离散相(液泡、沙粒)的运动轨迹及相应条件下管内各区域的腐蚀速率和影响因素,分析各种参数对管内壁的腐蚀影响程度,以找出各种流动参数对U型管内壁腐蚀和冲蚀的影响以及最容易遭受冲刷腐蚀的区域。
结合大庆油田设计院多相流腐蚀测试实验环路系统进行段塞流冲刷腐蚀实验,模拟多相流混输系统,通过腐蚀速率测试,分析流型、流速等参数对多相流腐蚀的影响。通过数值模拟和实验结果的对比分析,研究多相流混输管道不同部位的冲刷腐蚀特点及影响因素,给出合理的腐蚀防护建议。