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在石化装置国产化、大型化、原油劣质化的发展过程中,我国中东高硫原油加工企业的工业管道因流动腐蚀引起了普遍性的非计划停工,给企业生产、周边环境和公众安全带来重大隐患,冲蚀失效预测因此成为在役管道可靠性研究的焦点。模拟实际案例开展冲蚀实验是获取冲蚀临界特性参数的基础,基于相似理论的模型设计与临界特性参数的修正是实现冲蚀失效预测及工程应用的关键技术。
本文以加氢反应流出物空冷器(简称REAC)出口管道系统的碳钢弯管为研究对象,提取运行工况、介质组成、结构特性等基础数据,运用HYSYS软件进行多相流物性参数的仿真计算,在确定相似准则的基础上,设计制作模型试验弯管,确定试验参数;其次,结合自行设计的环道式多相流冲蚀试验装置,进行模拟冲蚀试验研究,通过对冲蚀过程的CFD数值模拟获取模型冲蚀临界特性参数;然后,运用量纲分析法建立原型与模型冲蚀临界特性之间的数理方程,实现相似理论修正系数的求解,修正并形成实际案例的冲蚀临界特性参数;最后,通过工程测厚数据验证冲蚀失效预测方法及冲蚀临界特性试验研究的可靠性和准确性。
本论文运用相似理论原理,指导腐蚀性多相流冲蚀试验及模型设计.在原型弯管冲蚀流动参数和模型弯管冲蚀流动参数之间建立起函数关系式,实现冲蚀试验临界特性的修正,获得了实际研究案例的冲蚀临界特性,为腐蚀性多相流管道的冲蚀预测提供了科学的理论和实验方法,具有一定的创新性。