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在海底油气开采和输送过程中,海底油气输送管道长期遭受输送介质的冲刷腐蚀影响,久而久之就会造成管道的冲刷腐蚀破坏。众所周知,水下结构部件内部的接触环境为含油气的多相流介质,其影响参数包括CO2含量、固体颗粒种类和含量、输送介质流速、温度等。同时,对于常用的海底油气输送管件,如弯头、三通、变径管等,不同类型的构件腐蚀状况不一样。因此研究深海水下油气输送结构在油气输送介质中的冲刷腐蚀行为和失效机理对延长水下结构的使用寿命、防止水下结构的泄漏和断裂事故有着重要的指导作用。为了能够清晰地了解海底油气输送管道的冲刷腐蚀行为,本文以X65管线钢为实验材料,主要研究以下两方面的内容:(1)首先研究各个因素(如流速、流体温度、含沙量和冲击角)对X65管线钢的冲刷腐蚀规律,然后利用正交实验和方差分析的方法找出这几个因素中的主控因素。最后,结合实验的数据,验证数值模拟的计算结果。温度是这几个因素中的主控因素,含沙量次之。从定性与定量的角度看,数值模拟的结果与实验的结果具有一致性。(2)针对海底油气输送过程中经常用到的三通管件,利用实验和数值模拟相结合的方法,对三通管件不同部位的流体分布以及冲刷腐蚀速率做适当的研究,最后确定最大的腐蚀部位和流体轨迹分布。(1)管道底部的冲刷腐蚀速率大于管道顶部的冲刷腐蚀速率;(2)无论在管道顶端还是顶端,分流前的冲刷腐蚀速率大于分流之后主管与支管的冲刷腐蚀速率;(3)最大的冲刷腐蚀位置在分流前管道的底部。数值模拟结果仍然与实验结果具有很好地一致性。