含砂流对弯管段冲蚀的机理分析
管道的弯管段、闸阀等处常常面临含砂流动的冲蚀磨损而导致管壁减薄或泄漏.为研究弯管段冲蚀磨损的主要机制,进行了加入5％石英砂的固液两相管流循环试验.试验按砂粒粒径分组,主要观测布置在弯管段的一组碳钢贴片在2～3小时后的壁面冲蚀特征.用失重法计算各贴片的冲蚀速率,基于扫描电镜(SEM)研究了贴片表面的损伤形貌.冲蚀后的贴片表面既有犁沟、挤压凹坑及划痕,亦有圆形蚀坑.能谱分析(EDS)显示有一定量的铁氧化物,且不同位置处的贴片失重率有正有负,由此可见导致贴片表面破坏的机制既包括切削、挤压和二次冲击等含沙流流动的机械作用,也伴随着腐蚀作用.这两种机制在弯管各区有不同的体现,且受砂粒粒径的影响.用数值模拟的两相流冲蚀弯管段流场压力和颗粒分布特征做了验证.结果表明弯管段的壁面损伤机制在外拱壁面以颗粒冲击和切削为主,在内拱璧面则以氧化腐蚀为主.
弯管段、冲蚀、固液两相流、损伤机制、粒度
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TD421(矿山机械)
973“海洋深水油气安全高效钻完井基础研究”课题六“深水钻完井工程设计理论与风险管控”2015CB251206
2017-06-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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