不同結(jié)構(gòu)彎管環(huán)烷酸腐蝕數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著高酸原油開采量的不斷增加，石油加工輸運(yùn)設(shè)備的環(huán)烷酸腐蝕問題日益嚴(yán)重，因加工高酸原油所引起的設(shè)備泄漏、停車事故時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重地威脅著企業(yè)的安全生產(chǎn)。環(huán)烷酸腐蝕的影響因素眾多，腐蝕機(jī)理復(fù)雜，且發(fā)生范圍較廣，很難對其腐蝕進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測。本文通過對某企業(yè)常減壓裝置中減二線的一段異徑偏心彎管的流場進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，同時(shí)結(jié)合環(huán)烷酸腐蝕影響因素與現(xiàn)場測厚情況，找出在特定條件下引起管道環(huán)烷酸腐蝕速率增大的原因，并以此為依據(jù)對各種不同結(jié)構(gòu)管道的流場及

2、易發(fā)生環(huán)烷酸腐蝕的部位進(jìn)行分析預(yù)測。最后，結(jié)合環(huán)烷酸腐蝕機(jī)理，建立了流動(dòng)條件下環(huán)烷酸腐蝕速率的數(shù)學(xué)模型，并應(yīng)用此模型對異徑偏心彎管內(nèi)壁的腐蝕速率進(jìn)行了計(jì)算。
　　論文分析了流體速度、壁面剪切力、湍動(dòng)能等流體力學(xué)參數(shù)在異徑偏心彎管中的分布情況及其對環(huán)烷酸腐蝕速率所產(chǎn)生的影響。并將異徑偏心彎管的數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)際測厚結(jié)果進(jìn)行比對分析，最終確定對環(huán)烷酸腐蝕產(chǎn)生影響最大的流體力學(xué)因素為壁面剪切力，并可以以壁面剪切力為依據(jù)，預(yù)測處在環(huán)烷酸腐

3、蝕環(huán)境下的管道易發(fā)生腐蝕的部位。
　　對不同結(jié)構(gòu)的普通彎管、異徑偏心彎管及異徑同心彎管內(nèi)流場進(jìn)行數(shù)值模擬。模擬結(jié)果表明，普通彎管彎頭內(nèi)側(cè)剪切力大。異徑偏心彎管彎頭兩側(cè)及變徑后直管段下半部剪切力較大，且彎頭內(nèi)側(cè)剪切力與直管段長度成正比;彎頭兩側(cè)剪切力與直管段長度成反比。當(dāng)異徑偏心彎管直管段長度為200mm時(shí)，彎頭附近剪切力變化規(guī)律為:異徑接頭大小端直徑比值處于1～1.7之間，彎頭內(nèi)側(cè)剪切力與大小端直徑比值成反比，比值大于1.7，彎頭

4、內(nèi)側(cè)剪切力保持穩(wěn)定;彎頭兩側(cè)剪切力與異徑接頭大小端比值成反比;彎頭外側(cè)剪切力在比值1～1.7間保持穩(wěn)定，在大于1.7時(shí)，隨異徑接頭大小端比值增大而增大。當(dāng)異徑接頭大小端比值較小時(shí)，異徑同心彎管最大剪切力出現(xiàn)在彎頭內(nèi)側(cè)及出口直管段45°和135°附近。當(dāng)異徑接頭大小端比值較大時(shí)，異徑同心彎管壁面最大剪切力出現(xiàn)在變徑后直管段上半部及出口直管段外側(cè)。
　　最后，結(jié)合流體流動(dòng)、分子傳質(zhì)以及環(huán)烷酸與鐵的化學(xué)反應(yīng)三種不同物理化學(xué)過程，本文建立