基于API579准则对弯管腐蚀数值模拟的分析

基于斯托克斯数的弯管冲蚀数值模拟周三平【摘要】Using the steady state method in DPM model and the stochastic model of computational fluid dynamics numerical simulation software Fluent,the particle trajectory was tracked.In view of the influence of discrete phase on continuous phase at a series of Stokes number (St),the interphase coupling method was adopted to carry out the numerical simulation of particle erosion-corrosion on the elbow wall.The results show that the erosion rate in the entrance straight section of the elbow is low and uniform and that in the later section just behind the bend of the elbow is relatively large,where the particles are collected.At the exit section of the elbow,when St is less than 1,the erosion gradually transits from the outside along the pipe wall to the whole wall and the maximum wall erosion rate increases slightly with the increase of St,whereas the increment is very small.When St is more than 1,particles leap between the inner and outer pipe wall and on the pipe wall discontinuous punctate erosion occurs;the maximum wall erosion rate increases slightly with the increase of St,and the increment is very small but significantly larger than that when St is less than 1.%利用计算流体力学数值模拟软件Fluent,采用DPM模型中的稳态方法和随机轨道模型,进行颗粒的运动轨迹追踪.考虑到离散相对连续相的影响,采用相间耦合方法,基于斯托克斯数(St)进行了一系列颗粒对弯管管壁的冲蚀数值模拟.结果表明:弯管入口直管段,冲蚀速率很小且均匀;在随后的弯管段,颗粒聚集较多,该处冲蚀速率较大;出口直管段,当St＜1时,冲蚀情况由弯管外侧沿着管壁逐渐均匀过渡到整个管壁四周,管壁最大冲蚀速率随St的增大而略有增大,但增幅很小.当St＞1时,颗粒在内外管壁之间变性跃移,管壁冲蚀呈现不连续的点状冲蚀,管壁最大冲蚀速率随St的增大而略有增大,增幅很小,但明显大于St＜1时的最大冲蚀速率.【期刊名称】《腐蚀与防护》【年(卷),期】2017(038)007【总页数】5页(P557-561)【关键词】弯管;冲蚀;数值模拟;斯托克斯数(St);液-固两相流【作者】周三平【作者单位】西安石油大学,西安710065【正文语种】中文【中图分类】TG172管道运输具有运输量大、连续平稳、经济快速、安全可靠以及占地少等诸多优点，被广泛用在石油石化等各个生产领域，弯管作为管道运输过程中的一个变向管件,发挥着重要的作用。

关于工业管道问题的答疑解惑(5)身为全国锅炉压力容器标准化技术委员会压力管道分技术委员会副秘书长，《压力管道安全技术监察规程一工业管道》和《压力管道规范一工业管道》的主要起草人，ASME相关规范的译者和校对者之一，应道宴大师每天都会接到许多来自全国各地管道从业人员的咨询。

为了能够帮助更多的管道人，为了能让知识更大范围地传播,管道365特开设【管问应答】栏目，搜集和整理应大师的答复，为管道人答疑解惑！问：一个天然气场站工业管道设计日期为2019年7月，设计压力为4.OMPa,材质为1245,PS12系列，执行标准为GB/T9711-2017,今年5月份施工，我们在监督检验过程中发现：按照《管规》的规定，GB/T97∏.1的碳钢管道不得用于GC1天然气管道，虽然GB∕T97n-2017不再分为GB/T9711.1和GB/T9711.2了，但是由于2011版的也有PS12,因此认为设计选材不符合《管规》规定，请问理解对吗？答：从技术方面的层面来GB/T9711.PS12的使用限制已取消了，单从法无禁止即可行的原则，现行管规仅规定GB定9711I(PS1I)的使用限制,而没，有规定G管T9711(PS12)的使用限制'，因此不能就此证明设计不符合现行管规的规定。

我撰写的《关于GB/T9711在工业压力管道领域内的使用》一文，表达了GB/T20801的技术观念，供参考。

问：询问CIaSS2500,DN450人孔法兰扩大系列的设计技术？答：这个案例的设计技术宜按照ASMEB16.5的设计基本理念来进行，才能使设计融入ASMEB16.5的体系，沿用CIaSS2500的压力温度额定值体系。

因此，法兰设计应采用高颈法兰，高强度螺栓，八角垫。

法兰强度计算采用华脱斯法，设计压力42.OMPa,法兰许用应力150MPa,螺栓许用应力120MPa.,螺栓面积按ASMEB16.5要求布置，但在实际面积确定后，按华脱斯法计算弯矩时以螺栓许用应力175MPa.代入计算。

U型弯管冲蚀数值模拟
李方淼
【期刊名称】《石油和化工设备》
【年(卷),期】2024(27)1
【摘要】管道结构中的U型弯管常用来调整流体输送方向,但由于该处流体速度的改变,使得U型管处容易发生冲蚀效应,进而导致管道破裂、穿孔等情况。

为研究U 型管的冲蚀规律,建立了U型管的数学模型和物理模型,用Fluent软件进行了分析,分别针对不同的流体进口速度、砂粒直径、U型管转弯曲率半径以及不同U型管管径的情况进行了数值模拟。

结果表明,U型管的冲蚀速率随U型管通径、曲率半径的增大而减小,并且介质速度的增大会使冲蚀速率呈现出增速渐增的增长方式,砂粒直径的增大使冲蚀速率表现为增速渐缓的增长方式。

【总页数】5页(P23-27)
【作者】李方淼
【作者单位】中石化石油机械股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE9
【相关文献】
1.基于数值模拟的输气弯管抗冲蚀结构优化
2.CO_(2)固体水合物对弯管冲蚀的数值模拟
3.平椭圆弯管冲蚀磨损数值模拟
4.基于多相耦合的燃气弯管冲蚀磨损数值模拟
5.颗粒形状对弯管冲蚀磨损影响的数值模拟研究
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基于API579准则对弯管腐蚀数值模拟的分析
崔晔晖;曾祥国;李洋;盛鹰
【期刊名称】《包钢科技》
【年(卷),期】2017(043)002
【摘要】为定量描述高压回注管道弯管处由于流体速度与方向的改变而引起的物理冲刷腐蚀,本文以川西北气矿的高压回注水管道为例,利用Fluent软件建立了垂直弯管冲刷腐蚀模型,并利用API579准则对相应弯管处的剩余强度进行评价和研究.结果表明,腐蚀速率最大区域发生在弯管段外壁.同时,根据数值模拟计算对各控制参数根据遗传算法进行优化处理.针对管道内壁结垢无法测量准确数据的情况,建立了一套相对完整的评价优化分析系统.
【总页数】5页(P53-57)
【作者】崔晔晖;曾祥国;李洋;盛鹰
【作者单位】四川大学建筑与环境学院,四川成都 610065;四川大学建筑与环境学院,四川成都 610065;四川大学能源工程安全与灾害力学教育部重点实验室,四川成都 610065;四川大学建筑与环境学院,四川成都 610065;四川大学建筑与环境学院,四川成都 610065
【正文语种】中文
【中图分类】TG174.1
【相关文献】
1.API579准则评价均匀腐蚀管道剩余强度 [J], 高松巍;邵娜;杨理践
2.液态 CO2输送管道弯管处冲刷腐蚀数值模拟 [J], 沈彬
3.数值模拟油气管线弯管处固液两相流场特性及冲刷腐蚀预测 [J], 杜强;李洋;曾祥国
4.基于API579准则的含点腐蚀管道剩余强度分析 [J], 徐寅平;段庆全;张宏
5.90°弯管流动加速腐蚀的实验和数值模拟 [J], 张凌翔;周克毅;徐奇;司晓东;林彤因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

90°弯管流动加速腐蚀的实验和数值模拟张凌翔;周克毅;徐奇;司晓东;林彤【摘要】针对超\\超超临界机组给水、疏水系统的流动加速腐蚀(FAC)问题,采用了实验和数值模拟相结合的方法来分析90°弯管的腐蚀情况.实验中,利用电化学方法测得不同入口速度下弯管的FAC速率,并对实验数据分析;利用数值模拟的方法,计算出不同入口速度下弯管的流场;最后,基于M.I.T模型,在常温条件下简化90°弯管的FAC模型,结合场协同理论从流体动力学角度分析了弯管不同位置的FAC分布的特点及影响因素,得出在沿流动方向上传质系数越高,指向截面中心的径向速度越大,弯管FAC速率越大.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2018(069)012【总页数】9页(P5173-5181)【关键词】数值模拟;模型简化;流体动力学;流动加速腐蚀;弯管【作者】张凌翔;周克毅;徐奇;司晓东;林彤【作者单位】东南大学能源与环境学院,江苏南京 210096;东南大学能源与环境学院,江苏南京 210096;东南大学能源与环境学院,江苏南京 210096;东南大学能源与环境学院,江苏南京 210096;东南大学能源与环境学院,江苏南京 210096【正文语种】中文【中图分类】TK224.9引言流动加速腐蚀（FAC）是指在碳钢或低合金管道中，由于单相流体或汽液双相流体的流动使得管壁表面的铁离子从表面脱离的现象[1-3]。

该腐蚀现象通常发生在超\超超临界机组的给水和疏水系统以及核电厂的二回路冷却系统，会使得管壁局部变薄，进而发生破裂[3]。

影响FAC的因素主要分为流体动力学因素、环境因素、材料因素和几何形状四类[4]。

流体动力学因素主要包括流速、Reynolds数、传质系数、剪切应力以及湍动量大小等；环境因素主要包括温度、pH和含氧量等；材料因素主要是指管壁基体材料中合金材料的含量；几何形状主要是指管道形状引起的流场差异。

安　全　分　析　SAPV及API579凹坑评定标准用于尿素合成塔的保守度评价张红才1,李培宁2(11湖北化肥厂,湖北枝江　443200;21华东理工大学,上海　200237)摘　要:分别运用S APV和API579规范对某化肥厂含腐蚀凹坑尿素合成塔上封头进行安全评定,并与有限元极限分析结果和分析设计规范强度校核的结果进行了比较,对S APV和API579两种凹坑安全评定方法的保守度进行了讨论,作者认为:API579及S APV的球形封头凹坑安全评定方法均足够保守,S APV球形封头凹坑评定规程用于外壁凹坑时安全裕度是恰当的,但用于内壁凹坑时显得过分保守,提出了球壳内壁凹坑安全评定时可适当降低安全系数的建议。

关键词:尿素合成塔;安全评定;极限载荷;保守度中图分类号:T Q05017;T-652 文献标识码:B 文章编号:1001-4837(2003)12-0043-05Conservative F actor Evaluation of Local Thinning Defect Assessment Standard(SAPV and API579)Using in U rea R eactorZHANG H ong-cai1,LI Pei-ning2(11Hubei Chemical Fertilizer Plant,Zhijiang443200,China;21East China University of Science and T echnolo2 gy,Shanghai200237,China)Abstract:The safety assessment of the urea reactor upper head with corrosion pit in one Chemical Fertilizer Plant was studied by using the codes of S APV and API579,and the results of the safety assessment were com2 pared with its plastic limit load analysis and its strength check by analysis design code,the conservative factor of S APV and API579codes in the safety assessment of the urea reactor was als o discussed,s ome conclusions were g otten and they are:if S APV and API579is used for the safety assessment of the urea reactor spherical head with pit,its results are quite conservative,when spherical head with outer pit is assessed by S APV,the safe factor is suitable,when the safety assessment of the sphere with inner pit is proposed by S APV,its results is conservative excessively,the safe factor could be advisably reduced1K ey w ords:urea reactor;safety assessment;limit load;conservative factor1　引言尿素合成塔是尿素生产装置的关键设备,它的主要作用是甲铵脱水转变为尿素。

含腐蚀缺陷油气管道弯头剩余强度的数值研究的开题报告题目：含腐蚀缺陷油气管道弯头剩余强度的数值研究研究方向和背景：油气管道是国家能源工程的核心，其安全性和可靠性对于保障国家能源安全和经济发展具有重要意义。

然而，由于长期使用、环境腐蚀等原因，管道中可能存在各种缺陷，比如腐蚀、裂纹等，这些缺陷都会影响管道的强度和稳定性，导致管道的性能下降，甚至危及人民生命财产安全。

在工程实践中，通常采用数值模拟方法来分析管道强度和剩余寿命。

针对含有腐蚀缺陷的油气管道弯头，已经有一些相关的数值研究，但是在实际工程中仍然存在一定差距和不足。

因此，有必要开展一项深入细致的数值研究，以更好地了解含有腐蚀缺陷的油气管道弯头的剩余强度特点以及腐蚀缺陷对管道弯头剩余强度的影响规律。

研究目的：本研究的目的是基于有限元理论，开展含腐蚀缺陷油气管道弯头剩余强度的数值研究，以探究腐蚀缺陷对于油气管道弯头剩余强度的影响，为油气管道的安全维护和优化设计提供支持和参考。

研究内容：1. 构建含腐蚀缺陷油气管道弯头的有限元模型2. 对含有不同类型和不同大小的腐蚀缺陷的油气管道弯头进行数值模拟分析，研究缺陷对其剩余强度的影响3. 给出不同情况下油气管道弯头的剩余寿命预测值4. 尝试提出管道弯头优化设计方案，以提高其抗腐蚀能力和稳定性研究方法：本研究采用有限元数值模拟方法，通过建立含有腐蚀缺陷的油气管道弯头的有限元模型，运用ANSYS软件进行数值模拟分析，并结合实际数据和现场观测结果进行对比和验证。

研究意义：本研究的成果可以为含有腐蚀缺陷的油气管道弯头的评估和安全维护提供科学依据和技术支持，为提升油气管道系统的可靠性、安全性和经济性做出贡献。

同时，本研究还可以为油气管道的优化设计提供参考和指导，有助于提高油气管道系统的整体性能和竞争力。

第一章前言1.1前言ASME和API编制的有关承压设备的规程和标准规范了新压力容器、管道系统和储罐的设计、制造、监督和检测。

这些规程并不是阐述设备使用中的老化问题，也不是阐述由于设备老化或检测时发现的源自最初制造过程带来的缺陷。

FFS合乎适用性评价是一种定量的工程评价方法，可用于论证包含缺陷或损害的在役部件的结构完整性。

本推荐规程为FFS评价方法提供指导特别是准备用于精练或石油化工企业的设备。

本推荐规程的指导方针可用于对已经检测出含有缺陷的承压设备做出继续运行、修理、更换的决定以保证设备安全运行。

1.2范围1.2.1本推荐规程的方法和步骤目的是补充和扩充API510、API570和API653的要求。

1.2.2本推荐规程的评价程序可用于合乎适用性评定或重新评估按以下标准设计和制造的设备:·ASMEB&PVCode,SectionVIII,Division1·ASMEB&PVCode,SectionVIII,Division2·ASMEB&PVCode,Section1·ASMEB31.3PipingCode·ASMEB31.1PipingCode·API650·API6201.2.3本规程的评价程序也可用于按照其它组织的规范或标准建设的压力容器设备包括国际或公司内部标准。

本推荐规程有着广泛的应用因为这些评价方法是建立在公认的应力法、非破裂缺陷的塑性破坏荷载和FAD策略基础上（见第二章2.4.2）。

1.2.3.1时，建议用户首先要看一下附录H的讨论。

附录H所提供的信息连同设计规范差异的知识应该使用户能够确定满足其他设计规范的设备的FFS评定的系数比例或限值，当评估其它标准或规范时应当考虑以下ASME和API的标准:·材料规范·特殊材料的更高或更低的温度限制·材料的强度特性和设计许用应力·材料断裂韧性要求·壳体的设计规则·Designrulesforshelldiscontinuitiessuchasnozzlesandconicaltransitions·Designrequirementsforcyclicloads ·Designrequirementsforoperationinthecreeprange ·Weldjointefficiencyorqualityfactors ·Fabricationdetailsandqualityofworkmanship ·Inspectionrequirements,particularlyforweldedjoints。

90°弯管固液两相冲刷腐蚀数值模拟摘要：本文在Workbench平台下利用Fluent建立了90°弯管冲刷腐蚀模型，研究固液两相流流经90°弯管处固体颗粒对其造成冲刷腐蚀下的流速、压力、冲蚀速率的变化特点，并分析了最大冲蚀速率与流速、颗粒直径、颗粒流量质量的变化关系。

结果表明：弯管处流场变化复杂，弯管外侧相比于内侧流体流速小、压力大、壁面冲蚀速率大，而最大冲蚀速率发生在弯管外侧靠近入口段处。

冲蚀速率敏感性结果表明：较大的流速、颗粒直径、颗粒质量流量会对管壁造成更加严重的冲刷腐蚀。

关键词：弯管；固体颗粒；冲刷腐蚀在各种管道失效案例中，冲蚀减薄失效是常见失效形式。

在输送油品时油品中夹杂的固体颗粒会对输送管道产生冲刷腐蚀[1]。

而弯管在工业运输管道中起连接管道的作用，但由于弯管几何形状的复杂性，造成流体及携带的固体颗粒流经弯管时流体流动的方向及固体颗粒的方向发生明显的变化，固体颗粒对管壁的反复冲击会引起弯管位置冲刷腐蚀穿孔，致使管线提前失效发生油气泄漏[2]。

浙江大学庞剑锋[3]对加氢装置的REAC腐蚀进行了CFD模拟，他将剪切力作为冲蚀失效的重要参数，仅定性地说明冲蚀可能发生的部位，而没有直接计算出冲蚀的速率。

复旦大学的王字飞[4]研究了耐磨耐蚀层状复合管，并采用LS．DYNA模拟得到其冲蚀分布规律。

代真[5]对空冷器管柬内流体的流动进行了CFD模拟，模拟结果与实际管道的检测结果吻合较好Y．M．Femg[6]通过CFD模拟的方法建立了弯管壁厚减薄与湍流强度之间的数学模型。

本文主要针对输油管道90°弯管进行固液两相流冲蚀仿真模拟研究，研究弯管处流速、压力、腐蚀量的变化特点。

并分析流速、颗粒质量流量、颗粒直径对弯管最大冲蚀量的影响。

其研究结果有助于提高输油管道系统可靠性，可为输油管道系统的结构优化提供数据参考和理论依据。

1 90°弯管建模1.1参数设置90°弯管管径50mm，弯管曲率半径75mm,弯径比R/D=1.5，为保证管内流体流动得到充分发展，出入口直管段100mm。

石化廠固定設備之API579-1適用性評估施元斌機械系摘要本計劃在針對API579-1 2007年版之適用性評估標準，建立API579-1適用性評估標準Part 2至Part 13共12個分類之標準作業分析流程中之重要參數探討。

評估過程中所需的資料及技術包含：(1)固定設備之原始設計建造標準碼，以及材料破壞模式與損壞原因；(2)12個分類之結合應用與限制；(3)設備之實際檢測資料，例如：本體厚度資料、裂縫資料 ..等；(4)評估流程及可接受的基準方程式；(5)設備的剩餘壽命評估；(6)控制設備損壞的修正技術；(7)監測設備損壞的方法；以及(8)文件紀錄內容。

目的在將所建立的分析技術服務國內的石化廠商，創造更多與本校建教合作的機會。

壹、緒論一、研究動機石化工廠的操作週期長短關係著公司的產能競爭力，而政府主管機關對於危險性設備每二或三年必須停機開放，執行內部檢查的規定，則是業界難以進一步突破的罩門，眼睜睜看著國外同業四年甚至六年才停機大修的情況，相對競爭力就輸了一大截。

也因此，國內石化業界一直期望能以外部替代檢查方案或延長開放週期，避免每兩年就必須面臨停機大修的限制。

在業界大力推動及相關機關的共同努力之下，勞委會也在原有法令架構下，勞委會於92.09.30頒佈「危險性設備內部檢查延長期限或替代檢查審查注意事項」。

目前審查過程中有關固定設備的適用性評估主要參照API579-1 2007版(API：American Petroleum Institute)，API 579-1 2007版的內容將近1200頁(若含建造標準與檢測技術標準…等將近5000頁內容)，絕大部分關係到機械力學基礎、材料破壞觀念、檢測實務及機械設計準則，亦即內容較偏機械專業，且繁雜與艱澀難懂。

目前國外在技術上及軟體應用的進度上走在國內前面，但仍屬較新技術，因此軟體亦不多見且為內容封閉式，亦即難窺其堂奧。

對於國內廠商亦屬更新的技術，也因此，國內在評估工作上常常是委託國外技術團隊進行，花費成本相當高。

90°弯管冲蚀磨损的数值模拟研究许留云;胡泷艺;李翔【摘要】利用FLUENT软件中的DPM模型，对含少量固体的90°液体管道内的冲蚀磨损情况进行了数值计算，得到了90°弯管中冲蚀磨损最严重的部位，并且流体对弯管的冲蚀磨损速率随着弯管中流体速度的增大而呈线性增加，随着弯管中颗粒含量的增加而呈线性增加，且弯管的最佳弯曲半径为R=1.5D或R=2D。

%In this paper, numerical simulation on erosion of 90° elbow was carried out by FLUENT software, the worst parts of the erosion in 90° elbow were determined. The results show that the pipe erosion rate increases linearly with increasing of fluid flow velocity and the particle content in the pipeline. The optimal bending radius of elbow is 1.5D or 2D.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2016(045)009【总页数】4页(P2240-2243)【关键词】弯管;冲蚀磨损;数值计算【作者】许留云;胡泷艺;李翔【作者单位】延安大学化学与化工学院陕西省化学反应工程重点实验室，陕西延安716000;西安石油大学，陕西西安 710065;中国特种设备检测研究院，北京100029【正文语种】中文【中图分类】TQ018石化行业作为我国四大支柱产业之一，是实现国民经济现代化的重要保证。

石油化工生产具有高效率、高强度、高风险和周期长的特点，安全生产是石化企业永恒的主题。

石油化工企业中用于运输流体的特殊设备即管道，广泛存在于各大企业，失效机理复杂、运行的条件相对苛刻，因此管道的运行是否可靠直接影响整个企业的安全。

基于CFD的不同流向弯头冲蚀过程的数值模拟胡敏;陈文斌;廖飞龙;程镜洁【摘要】弯头作为改变介质流向的管件,在管路系统中承受着较大的冲击以及突变的压力,因此冲蚀成为弯头失效的主要原因.利用计算流体动力学CFD软件对四种不同流向以及水平放置弯头的冲蚀过程进行了模拟仿真,对比分析了五种情况下弯头的冲蚀率和冲蚀面积.结果表明:(1)弯头的外弧面处存在着最大压力值,含砂气携带着砂粒在该区域大量聚集,且在弯头外孤面区域极易发生冲蚀磨损;(2)当弯头中介质流向从上往下时,弯头平均冲蚀率是1.2763 kg/(m2·s),最大冲蚀率是14.69kg/(m2·s),相对介质流向从下往上的情况均是最大的;(3)当弯头是水平放置的时候,其冲蚀面积达到了0.04611 m2比其他4种情况都大.【期刊名称】《石油化工腐蚀与防护》【年(卷),期】2016(033)002【总页数】5页(P19-23)【关键词】CFD;弯头;冲蚀【作者】胡敏;陈文斌;廖飞龙;程镜洁【作者单位】川庆钻探工程公司安全环保质量监督检测研究院,四川广汉618300;川庆钻探工程公司安全环保质量监督检测研究院,四川广汉618300;川庆钻探工程公司安全环保质量监督检测研究院,四川广汉618300;中国石油西南油气田分公司川中油气矿磨溪净化厂,四川遂宁629000【正文语种】中文在管路系统中，弯头是改变介质方向的管件。

当介质经过弯头时，其速度、压力会发生非常大的变化，导致流体的流动不稳定[1]。

弯头因冲蚀磨损减薄[2]导致失效而引发的管道事故比例越来越高[3-4]。

因此如何准确地发现弯头存在的缺陷[5]是近几年来亟待解决的问题之一。

该文以新疆某含砂气井井口的弯头为例，基于ANSYS-CFX软件具有针对性地对几种不同流向弯头的冲蚀过程进行了模拟仿真。

通过分析总结仿真结果，对不同流向弯头的安装与检测工作提供一定的理论指导。

多相流分析中，各相之间在宏观尺度上混合，该混合尺度远小于网格尺度，但是远大于分子尺度[6]。

弯管冲蚀失效模拟研究及影响因素分析胡炳涛;朱荣涛;李超永;王贤【摘要】针对流体输送管道中存在的失效问题,介绍了冲刷腐蚀对工业领域的危害,分析了冲刷腐蚀影响因素.建立了弯管流固耦合模型,采用计算流体力学(CFD),借助ANSYS分析软件和DPM离散相模型,利用数值模拟方法求得固体颗粒运动轨迹,结合颗粒碰撞模型得到颗粒运动对管壁的冲蚀作用,判定弯管冲蚀破坏的危险区域和失效形式,讨论不同工况下,弯管结构参数和介质流动情况对冲蚀失效的影响.【期刊名称】《常州大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(031)002【总页数】8页(P27-34)【关键词】冲刷腐蚀;流固耦合;DPM;数值模拟【作者】胡炳涛;朱荣涛;李超永;王贤【作者单位】中国矿业大学化工学院,江苏徐州 221008;中国矿业大学化工学院,江苏徐州 221008;中国矿业大学化工学院,江苏徐州 221008;中国矿业大学化工学院,江苏徐州 221008【正文语种】中文【中图分类】TE832冲刷腐蚀(Erosion-corrosion)又被称为是磨损腐蚀，是金属表面和腐蚀性流体之间由于高速的相对运动而引起的金属损坏现象，是金属材料受到冲刷和腐蚀交互作用的结果，是一种广泛存在于石油、化工、水电等各个工业领域的危害性较大的局部腐蚀[1]。

管道冲蚀过程是一个很复杂的交互影响过程，它与管道流量、管道几何构造、管壁材料、流体性质、颗粒直径，颗粒形状，颗粒含量等诸多因素均有关系[2]。

管道系统失效形式多种多样，机理复杂，其中介质流动造成的冲蚀破坏是管道常见的失效形式之一[3]，而管件又是最常见的失效部位，在腐蚀性多相流作用下，弯头的冲蚀失效尤为突出[4]。

本文分析了不同管道参数下管道内部流体运动规律得到的管壁冲蚀，为冲蚀防护和弯管优化提供参考。

1 模型建立1.1 流动模型图1 弯管物理模型流体流动遵守物理守恒规律，利用Fluent软件，采用数值模拟方法，先对连续相流场计算，连续相特征为三维、湍流、不可压，待其收敛后，再加入离散相，通过对固体颗粒运动轨迹的追踪，然后利用磨损方程完成冲蚀问题的预测和磨损量的计算。

煤液化弯管冲蚀磨损的数值模拟研究邵东;王建文【摘要】针对煤液化工业管道系统中弯管部位的冲蚀磨损问题,通过二次开发将磨损模型嵌入到FLUENT中模拟计算磨损率大小及磨损位置,将计算结果与试验数据相对比以验证模型的正确性,再将磨损模型应用到煤液化管道的冲蚀磨损预测研究中.结果表明:煤粉直径小于80 μm时,磨损率随着粒径增大明显降低;最大磨损率与冲击速度成指数增长;最大磨损率随着管道弯曲角度增大而降低;弯径比为3时磨损率较小且磨损分布均匀.【期刊名称】《腐蚀与防护》【年(卷),期】2016(037)005【总页数】6页(P424-429)【关键词】油煤浆;弯管;固-液两相流;冲蚀磨损;数值模拟【作者】邵东;王建文【作者单位】华东理工大学机械与动力工程学院,上海200237;华东理工大学机械与动力工程学院,上海200237【正文语种】中文【中图分类】TG174煤直接液化技术是将干燥的煤磨成小于200目的细粉，并配制成油煤浆；预热至350 ℃，加压到15～30 MPa，使煤软化、热解、变为胶状物；再在反应器内高温、高压、催化剂条件下加氢反应[1]。

采用煤液化技术，将煤转化成油品和化工产品，是缓解石油压力、提高煤炭资源利用率、降低环境污染的重要途径[2]。

煤液化过程中，因多相流冲蚀磨损引发的失效、非计划事故频繁发生，尤其对冲击和腐蚀交互作用下的冲蚀破坏更为严重。

研究表明，管道系统中弯管部位的冲蚀磨损比直管部位高50倍[3]。

在停工检修时，由于缺乏检测区域的针对性和检测时间的合理性，即增加了运行成本，又难以保障企业的安全生产。

本工作采用数值计算方法研究了油煤浆对输送管道弯管部位的冲蚀磨损规律，通过二次开发，将磨损模型嵌入到FLUENT软件中，数值计算冲蚀磨损率大小和磨损位置分布。

分析对比不同管道结构、粒子属性等因素对冲蚀磨损的影响，为管道设计、工艺设计以及管道系统壁厚监测提供了依据。

1.1 几何模型与边界条件选取公称直径(DN)为200 mm，弯径比为3，弯曲角度为90°的管道为例来进行分析。

颗粒-水两相流在直角弯管中的冲蚀特性数值模拟研究何泽海1何金桥2（1、中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川成都6100722、长沙理工大学能源与动力工程学院，湖南长沙410114）冲蚀过程，是指液体工质中夹带的固体颗粒与流动管道壁面发生接触，并致管道壁面发生损耗，该现象是导致流体输运管道发生破损或失效的重要因素之一[1-2]。

锅炉管路作为流体工质输运通道，是整个锅炉本体的高压边界，管路系统的可靠性，对整个锅炉系统的稳定安全运行具有重要意义。

已有文献记录表明，锅炉管道事故中，约有三分之一的事件为液相中夹带固体颗粒在固体壁面上冲击、切削等作用导致的冲蚀而引起，尤其是弯头结构形式导致该局部区域流动较为复杂，颗粒与金属壁面作用更为强烈，导致弯管的冲蚀比直管严重50余倍[3]。

目前，国内外许多学者对管道内流动冲蚀问题进行了相关研究，以更好的认识冲蚀机理和主要影响因素，并为缓解管道冲蚀、提高管道输运过程的可靠性提供必要的技术支撑和预测评估方法。

计算流体力学是一种可靠的数值分析方法，可利用其从多种角度针对液固两相流冲蚀过程进行能够有效的数值模拟分析，并对其影响因素进行对比分析，以获得关键影响因素，例如流体运行参数、颗粒类型及尺寸、管道结构等。

Edwards等人[4]对弯管及三通内的流动冲蚀进行了数值模拟分析，并提出相关缓解措施进行了分析。

曾莉[5]、胡跃华[6]、胡宗武[7]等对管道内冲蚀磨损的机理和水力特性进行了模拟研究和分析。

这些研究对冲蚀磨损的预防具有参考价值。

本文采用计算流体动力学（CFD）方法，对固-液两相流体在90°直角弯管内管壁上的流动冲蚀特性进行数值模拟分析，以获得颗粒参数和属性、流动参数等因素对内壁面冲蚀磨损的影响规律。

1物理模型本文研究的对象属于液固两相流动，除了CFD的基础模型之外，主要采用的物理模型涉及到液固相的作用力和冲蚀模型，分别如下所述。

1.1曳力：Schiller-Naumann其中，α：微小颗粒相对壁面的入射角；Re P：微小颗粒的雷诺数；V s：微小颗粒的滑移速度，m/s；D p：微小颗粒直径，m。

油 气 储 运 2008年防腐保温API 579与B31G 剩余强度评价的保守性分析*何东升** 张 鹏 张丽萍(西南石油大学建筑工程学院) (新疆石油管理局井下作业公司)何东升 张 鹏等:API 579与B31G 剩余强度评价的保守性分析,油气储运,2008,27(1)36~40。

摘 要 腐蚀导致在役管道强度降低,运营者必须确定当前腐蚀缺陷下管道是否可以继续服役,目前可采用的评价方法主要有B31G 和A PI 579系列。

介绍了两种评价方法的理论基础,根据各自的基本假设导出了相应的评价方法的评价公式,并对此进行了深入的对比分析,得出通常认为过于保守的B31G 的保守性比API 579低的重要结论。

建议在单一荷载和简单缺陷形状下,按B31G 进行管道的剩余强度评价。

主题词 管道 剩余强度 腐蚀 评价 标准一、前 言腐蚀管道的剩余强度评价的目的就是评价管道受到腐蚀、产生腐蚀缺陷时管道是否能在规定的压力下继续运行。

管道公司希望在保证安全的前提下,最大限度地降低管道评价的保守性,提高管道运营的经济效益,因此选择何种评价准则与管道公司的经济利益和安全运营密切相关。

目前最具代表性的剩余强度评价准则是美国的A PI 579112和ASMEB31G 122,我国也颁布了几项关于腐蚀管道的剩余强度评价标准13~52,但基本是参照国外的准则制定的,如SY/T6151)1995,钢质管道管体腐蚀损伤评价方法132与ASME B31G 基本相同,SY/T 6477)2000含缺陷油气输送管道剩余强度评价方法142与API 579部分内容相近,SY/T 10048)2003腐蚀管道评估的推荐做法152与挪威船级社DNV RP -F101-Recom mended Practice for Corro ded Pipelines 162相近。

同时API 579和ASM E B31G 基本构成相对完整的美国腐蚀管道的剩余强度评价体系172,分析讨论这两个准则的保守性,提高评价的经济效益,对指导管道的剩余强度评价具有重要的价值。

试论长输管道连续点蚀评价方法作者：安鹏来源：《中国科技博览》2014年第36期[摘要]长输管道包括输油管道和输气管道，在自身因素和外部条件的影响下，会发生各种各样的腐蚀，连续点腐蚀是较为常见的一种腐蚀方式。

腐蚀现象使长输管道的安全运行受到了严重的影响，因此，为了切实维护管道安全，就必须建立准确的管道腐蚀评价方法。

一套完整的长输管道连续点蚀评价体系包含四个部分，分别为理论计算、软件仿真、实验分析和软件编程。

本文采用API579准则作为理论计算基础，通过有限元仿真建立模型，然后将理论计算结果与仿真结果进行对比，通过实验验证理论计算与仿真分析的准确性，最后运用C语言对以上步骤进行编程。

[关键词]长输管道连续点蚀 API579准则有限元中图分类号：TG172 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）36-0017-01引言长输管道是石油和天然气的主要输送载体，一旦发生腐蚀，就有可能造成油气泄漏甚至发生爆炸，严重威胁着人们的生命财产安全。

长输管道剩余强度是管道评价的重要指标，计算管道的剩余强度就能够确定带有腐蚀缺陷的管道在给定的工作压力下的应力变化，评价管道能否继续正常使用，从而科学的指导现实工作。

1 API579准则评价连续点蚀应用API597准则评价点蚀，必须依照一个准则，那就是要根据点蚀的类型进行分类，也就是说不同类型的点蚀，有不同的评价方法。

尽管如此，所有的评价方法都具有相似的评价程序，那就是在确定腐蚀数据后，首先进入一级评价系统，若数据符合一级评价准则，该管段可以继续进行相关计算，若不满足一级评价准则，则直接进入二级评价系统，若满足二级评价准则，则继续服役，否则进入三级评价系统。

三级评价是最终评价体系，完成评价之后，对评价结果进行总结。

应用API597准则评价点蚀的评价流程如下：首先判断点蚀缺陷的一级、二级评价方法的适用性，然后测定缺陷所在的管道材料的各个性能参数，以确定腐蚀管段的几何尺寸和其他参数，并划分载荷及其相关参数，通过上述几方面的内容计算出腐蚀管段的剩余强度系数。