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
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
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
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
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
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。
带腐蚀缺陷管道的安全性评价方法研究
ＳｔＤ［ｄ／ｔ－］为随机变量ｄ／ｔ的标准偏差；Ｅｄ为定义腐
式中：（ｄ／ｔ）一为检测得到的腐蚀区相对深度；
协会进行试验并修正，颁布了ＡＳＭＥ
（１５）
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ＡＳＭＥ Ｂ３１Ｇ一２００９标准对于缺陷处管道壁面
积Ａ。和材料流变应力否定义与ＡＳＭＥ 标准相同。
（５） Ｂ３１Ｇ一１９９１
式中：丫。为预测模型的分项安全系数，ＳＭＴＳ 为规定的最小拉伸强度；％为腐蚀深度的分项安全 系数；Ｑ为长度校正系数，其表达式为
Ｑ＿（ｄ／ｔ√）篡型Ｓ２
蚀深度分数值的系数。 １．６．２许用应力法
Ｐｓｗ＝Ｐｆ・Ｆ
＋＝（ｄ／ｔ）一。＋￡ｄ ｔＤ［ｄ／ｔ］
葛４
（１）
１．３
式中：ｄ为腐蚀区域的最大深度，ｍｍ。 ＡＳＭＥ Ｂ３１Ｇ一１９９１标准 针对ＡＳＭＥ Ｂ３１Ｇ一１９８４的保守性，美国燃气
ｏ＋
管道运输是石油和天然气高效、安全运输的一 种重要形式，油气管道一旦发生事故，就会造成巨大 的经济损失及环境污染［１］。由于腐蚀而招致管路失 效的事故频繁发生，可见腐蚀是危害油气安全运输 的重要因素之一。由于大多数管道是以埋地为主，给 后续的检测带来很大的阻碍，严重影响管道安全运 行。２０世纪６０年代以来，国内外在带腐蚀缺陷管道 安全性评价方法上取得了很大进展，颁布许多标准。 这些方法包括ＡＧＡ ＮＧ一１８标准［２Ｊ、ＡＳＭＥ
ＤＮＶ
ＲＰ—ＦｌＯｌ标准的评价结果最为冒险，很容易发生安全事故；而ＡＳＭＥ Ｂ３ＩＧ一２００９标准、ＡＰＩ
５７９
—２０００标准和有限元分析法的评价结果相对适中，可较多应用于对管道的实际评估。 关键词：带腐蚀缺陷管道；安全性评价；鼓胀系数；流变应力；失效压力 中图分类号：ＴＥ９８０ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—７９８１（２０１６）１０一０００１一０４ 较，对选用合适的标准准确评价腐蚀缺陷管道具有 重大意义。 １带腐蚀缺陷管道安全性评价方法 １．１ ＡＧＡ ＮＧ一１８标准 这个标准是最早用于评价腐蚀缺陷管道。对于
SAPV及API579凹坑评定标准用于尿素合成塔的保守度评价
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
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。
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(1. College of Architecture & Environment, Sichuan University, 2. Key Laboratory of Energy Engineering Safety and Disaster Mechanics, Ministry of Education, Sichuan University, Chengdu 610065, Sichuan, China )
: 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
摘 要
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。
关 键 词 :数值模拟;API579 准则;冲刷腐蚀;腐蚀速率 中 图 分 类 号 :TG174.
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文 献 标 识 码 :B
文 章 编 号 :1009
-5438(2017)02 -0053 -0 5
Numerical Simulation Analysis of Elbow Erosion Based on API579 Criterion
Abstract：In order to quantitatively describe the physical elbow erosion of high pressure reinjection pipeline caused by changes of fluid velocity and direction, taking the high pressure reinjection pipeline of NGPD ( northwest of Sichuan gas production district) as an example, Fluent software is used to establish a vertical elbow erosion model, the residual strength of corresponding elbow is evaluated and studied by using API579 criterion. The result shows that the maximum erosion rate occurs on the outer wall of elbow pipe. Meanwhile, according to numerical simulation calculation, the control parameters are optimized by the genetic algorithm. In view of the fact that the scale of the pipeline inner wall cannot be measured accu rately, a set of relatively complete evaluation and optimization analysis system is established. Key words ：numerical simulation ； API579 criterion ； erosion ； erosion rate
众所周知， 管道在工业生产生活中作为一种常 见的输油输气工具， 对其安全性和经济性的评定有 着十分重要的地位。物理冲刷腐蚀是影响管道的安 全性与经济性重要因素之一， 目前国内外对于管道 的物理冲刷腐蚀的评价方法和研究有很多。例如最 常见的 剩 余 强 度 评 价 标 准 [1]， 除此之
Chengdu 610065 , Sichuan, China；
ASME B31G
收 稿 日 期 :2017
作 者 简 介 :崔 晔 晕 （
- 02 - 06 1994 - ) ， 男， 内蒙古包头市人， 在读硕士。
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包钢科技
第 43 ■
外， 现在比较常用的管道剩余强度评价标准还有 API5 7 9 准则„ 上述标准的执行需要对管道的壁厚 做准确的测量_但是由于管道内结垢严重等原因， 管 道的厚度往往无法直接进行准确的测量， 这时候就 需要用数值模拟对管道冲蚀后的厚度进行计算$ 数 _ 模拟管■冲烛方:面， 顏内外的食粟研窕根据数值 模拟的结果对管遒腐蚀规律和腐蚀特点的研究9 例 如， 李 洋 等 利 用 Fluent有限元软件对气液双相流在 弯管处的腐蚀情况和腐蚀规律进行了定量的分析和 研 究 [2]。再 例 如 ， 刘勇峰、 吳明等 人 以 凝 析 气 ， 田为 例， 利用数值模拟对不同工况下的管道进行模拟， 得 到了流速和湍流强度随管道结构形式改变进而受到 影响的结论[3]。 本文以川西油气田为例, ， 主要针对由于管道内 结垢较厚， 无法直装准确测量到管道冲刷腐蚀速率 的情况， 对管道进行数值模拟分析， 得到相应的腐蚀 规律与腐蚀数据， 根据其规律和数据应用 API5 7 9 准 则进行剩余强度评价， 得到定量的安全指标与使用 年限 。
第
43卷第2 期 2017 年 4 月
Science and Technology of Baotou Steel
包 钢 科 技
V ol.43,N o.2 April,2017
基 于 API579准则对弯管腐蚀数值模拟的分析
崔晔晖\曾祥国u ， 李 洋 1， 盛 鹰 1
(1 . 四 川 大 学 建 筑 与 环 境 学 院 ， 四 川 成 都 610065; 2 .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)