[發明專利]管道沖蝕速率獲取方法

有效

• 申請號: 201811286572.5
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN111199082B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 鄭思佳;羅敏;別沁;劉穎;毛華;李琦;徐婧源
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/18
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 周靜

本發明公開了一種管道沖蝕速率獲取方法，屬于管道損耗評估領域。該方法包括：獲取粉塵顆粒的布氏硬度因子、速度、粉塵顆粒形狀因子，獲取粉塵顆粒沖擊管道內壁的沖蝕角。根據粉塵顆粒的布氏硬度因子、速度、粉塵顆粒形狀因子，以及沖蝕角，獲取單位質量粉塵顆粒造成的管壁損失量。獲取單位時間內管道內通過的粉塵顆粒質量，根據單位質量粉塵顆粒造成的管壁損失量和單位時間內管道內通過的粉塵顆粒質量，獲取管道沖蝕速率。本發明能夠用于攜粉塵顆粒的天然氣介質在管道內流動時對管道沖蝕速率的獲取，應用在輸氣站場工藝組件中的管道沖蝕速率的獲取時的精度較高。

技術領域

本發明涉及管道損耗評估領域，特別涉及一種管道沖蝕速率獲取方法。

背景技術

輸氣站場工藝組件包括排污單元、調壓單元、管匯單元等。天然氣在輸氣站場工藝組件內流動時，天然氣中的粉塵顆粒會沖擊各單元管道的管壁，使管壁產生沖蝕現象。管壁沖蝕較嚴重時，需要及時更換管道，避免發生安全事故。為了對輸氣站場工藝組件各單元的管壁沖蝕程度進行評估，有必要提供一種管道沖蝕速率獲取方法。

相關技術采用1994年由Tusla大學提出的Alhert模型沖蝕速率模型來獲取沖蝕速率。該模型通過下述實驗獲得：使攜石英砂空氣在碳鋼、鋁材質的管道中流動，獲取攜石英砂空氣對管壁的沖蝕速率，進而歸納總結出含石英砂空氣在管道內的流速、石英砂粒徑等對管壁沖蝕速率的影響。

發明人發現現有技術至少存在以下問題：

該模型在實驗環境下獲得，對于管道內介質為天然氣，介質中攜帶有粉塵顆粒的輸氣站場工藝組件來說，利用上述模型計算得到管道沖蝕速率誤差較大。

發明內容

本發明實施例提供了一種管道沖蝕速率獲取方法，可解決上述技術問題。具體技術方案如下：

一種管道沖蝕速率獲取方法，所述方法應用于輸氣站場工藝組件中輸送天然氣介質，且所述天然氣介質中攜帶有粉塵顆粒的管道；

所述方法包括：獲取所述粉塵顆粒的布氏硬度因子、速度、粉塵顆粒形狀因子；

獲取所述粉塵顆粒沖擊管道內壁的沖蝕角；

根據所述粉塵顆粒的布氏硬度因子、速度、粉塵顆粒形狀因子，以及所述沖蝕角，利用下述公式，獲取單位質量粉塵顆粒造成的管壁損失量；

其中，

ER表示單位質量粉塵顆粒造成的管壁損失量，單位為kg/kg；

B表示粉塵顆粒的布氏硬度因子，無因次；

v_p表示粉塵顆粒的速度，單位為m/s；

F_s表示粉塵顆粒的粉塵顆粒形狀因子，無因次；

α表示沖蝕角，單位為°；

所述管道包括:排污單元管道、調壓單元管道、管匯單元管道；

對于所述排污單元管道，所述f(α)通過下述公式獲得：

f(α)＝9.6exp(-0.015α)-8.2exp(-0.03α)；

對于所述調壓單元管道，所述f(α)通過下述公式獲得：

f(α)＝2.0exp(-0.016α)-16.0exp(-0.03α)；

對于所述管匯單元管道，所述f(α)通過下述公式獲得：

f(α)＝19.4exp(-0.01568α)-17.0exp(-0.0239α)

獲取單位時間內管道內通過的粉塵顆粒質量；