检索结果-南通市图书馆

作者：梁猛北京化工大学

学位级别：硕士

在油田生产过程中,原油破乳是一个极其重要的环节。在众多破乳方法中,电破乳技术是通过外加电场促使原油乳状液中的小液滴聚结成为大液滴,从而实现沉降分离的方法。由于电破乳过程中的复杂性,相关研究大多只停留在宏观机理的研究层面上... 详细信息

在油田生产过程中,原油破乳是一个极其重要的环节。在众多破乳方法中,电破乳技术是通过外加电场促使原油乳状液中的小液滴聚结成为大液滴,从而实现沉降分离的方法。由于电破乳过程中的复杂性,相关研究大多只停留在宏观机理的研究层面上,长时间以来未能从微观角度系统的研究液滴行为规律。所以,本文基于Cahn-Hilliard方程的相场方法,通过流场和电场的耦合,建立了电场作用下的分散相液滴行为模型,从微观角度研究液滴变形、破裂和聚结行为。建立了匀强电场作用下的分散相液滴变形、破裂和聚结行为模型,从微观角度研究了液滴变形和聚结过程中电场强度、电荷密度、电场力和流场的分布规律,探讨了液滴变形、破裂和聚结原理。研究了影响液滴变形和聚结的众多因素,模拟结果表明,在匀强电场作用下,增大电场强度、液滴直径和初始表面电荷密度,降低连续相粘度和界面张力可增大液滴变形度。与此同时,适当增大电场强度、液滴初速度、初始表面电荷密度、界面张力和液滴直径,减小连续相粘度和液滴相对初始间距,均可降低液滴聚结时间。建立了匀强电场作用下的带电液滴变形和聚结模型。研究表明,受初始表面电荷密度的作用,带电液滴除了发生变形外,还会出现明显的电泳现象。与匀强电场作用下,中性液滴间聚结过程中双液滴等速靠近聚结的运动情况不同,中性液滴与带电液滴聚结时,带电液滴运动速度明显大于中性液滴。并且初始表面电荷密度越大,带电液滴与中性液滴的速度差就越大,其运动不等速现象的特点越明显。分析了交流电场作用下的分散相液滴变形和聚结原理。与匀强电场作用下的液滴发生变形情况不同,受交流电场的作用,液滴发生周期性振荡变形,并且液滴振荡频率恰好是交流电场变化频率的2倍。同时研究了影响液滴周期性振荡变形的众多因素,模拟结果表明,在交流电场作用下,增大电场强度和液滴直径,降低电场频率、连续相粘度和界面张力,均可增大液滴变形度和变形振荡幅度。在交流电场作用下,电场频率对液滴聚结时间的影响效果最重要。在其他影响因素不变的情况下,降低交流电场频率,液滴的变形度和变形振荡幅度明显增大,可增大液滴聚结速度,降低液滴聚结时间。本文从微观角度研究了电场作用下的分散相液滴行为规律,取得了一些初步研究成果,为电破乳技术的推广应用提供了理论依据。

关键词：相场方法液滴匀强电场交流电场数值模拟

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直线电机驱动抽油机的设计与工作原理研究

直线电机驱动抽油机的设计与工作原理研究

作者：赵联逢北京化工大学

学位级别：硕士

本文分析了游梁式抽油机实际使用存在的问题和直线电机驱动抽油机的研究现状，根据分析和研究设计了功能较齐全的直线电机驱动抽油机。根据工艺要求进行了直线电机驱动抽油机的结构设计，确定了直线电机驱动抽油机各零部件的强度尺寸，... 详细信息

本文分析了游梁式抽油机实际使用存在的问题和直线电机驱动抽油机的研究现状，根据分析和研究设计了功能较齐全的直线电机驱动抽油机。根据工艺要求进行了直线电机驱动抽油机的结构设计，确定了直线电机驱动抽油机各零部件的强度尺寸，解决了游梁式抽油机高能耗、低产出、冲程短等缺点，具有很大的应用前景。该机的主要特点如下：冲程长，运行平稳，节能效果好;平衡重内置，使得在抽油机附近工作的人员更加安全;采用专门设计的保护装置和机械刹车装置，在断电及突然无负载情况下，可保证电机及相关设备的安全，同时，可以在任何情况和位置进行制动，便于作业;专门设计了抽油机活动底座，便于修井作业。为了考察直线电机驱动抽油机结构的安全性，本文采用有限单元法对抽油机主架进行了应力分析，并着重研究了直线电机驱动抽油机主架的应力强度分布。在建立有限元分析模型时，采用壳单元和梁单元进行网格划分，既降低了建模难度，又减少了有限元模型的节点数，提高了计算速度。分析计算结果表明，直线电机驱动抽油机主架结构能满足强度要求。实践表明，直线电机驱动抽油机的结构设计合理。直线电机驱动抽油机已经成功在油田应用。

关键词：直线电机抽油机有限元分析应力分析

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注水系统的节能措施及效率计算研究

注水系统的节能措施及效率计算研究

作者：王红丽北京化工大学

学位级别：硕士

注水系统是油田日常生产中的重要组成部分,它保证了原油的高产稳产。近年来,随着油田进入高含水开发期,注水量日益增多,注水能耗也越来越大,成为油田的能耗大户。因此,注水系统节能措施的研究是势在必行。本文在广泛地分析了国内外众多... 详细信息

注水系统是油田日常生产中的重要组成部分,它保证了原油的高产稳产。近年来,随着油田进入高含水开发期,注水量日益增多,注水能耗也越来越大,成为油田的能耗大户。因此,注水系统节能措施的研究是势在必行。本文在广泛地分析了国内外众多注水系统节能措施后,选择了调压法进行研究。调压法调压设备简单,一次性投资小,调节方便,是一种有效的节能方法。本文主要对以下五部分进行了研究并得到了相应的结论:⑴ 注水系统使用调压调速节能的可行性。利用电机、离心泵的基本原理、公式对调压后设备运行参数的变化进行理论推导,计算出调压范围为10%左右可以得到明显的节能效果,但调压范围不能太大,否则,电机电流升高至超出额定电流,导致电机过热,会影响电机的使用寿命。⑵ 通过室内对电机调端电压进行大量实验可知,在一定的调压范围内,使用调压比使用节流的节能效果更明显。实验验证了关于节能潜力的理论分析。由实验结果得出,调压节能是可行的。⑶ 通过分析计算,首次绘制出辛二注水站注水管网的管路特性曲线,对于确定离心泵的工况有重要作用。⑷ 对注水系统效率及调压调速节能进行编程计算。通过编制的计算程序计算出辛八注水站的电机(Pe=2200kW,Ue=6kv)端电压从6000v

关键词：注水系统节能措施调压法管网优化试验研究

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氯碱电解槽阳极钛板腐蚀与防护研究

氯碱电解槽阳极钛板腐蚀与防护研究

作者：肖光桥北京化工大学

学位级别：硕士

氯碱工业是基础化学工业。氯碱生产过程安全环保有助于氯碱工业的稳健发展。然而,离子膜电解槽作为氯碱生产的核心设备,在生产过程中处于复杂的腐蚀环境中,而且其腐蚀问题时有报道。本文以某氯碱厂离子膜电解槽阳极钛板存在的腐蚀泄漏... 详细信息

氯碱工业是基础化学工业。氯碱生产过程安全环保有助于氯碱工业的稳健发展。然而,离子膜电解槽作为氯碱生产的核心设备,在生产过程中处于复杂的腐蚀环境中,而且其腐蚀问题时有报道。本文以某氯碱厂离子膜电解槽阳极钛板存在的腐蚀泄漏问题为出发点开展相关的研究工作,通过腐蚀电化学测试技术和表面形貌分析,研究了工业纯钛TA2分别在酸性高浓度氯化钠溶液、含不同Cl-浓度1mol/L NaOH溶液和不同温度和浓度的NaOH溶液中的腐蚀规律。此外,通过自行设计的流动腐蚀试验装置对TA2在流动条件下的腐蚀电化学行为进行了研究。主要得出以下结论:（1）在酸性高浓度氯化钠溶液中,TA2的腐蚀行为受到Cl-浓度、温度、PH值的协同影响。其对TA2腐蚀电流密度的影响大小为:PH值＞温度＞Cl-浓度。其对TA2阴极析氢腐蚀速率的影响大小为:PH值＞Cl-浓度＞温度。其对TA2自腐蚀电位的影响大小为:PH值＞Cl-浓度＞温度。其对TA2电荷转移电阻影响大小为:PH值＞Cl-浓度＞温度。（2）TA2在含不同Cl-浓度1mol/L NaOH溶液中,极化曲线的阳极有明显的钝化存在,且具有良好的耐蚀性。TA2在溶液中的阴极析氢电位约为-1250mV,在-1600～-1250mV的析氢电位区间,Cl-浓度对TA2析氢反应的影响不大。而当电位升高,在-1250～-400mV区间,TA2表面会发生明显的吸氧腐蚀,并且TA2的吸氧腐蚀电流密度随着Cl-浓度增大而先稍微增大后减小,TA2表面钝化膜呈n型半导体,可以抵御Cl-的腐蚀。（3）TA2在不同温度和NaOH浓度的溶液中,当NaOH浓度越大,温度对TA2腐蚀电流密度的影响就越明显;当溶液温度越高,NaOH浓度对TA2腐蚀电流密度的影响也越明显。对TA2在NaOH溶液中的浸泡试验结果分析可得,35℃、60℃、85℃下,NaOH浓度≤20wt.%时,TA2的腐蚀动力学曲线呈增重趋势,并且在温度为85℃时,腐蚀曲线由三部分组成:在第一部分（0～10天）,随着腐蚀时间的增加,腐蚀增重相对缓慢;在第二部分（10～20天）,腐蚀增重突然加快;而到第三部分（20～25天）,腐蚀增重又呈缓慢趋势。当NaOH浓度≥30wt.%时,TA2的腐蚀动力学曲线呈失重趋势。（4）在流动的NaOH溶液中,随着NaOH浓度、温度和流动速度增加,TA2在溶液中的电荷转移电阻和膜电阻均减小,TA2表面的钝化膜减薄,耐腐蚀性减弱。

关键词：工业纯钛电化学测试 NaOH溶液流动腐蚀表面形貌分析

5℃环境下含硫介质对原油储罐腐蚀影响的研究

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5℃环境下含硫介质对原油储罐腐蚀影响的研究

作者：邱露北京化工大学

学位级别：硕士

石化企业中原油含硫量不断增高,原油储罐受到严重的腐蚀,原汕储罐的防腐受到企业的广泛关注。本文基于涂料防腐施工简单,经济实用等特点,针对某企业的原油储罐所处低温、含硫的腐蚀环境情况,研究分析了原油储罐腐蚀失效机理,选取了2种底... 详细信息

石化企业中原油含硫量不断增高,原油储罐受到严重的腐蚀,原汕储罐的防腐受到企业的广泛关注。本文基于涂料防腐施工简单,经济实用等特点,针对某企业的原油储罐所处低温、含硫的腐蚀环境情况,研究分析了原油储罐腐蚀失效机理,选取了2种底漆(标记为底漆D1、D2)和4种面漆(标记为面漆M1、M2、M3、M4),底漆D2与4种面漆组合成4种涂料体系(标记为体系A、B、C、D),对储罐防腐涂料进行了实验研究和防腐性能评价,并筛选出防腐效果较好的防腐涂料。开展的研究及主要结论如下：(1)对所选取的储罐防腐涂层进行了硬度、附着力、抗冲击性、柔韧性等机械性能测试。结果表明,底漆D2比底漆D1机械性能好,4种面漆的机械性能均较好,但面漆M4不适用于高速冲击作用的金属表面防腐。(2)针对含硫介质腐蚀环境,采用腐蚀介质为3.5%Na2S溶液,对各个涂层进行了交流阻抗测试,底漆D2比底漆D1具有更好的耐硫腐蚀性;面漆M4耐硫腐蚀性最好,面漆M1耐硫腐蚀性较差;涂料体系的耐硫腐蚀性顺序依次为：D>C>B>A。(3)开展了低温环境下储罐防腐涂层浸泡试验研究,对比分析了包括腐蚀前后试样的质量、表面形貌及表面质量分数的变化情况,研究了储罐防腐涂料耐腐蚀机理及防护效果。结果表明：低温条件下,温度对防腐涂层防腐性能影响不大;体系B、C、D表面较均匀,体系A表面不均匀,腐蚀后涂层表面孔隙率变大,腐蚀速率增大,且腐蚀反应先从涂层表面缺陷处发生;体系A防护性能效果较差,体系D防护性能效果较好。这些研究结果将为企业原油储罐防腐技术的推广及应用提供参考。

关键词：含硫介质 5℃环境储罐腐蚀浸泡试验涂料筛选

基于PLC和组态软件的非晶涂层喷涂装置控制系统的研究

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基于PLC和组态软件的非晶涂层喷涂装置控制系统的研究

作者：任骏锋北京化工大学

学位级别：硕士

当前工业领域对金属基体表面抗腐蚀性、耐磨损性等特性的要求不断提高,因此,利用超音速火焰喷涂技术制备非晶合金涂层的防腐手段得到了深入的研究和广泛的应用,但目前的非晶涂层喷涂设备大多存在功能单一或智能化水平较低等缺点,当完成... 详细信息

当前工业领域对金属基体表面抗腐蚀性、耐磨损性等特性的要求不断提高,因此,利用超音速火焰喷涂技术制备非晶合金涂层的防腐手段得到了深入的研究和广泛的应用,但目前的非晶涂层喷涂设备大多存在功能单一或智能化水平较低等缺点,当完成大型钢板表面非晶合金涂层制备工作时,可能会产生喷涂效率较低、涂层质量不均匀等问题。因此,用于智能化制备大面积非晶涂层的新型喷涂装置的研制对于工业领域中的金属防腐有着重要的意义。基于此,本文针对一套用于大型钢板表面非晶涂层制备的新型喷涂装置设计了基于PLC和WinCC的智能化喷涂控制系统,该系统以超音速火焰喷涂制备非晶涂层的工艺流程及工艺要求为基础,通过采用西门子S7-300 PLC、S120伺服控制系统、MM440变频控制器以及WinCC组态软件,实现对非晶涂层制备过程的自动化、智能化控制。通过对超音速火焰喷涂的工艺要求进行分析,确定了喷涂工艺流程,并结合喷涂装置的工作原理,对系统提出了相关的控制要求,并在对比多个系统的解决方案后,确定了最优的系统控制方法。根据控制系统的需要,对PLC、伺服驱动系统、变频器、电机以及其它硬件进行了选型和设定,同时,分别在STEP 7和STARTER软件中对PLC和S120进行硬件组态。在确定喷涂系统的控制流程后,通过STEP 7软件对控制系统的逻辑程序完成编写。在上位机中利用WinCC组态软件对喷涂装置的控制过程进行了系统组态,通过软件中的图形编辑器完成对各个控制界面的图形设计及变量连接工作,并通过C脚本来实现部分图形的特殊功能,各个界面之间可以相互跳转,通过控制界面可以对喷涂现场进行图像采集和参数显示,同时可以对喷涂设备的运行进行控制。为了保证控制系统的可行性和可靠性,在系统研究过程中,利用PLCSIM软件对STEP 7中的部分程序进行了模拟仿真。另外,通过将PLC与驱动系统进行联机调试,实现了对驱动程序的检验。本文针对非晶涂层喷涂装置控制系统的研究工作已经完成了实验室阶段的调试,实验检验证明系统程序能够满足喷涂装置的控制要求,系统的控制界面友好且操作简便,为工业实际应用打下了基础。

关键词：非晶合金涂层 PLC WinCC 控制系统喷涂设备 S120

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非晶涂层喷涂装置的技术集成与设计研究

非晶涂层喷涂装置的技术集成与设计研究

作者：张米斯北京化工大学

学位级别：硕士

在干湿交替的海洋环境中,金属构件如果直接暴露于环境中,很快就会被腐蚀,导致构件一定程度上的失效。因此,要提高金属的耐蚀性、环境适应性,就必须在金属构件表面制备涂层。现阶段,国内外涂层的喷涂方式主要有两种：手持式和机械臂式,... 详细信息

在干湿交替的海洋环境中,金属构件如果直接暴露于环境中,很快就会被腐蚀,导致构件一定程度上的失效。因此,要提高金属的耐蚀性、环境适应性,就必须在金属构件表面制备涂层。现阶段,国内外涂层的喷涂方式主要有两种：手持式和机械臂式,这两种喷涂方式将涂层的喷涂范围局限在了小面积喷涂,对于场外大面积施工的情况无能为力。本文针对这一现象,研究了近年来国内外关于非晶涂层制备的工艺和方法,分析了非晶涂层在制备过程中的性能要求和工艺需求,主要包括涂层表面预处理、喷枪喷涂速度、涂层温度、涂层厚度、涂层孔隙率等。针对非晶涂层制备过程中,对涂层本身和设备需要满足的性能要求和工艺需求,再结合喷涂施工现场的具体情况,确定出包括前处理和后处理在内的非晶涂层喷涂施工工艺。根据需要,针对车间施工与现场施工两种工况,设计出两套对应的非晶涂层喷涂检测装置：非晶涂层车间喷涂检测装置和非晶涂层现场喷涂检测装置。分别对这两套装置进行了结构设计,主要包括总体结构的布置、支撑装置、行走机构和驱动机构的设计及选型、进出料装置的设计、喷涂装置的选型、辅助机构的选型;并对所设计的结构进行理论分析。利用ANSYS软件分别对非晶涂层车间喷涂检测装置和现场喷涂检测装置进行有限元分析,并对模拟结果进行强度和刚度校核。通过模拟分析结果得知：非晶涂层车间喷涂检测装置中,喷涂房集装箱的整体最大应力未超过SPAH耐候钢的许用应力,符合强度要求。集装箱整体变形最大处位于集装箱底面的中间区域,与理论计算中的弯矩峰值位置基本一致,满足刚度要求;非晶涂层现场喷涂检测装置中,喷涂测量车与滚轮导轨这一整体的最大应力和支撑平台的最大应力,均未超过材料的许用应力,符合强度要求。整体最大变形量、滚轮导轨最大变形量、支撑平台最大变形量均未超过极限值,支撑平台的最大变形量与理论计算中的最大变形量基本一致,三者均符合刚度要求。对非晶涂层喷涂检测装置的控制系统进行初探,梳理了各个系统的运行逻辑,设计出硬件配置;并研究了相关信号和数据的采集、转换过程,使装置实现了机电控制一体化。本文在车间喷涂与现场喷涂两种工况下的非晶涂层喷涂检测装置的研制上取得了初步成果,为后期加工生产非晶涂层喷涂检测装置提供了理论依据。

关键词：非晶涂层施工工艺喷涂检测装置强度校核控制

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大面积非晶涂层喷涂联动机构的研制

大面积非晶涂层喷涂联动机构的研制

作者：白玉蕾北京化工大学

学位级别：硕士

一般利用超音速火焰喷涂这一技术在熔点比较高的金属或合金等材料上进行喷涂,能够得到致密的涂层。到目前为止,超音速火焰喷涂系统主要用来喷涂一些工件,这些工件可能结构较为复杂,但是相对来讲,其喷涂面积较小,一般采用机械臂或者人工... 详细信息

一般利用超音速火焰喷涂这一技术在熔点比较高的金属或合金等材料上进行喷涂,能够得到致密的涂层。到目前为止,超音速火焰喷涂系统主要用来喷涂一些工件,这些工件可能结构较为复杂,但是相对来讲,其喷涂面积较小,一般采用机械臂或者人工手持喷枪即可完成。为了能够实现有关大面积非晶涂层喷涂装置系统的喷涂目标,设计一套能够在平面上行走的超音速火焰喷涂联动机构及其控制技术装置是很重要的。这不仅仅涉及到喷枪的行走机构,而且包括行走的方式及超音速火焰喷涂系统与行走机构的集成控制等多个方面。本文根据大面积非晶喷涂装置在喷涂过程中对环境的要求和装置结构本身的设计要求以及涂层自身要求满足的工艺性能,结合现场施工情况,研究了一套大面积非晶涂层喷涂联动机构。根据确定的大面积非晶喷涂装置的整体结构,对喷涂装置的各个部位进行了研究设计,其中包含喷涂装置的整体结构设计、平台支撑装置结构部分的设计、喷涂小车结构的设计和各驱动装置的设计,同时也对辅助机构进行了选型,并且对设计出的整体结构进行了理论分析与研究,将所设计的喷涂小车实现能够在直线行走的基础上,也可以在转弯处进行喷涂。使用MATLAB软件进行了其轨迹模拟。利用ANSYS软件针对大面积非晶喷涂装置系统的喷涂平台进行了强度分析,经过分析所得到的结果符合要求。利用TIAportal软件对西门子S7-330PLC与314C伺服系统进行了硬件组态,根据系统中的温度检测、厚度检测和空压机的启停、喷涂小车的运行轨迹等多个控制的功能特点进行编程,从而实现了非晶喷涂控制,并通过现场试验验证了其可行性,为后期的喷涂技术打下了良好的基础。

关键词：超音速喷涂喷涂装置 TIA Portal控制喷涂轨迹模拟研究

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干气密封技术及其在炼油厂压缩机组中的应用

干气密封技术及其在炼油厂压缩机组中的应用

作者：付伟北京化工大学

学位级别：硕士

轴端密封是转动设备类的主要组成部分。它的可靠性是转动设备实现长周期、经济运行的保证。在干气密封应用之前,转动设备主要使用浮环密封、迷宫密封、接触式机械密封等作为轴端密封。近些年来,随着密封技术(特别是轴端密封技术)的发展... 详细信息

轴端密封是转动设备类的主要组成部分。它的可靠性是转动设备实现长周期、经济运行的保证。在干气密封应用之前,转动设备主要使用浮环密封、迷宫密封、接触式机械密封等作为轴端密封。近些年来,随着密封技术(特别是轴端密封技术)的发展,干气密封技术得到了较为广泛的应用。干气密封装置是在两密封端面之间,利用气体的动压效应建立起刚性气膜,保证干气密封的两密封端面互不接触,同时保证被密封流体的泄漏量在一个可以承受(甚至基本达到零泄漏)的范围之内。干气密封技术最早在国外得到开发和应用。国内早期使用的干气密封主要是从国外进口。随着干气密封的使用、推广,一些单位和个人开始研究干气密封技术。虽然近些年来国内的干气密封技术也有了较大的发展,但大都还处于相对较为初级的阶段,而且干气密封产品的开发、设计以及制造工艺还不十分健全。本文结合进口干气密封的使用情况,对螺旋槽型干气密封装置的性能、失效形式和辅助系统等进行了初步的分析、研究,其目的在于为压缩机组配套使用的干气密封的长周期、经济运行以及国产化提供参考。干气密封与传统的端面密封(包括浮环密封、迷宫密封、接触式机械密封等)相比,具有介质泄漏量少、端面磨损小、能耗低、运行寿命长等优点。现在干气密封在输送流体的各种旋转设备(如离心式压缩机、膨胀机、气体透平机、离心泵等)上已经开始大量应用,其中螺旋槽干气密封的应用最广泛。本文所做的工作及结论如下：以承载能力和泄漏量为目标,分析了干气密封的运行条件和螺旋槽槽形的几何参数对密封性能的影响,得到了部分槽形参数的最佳范围。在高速实验台上对某进口干气密封装置进行了测试。测出了干气密封装置不同工况下的泄漏量,并将测量结果与计算数据进行了比较,结果表明两者趋势基本一致。此外,针对某加氢裂化装置进口高压干气密封的运行状况,分析了干气密封装置失效的主要原因,并针对干气密封的系统进行了改造和完善,提高了密封运行的可靠性。

关键词：干气密封压缩机应用

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不同结构弯管环烷酸腐蚀数值模拟研究

不同结构弯管环烷酸腐蚀数值模拟研究

作者：陈铮北京化工大学

学位级别：硕士

随着高酸原油开采量的不断增加,石油加工输运设备的环烷酸腐蚀问题日益严重,因加工高酸原油所引起的设备泄漏、停车事故时有发生,严重地威胁着企业的安全生产。环烷酸腐蚀的影响因素众多,腐蚀机理复杂,且发生范围较广,很难对其腐蚀进行... 详细信息

随着高酸原油开采量的不断增加,石油加工输运设备的环烷酸腐蚀问题日益严重,因加工高酸原油所引起的设备泄漏、停车事故时有发生,严重地威胁着企业的安全生产。环烷酸腐蚀的影响因素众多,腐蚀机理复杂,且发生范围较广,很难对其腐蚀进行准确的预测。本文通过对某企业常减压装置中减二线的一段异径偏心弯管的流场进行数值模拟计算,同时结合环烷酸腐蚀影响因素与现场测厚情况,找出在特定条件下引起管道环烷酸腐蚀速率增大的原因,并以此为依据对各种不同结构管道的流场及易发生环烷酸腐蚀的部位进行分析预测。最后,结合环烷酸腐蚀机理,建立了流动条件下环烷酸腐蚀速率的数学模型,并应用此模型对异径偏心弯管内壁的腐蚀速率进行了计算。论文分析了流体速度、壁面剪切力、湍动能等流体力学参数在异径偏心弯管中的分布情况及其对环烷酸腐蚀速率所产生的影响。并将异径偏心弯管的数值模拟结果与实际测厚结果进行比对分析,最终确定对环烷酸腐蚀产生影响最大的流体力学因素为壁面剪切力,并可以以壁面剪切力为依据,预测处在环烷酸腐蚀环境下的管道易发生腐蚀的部位。对不同结构的普通弯管、异径偏心弯管及异径同心弯管内流场进行数值模拟。模拟结果表明,普通弯管弯头内侧剪切力大。异径偏心弯管弯头两侧及变径后直管段下半部剪切力较大,且弯头内侧剪切力与直管段长度成正比;弯头两侧剪切力与直管段长度成反比。当异径偏心弯管直管段长度为200mm时,弯头附近剪切力变化规律为：异径接头大小端直径比值处于1～1.7之间,弯头内侧剪切力与大小端直径比值成反比,比值大于1.7,弯头内侧剪切力保持稳定;弯头两侧剪切力与异径接头大小端比值成反比;弯头外侧剪切力在比值1～1.7间保持稳定,在大于1.7时,随异径接头大小端比值增大而增大。当异径接头大小端比值较小时,异径同心弯管最大剪切力出现在弯头内侧及出口直管段45。和135。附近。当异径接头大小端比值较大时,异径同心弯管壁面最大剪切力出现在变径后直管段上半部及出口直管段外侧。最后,结合流体流动、分子传质以及环烷酸与铁的化学反应三种不同物理化学过程,本文建立了环烷酸流动腐蚀速率模型。并利用此模型对异径偏心弯管的环烷酸腐蚀速率进行预测,验证了该模型具有一定的实用性。

关键词：环烷酸流动腐蚀异径偏心弯管腐蚀速率模型数值模拟