基于流场计算的天然气集输管线CO_2腐蚀预测模型

摘要

为了更准确地反映含CO2天然气管线典型管件(弯头及T形管)的腐蚀情况,在根据de Waard腐蚀模型预测管段平均腐蚀速率的基础上,应用计算流体动力学(CFD)方法计算了管道内的流场,分析了流场参数对管段腐蚀速率的影响,进而结合颗粒冲蚀模型,对已有的de Waard腐蚀模型进行了改进,并提出了流场作用下的CO2腐蚀模型。应用该改进的CO2腐蚀模型研究现场实际工况表明:影响管线腐蚀的主要流场参数为介质流速、湍动能和相分布;弯头腐蚀最大位置位于弯头部位迎流侧偏向流场下游位置;T形管腐蚀最大位置位于沿内部斜向合流部位。改进模型计算出的管线重点腐蚀位置和腐蚀速率,与现场工况的壁厚检测结果吻合良好,从而验证了该改进腐蚀模型的正确性。这种基于流场作用下改进的CO2腐蚀模型为天然气管线腐蚀预测体系的建立提供一种新思路。