砂粒對多相流彎管沖蝕的影響因素分析
摘要:沖蝕是一個(gè)管壁材料受固相顆粒重復撞擊而剝落,又伴隨著(zhù)腐蝕的復雜力學(xué)過(guò)程。沖蝕嚴重時(shí)可能引起管道失效或泄漏,從而產(chǎn)生經(jīng)濟損失和環(huán)境污染。為了研究多相流彎管沖蝕的基本規律和主要影響因素,本文基于自行設計的循環(huán)管路進(jìn)行了水-砂兩相流對彎管段碳鋼貼片的沖蝕試驗?;趶澋懒鲃?dòng)特征分析、掃描電鏡觀(guān)察和貼片的沖蝕速率估計,得到了彎管段壁面的主要損傷特征。彎管段壁面可分為四個(gè)區:外拱璧、內拱璧和左右兩頰壁面。外拱璧處試驗貼片的主要損傷特征為大量壓痕、劃痕和近圓形的蝕坑分布,其壁面減薄的主要機制為彎道流動(dòng)中砂粒的多次高速沖擊和切削作用;而內拱璧處的損傷特征主要是蝕坑周?chē)鼑?zhù)腐蝕產(chǎn)物,流動(dòng)中的砂粒低速沖擊和腐蝕氧化作用更為明顯;兩頰壁面處沖刷磨損與腐蝕增重作用相當。此外,分析了砂粒粒徑、含砂量以及貼片材質(zhì)對沖蝕速率的影響。大粒徑及較高含砂量對沖蝕速率均起到增強作用;壁面的材料屬性有差異,表面形貌的損傷特征亦有不同。
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