输气管道砂冲蚀的模拟实验

王郭雨薇¹，敬加强^1,2，梁全胜³，董正淼⁴，郑思佳¹，薛涛³

1. 西南石油大学石油与天然气工程学院3. 延长油田股份有限公司杏子川采油厂4. 中国石油新疆油田分公司

摘 要：针对输气管道受携砂冲蚀磨损的监测问题,设计并组装了其模拟实验装置,以空气和石英砂模拟天然气携砂,用Q235、Monel400、GH3625三种材料制作受冲蚀元件,研究不同砂量冲蚀作用下元件的壁厚损失、质量损失和表面形态及其耐磨特性。结果表明:冲蚀元件的中间棱首先被冲蚀,且砂粒冲击后并未向后反弹而是在后续颗粒作用下滑向两侧,使得棱上出现横向滑擦;冲蚀元件正壁面受砂粒连续冲击产生压坑,压坑金属组织在挤压作用下向周围偏向堆积,最终呈块状剥落;冲蚀元件底部受砂粒冲击与塑性变形的共同作用变形最严重;经冲蚀后元件左右两壁面的壁厚损失不尽相同,且其棱部损失量普遍小于左右壁面损失量;耐冲蚀特性:GH3625最好,Monel400次之。这有助于输气管道携砂量预测的深入研究与冲蚀监测探针原材料的比选。

关键词：输气管道;砂冲蚀;冲蚀元件;壁面损失;质量损失;耐磨特性;