彭东华 董绍华 王志强 张来斌 孙 玄

(1.中国石油大学(北京) 安全与海洋工程学院 2. 中国石油大学(北京) 管道技术与安全研究中心 3. 北京奥蓝仕技术有限公司)

0 引 言

在石油与天然气的生产储运过程中，冲蚀行为是导致材料失效的主要原因之一。流体中携带的砂砾会与壁面发生多次碰撞并引起管壁材料损失，特别是油气管道系统中常见的弯头、歧管和球阀等关键部位。冲蚀破坏可能导致设备失效和管线泄漏，造成环境污染，形成安全隐患。因此，开展冲蚀磨损机理和行为研究对于设备失效的前置防护，真正落实本质安全至关重要。

常见的流体携砂冲蚀包括液固两相流冲蚀和气固两相流冲蚀2种。目前，大量学者通过试验和数值模拟的方法对冲蚀行为及机理进行了研究[1-7]。彭文山等[8]通过开展数值模拟，针对气田集输管道弯头结构，研究了不同弯径比及颗粒粒径影响下的弯头冲蚀规律。宋晓琴等[9]利用CFD仿真建立了集输管道90°弯头模型，分析了集输压力、重力方向、集输流速、集输管径以及颗粒大小对弯头冲蚀磨损的影响。Q.B.NGUYEN等[10-11]通过仿真和试验研究发现，冲蚀速率随颗粒速度增大而增大，颗粒直径越大，冲蚀轮廓形状越小，但冲蚀深度越大，冲蚀速率随颗粒硬度的增大而增大。周兰等[12]针对压裂弯头，对压裂液的流动速度、压裂液黏度、质量流量以及颗粒直径进行了综合分析，讨论了各因素对弯头冲蚀磨损的影响机理。

对于冲蚀预测模型，许多学者通过试验的方式得出了一系列冲蚀经验公式。……