基于CFD软件的管道弯头冲蚀数值模拟及弯头测厚布点优化

廖飞龙,刘　炯,周咏琳,赵　潇,万　夫,周兆明

(1.中国石油集团川庆钻探工程有限公司 安全环保质量监督检测研究院,广汉 618300；2.中石油西南管道公司 兰州输油气分公司,兰州 730000)



基于CFD软件的管道弯头冲蚀数值模拟及弯头测厚布点优化

廖飞龙1,刘炯1,周咏琳1,赵潇2,万夫1,周兆明1

(1.中国石油集团川庆钻探工程有限公司 安全环保质量监督检测研究院,广汉 618300；2.中石油西南管道公司 兰州输油气分公司,兰州 730000)

弯头作为改变介质流向的管件，冲蚀是其失效的主要原因。应用计算流体动力学CFD软件对弯头的冲蚀过程进行了模拟仿真，通过分析仿真结果提出了弯头测厚布点的优化方案。现场的检测结果表明：优化后的布点方案能够全面掌握弯头外弧面的冲蚀情况，避免了漏检的发生。

CFD;弯头;冲蚀;检测;优化

压力管道是具有爆炸危险的特种承压设备，其内部承载着高压、高温、低温、易燃易爆、有毒或者腐蚀性的介质。随着服役时间的增加,因冲蚀磨损减薄导致管道失效而引发的事故越来越多[1-3]。因此如何发现管道存在的缺陷，确保管道的正常运行成为近几年来亟待解决的问题。

在管路系统中，弯头是改变介质方向的部件。当介质经过弯头时，其速度、压力会发生较大的变化，从而导致流体的流动不稳定[4]。目前针对弯头检测的主要手段是定点测厚，对于弯头现场检测的布点主要是根据标准或者经验来确定的，缺乏一定的针对性。因此，笔者以新疆某含砂气井井口的弯头为例，基于ANSYS-CFD软件对含砂气冲蚀弯头的过程进行数值模拟分析，根据弯头的冲蚀情况提出弯头测厚布点的优化方案。……