既有腐蚀天然气管道泄漏安全评估与数值模拟

姜洪峰 高利平 杨 津

(内蒙古工业大学土木工程学院，内蒙古 呼和浩特 010051)

0 引言

实际工程的天然气在管道运输中，天然气会长期与管道内壁接触。由于运输中的天然气包含诸如水，H2S,CO2对钢结构的管道有腐蚀作用。同时在气体运输中，管道自身也会因温度、运输速度、压力等实际因素，在管道内壁发生腐蚀。管道经过长期使用后，腐蚀性物质在穿过腐蚀层后，会影响管道钢结构整体的性质，使其自身强度降低，最终导致管道泄漏。因为管道腐蚀引起的泄漏，爆炸事故难以被发现也难以控制，会造成较大的人员和财产损失，所以对管道的安全性研究是很有必要的[1]。

一些学者[2-4]通过计算机模拟，研究了不同环境条件、多种影响因素的天然气泄露情况的扩散规律。孙英杰等[5]研究了地下岩石环境中天然气的扩散模型，同时研究了不同地层时，天然气发生泄露时气体的扩散规律。唐保金等[6,7]分析了天然气的扩散机理，并结合泄露模型，分析了天然气在岩土环境下的扩散规律。谢昱姝[8]研究了管道发生泄漏时，气体的扩散性质。晏玉婷等[9]对土壤建立了模型，使用FLUENT软件模拟了气体的扩散规律和土中浓度分布，也研究了泄露时的危险区域的范围。

目前对管道泄漏的研究有很多，其中气体的扩散研究多采用模拟方法。其模拟计算方法主要包括2种：一种是利用计算流体力学软件[3，10，11]进行数值模拟；另一种是建立数学模型进行研究。本文选择了第一种方法，使用FLUENT对既有腐蚀天然气管道进行数值模拟研究。……