弯管用多相流冲蚀磨损试验机设计与研究*

蔡文博， 陈小华， 张 杰， 刘 洋， 陈 阳

（1. 西南石油大学 机电工程学院， 成都610500；2. 国家管网集团西南管道有限责任公司， 成都610094）

0 引 言

管道作为流体输送最重要方式之一， 其安全可靠性至关重要。 其中， 冲蚀磨损引起管道失效已成为制约管道安全重大难题[1-2]。 如精矿管道、煤浆管道、 页岩气压裂管汇和天然气管道等， 其输送介质为多相流， 特别是固相颗粒造成管道冲蚀磨损严重。 理论和实践证明， 弯管相比直管更易发生冲蚀磨损失效， 因此， 开展弯管冲蚀试验对揭示其失效机理至关重要。 现有冲蚀试验多以挂片试验为主， 亟需设计全尺寸弯管试验机模拟真实工况。 目前， 常用冲蚀磨损试验机有3 种，即喷射式、 旋转式和管流式[3-4]。

BARIK R C 等[5]通过喷射式试验装置研究了腐蚀性介质中发生固体颗粒侵蚀时所引发的物理过程。 TAN K S 等[6]用射流冲击式泥浆侵蚀设备通过试验研究了射流速度的影响。 邱亚玲等[7]通过设计专门的夹具装置研制了一种冲蚀试验装置，实现对试件进行不同角度的冲蚀。 黎清宁等[8]设计了一种喷浆式冲蚀磨损试验机， 针对液固混合冲蚀实现浆体冲蚀磨损机理研究。 杨燕等[9]公开了一种管流式变径冲刷腐蚀试验装置， 可实现介质相同、 流量相同、 材料相同和流速不同条件下材料耐冲蚀腐蚀性能研究。 李方义等[10]设计出一种可调式气固两相流冲蚀磨损试验机构， 其冲蚀强度、 角度随冲蚀区域的切向往复匀速变化而变化， 使冲蚀颗粒输送达到质量精确、 稳定、 均匀分散的效果。……