[发明专利]管道冲蚀速率获取方法

说明书

本发明公开了一种管道冲蚀速率获取方法，属于管道损耗评估领域。该方法包括：获取粉尘颗粒的布氏硬度因子、速度、粉尘颗粒形状因子，获取粉尘颗粒冲击管道内壁的冲蚀角。根据粉尘颗粒的布氏硬度因子、速度、粉尘颗粒形状因子，以及冲蚀角，获取单位质量粉尘颗粒造成的管壁损失量。获取单位时间内管道内通过的粉尘颗粒质量，根据单位质量粉尘颗粒造成的管壁损失量和单位时间内管道内通过的粉尘颗粒质量，获取管道冲蚀速率。本发明能够用于携粉尘颗粒的天然气介质在管道内流动时对管道冲蚀速率的获取，应用在输气站场工艺组件中的管道冲蚀速率的获取时的精度较高。

技术领域

本发明涉及管道损耗评估领域，特别涉及一种管道冲蚀速率获取方法。

背景技术

输气站场工艺组件包括排污单元、调压单元、管汇单元等。天然气在输气站场工艺组件内流动时，天然气中的粉尘颗粒会冲击各单元管道的管壁，使管壁产生冲蚀现象。管壁冲蚀较严重时，需要及时更换管道，避免发生安全事故。为了对输气站场工艺组件各单元的管壁冲蚀程度进行评估，有必要提供一种管道冲蚀速率获取方法。

相关技术采用1994年由Tusla大学提出的Alhert模型冲蚀速率模型来获取冲蚀速率。该模型通过下述实验获得：使携石英砂空气在碳钢、铝材质的管道中流动，获取携石英砂空气对管壁的冲蚀速率，进而归纳总结出含石英砂空气在管道内的流速、石英砂粒径等对管壁冲蚀速率的影响。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

该模型在实验环境下获得，对于管道内介质为天然气，介质中携带有粉尘颗粒的输气站场工艺组件来说，利用上述模型计算得到管道冲蚀速率误差较大。

发明内容

本发明实施例提供了一种管道冲蚀速率获取方法，可解决上述技术问题。具体技术方案如下：

一种管道冲蚀速率获取方法，所述方法应用于输气站场工艺组件中输送天然气介质，且所述天然气介质中携带有粉尘颗粒的管道；

所述方法包括：获取所述粉尘颗粒的布氏硬度因子、速度、粉尘颗粒形状因子；

获取所述粉尘颗粒冲击管道内壁的冲蚀角；

根据所述粉尘颗粒的布氏硬度因子、速度、粉尘颗粒形状因子，以及所述冲蚀角，利用下述公式，获取单位质量粉尘颗粒造成的管壁损失量；

其中，

ER表示单位质量粉尘颗粒造成的管壁损失量，单位为kg/kg；

B表示粉尘颗粒的布氏硬度因子，无因次；

v_p表示粉尘颗粒的速度，单位为m/s；

F_s表示粉尘颗粒的粉尘颗粒形状因子，无因次；

α表示冲蚀角，单位为°；

所述管道包括:排污单元管道、调压单元管道、管汇单元管道；

对于所述排污单元管道，所述f(α)通过下述公式获得：

f(α)＝9.6exp(-0.015α)-8.2exp(-0.03α)；

对于所述调压单元管道，所述f(α)通过下述公式获得：

f(α)＝2.0exp(-0.016α)-16.0exp(-0.03α)；

对于所述管汇单元管道，所述f(α)通过下述公式获得：

f(α)＝19.4exp(-0.01568α)-17.0exp(-0.0239α)

获取单位时间内管道内通过的粉尘颗粒质量；