管道低洼处积水排除实验VIP专享VIP免费

文章编号：1000—8241(2011)05．0369．04管道低洼处积水排除实验徐广丽张国忠赵仕浩(中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院。山东青岛266555)徐广丽等．管道低洼处积水排除实验．油气储运，2011，30(5)：369—372，375．摘要：通过分析成品油管道清管杂质中铁锈和水的来源，指出管道不断产生杂质的原因是管道投产期间水压试验过程中低洼处积水引起的管道内腐蚀。提出了油流携水的积水排除方法。为研究油流携水系统的流型、积水分布以及出水量，分别利用透明管、钢管对积水在油流冲刷作用下的运动形态和出水量大于0的临界条件进行了实验研究。借助由下倾、水平、上倾3段测试管段组成的内径为15rflm的玻璃管和内径为25n'lln的塑料管两套实验系统，采用柴油和水分别对积水分布形态进行了观察，并利用内径为27ITlln的钢管实验系统对上倾管段不同位置的出水量进行测量。在实验范围内，油相流量较小时，积水以近壁偏心大水滴的形式在油流携带下向前爬行；随油相流量增大，偏心大水滴下游被打散成小水滴进入油流：油相流量越大，大水滴经过的距离越长，出水量越大。关键词：成品油管道；内腐蚀：偏心大水滴：积水；油流携水；油水两相流中图分类号：TE88文献标识码：ADOI：CNKI：13．1093／TE．201105lO．2130．007成品油管道在生产运营过程中，存在不同程度的过滤器堵塞问题。对兰成渝管道2004年7月的清管杂质进行组分分析，其主要成分为沙石、焊渣和铁锈，含水量约5％，远大于国标规定管输油品的含水量¨1。沙石、焊渣主要是施工残留物，虽然在投产运营过程中采取分段通球、风吹扫线等措施，但因管道较长，致使沙石、焊渣等杂物难以彻底清除。有学者指出沉积物中的铁锈来源于施工期间管道暴露于大气中产生的浮锈¨‘31。然而，这一思路完全忽略了管壁内腐蚀产生铁锈这一因素。钢管暴露于水盆环境的腐蚀速率为0．009lmm／a，兰成渝管道成都站实测管道内腐蚀速率为0．005～0．0244mm／a幢o。因此，清管杂质中的铁锈来源应包括管道投产之前形成的浮锈和管道内腐蚀产生的铁锈两部分，前者随清管次数的增多『面减少，后者随管道运营时间的延长而持续增加。水的来源有两个：管输油品中含有微量水，因其密度比油品大，长期运行过程中不断沉积，聚集在管道低洼处；管道依地势敷设，落差较大，投产时采用油项水的方式驱水，由于油水的密度差，同等版能下油品的爬坡能力比水强，可能出现油晶已经越过高点而水沿管道底部逆流的现象，在管道低洼处形成积水。由于钢管本身存在电化学不均匀性，即在金属表面或内部的不同区域具有不同的电极电位，形成多对电极。若有电解质存在，则形成无数微小的原电池而发生电化学腐蚀H-。油品中的酸性物质可溶解在水中发生电离，电离出的H+使电解质溶液呈酸性，其酸性越大，腐蚀性越强b1。只要管道中有水，就会持续发生内腐蚀，不断生成固体腐蚀物。为满足市场需求，增加上游来油量时，油品流速加快，紊流扰动增大，油品的携带能力增强，管道内的固体腐蚀产物在油流剪切作用下随油流运动，引起过滤器、减压阀等设备阻塞，甚至导致计划外停输，严重影响管道的正常运营。管输油品自身对杂质具有一定的冲刷携带能力，若能够利用油流将低洼处积水携带出去，则有助于上述问题的解决。因此，研究油流携水机理和过程对保障成品油管道的安全运营具有莺要的工程应用价值。目前，仅有挪威科技大学和荷兰代尔夫特科技大学采用流体携带低洼处积液的方法来研究管中积液的排除，但尚未见其公开发表的研究成果。1实验系统1．1钢管实验系统为研究地形条件复杂的成品油管道低洼处积水的万方数据蕊_强OIL＆GASSTORAGEANDTRANSPORTATION"rl}障，设计r一套由蛮验管路系统和数据采集系统组成的管艳为27mm(I．D)的制铝实验装置(刿I)。宜啦介质为0号柴油和自米水．25℃时的甫度分圳为85583kg／m3和97704k咖’，粘度分别为343mPa-s和0895mPa·s。目I*m*镕*mm#镕$§#t{％{t目柴油储仃n储油罐，h盯】泉¨入“道+缝标定的流艟¨进^洲试管段(曲个}上“2削为测试符段)，址后¨刹储汕罐：测试{々段总长6m．由F倾、小甲和}．倾3段蚶成．竹K讣别为Im、05ln目4m，H余0．5m用Pfg【n测试书。段州，m的“...