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含水原油管道内腐蚀寿命预测方法与试验研究

作　者: 王丽元
导　师: 张连凯
学　校: 北京化工大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 输油管道流场寿命预测软件开发
分类号: TE988.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着石油、天然气消耗量的不断增大,运输管道的里程也在不断增加。由于原油粘度大,所以输送过程将在高温、高压的条件下完成；而H2S与C02作为油气中的伴生气体,在开采过程中进入运输系统,随着油气勘探工作越来越向地层深处发展,油气中伴生气体的浓度也在不断增大；管道内介质的流速和流态也在不断变化,在诸多因素的相互作用下,输油管道的内腐蚀问题日渐突出。国内输油管道起步较晚,已经有一部分服役管线处于老龄化状态,为了能确保输油管道的安全运行,减少不必要的资源浪费,必须要对管道内腐蚀的发生位置进行分析、对管道内壁的腐蚀速率进行计算,以便于进一步对管线寿命进行预测,这不仅为在役管道系统检测方案的制定提供了依据,同时也保障了人民的财产和人身安全,避免了环境污染。以新疆某油田输油管线为研究对象,通过实验数据对内腐蚀影响因素进行分析,得出腐蚀关键影响因素,同时利用Fluent软件对输油管道内流体流动状况进行模拟,结合NACESP0208-2008(液体石油管线内腐蚀直接评价方法)确定易发生内腐蚀的位置,并建立内腐蚀位置预测模型。根据腐蚀位置及现场采集回来的数据,利用AMSE/ANSI B31G准则、API579准则及腐蚀管道评估的推荐作法(SY/T10048-2003)建立基于BP神经网络的内腐蚀速率预测模型,继而展开寿命预测。最后,使用Visual Studio C#开发一套基于Win32平台的含水原油管道内腐蚀管道寿命预测软件。

全文目录

学位论文数据集  3-4
摘要  4-6
ABSTRACT  6-14
第一章绪论  14-22
  1.1 研究背景  14-16
  1.2 研究意义  16-17
  1.3 国内外研究现状  17-19
    1.3.1 H2S腐蚀研究现状  17
    1.3.2 CO2腐蚀研究现状  17-19
    1.3.3 流场对管道内壁内腐蚀的影响  19
  1.4 论文中存在的研究难点  19-20
  1.5 课题研究内容介绍  20-21
  1.6 小结  21-22
第二章确定内腐蚀关键影响因素及易腐蚀位置  22-36
  2.1 影响内腐蚀的关键因素  22-27
    2.1.1 基础资料的收集  22-26
    2.1.2 内腐蚀关键影响因素  26-27
  2.2 易腐蚀位置的确定  27-35
    2.2.1 液液两相流流型  27-30
    2.2.2 液体石油管道内腐蚀直接评价方法  30-35
  2.3 小结  35-36
第三章建立油水两相流模型  36-46
  3.1 多相流模型  36
  3.2 湍流模型  36-38
    3.2.1 湍流模型的分类  36-37
    3.2.2 定义湍流参数  37-38
  3.3 油水两相流模型的建立  38-45
    3.3.1 建立模型且划分网格  38-40
    3.3.2 流体计算模型  40-45
      3.3.2.1 不同倾角的管道内部水相分布  40-44
      3.3.2.2 不同倾角的管道内部压力分布  44-45
  3.4 小结  45-46
第四章管道剩余寿命预测  46-66
  4.1 研究背景及意义  46
  4.2 内腐蚀速率预测  46-50
    4.2.1 人工神经网络  46-48
    4.2.2 BP神经网络  48-50
  4.3 BP神经网络模型设计  50-53
  4.4 室内评价试验预测腐蚀速率  53-54
  4.5 剩余强度评估方法  54-56
    4.5.1 新ASME B31G-2009准则的优点  54-55
    4.5.2 其他评价准则  55-56
  4.6 剩余寿命预测方法  56-65
    4.6.1 剩余寿命预测流程  56-58
    4.6.2 均匀或局部腐蚀方法进行管道寿命预测  58-62
    4.6.3 基于现场检测的寿命预测方法  62-65
  4.7 小结  65-66
第五章管道剩余寿命预测软件开发  66-84
  5.1 寿命预测软件研究现状  66
  5.2 系统软件开发工具及语言简介  66-67
  5.3 系统的软件设计  67-81
    5.3.1 系统所依据的技术原理及预测流程设计  67-68
      5.3.1.1 均匀或局部腐蚀方法进行管道寿命预测  67-68
      5.3.1.2 基于现场检测的管道寿命预测  68
    5.3.2 软件系统的整体设计  68-71
    5.3.3 寿命预测软件的功能实现  71-81
      5.3.3.1 设计平台菜单  72-73
      5.3.3.2 通用信息界面  73-74
      5.3.3.3 参数信息  74-77
      5.3.3.4 寿命预测菜单  77-81
  5.4 小结  81-84
第六章总结  84-86
参考文献  86-90
致谢  90-92
攻读硕士学位期间发表的学术论文  92-94
作者和导师简介  94-95
附表  95-96

含水原油管道内腐蚀寿命预测方法与试验研究

内容摘要

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