[发明专利]弯头冲刷腐蚀速率模型预测方法、系统、电子设备及介质

说明书

本发明涉及一种弯头冲刷腐蚀速率模型预测方法、系统、电子设备及介质，属于冲刷腐蚀速率预测领域。该方法通过多角度冲刷腐蚀测试获得弯头在不同冲击角度和冲击速度下的腐蚀加速冲蚀速率测试值并据此建立腐蚀加速冲蚀模型；依据弯头在颗粒撞击过后应变能的变化建立冲蚀加速腐蚀模型；根据腐蚀加速冲蚀模型和冲蚀加速腐蚀模型建立弯头冲刷腐蚀速率综合预测模型，来预测弯头在水、砂、CO₂体系下的冲刷腐蚀速率。与前人总结的交互作用模型相比，本发明弯头冲刷腐蚀速率综合预测模型还考虑了腐蚀对冲蚀的作用，对弯头外侧出口最危险的位置冲刷腐蚀速率的预测值更为准确。

技术领域

本发明涉及冲刷腐蚀速率预测技术领域，特别是涉及一种弯头冲刷腐蚀速率模型预测方法、系统、电子设备及介质。

背景技术

在石油天然气工业中，采出的油气通常含有固体颗粒。油田进入开采后期，地下采出液含砂量大，当固体颗粒进入到油气集输管内会带来诸多问题，除了使管道压降增大、造成管道阻塞外，更会引起管道冲刷腐蚀，高速流动的砂粒的力学作用会对管道内壁造成严重的损伤。相较于单一的电化学腐蚀和单一的机械冲蚀，冲刷腐蚀存在着显著的协同效应，造成总的金属损失量大于腐蚀和机械冲蚀量的加和，使得设备管线等更易于面临失效风险。

物理冲蚀和腐蚀部分的模拟以及相关理论的研究较多，并且相对成熟，已开发的很多模型都能在各个工况下取得较好的预测结果。但对于冲蚀和腐蚀之间的交互作用，由于其过程的复杂性，尚未出现能够在实际工程需要的几何条件下得到很好应用的交互作用模型。考虑弯头等特殊过流部件的冲刷腐蚀过程，其最根本因素在于不同位置颗粒撞击金属表面时的动力学参数不同，即入射角度和撞击表面的速度不同。现有的冲刷腐蚀预测模型中，大多只考虑了部分交互作用，并未建立综合的冲刷腐蚀预测模型，且形式采用经验常数与腐蚀速率或冲蚀速率的关系来计算交互作用的失重速率，并未将其与颗粒运动的动力学参数进行关联，尚不具备理论性，这会使得模型的适用范围大大减小，并且模型预测结果不够精确。

发明内容

本发明的目的是提供一种弯头冲刷腐蚀速率模型预测方法、系统、电子设备及介质，能够提高弯头冲刷腐蚀速率预测的准确性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一方面，本发明提供一种弯头冲刷腐蚀速率模型预测方法，包括：

通过多角度冲刷腐蚀测试获得弯头在不同冲击角度和冲击速度下的腐蚀加速冲蚀速率测试值；

根据所述弯头在不同冲击角度和冲击速度下的腐蚀加速冲蚀速率测试值建立腐蚀加速冲蚀模型；

依据弯头在颗粒撞击过后应变能的变化建立冲蚀加速腐蚀模型；

根据所述腐蚀加速冲蚀模型和所述冲蚀加速腐蚀模型建立弯头冲刷腐蚀速率综合预测模型；

采用所述弯头冲刷腐蚀速率综合预测模型预测弯头在水、砂、CO₂体系下的冲刷腐蚀速率。

可选地，所述通过多角度冲刷腐蚀测试获得弯头在不同冲击角度和冲击速度下的腐蚀加速冲蚀速率测试值，具体包括：

将与待预测的弯头同样的钢材制作成试片；

对所述试片进行多角度冲刷腐蚀测试，测试介质包括水、砂、CO₂，测试过程中改变测试介质的冲击角度和冲击速度，利用失重测量得到测试中试片的冲刷腐蚀速率测试值，利用电化学阻抗谱测量和极化曲线测量得到测试中试片的总腐蚀速率测试值；

对所述试片进行多角度纯冲蚀测试，测试介质仅包括水、砂，测试过程中改变测试介质的冲击角度和冲击速度，利用失重测量得到测试中试片的纯冲蚀速率测试值；

根据所述测试中试片的冲刷腐蚀速率测试值、总腐蚀速率测试值以及纯冲蚀速率测试值计算弯头在不同冲击角度和冲击速度下的腐蚀加速冲蚀速率测试值。