專利名稱：一種全尺寸管道內涂層粉塵磨損試驗的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種全尺寸管道內涂層粉塵磨損試驗的方法。
背景技術：
由于西氣東輸(陜京二線、西氣東輸二線)長距離輸氣工藝上的需要，設計上采用 了管道內壁涂敷減阻涂層以減少內表面粗糙度，改善天然氣輸送管道摩阻，以實現在經濟 運行工況條件下輸送天然氣，也減少了增加壓縮機等一系列輸氣設施建設期投資。有資料 表明，具有內壁減阻涂層的天然氣管道能夠增加輸量5 15%，同時減少了壓縮機的數量、 降低了壓縮機機的能耗，很明顯內壁減阻涂層給天然氣管道帶來的效益是顯著的。
由于天然氣輸送帶有微量的天然氣粉塵顆粒，含有400 600目的天然氣粉塵 99%是氧化鐵，天然氣在管道內運行速度達到15m/s，對管道內壁具有一定的沖刷作用，管 道長時間的輸送運行，天然氣粉塵對內壁減阻涂層會產生磨損，改變了內壁減阻涂層的表 面粗糙度。
另外，由于內壁減阻涂層沒有內補口，盡管管線內輸送的是干燥的天然氣，不能排 除天然氣中有微量腐蝕物對內涂層的腐蝕作用，可能導致內涂層邊緣被不斷地的剝離，然 后碎屑被沖刷到場站工藝設備中，在西氣東輸場站工藝設備檢修中，這種情況實際上是存 在的。
因此，開展全尺寸模擬試驗的目的是為了確定天然氣粉塵對管道內壁減阻涂層的 損傷規(guī)律，建立磨損與粉塵粒度之間的量化關系，為內涂層數據庫的建立、測試技術標準、 壽命分析提供主要技術參數保障。發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種簡單、可操作性強的管道內壁減阻涂層試驗的方法，用 于全尺寸天然氣管道內涂層的試驗，檢測內涂層的表面粗糙度及磨損量，為管道內涂層使 用壽命進行評估，完善管道內涂層技術標準，為今后輸氣工藝設計、管道運行維護、內壁減 阻涂層預制施工、延長管道內涂層使用壽命提供依據。
本發(fā)明所述的管道內壁減阻涂層粉塵磨損試驗方法的設備，試驗設備為一套固定 安裝的試驗設備，由鋼管試驗平臺1、風量調節(jié)箱2、節(jié)流器3、濾芯除塵器4、高壓風機5、粉 塵流化床及文丘里射流噴嘴6組成。該設備使試驗接近管道大排量輸送實際工況，模擬天 然氣管道粉塵對內涂層沖刷，對內涂層磨損結果進行測試。
粉塵磨損試驗設備
粉塵磨損試驗設備包括調節(jié)風箱、粉塵釋放系統(tǒng)、風管、管件、調風閥、濾芯回收裝 置、風機及電機、節(jié)流器和粉塵流化床。表I給出了管道內涂層全尺寸粉塵磨損試驗設備明 細。
表I天然氣管道內涂層全尺寸粉塵磨損試驗設備明細
權利要求
1.一種管道內壁減阻涂層粉塵磨損試驗的方法，其特征在于 試驗設備為一套固定安裝的試驗設備，由鋼管試驗平臺、風量調節(jié)箱、節(jié)流器、濾芯除塵器、高壓風機、粉塵流化床及文丘里射流噴嘴組成； (1)試驗前準備 鋼管試驗平臺為型鋼焊接結構，將需要作試驗的鋼管放置到鋼管試驗平臺上；將圓柱體結構的節(jié)流器推進到鋼管所需測試的部位，節(jié)流器長度與內壁減阻涂層磨損區(qū)軸向長度相等，節(jié)流器外壁與試驗鋼管內壁形成一個環(huán)形通道，節(jié)流器的節(jié)流面積為整個管子內經面積的90% ； 風量調節(jié)箱和濾芯除塵器分別連接在鋼管的兩端，風量調節(jié)箱和濾芯除塵器分別開有氣壓取樣口與氣壓計連接；文丘里噴嘴與風量調節(jié)箱入口連接，粉量控制在450g/min，粉塵濃度為2克/L ; (2)試驗過程 啟動高壓風機，到正常轉速后打開風閥，風速在20m/sec,記錄氣壓計； 打開流化床開關，在硅微粉均勻流化狀態(tài)下打開文丘里噴嘴，用噴嘴將粉塵均勻分散到進風口，由于節(jié)流器的作用，粉塵經過一個環(huán)形的通道，最后由濾芯回收裝置將粉塵回收再利用； (3)試驗數據的采集和處理 采用超聲波測厚儀測量內涂層厚度，在管道內壁環(huán)向均勻分布10個數據采集點，每次采集為一組共10個，然后對試驗前后的10組數據分別求和處理，對每組數據求和計算結果進行數據對比分析； ①試驗前數據 試驗前第一組厚度總和 試驗前第二組厚度總和 試驗前第三組厚度總和 試驗前第四組厚度總和 試驗前第五組厚度總和； ②試驗后數據 試驗后第一組厚度總和 試驗后第二組厚度總和 試驗后第三組厚度總和 試驗后第四組厚度總和 試驗后第五組厚度總和。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種全尺寸管道內涂層粉塵磨損試驗的方法；將需要作試驗的鋼管放置到鋼管試驗平臺上；將節(jié)流器推進到鋼管所需測試的部位；風量調節(jié)箱和濾芯除塵器分別連接在鋼管的兩端；文丘里噴嘴與風量調節(jié)箱入口連接，粉量控制在450g/min，粉塵濃度為2克/L；啟動高壓風機，打開流化床開關，用噴嘴將粉塵均勻分散到進風口，粉塵經過一個環(huán)形的通道，由濾芯回收裝置將粉塵回收；采用超聲波測厚儀測量內涂層厚度，在管道內壁環(huán)向均勻分布10個數據采集點，每次采集為一組共10個，對試驗前后的10組數據分別求和處理，對每組數據進行對比；模擬試驗數據接近實際、準確，試驗過程簡單、降低了大口徑管道模擬試驗的成本。
文檔編號G01N3/56GK103048209SQ201110314598
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月17日 優(yōu)先權日2011年10月17日
發(fā)明者馬衛(wèi)鋒, 羅金恒, 趙新偉, 陳志昕, 蔡克, 張華 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油天然氣集團公司管材研究所