专利名称：一种全尺寸管道内涂层粉尘磨损试验的方法
技术领域：
本发明涉及一种全尺寸管道内涂层粉尘磨损试验的方法。
背景技术：
由于西气东输(陕京二线、西气东输二线)长距离输气工艺上的需要，设计上采用 了管道内壁涂敷减阻涂层以减少内表面粗糙度，改善天然气输送管道摩阻，以实现在经济 运行工况条件下输送天然气，也减少了增加压缩机等一系列输气设施建设期投资。有资料 表明，具有内壁减阻涂层的天然气管道能够增加输量5 15%，同时减少了压缩机的数量、 降低了压缩机机的能耗，很明显内壁减阻涂层给天然气管道带来的效益是显著的。
由于天然气输送带有微量的天然气粉尘颗粒，含有400 600目的天然气粉尘 99%是氧化铁，天然气在管道内运行速度达到15m/s，对管道内壁具有一定的冲刷作用，管 道长时间的输送运行，天然气粉尘对内壁减阻涂层会产生磨损，改变了内壁减阻涂层的表 面粗糙度。
另外，由于内壁减阻涂层没有内补口，尽管管线内输送的是干燥的天然气，不能排 除天然气中有微量腐蚀物对内涂层的腐蚀作用，可能导致内涂层边缘被不断地的剥离，然 后碎屑被冲刷到场站工艺设备中，在西气东输场站工艺设备检修中，这种情况实际上是存 在的。
因此，开展全尺寸模拟试验的目的是为了确定天然气粉尘对管道内壁减阻涂层的 损伤规律，建立磨损与粉尘粒度之间的量化关系，为内涂层数据库的建立、测试技术标准、 寿命分析提供主要技术参数保障。发明内容
本发明的目的是提供一种简单、可操作性强的管道内壁减阻涂层试验的方法，用 于全尺寸天然气管道内涂层的试验，检测内涂层的表面粗糙度及磨损量，为管道内涂层使 用寿命进行评估，完善管道内涂层技术标准，为今后输气工艺设计、管道运行维护、内壁减 阻涂层预制施工、延长管道内涂层使用寿命提供依据。
本发明所述的管道内壁减阻涂层粉尘磨损试验方法的设备，试验设备为一套固定 安装的试验设备，由钢管试验平台1、风量调节箱2、节流器3、滤芯除尘器4、高压风机5、粉 尘流化床及文丘里射流喷嘴6组成。该设备使试验接近管道大排量输送实际工况，模拟天 然气管道粉尘对内涂层冲刷，对内涂层磨损结果进行测试。
粉尘磨损试验设备
粉尘磨损试验设备包括调节风箱、粉尘释放系统、风管、管件、调风阀、滤芯回收装 置、风机及电机、节流器和粉尘流化床。表I给出了管道内涂层全尺寸粉尘磨损试验设备明 细。
表I天然气管道内涂层全尺寸粉尘磨损试验设备明细
权利要求
1.一种管道内壁减阻涂层粉尘磨损试验的方法，其特征在于 试验设备为一套固定安装的试验设备，由钢管试验平台、风量调节箱、节流器、滤芯除尘器、高压风机、粉尘流化床及文丘里射流喷嘴组成； (1)试验前准备 钢管试验平台为型钢焊接结构，将需要作试验的钢管放置到钢管试验平台上；将圆柱体结构的节流器推进到钢管所需测试的部位，节流器长度与内壁减阻涂层磨损区轴向长度相等，节流器外壁与试验钢管内壁形成一个环形通道，节流器的节流面积为整个管子内经面积的90% ； 风量调节箱和滤芯除尘器分别连接在钢管的两端，风量调节箱和滤芯除尘器分别开有气压取样口与气压计连接；文丘里喷嘴与风量调节箱入口连接，粉量控制在450g/min，粉尘浓度为2克/L ; (2)试验过程 启动高压风机，到正常转速后打开风阀，风速在20m/sec,记录气压计； 打开流化床开关，在硅微粉均匀流化状态下打开文丘里喷嘴，用喷嘴将粉尘均匀分散到进风口，由于节流器的作用，粉尘经过一个环形的通道，最后由滤芯回收装置将粉尘回收再利用； (3)试验数据的采集和处理 采用超声波测厚仪测量内涂层厚度，在管道内壁环向均匀分布10个数据采集点，每次采集为一组共10个，然后对试验前后的10组数据分别求和处理，对每组数据求和计算结果进行数据对比分析； ①试验前数据 试验前第一组厚度总和 试验前第二组厚度总和 试验前第三组厚度总和 试验前第四组厚度总和 试验前第五组厚度总和； ②试验后数据 试验后第一组厚度总和 试验后第二组厚度总和 试验后第三组厚度总和 试验后第四组厚度总和 试验后第五组厚度总和。
全文摘要
本发明涉及一种全尺寸管道内涂层粉尘磨损试验的方法；将需要作试验的钢管放置到钢管试验平台上；将节流器推进到钢管所需测试的部位；风量调节箱和滤芯除尘器分别连接在钢管的两端；文丘里喷嘴与风量调节箱入口连接，粉量控制在450g/min，粉尘浓度为2克/L；启动高压风机，打开流化床开关，用喷嘴将粉尘均匀分散到进风口，粉尘经过一个环形的通道，由滤芯回收装置将粉尘回收；采用超声波测厚仪测量内涂层厚度，在管道内壁环向均匀分布10个数据采集点，每次采集为一组共10个，对试验前后的10组数据分别求和处理，对每组数据进行对比；模拟试验数据接近实际、准确，试验过程简单、降低了大口径管道模拟试验的成本。
文档编号G01N3/56GK103048209SQ201110314598
公开日2013年4月17日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者马卫锋, 罗金恒, 赵新伟, 陈志昕, 蔡克, 张华 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油天然气集团公司管材研究所