油气输送管道甜腐蚀传质规律

作     者：房启超 赵彦琳 尉江涛 姚军 FANG Qichao;ZHAO Yanlin;WEI Jiangtao;YAO Jun

作者机构：中国石油大学(北京)清洁能源科学与技术国际联合实验室过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室机械与储运工程学院北京102249 

出 版 物：《化工进展》 (Chemical Industry and Engineering Progress)

年 卷 期：2024年第43卷第12期

页      面：6626-6633页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 080706[工学-化工过程机械] 081704[工学-应用化学] 080704[工学-流体机械及工程] 080103[工学-流体力学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 082003[工学-油气储运工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(52376156,12372255) 外国专家项目(G2022122006L,B18054,G2021122007L) 

主　　题：流动腐蚀 多场耦合 电化学 传质 边界层 湍流 

摘      要：含CO_(2)的“甜腐蚀已成为油气输送管道面临的重要问题。为预测和防范腐蚀危害,很多一维腐蚀预测模型被提出。但这些模型对于管内复杂流动的考虑不足。为此本文构建了多场耦合有限元模型,讨论输送管道中的腐蚀传质规律。综合考虑CO_(2)水溶液中化学反应、腐蚀电化学反应及腐蚀产物形成的过程,电化学腐蚀的模型被耦合在流动计算中,从而模拟研究直管流动中CO_(2)腐蚀传质。结果显示管内流动腐蚀的传质边界层厚度小于流动边界层的1/10,流动增大了腐蚀传质速率,形成高流动腐蚀速率。流动腐蚀下,管道表面H+并未完全消耗。这使得腐蚀传质中H+舍伍德数(Sh)随雷诺数(Re)的变化在不同pH下规律不同。考虑管内的实际流动,研究得到预测油气管道流动腐蚀的传质经验关联式。