Експериментальні дослідження ерозійного зношування фасонних елементів трубопроводів

Abstract

Розроблено і побудовано багатофункціональний експериментальний стенд-макет лінійної частини газопроводу для комплексних досліджень руху двофазних потоків прозорими фасонними елементами трубопроводів, руху внутрішньотрубних засобів трубопроводами, ефективності очищення трубопроводів різними способами. Наведена принципова схема експериментального стенду, описана методика експериментальних досліджень ерозійного зношування фасонних елементів (відводів, трійників) трубопроводів. Місця інтенсивного ерозійного зношування відводів, трійників виявлялись експериментальним шляхом та комп’ютерним моделюванням багатофазних потоків в програмному комплексі ANSYS Fluent R17.0 Academic. Для трійників дослідження виконувались для різних схем руху потоку (потік рухається магістраллю трійника і з магістралі частина потоку перетікає у відвід трійника; потік рухається магістраллю трійника і з магістралі направляється у відвід трійника; потік рухається відводом трійника і з нього спрямовується у одну з сторін магістралі трійника). Для експериментального виявлення місць ерозійного зношування фасонних елементів трубопроводів їх внутрішня поверхня фарбувалась трьома шарами червоної фарби. Місце інтенсивного ерозійного зношування прозорих фасонних елементів трубопроводів визначалось шляхом виявленням місць їх внутрішньої поверхні з видаленою двофазним потоком фарбою. Результати комп’ютерного моделювання були візуалізовані в постпроцесорі програмного комплексу побудовою полів швидкості ерозійного зношування на контурах фасонних елементів. Отримані результати є корисними для фахівців, які займаються обстеженням магістральних газопроводів.

Разработан и построен многофункциональный экспериментальный стенд-макет линейной части га- зопровода для комплексных исследований движения двухфазных потоков прозрачными фасонными элементами трубопроводов, движения внутритрубных средств трубопроводами, эффективности очистки трубопроводов различными способами. Приведена принципиальная схема экспериментального стенда, описана методика экспериментальных исследований эрозионного износа фасонных элементов (отводов, тройников) трубопроводов. Места интенсивного эрозионного износа отводов, тройников определялись экспериментальным путем и компьютерным моделированием многофазных потоков в программном комплексе ANSYS Fluent R17.0 Academic. Для тройников исследования выполнялись для различных схем движения потока (поток движется ма- гистралью тройника и с магистрали часть потока перетекает в отвод тройника; поток движется маги- стралью тройника и с магистрали направляется в отвод тройника; поток движется отводом тройника и из него направляется в одну из сторон магистрали тройника). Для экспериментального обнаружения мест эрозионного износа фасонных элементов трубопроводов их внутренняя поверхность красилась тремя слоями красной краски. Место интенсивного эрозионного износа прозрачных фасонных элементов трубопроводов определялось путем выявлением мест их внутренней поверхности с удаленной двухфазным потоком краской. Результаты компьютерного моделирования были визуализированы в постпроцессоре программного комплекса построением полей скорости эрозионного износа на контурах фасонных элементов. Полученные результаты полезны для специалистов, занимающихся обследованием магистральных газопроводов.

Multifunctional experimental model of a gas pipeline linear section for researching the two-phase flow by pipeline fittings, in-tube flow, and the cleaning efficiency of pipelines by means of different methods has been developed and constructed. A design of experimental model has been proposed and the methodology for the experimental research of erosive wear of the pipeline fittings (bends, t-sockets) has been described. Places of intensive erosive wear of bends and t-sockets have been defined by experimentation and computer modeling of multi-phase flows in software ANSYS Fluent R17.0 Academic. The research for t-sockets has been performed for different schemes of flow (it is flown at the main pipe of a t-socket, and then a part of flow runs into the bend of a t-socket; it is flown at the main pipe of a t-socket and from there into the t-socket’s bend; it is flown at the t-socket’s bend and then into one of the main pipes of a t-socket). To reveal the places of erosive wear of pipeline fittings, their inner surface has been painted red in three layers. The place of intensive erosive wear has been defined through discovering the places where paint was removed by two-phase flow.