输气管道增压站作为管道动力的源泉承担着天然气增压的重要任务。由于天然气增压站工艺区内的分离器分离能力有限致使分离后的天然气中仍然掺杂有少量固体微粒。由于增压站工艺区管道内的天然气具有压强高、流速快的特点,同时管道还存在剧烈振动,这些因素势必会加剧固体颗粒对弯头的冲蚀磨损,基于此,本文开展了增压站弯头的冲蚀磨损特征的研究。本文从冲蚀磨损基础理论、冲蚀磨损预测模型以及冲蚀影响因素三个方面入手开展了冲蚀基础研究,确定了本文的冲蚀磨损预测模型,并在相关理论和实际工程基础上对固体颗粒及壁面物性参数提出了 4个合理性假设。根据武汉输气增压站现场管型数据,采用CFD建立了 8种弯管气固二相流冲蚀模型并验证了模型的合理性。在Fluent模拟中选择RNG k-ε湍流方程来模拟流场,通过UDF编制气体状态方程和振动方程来分别考虑压力对气体密度的影响以及管道的振动,开启DPM模块来追踪颗粒运行轨迹,采用PISO算法进行压力速度耦合方程的求解。最后通过数值模拟得到了振幅、振频、弯头角度、弯径比、天然气压力、天然气流速以及弯管直径7个因素对弯头冲蚀分布特征的影响规律,并利用灰色关联度法对7个影响因素与冲蚀的关联度大小进行了排序。在理论上为减小弯头最大冲蚀率设计了三段式弯管,通过COMSOL仿真软件对三段式弯管弯曲段的管型参数进行优化,优化后的三段式弯管的流场变得更加平稳,最大冲蚀率也大大降低。综上所述,本文结合数值模拟研究并分析了各个因素对输气管道增压站弯管冲蚀特征的影响,模拟结论对控制弯头冲刷腐蚀和站场安全具有重要的工程意义。最后,在数值模拟基础上设计了三段式弯管,为今后弯管抗冲蚀结构的研究奠定基础。