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加氢反应流出物空冷器(REAC)系统作为石化炼油工业中的关键设备之一,随着原油劣质化以及加氢工艺的广泛应用,长期以来面临着多相流腐蚀性介质的冲蚀作用,管束泄漏爆管事故频发,带来了巨大的安全隐患和经济损失。由于冲蚀机理复杂,影响因素繁多,尚没有成熟系统的冲蚀失效预测方法,因此通过合适的表征方法对管道冲蚀高风险区域进行精准预测的研究迫在眉睫。本文针对TJ石化酸水汽提装置典型的空冷系统出口配管弯管失效案例,结合多相流组成及运行工况,分析了出口配管弯管的冲蚀失效机理,提出了将水相分率、传质系数及最大剪切应力作为冲蚀表征预测的关键参数,采用Mixture多相流模型与SST k-ω湍流模型对进出口配管进行数值模拟,根据流动参数分布预测冲蚀高风险区域。结果表明:多相流介质中的NH4HS是引起管道冲蚀的主要腐蚀相,多相流介质存在较大的偏流,A-202C对应管束内流速、水相分率等流动参数相对较大;弯管8发生冲蚀的风险最高,其中水相分率、传质系数与最大剪切应力曲线峰值之间管段(55°≤ɑ≤85°)为冲蚀高风险区域,对比失效报告与弯头解剖测厚数据,发现预测结果与实际失效位置基本符合。将表征预测方法应用于WH石化柴油加氢装置REAC系统出口配管,发现在进口配管存在偏流现象,流动参数较高的管束编号左右对称;分析各弯管流动参数分布,发现弯管3-2为冲蚀高风险管束,弯管2-1、2-3、3-1为冲蚀中高风险区域,弯管1-1、1-2、1-6、2-2、2-4为冲蚀中风险区域,弯管1-4、1-5、1-7为冲蚀中低风险区域,弯管1-3、1-8为冲蚀低风险区域;高风险弯管冲蚀最严重位置主要集中在60°≤β≤90°范围,其次为40°≤β≤60°区域,最后为10°≤β≤30°;提出三种应用于不同冲蚀风险的布点,根据评估结果制定测厚布点方案。本论文的创新性工作在于:在研究弯管冲蚀机理的基础上,针对腐蚀产物膜在多相流环境中的受力情况,通过三向应力分析解得最大剪切应力作为流体动力学冲刷的表征参数;通过表征预测方法对弯管冲蚀风险进行评估,将评估结果应用于石化行业REAC出口配管测厚布点方案,对以往的密集布点测厚方案进行了科学化改进。