天然气作为清洁型能源受到世界各国的高度关注,建设长输埋地管线成为天然气资源整合分配的主要手段。然而,面临的一大难题是在越来越多的长输管线中发现了黑色粉末这类有害物质。根据以往的研究再生型黑色粉末是H₂S和CO₂等有害气体与管线基体发生腐蚀后的产物。黑色粉末在管线内的存在容易引发设备磨损、堵塞管道、促进管道腐蚀等一系列严重问题。所以,研究黑色粉末的生成主要原因、沉积的影响因素以及对管线和其他构件的危害成为首要问题。首先,对管线清管后排出的黑色粉末利用XRD与SEM技术,探究元素和物相组成。结果显示,黑色粉末中的确含有FeS和FeCO₃等铁的硫化物和铁的碳酸盐,除此之外,还有一些SiO₂、单质硫等杂质。并进行粒径分析,结果显示管线内黑色粉末平均粒径为50μm。其次,选用与现场管线材料一致的20#钢进行黑粉模拟生成实验,模拟实验分为富水和贫水两个条件。结果显示,其富水条件下试样的腐蚀速率很高,说明水分对腐蚀速率的影响最为严重。对模拟实验产生的腐蚀产物进行XRD分析,显示重要组成成分与现场一致为FeS和FeCO₃。通过黑粉垢下腐蚀和电偶实验验证了黑粉的确能够促进管道基体的腐蚀。最后,通过FLUENT软件进行黑粉颗粒在管道内沉积的模拟计算,结果发现随着黑粉颗粒直径的增大、压力升高、弯管的弯曲角度以及同种角度弯管曲率增大时沉积率升高,颗粒的沉积率和沉积速度随着温度的升高先减小后增大。并且可以预测到黑色粉末在管道内沉积更偏向于弯头所在的位置。