保冷层对液相管道泄漏影响的试验与仿真研究

发布时间：2025-08-12 18:53

　　 包覆层下腐蚀(corrosion-under-insulation,CUI)是一种常见的管道缺陷形式,极易造成管道内物质泄漏,进而引发火灾爆炸及中毒等严重后果。泡沫玻璃作为一种不燃的保冷材料,广泛用于LNG液化装置以及储运设施中,为管道和装置保冷;而在保冷层的覆盖下,管道的腐蚀点很难被发现。在液相裸管管道小孔泄漏试验的基础上,设计试验探究泡沫玻璃保冷层对泄漏压降、泄漏速率、泄漏稳定压力的影响,并建立数学模型进行理论研究,同时利用计算流体力学软件FLUENT对试验模型进行仿真模拟。结果表明:由于泡沫玻璃包覆管道泄漏过程的特殊性导致模拟结果和试验值有所差异,经修正后模拟得到的泄漏速率与试验值达到较好的一致性;仿真结果能够解释和验证泡沫玻璃保冷层对于液相管道小孔泄漏的抑制作用。

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【部分图文】：

图1 泡沫玻璃包覆层下泄漏试验系统设备装配简图

泡沫玻璃保冷层由相匹配的外包铁皮及钢带固定在支管上(图2)。包覆层内径为60mm,厚度为50mm,长度为1m;外包铁皮长度为1m,厚度为1mm,宽度能够完全包覆保冷层;外包钢带宽度为15mm,厚度为0.5mm,每组试验中钢带位置及箍紧圈数固定,满足紧箍力一致的要求。....

图2 试验系统实景及局部细节

图1泡沫玻璃包覆层下泄漏试验系统设备装配简图3试验规律分析

图3 泄漏稳定压力下降对比

通过计算泄漏前管道压力与泄漏模块入口泄漏稳定压力之差,得到泄漏稳定压降,两组试验泄漏稳定压降对比曲线如图3所示。两组泄漏稳定压力下降幅度变化趋势基本相同。通过两组数据可以看出,保冷层的存在使得压力降低幅度减小,结合表3可以发现,在试验工况0.2～1.48MPa初始压力内,保冷层....

图4 泄漏速率对比

式中,Qi(i=1,2)为泄漏速率,L/min;p为初始管内压力,MPa。当压力达到1.77MPa,保冷层失去对管道泄漏流体的束缚作用,使得有保冷层和无保冷层时的泄漏速率随压力的变化趋势基本一致,满足同一关系式。因此,关系式(1)和(2)适用于初始压力小于1.77MPa的情况....

本文编号：4058984