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表麵光度儀:丈量管道內壁的新技術,表麵光度儀:丈量管道內壁的新技術

浏览次数:432日期:2019-12-02

管道內壁的粗糙度直接影響管道的輸送效率。自1995年以來 ,一些石油公司開始積極研究管道內壁粗糙度對流體活動性能的影響,如防止管線腐蝕、建立新式管線係統的材料和塗層數據、增加管線內流體活動的電子分析和模擬設備等,並終究形成了新的適用於現代管材的表麵粗糙度曲線。 {TodayHot}1944年發表的莫迪(moody)摩擦係數圖表是公認的利用colebrook-white方程求解摩擦係數很實用的方法,但其局限性在於沒有適時地考慮到現代產業中新出現的合金材料和內塗層管線。這些新合金材料和內塗層管線廣泛利用於油田 ,以延長管線壽命和改善流體動力學性能 。是以,需要利用現代表麵光度丈量技術丈量新的內塗層管線和抗腐蝕合金管壁盡對粗糙度和相對粗糙度。 現代表麵光度儀采用金鋼石探筆來跟蹤丈量管線表麵的峰點和低點,並將筆尖的縱向位移轉換成電子信號。該方法具有良好的橫向分辨率,檢測精度可以達到次納米,是一項先進的丈量管線粗糙度利用技術。除了產業用的探筆式表麵光度儀,測定表麵粗糙度的其它丈量方法還包括了電腦輔助丈量儀、原子力顯微鏡等。{HotTag} 通過表麵光度儀丈量可以得到大量剖麵數據,然後對其進行隨機評估,由此建立新的相對粗糙度圖表和關係式 。管線表麵粗糙度對流體活動的影響與雷諾數大小和流體粘度有關。從表麵光度儀測得的數據可以用來求解colebrook-white方程,從而得出範寧摩擦係數。為了用表麵光度儀的丈量數據計算範寧摩擦係數,需要用統計確定的rzd(為均勻峰穀高度,是五個連續測樣長度內最大峰穀間高度的算術均勻值)和ra 值(在評估長度內 ,間隔中間線基線的粗糙剖麵高度的算術均勻值)來取代c-w方程中的盡對粗糙度值。2001年的研究表明,采用dektak st和hommel tester t1000兩種方法對管樣中的rzd值測定結果是一致的。現在可以通過編寫程序利用rzd和ra 值快速計算出範寧摩擦係數。 總之,采用表麵光度儀的丈量技術可覺得新合金管材和內塗層管線建立新的相對粗糙度圖表,並且圖表中包含了莫迪的貿易用鋼和冷撥管。southwest research inst.(sri)對內塗層管線和13cr管線的表麵光度丈量結果進行了驗證 ,所得的摩擦係數/粗糙度值與表麵光度儀丈量的rzd值吻合很好 。另外,研究也表明rzd值比ra值能更好地代表盡對粗糙度。 使用該技術不需進行流體實驗就可以獲得摩擦係數。表麵光度儀的丈量數據提供了精確的管壁表麵結構輪廓圖。目前,表麵光度儀技術是展看管線表麵粗糙度、衡量表麵粗糙度對管線內流體的流態、壓力和能量特性影響程度的最精確、最經濟的方法。