基于DOE分析的球阀密封面气固两相流冲蚀研究

简介

油气集输过程中所携带的砂砾会对管壁造成冲蚀磨损,可能导致设备破裂或失效。获取冲蚀规律,揭示冲蚀机理对保障设备安全平稳运行具有重要意义。鉴于此,模拟油气管道中球阀密封面,开展了冲蚀磨损试验,比较了不同颗粒速度、粒径和冲击角度下的密封面冲蚀结果。采用3 3 次完全析因设计方法,利用Statistica软件开展了冲蚀参数的回归分析、交互效应分析、均值分析和响应曲面分析等,得到了各影响因素及其相互作用对冲蚀磨损的影响。分析结果表明,试件冲蚀磨损随着颗粒速度和粒径的增大而增大,其中冲蚀角度为30°时冲蚀磨损最严重。同时开展了冲蚀回归预测,分别建立了试件质量损失和壁厚减薄量的回归模型并进行了验证。对冲蚀影响参数进行了优化分析,得到了减少冲蚀磨损的最佳参数。研究成果可以为球阀密封面在气固冲蚀作用下的破坏机理研究提供参考,并为现场作业安全提供保障。