高温高压条件下流速对X70钢CO2冲刷腐蚀行为的影响
【摘要】 目的研究X70管线钢在高温高压CO2饱和溶液中不同流速下的冲刷腐蚀行为。方法通过流体动力学模拟的方法,获得不同喷射流速下壁面切应力的变化规律。采用喷射冲击试验装置,利用扫描电镜、表面形貌测试仪、维氏硬度仪等设备和失重测量方法,分析喷射速度对X70管线钢CO2冲刷腐蚀行为的影响。结果随着喷射流速Uexit的增大,试样表面的壁面切应力和壁面压应力逐渐增大。随距喷射中心距离(径向距离)的增大,壁面切应力先增大后减小,壁面压应力急剧减小。在低流速(Uexit≤10m/s)情况下,最大壁面切应力所对应的特征攻角大约为23°;当流速Uexit≥20m/s时,特征攻角迅速增至45°左右,且变化很小。试样表面形貌表现出明显的三个区域:停滞区、过渡区、壁面喷射区,且在低流速下,三个区域划分更为明显。在20m/s喷射速度下,壁面切应力呈现中心轴对称变化,为“M”形状,试样表面的冲蚀轮廓(冲蚀深度)呈现中心对称的“W”形状变化,大约在距中心滞点4mm左右,即最大壁面切应力附近出现最大冲蚀深度,约55μm。试样表面硬度随径向距离