输油管道清管器的有效运行距离

商． 盘
图 １ 皮 碗 过 盈 配合 挤 压 力 分析
在不 受力 的 自由状 态 下 ，两 者 的尺寸 关 系如 图 １ （ ）所 示 ，等 效 为 图 １ （） ａ ｂ 。皮 碗 装 入 管 内后 ， 皮碗 与管 道之 间产 生挤 压力 ｐ ，如 图 ｌ （）所 ｃ 示 ，挤压 力使 两 者发 生变 形 。但 由于 管道 的强度 大 大高 于皮 碗 ，可 以认 为管 道是 绝对 刚性 的 ，于是 只
磨损 ；②磨粒磨损或磨料磨损 ；③疲劳磨损或表面 疲劳磨损 ；④腐蚀磨损或摩擦 化学磨损 ；⑤其他 ， 如侵蚀磨损或冲蚀磨损 ，以及橡胶类高弹性磨损材 料 所 特有 的一 种磨 损 ，即摩 擦磨 损 。
由 于管道 内壁存 在一 定 程度 的不 洁净 状 况及 粗 糙 度 ，在 摩擦 副 中的作用 类 似于磨 粒 ，故 将 清管 器 的磨 损 归 为 磨 粒 磨 损 （ 磨 料 磨 损 ） 或 。进 一 步 分 析 ，得 出输 油 管道 中的清 管器 磨损 属 于多 点接 触湿 磨 粒磨 损 。另 外 ，根 据接 触液 体 中是 否存 在 自由磨 粒 ，又将其 进 一 步划分 为 三体 磨损 与 两体磨 损 。 由 于 管 输 油 品通 常 较 纯 净 ，可 认 为 不存 在 自由磨 粒 ，
量应 为
ｓ＝ Ｒ 出 一 ９（ ７ｐ一 ） ９ ，．３ｄ １ ４ Ｕ３ ｒ ． ８ ０８５ ０
（ ０） １
ｓ（ 一 鲁
为皮碗 材料 的泊松 系数 ，一 般橡胶 取 Ｏ４ 。 ．７ 另外 ，南连续 性方 程得
Ｑ—ＶＡ１ （ —Ａ１ ｓ ＋ Ａ ）
的基本定律 。为简化计算 ，只研究水平管道上 的清
管操 作 和连 续稳 态 的假 设 ，且假 定 管道 内壁 杂质及 粗糙 度 分布 均匀 。
２ １ 力学模 型 来自百度文库．
１ 磨损理论分 析
研究 清 管器 有效 运行 距 离 的本 质是对 其 磨损 规
因皮 碗 断 面形状 不 规则 ，皮 碗 内应力 分析 相 当 律进 行研 究 。由于 清管 器 主要组 成 材质 为橡 胶 、类 复杂 ，为了简化分析 ，将皮碗近似等效为等壁厚 、 橡 胶 物 质 ，故应 对此 类 物质 在特 定磨 损 环境 下 的磨 无筒 底 的圆筒 。 以图 １ 分析 皮 碗 与管 道 过盈 配合 来 损 规 律 进 行 分 析 。 由 Ｂ ｒ ｅ 提 出 的按 磨 损 机 理 分 ｕｗ ｌ ｌ 类 方 法 ，将 橡胶 磨 损 划 分 为 ：① 黏 着磨 损 或 黏 附 （ 即能 紧贴管 壁 而构成 密封 ）的挤压 力 。
Ａ ｋ Ｐ。 （） １
式 中系数 志和指数 、 取 决 于橡胶 的类 型 和 全使 用造 成 隐患 。清管 器从 开始 运 行到 最终 失 去清 磨粒 尺 寸 ｄ。 洁作 用 时所 能运 行 的最 大距 离 即为 清管 器有 效 运行
距离 。对于管道被清管器堵塞的情况 ，通常的做法
是通 人 另一个 清 管器 将破 损 清管 器 推 出。若 能对 清 管 器 有 效 运 行 距 离进 行 预 测 ，准 确 制 定 出 清 管 方 案 ，就 能有效 地 减少 清管 器 出现 的故 障 。
２ 磨损模 型 的建 立
清 管器 在输 油管 路 内 的流动 规律 遵守 流体 力 学
第３ 卷第 ８ （０２ ８ 试验研究） ｌ 期 ２１ ． ）（ ０
输油管道清管器的有效运行距离
杜 圻 洁 宋 晓琴 于进 １西南石油大学 ２中国 石油东南亚管道公司
摘要 ：研究清管器有效运行距 离的本质是对其磨损规律进行研 究。 由于管输 油品通常较 纯 净 ，可认 为不 存 在 自由磨 粒 ， 因此 将 输 油 管道 中清 管 器的 磨损 归为 多点接 触 湿磨 粒 磨 损 中的 两 体磨损。此类磨损的磨损规律主要与压力、相对速度及磨粒尺寸三 因素有关。以兰成渝成品油
关 键词 ：清管器 ；磨 损 ；聚氨酯 ；有 效 运行 距离 ；模 型
ｄ ｉ ０３ ６ ５ｉ ｎ１ ０ — ８ ６２ １ ．．０ ０： ． ９ ．ｓ ．０ ６ ６ ９ ． ２８ ８ １ ９ ｓ ０ ０
清 管器 在管 道 中运行 不 可 避免 地会 与管 壁 发生 化 关 系如下 摩擦 ，造成 其磨 损 。清 管器 的破 损 ，一 方 面会 影 响 管道 的清洁 效果 ，另一 方 面可堵 塞 管道 ，对 管 道安
管道 南段 为 目标 管线 ，将 压 力 、速度 代 入相 关公 式 ，得 清 管 器有 效运行 距 离为 ６ ． ｋ ６５ ｍ。 实践 中 该 管段 使 用 此类 清 管器 的 实 际运 行 距 离为 ６ ～７ ｍ，与 计 算结 果基 本相 符 。为延 长 清 管 器的有 ０ ０ｋ
效 运行 距 离，应对其 结构设 计加 以改进 ，其 中，解 决偏磨 问题 是较 好 的途径 。
油气 田地 菌工 程 （ｔｐ／ ｗｗ ｙ ｔ ｍｇ ．。 ｈｔ ：／ ｗ． ｄ ｃｃ ｍ） ｑ 一ｌ 一 ７
第 ３ 卷第 ８ （０ ２０ ）（ 】 期 ２ １．８ 试验 研 究） 以上 是几 何关 系 。在物 理关 系方 面 ，受外 部均 降低至零 ，可认为此压力呈线性减小 。清管器可供 匀压 力 的作用 ，圆筒壁 （ 壁厚 考虑 ）的径 向位移 磨损的皮碗厚度为其相对于管道 内壁的过盈量 Ｓ，即 按
因此 将 输油 管 道 中清管 器 的磨损 归 为 多点接 触 湿磨 有 皮碗 产 生变 形 ，即皮 碗 向 中心轴 线移 动 ，其径 向
粒磨损 中的两体磨损。此类磨损的磨损规律主要与 位 移 Ｓ （ 即清管器相对 于管道 内壁的过盈量 ） 府为 】 压力 、相对速度及磨粒尺寸三因素有关 。当磨粒尺 ｓ＝ （） ２ 寸一定 的情况下 ，磨损速率随压力及相对速度的变