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          首頁>> 鋁業技術>> 鋁材技術>> 正文
      
      
      
      
        表面光度儀：測量管道內壁的新技術
      
      
      
      
        來源：互聯網，更新時間：2006-6-22 18:12:31，閱讀：
          
      
      
      
      
        
      
            
      
               
                  　　管道內壁的粗糙度直接影響管道的運送效率。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流動性能的影響，如防止管線腐蝕、建立新式管線系統的材料和涂層數據、增加管線內流體流動的電子分析和模擬設備等，并最終形成了新的適用于現代管材的表面粗糙度曲線。   

          

      　　1944年發表的莫迪（Moody）摩擦系數圖表是公認的利用Colebrook-White方程求解摩擦系數很實用的方法，但其局限性在于沒有適時地考慮到現代工業中新出現的合金材料和內涂層管線。這些新合金材料和內涂層管線廣泛應用于油田，以延長管線壽命和改善流體動力學性能。因此，需要利用現代表面光度測量技術測量新的內涂層管線和抗腐蝕合金管壁絕對粗糙度和相對粗糙度。  

      

      　　現代表面光度儀采用金鋼石探筆來跟蹤測量管線表面的峰點和低點，并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，檢測精度可以達到亞納米級，是一項先進的測量管線粗糙度應用技術。除了工業用的探筆式表面光度儀，測定表面粗糙度的其它測量方法還包括了電腦輔助測量儀、原子力顯微鏡等。  

      

      　　通過表面光度儀測量，可以得到大量剖面數據，然后對其進行隨機評估，由此建立新的相對粗糙度圖表和關系式。管線表面粗糙度對流體流動的影響與雷諾數大小和流體粘度有關。從表面光度儀測得的數據可以用來求解Colebrook-White方程，從而得出范寧摩擦系數。為了用表面光度儀的測量數據計算范寧摩擦系數，需要用統計確定的Rzd（平均峰谷高度，是五個連續測樣長度內最大峰谷間高度的算術平均值）和Ra值（在評估長度內，距離中心線基線的粗糙剖面高度的算術平均值）來取代C-W方程中的絕對粗糙度值。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值快速計算出范寧摩擦系數。  

      

      　　總之，采用表面光度儀的測量技術可以為新合金管材和內涂層管線建立新的相對粗糙度圖表，并且圖表中包含了莫迪的商業用鋼和冷撥管。Southwest Research Inst.（SRI）對內涂層管線和13Cr管線的表面光度測量結果進行了驗證，所得的摩擦系數/粗糙度值與表面光度儀測量的Rzd值吻合得很好。另外，研究也表明Rzd值比Ra值能更好地代表絕對粗糙度。  

      

      　　使用該技術不需進行流體實驗就可以獲得摩擦系數。表面光度儀的測量數據提供了精確的管壁表面結構輪廓圖。

      		
            
      
            
      
              
            
      
          
      		
      
      
      
      
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