管道是工业生产的重要输送设备,在各种管道失效案例中冲刷腐蚀失效是常见的破坏形式。油气输送过程中管线材料的截面或形状常发生改变如变径、弯头等。输送的流动腐蚀性介质和固体颗粒会对管线钢材料产生严重的冲刷腐蚀,从而引起管件的早期破坏。因此,研究典型管件在含砂粒的模拟地层水的冲刷腐蚀行为对预测管道的腐蚀程度、有效预防管线泄漏和断裂等事故具有重要的意义。本文通过管流式实验装置,采用失重法和电化学测试研究了X65碳钢异径管、弯管在模拟油田地层水中的冲刷腐蚀行为。确定了管件不同位置处的纯腐蚀速率、纯冲刷速率、腐蚀增强的冲刷速率和冲刷增强的腐蚀速率及它们占总冲刷腐蚀速率的百分比,使用SEM、EDS和XRD等技术对冲刷腐蚀后的形貌进行了表征分析,通过计算流体动力学模拟得到了在液固两相流条件下管件的流动特性及冲蚀分布。实验和模拟结果表明:随着异径管管径的减小,冲刷腐蚀速率、冲刷速率(总冲刷速率、纯冲刷速率、腐蚀增强的冲刷速率)和它们占冲刷腐蚀速率的百分比增加。总腐蚀速率和冲刷增强的腐蚀速率也随着管径的减小而增加,但它们占冲刷腐蚀速率的百分比减少。从管道顶部、管道侧部到管道底部的位置,除了腐蚀增强的冲刷速率和它占冲刷腐蚀速率的百分比减少外,可以得到相同的冲刷腐蚀行为。异径管的这种冲刷腐蚀行为是由于速度、砂粒浓度的分布和冲刷与腐蚀的协同作用,尤其是冲刷增强的腐蚀速率。在弯管入口位置,内侧的冲刷腐蚀速率高于外侧;在弯管后段位置,冲刷腐蚀速率随着轴向角θ的增加而增加,随着环向角Ф的增加(从弯头外侧到内侧)而减少。最大的冲刷腐蚀速率出现在弯头出口和下游直管的外侧。总腐蚀速率、总冲刷速率、纯冲刷速率、冲刷增强的腐蚀速率与总冲刷腐蚀速率的分布相同,腐蚀增强的冲刷速率内侧高于外侧。总腐蚀速率、纯腐蚀速率、冲刷增强的腐蚀速率和腐蚀增强的冲刷速率占总冲刷速率的百分比随着轴向角θ的增加而减小,随着环向角Ф的增加而增加,总冲刷速率和纯冲刷速率的百分比随着轴向角θ的增加而增加,随着环向角Ф的增加而减小。高的冲刷腐蚀速率与砂粒的高冲击相关。