油田熱注鍋爐爆管原因分析

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1、油田熱注鍋爐爆管原因分析　　【摘要】在傳統(tǒng)理論認識的基礎上，結(jié)合材料學及微觀分子理論研究熱注鍋爐運行時經(jīng)常發(fā)生鍋爐爆管事故的機理。從客觀的角度來說，油田熱注鍋爐在日常的運行當中，并不會出現(xiàn)太大的問題，但是由于長期缺乏有效維護，并且在很多小問題上并不注意，導致多數(shù)問題都沒有得到徹底解決，反而埋下了較大的安全隱患。日后需要通過控制水的結(jié)垢、采用爐管內(nèi)壁鍍特種金屬等方式和工藝，來避免爆管的事故發(fā)生，實現(xiàn)更加理想的運行狀態(tài)。【關(guān)鍵詞】熱注鍋爐；爆管原因；水垢相對于其他設備來說，油田熱注鍋爐具有一定的特殊性，例如，實際生產(chǎn)工作當中，熱注鍋爐爆管事故并不僅僅發(fā)生在高溫運行時，有部分事故發(fā)生在剛剛起爐的過

2、程中，此時爐內(nèi)溫度小于200℃，爐內(nèi)的壓力低于10MPa。從這一點可以看出，油田熱注鍋爐爆管的原因趨向于多方面，除了一些極端原因之外，日常工作所埋下的安全隱患，也有可能是導致熱注鍋爐爆管事故的原因。本文主要對油田熱注鍋爐保管事故的原因進行了深入分析。一、鍋爐水質(zhì)檢驗及爆管樣品檢查原因分析（一）鍋爐水質(zhì)6就油田熱注鍋爐爆管原因本身來說，僅僅是一個“鍋爐”而已，鍋爐水質(zhì)很有可能成為爆管事故的主要原因。為了進一步確認和分析，本文選擇某市采油廠熱注鍋爐的水樣進行分析，考慮到不同水質(zhì)的影響具有一定差異。選擇的水樣共有三種，分別為軟化水、回用水以及爐水，采用的分析方法按照SY/T5523--2006《油

3、田水分析方法》來進行。經(jīng)過大量的測試和分析后發(fā)現(xiàn)，軟化水的pH值為7.95；回用水的pH值僅有1.87；爐水的pH值較高，為12.44。通過數(shù)據(jù)分析，水質(zhì)結(jié)垢是爆管事故的主要原因。隨著檢驗科技的不斷進步，在水質(zhì)檢驗的過程當中，還可以對熱注鍋爐軟化水礦物質(zhì)的濃度進行相應的分析，利用此項工作來了解注入水當中的礦物質(zhì)含量，以及礦物質(zhì)的元素成分，在相關(guān)數(shù)據(jù)和資料的協(xié)助之下，找出對金屬關(guān)閉脆性和韌性影響最多的元素，之后才能制定更加有效的預防措施[1]。（二）爆管樣品檢查6油田熱注鍋爐爆管事故并不是偶然的失誤操作所導致的，經(jīng)過大量的檢查和總結(jié)分析，發(fā)現(xiàn)問題的根源在于日常清理不徹底、小問題不注意、各種問題

4、不斷堆積所導致的。經(jīng)過技術(shù)人員的大量鑒定和分析，在爆管樣品的集中檢驗當中發(fā)現(xiàn)，爐管破裂的位置有80%都發(fā)生在容易產(chǎn)生水垢的爐管末端和爐管的彎曲處。另一方面，通過現(xiàn)場檢查后發(fā)現(xiàn)，爆管位置含有大量的水垢，綜合多方面的事故因素分析，水垢是造成爐管爆裂事故的主要原因。在之前的分析當中，很多檢驗人員認為爐管爆裂原因是由于內(nèi)部壓力、熱量積累造成的，但實際情況與之不符。二、爆管原因分析及預防措施鍋爐在運行的過程中，爆管原因并不能單純的認定為水垢，隨著科學技術(shù)的不斷進步，設備的穩(wěn)定性不斷提高，鍋爐的性能總體上也得到了較大的提升。經(jīng)過全方位的分析和測驗后發(fā)現(xiàn)，除了水垢雜質(zhì)以外，滲入物質(zhì)對剛體強度及原子排列和內(nèi)

5、應力的改變，也是爆管的原因之一。油田熱注鍋爐在日常的工作當中，外部的一些物質(zhì)會通過原子的運動和化學、物理反應，滲入到鍋爐內(nèi)部，隨著時間的推移，各種物質(zhì)的反應逐漸明顯，最終導致爆管事故。值得注意的是，生產(chǎn)初期的滲透非常容易被忽視，水垢當中的鈣、硅、碳酸根等離子開始慢慢滲透到鋼結(jié)構(gòu)中，這原本是一個緩慢的過程，但鍋爐的日常運行在高溫與低溫之間進行不斷轉(zhuǎn)換。當處于高溫狀態(tài)時，鋼的強度發(fā)生了一定改變，鈣、硅、碳酸根等離子與鋼構(gòu)中的原子也發(fā)生了相應的化學反應和物理反應，導致鋼金屬鍵結(jié)合強度降低，從而發(fā)生了疏松的情況。從以上的分析來看，鍋6爐在日常的運行當中，導致爐管爆裂的原因較多，如果是僅僅從某一個角度

6、去考慮問題，勢必會導致最后的成果不理想，各項問題的復發(fā)概率較高。隨著科技的不斷發(fā)展，工作人員在研究爐管爆裂原因的過程中，考慮到了一種顯而易見但又容易被忽視的運動形式――“布朗運動”。從“布朗運動”的角度來分析，水垢和金屬管壁也有可能發(fā)生相互擴散的現(xiàn)象，在初始階段不容易引起注意，甚至被忽視，當問題嚴重到一定程度時，爐管爆裂會發(fā)生的很突然，并且在尋找原因時異常艱難[2-3]。6綜合上述的研究成果和理論分析，油田熱注鍋爐爆管的原因主要有以下幾個方面：第一，鈣、硅、碳酸根等離子會在不斷運動的狀態(tài)下，隨著時間的推移逐漸滲透到鋼結(jié)構(gòu)當中，不斷改變鋼的強度，導致爐管爆裂；第二，水垢原因，鍋爐需要依靠大量的

7、水進行運作，長時間的不清理或者是清理不徹底，會產(chǎn)生大量水垢，尤其是在彎曲管壁當中，引發(fā)爐管爆裂；第三，疏松層的產(chǎn)生，造成內(nèi)壁與外壁硬度上的較大差異，倘若強度發(fā)生了較大的變化，內(nèi)應力會直線增大，客觀上造成微破裂的產(chǎn)生，最終發(fā)生爐管爆裂的事故。根據(jù)油田熱注鍋爐爆管的原因以及實際工作上的要求，筆者根據(jù)自身的工作經(jīng)驗，從以下幾個方面制定了防治措施：首先，考慮到一些硬性客觀條件的存在（例如無法阻止粒子滲透作用），可以通