油田注汽锅炉炉管爆裂原因分析与研究

李艳

油田注汽锅炉炉管爆裂原因分析与研究

  注汽锅炉是油田开采的专用设备,随着油田重油开采规模的不断扩大,油田注汽锅炉数量也在迅猛的发展，锅炉的用水量也随之增加。辽河油田率先对井下回抽的废水进行处理后再利用，而自从采用井下回注水，连续不断出现注汽锅炉炉管爆管事故。本课题为了弄清注汽锅炉炉管爆裂的原因，对管材的材质、性能、工作条件、爆裂炉管和断口的宏观形貌、微观组织及炉管的腐蚀产物和注汽锅炉水质进行了全面的分析与研究，并找出了炉管爆裂的原因，以使在生产中找到相应的预防措施，来延长炉管的使用寿命。首先对爆裂炉管外观形貌及断口形貌进行了检查与分析,爆破.口的形状呈鱼嘴状开口属鼓胀破裂,说明爆管在爆破前有蠕胀变形的现象;管壁厚度在向火面有明显的变形减薄，而背火面几乎没有变化;在断口表面.上呈现无金属光泽的凸凹不平和层次起伏的条，其中伴有灰色线条，断口边缘很薄有明显的缩颈现象，为典型的塑性断口。

  对爆裂炉管的材质、力学性能及显微组织进行分析,通过对爆裂的炉管进行化学成分和力学性能的检验,发现爆裂炉管的化学成分、常温和高温力学性能基本满足20g的标准指标;分别对向火面紧贴爆口处、背火面及断口处显微组织进行分析，表明背火面仍然是正常组织，而在向火面珠光体球化严重并有脱碳和晶粒细化现象，断口处晶粒细化，显示为淬火组织，说明此处温度高于A。达到850°C以上，表明此处曾出现过瞬时超高温。对爆裂炉管腐蚀产物和注汽锅炉水质的分析结果表明:炉水中含有大量的碱离子。对扫描电镜断口的形貌观察发现在断口的表面存在大量的韧窝状花样和颗粒状非金属夹杂物，说明为塑性断口。最后得出了注汽锅炉炉管爆裂的原因:是由于注汽锅炉使用的油田回注水中含有大量的碱离子和无机盐，在炉管出口中蒸汽干度过高，使炉水中大量盐类析出沉积于管壁形成水垢，导致炉管传热性能下降，炉管温度急剧上升，并发生局部超温而过热，炉管材质性能下降，在管内工作压力的作用下，发生鼓胀变形，向火面壁厚，迅速减薄，造成材料过载断裂。

内容来源：辽宁石油化工大学孟媛媛硕士论文