气田压力表安全事故原因分析

压力表是安全防护的重要计量器具,在油气田中有着广泛应用。本文根据某气田发生的压力表安全事故，对压力表的性能、介质组分、工况等方面进行分析,查找出安全事故关键原因：氯根含量高、矿化度高的水组分,在长时间的高温高压条件下，对弹簧管壁将造成严重的腐蚀。本文在压力表选型、规范安装使用、管理制度等方面提出一些建议,特别是对于介质腐蚀性较强，工况恶劣的情况,压力表科学选型尤为重要。本文对油气田等生产企业的压力表选型、使用有一定指导意义。

0.前言

压力表在各行各业的生产活动中得以广泛用。压力表本身不存在任何危险,单作为安全附件之一的压力表，时刻守护着产品安全、人身安全、环境安全的大门。特别是使用于易燃、易爆、有毒物质的生产、储存、运输等危险场所时,压力因素对预防灾难性事故的发生起关键作用，对安全的贡献不可小觑。压力表作为油气田最常见的计量器具,对于油气田的生产安全和人身安全有着极其重要的作用。2015年，某气田多次发生压力表爆表，向外呲气的安全事故。由于外呲的为天然气,对气田安全生产影响极大。事故发生后,气田高度重视,对事故发生的原因展开多方面的调查分析。

1.事故调查

1.1压力表性能试验

对提供的三块（0~16)MPa的压力表，分别在压力表校验台上,超压10%,持续2个小时，三块压力表不漏油，无损坏。超压试验后进行示值误差检定，符合1.6级,示值准确。在压力交变试验机进行性能测试2个小时,无损坏。之后在压力表校验台进行示值误差检定,符合1.6级,示值准确。

对损坏的两块压力表进行打压试验，弹簧管漏油。可以明显看到弹簧管裂缝，见图1中红色标志位置。其中一块压力表游丝完好,一块压力表游丝损坏。

1.2水组分

气田采气井各个采样点的水型分析结果简要如下：(1)氯根含量均值为4775mg/L,采样点中最大值将近10000mg/L,可见气田采气井中氯根含量极高。（2)矿化度均值为7942mg/L,采样点中最大值约为15000mg/L。其中硫酸钠型7个,氯化钙型9个,氯化镁型1个。综合分析,气田采气井水中氯根、钙离子含量很高,矿化度很高。

1.3工况

集气站压力表环境工况恶劣,均为高温高压,水温为50°C左右，压力值16MPa以上，且压力恒定。而仅采用普通压力表,安全隐患极大。

2.事故原因分析

弹簧管是压力表的主要部件。弹簧管含铜量有区别,含紫铜量多,则较软,含黄铜量多,则较脆。弹簧管加工冷拔加工过程中，夹具造成弹簧管表皮有轻微损伤，折弯速度过快存在应力集中现象,结构相对薄弱。

弹性元件在使用中会产生机械疲劳、遭受介质的腐蚀。要视工况（介质物理、化学特征及其环境）制定压力表使用寿命、更换周期。对用于测量有腐蚀性介质的仪表,还要充分考虑介质对弹性元件的腐蚀，压缩使用寿命、更换周期。对于介质中含氯根较多的情况,应根据实际情况,选择对应的压力表。

氯根是指在化合物中存在的一种离子，属于第七主族元素，最外层有七个电子，易得电子，有强氧化性。高活性的氯化物离子可以使黑色金属和有色金属发生点腐蚀,如不锈钢、铝、铜。如果水系统中有不锈钢材料,水中存有高浓度的氯根离子时,将会造成不锈钢的局部腐蚀，严重的点腐蚀可造成设备穿孔。

一般自来水中氯根含量为20mg/L,根据水型分析，气田采气井水的氯根含量均值为4775mg/L,氯根含量非常之高,且矿化度极高。氯根含量高、矿化度高的水分,在长时间的高温高压条件下,对弹簧管壁将造成严重的腐蚀,这是弹簧管损坏的关键原因之一。

压力表使用现场为露天环境，工况恶劣,长期处于恒定高压状态,对压力表的性能要求很高。在冬季,室外温度长期处于-20°C以下,对弹簧管影响极大。压力表在长期恶劣环境条件下,容易在弹簧管结构相对薄弱的地方发生裂口，导致安全事故的发生。

3.改进措施

油气田日常生产实行自动化管理，压力表作为主要的计量器具，用于安全防护、工业过程控制、监测和监视压力等方面,使用量很大。如何根据不同工况,选用合适的压力表,并建立压力表安装、使用、维护管理制度,保证设备安全、生产安全、人身安全，是急需要解决的问题。改进措施如下：

3.1压力表选型

根据实际工况和介质情况,选择适合的压力表,是非常重要的。本文中，气田集气站工况恶劣,水组分氯根含量很高,应选择耐温、耐氯的不锈钢压力表。腐蚀性介质浓度较高时,可选用特种不锈钢隔膜压力表,如隔膜材料为蒙乃尔、钽、哈氏合金等,但其使用成本较高。不考虑实际工况而选择普通压力表，可能会导致重大安全事故。

3.2压力表量程选择

为了保证压力表弹性元件能在弹性变形的安全范围内可靠地工作,压力表量程的选择不仅要根据被测压力的大小,而且还应考虑被测压力变化的速度,其量程需留有足够的余地。量程选择过高，则读数误差较大，不准确，量程选择过低,则压力表安全性下降,容易出现瞬间压力过大导致的压力表损坏现象。因此，压力表使用时尽量选在满量程的1/3至2/3处。

3.3压力表安装使用

不正确的安装使用压力表,会导致压力表结构变形，示值不准等情况的发生。拆装压力表时应用两个扳手卡紧丝扣拆卸安装，不要用双手扳表头，避免把压力表板坏。安装后应缓慢开阀，避免瞬间压力过大，引起指针不归零或弹簧管变形。

3.4压力表维护管理制度

压力表是国家规定的强制检定计量器具。油气田应有健全完善的压力表维护管理制度,从制度上保证压力表的使用、维护的规范合理。