井下壓力?以下就是為什麼您該檢查密封材料玻璃轉移溫度的原因

在井下條件下施加的壓力是選擇密封材料的關鍵因素,尤其是當應用需要密封組件在低溫下工作時。原因如下: 壓力會改變玻璃轉移溫度(即:聚合物的無定形成分在高於該轉移溫度時會從硬狀態轉變為橡膠狀狀態)。

彈性體通常在較柔軟且具有彈性的玻璃轉移溫度以上使用。然而,隨著應用時壓力的增加,這會造成玻璃轉移溫度的向上的變化。對於壓力,每增加725 psi (50 bar),彈性體的玻璃轉移溫度便向上增加1.8的華氏度數(1°C)。 這表示,在15,000 psi 時,玻璃轉移溫度向上移動了大約37 °F。在 30,000 psi 下,玻璃移轉溫度增加了超過74°F (41°C)。除了評估化學相容性和溫度外,Greene Tweed格瑞特維工程師在推薦材料時還會考慮壓力下的這種玻璃轉移溫度的變化。

例如,如果應用需要30,000 psi,Greene Tweed格瑞特維的工程師可能會建議使用玻璃轉移溫度較低的材料,例如 Chemraz® 678。Chemraz® 678在大氣壓下的玻璃轉移溫度為 -31 °F (-35 °C),這將使密封溫度達到43 °F (6°C),以及在30,000 psi時的更高溫度。 玻璃轉移溫度為2 °F (-17 °C) 的類似全氟彈性體 (FFKM) 在在 30,000 psi時的最低密封溫度為 77 °F (24} °C) 。這些使用溫度是根據玻璃轉移溫度的估計值,但視乎不同的應用而定,可運用其他測試以深入了解適當的使用溫度。

除了在高壓下形成密封的優異可靠性外,Chemraz® 678還為大多數井下流體提供一流的耐化學性和經過第三方實驗室檢驗合格的快速氣體減壓 (RGD)。RGD通常出現在存在氣體的高壓條件下。 在操作過程中,氣體會滲透到彈性體中,當壓力釋放時,氣體可能會以可能損壞密封件的速度從彈性體中逸出。ISO 23936-2:2011協議,石油、石化和天然氣工業 - 與石油和天然氣生產相關媒介接觸的非金屬材料 - 第2部分:彈性體,提供有助於材料抗RGD特性能力的測試指南。

Akron Rubber Development Lab是一家先進的橡膠、塑膠和乳膠測試實驗室,已獨立認證Chemraz® 678為符合 ISO 23936全球RGD抗性標準。在標準的嚴格測試條件下,Chemraz® 678 以「0000」的最高分通過這項測試;這個分數證明,在測試結束後,材料中沒有觀察到裂紋,因此降低了因RGD事故導致密封故障的可能性。

雖然溫度和化學相容性是決定所用材料類別的關鍵因素,但高壓對密封件的影響也是材料選擇的重要考量。在具備廣泛材料組合的優勢下,Greene Tweed格瑞特維具備豐富的現場經驗的應用工程師在為高壓條件下的應用建議材料和密封幾何形狀時,會倍加努力,為您考慮所有應用參數。


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