¿Bajo presión? He aquí por qué debe comprobar la temperatura de transición vítrea del material de su junta
La presión ejercida en condiciones de fondo de pozo puede ser un factor clave a la hora de seleccionar el material de su junta, especialmente si su aplicación necesita que los componentes de estanquidad trabajen a bajas temperaturas. He aquí por qué: La presión modifica la temperatura de transición vítrea, es decir, la temperatura por encima de la cual el componente amorfo de un polímero pasa de un estado duro a un estado más gomoso.
Los elastómeros suelen utilizarse por encima de su temperatura de transición vítrea, cuando son más blandos y flexibles. Sin embargo, a medida que aumenta la presión en una aplicación, la temperatura de transición vítrea se desplaza hacia arriba. Por cada aumento de presión de 50 bares (725 psi), la temperatura de transición vítrea de un elastómero aumenta en un factor de 1,8 en la escala Fahrenheit (1 °C). Esto significa que a 15.000 psi, la temperatura de transición vítrea se ha desplazado hacia arriba aproximadamente 37 °F. A 30.000 psi, la temperatura de transición vítrea ha aumentado más de 74 °F (41 °C). Además de evaluar la compatibilidad química y la temperatura, un ingeniero de Greene Tweed tendrá en cuenta este cambio de transición vítrea bajo presión a la hora de recomendar un material.
Por ejemplo, si una aplicación requiere 30.000 psi, un ingeniero de Greene Tweed puede sugerir un material que tenga una temperatura de transición vítrea baja, como Chemraz® 678. Chemraz® 678 tiene una temperatura de transición vítrea de -35 °C (-31 °F) a presión atmosférica, lo que permitiría una temperatura de sellado de 6 °C (43 °F) y superior a 30.000 psi. Un perfluoroelastómero similar (FFKM) con una temperatura de transición vítrea de -17 °C (2 °F) tendría una temperatura mínima de estanquidad de 24 °C (77 °F) a 30.000 psi. Estas temperaturas de uso son estimaciones basadas en la temperatura de transición vítrea, pero dependiendo de la aplicación, puede haber otras pruebas que también podrían dar una idea de la temperatura de uso apropiada.
Además de su excepcional fiabilidad para formar un sello a alta presión, Chemraz® 678 proporciona una excelente resistencia química a la mayoría de los fluidos de fondo de pozo y la mejor descompresión rápida de gas (RGD) de su clase, según la calificación de un laboratorio externo. La RGD se produce generalmente en condiciones de alta presión en las que hay gas. Durante el funcionamiento, el gas permea el elastómero y, cuando se libera la presión, existe la posibilidad de que el gas escape del elastómero a una velocidad que podría dañar la junta. El protocolo ISO 23936-2:2011, Petroleum, petrochemical and natural gas industries - Non-metallic materials in contact with media related to oil and gas production - Part 2: Elastomer (Industrias del petróleo, petroquímica y gas natural - Materiales no metálicos en contacto con medios relacionados con la producción de petróleo y gas - Parte 2: Elastómero), proporciona una guía de ensayo que puede ayudar a caracterizar la resistencia a la RGD de un material.
Akron Rubber Development Lab, un importante laboratorio de pruebas especializado en caucho, plástico y látex, ha calificado de forma independiente Chemraz® 678 conforme a la norma mundial ISO 23936 de resistencia a la RGD. Bajo las estrictas condiciones de prueba de la norma, Chemraz® 678 pasó con la mejor puntuación posible de "0000"; esta puntuación significa que tras la conclusión de las pruebas, no se observaron grietas en el material, disminuyendo así la posibilidad de un fallo de sellado debido a un evento RGD.
Si bien la temperatura y la compatibilidad química son factores clave para determinar la clase de material que debe utilizarse, el impacto de la alta presión en una junta también es un factor determinante en la selección del material. Respaldados por una amplia cartera de materiales, los ingenieros de aplicaciones de Greene Tweed, con experiencia sobre el terreno, aplican una diligencia adicional y tienen en cuenta todos los parámetros de la aplicación a la hora de recomendar un material y una geometría de junta para aplicaciones en condiciones de alta presión.
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