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2021年6月30日

圧力がかかると?シールの材料のガラス転移温度を確認する理由は以下の通りです。

によるものです。Seema Gangatirkar

坑内で発生する圧力は、シール材を選択する際の重要な要素になります。特に、低温で動作するシール部品が必要な場合は、注意が必要です。その理由は以下の通りです。圧力は、ガラス転移温度(ポリマーの非晶質成分が硬い状態からよりゴムのような状態に移行する温度)を変化させます。

エラストマーは通常、ガラス転移温度以上の温度で使用され、より柔らかく、より柔軟である。しかし、圧力が高くなると、ガラス転移温度は上昇します。エラストマーのガラス転移温度は、圧力が 50 bar(725 psi)上昇するごとに、華氏温度(1℃)で 1.8 倍に上昇します。つまり、15,000 psi では、ガラス転移温度は約 37 °F 上方にシフトしています。30,000 psiでは、ガラス転移温度は74°F(41°C)以上上昇します。グリーンツィードのエンジニアは、化学的適合性と温度の評価に加え、この圧力下でのガラス転移を考慮し て材料を推奨しています。

たとえば、30,000 psiの圧力が要求される用途の場合、グリーン ツィードのエンジニアは、Chemraz® 678のような低いガラス遷移温度を 持つ材料を提案することがあります。Chemraz® 678のガラス転移温度は、大気圧で-31 °F(-35℃)であり、30,000 psiで43 °F(6℃)以上のシール温度を可能にします。同様のパーフロロエラストマー(FFKM)のガラス転移温度は2°F(-17℃)で、30,000 psiでの最低シール温度は77°F(24℃)となります。これらの使用温度は、ガラス転移温度に基づく推定値ですが、用途によっては、適切な使用温度を知ることができる他の試験も存在する可能性があります。

Chemraz® 678は、高圧でシールを形成する優れた信頼性に加え、大部分の坑内流体に対する優れた耐薬品性と、第三者研究所の認定によるクラス最高の急速ガス減圧(RGD)性を備えています。RGDは一般に、ガスが存在する高圧条件下で見られます。運転中、ガスはエラストマーを透過し、圧力が解放されると、シールを損傷する速度でエラストマーからガスが漏れる可能性があります。ISO 23936-2:2011 protocol, Petroleum, petrochemical and natural gas industries - Non-metallic materials in contact with media related to oil and gas production - Part 2: Elastomer, は、材料の耐RGD性を評価するのに役立つ試験ガイダンスを提供しています。

ゴム、プラスチック、ラテックスの専門試験所である Akron Rubber Development Lab は、Chemraz® 678 を ISO 23936 グローバルスタンダードである耐 RGD 性に独自に適合させました。この規格の厳しい試験条件下で、Chemraz® 678 は最高のスコア「0000」で合格しました。このスコアは、試験終了後に材料に亀裂が観察されないことを意味し、RGD事象によるシール不良の可能性を低減させることができます。

使用する材料の種類を決定する上で、温度と化学的適合性は重要な要素ですが、高圧がシールに与える影響も材料選定の決め手となります。グリーンツイードの経験豊富なアプリケーションエンジニアは、豊富な材料ラインナップに裏打ちされ、高圧条件下で使用する材料とシール形状を推奨する際、あらゆるアプリケーションパラメータを考慮し、さらなる検討を重ねています。

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