在压力下?这就是为什么你需要检查你的密封材料的玻璃化温度的原因

由:Seema Gangatirkar

在井下条件下施加的压力可能是选择密封件材料的一个关键因素,特别是如果你的应用需要密封部件在低温下工作。这就是原因。压力会改变玻璃化转变温度--超过这个温度,聚合物的无定形成分就会从坚硬的状态转变为更加橡胶的状态。

弹性体通常在其玻璃化转变温度以上使用,此时它们更柔软,更有弹性。然而,随着应用中压力的增加,它会使玻璃化温度向上移动。压力每增加725磅/平方英寸(50巴),弹性体的玻璃化温度就会向上移动1.8倍(1℃)。这意味着在15,000磅/平方英寸时,玻璃化温度向上移动了约37°F。在30,000磅/平方英寸时,玻璃转化温度增加了74°F(41°C)以上。除了评估化学相容性和温度外,格林-特威德的工程师在推荐材料时还会考虑这种压力下的玻璃化转变。

例如,如果一个应用要求30,000 psi,格林-特威德的工程师可能会建议使用玻璃化温度低的材料,如Chemraz® 678。Chemraz® 678在大气压力下的玻璃化温度为-31 °F (-35 °C),在30,000磅/平方英寸时,密封温度可以达到43 °F (6 °C)以上。类似的全氟橡胶(FFKM)的玻璃化温度为2 °F (-17 °C),在30,000 psi下的最低密封温度为77 °F(24 °C)。这些使用温度是基于玻璃化温度的估计,但根据应用情况,可能还有其他测试也可以了解到适当的使用温度。

除了在高压下形成密封的特殊可靠性外,Chemraz® 678对大多数井下流体具有出色的耐化学性,并具有第三方实验室鉴定的最佳快速气体减压(RGD)。RGD一般出现在有气体存在的高压条件下。在操作过程中,气体渗透到弹性体中,当压力释放时,存在气体从弹性体中逸出的可能性,其速度可能会损坏密封。ISO 23936-2:2011协议,石油、石化和天然气工业--与石油和天然气生产相关介质接触的非金属材料--第二部分:弹性体,提供了测试指导,可以帮助描述材料的抗RGD能力。

阿克伦橡胶开发实验室是一家专门研究橡胶、塑料和乳胶的领先测试实验室,它已经独立地使Chemraz® 678符合ISO 23936全球抗RGD标准。在该标准严格的测试条件下,Chemraz® 678以 "0000 "的最佳成绩通过;这个成绩意味着在测试结束后,材料中没有发现任何裂缝,从而降低了因RGD事件而导致密封失败的可能性。

虽然温度和化学相容性是决定使用哪类材料的关键因素,但高压对密封的影响也是材料选择的决定因素之一。在广泛的材料组合的支持下,格林-特威德的现场经验丰富的应用工程师在推荐高压条件下应用的材料和密封几何形状时,采用了额外的努力并考虑到所有的应用参数。



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