ידע בתעשייה
גורמים לכשל של אטם פקר
- הליכי התקנה
- נזקי אחסון: הזדקנות (חום, אור שמש או קרינה); עיוות (תמיכה לקויה, עומסים כבדים).
- נזקי חיכוך: גלגול או פיתול לא אחיד, או שחיקה על ידי החלקה לא משומנת.
- חיתוך על ידי קצוות חדים: חידוד לא מספק בפינות, קצוות חדים ביציאות, חריצי איטום וכו'.
- חוסר שימון.
- נוכחות של לכלוך.
- שימוש בכלי התקנה שגויים.
- גורמים תפעוליים
- הגדרת חובה לא מספקת: הרכב הנוזלים, תנאי עבודה רגילים או תנאים חולפים.
- קילוף חותם עקב גלגול מקומי עם שינויי לחץ.
- שחול עקב התרחבות האיטום (נפיחות, תרמית, דקומפרסיה נפיצה) או עקב דחיסה.
- זמני דקומפרסיה קצרים מדי המובילים לשלפוחיות.
- בלאי וקריעה עקב סיכה לא מספקת.
- נזקי בלאי עקב תנודות לחץ.
- חיי שירות
במהלך פעולה רגילה, חיי השירות של אטם פולימרי מוגבלים על ידי הזדקנות ובלאי. הטמפרטורה, לחצי הפעולה, מספר המחזורים (סיבובים, החלקה, מתח מכני) והסביבה משפיעים על חיי השירות הכוללים. הזדקנות יכולה להיות תופעה פיזיקלית כמו עיוות קבוע, או יכולה להיות עקב תגובה עם כימיקלים בסביבה. בלאי יכול להיגרם על ידי שפשוף של האיטום במשטח אחר ביישומים דינמיים, או על ידי תנודות לחץ חזקות ביישומים סטטיים. עמידות הבלאי עולה בדרך כלל עם הגדלת הקשיות של חומר האיטום. קורוזיה של החלקים המתכתיים וחוסר שימון של פני השטח מגבירים את קצב הבלאי.
- טמפרטורה מינימלית ומקסימלית
יכולת האיטום של האלסטומרים יורדת מאוד אם הטמפרטורה נמוכה מהטמפרטורות המומלצות, עקב אובדן גמישות. תכונות הטמפרטורה הנמוכות יכולות לשחק תפקיד חשוב בתהליך הבחירה של אטמים אלסטומריים ליישומים תת-מימיים באוקיינוסים קרים. בטמפרטורות גבוהות מתרחשת הזדקנות מואצת. הטמפרטורה המקסימלית עבור אלסטומרים נעה בין 100 ל-300 מעלות צלזיוס. אלסטומרים שניתן להפעיל בסביבות 300 מעלות צלזיוס נוטים להיות בעלי חוזק כללי ירוד ועמידות בפני שחיקה ירודה. בתכנון האיטום יש לשמור מקום כדי לאפשר התרחבות של האלסטומר עקב עלייה בטמפרטורה (התפשטות תרמית של חומרי איטום גדולה בערך בסדר גודל אחד מזו של פלדות).
- לַחַץ
הלחץ המופעל על החותם עלול לגרום לעיוות קבוע של האיטום (סט דחיסה). יש להגביל את ערכת הדחיסה על מנת להבטיח פעולה נטולת דליפות. בעיה נוספת שיכולה להתעורר בלחצים גבוהים, היא התנפחות (10-50%) של נפח האלסטומר על ידי ספיגת נוזלי באר מהסביבה. נפיחות מוגבלת מקובלת אם עיצוב החותם אפשר זאת.
- הפרשי לחץ
האלסטומר חייב להיות בעל עמידות מצוינת בשיחול אם יש הפרש לחץ גדול על האיטום. אקסטרוזיה היא הסיבה השכיחה ביותר לכשל באטמים בלחץ גבוה בטמפרטורות גבוהות. ניתן להגביר את ההתנגדות לשחול של חותם על ידי הגדלת הקשיות שלו. אטמים קשים יותר זקוקים להפרעות וכוחות הרכבה גבוהים יותר לאיטום יעיל. הרווח האטום חייב להיעשות קטן ככל האפשר ודורש סובלנות מצומצמת במהלך הייצור.
- מחזורי לחץ
מחזורי לחץ יכולים להוביל לפירוק האלסטומר על ידי שחרור נפץ. חומרת הנזק באלסטומר תהיה תלויה בהרכב הגזים הקיימים על חומר האיטום ובמהירות השינוי בלחץ. החומרים האלסטומריים ההומוגניים יותר (כגון ויטון) עמידים יותר בפני דקומפרסיה נפיצה מאשר אלסטומרים (כגון Kalrez ו-Aflas) המכילים בדרך כלל חללים קטנים רבים. דקומפרסיה מתרחשת בעיקר ביישומי הרמת גז. אם מתרחשים מחזורי לחץ, רצוי בלוטת איטום הדוקה מכיוון שהיא מגבילה את ניפוח האיטום במהלך הדקומפרסיה. דרישה זו מתנגשת עם ההכרח שיהיה מקום להתפשטות תרמית ולנפיחות של האיטום. ביישומים דינמיים בלוטת אטימה הדוקה עלולה לגרום לבלאי או קשירה של האלסטומר.
- יישומים דינמיים
ביישומים דינמיים החיכוך של החותם עם הציר המסתובב או ההולך (הזזה) עלול לגרום לבלאי או שחול של האלסטומר. עם פיר הזזה, גם גלגול של החותם יכול להתרחש, מה שעלול לגרום בקלות לנזק. מצב תובעני הוא שילוב של לחצים גבוהים ויישום דינמי. על מנת לשפר את עמידות האקסטרוזיה של חותם מוגברת לעיתים קרובות הקשיות שלו. קשיות גבוהה יותר מרמזת גם שדרושים כוחות הפרעות והרכבה גבוהים יותר אשר מביאים לכוחות חיכוך גבוהים יותר. ביישומים דינמיים יש להגביל את התנפחות האיטום ל-10-20%, שכן התנפחות תגרום לעלייה בכוחות החיכוך ובשחיקה של האלסטומר. תכונה חשובה ליישומים דינאמיים היא חוסן גבוה, כלומר היכולת להישאר במגע עם משטח נע.
- עיצוב מושב חותם
עיצוב החותם חייב לאפשר (10-60%) התנפחות של האלסטומר בנפט ובגז. אם אין מספיק מקום פנוי, תתרחש שחול האיטום. פרמטר חשוב נוסף הוא גודל פער האקסטרוזיה. בלחצים גבוהים מותרים רק פערי שחול קטנים מאוד וכתוצאה מכך דרישה לסובלנות הדוקה. במספר מקרים ניתן ליישם טבעות אנטי-אקסטרוזיה. עיצוב המושב צריך לקחת בחשבון גם את דרישות ההתקנה של החותם. במהלך ההתקנה התארכות אלסטית (מתיחה) לא אמורה לגרום לעיוות קבוע ואין להינזק באלסטומר מפינות חדות. כדאי לשים לב שעיצובי איטום בלוטות הינם בטוחים מטבעם, מכיוון שהאטם אינו נמתח במהלך ההתקנה, מה שקורה בתכנון חותם בוכנה. מצד שני, עיצובי איטום בלוטות קשים יותר לייצור וקשים לגישה לניקוי ולהחלפת איטום.
- תאימות עם פחמימנים, CO2 ו-H2S
חדירת פחמימנים, CO2 ו-H2S לתוך האלסטומר גורמת לנפיחות. נפיחות על ידי פחמימנים עולה עם לחץ, טמפרטורה ותכולה ארומטית. עליית הנפח ההפיכה מלווה בריכוך הדרגתי של החומר. נפיחות על ידי גזים כמו H2S, CO2 ו-O2 עולה עם הלחץ ויורדת מעט עם הטמפרטורה. שינויי לחץ לאחר התנפחות האיטום עלולים לגרום לנזק של דקומפרסיה לאטם. H2S מגיב עם פולימרים מסוימים, וכתוצאה מכך צולבות ולכן התקשות בלתי הפיכה של חומר האיטום. הידרדרות האלסטומרים בבדיקות איטום (ואולי גם בשירות) היא בדרך כלל פחותה מאשר בבדיקות טבילה, כנראה בשל ההגנה שמציע חלל האיטום להתקפה כימית.
- תאימות עם כימיקלים לטיפול בבאר ומעכבי קורוזיה
מעכבי קורוזיה (המכילים אמינים) ונוזלי השלמה מטפלים אגרסיביים מאוד נגד אלסטומרים. בשל ההרכב המורכב של מעכבי הקורוזיה והכימיקלים לטיפול בבאר, מומלץ לקבוע את עמידות האלסטומר על ידי בדיקה.
ל-Vigor ניסיון רב בתעשייה בייצור וייצור של כלי השלמה, כולם מתוכננים, מיוצרים ונמכרים בהתאם לתקני API 11 D1. נכון להיום נעשה שימוש באריזות המיוצרות על ידי Vigor בשדות נפט מרכזיים ברחבי העולם, והמשוב מהלקוחות באתר היה טוב מאוד, וכל הלקוחות מוכנים להגיע איתנו לשיתוף פעולה נוסף. אם אתם מעוניינים באורזים של ויגור או בכלי קידוח ורישום השלמה אחרים לתעשיית הנפט והגז, אנא אל תהססו ליצור קשר עם הצוות הטכני המקצועי של ויגור על מנת לקבל את התמיכה הטכנית המקצועית ביותר ואת המוצרים האיכותיים ביותר.
