Cauzele defectării sigiliului de ambalare

1. Proceduri de instalare

• Daune de depozitare: îmbătrânire (căldură, lumina soarelui sau radiații); distorsiuni (suport slab, sarcini grele).
• Deteriorări prin frecare: rulare sau răsucire neuniformă sau abraziune prin alunecare nelubrifiată.
• Tăiere prin muchii ascuțite: conicitate inadecvată pe colțuri, muchii ascuțite pe porturi, caneluri de etanșare etc.
• Lipsa de lubrifiere.
• Prezența murdăriei.
• Utilizarea instrumentelor de instalare incorecte.

2. Factori operaționali

• Definiție inadecvată a sarcinii: Compoziția fluidelor, condiții normale de lucru sau condiții tranzitorii.
• Decojirea etanșării datorită rulării localizate pe măsură ce presiunea se schimbă.
• Extrudarea prin expansiune a etanșării (umflare, termică, decompresie explozivă) sau prin compresie.
• Timpi prea scurti de decompresie duc la formarea de vezicule.
• Uzură și rupere din cauza lubrifierii insuficiente.
• Deteriorări cauzate de uzură din cauza fluctuațiilor de presiune.

3. Durata de viata

În timpul funcționării normale, durata de viață a unui sigiliu polimeric este limitată de îmbătrânire și uzură. Temperatura, presiunile de lucru, numărul de cicluri (rotații, alunecare, solicitări mecanice) și mediul înconjurător influențează durata de viață totală. Îmbătrânirea poate fi un fenomen fizic, cum ar fi o deformare permanentă, sau se poate datora unei reacții cu substanțele chimice din mediu. Uzura poate fi cauzată de frecarea garniturii de o altă suprafață în aplicații dinamice sau de fluctuații puternice de presiune în aplicații statice. Rezistența la uzură crește de obicei odată cu creșterea durității materialului de etanșare. Coroziunea pieselor metalice si lipsa de lubrifiere a suprafetei cresc rata de uzura.

4. Temperatura minima si maxima

Capacitatea de etanșare a elastomerilor scade puternic dacă temperatura este mai mică decât temperaturile recomandate, din cauza unei pierderi de elasticitate. Proprietățile de temperatură scăzută pot juca un rol important în procesul de selecție a etanșărilor elastomerice pentru aplicații submarine în oceane reci. La temperaturi ridicate are loc o îmbătrânire accelerată. Temperatura maximă pentru elastomeri variază între 100 și 300°C. Elastomerii care pot fi operați în jur de 300°C tind să aibă o rezistență generală slabă și o rezistență scăzută la uzură. În proiectarea garniturii, spațiul trebuie rezervat pentru a permite expansiunea elastomerului din cauza creșterii temperaturii (expansiunea termică a materialelor de etanșare este cu aproximativ un ordin de mărime mai mare decât cea a oțelurilor).

5. Presiune

Presiunea exercitată asupra etanșării poate duce la o deformare permanentă a etanșării (setul de compresie). Setul de compresie trebuie limitat pentru a garanta funcționarea fără scurgeri. O altă problemă care poate apărea la presiuni mari este umflarea (10-50%) a volumului elastomerului prin absorbția fluidelor de sondă din mediu. Umflarea limitată este acceptabilă dacă designul sigiliului a permis acest lucru.

6. Diferentele de presiune

Elastomerul trebuie să aibă o rezistență excelentă la extrudare dacă există o diferență mare de presiune peste garnitură. Extrudarea este cea mai frecventă cauză de defecțiune a etanșărilor de înaltă presiune la temperaturi ridicate. Rezistența la extrudare a unei etanșări poate fi crescută prin creșterea durității acesteia. Garniturile mai dure necesită interferențe și forțe de asamblare mai mari pentru o etanșare eficientă. Spațiul etanșat trebuie să fie cât mai mic posibil, necesitând toleranțe înguste în timpul producției.

7. Cicluri de presiune

Ciclurile de presiune pot duce la degradarea elastomerului prin decompresie explozivă. Severitatea deteriorării elastomerului va depinde de compoziția gazelor prezente pe materialul de etanșare și de cât de repede se schimbă presiunea. Materialele elastomerice mai omogene (de exemplu Viton) sunt mai rezistente la decompresie explozivă decât elastomerii (cum ar fi Kalrez și Aflas) care conțin de obicei multe cavități mici. Decompresia are loc predominant în aplicațiile de ridicare cu gaz. Dacă apar cicluri de presiune, este de dorit o glandă de etanșare etanșă, deoarece limitează umflarea etanșării în timpul decompresiei. Această cerință intră în conflict cu necesitatea de a avea spațiu pentru dilatarea termică și umflarea etanșării. În aplicațiile dinamice, o glandă de etanșare etanșă poate duce la uzura sau legarea elastomerului.

8. Aplicații dinamice

În aplicațiile dinamice, frecarea etanșării cu arborele rotativ sau alternativ (culisant) poate cauza uzura sau extrudarea elastomerului. Cu un arbore de alunecare, se poate produce și rularea etanșării, ceea ce poate duce cu ușurință la deteriorare. O situație solicitantă este combinația dintre presiuni mari și o aplicație dinamică. Pentru a îmbunătăți rezistența la extrudare a unui sigiliu, duritatea acestuia este adesea crescută. O duritate mai mare implică, de asemenea, că sunt necesare forțe de interferență și de asamblare mai mari, care au ca rezultat forțe de frecare mai mari. În aplicații dinamice, umflarea etanșării ar trebui să fie limitată la 10-20%, deoarece umflarea va duce la o creștere a forțelor de frecare și a uzurii elastomerului. O proprietate importantă pentru aplicațiile dinamice este o rezistență ridicată, adică capacitatea de a rămâne în contact cu o suprafață în mișcare.

9. Design scaun de etanșare

Designul etanșării trebuie să permită umflarea (10-60%) a elastomerului în petrol și gaz. Dacă nu este suficient spațiu disponibil, va avea loc extrudarea etanșării. Un alt parametru important este dimensiunea golului de extrudare. La presiuni mari sunt permise doar goluri de extrudare foarte mici, rezultând o cerință pentru toleranțe strânse. Într-un număr de cazuri pot fi aplicate inele anti-extruziune. Designul scaunului ar trebui să țină cont și de cerințele de instalare ale sigiliului. În timpul instalării, alungirea elastică (întinderea) nu trebuie să aibă ca rezultat deformare permanentă, iar elastomerul nu trebuie deteriorat de colțurile ascuțite. Merită să rețineți că modelele de etanșare a glandei sunt în mod inerent sigure, deoarece etanșarea nu este întinsă în timpul instalării, ceea ce este cazul într-un proiect de etanșare cu piston. Pe de altă parte, modelele de etanșare ale presetupei sunt mai dificil de fabricat și sunt dificil de accesat pentru curățare și pentru înlocuirea etanșării.

10. Compatibilitate cu hidrocarburi, CO2 și H2S

Pătrunderea hidrocarburilor, CO2 și H2S în elastomer are ca rezultat umflarea. Umflarea prin hidrocarburi crește odată cu presiunea, temperatura și conținutul aromatic. Creșterea reversibilă a volumului este însoțită de o înmuiere treptată a materialului. Umflarea de către gaze precum H2S, CO2 și O2 crește odată cu presiunea și scade ușor odată cu temperatura. Schimbările de presiune după umflarea garniturii pot duce la deteriorarea prin decompresie a garniturii. H2S reacționează cu anumiți polimeri, rezultând reticulare și, prin urmare, întărirea ireversibilă a materialului de etanșare. Deteriorarea elastomerilor la testele de etanșare (și posibil și în funcționare) este în general mai mică decât la testele de imersie, probabil datorită protecției oferite de cavitatea etanșării la atacul chimic.

11. Compatibilitate cu substanțele chimice pentru tratarea puțurilor și inhibitorii de coroziune

Inhibitorii de coroziune (care conțin amine) și fluidele de completare de tratare sunt foarte agresivi împotriva elastomerilor. Datorită compoziției complexe a inhibitorilor de coroziune și a substanțelor chimice de tratare a puțurilor, se recomandă determinarea rezistenței elastomerului prin testare.

Vigor are mulți ani de experiență în industrie în producția și fabricarea de instrumente de completare, toate fiind proiectate, fabricate și vândute în conformitate cu standardele API 11 D1. În prezent, ambalatoarele produse de Vigor au fost folosite în câmpurile petroliere majore din întreaga lume, iar feedback-ul clienților de la fața locului a fost foarte bun, iar toți clienții sunt dispuși să coopereze în continuare cu noi. Dacă sunteți interesat de ambaloarele Vigor sau de alte instrumente de foraj și completare pentru industria petrolului și gazelor, vă rugăm să nu ezitați să luați legătura cu echipa tehnică profesionistă Vigor pentru a obține cel mai profesionist suport tehnic și produse de cea mai bună calitate.