鄭州定制O型橡膠密封圈的耐蝕性能
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O型橡膠密封圈是當(dāng)前廣泛使用的一種橡膠元件,主要在封隔器、井口裝置、壓力表等儀器設(shè)備中作為密封件。O型橡膠密封圈密封性能的優(yōu)劣主要取決于橡膠材料在苛刻腐蝕環(huán)境中的耐蝕性能。在高溫高壓高含量 H2S 和CO2 條件下,液壓 O 型圈的密封失效主要表現(xiàn)為橡膠材料的溶脹及老化,從而導(dǎo)致O型橡膠密封圈形狀發(fā)生變化,不能恢復(fù)原狀,液壓O型橡膠密封圈無彈性,液壓O型橡膠密封圈與儀器設(shè)備之間的彈性接觸應(yīng)力被釋放,導(dǎo)致酸性氣體泄漏。井筒酸氣泄漏將造成井筒環(huán)空帶壓,地面酸性氣體泄漏將導(dǎo)致環(huán)境污染,嚴(yán)重時(shí)甚至造成人員傷亡。目前,對于O型橡膠密封圈物理機(jī)械性能和密封性能的測試僅限于其服役前,而O型橡膠密封圈服役時(shí)常要承受高溫、高壓、高含酸性介質(zhì)的腐蝕作用,因此其物理機(jī)械性能和密封性能的測試結(jié)果僅在完井的初期具有參考價(jià)值,而在后期開采中能否可靠服役無參考價(jià)值。目前,有關(guān)O型橡膠密封圈的抗酸性介質(zhì)腐蝕性能的研究鮮見報(bào)道,為此,本工作在壓力為60 MPa 溫度為175 ℃ 氣相組成( 體積分?jǐn)?shù)) H2S 20% 、CO2 5%、CH4 75%的苛刻環(huán)境中。
在壓力為60 MPa 溫度為175 ℃ 氣相組成( 體積分?jǐn)?shù)) H2S20%、CO2 5%、CH4 75%的苛刻環(huán)境中, 通過比較氟碳橡膠、氟硅橡膠和四丙氟橡膠3 種O型橡膠密封圈經(jīng)酸性介質(zhì)腐蝕后的外形尺寸、質(zhì)量與體積變化率、物理機(jī)械性能,研究了3 種O型橡膠密封圈的抗腐蝕性能。結(jié)果表明,酸性介質(zhì)腐蝕后四丙氟O型橡膠密封圈的幾何尺寸、質(zhì)量和體積以及邵爾A 硬度的變化率明顯低于其余2 種橡膠,腐蝕后拉伸強(qiáng)度和扯斷伸長率遠(yuǎn)大于其余2 種橡膠,說明四丙氟橡膠具有良好的抗酸性介質(zhì)腐蝕性能;氟碳橡膠和氟硅橡膠在氣相、液相腐蝕介質(zhì)中均出現(xiàn)鼓泡現(xiàn)象,發(fā)生塑性變形且溶蝕較嚴(yán)重,四丙氟橡膠在氣相腐蝕介質(zhì)中出現(xiàn)鼓泡現(xiàn)象,而在液相腐蝕介質(zhì)中未發(fā)現(xiàn)鼓泡現(xiàn)象,且在 2 種腐蝕介質(zhì)中均未出現(xiàn)溶蝕現(xiàn)象。
氟硅O型橡膠密封圈的質(zhì)量變化率大,氟碳橡膠??; 液相腐蝕后,仍然是氟硅橡膠O型橡膠密封圈的質(zhì)量變化率大,四丙氟橡膠小,且遠(yuǎn)小于其余2 種橡膠; 同時(shí), 3 種橡膠O型橡膠密封圈氣相腐蝕后的質(zhì)量變化率遠(yuǎn)小于液相腐蝕后。氣相腐蝕后,氟硅橡膠O型橡膠密封圈的體積變化率大; 液相腐蝕后,氟碳橡膠O型圈的體積變化率大;氟碳橡膠氣相腐蝕后的體積變化率稍大于液相腐蝕后,氟硅橡膠氣相腐蝕后的體積變化率約為液相腐蝕后的2 倍,而四丙氟橡膠O 型圈液相腐蝕后的體積變化率大于氣相腐蝕后,腐蝕后四丙氟橡膠O型橡膠密封圈的質(zhì)量和體積變化率小,氟硅橡膠O型橡膠密封圈變化大。
在氟碳橡膠、氟硅橡膠、四丙氟橡膠3種O型橡膠密封圈中,經(jīng)氣相和液相酸性介質(zhì)腐蝕后四丙氟O型橡膠密封圈的幾何尺寸、質(zhì)量和體積以及邵爾A 硬度的變化率均明顯低于其余 2 種橡膠,腐蝕后其拉伸強(qiáng)度和扯斷伸長率遠(yuǎn)大于其余的橡膠,四丙氟橡膠具有良好的抗酸性氣體腐蝕性能。
b氟碳橡膠和氟硅橡膠在氣相、液相腐蝕介質(zhì)中均出現(xiàn)鼓泡現(xiàn)象,發(fā)生塑性變形且溶蝕較嚴(yán)重,四丙氟橡膠在氣相腐蝕介質(zhì)中出現(xiàn)鼓泡現(xiàn)象,而在液相腐蝕介質(zhì)中未發(fā)現(xiàn)鼓泡現(xiàn)象,且在2種腐蝕介質(zhì)中均未出現(xiàn)溶蝕現(xiàn)象。