集输油环境氟橡胶O形圈老化行为实验研究

发布时间：2024-10-17 13:31

　　 为研究氟橡胶O形圈在集输油环境中的老化行为特征,以长庆油田使用的氟橡胶O形圈(位于非金属复合管连接接头处)为研究对象,采用宏观与微观相结合的方法,通过挂片实验分析氟橡胶O形圈在不同介质(采出油,采出水)、温度(25,50℃)、压力条件(0.1,4,6 MPa)下老化后的形貌、质量、拉伸性能及硬度。结果表明:采出油、采出水均能引起O形圈发生溶胀,从而降低O形圈的强度、韧性、硬度;采出水引起的溶胀显著高于采出油更易导致O形圈表面产生坑洞缺陷;渗透速率随温度升高而急剧增加,压力对渗透速率的影响不明显;硬度降低较小,最大降幅为4.17%。结合现场服役813 d的密封圈SEM形貌,证实集输介质渗透会引起氟橡胶圈溶胀、导致表面产生坑洞等缺陷。

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

图1实验采用的氟橡胶O形圈实物及示意

研究对象为长庆油田使用的氟橡胶O形圈,设计尺寸:Ф60.0mm×3.0mm(内径d1×截面直径d2),如图1(a)～(b)所示。所有试样均来自同一厂家(长庆油田所用密封圈厂家)、同一批次,尺寸均满足《液压气动用O形橡胶密封圈第1部分:尺寸系列及公差》(GB/T3452.1—....

图2温度50℃、压力6MPa时,O形圈浸泡前后的外貌

氟橡胶属于高分子材料,其老化速率主要取决于介质分子向材料内部扩散的速率[17]。氟橡胶浸泡在采出油、采出水中后,介质扩散引起试样增重。采用渗透速率v来表征介质向O形圈的扩散和渗透程度,如式(1)～(2)所示。尺寸测量按照《橡胶物理试验方法试样制备和调节通用程序》(GB/T294....

图3不同条件老化后O形圈的表面微观形貌

图2温度50℃、压力6MPa时,O形圈浸泡前后的外貌v=(m2-m1)/(S?t)(1)

图4不同温度、压力下O形圈的渗透速率

质量变化取相同条件下3个平行样的中位数,结合该试样内径及截面直径据式(1)～(2)得不同实验条件下O形圈的渗透速率,如图4所示。由图4可知,在采出油、采出水作用下,氟橡胶圈均发生质量增重,即溶胀;相同压力、温度条件下,高矿化度采出水引起的氟橡胶圈溶胀显著高于采出油,即采出水的渗透....

本文编号：4008074