為研究氟橡膠O形圈在集輸油環(huán)境中的老化行為特征,以長(zhǎng)慶油田使用的氟橡膠O形圈(位于非金屬?gòu)?fù)合管連接接頭處)為研究對(duì)象,采用宏觀與微觀相結(jié)合的方法,通過(guò)掛片實(shí)驗(yàn)分析氟橡膠O形圈在不同介質(zhì)(采出油,采出水)、溫度(25,50℃)、壓力條件(0.1,4,6 MPa)下老化后的形貌、質(zhì)量、拉伸性能及硬度。結(jié)果表明:采出油、采出水均能引起O形圈發(fā)生溶脹,從而降低O形圈的強(qiáng)度、韌性、硬度;采出水引起的溶脹顯著高于采出油更易導(dǎo)致O形圈表面產(chǎn)生坑洞缺陷;滲透速率隨溫度升高而急劇增加,壓力對(duì)滲透速率的影響不明顯;硬度降低較小,最大降幅為4.17%。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)服役813 d的密封圈SEM形貌,證實(shí)集輸介質(zhì)滲透會(huì)引起氟橡膠圈溶脹、導(dǎo)致表面產(chǎn)生坑洞等缺陷。

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圖1實(shí)驗(yàn)采用的氟橡膠O形圈實(shí)物及示意

研究對(duì)象為長(zhǎng)慶油田使用的氟橡膠O形圈,設(shè)計(jì)尺寸:Ф60.0mm×3.0mm(內(nèi)徑d1×截面直徑d2),如圖1(a)～(b)所示。所有試樣均來(lái)自同一廠家(長(zhǎng)慶油田所用密封圈廠家)、同一批次,尺寸均滿足《液壓氣動(dòng)用O形橡膠密封圈第1部分:尺寸系列及公差》(GB/T3452.1—....

圖2溫度50℃、壓力6MPa時(shí),O形圈浸泡前后的外貌

氟橡膠屬于高分子材料,其老化速率主要取決于介質(zhì)分子向材料內(nèi)部擴(kuò)散的速率[17]。氟橡膠浸泡在采出油、采出水中后,介質(zhì)擴(kuò)散引起試樣增重。采用滲透速率v來(lái)表征介質(zhì)向O形圈的擴(kuò)散和滲透程度,如式(1)～(2)所示。尺寸測(cè)量按照《橡膠物理試驗(yàn)方法試樣制備和調(diào)節(jié)通用程序》(GB/T294....

圖3不同條件老化后O形圈的表面微觀形貌

圖2溫度50℃、壓力6MPa時(shí),O形圈浸泡前后的外貌v=(m2-m1)/(S?t)(1)

圖4不同溫度、壓力下O形圈的滲透速率

質(zhì)量變化取相同條件下3個(gè)平行樣的中位數(shù),結(jié)合該試樣內(nèi)徑及截面直徑據(jù)式(1)～(2)得不同實(shí)驗(yàn)條件下O形圈的滲透速率,如圖4所示。由圖4可知,在采出油、采出水作用下,氟橡膠圈均發(fā)生質(zhì)量增重,即溶脹;相同壓力、溫度條件下,高礦化度采出水引起的氟橡膠圈溶脹顯著高于采出油,即采出水的滲透....

本文編號(hào)：4008074