Analisis kegagalan tong karet pengemas kompresi
Tong karet pengemas direndam seluruhnya dalam minyak dan dioperasikan di bawah tanah. Molekul pelarut memasuki jaringan ikatan silang pada segel karet, menyebabkannya membengkak. Kepadatan rantai jaringan sistem menurun, jarak terminal rata-rata bertambah, dan modulus menurun, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah. Contoh deskripsi;
Proses pembengkakan segel karet ikatan silang meliputi dua bagian: di satu sisi, pelarut berupaya menembus ke dalam segel karet sehingga volumenya membengkak; di sisi lain, perluasan volume segel karet menyebabkan jaringan rantai molekul meluas ke ruang tiga dimensi, menyebabkan jaringan molekul meluas. Ini menghasilkan kontraksi elastis di bawah tekanan, mencoba mengecilkan jaringan molekul.
Ketika dua kecenderungan yang berlawanan ini saling meniadakan, keseimbangan pembengkakan tercapai, modulus elastisitas tong karet pengemas menurun, dan tegangan tekan tetap tidak berubah, yang mengakibatkan penurunan kinerja penyegelan. Peningkatan suhu mempercepat kegagalan segel tong karet.
- Alasan lainnya adalah sebagai berikut (relaksasi stres, penuaan oksigen termal)
- Alasan 1: Relaksasi stres
- Di bawah gaya kompresi aksial kartrid karet, permukaan kerja kartrid karet bersentuhan sepenuhnya dengan dinding casing, dan kompresi aksial mencapai nilai maksimum. Di bawah pengaruh gaya eksternal, segmen rantai polimer dipaksa meregang ke arah gaya eksternal, sehingga menghasilkan tegangan internal untuk bersaing dengan gaya eksternal. Namun, konformasi molekul disesuaikan melalui gerakan termal segmen rantai, sehingga titik belitan tersebar, rantai molekul menghasilkan selip relatif, dan secara bertahap kembali ke keadaan melengkung semula, tekanan internal secara bertahap dihilangkan, dan tekanan eksternal secara bertahap dihilangkan. gaya yang menyeimbangkan tentu saja juga secara bertahap dilemahkan untuk mempertahankan Seluruh molekul polimer ikatan silang yang mengalami deformasi konstan tidak dapat menghasilkan pergerakan perpindahan pusat massa, sehingga tegangan hanya dapat mengendur ke nilai kesetimbangan, yang mengakibatkan penurunan modulus elastisitas. dari barel sealer pengemas, mengakibatkan kegagalan segel.
- Alasan 2: Kegagalan segel disebabkan oleh penuaan oksigen termal
Segel pengepakan yang paling umum digunakan di ladang minyak adalah segel karet nitril dengan ketahanan minyak yang sangat baik. Proses penuaan oksigen termal pada karet nitril ditunjukkan pada gambar di bawah
Meskipun karet nitril memiliki ketahanan minyak yang baik, hidrogen alfa pada rantai molekul karet nitril bereaksi dengan oksigen pada suhu tertentu membentuk zat antara yang tidak stabil, yang terurai menjadi dua segmen dengan gugus karbonil dan gugus hidroksil. Kinerja karet nitril berubah seiring dengan perubahan struktur selama proses penuaan oksigen termal. Kekuatan tarik dan kekuatan pemanjangan menurun seiring dengan proses penuaan oksigen termal, yang mengakibatkan kegagalan penyegelan pada segel pengemas.