Приложение А (обязательное). Требования к эластомерам винтовых насосов

Приложение А
(обязательное)

Требования
к эластомерам винтовых насосов

А.1 Общие положения

Настоящее приложение устанавливает требования к потребителям/заказчикам и поставщикам/изготовителям по классификации и испытанию эластомеров ВН для механизированной добычи в нефтяной и газовой промышленности. Материалы для изготовления эластомеров должны соответствовать требованиям данного приложения. Эти требования определены для каждой комбинации эластомера, соединяющих добавок и материала труб. Все испытания необходимо проводить на оборудовании, отвечающем требованиям 7.8 в соответствии с задокументированными процедурами, включающими критерии приемки и одобрение результатов компетентным лицом.

Настоящий стандарт допускает применение альтернативного материала, но поставщик/изготовитель должен перечислить имеющиеся отклонения от настоящего стандарта и указать их в паспорте эластомера.

А.2 Классификация эластомеров

А.2.1 Общие положения

Классификация эластомеров для ВН должна соответствовать действующему государственному стандарту или [17]. Эта классификация относится только к основным типам эластомеров и не группирует эластомеры по специальным свойствам, так как эти свойства зависят от их химической формулы. Основные типы эластомеров, используемых поставщиками/изготовителями, перечислены в А.2.2 - А.2.4. Типы альтернативных материалов и дополнительная классификация представлена в А.2.5 и А.2.6 соответственно.

А.2.2 Нитриловый эластомер

Нитриловый эластомер (NBR) - это сополимер, состоящий из бутадиена и акрилонитрила (ACN). Внедрение акрилонитрила в структуру полимера придает сопротивляемость углеводороду и компонентам нефти. Бутадиен обеспечивает упругость и эластичность, в соответствии с А.2.6.

А.2.3 Гидрированный нитриловый эластомер

Гидрированный нитриловый эластомер (HNBR) представляет собой нитриловый эластомер, подвергнутый процессу гидрирования для увеличения степени насыщения водорода в структуре эластомера. Этот процесс сокращает количество углеродных соединений с ненасыщенной связью, склонных к разрушению, тем самым делая полимер более устойчивым к определенной среде (например ) и к повышенным температурам в соответствии с А.2.6.

А.2.4 Фтористый эластомер

Фтористые эластомеры (FKM) - это фторосодежащие эластомеры, которые по своим свойствам более устойчивы к компонентам нефти, определенным химическим веществам и повышению температуры, чем нитриловые эластомеры.

А.2.5 Типы альтернативных материалов

Допускается использование альтернативных эластомеров, не упомянутых в А.2.2 - А.2.4. Указанные в А.3 и А.4 требования относятся к этим типам материалов.

А.2.6 Дополнительная классификация

Содержания акрилонитрила ACN в нитриловых NBR и гидрированных нитриловых эластомерах увеличивает сопротивление эластомеров углеводороду. В случае с нитрилами комбинированные свойства вместе с содержанием акрилонитрила определяют эксплуатационные характеристики эластомера. Поставщик/изготовитель должен обеспечить необходимый уровень акрилонитрила, согласованный с потребителем/заказчиком.

А.3 Характеристики эластомера

В соответствии с уровнем качества или по требованию потребителя/заказчика поставщик/изготовитель должен представлять следующую информацию в паспорте эластомера:

a) сопротивление влиянию жидкости:

1) испытания на погружение эластомера, проводимые в соответствии с А.4.3 при условиях, указанных в таблице А.1;

2) испытания способности сохранения соединения, проводимые в соответствии с А.4.5.2 при условиях, указанных в таблице А.1;

b) механические свойства:

1) твердость, проверяемая в соответствии с А.4.4.1;

2) способность к растяжению, проверяемая в соответствии с А.4.4.2.

c) максимальная рабочая температура, которая должна фиксироваться согласно А.4.6;

d) испытание на проверку соединяющих свойств (адгезии), которое проводится на не подвергнутом старению образце, в соответствии с А.4.5.1 или А.4.5.2.

Таблица А.1 - Параметры испытания на погружение

Жидкость для испытания	Ссылка	Номинальная температура испытания(а), °С
		30	60	100	150	175
Дистиллированная вода	-	NBR HNBR FKM	NBR HNBR FKM	NBR HNBR FKM	-	-
IRM 903	[18]	NBR HNBR FKM	NBR HNBR FKM	NBR HNBR FKM	HNBR FKM	FKM
Топливо В (ASTM)	[18]	NBR HNBR FKM	-	-	-	-
(а) При атмосферном давлении с воздействием 168 ч.

A.4 Процедуры и требования к проведению испытаний

А.4.1 Общие положения

Испытания должны проводиться согласно требованиям, перечисленным в А.4.2 - А.4.6. Все результаты испытаний должны быть документально оформлены.

А.4.2 Подготовка образца эластомера

Образец эластомера готовится из фрагмента, произведенного в тех же технических условиях, что и статор ВН.

А.4.3 Сопротивление жидкости

Сопротивление (влияние) жидкости эластомерных материалов измеряется в соответствии с ГОСТ Р ИСО 1817, [18] и следующими требованиями:

a) образцы гантелевидной формы толщиной 2 мм - в соответствии с действующими государственными стандартами или [19];

b) режим испытаний - согласно таблице А.1;

c) отчет об условиях испытания на погружение:

- испытательная жидкость;

- температура;

- давление;

- продолжительность воздействия;

d) отчет о начальных величинах, окончательных величинах и изменении следующих свойств эластомера:

- объем;

- масса;

- измерения твердости, проводимые и фиксируемые в соответствии с А.4.4.1;

- измерения предельной прочности на разрыв, проводимые и фиксируемые в соответствии с А.4.4.2;

- растяжимость, проводимая и фиксируемая в соответствии с А.4.4.2.

А.4.4 Механические свойства

А.4.4.1 Твердость

Твердость проверяется в соответствии со стандартом ГОСТ Р ИСО 7619-1. Во всех случаях все изменения твердости должны фиксироваться.

А.4.4.2 Механические свойства при растяжении

Свойства при растяжении (предельная прочность и предельная растяжимость) испытываются и фиксируются в соответствии с ГОСТ 270 или [19].

А.4.5 Способность сцепления эластомера с металлом (адгезия)

А.4.5.1 Способность сцепления эластомера на примере испытания с поршнем

Испытание осуществляется при следующих условиях:

a) образцы представляют собой статорные кольца толщиной 9,5 или 15,9 мм;

b) испытательная система состоит из механического или гидравлического устройства, проталкивающего поршень через статорное кольцо с интенсивностью от 5 до 10 см/мин. Поршень должен иметь следующие характеристики:

- внешний диаметр поршня должен быть на 4 мм меньше номинального внутреннего диаметра корпуса статора;

- длина поршня должна быть более 20 мм;

- ведущий край поршня должен быть закруглен радиусом минимум 5 мм во избежание пореза эластомера;

с) после испытания образца взаимодействовавшие поверхности резины и корпуса должны быть осмотрены в соответствии с 4.5.3.

А.4.5.2 Способность сцепления эластомера на примере испытания на отслаивание

Силу адгезионного взаимодействия между эластомером и корпусом измеряют во время испытания на отслаивание в соответствии с [20], метод В - отслоение испытуемой резины помещенной на одной металлической поверхности при температуре 90°С, или модифицированный метод В - отслоение испытуемой резины, помещенной на одной металлической поверхности при температуре 180°С. Во всех случаях лабораторные образцы воспроизводят, насколько возможно точно, свойства статоров насосов.

В результаты измерений необходимо включить:

- силу адгезионного взаимодействия;

- характер повреждения в соответствии с А.4.5.3.

А.4.5.3 Проверка способности сцепления эластомера

После проведения испытаний проверку образцов на способность сцепления осуществляют компетентные лица в соответствии с [20]. Способность сохранения адгезии должна быть отражена в виде процентного соотношения площади поврежденного участка эластомера к общей поверхности взаимодействия. Результаты испытания выражают в виде следующих (одной или нескольких) букв:

- R, которая указывает на повреждение резины (повреждение подложки);

- RC, которая указывает на повреждение прорезиненной связующей поверхности (граница разрушения);

- СР, которая указывает на повреждение связующей поверхности - грунтовки (граница разрушения);

- М, которая указывает на повреждение грунтового связующего покрытия - металлической пленки (граница разрушения).

Пример - R-60, RC-40 означает, что 60% поверхности демонстрируют повреждение резинового слоя, а оставшиеся 40% - повреждение поверхности взаимодействия между связующим покрытием и резиновой обкладкой.

А.4.6 Максимальная рабочая температура

Поставщик/изготовитель должен располагать документально оформленными процедурами по определению и указанию максимальной рабочей температуры эластичной обкладки статора.