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寒冷地区输油管道套管接头橡胶密封的应用

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  • 2022-07-19

公司新闻您所在的位置:> > > 寒区输油管道套筒接头橡胶密封的使用 寒区输油管道套筒接头橡胶密封的使用赵(中橡集团西北橡塑研究设计院712023)编敷设的套筒式输油管道пмтп 150 ,因输油管道橡胶密封中含有增塑剂邻苯二甲酸 通过将天然沸石添加到密封件的橡胶配方中 ,增塑剂保持稳定,并且其从橡胶材料到接触介质的扩散速率降低。 俄罗斯塔拉甘维迪姆输油管道于1996年建成,当年投入使用 。 пмтп 150干线由6m长的管道组成 ,管道之间采用套筒接头连接,接头的紧密性由橡胶密封圈保持 。 如果油管密封可以用最少的技术人员快速机械安装。 所有接头均可拆卸,无需焊接过程。 [/h 1――橡胶密封圈2――多孔橡胶垫片解决了铺设Taraganvidim管道前 ,管道пмтп 150在萨哈共和国(雅库特)寒冷气候下可以使用的问题 。 对所采用的设计和技术方案的分析表明,制约管道在寒冷气候下工作的主要障碍是所用密封材料的耐寒性不足。 技术条件ту 38105 、196290规定管道接头密封圈可在40 ℃~ 80℃的温度范围内使用 密封件储存和运输的允许温度低于30°c。 橡胶密封圈的耐寒水平在北极无法可靠使用 。 此外,由于超过了允许的储存期 ,发现与管道匹配的密封件的机械性能有很大程度的下降。 因此,决定使用耐寒性高的橡胶制造新的密封件。 橡胶B14(前苏联行业标准остт 88 0.026,20180)广泛用于制作液压 、燃油和气动系统的动、静密封 ,其技术参数符合北极工程材料的要求 。 同时进行了充油和放油试验,并按额定生产能力进行了输油试验。 试验表明,пмтп 150输油管道具有足够的可靠性和密封性。 这使得该设计可用于建设总长200公里的Talaganvidim输油管道 。 输油管道自1996年8月以来一直在运行。 在上述期间 ,未发现00多个橡胶密封圈因密封不严而导致介质泄漏的故障或事故。 然而 ,由于输油管道的设计和建设对北方气候条件的适应性较弱,因此发现了一些重要问题:1 .有必要确定管道所有橡胶密封件的更换周期 。似乎周期的长短取决于材料的性质和老化过程中性质的变化 。 2。这条输油管道的工作温度范围不清楚。 目前,输油管道每年5月至10月在温和的条件下工作 。 但是 ,人们也要求它一年四季都可以使用。 因此,在腐蚀性介质和冬季极端低温的同时作用下,橡胶密封圈的使用性能会发生怎样的变化尚不清楚。 另一方面 ,需要研究密封材料与石油介质相互作用的扩散过程,包括介质渗透到材料中,从橡胶材料组分中提取配合剂的研究 。 B14橡胶样品在室温下长时间浸泡在塔拉干油田生产的原油中 ,溶胀度初步降低了2。4按照前苏联国家标准гостт103474,然后增加,样品重量逐渐达到世界橡胶工业初始值(图2)。 力学:1 ― в 14橡胶2―对照橡胶3―天然沸石改性的в 14橡胶 。 橡胶样品在与有机介质相互作用的初始阶段重量下降 ,这与增塑剂邻苯二甲酸二丁酯的萃取有关。 其在в 14橡胶中的含量为30质量份~ 100质量份生胶,可以保证材料的高耐寒性。 批量生产的в 14橡胶与对照橡胶的р с性能对比试验证实了这一事实 。 对照橡胶р с在成分上与量产的в 14橡胶相似(除炭黑п 804外,量产橡胶有130份炭黑 ,量产橡胶有50份炭黑)。 但是橡胶рс不含塑化剂。 在研究橡胶配方中不含增塑剂DBP的材料与介质相互作用的动力学时 ,会出现交联弹性体在烃类介质中典型的有限溶胀情况(图2,曲线的参与,与石油介质在聚合物中的扩散过程相比 ,增塑剂的萃取占主导地位,曲线在材料的负溶胀度范围内(图2,曲线1) 。 对照橡胶在拉伸条件下的耐寒系数按前苏联国家标准гостт10878测定 。根据前苏联国家标准гост 27075 ,与в 14橡胶相比,前者橡胶对试验温度的敏感性下降了41 ~ 86品牌拉伸试验机。 这是因为рс橡胶中炭黑的填充度低于橡胶в 14。 指数橡胶天然沸石改性的в 14橡胶:拉伸条件下PC拉伸强度、M Pa断裂伸长率 、断裂永久变形、吉尔硬度、标准单位中相邻交联链间分子量耐寒系数 。对橡胶в 14的物理机械性能 、耐腐蚀性能和低温性能的研究表明,橡胶в 14具有较高的耐寒性。 原因是增塑剂和填料的含量选择得当[1]。然而 ,这种橡胶在与塔拉干油田生产的原油接触后,其低温性能的稳定性仍不清楚 。 因为橡胶与原油接触会导致大量增塑剂被抽出,必然导致耐寒性下降 ,硬度增加,密封接头接触压力降低。 为了使这种橡胶制成的制品具有可靠的性能,必须采取一些措施来延缓增塑剂从聚合物本体向与之接触的介质扩散。 利用Yakuti油田生产的天然沸石对橡胶в 14进行批量改性 ,是一种可以限制提取的方法 。 沸石具有独特的吸附能力 ,因此有可能用它来调节橡胶胶料中配合剂的萃取速度。 以前的论文中已经陈述过,在橡胶в 14(其中80%为楔形沸石矿物)中添加相对少量(最多10%)的红古路矿物天然沸石,可以略微改善橡胶的耐油、耐汽油和低温性能。 本文将沸石的填充量提高到15质量份(对于100质量份的NBR) ,是因为改变了改性的目的,即通过添加沸石使增塑剂在天然沸石的微孔和沟槽的支化体系中保持吸附状态,降低了增塑剂的提取速度 。 天然沸石在行星磨中活化3min以增加其比表面积 ,然后在450°C煅烧1h以除去其结晶水。 沸石颗粒的形状类似于球形,活化前用光学显微镜мин 4测得的尺寸为0。活化后1 ~ 3 m 。 按照橡胶в 14的硫化工艺对橡胶进行硫化,得到硫化橡胶的性能(物理机械性能 ,表征寒区橡胶输油管道套筒接头橡胶密封的橡胶交联程度的参数,按文献方法测定) 对所得数据的分析可以验证天然沸石的参与可以减缓增塑剂的扩散,提高橡胶的耐原油稳定性的假设 。 油管用的в 14橡胶的橡胶圈 ,用了2年左右。 短时间按压,压缩变形逐渐减小。 为了解决输油管道冬季可以使用的问题,对塔拉干原油的低温性能进行了研究 。 原油的凝结温度为40℃ ,用德国劳达公司的毛细管粘度计在30℃~ 50℃范围内测得的动力粘度为~ 11 mm ,直到40℃仍可进行泵送。 但由于粘度增加很大,在零度以下输油需要消耗很大能量,不补充加热可能不经济。 增塑剂邻苯二甲酸二丁酯的粘度也随着温度的降低而增加 ,但不如原油的粘度急剧增加 。 DBP在30℃时的运动粘度比原油低71。5.因此,即使在低温下,增塑剂从橡胶向石油介质的扩散也会很剧烈。 根据开展的研究 ,我们不能片面地得出橡胶圈在输油管道中的实际服役条件下可以常年工作的结论 。 1996年4月,在非金属材料研究所建造了试验装置,并进行了充油试验。该结果可作为橡胶密封圈可在低温下使用的间接证明。 由短节和弯头组装而成的运动粘度与温度关系的长试验管道(共16个密封件)的台架试验证明 ,短节在接触原油的较宽温度范围内(包括55°C的临界温度)具有足够的可靠性和密封性 。 试验管道所用橡胶密封圈的压缩变形为48。9.与Taraganvidim输油管道使用的密封圈相比,这个数字略高,这似乎与材料在静态测试条件下的弹性有关。 在工业输油管道中 ,橡胶密封圈的硬度大大提高,这是由于冬季长时间输油和管道排水空的情况下增塑剂的损失 。 因此,Tarraganvidim输油管道пмтп 150的运行试验证明 ,装有橡胶密封圈的输油管道可以广泛应用于寒冷气候条件下 。

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