संपीड़न पैकर रबर बैरल का विफलता विश्लेषण
पैकर रबर बैरल पूरी तरह से तेल में डूबा हुआ है और भूमिगत संचालित होता है। विलायक के अणु रबर सील के क्रॉस-लिंक्ड नेटवर्क में प्रवेश करते हैं, जिससे यह फूल जाता है। सिस्टम नेटवर्क श्रृंखला घनत्व कम हो जाता है, औसत टर्मिनल दूरी बढ़ जाती है, और मापांक घट जाता है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। उदाहरण विवरण;
क्रॉस-लिंक्ड रबर सील की सूजन प्रक्रिया में दो भाग शामिल हैं: एक तरफ, विलायक रबर सील में घुसने का प्रयास करता है जिससे इसकी मात्रा बढ़ जाती है; दूसरी ओर, रबर सील का आयतन विस्तार नेटवर्क आणविक श्रृंखलाओं को त्रि-आयामी अंतरिक्ष में विस्तारित करने का कारण बनता है, जिससे आणविक नेटवर्क का विस्तार होता है। यह तनाव के तहत लोचदार संकुचन पैदा करता है, आणविक नेटवर्क को सिकोड़ने की कोशिश करता है।
जब ये दो विपरीत प्रवृत्तियाँ एक-दूसरे को रद्द कर देती हैं, तो सूजन संतुलन पर पहुँच जाता है, पैकर रबर बैरल का लोचदार मापांक कम हो जाता है, और संपीड़न तनाव अपरिवर्तित रहता है, जिसके परिणामस्वरूप सीलिंग प्रदर्शन में कमी आती है। तापमान में वृद्धि से रबर बैरल की सील विफलता में तेजी आती है।
- अन्य कारण इस प्रकार हैं (तनाव विश्राम, थर्मल ऑक्सीजन एजिंग)
- कारण 1: तनाव मुक्ति
- रबर कार्ट्रिज के अक्षीय संपीड़न बल के तहत, रबर कार्ट्रिज की कामकाजी सतह पूरी तरह से आवरण की दीवार के संपर्क में होती है, और अक्षीय संपीड़न अधिकतम मूल्य तक पहुंच जाता है। बाहरी बल की कार्रवाई के तहत, पॉलिमर श्रृंखला खंडों को बाहरी बल की दिशा में फैलने के लिए मजबूर किया जाता है, जिससे बाहरी बल के साथ प्रतिस्पर्धा करने के लिए आंतरिक तनाव उत्पन्न होता है। हालाँकि, आणविक संरचना को श्रृंखला खंडों की थर्मल गति के माध्यम से समायोजित किया जाता है, ताकि उलझाव बिंदु फैल जाएं, आणविक श्रृंखलाएं सापेक्ष फिसलन पैदा करती हैं, और धीरे-धीरे अपनी मूल घुमावदार स्थिति में लौट आती हैं, आंतरिक तनाव धीरे-धीरे समाप्त हो जाता है, और बाहरी इसे संतुलित करने वाला बल निश्चित रूप से धीरे-धीरे स्थिर विरूपण क्रॉस-लिंक्ड पॉलिमर के पूरे अणु को बनाए रखने के लिए क्षीण हो जाता है, जो बड़े पैमाने पर विस्थापन आंदोलन का केंद्र उत्पन्न नहीं कर सकता है, इसलिए तनाव केवल संतुलन मूल्य तक आराम कर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप लोचदार मापांक में कमी आती है पैकर सीलेंट बैरल का, जिसके परिणामस्वरूप सील विफल हो गई।
- कारण 2: थर्मल ऑक्सीजन उम्र बढ़ने के कारण सील विफलता
तेल क्षेत्रों में उपयोग की जाने वाली सबसे आम पैकर सील उत्कृष्ट तेल प्रतिरोध वाली नाइट्राइल रबर सील हैं। नाइट्राइल रबर की थर्मल ऑक्सीजन उम्र बढ़ने की प्रक्रिया को नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है
यद्यपि नाइट्राइल रबर में अच्छा तेल प्रतिरोध होता है, नाइट्राइल रबर आणविक श्रृंखला पर अल्फा हाइड्रोजन एक निश्चित तापमान पर ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके एक अस्थिर मध्यवर्ती बनाता है, जो कार्बोनिल समूह और हाइड्रॉक्सिल समूह के साथ दो खंडों में विघटित हो जाता है। थर्मल ऑक्सीजन उम्र बढ़ने की प्रक्रिया के दौरान संरचना में परिवर्तन के साथ नाइट्राइल रबर का प्रदर्शन तदनुसार बदलता है। थर्मल ऑक्सीजन उम्र बढ़ने की प्रक्रिया के साथ तन्य शक्ति और बढ़ाव शक्ति कम हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप पैकर सील की सीलिंग विफलता हो जाती है।