Anàlisi de fallades del barril de goma de l'empaquetador de compressió
El barril de goma de l'envasador està completament immers en oli i funciona sota terra. Les molècules de dissolvent entren a la xarxa reticulada del segell de goma, fent que s'infle. La densitat de la cadena de la xarxa del sistema disminueix, la distància mitjana del terminal augmenta i el mòdul disminueix, tal com es mostra a la figura següent. Exemple de descripció;
El procés d'inflació dels segells de cautxú reticulat inclou dues parts: d'una banda, el dissolvent intenta penetrar al segell de cautxú per fer que el seu volum s'infla; d'altra banda, l'expansió del volum del segell de goma fa que les cadenes moleculars de la xarxa s'estengui a l'espai tridimensional, fent que la xarxa molecular s'expandeixi. Produeix contracció elàstica sota estrès, intentant reduir la xarxa molecular.
Quan aquestes dues tendències oposades s'anul·len mútuament, s'aconsegueix l'equilibri d'inflació, el mòdul elàstic del canó de goma de l'empaquetador disminueix i la tensió de compressió es manté inalterada, donant lloc a una disminució del rendiment de segellat. L'augment de la temperatura accelera la fallada del segellat del canó de goma.
- Altres motius són els següents (relaxació de l'estrès, envelliment de l'oxigen tèrmic)
- Raó 1: relaxació de l'estrès
- Sota la força de compressió axial del cartutx de goma, la superfície de treball del cartutx de goma està completament en contacte amb la paret de la carcassa i la compressió axial arriba al valor màxim. Sota l'acció de la força externa, els segments de la cadena del polímer es veuen obligats a estirar-se en la direcció de la força externa, generant així estrès intern per competir amb la força externa. Tanmateix, la conformació molecular s'ajusta mitjançant el moviment tèrmic dels segments de la cadena, de manera que els punts d'entrellat es dispersen, les cadenes moleculars produeixen un lliscament relatiu i tornen gradualment al seu estat ondulat original, l'estrès intern s'elimina gradualment i l'exterior. La força que l'equilibra, per descomptat, també s'atenua gradualment per mantenir La molècula sencera del polímer reticulat de deformació constant no pot produir un moviment de desplaçament del centre de massa, de manera que l'estrès només es pot relaxar fins al valor d'equilibri, donant lloc a una disminució del mòdul elàstic. del barril de segellador de l'envasador, donant lloc a una fallada del segell.
- Raó 2: fallada del segell causada per l'envelliment de l'oxigen tèrmic
Els segells empaquetadors més comuns utilitzats als camps petroliers són els segells de cautxú nitril amb una excel·lent resistència al petroli. El procés d'envelliment tèrmic de l'oxigen del cautxú de nitril es mostra a la figura següent
Tot i que el cautxú de nitril té una bona resistència al petroli, l'hidrogen alfa de la cadena molecular del cautxú de nitril reacciona amb l'oxigen a una temperatura determinada per formar un intermedi inestable, que es descompon en dos segments amb un grup carbonil i un grup hidroxil. El rendiment del cautxú de nitril canvia en conseqüència amb el canvi d'estructura durant el procés d'envelliment tèrmic de l'oxigen. La resistència a la tracció i la resistència a l'allargament disminueixen amb el procés d'envelliment tèrmic de l'oxigen, donant lloc a una fallada de segellat del segell de l'envasador.