EN
Nõudlikus nafta ja gaasi tootmisvaldkonnas pole tihendkomponentide materjalivalik kunagi lihtne ülesanne. A PEEK-tihend on kujunenud üheks usaldusväärseimaks valikuks inseneridele, kes vajavad püsivat tööd äärmusliku rõhu, kõrgendatud temperatuuri ja agressiivse keemilise mõju all. PEEK ehk polüetüüreeterketoon on kõrgejõudlusega termoplast, mis ühendab mehaanilist vastupidavust ja erakordselt hea keemilise resistentsuse, mistõttu on PEEK-tihend ideaalne lahendus paljudes nafta ja gaasi tootmise etappides.
PEEK-tihendit kasutatakse kõikjal – alates kaevu suudlakomplektidest ja maapõhjas kasutatavatest tööriistadest kuni pinnasülese töötlevate üksusteni ja torujuhtme juhtventiilideni – seal, kus tavapärased elastomeer- või metalltihendid ei suuda toime tulla. PEEK-tihendite tehnoloogia kasutuselevõtt nafta- ja gaasiseadmetes kasvab, mis peegeldab laiemat tööstusharu liikumist materjalide poole, mis pikendavad hooldusperioode, vähendavad planeerimata seiskumisi ja vastuvõtlikud tingimustele, mis degradeeriksid tavapäraseid tihendusmaterjale nädalate jooksul.
Põhiomadused, mis muudavad PEEK-tihendi sobivaks nafta- ja gaasitööstuses
PEEK-tihendi soojus- ja keemiline vastupidavus
PEEK-tihend on mõeldud pidevaks kasutamiseks temperatuuril kuni umbes 260 °C, lühiaegsed temperatuuriületused on võimalikud ka sellest kõrgemal. Nafta- ja gaasitööstuses teevad protsessivedelikud – näiteks toorõli, vesiniksulfiidi sisaldav happeline gaas, süsinikdioksiid, puurimislahused ja hüdraulikavedelikud – keskkonna keemiliselt äärmiselt agressiivseks. PEEK-tihend ei lagune hüdrokarbonite, auruga, enamiku hapete ja laia spektri tööstuslahustite mõjul. Selle keemiline inertsus tähendab, et PEEK-tihend säilitab oma mõõtmete stabiilsuse ja tihendusjõu pikema kasutusaja jooksul, erinevalt nitrilkaumukumist ja EPDM-elastomeeridest, mis võivad samade tingimuste korral paisuda, praguneda või karedaks muutuda.
Mehaaniline tugevus ja rõhutakistus
PEEK-tihend ei ole lihtsalt keemiliselt vastupidav komponent. See näitab ka erakordselt kõrget tõmbetugevust ja väikest püsivat deformatsiooni (creep) pikaajalisel mehaanilisel koormusel. Põhjaalaste rakenduste puhul võivad rõhkude erinevused ületada mitut tuhat PSI-d ja PEEK-tihend peab säilitama oma kuju ning tihenduskontakti nendes tingimustes ilma, et see väljutaks tühimikku. PEEK-i poolkristallstruktuur annab PEEK-tihendile jäikuse, mis tagab täpsete masinatöötlusega korpustega kitsad tolerantsid. Süsinikkiudude või klaaskiududega tugevdatud PEEK-tihend saavutab veel suurema kõvaduse ja dimensiooniline stabiilsus, mistõttu sobib see kõige mehaaniliselt nõudlikumatesse nafta- ja gaasitöötlemise seadmete konfiguratsioonidesse.
PEEK-tihendi peamised kasutusvaldkonnad tootmisseadmetes
Põhjaalaste tööriistade ja kaevu suu rakendused
PEEK-tihendit kasutatakse laialdaselt maasse süvendatavates puurimisriistades, puurimise ajal mõõtmise seadmetes ja lõpetusseadmetes. Need riistad töötavad kõrgel puuraukude rõhul ja temperatuuril, mis tsüklivad töö käigus korduvalt. PEEK-tihend tagab püsiva eralduse vedelikute teede vahel mitmeava ventiilikehade, tihendite komplektide ja logimisseadmete puhul. Puurauku suuosa piirkonnas kasutatakse PEEK-tihendeid väravventiilides, takistusventiilides ja jõulupuu komplektides, kus on kriitiliselt tähtis nii protsessivedeliku mahutamine kui ka rõhu terviklikkus. Kuna PEEK-tihend ei imenda niiskust ega paisu kokkupuutel soolaveega või kivimi veega, säilitab see oma projekteeritud kontakt-rõhku palju kauem kui elastomeerse alternatiivide puhul neis rakendustes.
Pinnatöötlemine ja torujuhtme seadmed
Põranda üle poorsuse kohal mängib PEEK-tihendus edasi olulist rolli pinnase tootmise seadmetes. Eraldusmahutid, soojusvahetid, gaasikompressioonitrassid ja keemiliste ainetega injekteerimispumbad sõltuvad tihenduskomponentidest, mis suudavad taluda protsessimuutuvust. PEEK-tihendust kasutatakse pumba telje tihendustes, ventiili varruka täitemürkudes ja pöörleva varustuse tagatihendustes, kus kulutuskindlus on sama oluline kui keemiline ühilduvus. Torujuhtme rakendustes teenib PEEK-tihendus kuulventiilides ja puhastusseadmetes taga- või peamtihendust, kus liikuvate tahkete osakeste tekitatav kulum lõhkus kiiresti pehmemad polümeer-tihendused. Madala hõõrdumisteguri ja kõrgelt kõva materjali kombinatsioon muudab PEEK-tihenduse eriti sobivaks dünaamilisteks tihenduslahendusteks pinnase seadmetes.
PEEK-tihenduste valikujuhend nafta- ja gaasiseadmete disaineritele
Valik vahel täitmata ja täidetud PEEK-tihendusklasside vahel
Kui määratakse PEEK-tihendit nafta- ja gaasitööstuses kasutamiseks, on esimene otsus see, kas kasutada täitmata või täidetud sorti. Täitmata PEEK-tihendmaterjal pakub kõige laiemat keemilist ühilduvust ja seda soovitatakse eelistatult siis, kui tihenduskeskkonnas leiduvad agressiivsed kemikaalid, mis võivad reageerida kiuliste tugevdamistega. Süsinikuga täidetud PEEK-tihendisortide puhul on nii kulumiskindlus kui ka soojusjuhtivus oluliselt parandatud, mis on kasulik rakendustes, kus liikuvate töötingimuste korral tekib tihendipinna pinnal hõõrdumissoojus. Klaasiga täidetud PEEK-tihendisortid pakuvad jäikuse ja tugevuse tasakaalu, mis sobib statilise tihendamise jaoks kõrgsurvelistes ventiilkoostistes. Täpne vedeliku koostis, töösurve, temperatuuriprofiil ning see, kas tihend on staatiline või dünaamiline, määravad, milline PEEK-tihendisort tagab kõige pikema usaldusväärse kasutusaja.
PEEK-tihendi mõõtmed ja paigaldus
PEEK-tihendit töödeldakse tavaliselt täpsuste järgi vardast või torust. Kuna PEEK on elastomeeridest jäigem, tuleb sooniku geomeetria ja korpuse sobivus hoolikalt projekteerida, et saavutada tõhusaks tihendamiseks vajalik kompressioon või interferents. Liiga vähe kompressitud PEEK-tihend läheb läbi; liiga palju kompressitud tihend võib praguneda või põhjustada liialt suurt koormust vastasdetailile. Insenerid peaksid arvestama ka PEEK-i suhteliselt väikest soojuspaisumistegurit, kui projekteeritakse rakendusi, kus temperatuurikõikumised on olulised. Õige paigaldusmomendi, vastasdetailide pinnakvaliteedi ja PEEK-tihendi kontakttasandi lubrikaadi kasutamine aitavad saavutada oodatavat toimivust ja kasutusiga nafta- ja gaasitööstuses.
KKK
Millises temperatuurivahemikus suudab PEEK-tihend töötada nafta- ja gaasitööstuses?
PEEK-tihend võib taluda pidevat töötemperatuuri kuni umbes 260 °C. Lühiaegsete temperatuurikõikumiste korral, nagu need esinevad kaevusügavustes tingimustes, suudab PEEK-tihend taluda lühikesi kokkupuuteid kõrgemate temperatuuridega ilma püsiva struktuurilise purunemiseta, kuigi pikaajalise töö äärmuslikel temperatuuridel tuleb alati kinnitada tihendi tootja poolt konkreetse tihendi sorti ja rakenduse profiili põhjal.
Kas PEEK-tihend on ühilduv vesiniksulfiidi sisaldavate happegaaside keskkondadega?
Jah, PEEK-tihend näitab hea vastupanu vesiniksulfiidile ja süsinikdioksiidile, mida tavaliselt esineb happegaaside tootmisel. Teatud elastomeeride asemel, mis võivad kõrges H2S-kontsentratsioonis põhjustada plahvatuslikku dekompressiooni või keemilist rünnakut, säilitab PEEK-tihend oma struktuurilise terviklikkuse. Äärmiselt kõrges happegaaside kontsentratsioonis tuleks enne täielikku kasutuselevõttu valida sobiv PEEK-tihendi sort ja kinnitada ühilduvus immersioonitestidega.
Kuidas võrdleb PEEK-tihend elastomeerse tihendiga kõrgsurvelistes maapõhsetes rakendustes?
PEEK-tihend pakub suuremat mõõtmete stabiilsust, väiksemat plastilist deformatsiooni (creep) ja paremat vastupanu ekstrusioonile kõrgsurvel võrreldes standardsete elastomeersete tihenditega. Samas kui elastomeersed tihendid toetuvad oma elastsele omadusele, et sobida kokku vastastihendatavate pindadega, tugineb PEEK-tihend täpsustöötlemisele ja kontrollitud takistuslikule paigaldusliitumisele. Kõrgsurvelistes maapõhsetes tööriistades, kus rõhk võib ületada mitu tuhat PSI-d, on PEEK-tihend vähem tundlik ekstrusioonikahjustuste suhtes, mistõttu on see eelistatud valik pikaajaliste kaevuoperatsioonide jaoks, kus sekkumine on kallis ja keeruline.