自膨胀材料及自膨胀封隔器性能试验:
1、自膨胀材料试验
自膨胀橡胶材料的体积膨胀试验按照 GB/T 18173.3 的要求进行,性能应符合表 1 和表 2 的要求,体积膨胀率的计算方法参考 GB/T 18173.3。
表 1 遇油膨胀橡胶材料性能指标
序号 | 试验项目 | 指标 |
1 | 拉伸强度,MPa | ≥6.5 |
2 | 扯断伸长率,% | ≥250 |
3 | 撕裂强度,kN/m | ≥26 |
4 | 体积膨胀倍率,% | ≥150 |
5 | 拉伸强度变化率,% | 常规型≤-25,高温型≤-20 |
6 | 扯断伸长率变化率,% | 常规型≤-35,高温型≤-30 |
注 1:体积膨胀倍率试验的试验介质是 10 号柴油,试验条件是常压,温度 70℃±5℃,时间 72h。 注 2:拉伸强度变化率和扯断伸长率变化率在热空气老化试验后测定,试验压力为常压,常规型材料的试验温度 130℃,试验时间 48h,高温型材料的试验温度 160℃,试验时间 48h。 |
2、自膨胀封隔器性能试验
2.1 遇油自膨胀式封隔器用 10 号柴油作为试验介质,遇水自膨胀式封隔器用清水作为试验介质,试验介质内应无明显的微小颗粒物或其他堵塞渗漏的物质。
表 2 遇水膨胀橡胶材料性能指标
序号 | 试验项目 | 指标 |
1 | 拉伸强度,MPa | ≥5.0 |
2 | 扯断伸长率,% | ≥250 |
3 | 撕裂强度,kN/m | ≥26 |
4 | 体积膨胀倍率,% (清水) | ≥200 |
5 | 体积膨胀倍率,%(盐水) | ≥100 |
拉伸强度变化率,% | ≤-30 | |
6 | 扯断伸长率变化率,% | ≤-40 |
注 1:体积膨胀倍率在清水和盐水中的试验条件均为常压,温度 70℃±5℃,时间 72h,盐水为浓度 5% 的 NaCI 水溶液。 注 2:拉伸强度变化率和扯断伸长率变化率在热空气老化试验后测定,试验压力为常压,试验温度 130℃,试验时间 48h。 |
2.2 试验方法:
a)将封隔器放入试验台架中,如图 1 所示,保证封隔器在台架内处于居中状态,使基管相对于试验台架固定。
1——液体介质容器;2——封隔器试验台架;3——加热循环系统;
4——温度控制系统;5——加压泵;6——单流阀;7——压力表;8——温度计
图 1 自膨胀式封隔器及胶筒试验装置示意图
b)使试验台架充满试验介质,并排尽试验台架内部的气体。
c)将试验介质加热至封隔器的额定工作温度,试验压力为常压。
d)封隔器膨胀时间参照表 3 的要求,膨胀过程中应不断补充试验介质,保证试验台架内部处于充满状态。
表 3 自膨胀式胶筒技术指标
公称尺寸 mm(in) | 胶筒最大外径 mm(in) | 胶筒长度 mm | 适用最大井径 mm(in) | 遇油 | 遇水 | ||
膨胀时间 d | 额定工作温度 ℃ | 膨胀时间 d | 额定工作温度 ℃ | ||||
73(2.875) | 146(5.75) | 1000 2000 3000 4000 5000 6000 | 160(6.3) | 12 | 120,150 | 7 | 120 |
110(4.33) | 130(5.12) | 12 | 120,150 | 7 | 120 | ||
89(3.5) | 146(5.75) | 160(6.3) | 12 | 120,150 | 7 | 120 | |
110(4.33) | 130(5.12) | 12 | 120,150 | 7 | 120 | ||
101(4) | 146(5.75) | 160(6.3) | 12 | 120,150 | 7 | 120 | |
114(4.5) | 146(5.75) | 160(6.3) | 12 | 120,150 | 7 | 120 | |
127(5) | 207(8.15) | 224(8.82) | 20 | 120,150 | 12 | 120 | |
140(5.5) | 207(8.15) | 224(8.82) | 20 | 120,150 | 12 | 120 | |
178(7) | 207(8.15) | 224(8.82) | 20 | 120,150 | 12 | 120 |
e)加压前先打开放气孔,直至无气体溢出后,开启加压泵从封隔器的一端进行缓慢加压。
f)试验压力达到表 4 要求的额定工作压差的 1.2 倍时停止加压,稳压时间大于 1h,且压降不应超过最大额定工作压差的 5%。
g)稳压结束后,从封隔器的另一端重复进行上述加压和稳压,记录试验数据。
h)试验结束后泄压并排空试验台架内的试验介质,取出封隔器。
表 4 不同胶筒长度的自膨胀式胶筒工作压差
公称尺寸 mm | 胶筒长度 mm | |||||
1000 | 2000 | 3000 | 4000 | 5000 | 6000 | |
工作压差 MPa | ||||||
73 | 10 | 15 | 20 | 30 | 40 | 50 |
89 | 10 | 15 | 20 | 30 | 40 | 50 |
101 | 10 | 15 | 20 | 30 | 40 | 50 |
114 | 10 | 15 | 20 | 30 | 40 | 50 |
127 | 10 | 15 | 20 | 30 | 40 | 50 |
140 | 10 | 15 | 20 | 30 | 40 | 50 |
178 | 10 | 15 | 20 | 30 | 40 | 50 |