高温高压高CO₂环境中橡胶O型圈的腐蚀损伤实验研究

来源：核动力工程杂志2015年第5期北京时间：

作者：曾德智, 李坛, 周之入, 张智, 施太和, 崔庆武

单位：1. "油气藏地质及开发工程"国家重点实验室, 西南石油大学, 成都, 610500;；2. 中海油常州涂料化工研究院有限公司, 江苏常州, 213016;；3. 中国核动力研究设计院, 成都, 610041;；4. 中石化中原石油工程有限公司钻井一公司, 河南濮阳, 457001；

摘要：以氢化丁腈橡胶O型密封圈为对象,模拟橡胶密封件的工作环境,在压力25 MPa、温度120℃、实验周期168 h、气相组成5 vol%CO₂、95 vol%N₂的条件下,进行O型密封圈高温高压腐蚀实验。从材质、结构、组分、物理性能和断口形貌几方面对其进行实验前后的对比分析,研究橡胶密封件在高温高压高含CO₂环境中的腐蚀损伤行为。实验结果显示:橡胶O型圈腐蚀后物理性能下降,且承压状态下的腐蚀损伤程度比自由状态下弱,应以承压状态下的分析结果作为橡胶密封制品应用时的主导参考;橡胶材料腐蚀后其分子结构和填料会受到破坏,造成橡胶材料性能下降;未服役的橡胶O型圈的拉伸断口多为韧性断口,而橡胶材料在服役时发生腐蚀老化,腐蚀后的拉伸断口多为脆性断口。

关键词：橡胶O型圈, 腐蚀损伤, 材质, 物理性能, 断口

基金资助：国家自然科学基金资助项目(51374177,51004084)