NORSOK M-710 Charakterisierung nichtmetallischer Werkstoffe und Hersteller - Polymere

Die von der norwegischen Ölindustrie entwickelten NORSOK-Standards sollen die Sicherheit, den Mehrwert und die Kosteneffizienz von Entwicklungen und Betriebsabläufen in der Ölindustrie gewährleisten. Sie zielen darauf ab, die Spezifikationen von Ölkonzernen weitestgehend zu ersetzen und als Referenz in den Vorschriften der zuständigen Behörden zu dienen. In diesem Zusammenhang beschreibt der Standard „NORSOK M-710 Charakterisierung nichtmetallischer Werkstoffe und Hersteller – Polymere“ eine Methodik zur Bestimmung der langfristigen chemischen Beständigkeit von Polymeren. Diese basiert auf einem beschleunigten Prüfverfahren für Bauteile, die in Förder- und Injektionsflüssigkeiten mit Kohlenwasserstoffen eingetaucht sind. Der Standard definiert außerdem eine Methodik zur Prüfung der Standard-Gasdruckbeständigkeit von Polymeren (vorwiegend Elastomeren), die plötzlichen Druckabfällen in einer gasförmigen Umgebung standhalten können.

Die Norm NORSOK M-710 regelt die Prüfung von Materialeigenschaften. Funktionsprüfungen und Tieftemperatureigenschaften sind nicht Bestandteil dieser Norm. Sie gilt für Bohrloch-, Unterwasser- und Bohrlochwartungssysteme sowie für Überbausysteme.

Diese Norm kann auch für Werkstoffe/Bauteile verwendet werden, die in andere Flüssigkeiten eingetaucht sind. Beispiele hierfür sind elektrische Isolier-/Dichtungsmaterialien und Dichtungsmaterialien für Hydrauliksysteme. In diesen Fällen müssen die Flüssigkeiten und der Prüfumfang vom Käufer festgelegt werden.

Diese NORSOK-Norm ergänzt, ersetzt aber nicht die in den einschlägigen Konstruktionsnormen, Standards und Vorschriften festgelegten Materialanforderungen. Sie basiert im Wesentlichen auf „ISO 23936-2 Erdöl-, petrochemische und Erdgasindustrie – Nichtmetallische Werkstoffe im Kontakt mit Erdöl- und Erdgasfördermedien – Teil 2: Elastomere“. Die in dieser Norm enthaltenen zusätzlichen Anforderungen und Erläuterungen gelten.

Der NORSOK-M-710-Standard ist ein weltweit anerkannter Standard, der die Zuverlässigkeit und Sicherheit von nichtmetallischen (Polymer-)Werkstoffen in der Öl- und Gasindustrie gewährleisten soll. Er ist Teil des umfassenderen NORSOK-Standardsystems, das die Sicherheit, Kosteneffizienz und Leistungsfähigkeit von Offshore- und Onshore-Ölförderanlagen verbessern soll.

Dieser Standard konzentriert sich auf Elastomere und Thermoplaste, die in kritischen Dichtungsanwendungen eingesetzt werden, insbesondere in anspruchsvollen Umgebungen wie U-Boot-Systemen und Hochdruckgasanlagen.

Die Norm NORSOK M-710 dient der Qualifizierung von nichtmetallischen Dichtungsmaterialien und deren Herstellern. Diese Norm findet in folgenden Bereichen breite Anwendung:

• Unterwasserausrüstung (Bohrlochkomplettierungssysteme, Bohrlochventile)
• Ventile und Steuerungssysteme
• Bohrloch- und Bohrsysteme
• Hochdruck-Gaseinspritzsysteme
• Obere Prozessanlagen in Öl- und Gasanlagen

Diese Norm ist besonders wichtig, wenn Werkstoffe folgenden Bedingungen ausgesetzt sind:

• Hoher Druck und hohe Temperatur
• Aggressive Kohlenwasserstoffe
• Saure Gasumgebungen (die Schwefelwasserstoff enthalten)

Das Hauptziel der Norm NORSOK M-710 ist es, sicherzustellen, dass Polymerwerkstoffe folgende Eigenschaften aufweisen:

• Aufrechterhaltung der langfristigen chemischen Kompatibilität mit Ölfeldflüssigkeiten.
• Um Widerstandsfähigkeit gegenüber Zersetzung in aggressiven Umgebungen zu zeigen.
• Um eine zuverlässige Dichtungsleistung über die Zeit zu gewährleisten.
• Um strenge Sicherheits- und Haltbarkeitsanforderungen zu erfüllen.

Dies wird erreicht, indem die Lebensdauer und das Verhalten des Materials durch beschleunigte Labortests vorhergesagt werden, die reale Betriebsbedingungen simulieren.

Dieser Standard ist bekannt für seine strengen Testverfahren, insbesondere in zwei kritischen Bereichen:

• Alterung mit sauren Gasen: Dieses Prüfverfahren liefert Folgendes:
  • Es bewertet die Beständigkeit des Materials gegenüber Schwefelwasserstoff und anderen aggressiven Chemikalien.
  • Es misst Veränderungen mechanischer Eigenschaften wie Härte, Zugfestigkeit und Dehnung.
  • Dadurch wird sichergestellt, dass die Materialien mit der Zeit nicht spröde werden oder ihre Dichtungseigenschaften verlieren.
• Schnelle Gasdekompression: Dieses Testverfahren liefert Folgendes:
  • Es bewertet die Widerstandsfähigkeit des Sprengstoffs gegen Dekompression.
  • Es simuliert schnelle Druckabfälle in gasförmigen Umgebungen.
  • Es verhindert innere Risse und das Versagen von Elastomerdichtungen.

Diese beiden Testmethoden sind wichtige Indikatoren für die langfristige Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit unter Öl- und Gas-Einsatzbedingungen.

Die Norm NORSOK M-710 umfasst eine Vielzahl von Polymerwerkstoffen, darunter die folgenden:

• Elastomere (z. B. hydrierter Nitril-Butadien-Kautschuk, Fluorkautschuk)
• Thermoplaste (z. B. Polytetrafluorethylen, Polyether, Etherketon)

Diese Materialien werden häufig verwendet in:

• O-Ringe und Dichtungen
• Ventilsitze und Stützringe
• Lager und Isolationskomponenten

Der NORSOK M-710-Standard orientiert sich eng an den folgenden internationalen Standards:

• ISO 23936 (Werkstoffe für Öl- und Gasumgebungen)
• API-Standards für Bohrlochkopf- und Ventilausrüstung.

Dieser Standard ersetzt nicht die bestehenden Standards, sondern ergänzt sie durch strengere Qualifikationsanforderungen für Polymere unter extremen Bedingungen.

Die Norm NORSOK M-710 ist wichtig, da sie ein sehr spezifisches und schwerwiegendes Risiko in der Öl- und Gasförderung behandelt: das Versagen nichtmetallischer Werkstoffe unter extremen Bedingungen. Diese Werkstoffe (wie Dichtungen, O-Ringe und Thermoplaste) sind oft kleine Bauteile, deren Versagen jedoch zu schwerwiegenden Systemausfällen führen kann. Diese Norm ist aus folgenden Gründen notwendig:

• Verhindert potenziell katastrophale Dichtungsausfälle: Elastomerdichtungen sind in Hochdruck-Öl- und Gassystemen von entscheidender Bedeutung. Bei Rissen, Aufquellen oder Materialermüdung können Gaslecks auftreten, Anlagen plötzlich ausfallen oder die Sicherheitsrisiken erheblich steigen. Diese Norm stellt sicher, dass die Materialien auf ihre Beständigkeit gegenüber schneller Gasdekompression und Einwirkung saurer Gase geprüft werden – zwei der häufigsten Ursachen für Dichtungsausfälle.
• Es gewährleistet Leistungsfähigkeit unter extremen Bedingungen: Ölfeldbedingungen sind anspruchsvoll: hoher Druck und hohe Temperaturen, aggressive Chemikalien (Kohlenwasserstoffe, Schwefelwasserstoff, Kohlendioxid) und lange Lebensdauer. Diese Norm bestätigt, dass die Polymere ihre mechanischen und chemischen Eigenschaften über die Zeit beibehalten und nicht unvorhersehbar abbauen.
• Reduziert Betriebsrisiken und Ausfallzeiten: Durch die Vorqualifizierung dieser Standardmaterialien werden den Betreibern kostspielige Ausfälle und ungeplante Ausfallzeiten erspart.
• Er schützt Gesundheit, Sicherheit und Umwelt: Dieser Standard trägt direkt dazu bei, Gefahren wie das Austreten giftiger Gase, Brände oder Explosionsrisiken zu minimieren und macht den Betrieb sicherer für das Personal und die Umwelt.

Im Laufe der Zeit hat sich dieser Standard zu einem internationalen Maßstab für nichtmetallische Werkstoffe in der Öl- und Gasindustrie entwickelt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Norm NORSOK M-710 eine entscheidende Rolle für die Zuverlässigkeit von Bauteilen auf Polymerbasis spielt, die in anspruchsvollen Öl- und Gasumgebungen eingesetzt werden. Durch die Definition strenger Prüfmethoden, insbesondere für die Beständigkeit gegenüber sauren Gasen und die schnelle Gasdekompression, unterstützt sie Ingenieure bei der Auswahl von Werkstoffen, die extremen Betriebsbedingungen standhalten.

Seit vielen Jahren versteht unser Unternehmen mit seinen kompetenten und erfahrenen Mitarbeitern die Bedürfnisse seiner Kunden, bietet ihnen die benötigten fortschrittlichen Prüfdienstleistungen und unterstützt sie beim Aufbau, der Implementierung und der Optimierung von Managementsystemen. In diesem Rahmen bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm NORSOK M-710 an.