NORSOK M-710 Phân tích đặc tính vật liệu phi kim loại và nhà sản xuất - Polyme

Được phát triển bởi ngành công nghiệp dầu khí Na Uy nhằm đảm bảo an toàn, giá trị gia tăng và hiệu quả chi phí cho các hoạt động và phát triển của ngành công nghiệp dầu khí, các tiêu chuẩn NORSOK hướng đến việc thay thế tối đa các thông số kỹ thuật của các công ty dầu khí và đóng vai trò là tài liệu tham khảo trong các quy định của các cơ quan có thẩm quyền. Trong phạm vi này, tiêu chuẩn “NORSOK M-710 Đặc tính vật liệu phi kim loại và nhà sản xuất - Polyme” mô tả phương pháp xác định khả năng tương thích hóa học lâu dài của polyme dựa trên sơ đồ thử nghiệm tăng tốc đối với các thành phần được ngâm trong chất lỏng hydrocarbon sản xuất và bơm. Tiêu chuẩn này cũng định nghĩa phương pháp thử nghiệm khả năng chịu giảm áp suất khí nhanh tiêu chuẩn của polyme (chủ yếu là chất đàn hồi) có thể chịu được sự giảm áp suất đột ngột trong môi trường khí.

Tiêu chuẩn NORSOK M-710 bao gồm việc kiểm tra tính chất vật liệu. Các thử nghiệm hiệu suất chức năng và tính chất ở nhiệt độ thấp không được bao gồm trong tiêu chuẩn này. Tiêu chuẩn này áp dụng cho các hệ thống giếng khoan, dưới biển và bảo trì giếng. Nó cũng áp dụng cho các hệ thống kết cấu thượng tầng.

Tiêu chuẩn này cũng có thể được sử dụng cho các vật liệu/linh kiện ngâm trong các chất lỏng khác. Ví dụ về các linh kiện như vậy bao gồm vật liệu cách điện/làm kín và vật liệu làm kín cho hệ thống thủy lực. Trong những trường hợp này, chất lỏng và phạm vi thử nghiệm phải do người mua chỉ định.

Tiêu chuẩn NORSOK này bổ sung, nhưng không thay thế, các yêu cầu về vật liệu được nêu trong các quy chuẩn thiết kế, tiêu chuẩn và quy định có liên quan. Về cơ bản, tiêu chuẩn này dựa trên “ISO 23936-2 Ngành công nghiệp dầu khí, hóa dầu và khí đốt tự nhiên – Vật liệu phi kim loại tiếp xúc với môi trường sản xuất dầu khí – Phần 2: Chất đàn hồi”. Các yêu cầu và giải thích bổ sung được quy định trong tiêu chuẩn đó cũng được áp dụng.

Tiêu chuẩn NORSOK M-710 là một tiêu chuẩn được công nhận toàn cầu, được phát triển để đảm bảo độ tin cậy và an toàn của các vật liệu phi kim loại (polyme) được sử dụng trong các ứng dụng dầu khí. Tiêu chuẩn này là một phần của hệ thống tiêu chuẩn NORSOK rộng hơn, nhằm mục đích cải thiện an toàn, hiệu quả chi phí và hiệu suất trong các hoạt động khai thác dầu khí ngoài khơi và trên bờ.

Tiêu chuẩn này tập trung vào các chất đàn hồi và chất dẻo nhiệt được sử dụng trong các ứng dụng làm kín quan trọng, đặc biệt là trong các môi trường khắc nghiệt như hệ thống tàu ngầm và hoạt động khí áp suất cao.

Tiêu chuẩn NORSOK M-710 áp dụng cho việc đánh giá chất lượng vật liệu làm kín phi kim loại và nhà sản xuất của chúng. Tiêu chuẩn này được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực sau:

Thiết bị dưới nước (hệ thống hoàn thiện giếng, van dưới giếng)
Van và hệ thống điều khiển
Hệ thống khoan và giếng khoan
Hệ thống phun khí áp suất cao
Thiết bị xử lý thượng nguồn trong các cơ sở dầu khí

Tiêu chuẩn này đặc biệt quan trọng khi vật liệu tiếp xúc với các điều kiện sau:

Áp suất và nhiệt độ cao
Hydrocarbon ăn mòn
Môi trường khí có tính axit (chứa hydro sunfua)

Mục tiêu chính của tiêu chuẩn NORSOK M-710 là đảm bảo vật liệu polymer đáp ứng các yêu cầu sau:

Đảm bảo khả năng tương thích hóa học lâu dài với các chất lỏng trong mỏ dầu.
Thể hiện khả năng chống lại sự xuống cấp trong môi trường khắc nghiệt.
Đảm bảo hiệu suất làm kín đáng tin cậy theo thời gian.
Đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn và độ bền.

Điều này được thực hiện bằng cách dự đoán tuổi thọ và đặc tính của vật liệu thông qua các thử nghiệm tăng tốc trong phòng thí nghiệm mô phỏng các điều kiện hoạt động thực tế.

Tiêu chuẩn này nổi tiếng với quy trình kiểm tra nghiêm ngặt, đặc biệt là ở hai lĩnh vực quan trọng:

Kiểm tra lão hóa bằng khí axit: Phương pháp thử nghiệm này cung cấp các kết quả sau:
- Nó đánh giá khả năng chống chịu của vật liệu đối với hydro sunfua và các hóa chất ăn mòn khác.
- Nó đo lường sự thay đổi về các tính chất cơ học như độ cứng, độ bền kéo và độ giãn dài.
- Điều này đảm bảo rằng vật liệu không bị giòn hoặc mất đi khả năng bịt kín theo thời gian.
Giảm áp suất khí nhanh: Phương pháp thử nghiệm này cung cấp các thông tin sau:
- Nó đánh giá khả năng chống lại sự giảm áp của chất nổ.
- Nó mô phỏng sự giảm áp suất nhanh chóng trong môi trường khí.
- Nó giúp ngăn ngừa hiện tượng nứt vỡ và hư hỏng bên trong của các gioăng đàn hồi.

Hai phương pháp thử nghiệm này là những chỉ số quan trọng về hiệu suất và độ tin cậy lâu dài trong điều kiện vận hành dầu khí.

Tiêu chuẩn NORSOK M-710 bao gồm nhiều loại vật liệu polymer khác nhau, bao gồm các loại sau:

Các chất đàn hồi (ví dụ: cao su nitrile butadien hydro hóa, cao su fluorocarbon)
Nhựa nhiệt dẻo (ví dụ: polytetrafluoroethylene, polyether, ether ketone)

Các vật liệu này thường được sử dụng trong:

Vòng chữ O và gioăng
vòng đỡ van và vòng đỡ
Các bộ phận ổ trục và cách điện

Tiêu chuẩn NORSOK M-710 tuân thủ chặt chẽ các tiêu chuẩn quốc tế sau:

ISO 23936 (Vật liệu dùng trong môi trường dầu khí)
Tiêu chuẩn API cho thiết bị đầu giếng và van.

Tiêu chuẩn này không thay thế các tiêu chuẩn hiện hành; mà bổ sung cho chúng bằng cách thêm các yêu cầu kiểm định nghiêm ngặt hơn đối với polyme trong điều kiện khắc nghiệt.

Tiêu chuẩn NORSOK M-710 rất quan trọng vì nó đề cập đến một rủi ro cụ thể và nghiêm trọng trong hoạt động khai thác dầu khí: sự hư hỏng của các vật liệu phi kim loại trong điều kiện khắc nghiệt. Những vật liệu này (như gioăng, vòng chữ O và nhựa nhiệt dẻo) thường là các bộ phận nhỏ, nhưng sự hư hỏng của chúng có thể dẫn đến những sự cố lớn trong hệ thống. Tiêu chuẩn này được coi là cần thiết vì những lý do sau:

Ngăn ngừa các sự cố hỏng gioăng có thể gây hậu quả nghiêm trọng: Gioăng đàn hồi rất quan trọng trong các hệ thống dầu khí áp suất cao. Nếu chúng bị nứt, phồng hoặc xuống cấp, có thể xảy ra rò rỉ khí, thiết bị có thể đột ngột hỏng hóc hoặc rủi ro an toàn có thể tăng lên đáng kể. Tiêu chuẩn này đảm bảo rằng vật liệu được kiểm tra khả năng chịu được sự giảm áp suất khí nhanh và tiếp xúc với khí axit, hai trong số những nguyên nhân phổ biến nhất gây hỏng gioăng.
Tiêu chuẩn này đảm bảo hiệu suất trong môi trường khắc nghiệt: Điều kiện tại các mỏ dầu rất khắc nghiệt: áp suất và nhiệt độ cao, hóa chất ăn mòn (hydrocarbon, hydro sunfua, carbon dioxide) và yêu cầu tuổi thọ sử dụng lâu dài. Tiêu chuẩn này xác minh rằng các polyme duy trì được các đặc tính cơ học và hóa học của chúng theo thời gian, thay vì bị phân hủy một cách khó lường.
Giảm thiểu rủi ro vận hành và thời gian ngừng hoạt động: Bằng cách lựa chọn trước các vật liệu tiêu chuẩn này, nó giúp người vận hành tránh được những sự cố tốn kém và thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch.
Tiêu chuẩn này bảo vệ sức khỏe, sự an toàn và môi trường: Nó đóng vai trò trực tiếp trong việc giảm thiểu các mối nguy hiểm như rò rỉ khí độc, nguy cơ cháy nổ, giúp hoạt động an toàn hơn cho cả nhân viên và môi trường.

Theo thời gian, tiêu chuẩn này đã trở thành chuẩn mực quốc tế cho các vật liệu phi kim loại trong ngành dầu khí.

Tóm lại, tiêu chuẩn NORSOK M-710 đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo độ tin cậy của các linh kiện polymer được sử dụng trong môi trường dầu khí khắc nghiệt. Bằng cách xác định các phương pháp thử nghiệm nghiêm ngặt, đặc biệt là về khả năng chống khí axit và giảm áp suất khí nhanh, tiêu chuẩn này giúp các kỹ sư lựa chọn vật liệu có thể chịu được các điều kiện hoạt động khắc nghiệt.

Trong nhiều năm qua, tổ chức của chúng tôi, với đội ngũ nhân viên có năng lực và kinh nghiệm, đã thấu hiểu nhu cầu của khách hàng, cung cấp các dịch vụ kiểm thử tiên tiến mà họ yêu cầu và hỗ trợ họ trong việc thiết lập, triển khai và cải tiến các hệ thống quản lý. Trong khuôn khổ này, chúng tôi cũng cung cấp các dịch vụ kiểm thử theo tiêu chuẩn NORSOK M-710.