特瑞堡密封系统与流体生产商麦德美共同合作，寻找最适合水基液压流体的密封材料

特瑞堡密封系统与流体生产商麦德美（MacDermid）共同合作，寻找最适合水基液压流体的密封材料。

随着石油天然气的开采地点越来越具有挑战性，以及开始开采高压高温(HPHT)油田和气田，火灾风险也在日益增加。因此，市场要逐步使用水基液压流体，这带来巨大的密封挑战。

HFC流体帮助确保近海开采安全水基液压流体广泛用于石油天然气、采矿、热轧机，以及火灾可能导致灾难性后果的类似应用。在必须遵守环保法规的应用中，它们也能代替传统油基HLP流体。因此，它们也越来越多地用于近海能源开采的许多应用中，作为一种保护人员、环境和资源的选择。

HFC流体是最常见的含水耐火液压流体，因为它们具有最佳的耐火和液压特性。它们还能用于液压流体在高压下逸出，遇到高温材料时可能点燃的应用。在温度达到+60°C/ +1112 °F时以上时，这些流体不会被点燃或继续燃烧。

HFC流体的耐火性和环保性使其非常适合于近海开采设备，可用于像运动补偿油缸这样的地面设备，或者作为海底设备中的控制流体，用于操作阀门和防喷器。耐火性意味着更高的用火安全性，能在发生事故时提供更多时间启动消防措施，并使人员转移到安全的地方。密封件需要与HFC流体兼容石油天然气液压应用通常涉及严苛的动态运动。例如，近海运动补偿油缸中的密封系统由于长行程可能会发生严重磨损。与油基的HLP介质相比，水基的HFC流体能够与这些应用中使用的传统密封材料发生不同的反应。不同反应包括动态密封元件的润滑性降低、支撑金属硬件的腐蚀以及与密封聚合物的兼容性变化。

密封水基润滑剂充满挑战。在使用HFC流体的任何系统中，确定在这些液压流体中使用的密封材料是非常重要的，因为系统要求润滑剂不能影响到部件中使用的材料性能。要综合考虑与系统中涂层、密封件、导管、金属和塑料的兼容性，从而实现延长设备使用寿命和完整性的目的。
HFC流体中的测试因此，特瑞堡密封系统和流体制造商麦德美（MacDermid）共同合作，研究水乙二醇流体对常见密封材料的影响。2015年，他们进行了一系列浸泡试验，涉及七种密封材料、六种流体和三种温度，温度最高达+200°C/ +392 °C。

测试于2016年在特瑞堡的三个实验室中（德国斯图加特、英国图克斯伯里和美国印第安纳州韦恩堡）进行，为期90天。测试每种密封和流体组合在硬度、张力、拉伸强度和体积方面是否有变化。对每种密封件在测试前和测试后拍照，记录所有的物理变化。

测试结果
测试表明，在高达+70 °C/ +158 °F的温度下，尽管氢化丁腈橡胶 (HNBR)材料XploR® H9T20和H9T21在OceanicHW 740 R流体中，硬度、体积和张力方面 和在其它HFC流体中相比，变化较小。但是，当测试在+135 °C/ +275°F温度下进行时，这些特性会发生明显的变化。HNBR特性在+70 °C至+135 °C/ +158 °F至+275 °F温度下的变化是可预测且典型的，因为橡胶材料一般会在温度升高时丧失一些原有的特性。因此，HNBR的测试结果仅限于可接受的密封件性能范围和运行参数内，并且在低于+135 °C/ +275 °F温度时保持最好的兼容性和材料特性。

在温度超过+135 °C/ +275 °F的应用中，行业专业人士一般会选择V9T20和V9T82氟橡胶(FKM)材料。但测试表明，水基的HFC流体会导致FKM在+70 °C /+158 °F和+135 °C/ +275°F温度下，性质发生显著变化。因此，不建议将FKM用于任何涉及这些流体的应用。相比之下，全氟橡胶(FFKM) Isolast® J9513和Turcon®T05及基于T46聚四氟乙烯(PTFE)的材料，特性变化较小。温度超过+135 °C/ +275 °F时，这些材料可以应对使用HFC流体的高温应用。越来越多达到+200 °C/+392 °F温度的深海井，以及特瑞堡进行的其它测试表明，Isolast® J9513 和 Turcon®材料在高温水乙二醇流体（如MacDermid Oceanic XT900）中，能够保留大部分材料特性。

选择合适材料非常关键
测试表明选择流体类型和密封材料对确保最佳密封性能和使用寿命的重要性。传统的密封材料（如FKM）通常在大多数流体中保持惰性，但在HFC流体中则表现出不利的特性。FKM通常是高温工况的首选，但应该避免在HFC流体中应用。在温度低于+135 °C/ +275 °F时，可指定HNBR材料。在高于这一温度时，应将FFKM和PTFE作为首选材料。

水基液压流体简介
Oceanic HW 740 R中，密封材料在+135 °C/ +275 °F温度下90天后的硬度和体积变化
Oceanic HW 740 R中，密封材料在+135 °C/ +275 °F温度下90天后的拉伸强度和伸缩变化

水乙二醇流体是由水、乙烯或二甘醇组成的溶液，通常是由高分子量的聚乙二醇和添加剂构成。水-乙二醇混合液一般含有38%到45%比例的水。聚乙二醇是一种可溶于水的聚合物增稠剂，可配制成各种粘度。所产生的粘度-温度特性使水乙二醇拥有良好的低温冷启动泵磨损保护功能，并最大限度地消除气穴。添加剂能够提供防腐蚀、金属钝化、密封和软管兼容、抗氧化、抗菌、防泡剂和耐磨等特性。水乙二醇流体还比其它耐火流体拥有更好的传热性。低粘度聚乙二醇在长距离运行时，比油基HLP流体作用更有效，而且水的低压缩性提供了更快的响应时间。
国际标准组织(ISO)将耐火的水基液压流体分为四种：
• HFAE，包括油水乳液，含水量一般超过80% ；
• HFAS，合成的富水流体，含水量一般超过80% ；
• HFB，油水乳液，含水量一般超过40%；
• HFC (也被称为乙二醇溶液、聚二醇溶液、水乙二醇)
，包括水聚合物溶液，含水量一般超过35%。