كيف يتفاعل الراتنج الفينولي مع المواد الكيميائية الأخرى الشائعة الاستخدام في حقول النفط؟

مقدمة

التوافق ليس سمة مادية واحدة. عند المناقشةالراتنج الفينولي لتطبيقات حقول النفط، فإن مسألة ما إذا كان الراتنج متوافقًا مع وسط معين غير مكتملة ما لم يتم تحديد شكل الراتنج، والتركيبة الكاملة، وظروف التعرض، ونقطة نهاية التقييم.

التوافق هو نتيجة على مستوى النظام. يعتمد ذلك على درجة الراتنج المحددة وشكل العرض، وتكوين السوائل الكامل، والظروف البيئية، وتاريخ الاتصال، ونقطة نهاية الأداء التي يتم تقييمها.

توفر هذه المقالة إطارًا للنظر في التوافق. ولا يقدم استنتاجات توجيهية حول أي درجة راتينج معينة، أو تركيبة كيميائية، أو تطبيق ميداني. والغرض منه هو مساعدة العملاء الصناعيين على تنظيم تقييماتهم على مستوى الصياغة.

حدد نموذج الراتنج قبل مناقشة التوافق

الراتنجات الفينوليةليست كيانًا كيميائيًا واحدًا ثابتًا. يشمل المصطلح مجموعة واسعة من المواد ذات الخصائص الفيزيائية والكيميائية المختلفة. قبل أن تكون أي مناقشة حول التوافق ذات معنى، يجب تحديد شكل الراتنج.

تشمل الأشكال والحالات المادية المحتملة ما يلي:

- ريسول سائل غير معالج

- محلول راتينج مائي أو مذيب

- تشتت الراتنج أو المستحلب

- نوفولاك الصلب أو أي بوليمر صلب آخر

- نظام مُصمم يحتوي على عوامل معالجة أو محفزات أو مواد مالئة أو إضافات أخرى

- مادة معالجة جزئياً

- شبكة حرارية متشابكة معالجة بالكامل

- منتج مركب أو متعدد المكونات يحتوي على راتنج الفينول

لا تتوفر كل الدرجات التجارية بجميع هذه الأشكال.

يختلف التوافق في النظام السائل، بما في ذلك استقرار التشتت، أو هطول الأمطار، أو تغير اللزوجة، أو التبلور، عن المقاومة الكيميائية للشبكة المعالجة بالكامل. لا يمكن تعميم السلوك الملحوظ لشكل واحد من الراتنجات على جميع أنظمة الراتنجات الفينولية الصناعية.

ما قد يعني التوافق

يمكن أن يشير التوافق إلى نتائج مختلفة يمكن ملاحظتها اعتمادًا على حالة المادة والتطبيق المقصود وطريقة الاختبار. قد تشمل نقاط النهاية المحتملة للتقييم ما يلي:

- التجانس أو ثبات الطور للخليط السائل

- اللزوجة أو التغيرات الريولوجية

- هطول الأمطار، التلبد، أو هلام

- علاج سلوك النظام التفاعلي

- امتصاص السوائل أو التورم أو تغير الكتلة

- الاحتفاظ بالخصائص الفيزيائية أو الميكانيكية ذات الصلة

- أداء تركيبة كاملة تحتوي على إضافات وظيفية متعددة

هذه فئات تقييم محتملة وليست بروتوكول اختبار عالمي. تعتمد نقاط النهاية ذات الصلة على الاستخدام المقصود وحالة المادة وظروف العملية.

المواد الخافضة للتوتر السطحي والمواد المضافة السطحية

عندما تحتوي الصيغة المرشحة على مادة خافضة للتوتر السطحي أو مادة مضافة أخرى بينية، لا يمكن استنتاج تأثيرها على نظام الراتنج السائل أو المشتت من فئة المكون وحدها. قد تعتمد النتيجة على نوع المادة الخافضة للتوتر السطحي، وشكل الراتنج، والمرحلة المستمرة، والتركيبة الكاملة، وشروط التقييم.

اعتمادًا على النظام، قد يقوم التقييم بمراقبة المظهر أو سلوك الطور أو اللزوجة أو الاستقرار. لا يمكن التنبؤ بما إذا كانت المادة المضافة تستقر أو تزعزع استقرار أو تغير الصيغة من خلال أسماء المكونات وحدها.

الأحماض والقواعد والسوائل التفاعلية

عندما تتلامس مادة تحتوي على الراتنج مع سائل حمضي أو قلوي أو سائل تفاعلي، يجب تحديد التوافق لحالة المادة الدقيقة وسيناريو التعرض. قد تشمل المتغيرات ذات الصلة ما يلي:

- كيمياء الراتنج وشكله

- خصائص السوائل

- درجة الحرارة التمثيلية ونطاقات التعرض

- مكونات صياغة أخرى

- الخصائص أو نقاط نهاية الأداء التي يتم تقييمها

يجب تقييم المقاومة الكيميائية باستخدام المواد والظروف الفعلية التي تمثل التطبيق المقصود. ويجب أن تكون طريقة التقييم ومعايير القبول مناسبة أيضًا للحالة المادية ذات الصلة.

يوفر ASTM D543-21 ممارسات عامة لتقييم مقاومة العينات البلاستيكية للكواشف الكيميائية في ظل ظروف محددة. إنه ليس معيارًا لتأهيل حقول النفط ولا يتنبأ بمدة الخدمة. لا ينبغي افتراض أنه ينطبق مباشرة على الراتنجات غير المعالجة، أو محاليل الراتنج، أو المشتتات، أو السوائل المعقدة متعددة المكونات. لا يوضح المعيار بشكل مستقل مقاومة الأحماض أو الملح أو المذيبات لمنتج تجاري.

المحاليل والأملاح الذائبة

بالنسبة لتركيبة راتينج مائي، ينبغي تضمين تركيبة الماء الفعلية في تقييم التوافق. لا يمكن استنتاج الأداء من علامة "المحلول الملحي" أو من هوية الملح وحدها.

ما إذا كان يحدث هطول الأمطار، أو فصل الطور، أو التبلور، أو أي تغيير آخر هو سؤال خاص بالصياغة. يجب تقييم التوافق مع محلول ملحي معين باستخدام تركيبة الماء الفعلية، وتركيبة الراتنج الكاملة، وحالة المادة ذات الصلة، والظروف الممثلة للتطبيق المقصود.

البوليمرات الأخرى والمضافات الوظيفية

يمكن دمج المواد المعتمدة على الراتنج الفينولي مع بوليمرات أخرى أو إضافات وظيفية في المنتجات المصنعة. عند إدخال مكون آخر، يجب تقييم الصيغة الكاملة للتغيرات ذات الصلة في التجانس، أو التدفق، أو سلوك التفاعل، أو غيرها من الخصائص المحددة.

لا يمكن تعميم مطالبات الأداء المحسن من أسماء المكونات. وينبغي تقييم التوافق ضمن الصياغة الكاملة، وينبغي تحديد الصياغة ذات الصلة وتاريخ المعالجة في خطة التقييم.

إطار تقييم التوافق

قد يتضمن إطار التقييم الأولي غير الإلزامي العناصر التالية:

- تحديد درجة الراتنج المحددة وشكل العرض.

- تحديد وسيلة الاتصال الكاملة أو نظام السوائل.

- تحديد مرحلة العملية المقصودة.

- تحديد نطاقات الحالة التمثيلية.

- إنشاء نقاط نهاية التقييم ذات الصلة والأساليب الموثقة ومعايير القبول.

- تقييم الصياغة الكاملة المقصودة.

- الاحتفاظ بسجلات يمكن تتبعها.

لا يوفر هذا الإطار المعلمات التشغيلية أو التركيزات أو الإجراءات أو معايير النجاح/الفشل. ينبغي وضع أي خطة اختبار تفصيلية وضوابط السلامة المرتبطة بها من قبل موظفين مؤهلين بموجب إجراءات ولوائح الموقع المعمول بها.

حدود التوثيق

قد تكون منتجات راتنجات الفينول التجارية مصحوبة بمستندات مختلفة تخدم أغراضًا مختلفة:

- توفر ورقة البيانات الفنية معلومات فنية مختارة من قبل المورد لدرجة معينة كما تم توفيرها.

- تقوم ورقة بيانات السلامة بتوصيل معلومات المخاطر والتحوطات الخاصة بالمنتج كما هو مرفق.

- تشير شهادة التحليل إلى العناصر الخاصة بالدفعة المدرجة من قبل المورد للدفعة ذات الصلة.

ليست كل المنتجات مصحوبة بنفس المستندات أو مستوى البيانات. لا تثبت أوراق البيانات الفنية، وأوراق بيانات السلامة، وشهادات التحليل بشكل مستقل التوافق مع نظام كيميائي معين لحقول النفط.

إن صحيفة بيانات السلامة ليست مواصفات قبول الجودة، وشهادة التحليل ليست موافقة على الاستخدام النهائي. ويظل التوافق النهائي وملاءمة التطبيق خاضعين للتحقق من قبل الموظفين المؤهلين لدى العميل باستخدام الصيغة الكاملة المقصودة والشروط التمثيلية.

الاستنتاج والاتصال

تقييمالراتنج الفينولي لتطبيقات حقول النفطيتطلب نهجًا خاصًا بالصياغة للتوافق مع المواد الكيميائية في حقول النفط. يمكن للعملاء الصناعيين الاتصال بالمورد لطلب وثائق المنتج المتاحة ومناقشة المعلومات الأولية، بما في ذلك:

- درجة الراتنج وشكل التوريد

- فئة السوائل أو المواد الكيميائية العامة

- وسط مائي أو مذيب

- مرحلة العملية المقصودة

- نقاط نهاية التقييم المستهدف

- المواصفات المطبقة

- وثائق المنتج المتاحة وقيود الصياغة ذات الصلة

لا يشكل الاتصال الفني الأولي تأكيدًا للتوافق أو الموافقة على تطبيق معين. ينبغي إجراء تقييمات التوافق بواسطة موظفين مؤهلين باستخدام الأساليب المناسبة والبيانات الخاصة بالنظام.

مراجع

1. جاردزيلا، أ.، بيلاتو، لوس أنجلوس، ونوب، أ. (2000). الراتنجات الفينولية: الكيمياء والتطبيقات والتوحيد القياسي والسلامة والبيئة (الطبعة الثانية). سبرينغر برلين، هايدلبرغ. دوى: 10.1007/978-3-662-04101-7

2. الجمعية الأمريكية لاختبار المواد. (2021). ASTM D543-21: الممارسات القياسية لتقييم مقاومة البلاستيك للكواشف الكيميائية. ASTM الدولية. دوى: 10.1520/D0543-21