EoW March 2010

article technique

en acétate de vinyle et pour les élastomères HNBR, de la teneur en acrylonitrile [5] . La mesure de la variation des propriétés et du volume à la suite d’immersion dans l’huile confirme cet effet ( Figure 2 et 3 ). Les composés à base de polymère EVM avec une teneur en VA de 70% et à base de HNBR LT, ont montré la dilatation et la variation des performances des propriétés de résistance à la traction les plus basses. Ce phénomène pourrait être attribué à la polarité élevée générée par une haute teneur en VA dans le polymère EVM (70%), alors que dans le cas du matériau HNBR, la polarité est intrinsèque dans l’effet dipôle-dipôle sur le groupe ACN qui, malgré la faible teneur en Therban LT 2007, suffit pour fournir la résistance nécessaire à l’huile requise pour ce genre de composés. Les variations des propriétés de résistance à la traction les plus significatives peuvent être remarquées dans les composés à base de polymère contenant 50% de VA. La polarité de ce composé

liquide. Les boues à émulsion inverse sont des émulsions “relâchées” caractérisée par une stabilité électrique inférieure et des valeurs de perte de fluide supérieures. Les Figures 4 et 5 illustrent l’effet sur le poids, sur le volume et sur la variation des propriétés de résistance à la traction. Les composés à base de Therban LT 2007 et Levapren 700 HV ont démontré les meilleures performances et de maintenir les propriétés. Il est important de sélectionner les matériaux avec un niveau de polarité élevé puisque la polarité des composés joue un rôle essentiel dans les performances de résistance à l’huile. Dans le cas de composés à base de mélanges de polymères, il semble qu’il existe une synergie entre les polymères HNBR et l’EVM. Cela contribue à réduire le coût global du composé et à améliorer le processus sans influencer la résistance à la chaleur et à l’huile. Dans le passé des mélanges de HNBR et EVM ont été développés pour satisfaire des spécifications très rigoureuses, surtout dans le secteur de la technologie navale militaire [NES 518 (Def-Stand 61-31 partie 12) et VG 95218 [10] . 3.3 Propriétés aux basses températures La flexibilité des câbles conçus pour les plates-formes offshore dans les régions arctiques est essentielle afin de garantir l’efficacité maximale (interruption et entretien minimum) de la production de pétrole et de gaz et des opérations de raffinage de ces installations. Les températures très basses (–40°C et –50°C) sont communes dans ce type d’environnement. Il est donc essentiel d’utiliser des matériaux caractérisés par une température de transition vitreuse assurant la mobilité des chaînes polymériques à des niveaux d’énergie inférieurs. La mobilité des

Poids/huile IRM902/168h@100ºC Volume/huile IRM902/168h@100ºC Poids/huile IRM903/168h@100ºC Volume/huile IRM903/168h@100ºC

Variation du poids et du volume [%]

Figure 2 ▲ ▲ : Variation du volume et du poids à la suite d’immersion dans l’huile IRM 902 et 903 pour 168 heures à 100°C

DeltaTS (Delta résistanceà la traction (TS) huile IRM) DeltaEB (Deltaallongementde rupture (EB) huile IRM)

Variation de la résistance à la traction (TS)

Figure 3 ▲ ▲ : Variation des propriétés de résistance à la traction à la suite d’immersion dans l’huile IRM 902 et 903 pour 168 heures à 100°C

jusqu’à 100% sont inférieures par rapport aux composés à base de HNBR. Les valeurs de dureté et des modules sont supérieures lorsque comparées au composé 1. En effectuant une comparaison entre le composé 2 et le composé 3, une majeure densité de réticulation peut être appréciée (dureté supérieure) et des modules supérieurs (M50 et M100) dans le composé 3, préparé avec Silquest RC-1. Par contre, une comparaison entre le composé 4 et le composé 5 est difficile, le contenu de matériau de remplissage et de plastifiant n’étant pas égal. Initialement, un composé avec la même quantité de matériau de remplissage et de plastifiant comme les autres formulations présentait des propriétés de contrainte-déformation très faibles (6,4 MPa et 290% EB) ainsi qu’une dureté et une résistance à la déchirure réduites. Pour cette raison, une optimisation a été réalisée en augmentant la quantité du matériau de bourrage et en réduisant le plastifiant (30 parties pour cent de caoutchouc (phr) plus de ATH et 5phr et moins de plastifiant DOS). Fischer et al [8] ont découvert une corrélation entre la teneur en VA et la densité de réticulation des composés Levapren ® préparés dans les mêmes condi- tions (teneur constante de peroxyde et d’autres additifs), ce qui pourrait expliquer les faibles propriétés de contrainte-déformation relevées dans le composé 5 initial.

est simplement suffisante à supporter l’immersion dans l’huile IRM 902, mais pas dans l’huile IRM 903, cette dernière étant plus agressive et polaire par rapport à l’huile 902. Les composés de polymères avec une teneur en VA de 70% ont montré une résistance à l’huile comparable à celle des composés à base de HNBR ( Figure 2 et 3 ). 3.2.2 Boues de forage à base d’eau et d’huile

Figure 4 ▼ ▼ : Variation de poids et volume à la suite d’immersion en saumure et boue de forage à base de Carbo Sea pour 1 344 heures à 70°C

Systèmes à base d’eau Les cations divalents tels que le calcium et le magnésium, ajoutés à la boue de forage à base d’eau douce, inhibent la formation d’argile et la dilatation d’argile litée. Des niveaux élevés de calcium soluble sont utilisés pour contrôler l’argile exfoliante et la dilatation du trou et pour prévenir des dommages éventuels aux équipements. Les boues traitées avec le calcium résistent au sel et à la contamination d’anhydrite, mais elles sont susceptibles de congélation et de solidification à des températures élevées [9] . Systèmes à base d’huile Il s’agit de systèmes à base d’émulsions d’eau dans l’huile, généralement composées de saumure de chlorure de calcium (phase émulsionnée) et huile (phase continue), pouvant contenir jusqu’à 50% de saumure dans la phase

Poidssaumure Volumesaumure PoidsCarboSea VolumeCarboSea Poidssaumure (CaBr2)/134h@70ºC Volumesaumure (CaBr2)/134h@70ºC PoidsCarboSea/1344h@70ºC VolumeC rboSea/1344h@70ºC

Variation du poids et du volume [%]

Figure 5 ▼ ▼ : Variation des propriétés de résistance à la traction à la suite d’immersionensaumureetbouedeforageCarboSeapour1344heuresà70°C

Delta résistanceà la tractionsaumure (CaBr2)/1344h@70ºC Deltaallongementde rupturesaumure (CaBr2)/1344h@70ºC Delta résistanceà la tractionCarboSea/1344h@70ºC Deltaallongementde ruptureCarboSea/1344h@70ºC

3.2 Résistance des fluides

3.2.1 Huile IRM 902 et 903

La résistance à l’huile est étroitement liée à la polarité d’un élastomère. La polarité des élastomères EVM dépend de la teneur

Variation de la résistance à la traction (TS)

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