การปนเปื้อนของของเหลวไฮดรอลิกที่มีระดับความสะอาดต่ำกว่า NAS Class 9 ส่งผลเสียต่อซีลแท่นเจาะหินอย่างไร?

มาตรฐาน NAS Class 9 อนุญาตให้มีอนุภาคได้สูงสุด 64 อนุภาคต่อมิลลิลิตร ในช่วงขนาด 5–15 ไมโครเมตร โซนที่ริมฝีปากของซีลกระบอกสัมผัสกับเพลา (percussion bore seal's lip contact zone) มีความกว้างประมาณ 0.8–1.2 มิลลิเมตร และมีความยาวรอบวงประมาณ 280–320 มิลลิเมตร ซึ่งเท่ากับพื้นที่สัมผัสโดยรวมราว 250–384 ตารางมิลลิเมตร ที่ริมฝีปากของซีลลูกสูบเคลื่อนผ่านในแต่ละจังหวะ เมื่อทำงานที่ความถี่ 50 เฮิร์ตซ์ อนุภาคในช่วงขนาด 10–15 ไมโครเมตรจะผ่านโซนสัมผัสนี้ 180,000 ครั้งต่อชั่วโมง ทุกครั้งที่มีอนุภาคแข็งที่มีขนาดใหญ่กว่า 6 ไมโครเมตรผ่านเข้าไป จะเกิดรอยขีดข่วนจุลภาคหนึ่งรอยบนริมฝีปากของซีลหรือพื้นผิวภายในกระบอกสูบ ภายใต้มาตรฐาน NAS 9 อัตราการสะสมของรอยขีดข่วนยังอยู่ในระดับที่ควบคุมได้ แต่เมื่อคุณภาพของสิ่งสกปรกเลวร้ายลงจนถึงระดับ NAS 12 ขึ้นไป รอยขีดข่วนเหล่านั้นจะเริ่มเชื่อมต่อกันเป็นร่องรอยขีดข่วนแบบลึก (scoring channels)

กลไกการเสียหายเฉพาะที่กล่าวถึงข้างต้นซึ่งเกิดขึ้นเมื่อระดับความสะอาดของน้ำมันสูงกว่า NAS 12: อนุภาคขนาด 15–25 ไมครอนจะฝังตัวเข้าไปในผิวของริมฝีปากยางสังเคราะห์ (elastomer lip) ระหว่างเหตุการณ์สัมผัสภายใต้แรงดันสูงที่ผนังกระบอกสูบ (bore wall) อนุภาคที่ฝังตัวนี้จะทำหน้าที่เป็นวัสดุขัด (abrasive grit) ซึ่งขีดข่วนผิวภายในกระบอกสูบ (bore) ในการเคลื่อนที่แบบลูกสูบ (strokes) ครั้งต่อๆ ไป — กระบวนการแบบขยายตัวเอง (self-amplifying process) ที่ก่อให้เกิดเศษโลหะจากการสึกหรอ (metallic wear debris) ซึ่งส่งผลให้ระดับมลพิษเพิ่มสูงขึ้น และยิ่งทำให้อนุภาคฝังตัวเข้าไปในริมฝีปากยางมากขึ้นอีก ทีมบำรุงรักษาของเหมืองโพแทช K+S Werra ได้ติดตามกลไกนี้ในการทดสอบภายใต้การควบคุมที่แนวเพลา (shaft) Hattorf ของพวกเขา โดยสังเกตเห็นการฝังตัวของอนุภาคที่ริมฝีปากซีลภายในระยะเวลา 80 ชั่วโมง หลังจากปล่อยให้ระดับมลพิษในวงจรเพิ่มขึ้นถึงระดับ NAS 14 ค่าความหยาบผิวของผนังกระบอกสูบ (Bore Ra) เพิ่มขึ้นจาก 0.6 ไมครอน เป็น 1.4 ไมครอน ภายในระยะเวลา 200 ชั่วโมง โดยไม่มีการดำเนินการใดๆ เพิ่มเติม

ระดับมลพิษเทียบกับอัตราการเสียหายของซีล

การเปลี่ยนผ่านจาก NAS 11 ไปเป็น NAS 12 ถือเป็นเกณฑ์วิกฤตที่ความเสียหายต่อซีลจะเปลี่ยนจากควบคุมได้เป็นทวีความรุนแรงเองอย่างต่อเนื่อง — หากตรวจพบมลพิษที่ระดับ NAS 11 และดำเนินการล้างระบบให้กลับมาอยู่ที่ระดับ NAS 9 จะใช้เพียงตัวอย่างน้ำมันหนึ่งตัวอย่างและเปลี่ยนไส้กรองเท่านั้น แต่หากปล่อยให้ถึงระดับ NAS 14 จะต้องเปลี่ยนกระบอกสูบ อาจรวมถึงปั๊มด้วย และสูญเสียเวลาในการหยุดทำงานถึง 14 ชั่วโมง HOVOO ให้คำแนะนำด้านการตรวจสอบความสะอาดของน้ำมัน และชุดอุปกรณ์ล้างระบบสำหรับแพลตฟอร์มเครื่องเจาะแบบต่าง ๆ ทุกรุ่น แหล่งอ้างอิงฉบับเต็มอยู่ที่ hovooseal.com