Лекция № 28. Контроль качества тм.

Качество ТМ контролируется на всех технологических процессах их производства и применения. В каждом технологическом процессе назначение и методы контроля качества ТМ различны.

В процессе производства ТМ контролируется состав (химический состав компонентов и их соотношение), параметры технологического процесса (температура обжига, влажность компонентов после сушки), степень измельчения и др. конечная продукция (а в некоторых случаях сырье и полуфабрикаты) проверяется на соответствие требованиям соответствующей нормативно-технической документации (НТД) ГОСТ, ОС , ТУ и т.д.

Важно отчетливо представлять себе, что назначение испытаний готовой продукции на соответствие требованиям НТД не в определении пригодности к применению, а в определении соответствия стандарту (образцу). Объем требований и их количественный уровень, методы испытаний выбираются такими, чтобы обеспечить, с одной стороны, необходимую и достаточную степень соответствия выбранному образцу, с другой стороны, достаточную и хорошую воспроизводимость при максимальной простоте методов испытаний.

В процессе производства контролируются многие параметры. Некоторые из них отражают требования НТД ( например, содержание минеральных добавок в ПЦ, количество кварца в шлакопесчаном цементе), другие необходимо контролировать для обеспечения требований НТД , например химико-минералогический состав клинкера и металлургических шлаков, степень дисперсности (тонкость помола) сырьевой смеси.

При проектировании и подготовке технологии использования ТМ данные контроля могут оказаться полезными или даже необходимыми. Их можно запросить у предприятия -поставщика, ориентировочные значения можно взять из справочных руководств.

Качество ТМ в процессе их транспортировки и хранению контролируется по ограниченному числу параметров, обычно содержащихся в соответствующих НТД. Согласно отраслевым РД 39-2584-81 входной (при поступлении) контроль качества ТМ у потребителей нефтяной промышленности по объему, методике и требованиям аналогичен испытаниям на соответствие ГОСТ, ОСТ или ТУ.

В процессе хранения свойства ТМ изменяются. При этом контроль возможен по одному или нескольким параметрам. Для предприятий нефтяной промышленности в качестве такого параметра РД 39-2584-81 регламентирует предел прочности при изгибе образцов цементного камня, изготовленных и испытанных согласно требованиям НРД на данный цемент. Растекаемость ТР должна быть не менее 18 см.

Удобный метод контроля – определение потерь при прокаливании ТМ. При прокаливании удаляются вода и углекислый газ, поглощенные из окружающей среды за время хранения. Чем выше потери при прокаливании, тем большие изменения претерпел ТМ при хранении. При большой величине потерь при прокаливании следует проконтролировать сохранность технологических свойств. Определение потерь при прокаливании – простое и нетрудное измерение. Для его выполнения достаточно иметь муфельную печь с температурой до 900° С и аналитические (или точные технические) весы. Имеются автоматические приборы для определения потери массы при прокаливании с непрерывной записью температуры, потери массы и кривых дифференциально-термического анализа, например советский АТВУ-10 и венгерский «Дериватограф». Они позволяют выполнять его определение в течение 0,5 – 1 ч.

Контроль перед применением состоит из контроля качества исходных материалов, технологических свойств раствора и затвердевшего ТМ. Обычно контроль качества исходных ТМ идентичен контролю при приемке, т.е. на соответствие требованиям ГОСТ и ТУ. Такой подход в принципе неверен. Проверять следует прежде всего пригодность этих материалов для конкретных условий применения.

Наиболее распространенная ошибка - проверка качества ТМ по процедуре нормативных испытаний (по методике ГОСТ или ТУ) и «подгонка» испытываемых материалов под требования НТД путем того или иного модифицирования. Однако требования этих стандартов не распространяются на цементы с ускорителями, замедлителями и т.д. Контроль на этой стадии технологического процесса должен включать:

• выбор необходимых для условий параметров;

• подбор рецептуры ТР в соответствии с заданными параметрами;

• проверка технологических свойств раствора и цементного камня в условиях, максимально приближенных к условиям тампонажных работ, и корректировка рецептуры.

Очень важное значение имеют правильный отбор представительной пробы исходных материалов — порошкообразных и жидких — и максимальное приближение условий лабораторных испытаний к реальным условиям тампонажных работ.

Контроль в процессе проведения тампонажных работ включает контроль состава жидкости затворения и состава ТР, т.е. заданного соотношения жидкости затворения и порошкообразного материала. Контроль заключается в проверке средней пробы ТР, отобранной в процессе тампонажных работ, на соответствие заданным составу и свойствам. Для последующего контроля оставляют такие же средние пробы порошкообразных материалов и жидкости затворения, которые сохраняют установленный НТД срок в герметичной инактивной таре.

Лабораторные методы испытаний при контроле качества ТМ нормированы. В ГОСТе 26738.0-85 нормированы приемы отбора и подготовки пробы, величины водосодержания растворов при испытании различных цементов на соответствие требованиям ГОСТ 1581-85, масса проб для каждого вида испытаний, приемы и аппаратура (мешалка) для приготовления пробы раствора, температура испытаний различных ТЦ, точность определения параметров испытаний и т.д.

ГОСТ 26798.1-85 нормирует процедуру и аппаратуру для определения растекаемости, плотности, времени загустевания, сроков схватывания и водоотдачи раствора при испытании ТПЦ на соответствие требованиям ГОСТ 1581-85.

ГОСТ 26798.2-85 нормирует процедуру и аппаратуру для определения прочности цементного камня при испытании ТПЦ на соответствие требованиям ГОСТ 1581-85.

ОСТ 39-051 -77 «Раствор тампонажный. Методы испытаний» распространяется на ТР, предназначенный для цементирования нефтяных и газовых скважин в области положительных температур, и устанавливает единые средства измерения и лабораторные методы определения растекаемости, плотности, сроков схватывания, времени загустевания, водоотдачи раствора, а также прочности и проницаемости цементного камня независимо от вида ТЦ.

Подробно методы испытаний и аппаратура описаны в указанных стандартах и в справочной литературе.

ОСТ 39-116-81 «Технология цементирования скважин. Методика расчета температуры ТР» распространяется на вновь проектируемые нефтяные, газовые и другие буровые скважины и устанавливает методику расчета температуры ТР при цементировании скважин.