BR112013010721B1 - lubrificante para equipamento de percussão - Google Patents

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Allan George Hee
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Description

(54) Título: LUBRIFICANTE PARA EQUIPAMENTO DE PERCUSSÃO (73) Titular: CHEVRON U.S.A. INC.. Endereço: 6001 BOLLINGER CANYON ROAD, SAN RAMON, CALIFÓRNIA 94583, ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA(US) (72) Inventor: NATHAN KNOTTS; ALLAN GEORGE HEE.
Prazo de Validade: 20 (vinte) anos contados a partir de 17/11/2011, observadas as condições legais
Expedida em: 27/11/2018
Assinado digitalmente por:
Alexandre Gomes Ciancio
Diretor Substituto de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados
1/11 “LUBRIFICANTE PARA EQUIPAMENTO DE PERCUSSÃO”
CAMPO DA INVENÇÃO
Este pedido se refere a lubrificantes que compreendem um óleo do Grupo I ou Grupo II, um pacote de aditivo de óleo de engrenagem e éster sintético, apropriados para uso em equipamento de percussão, e um processo para preparar tais lubrificantes.
FUNDAMENTOS
Os OEMs principais para equipamento a ar de percussão, tal como brocas de rocha, martelos furadores e calibradores, publicaram exigências de especificação para o fluido que deve ser usado em seu equipamento. Uma propriedade que a especificação requer que o lubrificante atenda é ser capaz de lubrificar sob pressão extrema, ou condições de EP. As propriedades de EP do lubrificante são definidas pelos padrões do teste de Timken (ASTM D2782) e de Falex EP (ASTM D2670). O desempenho do EP é aumentado geralmente pelo aumento da quantidade de enxofre (inativo e ativo) assim como os compostos fosforosos na formulação. Modificadores de fricção também podem ser usados para mudar as propriedades da lubrificação do limite.
Os lubrificantes de percussão devem demonstrar as características da vida longa do equipamento, confiabilidade em circunstâncias úmidas, proteção em ambientes úmidos e baixo custo de inventário. O desempenho de pressão extrema suporta as cargas de choque pesadas típicas do serviço da perfuração de rocha, protegendo o equipamento contra o desgaste rápido. O pistão da perfuração da rocha, barra estriada e a porca são assim protegidos. O lubrificante adere às peças lubrificadas e resiste a ser lavado pela água de traço no ar comprimido. O desempenho antiferrugem protege as peças críticas da ação corrosiva de ambientes úmidos. O lubrificante deve ser para várias finalidades, útil em lubrificação manual e para acionamentos por corrente, minimizando o número de lubrificantes no inventário. Este lubrificante é eficaz na lubrificação de engrenagens embutidas, mancais normais industriais e rolamentos antifricção. Ele demonstra o baixo odor e a baixa toxicidade.
Em regra geral, modificadores de fricção ferem o desempenho de aditivos antidesgaste e/ou de pressão extrema. Geralmente, os aditivos antidesgaste ou de pressão extrema nos lubrificantes reduzem os danos mantendo uma camada de lubrificante entre as peças móveis do equipamento. Os aditivos do lubrificante que fornecem a ajuda antidesgaste ou pressão extrema reduzem o metal prejudicial no contato do metal. Há uma necessidade por lubrificantes para as brocas de rocha que fornecem um equilíbrio entre as propriedades de fricção e propriedades antidesgaste/de pressão extrema. O lubrificante do presente pedido possui tal equilíbrio sinérgico.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
2/11
Esta invenção divulga um lubrificante adequado para uso em equipamento de percussão. O lubrificante compreende um óleo base selecionado do grupo consistindo em Grupo I ou Grupo II, misturado em uma quantidade sinérgica com um pacote de óleo de engrenagem e um modificador de fricção. O lubrificante exibe propriedades de desgaste superior e pressão extrema superior devido ao efeito sinérgico do pacote de óleo de engrenagem e o modificador de fricção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Óleos base de lubrificante são geralmente classificados em óleos base de lubrificantes Grupo I, II, III, IV e V, e misturas dos mesmos. Os óleos base de lubrificante incluem óleos base de lubrificante sintético, como óleos base de lubrificante derivados de Fischer-Tropsch, e misturas de óleos base de lubrificante qua são não sintéticos, assim como sintéticos. As especificações para óleos base de lubrificante definidas nas API Interchange Guidelines (API Publication 1509) usando o teor de enxofre, teor de saturados, e índice de viscosidade, são mostradas abaixo na Tabela I. Na presente invenção, lubrificantes de Grupo I e Grupo II são preferidos.
TABELA I
Grupo Enxofre, ppm Saturados, % VI
I >300 e/ou <90 80-120
II £300 e £90 80-120
III £ 300 e £90 > 120
IV Todas as polialfaolefinas
V Todos os estoques não incluídos nos Grupos I - IV
As instalações que fazem óleos base de lubrificante de Grupo tipicamente usam solventes para extrair os componentes de índice de viscosidade (VI) mais baixo e aumentar a VI do petróleo bruto às especificações desejadas. Estes solventes são tipicamente fenol ou furfural. A extração do solvente fornece um produto com menos de 90% de saturados e mais de 300 ppm de enxofre. A maioria da produção do lubrificante no mundo está na categoria do Grupo I.
As instalações que fazem óleos base de lubrificante do Grupo II tipicamente empregam o hidroprocessamento tal como o hidrocraqueamento ou hidrotratamento severo para aumentar ο VI do óleo cru para o valor da especificação. O uso de hidroprocessamento tipicamente aumenta o teor do saturado acima de 90 e reduz o enxofre abaixo de 300 ppm. Aproximadamente 10% da produção de óleo base de lubrificante no mundo estão na categoria de Grupo II, e aproximadamente 30% da produção dos Estados Unidos é do Grupo II.
Instalações que fazem os óleos base de lubrificante do Grupo III empregam tipicamente a tecnologia de isomerização de cera para fazer produtos de VI muito alto. Já que a alimentação de início é o óleo de gás a vácuo ceroso (VGO) ou a cera que contém todos os saturados e pouco enxofre, os produtos do Grupo III têm teores de saturado acima
3/11 de 90 e índices de enxofre abaixo de 300 ppm. Fischer-Tropsch é uma alimentação ideal para um processo de isomerização da cera para fazer óleos base de lubrificante do Grupo III. Somente uma pequena fração da fonte do lubrificante do mundo está na categoria do Grupo III.
Os óleos base de lubrificante do Grupo IV são derivados pelo oligomerização de alfa olefinas normais e são chamados de óleos base de lubrificante de poli alfa olefina (PAO).
óleos base de lubrificante de Grupo V são todos os outros. Este grupo inclui ésteres sintéticos, lubrificantes do silicone, óleos base de lubrificante halogenados e óleos base de lubrificante com valores de VI abaixo de 80. Óleos base de lubrificante do Grupo V são preparados tipicamente do petróleo pelos mesmos processos usados para fazer os óleos base de lubrificante de Grupo I e II, mas sob circunstâncias menos severas.
Os óleos base de lubrificante sintéticos atendem todas as API Interchange Guidelines mas são preparados pela síntese de Fisher-Tropsch, pela oligomerização de etileno, pela oligomerização de alfa olefina normal, ou pela oligomerização das olefinas que fervem abaixo de Ci0. Para os fins deste pedido, os óleos base de lubrificantes sintéticos excluem ésteres sintéticos e lubrificantes de silício. Como notado no Sumário da Invenção, o lubrificante desta invenção compreende um óleo base selecionado do grupo consistindo no Grupo I ou Grupo II, misturado em uma quantidade sinérgica com um pacote de óleo de engrenagem e um modificador de fricção. O pacote de óleo de engrenagem preferido empregado nesta invenção exibe várias características positivas. Estas são afetadas pelas características funcionais como ponto de fluidez e índice de viscosidade. Por exemplo, o pacote é solúvel em estoques de base do Grupo I e Grupo II. O pacote mostra excelente estabilidade térmica e de oxidação, e compatibilidade excelente com materiais de vedação geralmente usados. O pacote da engrenagem demonstra o desempenho comprovado nas transmissões, proteção e durabilidade excepcionais sob circunstâncias de pressão extrema, e proteção superior do cobre da corrosão. A forte demulsibilidade e proteção de espuma, assim como a estabilidade de armazenamento superior, também são demonstradas. As características típicas de um pacote de óleo de engrenagem apropriado para uso nesta invenção são fornecidas na Tabela II.
Tabela II - Características típicas de um pacote de óleo de engrenagem automotivo apropriado para o uso nesta invenção
Aparência Líquido Âmbar Claro
Viscosidade a 100°C 10-15 mm2/s
Densidade específica a 15,6/15/6°C 1,005
Ponto de ignição >80°C (COC)
Composição Hidrocarboneto de enxofre-fósforo
Teor de enxofre 15-25 % em peso
Teor de fósforo 0,75 - 01,25 % em peso
O pacote aditivo preferido desta invenção compreende um polímero de metacrilato de polialquila C12 a C20 para uso de acordo com a invenção como definido acima. O pacote
4/11 aditivo é adicionado a um óleo de lubrificação com base no óleo mineral tal que o polímero de metacrilato de polialquila conta com 0,1 a 0,3% em peso do óleo de lubrificação finalizado. De preferência, o pacote aditivo é adicionado ao óleo de lubrificação com base no óleo mineral tal que os teores do pacote aditivo contam com até 15% em peso do óleo de lubrificação finalizado. Normalmente, o pacote aditivo é adicionado ao óleo de lubrificação com base no óleo mineral tal que os teores do pacote aditivo contam com 4 a 10% em peso do óleo de lubrificação finalizado. Tal pacote aditivo pode compreender qualquer aditivo de óleo conhecido por uma pessoa versada na técnica que não interfere com o desempenho do polímero de metacrilato de polialquila quando usado de acordo com a presente invenção. Outros aditivos apropriados que podem ser usados em conjunto com a presente invenção são evidentes para a pessoa versada na técnica e incluem depressantes de ponto de fluidez, aditivos antidesgaste, aditivos antioxidação, aditivos antiferrugem, dispersantes, dispersantes borados, intensificadores de Índice de viscosidade, detergentes e modificadores de fricção.
Intensificadores de índice de Viscosidade
Tabela III - Faixas de viscosidade para lubrificantes fluidos industriais em diferentes graus ISO
ID do Grau Sistema Viscosidade de de Viscosidade de Ponto Médio, cSt (mm2/s) a 40,0°C Limites de Viscosidade Cinemática, (mm2/s) a 40,0°C
Min. Máx.
ISO VG 32 32 28,8 35,2
ISO VG 46 46 41,4 50,6
ISO VG 68 68 61,2 74,8
ISO VG 100 100 90,0 110
ISO VG 150 150 135 165
Intensificadores de índice de viscosidade transmitem alta e baixa operabilidade da temperatura para o óleo de lubrificação e permitem que ele permaneça relativamente viscoso a temperaturas elevadas e também exiba viscosidade ou fluidez aceitável em baixas temperaturas. Intensificadores de índice de viscosidade são geralmente polímeros de hidrocarboneto de alto peso molecular incluindo poliésteres. Os intensificadores de índice de viscosidade também podem ser derivados para incluir outras propriedades ou funções, como a adição das propriedades de dispersão. Estes polímeros de modificação de viscosidade de óleo solúvel terão geralmente pesos moleculares de média de número de 103 a 106, de preferência 104 a 106, como determinado pela cromatografia de permeação em gel ou osmometria.
Os intensificadores de índice de viscosidade úteis aqui podem incluir os à base de polimetacrilato, os à base de copolímero de olefina, (por exemplo, à base de isobutileno e à base de copolímero etileno-propileno), os à base de polialquil estireno, os à base de
5/11 copolímero de estireno-butadieno hidrogenado e os à base de copolímero de estirenoanidrido maleico.
Exemplos representativos de intensificadores de índice de viscosidade adequados são encontrados nas Patentes US 5.075.383; 5.102.566; 5.139.688; 5.238.588; e 6.107.257.
Depressantes de Ponto de Fluidez
Depressantes de ponto de fluidez são usados para intensificar as propriedades de baixa temperatura de composições a base de óleo. Ver, por exemplo, página 8 de Lubricant Additives por C. V. Smalheer e R. Kennedy Smith (Lezius Biles Co. publishers, Cleveland, Ohio, 1967). Exemplos de depressantes de ponto de fluidez úteis são polimetacrilatos; poliacrilatos; poliacrilamidas; produtos da condensação de ceras de haloparafina e compostos aromáticos; polímeros de carboxilato de vinila; e terpolímeros de dialquilfumatatos, ésteres de vinila de ácidos graxos e alquil vinil éteres. Depressantes de ponto de fluidez são descritos nas Patentes US 2.387.501; 2.015.748; 2.655.479; 1.815.022; 2.191.498; 2.666.746; 2.721.877; 2.721.878; e 3.250.715.
Dispersantes
Dispersantes usados na presente invenção podem ser produtores de cinza ou sem cinza. Dispersantes adequados para uso aqui podem normalmente compreender amina, álcool, amida, ou frações polares de éster anexados à estrutura principal do polímero através de um grupo de ponte. O dispersante pode ser, por exemplo, selecionado dos sais solúveis em óleo, ésteres, amino-ésteres, amidas, imidas, e oxazolinas de ácidos mono e dicarboxílicos substituídos por hidrocarboneto de cadeia longa ou seus anidridos; derivatidos de cadeia de tiocarboxilato, hidrocarbonetos; hidrocarbonetos de cadeia longa, alifáticos tendo uma poliamina fixada diretamente a eles; e produtos da condensação de Mannich formados pela condensação de um fenol substituído de cadeia longa com formaldeído e polialquileno poliamina, e produtos de reação de Koch. Os hidrocarbonetos alifáticos de cadeia de Song podem ser polímeros como polialquilenos, incluindo, por exemplo, poliisobutileno, polietileno, polipropileno, e copolímeros dos mesmos e/ou copolímeros com outras alfa-olefinas. Pesos moleculares de ΡΪΒ típicos úteis aqui podem variar de cerca de 950 a 6000.
Exemplos representativos dos dispersantes adequados para uso na presente invenção são encontrados nas Patentes US 5.075.383; 5.139.688; 5.238.588 e 6.107.257. Exemplos representativos adicionais são encontrados na Publicação de Pedido de Patente US 2001/0036906A1.
Detergentes
Um detergente é um aditivo que reduz a formação de depósitos de pistão, por exemplo, do verniz de alta temperatura e depósitos de laca, nos motores. Os detergentes normalmente possuem propriedades de neutralização de ácido e são capazes de manter
6/11 sólidos finamente divididos em suspensão. Os detergentes de metal são usados preferência para melhorar as propriedades de neutralização de ácido, detergência de alta temperatura, e propriedades antidesgaste da composição de óleo de lubrificação resultante.
Os detergentes usados aqui podem ser qualquer detergente usado em formulações de óleo de lubrificação, e podem ser das variedades de produtores de cinza ou sem cinzas. Os detergentes apropriados para uso na presente invenção incluem todos os detergentes usados habitualmente em óleos de lubrificação, incluindo detergentes de metal. Exemplos específicos dos detergentes de metal são aqueles selecionados a partir de sulfonatos de metal alcalinos ou alcalino terroso, fenatos de metal alcalino ou alcalino terroso, e salicilatos de metal alcalino e alcalino terroso. Em uma modalidade, a formulação do óleo de lubrificação está essencialmente livre de detergente de fenato sulfurizado
Exemplos representativos de detergentes adequados úteis na presente invenção são encontrados na Patente US 6.008.166. Exemplos representativos adicionais de detergentes adequados são encontrados nos Pedidos de Patente US 2002/0142922A1, 2002/0004069A1, e 2002/0147115A1. As divulgações das referências acima mencionadas são incorporadas aqui a título de referência.
Antioxidantes
Materiais antioxidantes úteis incluem compostos fenólicos solúveis em óleo, compostos orgânicos sulfurizados solúveis em óleo, antioxidantes de amina solúveis em óleo, organoboratos solúveis em óleo, organofosfitas solúveis em óleo, organofosfatos solúveis em óleo, organoditiofosfatos solúveis em óleo e misturas dos mesmos. Tais antioxidantes podem ser livres de metal (ou seja, livres de metais que são capazes de geral cinza sulfatada), e portanto são mais de preferência sem cinza (tendo um valor de cinza sulfatada não maior do que 1% em peso de SASH, como determinado pela ASTM D874).
Exemplos representativos de antioxidantes adequados úteis na presente invenção são encontrados nas Patente US 5.102.566. Exemplos representativos adicionais de antioxidantes adequados úteis na presente invenção são encontrados na Publicação de Pedido de Patente US 2001/0012821A1. As divulgações das referências acima mencionadas são incorporadas aqui a titulo de referência.
Modificadores de fricção
Modificadores de fricção servem para transferir as características de fricção adequadas para lubrificar composições de óleo.
Modificadores de fricção incluem tais compostos como aminas alifáticas ou aminas alifáticas etoxiladas, aminas de ácido graxo alifáticas, ácidos carboxílicos alifáticos, ésteres carboxilicos alifáticos de polióis como glicerol ésteres de ácido graxo como exemplificado pelo fenato de glicerol, éster-amidas carboxilicos alifáticos, fosfonatos alifáticos, fosfatos alifáticos, tiofosfonatos alifáticos, tiofosfatos alifáticos, etc., sendo que o grupo alifático
7/11 normalmente contém acima de cerca de oito átomos de carbono de modo a fornecer o composto adequadamente solúvel em óleo. Também são adequados succinimidas alifpaticas substituídas formadas pela reação de um ou mais ácidos succínicos alifáticos ou anidridos com amônia. Adicionalmente adequados para uso na presente invenção são modificadores de fricção contendo molibdênio.
Exemplos representativos de modificadores de fricção contendo molibdênio incluem aqueles encontrados nas Patente US 5.650.381; RE37363E; Patente US 5.628.802; 4.889.647; 5.412.130; 4.786.423; 4.812.246; 5.137.647; 5.364.545; 5.840.672; 5.925.600; 5.962.377; 5.994.277; 6.017.858; 6.150.309; 6.174.842; 6.187.723; 6.268.316; Patente Européia EP 222 143 B1; EP 281 992 B1; EP 719314 B1; EP 719315 B1; EP 874040 A1; EP 892037 A1; EP 931 827 A1; EP 1 041 134 A1; EP 1 041 135 A1; EP 1 087 008 A1; EP 1 088 882 A1; EP; Patente Japonesa JP 11035961; e Publicação Internacional WO 95/07965; WO 00/08120; WO 00/71649.
Exemplos representativos de modificadores de fricção adequados são encontrados nas Patente US 3.933.659; 4.105.571; 3.779.928; 3.778.375; 3.852.205; 3.879.306; 3.932.290; 3.932.290; 4.028.258: 4.344.853; 5.102.566; 6.103.674; 6.174.842; 6.500.786; e 6.509.303. Exemplos representativos adicionais de modificadores de fricção adequados são encontrados na Publicação de Pedido de Patente US 2002/0137636 A1.
Particularmente desejáveis para o uso como um modificador de fricção em uma modalidade deste pedido são os ésteres sintéticos. Estes incluem Lubrizol Syn-esther™ GY25, um éster polimerizado de alto peso molecular projetado para substituir totalmente ou reduzir substancialmente a quantidade de aditivos de pressão extrema tais como o cloro ou o enxofre em óleos industriais e refrigeradores. Em óleos convencionais, a eficácia máxima é conseguida quando tal éster é formulado com um aditivo contendo fósforo ou um composto de enxofre ativo ou inativo solúvel em óleo. Ao usar estes ésteres, a quantidade de enxofre ativo pode frequentemente ser reduzida por aproximadamente 50 a 75%. Em óleos solúveis e semissintéticos, nenhum aditivo de pressão extremo, à exceção destes ésteres é requerido.
Outros ésteres sintéticos que também são adequados incluem ADDCO™ EP-50, SynEster™ SE-110, Syn-Ester™ SE-115, Syn-Ester™ GY-HTO, Syn-Ester™ GY-56, SynEster™ GY-500, Syn-Ester™ GY-10 e Syn-Ester™ GY-15.
Estes ésteres poliméricos são sem cinzas e queimam de forma limpa. Devido a seu baixo grau de insaturação, estes ésteres sintéticos não causam manchas e têm excelente estabilidade térmica, oxidativa e hidrolitica. Eles são idealmente adequados para o uso nos óleos convencionais onde o desempenho na alta temperatura é requerido. Os ésteres sintéticos tendem a ser solúveis em óleos naftênicos. A solubilidade em óleos parafínicos depende particularmente do óleo selecionado, concentração do éster, viscosidade dos óleos
8/11 e grau de hidrotratamento. É uma substituição excelente para a gordura e aditivos de oleosidade relacionados. Os ésteres sintéticos tais como o Syn-Ester TM GY-25 são polímeros saturados, de cadeia ramificada. Eles são esperados por serem menos susceptíveis ao ataque biológico do que aditivos gordurosos convencionais. Syn-ester TM GY-25 não contem nenhum cloro, enxofre ou fósforo.
Tabela IV - Propriedades Típicas de ésteres sintéticos
Propriedades Típicas Aparência Nebuloso1, Ambar claro
Densidade Especifica a 15,6°C 1,00
Peso/Galão (Ib) a 15,6°C 8,33
Número de ácido (mg KOH/g) 20
Viscosidade (cSt) a 100°C 244
índice de viscosidade 203
Valor de iodo <2
Solubilidade Completa em todos os óleos naftênicos e maioria dos óleos parafínicos
1 Nebuloso é um resultado do título do ácido base e não indica insolubilidade ou material particulado. SYN-ESTER™ GY-25 se torna claro mediante aquecimento a 32°C. O produto é claro em óleos em níveis de tratamento normais a temperatura ambiente.
Além dos modificadores de fricção, agentes de pegajosidade, podem ser adicionados também em quantidades pequenas para aumentar a viscosidade do lubrificante.
O método de Pino de Falex e Bloco Ve (ASTM D 2670-95) é o método de Teste padrão de medir as propriedades de desgaste dos lubrificantes fluidos. É resumido como segue:
Um moente de aço giratório é passado contra dois blocos V de aço estacionários imersos na amostra do lubrificante. A carga é aplicada aos blocos V e mantida por um mecanismo de catraca. O desgaste é determinado e registrado como o número de dentes do mecanismo de catraca avançado para manter a carga constante durante o tempo de teste prescrito. Este método de teste pode ser usado para determinar o desgaste obtido com os lubrificantes fluidos sob as condições de teste prescritas.
O método de Timken (ASTM D 2782-02) é o método de teste padrão para medir as propriedades de Pressão Extrema de fluidos lubrificantes. O verificador é operado com um copo de aço que gira contra um bloco de teste de aço. A velocidade de giro é 123,71 + 0,77m/min (405,88 + 2,54 ft/min) que é equivalente à velocidade do eixo de 800 + 5 rpm. As amostras de fluido são pré-aquecidas a 37,8 ± 2,8°C (100 ± 5 °F) antes de começar o teste.
Duas determinações são feitas: a carga mínima (valor de pontuação) que romperá a película do lubrificante que está sendo testada entre o copo giratório e o bloco estacionário e causará a marcar ou apreensão; e a carga máxima (valor OK) em que o copo girando não romperá a película do lubrificante de o e não causará marcação ou apreensão entre o copo giratório e o bloco estacionário.
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A Tabela V discute as características padrão dos lubrificantes fluidos industriais em diferentes graus de ISO. Tais lubrificantes incluem óleos da perfuração de rocha.
Tabela V - Características padrão de lubrificantes de fluido industriais em diferentes graus ISO
Grau ISO 46 100 150 220 320
Densidade API 32,2 31,5 29,8 29,8 26,7
Viscosidade, Cinemática cSt a 40°C 43,7 95 143 209 304
cSta 100°C 6,5 10,9 14,4 18,5 23,5
Viscosidade, Saybolt SUS a 100°F 226 495 750 1101 1616
SUSa210°F 48 64 77 94 17
índice de viscosidade 98 98 99 98 97
Ponto de Ignição, °C (°F) 210(410) 230(446) 260(500) 260(500) 260(500)
Ponto de Fluidez, °C (°F) -24(-11) -24(-11) -24(-11) -21(-6) -18(0)
Carga de Timken OK, lb 60 65 65 70 75
Carga de Falha de Falex EP, lb 3200 3200 3200 3200 3200
Número de Emulsão de vapor >1200 >1200 >1200 >1200 >1200
Exemplos
Tabela VI - Resultados Experimentais
ISO 46 ISO 46 ISO 46 ISO 46 ISO 46 ISO 46 ISO 46 ISO 46
Óleo base 100R % em 8,56 7,94 7,31 5,37 5,89
Óleo base 220R % em DM0 89,0 9 89,4 1 89,7 4 91,8 8 91,36
Óleo base 150R % em DM0 75,6 2 74,5 5 73,7
Óleo base 600R % em 21,6 3 22,7 23,5 5
Hitec 388 (pacote de engrenagem) % em peso 1,3 1.6 1.9 1.6 1.6 1,60 1.6 1.6
Paratac (agente de pegajosidade ) % em peso 1,0 1,0 1.0 1.0 1.0 1,00 1.0 1,0
Syn-Éster GY-25 (éster sintético modificador de fricção) % em peso 0,1 0,10 0,2 0,2
Syn-Éster GY-110 (éster sintético modificador de fricção) % em peso 0.1
Viscoplex 1- % em 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05
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604 (intensificado r de viscosidade) peso
Viscosidade alvo a 40°C % em 43,7 43,7 43,7 43,7 43,7 43,6 43,6
KV a 40 Min 37,00 0 43,9 6 44,1 9 44,3 3 43,6 8 44,2 7 43,9 9 44,15 44,2 8
KVa 100 Min 6.000 6,93 2 6,99 5 7,00 6 7,09 5 7,15 2 7,10 4 7.17 7,22
VI Min 90,00 0 115 116 116 122 121 123 125
Resultados de Timken
Cargas OK, Ibs 30 65 70
Repeti r
Carga de Falex EP, Ib 2000
Pico de toque nenhum cisalhamento de pino 1327 2078
Carga ao final do teste 4500 1935 1831 2258 3126 2800 4500 2740 2596
Cisalhado em pino Não Sim Sim Sim Sim Sim Não Sim Sim
Toqu e max a 3834
Discussão dos Resultados Experimentais definidos na Tabela VI
Os requerentes descobriram, ao tentar atender com as exigências dos testes de EP durante o desenvolvimento de um novo lubrificante de perfuração de rocha, um novo resultado. Este envolveu a adição de uma quantidade pequena de um éster sintético 5 (modificador de fricção da classe aditivo). A adição do éster sintético ou modificador de fricção estimulou as propriedades de EP da perfuração da rocha. Mesmo que modificadores de fricção sejam usados em outras fórmulas comerciais para aumentar as propriedades de EP parece que um ponto sinérgico como encontrado durante o desenvolvimento do óleo de perfuração de rocha usando o pacote de engrenagem automotivo com as características 10 típicas da Tabela II com um éster sintético que tem as características divulgadas na Tabela IV (por exemplo, Syn-Ester GY-25 da Lubrizol, um modificador de fricção) em uma taxa de tratamento de 0,1 % em peso (veja a Tabela VI). Na tabela VI os resultados da formulação
11/11 para o teste de Falex EP mostram a melhor resposta a uma adição do modificador de fricção. Quantidades variáveis do pacote de óleo de engrenagem da Tabela II (por exemplo, Hitec 388) proporcionaram resultados misturados a 1,3% em peso, onde o pino não cisalhou, mas resultou em um ponto do torque bem abaixo de 2000 Ibs que é o mínimo para 5 a especificação de teste. O resultado é devido ao bloco V no instrumento de teste que solda ao pino e que então quebra livre sem fazer com que o pino cisalhe. Enquanto a taxa de tratamento foi aumentada a 1,6% em peso os resultados melhoraram, mas ainda estavam abaixo da especificação, e quando 1,9% em peso foi testado começou a diminuir assim o benefício do pacote aditivo de base foi alcançado. A adição de modificadores de fricção 10 diferentes também foi investigada, foi observado que a adição das taxas de tratamento na faixa de 1% em peso mostrou resultados de Falex EP melhorados. O melhor aperfeiçoamento veio com a taxa de tratamento de Syn-ester GF-25 a 0,1% em peso.
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Claims (10)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Lubrificante, caracterizado pelo fato de que compreende um óleo base selecionado do grupo consistindo em Grupo I ou Grupo II, misturado com um pacote de óleo de engrenagem compreendendo hidrocarbonetos de enxofre-fósforo compreendendo de 15 a 25% em peso de enxofre e de 0,75 a 1,25% em peso de fósforo e com um modificador de fricção de éster sintético, em que o pacote de óleo de engrenagem está presente em uma quantidade de 1,3% a 1,9% em peso do lubrificante e o modificador de fricção está presente em uma quantidade de 0,1 a 0,2% em peso do lubrificante, em que o lubrificante tem um VI de 115 a 125 e é um lubrificante de equipamento de percussão.
  2. 2. Lubrificante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o lubrificante compreende ainda um polímero de metacrilato de polialquila.
  3. 3. Lubrificante, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o grupo polialquila no polímero de metacrilato de polialquila está na faixa de C12 a C20.
  4. 4. Lubrificante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o éster sintético é um polímero saturado de cadeia ramificada.
  5. 5. Lubrificante, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o éster sintético é livre de cloro, enxofre e fósforo.
  6. 6. Lubrificante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o lubrificante exibe propriedades antidesgaste de 2000 Ibs ou mais conforme medido pelo teste de Falex.
  7. 7. Lubrificante, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o lubrificante exibe propriedades de pressão extrema de 30lbs ou mais conforme medido pelo teste de Timken.
  8. 8. Lubrificante, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o éster sintético é solúvel em óleos naftênicos e o éster sintético é solúvel em óleos parafínicos.
  9. 9. Lubrificante, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a carga de Falex é maior do que 3000 Ibs e a carga de Timken OK é maior do que 60 Ibs.
  10. 10. Processo de preparação de um lubrificante adequado para uso em equipamento de percussão, o referido processo caracterizado pelo fato de compreender adicionar a) um pacote de óleo de engrenagem compreendendo hidrocarbonetos de enxofre-fósforo compreendendo de 15 a 25% em peso de enxofre e de 0,75 a 1,25% em peso de fósforo e b) um modificador de fricção de éster sintético a um óleo do Grupo II, em que o pacote de óleo de engrenagem é adicionado em uma quantidade de 1,3% a 1,9% em peso do lubrificante e o modificador de fricção de éster sintético é adicionado em uma quantidade de 0,1 a 0,2% em peso do lubrificante.
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