BR112018004565B1

BR112018004565B1 - Composição, junta roscada para tubos incluindo revestimento lubrificante sólido formado a partir da composição e método para produzir a junta roscada para tubos

Info

Publication number: BR112018004565B1
Application number: BR112018004565-9A
Authority: BR
Inventors: Kunio Goto
Original assignee: Vallourec Oil And Gas France; Nippon Steel Corporation
Priority date: 2015-09-18
Filing date: 2016-09-15
Publication date: 2022-07-26
Also published as: MY196808A; CN108026390A; CA2998097C; CA2998097A1; AU2016324630A1; EP3351598A1; US20180274703A1; EA201890656A1; MX2018003305A; JP6644798B2; BR112018004565A2; CN108026390B; JPWO2017047722A1; AU2016324630B2; EP3351598A4; WO2017047722A1; US11396961B2

Abstract

COMPOSIÇÃO, JUNTA ROSCADA PARA TUBOS INCLUINDO REVESTIMENTO LUBRIFICANTE SÓLIDO FORMADO A PARTIR DA COMPOSIÇÃO E MÉTODO PARA PRODUZIR A JUNTA ROSCADA PARA TUBOS. Uma junta roscada (1) para tubos divulgados neste documento inclui um pino (5) e uma caixa (8). O pino (5) e a caixa (8) cada um incluem uma superfície de contato incluindo uma porção roscada (4, 7) e uma porção de contato metálico. A junta roscada (1) para tubos inclui um revestimento lubrificante sólido (21) em pelo menos uma das superfícies de contato do pino (5) e da caixa (8), o revestimento lubrificante sólido (21) incluindo um aglutinante, um aditivo lubrificante, um aditivo anticorrosivo e um plastificante.

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente invenção refere-se a composições e em particular a uma composição para formar um revestimento lubrificante sólido para utilização em juntas roscadas para produtos tubulares petrolíferos, uma junta roscada para tubos incluindo um revestimento lubrificante sólido formado a partir da composição e um método para produzir a junta roscada para tubos.

FUNDAMENTOS DA TÉCNICA

[0002] Os tubos de poços de petróleo são utilizados para perfuração de campos de petróleo e campos de gás natural. Os tubos de poço de óleo são formados por acoplamento de uma pluralidade de tubos de aço de acordo com a profundidade do poço. A conexão de tubos de aço pode ser realizada por fixação de rosca usando junta roscada para tubos (roscas macho e fêmea) formadas nas extremidades dos dois tubos de aço ou por fixação de rosca através de um componente de tubo curto, mencionado como caixa, que possui uma rosca formada na sua superfície interna. Devido aos problemas encontrados durante o abaixamento dos tubos de poços de petróleo ou por outros motivos, os tubos do poço de óleo podem ser levantados várias vezes, desacoplados e reacoplados após serem inspecionados por danos na porção de fixação da rosca.

[0003] A junta roscada típica para tubos inclui um pino e uma caixa. O pino inclui uma porção roscada macho e uma porção de contato metálica não rosqueada formada na superfície periférica externa na extremidade do tubo. A caixa inclui uma porção roscada fêmea e uma porção de contato metálica não roscada formada na superfície periférica interna na extremidade do tubo. As porções roscadas e as porções de contato de metálicas não roscadas do pino e a caixa experimentam repetidamente um deslizamento de atrito forte durante a fixação da rosca e o desprendimento dos tubos. Se essas porções não forem suficientemente resistentes ao deslizamento por atrito, ocorrerá desgaste adesivo (corrosão não corrigível) durante a fixação e desprendimento repetidos da rosca e, consequentemente, diminuirá a estanqueidade do gás da junta roscada para tubos. Assim, é necessário que a junta roscada para tubos tenha resistência suficiente ao deslizamento por atrito, ou seja, excelente resistência ao desgaste 2/42 adesivo.

[0004] Até agora, as graxas compostas contendo metais pesados, mencionadas como lubrificantes, foram utilizadas para melhorar a resistência ao desgaste adesivo. A aplicação de uma graxa composta na superfície de uma junta roscada para tubos pode melhorar a resistência ao desgaste adesivo da junta roscada para tubos. No entanto, os metais pesados contidos em graxas compostas, como Pb, Zn e Cu, podem afetar o meio ambiente. Por este motivo, é desejada a aplicação prática de uma junta roscada sem graxa para tubos.

[0005] A Publicação de Pedido Internacional n° WO2009/072486 (Literatura de Patente 1) e Publicação de Pedido de Patente Japonesa n° 201112251 (Literatura de Patente 2) propõem uma junta roscada para tubos que não inclui uma graxa composta, mas tem excelente resistência ao desgaste adesivo. A Publicação de Pedido de Patente Japonesa No. 2003-74763 (Literatura de Patente 3) descreve uma junta roscada para tubos de aço de poço de petróleo que inclui uma camada de chapeamento de liga de Cu-Sn disposta nas superfícies de certas porções da junta roscada.

[0006] A junta roscada para tubos divulgada na Literatura de Patente 1 é configurada de tal modo que a superfície de contato da caixa possui um revestimento lubrificante sólido com comportamento reológico plástico ou viscoplástico como a camada superior e a superfície de contato do pino possui um revestimento sólido protetor de corrosão à base de resina curável por UV como a camada mais superior. De acordo com a Literatura de Patente 1, esta configuração torna possível, sem usar uma graxa composto, obter uma junta roscada na qual a formação de ferrugem é inibida e que apresenta excelente resistência ao desgaste adesivo e estanqueidade ao gás, e também que não é pegajosa na superfície e tem excelente aparência e facilidade de inspeção.

[0007] A composição fotocurável divulgada na Literatura de Patente 2 inclui os seguintes componentes (A) a (G): (A) uma resina de (met)acrilato fotocurável; (B) um monômero de (met)acrilato selecionado a partir de um monômero de (met)acrilato monofuncional e um monômero de (met)acrilato difuncional; (C) um monômero de (met)acrilato multifuncional trifuncional ou superior; (D) um iniciador de fotopolimerização; (E) um agente anticorrosivo de benzotriazol; (F) um pigmento anticorrosivo selecionado a partir de um pigmento fosfato anticorrosivo e sílica trocada com íons de cálcio; e (G) um éster de fosfato. A Literatura de Patente 2 divulga que, com a utilização desta composição fotocurável, é possível 3/42 formar, sobre a superfície da junta roscada para tubos, um revestimento fotocurado que exiba excelente estanqueidade ao gás, propriedades de adesão ao metal base, lubrificação, resistência ao desgaste adesivo, e resistência à corrosão, além disso, que é fino e altamente transparente.

[0008] Os produtos tubulares petrolíferos, após a produção, são transportados por navio ou por outros meios e armazenados por um certo período de tempo antes de serem utilizados. Em alguns casos, o transporte e armazenamento de produtos tubulares petrolíferos se estendem por um longo período de tempo. Além disso, em alguns casos, os produtos tubulares petrolíferos são armazenados em um local ao ar livre. Quando os produtos tubulares petrolíferos são armazenados em um local ao ar livre por um longo período de tempo, a junta roscada para tubos às vezes se coroe, o que pode resultar em menor resistência ao desgaste adesivo e estanqueidade de gás da junta roscada para tubos. Portanto, é necessário que a junta roscada para tubos tenha não só uma excelente resistência ao desgaste adesivo, mas também uma excelente resistência à corrosão.

LISTA DE CITAÇÕES LITERATURA DE PATENTE

[0009] Literatura de Patentes 1: Publicação de Pedido Internacional n° WO2009/072486 Literatura de Patente 2: Publicação do Pedido de Patente Japonesa n° 2011-12251 Literatura de Patente 3: Publicação do Pedido de Patente Japonesa n° 2003-74763

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA TÉCNICO

[0010] A junta roscada para tubos divulgada nas literaturas de patente mencionadas acima possuem excelentes propriedades de adesão e lubrificação dos revestimentos de lubrificantes sólidos em ambientes de serviço a temperaturas comuns. Assim, elas exibem uma resistência ao desgaste adesivo suficiente em ambientes de temperatura comuns. No entanto, as temperaturas em ambientes onde os produtos tubulares petrolíferos são usados são altas ou baixas em alguns casos. Os revestimentos de lubrificantes sólidos têm coeficientes de expansão térmica diferentes daqueles dos metais base das juntas roscadas para tubos. Se a temperatura no ambiente em que os produtos tubulares petrolíferos são utilizados é alta, as propriedades de adesão do revestimento lubrificante sólido diminuirão. Além disso, se a temperatura no ambiente em que os produtos tubulares petrolíferos são utilizados é alta, o revestimento lubrificante sólido irá suavizar e será oxidado. Isto diminui ainda mais as propriedades de adesão do revestimento lubrificante sólido. Por outro lado, se a temperatura no ambiente em que os produtos tubulares petrolíferos são utilizados é extremamente baixa, o revestimento lubrificante sólido endurecerá e será fragilizado. Isso diminui as propriedades de adesão do revestimento lubrificante sólido. Se as propriedades de adesão do revestimento lubrificante sólido forem diminuídas, ocorrerão delaminações ou danos parciais no revestimento lubrificante sólido, o que resultará em uma menor resistência à corrosão da junta roscada para tubos. Além disso, em alguns casos, os produtos tubulares petrolíferos são expostos a altas temperaturas durante o transporte e expostos a temperaturas extremamente baixas durante o uso. Assim, é necessário que os revestimentos de lubrificantes sólidos formados sobre a junta roscada para tubos exibam altas propriedades de adesão mesmo quando são expostos repetidamente a altas temperaturas e temperaturas extremamente baixas.

[0011] Um objetivo da presente invenção é proporcionar uma composição para formar um revestimento lubrificante sólido que exiba propriedades de alta adesão, mesmo quando exposto repetidamente a temperaturas elevadas e temperaturas extremamente baixas, uma junta roscada para tubos incluindo um revestimento lubrificante sólido formado a partir da composição e que apresenta excelente resistência ao desgaste adesivo e resistência à corrosão, e um método para produzir a junta roscada para tubos.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

[0012] Uma composição de acordo com a presente modalidade é uma composição para formar um revestimento lubrificante sólido em uma junta roscada para tubos, a composição incluindo um aglutinante, um aditivo lubrificante, um aditivo antiferrugem e um plastificante.

[0013] Uma junta roscada para tubos de acordo com a presente modalidade é uma junta roscada que é para tubos e que inclui um pino e uma caixa. O pino e a caixa incluem cada uma superfície de contato que inclui uma porção roscada e uma porção de contato metálico não roscada. A junta roscada para tubos inclui um revestimento lubrificante sólido em pelo menos uma das superfícies de contato do pino e a caixa. O revestimento lubrificante sólido inclui um aglutinante, um aditivo lubrificante, um aditivo anticorrosivo e um plastificante.

[0014] Um método de acordo com a presente modalidade para produzir a junta roscada para tubos inclui a aplicação da composição mencionada acima a pelo menos uma das superfícies de contato do pino mencionado acima e a caixa mencionada acima e solidificar a composição aplicada à superfície de contato para formar o revestimento lubrificante sólido.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[0015] O revestimento lubrificante sólido formado a partir da composição da presente modalidade inclui um plastificante. Isto permite que o revestimento exiba propriedades de adesão elevada, mesmo quando ele é repetidamente exposto a altas temperaturas e temperaturas extremamente baixas. A junta roscada para tubos, incluindo o revestimento lubrificante sólido formado a partir da composição, apresenta excelente resistência ao revestimento, mesmo quando são repetidamente expostas a altas temperaturas e temperaturas extremamente baixas. Além disso, a junta roscada para tubos apresenta excelente resistência à corrosão.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0016][FIG. 1] FIG. 1 é um diagrama que ilustra uma configuração de uma junta roscada para tubos de acordo com a presente modalidade. [FIG. 2] FIG. 2 é uma vista em corte transversal da junta roscada para tubos de acordo com a presente modalidade. [FIG. 3] FIG. 3 é uma vista em corte transversal de uma superfície de contato da junta roscada para tubos de acordo com a presente modalidade. [FIG. 4] FIG. 4 é um diagrama que ilustra um anexo de proteção e teste de desprendimento.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES

[0017] A presente modalidade será descrita em detalhes abaixo com referência aos desenhos. Os mesmos símbolos de referência serão usados em todos os desenhos para se referir às mesmas peças ou similares, e sua descrição não será repetida.

[0018] Uma composição de acordo com a presente modalidade é uma composição para formar um revestimento lubrificante sólido sobre uma junta roscada para tubos e a composição inclui um aglutinante, um aditivo lubrificante, um aditivo antiferrugem e um plastificante.

[0019] O revestimento lubrificante sólido formado a partir da composição da presente modalidade inclui um plastificante. Isto permite que o revestimento exiba propriedades de adesão elevada, mesmo quando ele é repetidamente exposto a altas temperaturas e temperaturas extremamente baixas.

[0020] O plastificante inclui de preferência pelo menos um selecionado do grupo que consiste em adipato de bis(2-etilhexil) e sebacato de bis(2-etilhexil).

[0021] Isto aumenta ainda mais as propriedades de adesão do revestimento lubrificante sólido.

[0022] Na composição, o teor do plastificante está de preferência no intervalo de 0,2 a 5% em massa. Isto aumenta ainda mais as propriedades de adesão do revestimento lubrificante sólido.

[0023] Conforme descrito mais adiante, no caso em que a composição contém um solvente, “o teor do plastificante” refere-se ao percentual em massa do plastificante em relação à massa total, como sendo 100%, de todos os componentes que excluem o solvente contido no composição. No caso em que a composição não contenha um solvente, “o teor do plastificante” refere-se ao percentual em massa do plastificante em relação à massa de toda a composição como sendo 100%.

[0024] De preferência, na composição, o aglutinante inclui pelo menos um selecionado do grupo que consiste em uma resina de etileno vinil acetato, uma resina de poliolefina e uma cera; o aditivo lubrificante inclui pelo menos um selecionado do grupo que consiste em grafite terroso, fluoreto de grafite, perfluoropoliéter e politetrafluoroetileno; e o aditivo anticorrosivo inclui pelo menos um selecionado do grupo que consiste em sílica trocada com íons de cálcio e fosfito de alumínio.

[0025] A junta roscada para tubos de acordo com a presente modalidade é uma junta roscada que é para tubos e que inclui um pino e uma caixa. O pino e a caixa incluem cada uma superfície de contato que inclui uma porção roscada e uma porção de contato metálico não roscada. A junta roscada para tubos inclui um revestimento lubrificante sólido em pelo menos uma das superfícies de contato do pino e a caixa. O revestimento lubrificante sólido inclui um aglutinante, um aditivo lubrificante, um aditivo anticorrosivo e um plastificante.

[0026] A junta roscada para tubos de acordo com a presente modalidade inclui um revestimento lubrificante sólido que inclui um plastificante. Como resultado, a junta roscada para tubos apresenta uma excelente resistência à corrosão, mesmo quando exposta repetidamente a altas temperaturas e temperaturas extremamente baixas. Além disso, a junta roscada para tubos apresenta excelente resistência à corrosão.

[0027] Na junta roscada para tubos, o revestimento lubrificante sólido inclui, por exemplo, o aglutinante em uma quantidade de 60 a 80% em massa, o aditivo lubrificante em uma quantidade de 10 a 25% em massa, o aditivo anticorrosivo em uma quantidade de 2 a 10% em massa, e o plastificante em uma quantidade de 0,2 a 5% em massa.

[0028] Opcionalmente, na junta roscada para tubos, uma das superfícies de contato do pino e a caixa podem incluir o revestimento lubrificante sólido e a outra das superfícies de contato do pino e a caixa pode incluir um revestimento sólido protetor de corrosão, incluindo um revestimento de resina curável por UV.

[0029] Isso aumenta ainda mais a resistência à corrosão da junta roscada para tubos.

[0030] Na junta roscada para tubos, a espessura do revestimento sólido de proteção contra corrosão está no intervalo de 5 a 50 μm, por exemplo.

[0031] Na junta roscada para tubos, a espessura do revestimento lubrificante sólido está no intervalo de 10 a 200 μm, por exemplo.

[0032] Um método de acordo com a presente modalidade para produzir a junta roscada para tubos inclui a aplicação da composição a pelo menos uma das superfícies de contato do pino e a caixa e solidificar a composição aplicada à superfície de contato para formar o revestimento lubrificante sólido.

[0033] O método de produção pode incluir: aplicar a composição a uma das superfícies de contato do pino e da caixa; solidificar a composição aplicada à superfície de contato para formar o revestimento lubrificante sólido; aplicar uma composição que contém uma resina curável por UV para formar um revestimento sólido protetor de corrosão para a outra das superfícies de contato do pino e da caixa; e irradiar com luz UV a superfície de contato tendo a composição para formar o revestimento sólido de proteção contra corrosão aplicada a este, para formar um revestimento sólido protetor de corrosão. Em outras palavras, o método de produção pode incluir uma etapa (a) de formar um revestimento lubrificante sólido e uma etapa (b) de formar um revestimento sólido protetor de corrosão. A etapa (a) de formar um revestimento lubrificante sólido inclui uma etapa (a-1) de aplicação da composição em uma das superfícies de contato do pino e a caixa e uma etapa (a-2) de solidificar a composição aplicada à superfície de contato para formar o revestimento lubrificante sólido. A etapa (b) de formar um revestimento sólido de proteção contra corrosão inclui uma etapa (b-1) de aplicação de uma composição que contém uma resina curável por UV, para formar um revestimento sólido de proteção contra corrosão para a outra das superfícies de contato do pino e a caixa e uma etapa (b-2) de irradiar com luz UV, a superfície de contato tendo a composição para formar o revestimento sólido de proteção contra corrosão aplicada a ele para formar um revestimento sólido de proteção contra corrosão. A ordem das etapas mencionadas acima não é limitada desde que a etapa (a-1) preceda a etapa (a-2) e a etapa (b-1) preceda a etapa (b- 2).

[0034] De preferência, o método de produção inclui ainda sujeitar a superfície de contato à qual a composição para formar o revestimento lubrificante sólido deve ser aplicada a um tratamento de preparação de superfície antes da aplicação da composição, sendo o tratamento de preparação de superfície pelo menos um selecionado do grupo que consiste em um tratamento de jateamento, um tratamento de decapagem, um tratamento de conversão de fosfato químico e um tratamento de revestimento de liga de zinco.

[0035] No método de produção, o tratamento de preparação de superfície pode incluir um tratamento de revestimento de liga de zinco. Nesse caso, o método de produção de preferência inclui ainda a realização de um tratamento de cromagem trivalente que é realizado subsequente ao tratamento de revestimento de liga de zinco e antes da aplicação da composição para formar o revestimento lubrificante sólido. O tratamento de cromagem trivalente é realizado em pelo menos uma das superfícies de contato do pino e da caixa, pelo menos uma superfície de contato tendo sido submetida ao tratamento de revestimento de liga de zinco.

[0036] Isso aumenta ainda mais a resistência à corrosão da junta roscada para tubos.

[0037] Daqui em diante, a composição, a junta roscada para tubos e o método para produzir a junta roscada para tubos da presente modalidade serão descritos em detalhes.

[0038]Junta roscada para tubos A junta roscada para tubos inclui um pino e uma caixa. FIG. 1 é um diagrama que ilustra uma configuração da junta roscada para tubos de acordo com a presente modalidade. Uma junta roscada 1 para tubos inclui pinos 5 formados nas duas extremidades de um tubo de aço 2 e caixas 8 formadas nas duas extremidades de um acoplamento 3. O pino 5 é formado em cada extremidade do tubo de aço 2 e o pino 5 inclui uma porção roscada macho 4 na sua superfície externa. A caixa 8 é formada em cada extremidade do acoplamento 3 e a caixa 8 inclui uma porção fêmea roscada 7 na sua superfície interna. Ao fixar o pino 5 e a caixa 8 em conjunto, o acoplamento 3 está ligado à extremidade do tubo de aço 2. Embora não ilustrado nos desenhos, um pino 5 do tubo de aço 2 e uma caixa 8 do acoplamento 3 que não estão acoplados a um elemento de acoplamento podem ter um protetor (não ilustrado) ligado ao mesmo para proteger suas porções roscadas.

[0039] Uma junta roscada típica para tubos é do tipo acoplamento como o ilustrado na FIG. 1, que inclui o tubo de aço 2 e o acoplamento 3. Também é conhecida uma junta roscada para tubos de tipo integral, na qual uma extremidade de um tubo de aço está na forma de um pino e a outra extremidade está na forma de uma caixa, sem acoplamento utilizado. A junta roscada para tubos da presente modalidade pode ser utilizada quer como uma junta roscada do tipo acoplamento, quer como uma junta roscada de tipo integral.

[0040] O pino e a caixa incluem cada uma superfície de contato que inclui uma porção roscada e uma porção de contato metálico não roscada. FIG. 2 é uma vista em corte transversal da junta roscada para tubos de acordo com a presente modalidade. O pino 5 inclui a porção roscada macho 4 e a porção de contato metálico não roscada. A porção de contato metálico não roscada é formada na extremidade da ponta do pino 5 e inclui uma porção de vedação metálica 10 e uma porção de ressalto 11. A caixa 8 inclui a porção roscada fêmea 7 e a porção de contato metálica. A porção de contato metálica não roscada da caixa 8 inclui uma porção de vedação de metal 13 e uma porção de ressalto 12. A porção na qual o pino 5 e a caixa 8 entram em contato uns com os outros quando são fixados em conjunto é mencionada como a superfície de contato. Especificamente, quando o pino 5 e a caixa 8 foram fixados um ao outro, as duas porções de ressalto (porções de ressalto 11 e 12) entram em contato umas com as outras e, assim, as duas porções de vedação de metal (porções de vedação de metal 10 e 13) e as duas porções roscadas (porção roscada macho 4 e porção roscada fêmea 7). Ou seja, a superfície de contato inclui a porção de ressalto, a porção de vedação de metal e a porção roscada.

[0041] Na junta roscada 1 para tubos, pelo menos um do pino 5 e caixa 8 inclui um revestimento lubrificante sólido na sua superfície de contato. FIG. 3 é uma vista em corte transversal de uma superfície de contato da junta roscada para tubos de acordo com a presente modalidade. O revestimento lubrificante sólido 21 é formado aplicando a composição para formar o revestimento lubrificante sólido 21 a pelo menos uma das superfícies de contato do pino 5 e a caixa 8 e solidificando a composição. O revestimento lubrificante sólido 21 inclui um aglutinante, um aditivo lubrificante, um aditivo anticorrosivo e um plastificante. Consequentemente, a composição para formar o revestimento lubrificante sólido 21 inclui o aglutinante, o aditivo lubrificante, o aditivo anticorrosivo e o plastificante. A composição pode ser uma composição de um tipo sem solvente (isto é, incluindo apenas os componentes descritos acima) ou ser uma composição de um tipo de solvente em que os componentes são dissolvidos em um solvente. No caso de uma composição de um tipo de solvente, o percentual em massa de cada componente refere-se a um percentual em massa do componente em relação à massa total, como sendo 100%, de todos os componentes, excluindo o solvente contido na composição. Ou seja, o teor de cada componente na composição e o teor de cada componente no revestimento lubrificante sólido 21 são iguais entre si. Daqui em diante, a composição para formar o revestimento lubrificante sólido 21 também é mencionada simplesmente como “a composição”.

[0042] O revestimento lubrificante sólido 21 inclui um plastificante. Isto permite que o revestimento lubrificante sólido 21 exiba altas propriedades de adesão. Abaixo, cada componente será descrito em detalhes.

[0043]Aglutinante O aglutinante inclui pelo menos um selecionado do grupo constituído por uma resina de etileno vinil acetato, uma resina de poliolefina e uma cera.

[0044] A resina de etileno e etileno vinil acetato é um copolímero de etileno e acetato de vinila. A resina de etileno vinil acetato é, por exemplo, HM224 fabricado pela CEMEDINE CO., LTD. (ponto de amolecimento:0 86C).

[0045] A resina de poliolefina refere-se genericamente a polímeros que podem ser obtidos por polimerização de olefina (alceno). A resina de poliolefina é um polímero cristalino e, portanto, suas propriedades físicas variam dependendo da cristalinidade. Exemplos da resina de poliolefina incluem polietileno e polipropileno. Exemplos específicos da resina de poliolefina incluem HM712 fabricado pela CEMEDINE CO., LTD. (ponto de amolecimento: 1200C).

[0046] A cera inibe o desgaste adesivo ao reduzir a fricção no revestimento lubrificante sólido. Além disso, a cera ajusta a dureza do revestimento lubrificante sólido e aumenta a dureza do revestimento lubrificante sólido. A cera pode ser uma cera animal, uma cera vegetal, uma cera mineral ou uma cera sintética. Exemplos de cera que podem ser utilizados incluem: cera de abelha e sebo de baleia (ceras de animais); cera do Japão, cera de carnaúba, cera de candelila e cera de arroz (ceras vegetais); cera de parafina, cera microcristalina, vaselina, cera montana, ozocerita e ceresina (ceras minerais); e cera de óxido, cera de polietileno, cera Fischer-Tropsch, cera de amida e óleo de rícino endurecido (cera de castor) (ceras sintéticas). A cera é de preferência sólida a temperaturas comuns. O limite inferior do ponto de fusão da cera é de preferência não inferior a 40°C. Ao usar uma cera que é sólida a temperaturas normais, a resistência à adesão do revestimento lubrificante sólido em torno de temperaturas comuns pode ser controlada para estar dentro de um intervalo adequado.

[0047] Se a temperatura de fusão do aglutinante for muito alta, a aplicação da composição por um processo de fusão a quente torna-se difícil. Por outro lado, se a temperatura de fusão do aglutinante for muito baixa, o revestimento lubrificante sólido 21, em ambientes de alta temperatura, pode suavizar e, consequentemente, ter propriedades de adesão diminuídas. Assim, o aglutinante inclui de preferência pelo menos um selecionado do grupo constituído por uma resina de etileno vinil acetato com uma temperatura de fusão (ou temperatura de amolecimento) no intervalo de 80 a 320°C e uma resina de poliolefina com uma temperatura de fusão (ou temperatura de amolecimento) no intervalo de 80 a 320°C. Mais preferencialmente, o aglutinante inclui pelo menos um selecionado do grupo constituído por uma resina de etileno vinil acetato com uma temperatura de fusão (ou temperatura de amolecimento) no intervalo de 90 a 200°C e uma resina de poliolefina com uma temperatura de fusão (ou temperatura de amolecimento) no intervalo de 90 a 200°C.

[0048] A resina de etileno vinil acetato é de preferência uma mistura de duas ou mais resinas de etileno vinil acetato com diferentes temperaturas de fusão de modo a inibir o rápido amolecimento devido a um aumento de temperatura. Do mesmo modo, a resina de poliolefina é de preferência uma mistura de duas ou mais resinas de poliolefina com diferentes temperaturas de fusão.

[0049] O teor do aglutinante no revestimento lubrificante sólido 21 está de preferência no intervalo de 60 a 80% em massa. Quando o teor do aglutinante não é inferior a 60% em massa, o revestimento lubrificante sólido 21 exibe outras propriedades de adesão aumentadas. Quando o teor do aglutinante não é superior a 80% em massa, o revestimento lubrificante sólido 21 mantém a lubrificação de uma maneira mais favorável.

[0050]Aditivo de Lubrificante A composição inclui um aditivo de lubrificante para aumentar ainda mais a lubrificação do revestimento lubrificante sólido 21. O aditivo lubrificante refere-se genericamente a aditivos com lubrificação. Os aditivos lubrificante podem ser categorizados nos cinco tipos seguintes. O aditivo lubrificante inclui pelo menos um selecionado do grupo que consiste nos seguintes (1) a (5): (1) Aditivos lubrificantes com uma estrutura de cristal particular, tal como uma estrutura de cristal hexagonal lamelar, em que ocorre facilmente um deslizamento e que exibe, portanto, lubrificação (por exemplo, grafite, óxido de zinco e nitreto de boro); (2) Aditivos lubrificantes incluindo um elemento reativo, além de uma estrutura cristalina particular, e exibindo assim uma lubrificação (por exemplo, dissulfeto de molibdênio, dissulfeto de tungstênio, fluoreto de grafite, sulfeto de estanho e sulfeto de bismuto); (3) Aditivos lubrificantes que apresentam lubrificação devido à reatividade química (por exemplo, certos tipos de compostos de tiossulfato); (4) Aditivos lubrificantes que apresentam lubrificação devido ao comportamento plástico ou viscoplástico sob tensões de atrito (por exemplo, politetrafluoroetileno (PTFE) e poliamida); e (5) Aditivos lubrificante que estão na forma líquida ou em forma de graxa e exibem lubrificação existindo na interface entre as superfícies de contato e impedindo o contato direto superfície-superfície (por exemplo, um perfluoropoliéter (PFPE)).

[0051] Pode ser utilizado qualquer dos aditivos lubrificantes acima (1) a (5). Um dos aditivos lubrificantes acima (1) a (5) pode ser usado sozinho. Por exemplo, o aditivo lubrificante (1) pode ser usado sozinho. Dois ou mais dos aditivos lubrificantes acima (1) a (5) podem ser usados em combinação. Por exemplo, além do aditivo lubrificante (1), os aditivos lubrificantes (4) e (5) podem ser usados em combinação.

[0052] De preferência, o aditivo lubrificante inclui pelo menos um selecionado do grupo que consiste nos aditivos lubrificantes (1), (4) e (5) acima. Entre os aditivos lubrificantes (1), a grafite é preferencial do ponto de vista das propriedades de adesão e das propriedades antioxidantes do revestimento lubrificante sólido 21 ou a grafite terrosa é preferencial do ponto de vista das propriedades de formação de filme. Entre os aditivo lubrificantes (4), o politetrafluoroetileno (PTFE) é preferencial. Entre os aditivos lubrificantes (5), um aditivo fluorado é preferencial. Os aditivos fluorados melhoram a lubrificação durante o movimento deslizante. Além disso, os aditivos fluorados aumentam a dureza do revestimento lubrificante sólido 21 a temperaturas extremamente baixas. Exemplos de aditivos fluorados incluem perfluoropoliéteres líquidos (PFPE) e forma de graxa de polímeros fluorados. Exemplos de aditivos lubrificantes utilizáveis também incluem perfluoropoliéteres modificados com uma estrutura básica de um poliéter fluorado com um peso molecular no intervalo de 500 a 10000, por exemplo.

[0053] O teor do lubrificante aditivo no revestimento lubrificante sólido 21 está de preferência no intervalo de 10 a 25% em massa. Quando o teor do aditivo lubrificante não é inferior a 10% em massa, a resistência ao desgaste adesivo é reforçada. Isso aumenta o número de operações de fixação e afrouxamento de rosca que podem ser realizadas antes do aparecimento do desgaste adesivo. Por outro lado, quando o teor do aditivo de lubrificante não é superior a 25% em massa, o revestimento lubrificante sólido 21 exibe uma resistência aumentada. Como resultado, o desgaste do revestimento lubrificante sólido 21 é inibido.

[0054]Aditivo Anticorrosivo O revestimento lubrificante sólido 21 precisa ter propriedades anticorrosivas que podem ser mantidas por um longo período de tempo antes de serem realmente utilizadas. Por esta razão, a composição inclui um aditivo anticorrosivo. O aditivo anticorrosivo refere-se genericamente a aditivos com propriedades de resistência à corrosão. O aditivo anticorrosivo inclui, por exemplo, pelo menos um selecionado do grupo que consiste em tripolifosfato de alumínio, fosfito de alumínio e sílica trocada com íons de cálcio. De preferência, o aditivo anticorrosivo inclui pelo menos um selecionado do grupo que consiste em sílica trocada com íons de cálcio e fosfito de alumínio. Outros exemplos dos aditivos anticorrosivos que podem ser utilizados incluem um agente repelente de água comercialmente disponível (por exemplo, um agente repelente de água reativo).

[0055] O teor do aditivo anticorrosivo no revestimento lubrificante sólido 21 está de preferência no intervalo de 2 a 10% em massa. Quando o teor do aditivo anticorrosivo não é inferior a 2% em massa, o revestimento lubrificante sólido 21 exibe propriedades antioxidantes consistentemente altas. Por outro lado, quando o teor do aditivo anticorrosivo não é superior a 10% em massa, o revestimento lubrificante sólido 21 apresenta lubrificação consistentemente alta. Se o teor do aditivo anticorrosivo é superior a 10% em massa, o efeito anticorrosivo vai atingirá a saturação.

[0056]Plastificante O revestimento lubrificante sólido 21 inclui um plastificante. Assim, o revestimento lubrificante sólido 21 tem alta flexibilidade. Como resultado, mesmo quando a junta roscada 1 para tubos se expande termicamente em um ambiente de alta temperatura, a delaminação do revestimento lubrificante sólido 21 é inibida. Além disso, em um ambiente de temperatura extremamente baixa, o revestimento lubrificante sólido 21 apresenta uma elevada flexibilidade. Assim, em um ambiente de temperatura extremamente baixa, a delaminação do revestimento lubrificante sólido 21 devido à contração é inibida. Isto é, as propriedades de alta adesão do revestimento lubrificante sólido 21 são mantidas mesmo quando é repetidamente exposto a uma temperatura elevada (70°C) e uma temperatura extremamente baixa (-60°C). Por exemplo, mesmo quando o revestimento lubrificante sólido 21 é submetido ao atrito causado pela fixação e desprendimento do protetor, são inibidos os danos e delaminação do revestimento lubrificante sólido 21. Assim, a junta roscada 1 para tubos, incluindo o revestimento lubrificante sólido 21 formado a partir da composição, exibe excelente resistência ao desgaste adesivo, mesmo quando é repetidamente exposta a uma temperatura elevada (70°C) e uma temperatura extremamente baixa (-60°C).

[0057] Sem limitação, qualquer plastificante que é comumente usado pode ser empregado como plastificante. Por exemplo, o plastificante inclui pelo menos um selecionado do grupo constituído por um éster de ftalato, um éster de adipato, um éster trimelitíco, um éster de fosfato, um éster de citrato, um óleo vegetal epoxidado, um éster de sebacato, um éster de azelato, um éster maleico, um éster de benzoato e um poliéster de baixo peso molecular preparado por reação de um ácido carboxílico com um glicol. Exemplos do éster de ftalato incluem ftalato de dimetil (DMP), ftalato de dietil (DEP), ftalato de dibutil (DBP), ftalato de bis(2-etilhexilo) (DOP ou DEHP), ftalato de di-n-octil (DnOP), ftalato de di-isononil (DINP), ftalato de dinonil (DNP), ftalato de di-isodecil (DIDP) e ftalato de butilbenzil (BBP). Exemplos do éster adipato incluem adipato de bis(2-etil-hexil) (DOA), adipato de di-isononil (DINA), adipato de di-n-alquil (C6, C8, C10), e adipato de dialquil (C7, C9). Exemplos do éster trimelitíco incluem trimelitato de trioctil (TOTM). Exemplos do éster de fosfato incluem fosfato de tricresil (TCP). Exemplos do éster de citrato incluem o citrato de acetil-tributil (ATBC). Exemplos do óleo vegetal epoxidado incluem óleo de soja epoxidado (ESBO) e óleo de linhaça epoxidado (ELSO). Exemplos do éster de sebacato incluem sebacato de dibutil (DBS) e sebacato de bis(2-etilhexil) (DOS). Exemplos do éster de azelato incluem azelato de bis(2-etil-hexil). O plastificante pode incluir apenas um destes ou pode incluir dois ou mais destes.

[0058] De preferência, o plastificante inclui pelo menos um selecionado do grupo que consiste em adipato de bis(2-etilhexil), adipato de di-isodecil, adipato de di-isononil, sebacato de bis(2-etilhexil), fosfato de tricresil e azelato de bis(2- etilhexil). Mais preferencialmente, o plastificante inclui pelo menos um selecionado do grupo que consiste em adipato de bis(2-etilhexil) e sebacato de bis(2-etilhexil). Ainda mais preferencialmente, o plastificante é um sebacato de bis(2-etilhexil).

[0059] É preferencial que o teor do plastificante no revestimento lubrificante sólido 21 esteja no intervalo de 0,2 a 5% em massa. Quando o teor do plastificante não é inferior a 0,2% em massa, o revestimento lubrificante sólido 21 exibe consistentemente altas propriedades de adesão. Quando o teor do plastificante não é superior a 5% em massa, uma diminuição da lubrificação do revestimento lubrificante 21 é inibida e, além disso, aumenta a resistência do revestimento lubrificante sólido 21. Mesmo que o teor do plastificante seja aumentado para mais de 5% em massa, os efeitos vantajosos descritos acima alcançarão uma saturação. O limite inferior do teor do plastificante na composição (ou no revestimento lubrificante sólido 21) é mais preferencialmente 0,3% em massa e ainda mais preferencialmente 0,5% em massa. O limite superior do teor do plastificante na composição (ou no revestimento lubrificante sólido 21) é mais preferencialmente 3% em massa e ainda mais preferencialmente 2% em massa.

[0060]Outros Componentes A composição da presente modalidade pode incluir, além dos componentes descritos acima, pequenas quantidades de componentes de aditivos tais como um tensioativo, um agente corante, um antioxidante e um pó inorgânico para ajuste das propriedades de deslizamento. Exemplos do pó inorgânico incluem um pó de dióxido de titânio e um pó de óxido de bismuto. O teor dos outros componentes é, por exemplo, não superior a 5% em massa no total. A composição pode ainda incluir aditivos tais como um agente de pressão extrema e um lubrificante líquido em quantidades muito pequenas, isto é, não superior a 2% em massa.

[0061] A composição da presente modalidade pode ser preparada misturando o aglutinante, o aditivo lubrificante descrito acima, o aditivo anticorrosivo, o plastificante e outros componentes.

[0062]Revestimento Lubrificante Sólido 21 O revestimento lubrificante sólido 21 é formado aplicando a composição a pelo menos uma das superfícies de contato do pino 5 e da caixa 8 e solidificando a composição. Conforme discutido acima, o revestimento lubrificante sólido 21 inclui um plastificante. Em virtude da inclusão de um plastificante, o revestimento lubrificante sólido 21 exibe excelentes propriedades de adesão mesmo quando é repetidamente exposto a uma temperatura elevada (70°C) e uma temperatura extremamente baixa (-60°C).

[0063] Com referência à FIG. 1, na porção da extremidade do tubo onde o pino 5 e a caixa 8 devem ser fixados em conjunto antes do embarque, o revestimento lubrificante 21 pode ser formado apenas em uma das superfícies de contato do pino 5 e da caixa 8 antes da fixação. Neste caso, a aplicação da composição ao acoplamento de comprimento curto 3 é mais fácil do que o tubo de aço de comprimento longo 2. Assim, é preferencial que o revestimento lubrificante sólido 21 seja formado sobre a superfície de contato do acoplamento 3. Na porção de extremidade do tubo onde a fixação do pino 5 na caixa 8 não deve ser realizada antes do embarque, o revestimento lubrificante sólido 21 pode ser formado em ambas as superfícies de contato do pino 5 e da caixa 8 para conferir propriedades anticorrosivas, bem como lubrificação a elas. Alternativamente, o revestimento lubrificante sólido 21 pode ser formado apenas em uma das superfícies de contato do pino 5 e da caixa 8 e um revestimento sólido de proteção contra a corrosão, descritos abaixo, podem ser formados na outra superfície de contato. Em ambos os casos, resistência ao desgaste adesivo, estanqueidade do gás e propriedades anticorrosivas são transmitidas à junta roscada para tubos.

[0064] De preferência, o revestimento lubrificante sólido 21 cobre toda a superfície de contato de pelo menos um do pino 5 e da caixa 8. O revestimento lubrificante sólido 21 pode cobrir apenas uma parte da superfície de contato (por exemplo, apenas as porções de vedação de metal 10, 13).

[0065] O revestimento lubrificante sólido 21 pode ser formado de uma única camada ou camadas múltiplas. O termo “camadas múltiplas” refere-se a duas ou mais camadas do revestimento lubrificante sólido 21 depositadas em sequência sobre a superfície de contato. As duas ou mais camadas do revestimento lubrificante sólido 21 podem ser formadas repetindo a aplicação e solidificação da composição. O revestimento lubrificante sólido 21 pode ser formado diretamente sobre a superfície de contato ou pode ser formado após um tratamento de preparação de superfície descrito abaixo a ser realizado sobre a superfície de contato.

[0066] A espessura do revestimento lubrificante sólido 21 está de preferência no intervalo de 10 a 200 μm e está, mais preferencialmente, no intervalo de 25 a 100 μm. Quando a espessura do revestimento lubrificante sólido 21 não é inferior a 10 μm, a junta roscada 1 para tubos exibe um aumento de lubrificação e maior resistência ao desgaste adesivo. O revestimento lubrificante sólido 21 possui resistência à corrosão, além da lubrificação. Assim, quando a espessura do revestimento lubrificante sólido 21 não é inferior a 10 μm, a junta roscada 1 para tubos apresenta maior resistência à corrosão. Quando o revestimento lubrificante sólido 21 é formado por camadas múltiplas, a espessura do revestimento lubrificante sólido 21 é definida como a soma das espessuras de camadas depositadas do revestimento lubrificante sólido 21. Quando o revestimento lubrificante sólido 21 é um filme fino com uma espessura não superior a 25 mμ, um revestimento anticorrosivo fino sólido ou fino pode ser formado sobre ou sob o revestimento lubrificante sólido 21.

[0067] Quando um tratamento(s) de preparação de superfície descrito abaixo deve ser realizado, é preferencial que a espessura do revestimento lubrificante sólido 21 seja maior do que a rugosidade superficial do substrato. Quando a espessura do revestimento lubrificante sólido 21 é maior do que a rugosidade da superfície do substrato, o revestimento lubrificante sólido 21 pode cobrir o substrato completamente. Quando o substrato tem uma superfície rugosa, a espessura do revestimento lubrificante sólido 21 é definida como a espessura média de todo o revestimento lubrificante sólido 21, que é calculado a partir da área, massa e densidade do revestimento lubrificante sólido 21.

[0068] Especificamente, a espessura do revestimento lubrificante sólido 21 é calculada da seguinte maneira. O revestimento lubrificante sólido é aplicado a uma placa plana nas mesmas condições que as que aplicam o revestimento lubrificante sólido 21 a uma junta roscada para tubos. Entre as condições para revestir a junta roscada para tubos e a placa plana, condições como as seguintes, por exemplo, devem ser correspondidas: a distância entre o objeto a se revestido e a ponta do bocal, a pressão de pulverização, a viscosidade da composição e a velocidade de rotação do objeto a ser revestido. Para combinar as viscosidades da composição, as temperaturas do tanque, tubo e cabeçote do bocal devem ser combinadas entre a junta roscada para tubos e a placa plana. A quantidade da composição aplicada por unidade de tempo é calculada a partir da diferença entre o peso da placa plana antes da aplicação da composição e o peso da placa plana após a aplicação da composição. A composição é solidificada na placa plana para formar o revestimento lubrificante sólido 21. A espessura do revestimento lubrificante sólido 21 é medida usando um medidor de espessura. O peso do revestimento lubrificante sólido 21 é calculado a partir da diferença entre o peso da placa plana antes da aplicação da composição e do peso da placa plana após a formação do revestimento lubrificante sólido 21. A densidade do revestimento lubrificante sólido 21 é calculada a partir da espessura e do peso do revestimento lubrificante sólido 21. Em seguida, a área a ser revestida na junta roscada para tubos é calculada a partir da forma e dimensão da rosca (diâmetro interno, espessura da parede, etc.). A área a ser revestida corresponde à área da superfície roscada com recessos e projeções, supondo que seja desdobrada para uma configuração plana. A espessura média do revestimento lubrificante sólido 21 sobre a junta roscada 1 para tubos é calculada a partir do tempo de aplicação da composição na junta roscada 1 para tubos, a área a ser revestida na mesma e a densidade do revestimento lubrificante sólido 21.

[0069]Revestimento Sólido Protetor Contra Corrosão Na junta roscada para tubos descritos acima, uma das superfícies de contato do pino 5 e da caixa 8 podem incluir o revestimento lubrificante sólido 21 e a outra das superfícies de contato do pino 5 e da caixa 8 pode incluir um revestimento sólido protetor contra corrosão incluindo uma resina curável por UV. Conforme descrito acima com referência à FIG. 1, a junta roscada 1 para tubos, em alguns casos, é armazenada por um longo período de tempo antes de ser realmente usada. Nesse caso, o revestimento sólido protetor contra corrosão, se formado, aumenta a resistência à corrosão do pino 5 ou da caixa 8.

[0070] O revestimento sólido protetor contra corrosão inclui uma resina curável por UV. Isso permite que o revestimento sólido protetor contra corrosão exiba resistência suficiente para evitar danos que podem ser causados pela força aplicada no momento da fixação de um protetor. Além disso, o revestimento sólido protetor contra corrosão não se dissolve mesmo quando exposto a água condensada, associada ao ponto de condensação, durante o transporte ou armazenamento. Além disso, mesmo sob altas temperaturas, mais de 40°C, o revestimento sólido protetor contra corrosão não se amolece facilmente.

[0071] A resina curável por UV é uma composição de resina bem conhecida na técnica. A resina curável por UV não é particularmente limitada, desde que inclua monômeros, oligômeros e iniciadores de fotopolimerização e que possa ser fotopolimerizada por irradiação com luz UV para formar um revestimento curado.

[0072] Os monômeros incluem, por exemplo, ésteres de poli(di, tri ou superior) de álcoois polihídricos com ácidos (met)acrílicos e pelo menos um selecionado do grupo que consiste em vários tipos de compostos de(met)acrilato, N-vinilpirrolidona, N-vinilcaprolactama e estireno. Os oligômeros incluem, por exemplo, pelo menos um selecionado do grupo que consiste em (met)acrilatos de epóxi, (met)acrilatos de uretano, (met)acrilatos de poliéster, (met)acrilatos de poliéter e (met)acrilatos de silicone.

[0073] O iniciador de fotopolimerização é de preferência um composto com uma absorbância a um comprimento de onda de 260 a 450 nm. Exemplos do iniciador de fotopolimerização incluem pelo menos um selecionado do grupo que consiste em benzoína e seus derivados, benzofenona e seus derivados, acetofenona e seus derivados, cetona de Michler, benzil e seus derivados, monossulfeto de tetraalquiltiuram e tioxanos. De preferência, os iniciadores de fotopolimerização são tioxanos.

[0074] O revestimento sólido protetor contra corrosão pode incluir aditivos como um agente lubrificante, um agente anticorrosivo e um preenchedor. O revestimento sólido protetor contra corrosão pode incluir apenas um dos aditivos ou dois ou mais deles. Isso aumenta a resistência e a lubrificação do revestimento sólido protetor contra corrosão. Exemplos do agente lubrificante incluem sabões metálicos e resinas de politetrafluoroetileno (PTFE). O revestimento sólido protetor contra corrosão inclui um ou mais de um desses aditivos em uma relação de massa entre o aditivo e a resina curável por UV de 0,05 a 0,35: 1, por exemplo. Exemplos do agente anticorrosivo incluem tripolifosfato de alumínio e fosfito de alumínio. O revestimento sólido protetor contra corrosão inclui o agente anticorrosivo em uma relação de massa entre o agente anticorrosivo e a resina curável por UV de no máximo 0,10: 1, por exemplo. Exemplos do preenchedor incluem preenchedores fibrosos. Os preenchedores fibrosos melhoram a resistência do revestimento.

[0075] O revestimento sólido protetor contra a corrosão pode incluir um agente corante. Isso facilita a inspeção de qualidade por inspeção visual ou por processamento de imagem. Exemplos de agentes corantes incluem pigmentos, corantes e materiais fluorescentes. Esses agentes corantes não são particularmente limitados e podem ser produtos comercialmente disponíveis. O revestimento sólido protetor contra corrosão inclui o agente corante em uma relação de massa entre o agente corante e a resina curável por UV de no máximo 0,05: 1, por exemplo.

[0076] O revestimento sólido protetor contra a corrosão pode ser um revestimento de duas ou mais camadas que pode ser formado sobre a superfície de contato repetindo a aplicação da composição para formar um revestimento sólido protetor contra corrosão e irradiação com luz UV. O revestimento sólido protetor contra corrosão multicamadas aumentou ainda mais a resistência do revestimento. Como resultado, a ruptura do revestimento sólido protetor contra corrosão é inibida mesmo sob a força aplicada durante a fixação da junta roscada 1 para tubos. Consequentemente, a junta roscada 1 para tubos apresenta uma maior resistência à corrosão.

[0077] A espessura do revestimento sólido protetor contra a corrosão (espessura total no caso em que o revestimento sólido protetor contra a corrosão é formado por duas ou mais camadas de resina curável por UV) está de preferência no intervalo de 5 a 50 μm e está mais preferencialmente no intervalo de 10 a 40 μm. Quando a espessura do revestimento sólido protetor contra corrosão não for inferior a 5 μm, a junta roscada 1 para tubos exibe consistentemente alta resistência à corrosão. Quando a espessura do revestimento sólido protetor contra corrosão não for superior a 50 μm, danos ao revestimento sólido protetor contra corrosão durante a fixação do protetor são inibidos. A espessura do revestimento sólido protetor contra corrosão é, de preferência, menor do que a espessura do revestimento lubrificante sólido 21 do elemento de acoplamento. Isso resulta em lubrificação consistentemente alta do revestimento lubrificante sólido 21.

[0078]Método de Produção Daqui em diante, será descrito um método de acordo com a presente modalidade para a produção da junta roscada 1 para tubos.

[0079]Formação de Revestimento Lubrificante Sólido 21 Um método de acordo com a presente modalidade para produzir a junta roscada 1 para tubos inclui uma etapa de aplicação e uma etapa de solidificação. Na etapa de aplicação, a composição descrita acima é aplicada a pelo menos uma das superfícies de contato do pino 5 e da caixa 8. Na etapa de solidificação, a composição aplicada na superfície de contato é solidificada para formar o revestimento lubrificante sólido 21.

[0080] Em primeiro lugar, a composição é preparada. A composição de um tipo sem solvente pode ser preparada, por exemplo, aquecendo o aglutinante até um estado fundido, adicionando o aditivo lubrificante, o aditivo anticorrosivo e o plastificante, misturando-os. A composição pode ser feita de uma mistura em pó preparada misturando todos os componentes sob a forma de pó. A composição de um tipo de solvente pode ser preparada, por exemplo, dissolvendo ou dispersando o aglutinante, aditivo lubrificante, aditivo anticorrosivo e plastificante em um solvente e misturando-os.

[0081]Etapa de Aplicação Na etapa de aplicação, a composição é aplicada à superfície de contato por um método conhecido na técnica. Para a composição de um tipo sem solvente, pode ser utilizado um processo de fusão a quente para aplicar a composição. No processo de fusão a quente, a composição é aquecida para derreter o aglutinante em um estado fluido com baixa viscosidade. A composição em estado fluido pode ser pulverizada a partir de uma pistola de pulverização com funções para a manutenção da temperatura. A composição é aquecida e fundida dentro de um tanque que inclui um mecanismo de agitação adequado, é fornecida através de uma bomba de dosagem para o cabeçote de pulverização (mantida a uma temperatura predeterminada) da pistola de pulverização por um compressor e é pulverizada. As temperaturas de manutenção para o interior do tanque e o cabeçote de pulverização são ajustadas de acordo com o ponto de fusão do aglutinante na composição. Outro método de aplicação, como escovação ou imersão, pode ser utilizado no lugar do revestimento por pulverização. A temperatura à qual a composição é aquecida é de preferência superior ao ponto de fusão do aglutinante em 10 a 50°C. Antes da aplicação da composição, pelo menos uma superfície de contato, a qual a composição deve ser aplicada, do pino 5 ou da caixa 8, de preferência é aquecida a uma temperatura superior ao ponto de fusão da base. Isso possibilita a obtenção de boas propriedades de revestimento. No caso da composição de um tipo de solvente, a composição em forma de solução é aplicada na superfície de contato por revestimento por pulverização ou por outro método. Neste caso, a viscosidade da composição deve ser ajustada para que possa ser aplicada por pulverização em um ambiente a temperatura e pressão normais.

[0082]Etapa de Solidificação Na etapa de solidificação, a composição aplicada na superfície de contato é solidificada para formar o revestimento lubrificante sólido 21. No caso da composição de um tipo sem solvente, o revestimento lubrificante sólido 21 é formado por resfriamento da composição aplicada à superfície de contato para permitir que a composição em estado fundido se solidifique. O processo de resfriamento pode ser realizado por um método conhecido na técnica. Exemplos do processo de resfriamento incluem resfriamento natural e resfriamento de ar. No caso da composição de um tipo de solvente, o revestimento lubrificante sólido 21 é formado por secagem da composição aplicada à superfície de contato para permitir a solidificação da composição. O processo de secagem pode ser realizado por um método conhecido na técnica. Exemplos do processo de secagem incluem secagem natural, secagem a baixa temperatura e secagem a vácuo. Etapa de solidificação pode ser realizada por resfriamento rápido utilizando, por exemplo, um sistema de resfriamento de gás nitrogênio ou um sistema de resfriamento de dióxido de carbono. No caso em que é realizado um resfriamento rápido, o resfriamento é realizado de forma indireta na superfície oposta à superfície de contato (no caso da caixa 8, na superfície externa do tubo de aço 2 ou no acoplamento 3 e no caso do pino 5, na superfície interna do tubo de aço 2). Isso inibe a degradação do revestimento lubrificante sólido 21 que pode ser causada por um resfriamento rápido. Através das etapas descritas acima, pode ser produzida a junta roscada 1 para tubos da presente modalidade.

[0083]Formação de Revestimento Sólido Protetor Contra Corrosão Quando o revestimento sólido protetor contra corrosão deve ser formado, o método de produção inclui ainda uma etapa de aplicação da composição para formar um revestimento sólido protetor contra corrosão e uma etapa de irradiação da composição com luz UV. Na etapa de aplicação da composição para formar o revestimento sólido protetor contra corrosão, a composição para formar um revestimento sólido protetor contra corrosão é aplicada à superfície de contato sobre a qual o revestimento lubrificante sólido 21 não é formado. Na etapa de irradiar a composição com luz UV, a luz UV é direcionada para a superfície de contato à qual foi aplicada a composição para formar um revestimento sólido protetor contra corrosão, para assim formar o revestimento sólido protetor contra corrosão.

[0084] A composição para formar um revestimento sólido protetor contra corrosão pode ser preparada misturando os componentes a serem contidos no revestimento sólido protetor contra corrosão. Por exemplo, a resina curável por UV descrita acima, incluindo monômeros, oligômeros e iniciadores de fotopolimerização, um aditivo, um agente lubrificante e um agente corante são misturados. Para a mistura, pode ser utilizado um mecanismo de agitação conhecido na técnica.

[0085] O método para a aplicação da composição para formar um revestimento sólido protetor contra corrosão pode empregar um método conhecido na técnica. Exemplos do método de aplicação incluem revestimento por pulverização, escovação e imersão. Após a aplicação da composição para a formação de um revestimento sólido protetor contra corrosão, um feixe de luz (por exemplo, luz UV) é direcionado à composição aplicada para formar um revestimento sólido protetor contra corrosão. A composição para formar um revestimento sólido protetor contra corrosão é curada pela irradiação com um feixe de luz para formar o revestimento sólido protetor contra corrosão.

[0086] A irradiação de luz UV pode ser realizada usando um aparelho de irradiação UV comercialmente disponível com um comprimento de onda de saída de 220 a 450 nm. Exemplos de fontes de irradiação UV incluem lâmpadas de mercúrio de alta pressão, lâmpadas de mercúrio de pressão superalta, lâmpadas de xenônio, lâmpadas de arco de carbono, lâmpadas de haletos metálicos e luz solar. O tempo de irradiação e a intensidade de irradiação UV podem ser configurados adequadamente. O revestimento lubrificante sólido 21 ou o revestimento sólido protetor contra corrosão podem ser formados primeiro.

[0087]Tratamento de Preparação de Superfície Tipicamente, a rugosidade superficial das superfícies de contato da junta roscada 1 para tubos está no intervalo de aproximadamente 3 a 5 μm. Quando a rugosidade da superfície da superfície de contato é grande, as propriedades de adesão do revestimento (revestimento lubrificante sólido 21 ou revestimento sólido protetor contra corrosão) formadas sobre a superfície de contato aumentam. Como resultado, a junta roscada 1 para tubos apresenta resistência ao desgaste adesivo e resistência à corrosão ainda maiores. Consequentemente, é preferencial que a superfície de contato à qual a composição para formar o revestimento lubrificante sólido seja aplicada seja submetida a um tratamento de preparação de superfície. Por exemplo, o tratamento de preparação de superfície é pelo menos um selecionado do grupo que consiste em um tratamento de jateamento, um tratamento de decapagem, um tratamento de conversão química e um tratamento de revestimento de metais.

[0088]Tratamento de Jateamento O tratamento de jateamento é um tratamento em que um material explosivo (abrasivo) é misturado com ar comprimido e a mistura é impulsionada para a superfície de contato. Exemplos do material de explosivos incluem material de disparo esférico e material de grão angular. O tratamento de jateamento aumenta a rugosidade da superfície de contato. O tratamento de jateamento pode ser realizado por um método conhecido na técnica. Por exemplo, o ar é comprimido por um compressor e um material explosivo é misturado com o ar comprimido. O material explosivo pode ser feito, por exemplo, de aço inoxidável, alumínio, cerâmica ou alumina. As condições de tratamento de jateamento, tais como a velocidade de propulsão, podem ser configuradas adequadamente.

[0089]Tratamento de Decapagem O tratamento de decapagem é um tratamento em que a superfície de contato é imersa e desbastada em uma solução de um ácido forte, como ácido sulfúrico, ácido clorídrico, ácido nítrico ou ácido fluorídrico. Isso aumenta a rugosidade da superfície de contato.

[0090]Tratamento de Conversão Química O tratamento de conversão química é um tratamento no qual é formada uma camada de conversão química porosa com elevada rugosidade superficial. Exemplos do tratamento de conversão química incluem tratamentos de conversão química de fosfato, tratamento de conversão química de oxalato e tratamento de conversão química de borato. Do ponto de vista das propriedades de adesão do revestimento lubrificante sólido 21 e do revestimento sólido protetor contra corrosão, é preferencial um tratamento de conversão de fosfato químico. O tratamento de conversão química de fosfato é, por exemplo, um tratamento de conversão química de fosfato usando fosfato de manganês, fosfato de zinco, fosfato de ferro e manganês ou fosfato de zinco e cálcio.

[0091] O tratamento de conversão química de fosfato pode ser realizado por um método conhecido na técnica. A solução de tratamento pode ser uma solução ácida comum para o tratamento de conversão química de fosfato para produtos zincados. Um exemplo da solução é uma solução para o tratamento de conversão química de fosfato de zinco contendo 1 a 150 g/L de íons de fosfato, 3 a 70 g/L de íons de zinco, 1 a 100 g/L de íons de nitrato e 0 a 30 g/L de íons de níquel. São também utilizadas soluções para tratamentos de conversão química de fosfato de manganês, que são convencionalmente utilizadas para juntas roscadas para tubos 1. A temperatura da solução está no intervalo de temperatura ambiente a 100°C, por exemplo. O tempo de tratamento pode ser ajustado dependendo da espessura desejada do revestimento e, por exemplo, pode ser de 15 minutos. Para facilitar a formação do revestimento de conversão química, a modificação da superfície pode ser realizada antes do tratamento de conversão química do fosfato. A modificação de superfície refere-se ao tratamento incluindo a imersão em uma solução aquosa de modificação de superfície contendo titânio coloidal. Após o tratamento de conversão química de fosfato, é preferencial que o enxaguamento com água ou com água morna seja realizado antes da secagem.

[0092] O revestimento de conversão química é poroso. Assim, quando o revestimento lubrificante sólido 21 e o revestimento sólido protetor contra corrosão são formados nos revestimentos de conversão química, o chamado “efeito de ancoragem” é produzido e, como resultado, o revestimento lubrificante sólido 21 e o revestimento sólido protetor contra corrosão exibem propriedades de adesão aumentadas. A espessura do revestimento de fosfato está preferencialmente no intervalo de 5 a 40 μm. Quando a espessura do revestimento de fosfato não for inferior a 5 μm, é assegurada uma resistência à corrosão suficiente. Quando a espessura do revestimento de fosfato não for superior a 40 μm, o revestimento lubrificante sólido 21 e o revestimento sólido protetor contra corrosão exibem propriedades de adesão consistentemente altas.

[0093]Tratamento de Chapeamento de Metais Exemplos do tratamento de chapeamento de metal incluem tratamentos de galvanoplastia e tratamentos de impactos. Outros tratamentos de chapeamento de metais incluem, por exemplo, tratamentos de revestimento de metais compostos em que é formado um revestimento incluindo partículas sólidas dispersas em um metal.

[0094] O tratamento de galvanoplastia aumenta a resistência à corrosão e a resistência à corrosão da junta roscada 1 para tubos. Exemplos do tratamento de galvanoplastia incluem: tratamentos de aplicação de um revestimento de camada única incluindo metal de Cu, Su ou Ni ou um revestimento de camada única incluindo uma liga de Cu-Sn como divulgado na Publicação do Pedido de Patente Japonesa n° 2003-74763 (Literatura de Patente 3); tratamentos de aplicação de um revestimento de duas camadas incluindo uma camada de Cu e camada de Sn; e tratamentos de aplicação de um revestimento de três camadas incluindo uma camada de Ni, camada de Cu e camada de Sn. Para tubos de aço formados a partir de um aço com um teor de Cr igual ou superior a 5%, os tratamentos preferenciais são um tratamento de chapeamento de liga de Cu-Sn, um tratamento de chapeamento em duas camadas no qual é aplicado um chapeamento de Cu e um chapeamento de Sn, tratamento de chapeamento de três camadas em que são aplicados um chapeamento de Ni, um chapeamento de Cu e um chapeamento de Sn. Os tratamentos mais preferenciais são um tratamento de revestimento em duas camadas no qual são aplicados um chapeamento de cobre e um chapeamento de Sn, um tratamento de chapeamento de três camadas no qual é aplicado um chapeamento de Ni, um chapeamento de Cu e um chapeamento de Sn e um tratamento de chapeamento de liga de Cu-Sn-Zn.

[0095] O tratamento de galvanoplastia pode ser realizado por um método conhecido na técnica. Por exemplo, é preparado um banho de chapeamento incluindo íons dos elementos metálicos a serem contidos no revestimento de liga. Em seguida, pelo menos uma das superfícies de contato do pino 5 e da caixa 8 é imersa no banho de chapeamento. Por condução atual através da superfície de contato, o filme de revestimento de liga é formado na superfície de contato. As condições de tratamento, incluindo a temperatura do banho de chapeamento e a duração do tratamento de revestimento, podem ser ajustadas adequadamente. No caso de tratamentos de chapeamento de camada múltipla, a espessura da camada de chapeamento mais inferior é, de preferência, inferior a 1 μm. A espessura da camada de chapeamento (espessura total das camadas de chapeamento em caso de chapeamento de múltiplas camadas) está de preferência no intervalo de 5 a 15 μm.

[0096] Exemplos de tratamentos de chapeamento de impacto incluem tratamentos de chapeamento mecânico e tratamentos de chapeamento de projeção. Na presente modalidade, a aplicação de chapeamento apenas para a superfície de contato é suficiente. Por conseguinte, é preferencial empregar um tratamento de revestimento de projeção, que é capaz de aplicação local de chapeamento. Os tratamentos de projeção são realizados, por exemplo, por projeção de partículas na superfície de contato para formar o revestimento metálico. De preferência, a espessura da camada de liga formada pelo tratamento de chapeamento por impacto está de preferência no intervalo de 5 a 40 μm. Isso resulta em maior resistência à corrosão e propriedades de adesão da junta roscada 1 para tubos.

[0097]Tratamento de Cromagem Trivalente No caso em que o tratamento de galvanoplastia, particularmente um tratamento de revestimento de liga de zinco, é realizado, um tratamento de cromagem trivalente pode ser realizado após o tratamento de galvanoplastia. O tratamento de cromagem trivalente é um tratamento para a formação de um revestimento trivalente de cromato de cromo. O revestimento formado pelo tratamento de cromagem trivalente inibe a ferrugem branca que pode se formar na superfície da camada de revestimento de liga de zinco. Isso melhora a aparência do produto. (A ferrugem branca na camada de revestimento de liga de zinco não é corrosão do metal base da junta roscada para tubos. Assim, a ferrugem não afeta a resistência ao desgaste adesivo ou a resistência à corrosão da junta roscada para tubos.) Quando o revestimento lubrificante sólido é formado adicionalmente sobre o revestimento de cromato trivalente, o revestimento lubrificante sólido exibe as propriedades de adesão aumentadas. O tratamento de cromagem trivalente pode ser realizado por um método conhecido na técnica. Por exemplo, pelo menos uma das superfícies de contato do pino 5 e da caixa 8 é imersa em uma solução de cromagem ou a solução de cromagem é pulverizada sobre a superfície de contato. Posteriormente, a superfície de contato é enxaguada com água. Alternativamente, a superfície de contato é imersa na solução de cromagem e, após a condução de corrente, enxaguada com água. Alternativamente, a solução de cromagem é aplicada na superfície de contato e seca por aquecimento. As condições de tratamento para a cromagem trivalente podem ser definidas adequadamente.

[0098] No que diz respeito aos tratamentos de preparação de superfície descritos acima, apenas um dos tratamentos pode ser realizado ou uma pluralidade de tratamentos podem ser realizados em combinação. No caso em que um único tratamento de preparação de superfície deve ser realizado, é preferencial realizar pelo menos um tratamento de preparação de superfície selecionado do grupo que consiste em um tratamento de jateamento, um tratamento de decapagem, um tratamento de conversão química de fosfato e um tratamento de chapeamento de liga de zinco. Dois ou mais tratamentos de preparação de superfície podem ser realizados. Nesse caso, um tratamento de jateamento é realizado primeiro e, posteriormente, um tratamento de conversão química de fosfato é realizado, por exemplo. Alternativamente, após o tratamento de jateamento, pode ser realizado um tratamento de revestimento de liga de zinco. Alternativamente, após o tratamento de jateamento, pode ser realizado um tratamento de revestimento de liga de zinco e, além disso, pode ser realizado um tratamento de cromagem trivalente. Após estes tratamentos de preparação de superfície serem realizados, o revestimento lubrificante sólido 21 ou o revestimento sólido protetor contra corrosão são formados. Isso resulta em maiores propriedades de adesão e resistência à corrosão do revestimento lubrificante sólido 21 e do revestimento sólido protetor contra corrosão.

[0099] O pino 5 e a caixa 8 podem ser submetidos ao mesmo tratamento de preparação de superfície ou ao pino 5 e a caixa 8 podem ser submetidos a diferentes tratamentos de preparação de superfície. Como um tratamento de preparação de superfície para o revestimento lubrificante sólido 21, é preferencial um tratamento de conversão química de fosfato de manganês e, como um tratamento de preparação de superfície para o revestimento sólido protetor contra corrosão, um tratamento de conversão química de fosfato de zinco e um revestimento de zinco ou liga de zinco-ferro o tratamento que utiliza um tratamento de revestimento por impacto é preferencial.

[0100] Seja qual for o tratamento de preparação de superfície empregado no tratamento jateamento, no tratamento de decapagem e no tratamento de impactos, é preferencial que o tratamento de preparação de superfície seja realizado de modo a obter uma rugosidade superficial Rz de 5 a 40 μm. Quando a rugosidade da superfície Rz não é inferior a 5 μm, o revestimento lubrificante sólido 21 e o revestimento sólido protetor contra corrosão exibem as propriedades de adesão aumentadas. Quando a rugosidade da superfície Rz não é superior a 40 μm, o atrito é inibido e, portanto, o dano e a delaminação do revestimento lubrificante sólido 21 e do revestimento sólido protetor contra corrosão são inibidos.

EXEMPLO

[0101] Um exemplo da presente invenção será descrito abaixo. Deve-se notar que a presente invenção não está limitada ao exemplo. No exemplo, a superfície de contato do pino é mencionada como a superfície do pino e a superfície de contato da caixa é mencionada como a superfície da caixa. Salvo especificação em contrário, o percentual e partes no exemplo referem-se ao percentual em massa e partes em massa, respectivamente.

[0102]Produção de Caixa para Teste de Acoplamento e Desacoplamento de Protetor Para avaliar as propriedades de adesão do revestimento lubrificante sólido formado a partir da composição da presente modalidade, foi conduzido um teste de acoplamento e desacoplamento de protetor. Para o teste, foram utilizadas caixas da junta roscada VAM21 (marca registrada) para tubos fabricados pela NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL CORPORATION. A junta roscada para tubos tinha um diâmetro externo de 177,80 mm (7 polegadas) e uma espessura de parede de 1,151 cm (0,453 polegadas). As classes de aço da junta roscada para tubos foram aço carbono (C: 0,21%, Si: 0,25%, Mn: 1,1%, P: 0,02%, S: 0,01%, Cu: 0,04%, Ni: 0,06%, Cr: 0,17%, Mo: 0,04%, e o balanço: Fe e impurezas).

[0103] As superfícies da caixa foram submetidas a um tratamento de revestimento de liga de Cu-Sn-Zn. O tratamento de revestimento em liga de Cu- Sn-Zn foi realizado por um tratamento de galvanoplastia. O banho de revestimento utilizado foi um banho de chapeamento fabricado pela NIHON KAGAKU SANGYO CO., LTD. O tratamento de galvanoplastia foi realizado em condições, um pH de 14, uma temperatura de 45°C, uma densidade de corrente de 2A/dm2, e um tempo de tratamento de 40 minutos. A camada de revestimento de liga de Cu-Sn-Zn tinha uma composição química, Cu: cerca de 63%, Sn: cerca de 30% e Zn: cerca de 7%. A composição possuindo uma composição de componente mostrada na Tabela 1 foi aplicada na camada de revestimento de liga de Cu-Sn-Zn. A composição foi aquecida a 130°C, aplicada à superfície da caixa por pulverização e resfriada, para assim formar um revestimento lubrificante sólido na superfície da caixa. Em todos os números de teste, a espessura do revestimento lubrificante sólido formado a partir da composição foi de 50 μm.

[0104][Tabela 1]

[0105] Teste de Acoplamento e Desacoplamento de Protetor Usando as caixas, cada uma incluindo o revestimento lubrificante sólido formado a partir da composição mostrada na Tabela 1, as propriedades de adesão dos revestimentos lubrificantes sólidos foram avaliadas. FIG. 4 é um 5 diagrama que ilustra o teste de acoplamento e desacoplamento do protetor. O acoplamento e desacoplamento de um protetor 31 foram realizados na caixa 8 três vezes à temperatura ambiente (20°C). Posteriormente, o protetor 31 foi acoplado à caixa 8 à temperatura ambiente (20°C) e a caixa 8 (acoplamento 3) com o protetor 31 ligado foi mantida durante 24 horas a -40°C. Posteriormente, a 10 caixa 8 com o protetor 31 ligado foi mantida durante 24 horas a 70°C. O ciclo de resfriamento-aquecimento de 24 horas mantidas a -40°C e 24 horas mantidas a 70°C foi realizado sete vezes. Após a conclusão do ciclo de resfriamento- aquecimento, o acoplamento e desacoplamento do protetor 31 foi realizado à temperatura ambiente (20°C) uma vez. O protetor 31 foi desacoplado e o grau de 15 desgaste e delaminação do revestimento lubrificante sólido foi avaliado por inspeção visual. Os resultados são apresentados na Tabela 2.

[0106][Tabela 2]

1) Delaminação de revestimento leve: fração da área de delaminação <5% Delaminação de revestimento não severa: fração da área de delaminação 5 a 10% Delaminação de revestimento severo: fração da área de 34/42 delaminação> 10%

[0107]Resultados de Avaliação As composições dos Testes n° 1 a 8 incluíram um plastificante. Como resultado, o desgaste e a delaminação no revestimento lubrificante sólido não era superior a 10% por área, mesmo depois de exposto repetidamente às temperaturas de -40°C e 70°C. A composição de Teste n° 3 incluiu sebacato de bis(2-etilhexil) como plastificante em uma quantidade de 1% em massa. Como resultado, não se observou desgaste ou delaminação no revestimento lubrificante sólido, mesmo depois de ter sido repetidamente exposto às temperaturas de - 40°C e 70°C. A composição do Teste n° 4 incluiu adipato de bis(2-etil-hexil) como plastificante em uma quantidade de 1% em massa. Como resultado, não se observou desgaste ou delaminação no revestimento lubrificante sólido, mesmo depois de ter sido repetidamente exposto às temperaturas de -40°C e 70°C.

[0108] Por outro lado, a composição do Teste n° 9 não incluiu um plastificante. Como resultado, o desgaste e a delaminação no revestimento lubrificante sólido era superior a 10% por área depois de ter sido repetidamente exposto às temperaturas de -40°C e 70°C. Presumivelmente, isso resultou de uma diminuição nas propriedades de adesão do revestimento lubrificante sólido.

[0109]Produção de Pinos e Caixas para Teste de Avaliação de Resistência ao Desgaste Adesivo e Teste de Pulverização de Água Salgada Foi avaliada a resistência ao desgaste adesivo e a resistência à corrosão da junta roscada para tubos, incluindo o revestimento lubrificante sólido formado a partir da composição. Para a avaliação, foram utilizadas caixas da junta roscada VAM21 (marca registrada) para tubos fabricados pela NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL CORPORATION. A junta roscada para tubos tinha um diâmetro externo de 244,48 mm (9-5/8 polegadas) e uma espessura de parede de 1,199 cm (0,472 polegadas). Os grades de aço da junta roscada para tubos eram de aço carbono ou 13Cr de aço (aço Cr alto), que apresentam tendências de desgaste adesivo em relação ao aço carbono. O aço carbono tinha uma composição química, C: 0,21%, Si: 0,25%, Mn: 1,1%, P: 0,02%, S: 0,01%, Cu: 0,04%, Ni: 0,06%, Cr: 0,17%, Mo: 0,04% e o balanço: Fe e impurezas. O aço 13Cr tinha uma composição química, C: 0,19%, Si: 0,25%, Mn: 0,8%, P: 0,02%, S: 0,01%, Cu: 0,04%, Ni: 0,1%, Cr: 13,0%, Mo: 0,04% e o balanço: Fe e impurezas. Usando os graus de aço mostrados na Tabela 3, a moagem da máquina de acabamento (rugosidade superficial de 3 μm) foi realizada na superfície do pino e na superfície da caixa de cada número de teste. Posteriormente, os tratamentos de preparação de superfície mostrados na Tabela 3 foram realizados e os revestimentos lubrificantes sólidos e os revestimentos 5 sólidos protetores contra corrosão foram formados. Os revestimentos lubrificantes sólidos foram formados a partir das composições dos respectivos números de teste na Tabela 1. Na Tabela 3, a coluna “revestimento lubrificante sólido” lista as composições utilizadas para formar os revestimentos lubrificantes sólidos e as espessuras dos revestimentos lubrificantes sólidos obtidos.

[0110][Tabela 3]

[0111] Métodos específicos para a realização dos tratamentos de preparação de superfície e métodos específicos para formar os revestimentos são apresentados a seguir. 5

[0112]Teste n° 10 A superfície do pino foi imersa em uma solução para tratamento de conversão química de fosfato de zinco em 75 a 85°C durante 10 minutos para formar um revestimento de fosfato de zinco com uma espessura de 8 μm (rugosidade da superfície Rz de 8 μm). Uma composição para formar um 10 revestimento sólido protetor contra corrosão foi aplicada ao revestimento de fosfato de zinco. A composição para formar um revestimento sólido protetor de corrosão incluiu uma resina curável por UV baseada em resina acrílica, fosfito de alumínio e uma cera de polietileno na proporção de 1:0,05:0,01. A composição aplicada para formar um revestimento sólido protetor contra corrosão foi irradiada 15 com luz UV para formar um revestimento sólido protetor contra corrosão com uma espessura de 25 μm. O revestimento sólido protetor contra corrosão resultante foi transparente. As condições de irradiação de UV foram as seguintes. Lâmpada UV: lâmpada de vapor de mercúrio refrigerada a ar; Saída da lâmpada UV: 4 kW; e Comprimento de onda UV: 260 nm. A superfície da caixa foi imersa em uma solução para tratamento de conversão química de fosfato de manganês em 80 a 95°C durante 10 minutos para formar um revestimento de fosfato de manganês tendo uma espessura de 12 μm (rugosidade superficial Rz de 10 μm). Além disso, a composição do Teste n° 3 na Tabela 1 foi aquecida até 130°C, aplicado ao revestimento de fosfato de manganês por pulverização e resfriada para formar um revestimento lubrificante sólido com uma espessura de 50 μm.

[0113]Teste n° 11 A superfície do pino e a superfície da caixa foram sujeitas a um tratamento de revestimento de liga de Zn-Ni por um tratamento de galvanoplastia. O banho de chapeamento utilizado foi DAIN Zinalloy N-PL (nome comercial) fabricado pela Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. A espessura das camadas de liga de Zn-Ni foi de 8 μm. A galvanoplastia foi realizada em condições, um pH de 6,5, uma temperatura de 25°C, uma densidade de corrente de 2A/dm2, e um tempo de tratamento de 18 minutos. A camada de revestimento de liga de Zn-Ni tinha uma composição química, Zn: 85% e Ni: 15%. Além disso, apenas a superfície do pino foi submetida a um tratamento de cromagem trivalente. A solução de cromagem trivalente utilizada foi o DAIN Chromate TR-02 (nome comercial) fabricado pela Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. O tratamento de cromagem trivalente foi realizado em condições, uma temperatura de 25°C, um pH de 4,0, e um tempo de tratamento de 50 segundos. Estima-se que a espessura do revestimento de cromato trivalente foi de 0,3 μm. Além disso, apenas para a superfície da caixa, a composição do Teste n° 4 na Tabela 1 foi aplicada do mesmo modo que para a superfície da caixa do Teste n° 10 para formar um revestimento lubrificante sólido com uma espessura de 50 μm.

[0114]Teste n° 12 A superfície do pino e a superfície da caixa foram submetidas ao mesmo tratamento. A superfície do pino e a superfície da caixa foram submetidas a um tratamento de revestimento de Zn-Ni da mesma maneira que no Teste n° 11 e, além disso, foram submetidas a um tratamento de cromagem trivalente da mesma maneira que a da superfície do pino de Teste n° 11. A espessura e a composição química da camada de liga de liga de Zn-Ni foram similares às do teste n° 11. Estima-se que a espessura do revestimento de cromato trivalente também foi semelhante à espessura do Teste No. 11. Além disso, a composição do Teste n° 3 na Tabela 1 foi aplicada do mesmo modo que para a superfície da caixa do Teste No. 10 para formar um revestimento lubrificante sólido com uma espessura de 50 μm.

[0115]Teste n° 13 A superfície do pino foi submetida aos mesmos tratamentos que os da superfície do pino do Teste n° 11. A espessura e a composição química da camada de liga de liga de Zn-Ni foram similares às do teste n° 11. Estima-se que a espessura do revestimento de cromato trivalente também foi semelhante à espessura do Teste No. 11. A superfície da caixa foi submetida a um tratamento de galvanoplastia para formar uma camada de revestimento de liga de Cu-Sn-Zn com uma espessura de 8 μm na superfície da caixa. O banho de revestimento utilizado foi um banho de chapeamento fabricado pela NIHON KAGAKU SANGYO CO., LTD. O tratamento de galvanoplastia foi realizado em condições, um pH de 14, uma temperatura de 45°C, uma densidade de corrente de 2A/dm2, e um tempo de tratamento de 40 minutos. A camada de revestimento de liga de Cu-Sn- Zn tinha uma composição química, Cu: cerca de 63%, Sn: cerca de 30% e Zn: cerca de 7%. A composição do Teste n° 3 na Tabela 1 foi aplicada na camada de revestimento de liga de Cu-Sn-Zn da mesma maneira que a da superfície da caixa do Teste n° 10 para formar um revestimento lubrificante sólido com uma espessura de 50 μm.

[0116]Teste n° 14 A superfície do pino foi submetida a um tratamento de jateamento. A superfície do pino, depois de ter sido submetida ao tratamento de jateamento, teve uma rugosidade superficial Ra de 1,0 μm e uma rugosidade superficial Rz de 5,2 μm. Tal como utilizado neste documento, a rugosidade superficial Ra e a rugosidade superficial Rz referem-se à rugosidade média aritmética Ra e à rugosidade máxima Rz, respectivamente, conforme especificado em JIS B 0601: 2013. Após o tratamento de jateamento, a composição do Teste n° 3 na Tabela 1 foi aplicada na superfície da caixa do mesmo modo que a superfície da caixa do Teste n° 10 para formar um revestimento lubrificante sólido com uma espessura de 50 μm. A superfície da caixa foi submetida a um tratamento de revestimento de liga de Zn-Ni da mesma maneira que a da superfície da caixa do Teste n°. 11. A espessura e a composição química da camada de liga de liga de Zn-Ni foram similares às do teste n° 11. A composição do Teste n° 3 na Tabela 1 foi aplicada 39/42 adicionalmente à camada de revestimento de liga de Zn-Ni da mesma maneira que aquela para a superfície da caixa do Teste n° 10 para formar um revestimento lubrificante sólido com uma espessura de 50 μm.

[0117]Teste n° 15 A superfície do pino e a superfície da caixa foram submetidas aos mesmos tratamentos. A superfície do pino e a superfície da caixa foram submetidas a um tratamento de jateamento da mesma maneira que a da superfície do pino do teste n° 14. Além disso, eles foram submetidos a um tratamento de revestimento de liga de Zn-Ni da mesma maneira que para a superfície da caixa do Teste n° 11. A espessura e a composição química das camadas de liga de liga de Zn-Ni foram similares às do teste n° 11. Além disso, a composição do Teste n° 3 na Tabela 1 foi aplicada do mesmo modo que para a superfície da caixa do Teste No. 10 para formar um revestimento lubrificante sólido com uma espessura de 50 μm.

[0118]Teste n° 16 Os mesmos tratamentos que os do Teste n° 11 foram realizados, exceto que a composição usada para formar o revestimento lubrificante sólido na superfície da caixa era a composição do Teste n° 9 na Tabela 1. A espessura e a composição química das camadas de liga de liga de Zn-Ni foram similares às do teste n° 11. Estima-se que a espessura do revestimento de cromato trivalente também foi semelhante à espessura do Teste No. 11.

[0119]Teste de Avaliação de Resistência ao Desgaste Adesivo O acoplamento e desacoplamento do protetor foram realizados três vezes à temperatura ambiente (20°C) nos pinos e caixas com os revestimentos lubrificantes sólidos (especificamente os pinos dos Testes n° 12, 14 e 15 e as caixas dos Testes n° 10 a 16). Posteriormente, os protetores foram acoplados aos pinos e às caixas à temperatura ambiente (20°C), e os pinos e as caixas com os protetores foram mantidos em -40°C por 24 horas. Posteriormente, os pinos e as caixas com os protetores foram mantidos às 70°C por 24 horas. O ciclo de resfriamento-aquecimento de 24 horas mantidas em -40°C e 24 horas mantidas a 70°C foi realizado sete vezes. Após a conclusão do ciclo de resfriamento- aquecimento, o acoplamento e desacoplamento do protetor foi realizado à temperatura ambiente (20°C) uma vez.

[0120] Um teste de acoplamento repetido foi realizado nos pinos e nas caixas de todos os números de teste, incluindo os pinos e as caixas que sofreram o acoplamento e desacoplamento dos protetores. Especificamente, o acoplamento e desacoplamento de cada junta roscada para tubos foi realizada 10 vezes. A velocidade de aperto foi de 10 rpm e o torque de aperto foi de 42,8 kN-m. O acoplamento e desacoplamento da junta roscada para tubos foi 5 realizada a temperatura ambiente (20°C). Cada vez que um ciclo de acoplamento e desacoplamento de rosca é completado, a ocorrência de desgaste adesivo foi examinada por inspeção visual e por mudança de torque durante o acoplamento. Quando as falhas de desgaste adesivo foram corrigíveis e reacoplamento foi possível, a correção foi realizada e o teste foi continuado. Quando o acoplamento 10 da rosca tornou-se impossível, o teste foi encerrado. Os resultados são mostrados na Tabela 4.

[0121]Teste de Pulverização de Água Salgada Foram preparados espécimes de teste submetidos aos mesmos tratamentos que os realizados nos pinos e as caixas dos Testes n° 10 a 16. 15 Usando os espécimes, um teste de pulverização de água salgada foi conduzido de acordo com JIS Z2371:2000. No teste de pulverização de água salgada, o ciclo de refrigeração-aquecimento não foi realizado. Os resultados são mostrados na Tabela 4.

[0122][Tabela 4]

[0123]Resultados de Avaliação Com referência à Tabela 4, a junta roscada para tubos dos Testes n° 10 a 15 incluiu, em pelo menos uma das superfícies de contato do pino e da caixa, um revestimento lubrificante sólido formado a partir da composição contendo um plastificante. Como resultado, embora a junta roscada para tubos tenha sido repetidamente exposta às temperaturas de -40°C e 70°C e, além disso, foi submetida a acoplamento e desacoplamento de rosca 10 vezes, não ocorreu desgaste adesivo. Além disso, no teste de pulverização de água salgada, a formação de corrosão não foi observada na superfície do pino ou na superfície da caixa após 1000 horas.

[0124] Em contraste, o revestimento lubrificante sólido da junta roscada para tubos do Teste n° 16 era um revestimento lubrificante sólido formado a partir de uma composição que não contém um plastificante. Como resultado, depois de ter sido submetido repetidamente às temperaturas de -40°C e 70°C, ocorreu um leve desgaste adesivo na quarta operação de acoplamento e desacoplamento de rosca. Em outras operações de acoplamento e desacoplamento de rosca, ocorreu um desgaste adesivo não corrigível na sexta operação.

[0125] Na descrição anterior, a presente invenção foi descrita em conexão com uma modalidade considerada como sendo preferencial neste momento, mas a presente invenção não está limitada à modalidade descrita acima. Podem ser feitas modificações sem se afastarem das ideias técnicas da invenção que podem ser lidas a partir das reivindicações e de todo o relatório descritivo, e deve ser entendido que juntas roscadas que incorporam tais modificações também estão abrangidas no escopo técnico da presente invenção.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

[0126] A presente invenção é aplicável à junta roscada para tubos.

LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA

[0127]1: Junta roscada para tubos 4: Porção roscada macho 5: Pino 7: Porção roscada fêmea 8: Caixa 10, 13: Porção de vedação de metal 11, 12: Porção de ressalto 5 21: Revestimento lubrificante sólido

Claims

1. Composição para formar um revestimento lubrificante sólido em um junta roscada para tubos, a composição caracterizada para compreender: um aglutinante contendo pelo menos um selecionado do grupo que consiste em uma resina de etileno vinil acetato, uma resina de poliolefina e uma cera; um aditivo lubrificante; um aditivo anticorrosivo; e um plastificante compreendendo pelo menos um selecionado do grupo que consiste em adipato de bis(2-etilhexil), adipato de di-isodecil, adipato de di- isononil, sebacato de bis(2-etilhexil), fosfato de tricresil e azelato de bis(2- etilhexil).

2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o plastificante compreende pelo menos um selecionado do grupo que consiste em adipato de bis(2-etilhexil) e sebacato de bis(2-etilhexil).

3. Composição, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de um teor do plastificante estar em um intervalo de 0,2 a 5% em massa.

4. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o aditivo lubrificante compreende pelo menos um selecionado do grupo que consiste em grafite terrosa, fluoreto de grafite, perfluoropoliéter e politetrafluoroetileno, e o aditivo anticorrosivo compreende pelo menos um selecionado do grupo que consiste em sílica trocada com íons de cálcio e fosfito de alumínio.

5. Junta roscada para tubos, a junta roscada caracterizada pelo fato de que compreende um pino e uma caixa, em que cada uma compreende uma superfície de contato, a superfície de contato compreendendo uma porção roscada e uma porção de contato metálico não roscado, a junta roscada para tubos compreendendo um revestimento lubrificante sólido em pelo menos uma das superfícies de contato do pino e a caixa, o revestimento lubrificante sólido compreendendo: um aglutinante contendo pelo menos um selecionado do grupo que consiste em uma resina de etileno vinil acetato, uma resina de poliolefina e uma cera; um aditivo lubrificante; um aditivo anticorrosivo; e um plastificante compreendendo pelo menos um selecionado do grupo que consiste em adipato de bis(2-etilhexil), adipato de di-isodecil, adipato de di- isononil, sebacato de bis(2-etilhexil), fosfato de tricresil e azelato de bis(2- etilhexil).

6. Junta roscada para tubos, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o aditivo lubrificante compreende pelo menos um selecionado do grupo que consiste em grafite terrosa, fluoreto de grafite, perfluoropoliéter e politetrafluoroetileno, o aditivo anticorrosivo compreende pelo menos um selecionado do grupo que consiste em sílica trocada com íons de cálcio e fosfito de alumínio, e o plastificante compreende pelo menos um selecionado do grupo que consiste em adipato de bis(2-etilhexil) e sebacato de bis(2-etilhexil).

7. Junta roscada para tubos, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizada pelo fato de que o revestimento lubrificante sólido compreende o aglutinante em uma quantidade de 60 a 80% em massa, o aditivo lubrificante em uma quantidade de 10 a 25% em massa, o aditivo anticorrosivo em uma quantidade de 2 a 10% em massa, e o plastificante em uma quantidade de 0,2 a 5% em massa.

8. Junta roscada para tubos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizada pelo fato de que uma das superfícies de contato do pino e da caixa compreende o revestimento lubrificante sólido e a outra das superfícies de contato do pino e da caixa compreender um revestimento sólido protetor contra corrosão que compreende uma resina curável por UV.

9. Junta roscada para tubos, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que uma espessura do revestimento sólido protetor contra corrosão estar no intervalo de 5 a 50 μm.

10. Junta roscada para tubos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 9, caracterizada pelo fato de que uma espessura do revestimento lubrificante sólido está no intervalo de 10 a 200 μm.

11. Método para produzir uma junta roscada para tubos, a junta roscada caracterizada pelo fato de que compreende um pino e uma caixa, em que cada uma compreende uma superfície de contato, a superfície de contato compreendendo uma porção roscada e uma porção de contato metálico não roscado, o método compreendendo: aplicar a composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4 a pelo menos uma das superfícies de contato do pino e da caixa; e solidificar a composição aplicada à superfície de contato para formar um revestimento lubrificante sólido.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, para produzir a junta roscada para tubos, o método caracterizado por compreender: aplicar a composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4 a uma das superfícies de contato do pino e da caixa; solidificar a composição aplicada à superfície de contato para formar um revestimento lubrificante sólido; aplicar uma composição para formar um revestimento sólido protetor contra corrosão para a outra das superfícies de contato do pino e da caixa, a composição para formar o sólido protetor contra corrosão que compreende uma resina curável por UV; e irradiando, com luz UV, a superfície de contato que possui a composição para formar o revestimento sólido protetor contra corrosão aplicada, para formar o revestimento sólido protetor contra corrosão.

13. Método, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, para produzir a junta roscada para tubos, método caracterizado por compreender ainda: sujeitar a superfície de contato à qual a composição para formar o revestimento de lubrificante sólido deve ser aplicada a um tratamento de preparação de superfície antes da aplicação da composição, sendo o tratamento de preparação de superfície pelo menos um selecionado do grupo que consiste em um tratamento de jateamento, um tratamento de decapagem, um tratamento de conversão de fosfato químico e um tratamento de revestimento de liga de zinco.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, para produzir a junta roscada para tubos, caracterizado pelo fato de que o tratamento de preparação de superfície compreende o tratamento de revestimento de liga de zinco, e o método compreende ainda um tratamento de cromagem trivalente que é realizado subsequente ao tratamento de revestimento de liga de zinco e antes da aplicação da composição para formar o revestimento lubrificante sólido, sendo realizado o tratamento de cromagem trivalente em pelo menos uma das superfícies de contato do pino e a caixa, pelo menos uma superfície de contato tendo sido submetida ao tratamento de revestimento de liga de zinco.