BR112019024131A2

BR112019024131A2 - Conexão roscada para canos ou tubos e método de produção da conexão roscada para canos ou tubos

Info

Publication number: BR112019024131A2
Application number: BR112019024131-0A
Authority: BR
Inventors: Goto Kunio
Original assignee: Nippon Steel Corporation; Vallourec Oil And Gas France
Priority date: 2017-05-22
Filing date: 2018-04-24
Publication date: 2020-06-02
Also published as: AR111947A1; EP3633253C0; EP3633253B1; EP3633253A4; JP6893978B2; CA3064359C; JPWO2018216416A1; CN110651148B; EA037192B1; UA126074C2; PL3633253T3; EP3633253A1; US11435014B2; CA3064359A1; EA201992767A1; WO2018216416A1; BR112019024131B1; US20200166163A1; AU2018271457A1; AU2018271457B2

Abstract

a presente invenção fornece uma conexão roscada para canos ou tubos com alto desempenho de torque excessivo e um método para produzir a conexão roscada para canos ou tubos. a conexão roscada (1) para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade inclui um pino (5) e uma caixa (8). o pino (5) e a caixa (8) incluem uma superfície de contato (6), (9) incluindo uma parte roscada (4), (7) e uma parte de contato metálica. a conexão roscada (1) para canos ou tubos inclui uma camada de revestimento de lubrificante sólido (21) em pelo menos uma das superfícies de contato (6), (9) do pino (5) e da caixa (8), a camada de revestimento de lubrificante sólido (21) incluindo uma resina, um pó lubrificante sólido e cr2o3.

Description

CONEXÃO ROSCADA PARA CANOS OU TUBOS E MÉTODO DE PRODUÇÃO DA CONEXÃO ROSCADA PARA CANOS OU TUBOS

CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente invenção refere-se a uma conexão roscada para canos ou tubos e a um método para produzir a conexão roscada para canos ou tubos, e mais particularmente a uma conexão roscada para produtos tubulares petrolíferos e a um método para produzir a conexão roscada para produtos tubulares petrolíferos. 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 apertando a conexão roscada para canos ou tubos formados nas extremidades dos dois tubos de aço. Os tubos de poços de petróleo são levantados e afrouxados para inspeção e afins, e depois reapertados após serem inspecionados e reutilizados.

[0003] A conexão roscada para canos ou tubos inclui um pino e uma caixa. O pino inclui uma parte roscada macho e uma parte de contato metálica não rosqueada formada na superfície periférica externa na extremidade do tubo. A caixa inclui uma parte roscada fêmea e uma parte de contato metálica não roscada formada na superfície periférica interna na extremidade do tubo. As partes roscadas e as partes de contato de metal não roscadas do pino e da caixa sofrem repetidamente forte atrito durante o aperto e o afrouxamento dos tubos. Se essas partes não forem suficientemente resistentes ao atrito, ocorrerá desgaste adesivo (corrosão incorrigível) durante o aperto e o afrouxamento repetidos. Assim, é necessário que a conexão roscada para canos ou tubos tenha resistência suficiente ao atrito, ou seja, excelente resistência ao desgaste 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 conexão roscada para canos ou tubos pode melhorar a resistência ao desgaste

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2/48 adesivo da conexão roscada para canos ou tubos. No entanto, os metais pesados contidos em graxas compostas, como Pb, Zn e Cu, podem afetar o meio ambiente. Por esse motivo, é desejável a aplicação prática de uma conexão roscada sem graxa para canos ou tubos.

[0005] A Publicação de Pedido Internacional N° 2014/042144 (Literatura Patentária 1) propõe uma conexão roscada para canos ou tubos que não inclui um lubrificante composto, mas possui excelente resistência ao desgaste adesivo.

[0006] Uma composição para formação de camada de revestimento de lubrificante sólido descrita na Literatura Patentária 1 é uma composição que contém, em um solvente misto incluindo água e um solvente aprótico dipolar, uma resina orgânica em pó que é pelo menos parcialmente solúvel no solvente aprótico dipolar. Na composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido da Literatura Patentária 1, a resina orgânica em pó está presente em um estado dissolvido ou em um estado disperso no solvente misto. De acordo com a Literatura Patentária 1, essa configuração possibilita, sem o uso de um lubrificante composto, inibir a formação de ferrugem e ter excelente resistência ao desgaste adesivo.

LISTA DE CITAÇÕES

LITERATURA PATENTÁRIA

[0007] Literatura Patentária 1: Publicação de Pedido Internacional n° WO2014/042144

SUMÁRIO DO MODELO DE UTILIDADE

PROBLEMA TÉCNICO

[0008] Nesse sentido, as partes roscadas e as partes de contato de metal não roscadas do pino e da caixa incluem partes de vedação de metal e partes de ressalto. Durante a fixação de uma conexão roscada para canos, as partes de ressalto do pino e da caixa entram em contato umas com as outras. O torque que surge naquele momento é chamado de “torque de ombro”. Durante o aperto de uma conexão roscada para canos ou tubos, depois que o torque de ressalto é atingido, o aperto continua até a sua conclusão. Dessa forma, a estanqueidade do gás da

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3/48 conexão roscada para canos ou tubos é aprimorada. Se o aperto prosseguir, o metal que constitui pelo menos um dos pinos e a caixa começam a sofrer uma deformação plástica. O torque nesse momento é chamado de “torque de escoamento”.

[0009] O torque quando o aperto é concluído (doravante mencionado como torque de aperto) é ajustado para que seja obtida uma pressão interfacial da vedação suficiente, independentemente do tamanho da quantidade de interferência da rosca. Se houver uma diferença suficiente entre o torque de ressalto e o torque de escoamento (abaixo, essa diferença é chamada de “torque na resistência do ressalto ΔΤ'”), o intervalo do torque de aperto aumenta. Em consequência disto, o torque de aperto é ajustado facilmente. Portanto, é necessário que, além da resistência de atrito mencionada acima, uma conexão roscada para canos também tenha um alto torque na resistência de ressalto ΔΤ', ou seja, alto desempenho com excesso de torque.

[0010] Na Literatura Patentáha 1, visto que o torque na resistência de ressalto ΔΤ’ não é levado em consideração, o desempenho do torque excessivo é baixo em alguns casos.

[0011] Um objetivo da presente invenção é fornecer uma conexão roscada para canos ou tubos com alto desempenho de torque excessivo e um método para produzir a conexão roscada para canos ou tubos.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

[0012] A conexão roscada para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade é uma conexão roscada que é para canos ou tubos e que inclui um pino e uma caixa. O pino e a caixa incluem cada uma superfície de contato que inclui uma parte roscada e uma parte de contato metálico não roscada. A conexão roscada para canos ou tubos inclui uma camada de revestimento de lubrificante sólido em pelo menos uma das superfícies de contato do pino e a caixa. A camada de revestimento de lubrificante sólido supracitada contém uma resina, um pó lubrificante sólido e CrzOs.

[0013] Um método de acordo com a presente modalidade para produzir a

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4/48 conexão roscada para tubos inclui formar a camada de revestimento de lubrificante sólido supracitada em pelo menos uma das superfícies de contato do pino supracitado e da caixa supracitada.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[0014] A conexão roscada para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade inclui uma camada de revestimento de lubrificante sólido. A camada de revestimento de lubrificante sólido contém Cr20s. Portanto, a conexão roscada para canos de acordo com a presente modalidade apresenta alto desempenho de torque excedente.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0015] [FIG. 1] A FIG. 1 é um gráfico que ilustra a relação entre o número de voltas de uma conexão roscada para canos ou tubos e o torque.

[FIG. 2] A FIG. 2 é um gráfico que ilustra a relação entre o teor de Cr20s em uma camada de revestimento de lubrificante sólido e desempenho de torque excessivo.

[FIG. 3] A FIG. 3 é um gráfico que ilustra a relação entre o teor de Cr20s em uma camada de revestimento de lubrificante sólido e resistência ao desgaste adesivo.

[FIG. 4] A FIG. 4 é um diagrama que ilustra uma configuração de uma conexão roscada para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade.

[FIG. 5] A FIG. 5 é uma vista em corte transversal de uma conexão roscada para canos ou tubos.

[FIG. 6] A FIG. 6 é uma vista em corte transversal de uma superfície de contato da conexão roscada para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade.

[FIG. 7] A FIG. 7 é um gráfico para descrever o torque na resistência de ressalto ΔΤ’ em um exemplo.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES

[0016] A presente modalidade será descrita em detalhes abaixo com referência aos desenhos. Os mesmos símbolos de referência serão usados em

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5/48 todos os desenhos para se referir às mesmas peças ou similares, e sua descrição não será repetida.

[0017] Os presentes inventores conduziram vários estudos a respeito da relação entre uma conexão roscada para canos ou tubos, desempenho de torque excessivo e resistência ao desgaste adesivo. Como resultado, os presentes inventores obtiveram os seguintes resultados.

[0018] [Desempenho de torque excessivo]

Durante o aperto de tubos de aço entre si, o torque ideal para finalizar o aperto é determinado previamente. A FIG. 1 é um gráfico que ilustra a relação entre o número de voltas de tubos de aço e o torque durante a fixação de conexões roscadas para canos ou tubos que têm uma parte de ressalto. Referindo-se à FIG. 1, o aperto das conexões roscadas para canos ou tubos aumenta inicialmente o torque em proporção ao número de voltas. A taxa de aumento do torque nesse momento é baixa. À medida que o aperto continua, as partes de ressalto entram em contato umas com as outras. O torque nesse momento é chamado de torque de ressalto. Após o torque de ressalto ser atingido, quando o aperto continua, o torque aumenta novamente em proporção ao número de voltas. A taxa de aumento do torque nesse momento é alta. O aperto é concluído em um momento no qual o torque atinge um valor numérico predeterminado (torque de aperto). Se o torque durante o aperto atingir o torque de aperto, as partes da vedação de metal interferem uma com a outra com uma pressão interfacial apropriada. Neste caso, a estanqueidade do gás das conexões roscadas para canos ou tubos é aprimorada.

[0019] Se o aperto continuar mais depois que o torque de aperto for atingido, o torque se tornará muito alto. Se o torque se tornar muito alto, uma parte do pino e da caixa sofrerá uma deformação plástica. O torque nesse momento é chamado de “torque de escoamento”. Quando o torque na resistência de ressalto ΔΤ', que é a diferença entre o torque de ressalto e o torque de escoamento, é grande, uma margem pode ser fornecida com relação ao intervalo do torque de aperto. Em consequência disto, é fácil ajustar o torque de aperto. Portanto, um valor mais alto para o torque na resistência de ressalto ΔΤ’ é preferencial. Na presente descrição,

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6/48 o termo desempenho de torque excessivo é alto significa que o torque na resistência de ressalto ΔΤ’ é alto.

[0020] Para aumentar o torque na resistência de ressalto ΔΤ', é eficaz diminuir o torque de ressalto ou aumentar o torque de escoamento. Considera-se que as partículas duras, se contidas em uma camada de revestimento de lubrificante sólido, aumentarão o torque de escoamento em um momento de alta pressão interfacial. Quando o torque aumenta, o torque na resistência de ressalto ΔΤ’ aumenta.

[0021] No entanto, em consequência de investigações e estudos realizados pelos presentes inventores, os presentes inventores descobriram que, embora as partículas duras estivessem simplesmente contidas em uma camada de revestimento de lubrificante sólido, um alto torque na resistência de ressalto ΔΤ’ não foi obtido. Por exemplo, embora CaF2 seja uma partícula dura, como mostrado em um exemplo descrito posteriormente, não foi possível obter um alto torque na resistência de ressalto ΔΤ’ ao usar CaF2.

[0022] Portanto, os presentes inventores conduziram estudos adicionais de vários tipos e descobriram que um alto torque na resistência de ressalto ΔΤ’ é obtido contendo Cr20s em uma camada de revestimento de lubrificante sólido.

[0023] A FIG. 2 é um gráfico que ilustra a relação entre o teor de Cr20s em uma camada de revestimento de lubrificante sólido e desempenho de torque excessivo. A FIG. 2 foi obtido por meio de um exemplo que é descrito posteriormente. A abcissa na FIG. 2 representa o teor de Cr20s na camada de revestimento de lubrificante sólido. A ordenada na FIG. 2 representa o desempenho do torque excessivo. Observe que o desempenho de torque excessivo foi determinado como um valor relativo em relação ao torque na resistência de ressalto ΔΤ’ do Teste N° 1, onde é usado um lubrificante de acordo com os padrões API (American Petroleum Institute), em vez de uma camada de revestimento de lubrificante sólido como referência (100). O símbolo do círculo branco O” na FIG. 2 denota o desempenho de torque excessivo para um exemplo em que uma camada de revestimento de lubrificante sólido foi formada. O símbolo do triângulo

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7/48 branco “Δ” na FIG. 2 denota o desempenho de torque excessivo quando o lubrificante de acordo com os padrões API foi usado em vez de uma camada de revestimento de lubrificante sólido.

[0024] Com base na FIG. 2, é mostrado que quando a camada de revestimento de lubrificante sólido contém Cr20s, o desempenho de torque excessivo é superior a 100. Em outras palavras, quando Cr20s está contido, é obtido um alto desempenho de torque excessivo.

[0025] [Resistência ao Desgaste Adesivo]

Os presentes inventores descobriram ainda que, ajustando o teor de Cr2O3 na camada de revestimento de lubrificante sólido, a resistência ao desgaste adesivo também aumenta, e não apenas ao desempenho de torque excessivo.

[0026] A FIG. 3 é um gráfico que ilustra a relação entre o teor de Cr20s em uma camada de revestimento de lubrificante sólido e resistência ao desgaste adesivo. A FIG. 3 foi obtido por meio de um exemplo descrito posteriormente. A abcissa na FIG. 3 representa o teor de Cr20s na camada de revestimento de lubrificante sólido. A ordenada na FIG. 3 representa o número de vezes que o aperto foi concluído sem a ocorrência de atrito.

[0027] A FIG. 3 mostra que, quando o teor de Cr20s é de 1,0 a 20,0% em massa, o número de vezes que o aperto pode ser realizado sem a ocorrência de atrito é superior a 10 vezes. Em outras palavras, quando o teor de Cr20s é de 1,0 a 20,0% em massa, é obtida alta resistência ao atrito.

[0028] Uma conexão roscada para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade concluída com base nos resultados acima tem as seguintes características. A conexão roscada para canos ou tubos inclui um pino e uma caixa. O pino e a caixa incluem, cada um, uma superfície de contato tendo uma parte roscada e uma parte de contato metálica não roscada. A conexão roscada para canos ou tubos inclui uma camada de revestimento de lubrificante sólido em pelo menos uma das superfícies de contato do pino e a caixa. A camada de revestimento de lubrificante sólido contém uma resina, um pó lubrificante sólido e Cr20s.

[0029] A conexão roscada para tubos da presente modalidade contém CtoOs

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8/48 na camada de revestimento de lubrificante sólido. Portanto, a conexão roscada para canos ou tubos tem alto desempenho de torque excessivo.

[0030] Na camada de revestimento de lubrificante sólido supracitada, o teor de Cr20s é de preferência de 1,0 a 20,0% em massa.

[0031] Quando o teor de Cr20s na camada de revestimento de lubrificante sólido é de 1,0 a 20,0% em massa, a resistência ao desgaste adesivo da camada de revestimento de lubrificante sólido aumenta.

[0032] A camada de revestimento de lubrificante sólido supracitada pode conter Cr20s de 1,0 a 20,0% em massa, a resina de 50,0 a 90,0% em massa e o pó lubrificante sólido de 5,0 a 30,0% em massa.

[0033] De preferência, a resina supracitada é um ou mais tipos selecionados de um grupo que consiste em resina epóxi, resina fenol, resina furana, resina poliamida-imida, resina poliamida, resina poli-imida e resina de poliéter éter cetona.

[0034] Nesse caso, o desempenho de torque excessivo e a resistência ao desgaste adesivo da camada de revestimento de lubrificante sólido aumentam ainda mais.

[0035] A resina supracitada pode ser um ou mais tipos selecionados de um grupo que consiste em resina epóxi, resina fenol, resina poliamida-imida e resina poliamida.

[0036] De preferência, o pó lubrificante sólido supracitado é um ou mais tipos selecionados de um grupo que consiste em grafite, óxido de zinco, nitreto de boro, talco, dissulfeto de molibdênio, dissulfeto de tungstênio, fluoreto de grafite, sulfeto de estanho, sulfeto de bismuto, molibdênio orgânico, um composto de tiossulfato, politetrafluoretileno e cianurato de melamina.

[0037] De preferência, o pó lubrificante sólido supracitado é um ou mais tipos selecionados de um grupo que consiste em grafite e politetrafluoretileno.

[0038] Nesse caso, o desempenho de torque excessivo e a resistência ao desgaste adesivo da camada de revestimento de lubrificante sólido aumentam ainda mais.

[0039] Um método de acordo com a presente modalidade para produzir a

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9/48 conexão roscada para tubos inclui uma etapa de aplicação e uma etapa de solidificação. Na etapa de aplicação, uma composição contendo uma resina, um pó lubrificante sólido e CrzOs é aplicada em pelo menos uma das superfícies de contato do pino e da caixa. Na etapa de solidificação, a composição que foi aplicada à superfície de contato é solidificada para formar uma camada de revestimento de lubrificante sólido.

[0040] O método de produção supracitado pode incluir ainda, antes da etapa de aplicação, uma etapa de formação da camada de revestimento de liga de Zn. Na etapa de formação da camada de revestimento de liga de Zn, uma camada de revestimento de liga de Zn é formada por galvanoplastia em pelo menos uma das superfícies de contato do pino e da caixa.

[0041] O método de produção supracitado pode incluir ainda, antes da etapa de formação da camada de revestimento de liga de Zn, uma etapa de formação de rugosidade da superfície. Na etapa de formação da rugosidade da superfície, a rugosidade da superfície é formada em pelo menos uma das superfícies de contato do pino e da caixa.

[0042] A seguir, a conexão roscada para canos ou tubos e um método para produzir a conexão roscada para canos ou tubos da presente modalidade serão descritos em detalhes.

[0043] Conexão roscada para canos ou tubos

A conexão roscada para canos ou tubos inclui um pino e uma caixa.

A FIG. 4 é um diagrama que ilustra uma configuração da conexão roscada para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade. A conexão roscada 1 para canos ou tubos inclui um tubo de aço 2 e um acoplamento 3. O pino 5 é formado em cada extremidade do tubo de aço 2 e o pino 5 inclui uma parte roscada macho 4 na sua superfície externa. A caixa 8 é formada em cada extremidade do acoplamento 3 e a caixa 8 inclui uma parte 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

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10/48 elemento de acoplamento podem ter um protetor (não ilustrado) ligado ao mesmo para proteger suas partes roscadas.

[0044] Uma conexão roscada típica 1 para canos ou tubos é do tipo de acoplamento como o ilustrado na FIG. 4, que inclui o tubo de aço 2 e o acoplamento 3. Também é conhecida uma conexão roscada para tubos do tipo integral, em que uma extremidade de um tubo de aço 2 está na forma de um pino 5 e a outra extremidade está na forma de uma caixa 8 sem acoplamento 3 usada. A conexão roscada 1 para canos ou tubos da presente modalidade pode ser empregada como uma conexão roscada do tipo acoplamento ou como uma conexão roscada do tipo integral.

[0045] O pino 5 e a caixa 8 incluem cada uma superfície de contato que inclui uma parte roscada e uma parte de contato metálica não roscada. A FIG. 5 é uma vista em corte transversal de uma conexão roscada 1 para canos ou tubos. O pino 5 inclui a parte roscada macho 4 e a parte de contato metálico não roscada. A parte de contato de metal não roscada do pino 5 é formada na extremidade da ponta do pino 5 e inclui uma parte de vedação de metal 10 e uma parte de ressalto 11. A caixa 8 inclui a parte roscada fêmea 7 e a parte de contato metálica. A parte de contato de metal não roscada da caixa 8 é formada na extremidade da ponta da caixa 8 e inclui uma parte de vedação de metal 13 e uma parte de ressalto 12. A parte na qual o pino 5 e a caixa 8 entram em contato um com o outro quando são presos juntos é chamada de superfície de contato 6, 9. Especificamente, quando o pino 5 e a caixa 8 foram fixados um ao outro, as duas partes de ressalto (partes de ressalto 11 e 12) entram em contato umas com as outras e, assim, as duas partes de vedação de metal (partes de vedação de metal 10 e 13) e as duas partes roscadas (parte roscada macho 4 e parte roscada fêmea 7). Ou seja, na FIG. 5, a superfície de contato 6 no lado do pino 5 inclui a parte de ressalto 11, a parte de vedação de metal 10 e a parte roscada 4. A superfície de contato 9 no lado da caixa 8 inclui a parte de ressalto 12, a parte de vedação metálica 13 e a parte roscada 7. Na FIG. 5, o pino 5 inclui as estruturas respectivas da parte de ressalto 11, a parte de vedação de metal 10 e a parte roscada macho 4 nessa ordem a partir da

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11/48 extremidade da ponta do tubo de aço 2. Além disso, a caixa 8 inclui as respectivas estruturas da parte roscada fêmea 7, a parte de vedação metálica 13 e a parte de ressalto 12 nessa ordem a partir da extremidade da ponta do tubo de aço 2 ou do acoplamento 3. No entanto, o arranjo das partes de ressalto 11 e 12, as partes de vedação de metal 10 e 13 e as partes roscadas 4 e 7 não estão limitadas ao arranjo ilustrado na FIG. 5. O arranjo das respectivas estruturas é ajustado adequadamente.

[0046] [Camada de revestimento de lubrificante sólido 21

Na conexão roscada 1 para canos ou tubos, pelo menos um dos pinos 5 e caixa 8 inclui uma camada de revestimento de lubrificante sólido em sua superfície de contato 6, 9. A FIG. 6 é uma vista em corte transversal de uma superfície de contato 6, 9 da conexão roscada 1 para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade. Uma camada de revestimento lubrificante sólido 21 é formada pela aplicação de uma composição para formar a camada de revestimento lubrificante sólido 21 a, pelo menos, uma das superfícies de contato 6 e 9 do pino 5 e da caixa 8 e solidificar a composição.

[0047] A camada de revestimento de lubrificante sólido 21 contém uma resina, um pó lubrificante sólido e Cr2O3. Portanto, a composição para formar a camada de revestimento de lubrificante sólido 21 também contém uma resina, um pó lubrificante sólido e Cr2O3. 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 na camada de revestimento de lubrificante sólido 21 são iguais entre si. Os componentes excluindo o solvente na composição e os componentes na camada de revestimento de lubrificante sólido 21 são os mesmos. Daqui em diante, a composição para

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12/48 formar a camada de revestimento de lubrificante sólido 21 também é mencionada simplesmente como “a composição”.

[0048] Abaixo, cada componente será descrito em detalhes.

[0049] Resina

A resina atua como um aglutinante. Qualquer resina conhecida na técnica pode ser selecionada como a resina.

[0050] A resina, por exemplo, é um tipo ou dois tipos selecionados do grupo que consiste em uma resina termoendurecível e uma resina termoplástica. A resina termoendurecível, por exemplo, é um ou mais tipos selecionados do grupo que consiste em resina epóxi, resina fenol, resina furana e resina poli-imida. A resina termoplástica, por exemplo, é um ou mais tipos selecionados do grupo que consiste em resina de poliam ida-im ida, resina de poliam ida e resina de poliéter-éter-cetona.

[0051] De preferência, a resina é um ou mais tipos selecionados do grupo que consiste em resina epóxi, resina fenol, resina furana, resina poliamida-imida, resina poliamida, resina poli-imida e resina poliéter-éter-cetona. Essas resinas têm dureza apropriada. Portanto, a resistência ao desgaste, resistência ao desgaste adesivo e desempenho de torque excessivo da camada de revestimento de lubrificante sólido 21 aumentam ainda mais.

[0052] Mais preferencialmente, a resina é um ou mais tipos selecionados do grupo que consiste em resina epóxi, resina fenol, resina furano, resina poliamidaimida e resina poliamida.

[0053] Particularmente e preferencialmente, a resina é um ou mais tipos selecionados do grupo que consiste em resina epóxi, resina de poliamida-imida e resina de poliamida.

[0054] Uma resina epóxi é uma resina termoendurecível. Quando um tratamento termoendurecível é realizado, uma resina epóxi forma uma rede reticulada por meio de grupos epóxido que permanecem dentro dos polímeros. Por este recurso, a resina epóxi é endurecida.

[0055] Uma resina de poliamida-imida é uma resina termoplástica.

[0056] Uma resina de poliamida é uma resina termoplástica. Uma resina de

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13/48 poliamida é um polímero formado por um grande número de monômeros que são ligados por ligações amidas.

[0057] O teor da resina na camada de revestimento de lubrificante sólido 21 é de preferência de 50,0 a 90,0% em massa. Se o teor do aglutinante for de 60,0% em massa ou mais, as propriedades de adesão da camada de revestimento de lubrificante sólido 21 serão melhoradas. Por conseguinte, um limite mais baixo do teor da resina na camada de revestimento de lubrificante sólido 21 é mais preferencialmente 60,0% em massa, ainda mais preferencialmente é 64,0% em massa e ainda mais preferencialmente é 70,0% em massa. O limite superior do teor da resina na camada de revestimento de lubrificante sólido 21 é mais preferencialmente 85,0% em massa, ainda mais preferencialmente é 80,0% em massa e ainda mais preferencialmente é 75,0% em massa.

[0058] Pó de Lubrificante Sólido

A camada de revestimento de lubrificante sólido 21 contém um pó lubrificante sólido, a fim de aumentar ainda mais a lubrificação da camada de revestimento de lubrificante sólido 21. Um pó lubrificante sólido é um pó sólido que possui lubrificação. Um pó que é conhecido na técnica pode ser usado como o pó lubrificante sólido.

[0059] Um agente lubrificante pode ser classificado, por exemplo, nos cinco tipos a seguir. O pó lubrificante sólido inclui pelo menos um selecionado do grupo que consiste nos seguintes (1) a (4):

(1) Pós lubrificantes sólidos com uma estrutura cristalina específica, tal como uma estrutura cristalina hexagonal lamelar, na qual ocorre um deslizamento facilmente e que exibe lubrificação (por exemplo, grafite, óxido de zinco, nitreto de boro e talco);

(2) pós lubrificantes sólidos, incluindo um elemento reativo além de uma estrutura cristalina específica e exibindo, desse modo, lubrificação (por exemplo, dissulfeto de molibdênio, dissulfeto de tungstênio, fluoreto de grafite, sulfeto de estanho, sulfeto de bismuto e organomolibdênio);

(3) pós de lubrificantes sólidos exibindo lubrificação devido à

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14/48 reatividade química (por exemplo, compostos de tiossulfato);

(4) Pós de lubrificantes sólidos exibindo lubrificação devido ao comportamento plástico ou viscoplástico sob tensões de atrito (por exemplo, politetrafluoretileno (PTFE) e cianurato de melamina (MCA)); e (5) Agentes lubrificantes 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)).

[0060] Qualquer um dos pós lubrificantes sólidos supracitados (1) a (4) pode ser usado. Um dos pós lubrificantes sólidos supracitados (1) a (4) pode ser usado sozinho. Por exemplo, o pó lubrificante sólido (1) pode ser usado sozinho. Dois ou mais dos pós lubrificantes sólidos supracitados (1) a (4) podem ser usados em combinação. Por exemplo, além do pó lubrificante sólido (1), o pó lubrificante sólido (4) pode ser usado em combinação. Ou seja, de preferência o pó lubrificante sólido é um ou mais tipos selecionados do grupo que consiste em grafite, óxido de zinco, nitreto de boro, talco, dissulfeto de molibdênio, dissulfeto de tungstênio, fluoreto de grafite, sulfeto de estanho, sulfeto de bismuto, molibdênio orgânico, um composto de tiossulfato, politetrafluoretileno (PTFE) e cianurato de melamina (MCA).

[0061] De preferência, o pó lubrificante sólido contém um tipo ou mais selecionado do grupo que consiste nos supracitados (1) e (4). Entre os pós lubrificantes sólidos (1), a grafite é preferencial do ponto de vista das propriedades de adesão e as propriedades antiferrugem da camada de revestimento de lubrificante sólido 21 ou a grafite terrosa é preferencial do ponto de vista das propriedades de formação de filme. Entre o pó lubrificante sólido (4), é preferencial o politetrafluoretileno (PTFE).

[0062] Mais preferencialmente, o pó lubrificante sólido é politetrafluoretileno (PTFE).

[0063] O teor do pó lubrificante sólido na camada de revestimento de lubrificante sólido 21 está de preferência em um intervalo de 5,0 a 30,0% em massa. Quando o teor do pó lubrificante sólido não é inferior a 5,0% em massa, a

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15/48 resistência ao desgaste adesivo é ainda mais aprimorada. Isso aumenta o número de operações de aperto e afrouxamento que podem ser executadas antes que ocorra o desgaste adesivo. O limite inferior do teor do pó lubrificante sólido é mais preferencialmente 10,0% em massa, e ainda preferencialmente é 15,0% em massa. Por outro lado, se o teor do pó lubrificante sólido não for superior a 30,0% em massa, a resistência da camada de revestimento de lubrificante sólido 21 aumenta ainda mais. Como resultado, o desgaste da camada de revestimento de lubrificante sólido 21 é inibido. O limite superior do teor do pó lubrificante sólido é mais preferencialmente 28,0% em massa, ainda mais preferencialmente é 25,0% em massa e ainda mais preferencialmente é 20,0% em massa.

[0064] Cr₂O₃

Cr₂O₃ também é mencionado como óxido de cromo (III). Cr₂Os é um composto inorgânico. O peso da fórmula de Cr₂Os é 151,99. Cr₂Os é obtido por decomposição térmica de dicromato de amônio (bicromato de amônio). Cr₂Os torna-se um cristal verde-escuro com brilho metálico por sublimação e purificação. Cr₂Os é muito estável e é mais duro que o quartzo. Cr₂Os não possui toxicidade e não é perigoso.

[0065] Como descrito acima, se a camada de revestimento de lubrificante sólido 21 contiver Cr₂Os, o desempenho de torque excessivo aumenta. Além disso, se o teor de Cr₂0s é de 1,0 a 20,0% em massa, a resistência ao desgaste adesivo também aumenta.

[0066] O teor de Cr₂O₃ na camada de revestimento de lubrificante sólido 21 é de preferência de 1,0 a 20,0% em massa. Se o teor de Cr₂Os é de 1,0% em massa ou mais, é obtido um desempenho de torque excessivo suficiente e a resistência ao atrito também aumenta. Se o teor de Cr₂Os não é superior a 20,0% em massa, um declínio na resistência e um aumento no atrito da camada de revestimento de lubrificante sólido 21 são suprimidos e a resistência ao desgaste adesivo aumenta. O limite inferior do teor de Cr₂Os é de preferência 1,0% em massa, mais preferencialmente é 5,0% em massa, ainda mais preferencialmente é 7,0% em massa e ainda mais preferencialmente é 10,0% em massa. O limite superior do teor

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16/48 de CP2O3 é de preferência 20,0% em massa, mais preferencialmente é 18,0% em massa, ainda mais preferencialmente é 16,0% em massa e ainda mais preferencialmente é 15,0% em massa.

[0067] Cr2Os, por exemplo, é uma partícula verde escura. Um tamanho de partícula preferencial de C/2O3 é 45 pm ou menos. Do ponto de vista da dispersibilidade uniforme, um tamanho de partícula de 10 pm ou menos é mais preferencial. O tamanho de partícula é o valor médio aritmético de uma distribuição efetiva de tamanho de partícula obtida por medição de distribuição de tamanho de partícula realizada por um método de difração e espalhamento a laser (usando a série SALD fabricada pela Shimadzu Corporation). Um limite inferior preferencial do tamanho de partículas de Cr20s é, por exemplo, 1 pm.

[0068] O Cr20s é, por exemplo, óxido de cromo (III) fabricado pela Wako Pure Chemical Industries, Ltd.

[0069] Outros Componentes

A camada de revestimento de lubrificante sólido 21 também pode conter um aditivo antiferrugem e um agente antisséptico ou semelhante que são conhecidos na técnica.

[0070] Aditivo Anticorrosivo

A camada de revestimento de lubrificante sólido 21 precisa ter propriedades anticorrosivas que podem ser mantidas por um longo período de tempo antes de serem realmente utilizadas. Por esse motivo, a camada de revestimento de lubrificante sólido 21 pode incluir um aditivo antiferrugem. 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 silica trocada com íons de cálcio. De preferência, o aditivo anticorrosivo inclui pelo menos um selecionado do grupo que consiste em silica trocada com íons de cálcio e fosfito de alumínio. Outros exemplos de aditivos antiferrugem que podem ser empregados incluem um agente repelente à água reativo disponível no mercado.

[0071] O teor do aditivo anticorrosivo na camada de revestimento de

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17/48 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, a camada de revestimento de lubrificante sólido 21 exibe ainda propriedades antioxidantes consistentemente altas. Por outro lado, quando o teor do aditivo anticorrosivo não é superior a 10% em massa, a camada de revestimento de 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.

[0072] Agente antisséptico

A camada de revestimento de lubrificante sólido 21 pode ainda conter um agente antisséptico. O agente antisséptico também se refere genericamente a aditivos com propriedades de resistência à corrosão.

[0073] Espessura da Camada de Revestimento de Lubrificante Sólido

A espessura da camada de revestimento de lubrificante sólido 21 é de preferência de 10 a 40 pm. Quando a espessura da camada de revestimento de lubrificante sólido 21 é 10 pm ou mais, uma alta lubrificação pode ser obtida de forma estável. Por outro lado, quando a espessura da camada de revestimento de lubrificante sólido 21 não for superior a 40 pm, as propriedades de adesão da camada de revestimento de lubrificante sólido 21 são estáveis. Além disso, quando a espessura da camada de revestimento de lubrificante sólido 21 não for superior a 40 pm, como a tolerância da rosca (folga) das superfícies deslizantes aumenta, a pressão interfacial durante o deslizamento diminui. Portanto, o torque de aperto pode ser inibido de se tornar excessivamente alto. Por conseguinte, a espessura da camada de revestimento de lubrificante sólido 21 é preferencialmente de 10 a 40 pm.

[0074] A espessura da camada de revestimento de lubrificante sólido 21 é medida pelo seguinte método. A espessura da camada de revestimento de lubrificante sólido 21 é medida em quatro locais nas superfícies de contato 6 e 9 nas quais a camada de revestimento de lubrificante sólido 21 é formada, usando um medidor de espessura de revestimento do tipo fase de corrente de Foucault PHASCOPE PMP910 fabricado pela Helmut Fischer GmbH. A medição é realizada

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18/48 por um método em conformidade com a norma ISO (International Organization for Standardization) 21968 (2005). Os locais de medição são quatro locais (quatro locais em 0°90°, 180° e 270°) na direção circunferencial do tubo da conexão roscada 1 para canos ou tubos. A média aritmética dos resultados da medição é tomada como a espessura da camada de revestimento de lubrificante sólido 21.

[0075] A camada de revestimento de lubrificante sólido 21 pode ser formada por uma única camada ou várias camadas. O termo “camadas múltiplas” refere-se a duas ou mais camadas da camada de revestimento lubrificante sólido 21 depositadas em sequência sobre a superfície de contato. As duas ou mais camadas da camada de revestimento lubrificante sólido 21 podem ser formadas repetindo a aplicação e solidificação da composição. A camada de 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.

[0076] Metal Base de Conexão Roscada para canos ou tubos

A composição do metal base da conexão roscada 1 para canos ou tubos não é particularmente limitada. Exemplos do metal base incluem aços carbono, aços inoxidáveis e ligas de aço. Entre os aços de liga, os aços de alta liga, como os aços inoxidáveis duplex que contêm elementos de liga como Cr, Ni e Mo e uma liga de Ni, têm alta resistência à corrosão. Portanto, ao usar esses aços de alta liga como metal base, é obtida excelente resistência à corrosão em um ambiente corrosivo que contém sulfeto de hidrogênio ou dióxido de carbono ou similares.

[0077] Método de Produção

A seguir, será descrito um método de acordo com a presente modalidade para produzir a conexão roscada 1 para canos ou tubos.

[0078] Um método para produzir a conexão roscada 1 para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade inclui uma etapa de formação de camada de revestimento de lubrificante sólido. Na etapa de formação da camada de revestimento de lubrificante sólido, a camada de revestimento de lubrificante sólido

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19/48 é formada em pelo menos uma das superfícies de contato do pino 5 e da caixa 8.

[0079] Etapa de formação da camada de revestimento de lubrificante sólido A etapa de formação da camada de revestimento de lubrificante sólido inclui uma etapa de aplicação e uma etapa de solidificação. Na etapa de aplicação, uma composição para formação de camada de revestimento de lubrificante sólido (também chamada simplesmente de composição) é aplicada a pelo menos uma das superfícies de contato do pino 5 e da caixa 8. Na etapa de solidificação, a composição que foi aplicada à superfície de contato é solidificada para formar a camada de revestimento de lubrificante sólido 21.

[0080] Em primeiro lugar, a composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido é preparada. A composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido contém uma resina, um pó lubrificante sólido e Cr20s. A composição de um tipo sem solvente pode ser preparada, por exemplo, aquecendo a resina para um estado fundido, adicionando o pó lubrificante sólido e Cr20s e misturando-os. A composição pode ser feita de uma mistura em pó preparada misturando todos os componentes sob a forma de Pó.

[0081] A composição de um tipo de solvente pode ser preparada, por exemplo, dissolvendo ou dispersando a resina, pó lubrificante sólido e Cr20s em um solvente e misturando-os. Exemplos do solvente incluem água, vários tipos de álcool e solventes orgânicos. A proporção do solvente não é particularmente limitada. A proporção do solvente pode ser ajustada para uma viscosidade apropriada de acordo com o método de aplicação. A proporção do solvente é, por exemplo, 30 a 50% em massa ao considerar o total de todos os componentes que não o solvente como 100% em massa.

[0082] Etapa de Aplicação

Na etapa de aplicação, a composição é aplicada à superfície de contato 6, 9 por um método conhecido na técnica.

[0083] Para a composição de um tipo sem solvente, pode ser utilizado um

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20/48 processo de fusão a quente para aplicar a composição. No processo de fusão a quente, a composição é aquecida para derreter a resina 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 da resina 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 da resina em 10 a 50°C. Antes da aplicação da composição, pelo menos uma superfície de contato 6, 9, 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 resina. Isso possibilita a obtenção de boas propriedades de revestimento.

[0084] 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.

[0085] Etapa de Solidificação

Na etapa de solidificação, a composição aplicada na superfície de contato é solidificada para formar a camada de revestimento de lubrificante sólido 21.

[0086] No caso da composição de um tipo sem solvente, a camada de revestimento de lubrificante sólido 21 é formada por resfriamento da composição aplicada à superfície de contato 6, 9 para permitir que a composição em um estado fundido se solidifique. O processo de resfriamento pode ser realizado por um

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21/48 método conhecido na técnica. Exemplos do processo de resfriamento incluem resfriamento natural e resfriamento de ar.

[0087] 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 6, 9 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.

[0088] 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 6, 9 (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 da camada de revestimento de lubrificante sólido 21 que pode ser causada por um resfriamento rápido.

[0089] De preferência, a camada de revestimento de lubrificante sólido 21 cobre todas as pelo menos uma das superfícies de contato 6 e 9 do pino 5 e a caixa 8. A camada de revestimento de lubrificante sólido 21 pode cobrir apenas parte das superfícies de contato 6 e 9 (por exemplo, apenas as partes de vedação de metal 10 e 13).

[0090] O método para produzir a conexão roscada 1 para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade também pode incluir uma etapa de formação da camada de revestimento de liga de Zn antes da etapa de formação da camada de revestimento de lubrificante sólido. A etapa de formação da camada de revestimento de liga de Zn é realizada antes da etapa de formação da camada de revestimento de lubrificante sólido, ou seja, antes da etapa de aplicação supracitada. Na etapa de formação da camada de revestimento de liga de Zn, uma camada de revestimento de liga de Zn é formada por galvanoplastia em pelo menos uma das superfícies de contato do pino 5 e da caixa 8.

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[0091] Etapa de formação da camada de revestimento de liga de Zn

Na etapa de formação da camada de revestimento de liga de Zn, uma camada de revestimento de liga de Zn é formada por galvanoplastia em pelo menos uma das superfícies de contato do pino 5 e da caixa 8.

[0092] Alternativamente, na etapa de formação da camada de revestimento de liga de Zn, uma camada de revestimento de liga de Zn é formada por galvanoplastia em pelo menos uma das superfícies de contato do pino 5 e na caixa 8 ou na rugosidade da superfície formada nas superfícies de contato.

[0093] Ao executar a etapa de formação da camada de revestimento de liga de Zn, a resistência ao desgaste adesivo e a corrosão da conexão roscada 1 para canos ou tubos são aumentadas. Exemplos da etapa de formação da camada de revestimento de liga de Zn incluem tratamentos de aplicação de uma única camada de revestimento usando metal Zn, tratamentos de aplicação de um revestimento de duas camadas, incluindo uma camada de Zn e camada de Ni, e tratamentos de aplicação de um revestimento de três camadas, incluindo uma camada de Zn, camada de Cu e camada de Sn. Para o tubo de aço 2 formado a partir de um aço com um teor de Cr de 5% ou mais, os tratamentos preferenciais são um tratamento de revestimento de liga de Zn-Co, um tratamento de revestimento de liga de CuSn-Zn e um tratamento de revestimento de liga de Zn-Ni.

[0094] O tratamento de galvanoplastia pode ser realizado por um método conhecido na técnica. Por exemplo, é preparado um banho de revestimento incluindo íons dos elementos metálicos a serem contidos na camada de revestimento de liga de Zn. Em seguida, pelo menos uma das superfícies de contato 6 e 9 do pino 5 e a caixa 8 são imersas no banho de revestimento. Por condução de corrente através da superfície de contato 6 e/ou 9, uma camada de revestimento de liga de Zn é formada na superfície de contato. As condições de tratamento, incluindo a temperatura do banho de revestimento e a duração do tratamento de revestimento, podem ser ajustadas adequadamente.

[0095] Mais especificamente, por exemplo, no caso de formar uma camada de revestimento de liga de Cu-Sn-Zn, o banho de revestimento contém íons de

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23/48 cobre, ions de estanho e ions de zinco. A composição do banho de revestimento é preferencialmente Cu: 1 a 50 g/L, Sn: 1 a 50 g/L e Zn: 1 a 50 g/L. As condições de galvanoplastia são, por exemplo, um banho de pH de 1 a 10, uma temperatura de banho de 60°C, uma densidade de corrente de 1 a 100 A/dm² e um tempo de tratamento de 0,1 a 30 minutos.

[0096] No caso de formar uma camada de revestimento de liga de Zn-Ni, o banho de revestimento contém íons de zinco e íons de níquel. A composição do banho de revestimento é preferencialmente Zn: 1 a 100 g/L e Ni: 1 a 50 g/L. As condições de galvanoplastia são, por exemplo, um banho de pH de 1 a 10, uma temperatura de banho de 60°C, uma densidade de corrente de 1 a 100 A/dm² e um tempo de tratamento de 0,1 a 30 minutos.

[0097] A dureza da camada de revestimento de liga de Zn é preferencialmente uma dureza micro-Vickers de 300 ou mais. Se a dureza da camada de revestimento de liga de Zn for 300 ou mais, a conexão roscada 1 para canos ou tubos exibirá consistentemente alta resistência à corrosão.

[0098] A dureza da camada de revestimento de liga de Zn pode ser medida da seguinte maneira. Cinco regiões arbitrárias são selecionadas na camada de revestimento de liga de Zn da conexão roscada obtida 1 para canos ou tubos. A dureza Vickers (HV) em cada uma das regiões selecionadas é medida de acordo com JIS Z 2244 (2009). As condições de teste são uma temperatura de teste da temperatura normal (25°C) e uma força de teste de 2,94 N (300 gf). A média dos valores obtidos (de um total de 5 locais) é definida como a dureza da camada de revestimento de liga de Zn.

[0099] No caso de tratamentos de revestimento de camada múltipla, a espessura da camada de revestimento mais inferior é, de preferência, inferior a 1 pm. A espessura da camada de revestimento (espessura total das camadas de revestimento em caso de revestimento de múltiplas camadas) está de preferência no intervalo de 5 a 15 pm.

[0100] A espessura da camada de revestimento de liga de Zn é medida pelo seguinte método. Uma sonda de um instrumento de medição de espessura de filme

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24/48 do tipo fase de corrente de Foucault, em conformidade com a norma ISO (International Organization for Standardization) 21968 (2005), entra em contato com a superfície de contato na qual a camada de revestimento de liga de Zn é formada. É medida uma diferença de fase entre um campo magnético de alta frequência no lado de entrada da sonda e uma corrente de Foucault na camada de revestimento de liga de Zn-Ni que foi excitada pelo campo magnético de alta frequência. A diferença de fase é convertida em uma espessura da camada de revestimento de liga Zn.

[0101] O método para produzir a conexão roscada 1 para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade pode ainda incluir, antes da etapa de formação da camada de revestimento de liga Zn, uma etapa de formação de rugosidade da superfície para formar rugosidade da superfície em pelo menos uma das superfícies de contato do pino 5 e da caixa 8.

[0102] Etapa de formação da rugosidade da superfície

Na etapa de formação da rugosidade da superfície, a rugosidade da superfície é formada em pelo menos uma das superfícies de contato do pino 5 e da caixa 8. A rugosidade da superfície possui, de preferência, uma rugosidade média aritmética Ra de 1 a 8μΓη e uma rugosidade máxima de altura Rz de 10 a 40 μητ Quando a rugosidade média aritmética Ra não for menor que 1 μιτι e a rugosidade máxima da altura Rz não for inferior a 10 μπι, a camada de revestimento de lubrificante sólido 21 exibe propriedades de adesão aprimoradas adicionais. Quando a rugosidade média aritmética Ra não for maior que 8 μπι e a rugosidade máxima da altura Rz não for superior a 40 μπι, o atrito é inibido e, portanto, o dano e a delaminação da camada de revestimento de lubrificante sólido 21 são inibidos. [0103] A rugosidade máxima da altura Rz e a rugosidade média aritmética Ra mencionadas na presente descrição são medidas com base em JIS B 0601 (2013). A rugosidade máxima da altura Rz e a rugosidade média aritmética Ra são medidas usando um microscópio de varredura (SPI 3800N, fabricado pela Sll NanoTechnology Inc.). As condições de medição são o número de pontos de dados adquiridos de 1024 x 1024 em regiões de amostra de 2 μιτι x 2 μΓη como uma

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25/48 unidade de dados adquiridos. O comprimento da amostra é de 2,5 mm. Quanto maior a rugosidade máxima da altura Rz, maior será o aumento da área de contato com a camada de revestimento de lubrificante sólido 21. Portanto, as propriedades de adesão em relação à camada de revestimento de lubrificante sólido 21 aumentam por um efeito de ancoragem. Quando as propriedades de adesão da camada de revestimento de lubrificante sólido 21 aumentam, a conexão roscada 1 para canos ou tubos exibe maior resistência ao desgaste adesivo.

[0104] Normalmente, a rugosidade máxima da altura Rz em relação à rugosidade da superfície das superfícies de contato 6 e 9 da conexão roscada 1 para canos ou tubos está no intervalo de aproximadamente 3 a 5 pm. Quando a rugosidade da superfície das superfícies de contato 6 e 9 é moderadamente grande, as propriedades de adesão do revestimento (camada de revestimento de lubrificante sólido 21 ou camada de revestimento de liga de Zn) formada na superfície de contato relevante aumentam. Em consequência disto, a conexão roscada 1 para canos ou tubos exibe uma resistência ainda maior ao atrito e à corrosão. Por conseguinte, é preferencial que as superfícies de contato 6 e 9 sejam submetidas a uma etapa de formação de rugosidade da superfície antes que a composição para formar a camada de revestimento de lubrificante sólido 21 supracitada seja aplicada a ela. Por exemplo, a etapa de formação da rugosidade da superfície é pelo menos um tratamento selecionado do grupo que consiste em um tratamento de jateamento de areia, um tratamento de decapagem e um tratamento de conversão química.

[0105] 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 6, 9. 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 6, 9. 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

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26/48 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.

[0106] Tratamento de Decapagem

O tratamento de decapagem é um tratamento em que a superfície de contato 6, 9 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 6, 9.

[0107] 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 da camada de revestimento de lubrificante sólido 21, é preferencial um tratamento de conversão química de fosfato. 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.

[0108] 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. Soluções para tratamentos de conversão química de fosfato de manganês, que são convencionalmente usadas para a conexão roscada 1 para canos, também podem ser utilizadas. 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

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27/48 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.

[0109] O revestimento de conversão química é poroso. Assim, quando a camada de revestimento de lubrificante sólido 21 é formada sobre os revestimentos de conversão química, é produzido o chamado efeito de ancoragem e, como resultado, a camada de revestimento de lubrificante sólido 21 exibe propriedades de adesão ainda maiores. A espessura do revestimento de fosfato está preferencialmente no intervalo de 5 a 40 pm. Quando a espessura do revestimento de fosfato não for inferior a 5 pm, é assegurada uma resistência à corrosão suficiente. Quando a espessura do revestimento de fosfato não for maior do que 40 pm, a camada de revestimento de lubrificante sólido 21 exibe consistentemente elevadas propriedades de adesão.

[0110] Na etapa de formação da rugosidade da superfície, apenas um dos tratamentos pode ser realizado ou uma pluralidade de tratamentos pode ser realizada em combinação. No caso em que um único tratamento deve ser realizado, é preferencial realizar pelo menos um tratamento selecionado do grupo que consiste em um tratamento de jateamento de areia, um tratamento de decapagem e um tratamento de conversão química de fosfato. Dois ou mais tratamentos podem ser realizados na etapa de formação da rugosidade da superfície. Nesse caso, um tratamento de jateamento é realizado primeiro e, posteriormente, um tratamento de conversão química de fosfato é realizado, por exemplo. A camada de revestimento de lubrificante sólido 21 é formada após a execução da etapa de formação da rugosidade da superfície. Isso resulta em propriedades de adesão ainda maiores da camada de revestimento de lubrificante sólido 21.

[0111] Tratamento de Cromato Trivalente

No caso de realizar o tratamento de revestimento de liga de Zn

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28/48 supracitado, um tratamento de cromatografia trivalente pode ser realizado em um momento que é após a etapa de formação da camada de revestimento de liga de Zn e antes da etapa de formação da camada de revestimento de lubrificante sólido. O tratamento de cromato trivalente é um tratamento para a formação de um revestimento trivalente de cromato de cromo. O revestimento formado pelo tratamento de cromato trivalente inibe a ferrugem branca que pode se formar na superfície da camada de revestimento de liga de Zn. Isso melhora a aparência do produto. (A ferrugem branca na camada de revestimento de liga de Zn não é ferrugem do metal base da conexão roscada 1 para canos ou tubos. Assim, a ferrugem não afeta a resistência ao desgaste adesivo ou a corrosão da conexão roscada 1 para canos ou tubos.) Quando a camada de revestimento de lubrificante sólido 21 é formada no revestimento de cromato trivalente, a camada de revestimento de lubrificante sólido 21 exibe propriedades de adesão ainda maiores.

[0112] O tratamento de cromato trivalente pode ser realizado por um método conhecido na técnica. Por exemplo, pelo menos uma das superfícies de contato 6, 9 do pino 5 e a caixa 8 são imersas em uma solução de cromato ou a solução de cromato é pulverizada na superfície de contato 6, 9. Posteriormente, a superfície de contato 6, 9 é enxaguada com água. Alternativamente, a superfície de contato 6, 9 é imersa na solução de cromato e, após a condução de corrente, enxaguada com água. Altemativamente, a solução de cromato é aplicada na superfície de contato 6, 9 e seca por aquecimento. As condições de tratamento para o cromato trivalente podem ser definidas adequadamente.

[0113] A espessura do revestimento de cromato trivalente pode ser medida pelo mesmo método que o método usado para medir a camada de revestimento de lubrificante sólido 21.

[0114] No método para produzir a conexão roscada 1 para canos ou tubos da presente modalidade, sujeitando pelo menos uma das superfícies de contato 6 e 9 do pino 5 e a caixa 8 à etapa de formação da camada de revestimento de lubrificante sólido é suficiente. Em outras palavras, em relação à etapa de formação da camada de revestimento de liga de Zn, a etapa de formação da rugosidade da

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29/48 superfície e ao tratamento de cromato trivalente, os tratamentos realizados para o pino 5 e a caixa 8 podem ser os mesmos ou os tratamentos realizados para o pino 5 e a caixa 8 podem ser diferentes.

EXEMPLO

[0115] 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. A menos que especificado de outra forma, o percentual no exemplo significa percentual em massa.

[0116] No presente exemplo, foi utilizado o VAM21 (marca registrada) fabricado pela NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL CORPORATION. VAM21 (marca registrada) é uma conexão roscada para canos ou tubos com um diâmetro externo de 177,80 mm (7 polegadas) e uma espessura de parede de 11,506 mm (0,453 polegadas). A classe de aço era aço 13Cr. O aço 13Cr tinha uma composição, C: 0,19%, Si: 0,25%, Mn: 0,8% P: 0,02%, S: 0,01%, Cu: 0,04%, Ni: 0,10%, Cr: 13,0%, Mo: 0,04% e o balanço: Fe e impurezas.

[0117] Um processo de jateamento foi realizado na superfície do pino e na superfície da caixa dos números de teste, conforme mostrado na Tabela 1 e Tabela 2. Um processo de jateamento de areia (grão abrasivo de malha 100) foi realizado como o processo de jateamento e a rugosidade da superfície foi formada. A rugosidade média aritmética Ra e a rugosidade máxima da altura Rz para cada número de teste foram mostradas na Tabela 1 e na Tabela 2. A rugosidade média aritmética Ra e a rugosidade máxima da altura Rz foram medidas com base no JIS B 0601 (2013). A medição da rugosidade média aritmética Ra e a rugosidade máxima da altura Rz foram realizadas usando um microscópio de varredura (SPI 3800N, fabricado pela Sil NanoTechnology Inc.). As condições de medição foram o número de pontos de dados adquiridos de 1024 x 1024 em regiões de amostra de 2 pm x 2 pm como uma unidade de dados adquiridos.

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[0118] [Tabela 1]

TABELA 1

N° do teste		Formação de rugosidade da superfície	Camada de revestimento de liga de Zn (Espessura)	Camada de revestimento de lubrificante sólido (apenas os principais componentes listados) (Espessura)	Outra camada de revestimento (Espessura)
1	Superfície de Pino	Nenhum Ra: 0,3 pm Rz: 5,5 pm	-	Resina epóxi + 20,2% de partículas de PTFE + 5,1% de partículas de Cr20s (25 pm)	-
Superfície de Caixa	Nenhum Ra: 0,3 pm Rz: 5,2 pm	-	Resina epóxi + 20,2% de partículas de PTFE + 5,1 % de partículas de Cr20s (25 pm)	-
2	Superfície de Pino	Nenhum Ra: 0,3 pm Rz: 5,6 pm	-	Resina epóxi + 20,2% de partículas de PTFE + 7,1 % de partículas de Cr20s (28 pm)	-

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	Superfície de Caixa	Nenhum Ra: 0,3 pm Rz: 5,1 pm	-	Resina epóxi + 20,2% de partículas de PTFE + 7,0% de partículas de Cr20s (26 pm)	-
3	Superfície de Pino	Nenhum Ra: 0,3 pm Rz: 5,9 pm	-	Resina epóxi + 19,9% de partículas de PTFE + 15,5% de partículas de Cr20s (28 pm)	-
Superfície de Caixa	Nenhum Ra: 0,3 pm Rz: 5,6 pm	-	Resina epóxi + 19,9% de partículas de PTFE + 15,5% de partículas de Cr20s (30 pm)	-
4	Superfície de Pino	Jateamento de areia Ra: 1.6 pm Rz: 20,0 pm	Camada de revestimento de liga de Zn-Ni (8 μπΌ	-	Cromato (trivalente) (0,3 pm)

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	Superfície de Caixa	Nenhum Ra: 0,3 pm Rz: 5,8 pm	-	Resina epóxi + 10,3% de partículas de PTFE + 19,2% de partículas de Cr20s (25 pm)	-
5	Superfície de Pino	Jateamento de areia Ra: 1.6 pm Rz: 20,0 pm	Camada de revestimento de liga de Zn-Ni (8 úm)	-	Cromato (trivalente) (0,3 pm)
Superfície de Caixa	Jateamento de areia Ra: 1.5 pm Rz: 19,0 pm	Camada de revestimento de liga de Zn-Ni (8 pm)	Resina poliamida-imida + 15,3% de partículas de PTFE + 16,7% de partículas de Cr20s (31 pm)	-

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[0119] [Tabela 2]

TABELA2

N° do teste		Superfície rugosidade formação	Camada de revestimento de liga de Zn (Espessura)	Camada de revestimento de lubrificante sólido (apenas os principais componentes listados) (Espessura)	Outra camada de revestimento (Espessura)
6	Superfície de Pino	Nenhum Ra: 0,3 pm Rz: 5,8 pm	Camada de revestimento de liga de Zn-Ni (8 úm)	-	Cromato (trivalente) (0,3 pm)
Superfície de Caixa	Jateamento de areia Ra: 2.0 pm Rz: 24,0 pm	Camada de revestimento de liga de Zn-Ni (8 pm)	Resina fenol + 20,0% de partículas de PTFE + 10,0% de partículas de Cr20s (26 pm)	-
7	Superfície de Pino	Nenhum Ra: 0,3 pm Rz: 5,8 pm	Camada de revestimento de liga de Zn-Ni (8 pm)	-	Cromato (trivalente) (0,3 pm)

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	Superfície de Caixa	Jateamento de areia Ra: 2.0 pm Rz: 24,0 pm	Camada de Revestimento de Liga de Cu-Sn-Zn (10pm)	Poliamida-imida + 5% de partículas de grafite + 8% de partículas de Cr20s (30 pm)	-
8	Superfície de Pino	Nenhum Ra: 0,3 pm Rz: 5,8 pm	Camada de revestimento de liga de Zn-Ni (8 úm)	-	Cromato (thvalente) (0,3 pm)
Superfície de Caixa	Jateamento de areia Ra: 2.0 pm Rz: 24,0 pm	Camada de revestimento de liga de Zn-Ni (8 pm)	Resina epóxi + 10,3% de partículas de PTFE (25 pm)	-
9	Superfície de Pino	Nenhum Ra: 0,3 pm Rz: 5,8 pm	Camada de revestimento de liga de Zn-Ni (8 pm)	-	Cromato (thvalente) (0,3 pm)
Superfície de Caixa	Nenhum Ra: 0,3 pm Rz: 5,8 pm	Camada de revestimento de liga de Zn-Ni (8 pm)	Resina epóxi + 10,4% de partículas de PTFE + 25,0% de partículas de Cr20s (25 pm)	-

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10	Superfície de Pino	Nenhum Ra: 0,3 pm Rz: 5,6 pm	-	Resina epóxi + 20,1% de partículas de PTFE + 6,9% de partículas de CaFz (28 pm)	-
Superfície de Caixa	Nenhum Ra: 0,3 pm Rz: 5,1 pm	-	Resina epóxi + 20,1% de partículas de PTFE + 6,9% de partículas de CaFz (26 pm)	-
11	Superfície de Pino	Nenhum Ra: 0,3 pm Rz: 5,5 pm	-	Lubrificante de acordo com os padrões API (de acordo com API Bui 5A2) aplicados com pincel	-
Superfície de Caixa	Nenhum Ra: 0,3 pm Rz: 5,2 pm	-	Lubrificante de acordo com os padrões API (de acordo com API Bui 5A3) aplicados com pincel	-

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[0120] Depois disso, as camadas de revestimento de liga de Zn-Ni, camadas de revestimento de liga de Cu-Sn-Zn e camadas de revestimento de lubrificante sólido mostradas na Tabela 1 e Tabela 2 foram formadas e o pino e a caixa de cada número de teste foram preparados. Nas tabelas 1 e 2, a coluna camada de revestimento de lubrificante sólido lista apenas os componentes principais. Os componentes detalhados das camadas de revestimento de lubrificante sólido são descritos abaixo. A espessura da camada de revestimento de lubrificante sólido obtida é mostrada na seção espessura da coluna camada de revestimento de lubrificante sólido na Tabela 1 e na Tabela 2. O método usado para medir a espessura da camada de revestimento de lubrificante sólido foi como descrito acima.

[0121] Os métodos para formar a camada de revestimento de liga de Zn-Ni, a camada de revestimento de liga de Cu-Sn-Zn e a camada de revestimento de lubrificante sólido foram como descritos abaixo. As espessuras da camada de revestimento de liga de Zn-Ni, da camada de revestimento de liga de Cu-Sn-Zn e da camada de revestimento de lubrificante sólido foram as mostradas na Tabela 1 e na Tabela 2. O método usado para medir a espessura de cada camada foi como descrito acima.

[0122] Teste N° 1

No Teste n° 1, a retificação da máquina de acabamento foi realizada na superfície do pino e na superfície da caixa. Depois disso, uma composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido foi aplicada à superfície do pino e à superfície da caixa. A composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido continha uma resina epóxi (balanço), partículas de PTFE (20,2%), partículas de Cr20s (5,1%) e um solvente (água, álcool e surfactante). A composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido foi aplicada por pulverização e, em seguida, foi seca por aquecimento a 90°C durante cinco minutos. Após secagem por aquecimento, a cura foi realizada durante 20 minutos a 210°C, e uma camada de revestimento de lubrificante sólido foi formada.

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[0123] Teste N° 2

No Teste n° 2, a retificação da máquina de acabamento foi realizada na superfície do pino e na superfície da caixa. Depois disso, uma composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido foi aplicada à superfície do pino e à superfície da caixa. A composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido continha uma resina epóxi (balanço), partículas de PTFE (20,2%), partículas de ¢/2()3 (7,1% para o pino e 7,0% para a caixa) e um solvente (água, álcool e surfactante). A composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido foi aplicada por pulverização e, em seguida, foi seca por aquecimento a 90°C durante cinco minutos. Após secagem por aquecimento, a cura foi realizada durante 20 minutos a 210°C, e uma camada de revestimento de lubrificante sólido foi formada.

[0124] Teste N° 3

No Teste n° 3, a retificação da máquina de acabamento foi realizada na superfície do pino e na superfície da caixa. Depois disso, uma composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido foi aplicada à superfície do pino e à superfície da caixa. A composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido continha uma resina epóxi (balanço), partículas de PTFE (19,9%), partículas de C/2O3 (15,5%) e um solvente (água, álcool e surfactante). A composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido foi aplicada por pulverização e, em seguida, foi seca por aquecimento a 90°C durante cinco minutos. Após secagem por aquecimento, a cura foi realizada durante 20 minutos a 210°C, e uma camada de revestimento de lubrificante sólido foi formada.

[0125] Teste N° 4

No Teste N° 4, a rugosidade da superfície foi formada na superfície do pino por um processo de jateamento. A superfície do pino com rugosidade da superfície foi submetida a uma liga de Zn-Ni por galvanoplastia para formar uma camada de liga de Zn-Ni. O banho de revestimento de liga de Zn-Ni usado foi DAIN Zinalloy N-PL (nome comercial) fabricado por Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. A

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38/48 galvanoplastia foi realizada sob condições de um banho de revestimento a pH de 6,5, uma temperatura de banho de 25°C, uma densidade de corrente de 2A/dm²e um tempo de tratamento de 18 minutos. A camada de revestimento de liga de ZnNi tinha uma composição de Zn: 85% e Ni: 15%. Além disso, foi realizado um tratamento de cromato trivalente na camada de revestimento de liga de Zn-Ni obtida. A solução de tratamento de cromatografia trivalente usada foi o DAIN Chromate TR-02 (nome comercial) fabricado pela Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. O tratamento de cromatografia trivalente foi realizado sob condições de um pH de banho de 4,0, a uma temperatura de banho de 25°C, e um tempo de tratamento de 50 segundos.

[0126] A retificação da máquina de acabamento foi realizada na superfície da caixa. Depois disso, uma composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido foi aplicada à superfície da caixa. A composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido continha uma resina epóxi (balanço), partículas de PTFE (10,3%), partículas de Cr₂Os (19,2%) e um solvente (água, álcool e surfactante). A composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido foi aplicada por pulverização e, em seguida, foi seca por aquecimento a 90°C durante cinco minutos. Após secagem por aquecimento, a cura foi realizada durante 20 minutos a 210°C, e uma camada de revestimento de lubrificante sólido foi formada.

[0127] Teste N° 5

No Teste N° 5, a rugosidade da superfície foi formada na superfície do pino por um processo de jateamento. A superfície do pino com rugosidade da superfície foi submetida a uma liga de Zn-Ni por galvanoplastia para formar uma camada de liga de Zn-Ni. O banho de revestimento de liga de Zn-Ni usado foi DAIN Zinalloy N-PL (nome comercial) fabricado por Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. A galvanoplastia foi realizada sob condições de um banho de revestimento a pH de 6,5, uma temperatura de banho de 25°C, uma densidade de corrente de 2A/dm²e um tempo de tratamento de 18 minutos. A camada de revestimento de liga de ZnNi tinha uma composição de Zn: 85% e Ni: 15%. Além disso, foi realizado um

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39/48 tratamento de cromato trivalente na camada de revestimento de liga de Zn-Ni obtida. A solução de tratamento de cromatografia trivalente usada foi o DAIN Chromate TR-02 (nome comercial) fabricado pela Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. O tratamento de cromatografia trivalente foi realizado sob condições de um pH de banho de 4,0, a uma temperatura de banho de 25°C, e um tempo de tratamento de 50 segundos.

[0128] A rugosidade da superfície foi formada na superfície da caixa por um processo de jateamento. A superfície da caixa com rugosidade da superfície foi submetida a uma liga de Zn-Ni por galvanoplastia para formar uma camada de liga de Zn-Ni. O banho de revestimento de liga de Zn-Ni usado foi DAIN Zinalloy N-PL (nome comercial) fabricado por Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. A galvanoplastiafoi realizada sob condições de um banho de revestimento a pH de 6,5, uma temperatura de banho de 25°C, uma densidade de corrente de 2A/dm²e um tempo de tratamento de 18 minutos. A camada de revestimento de liga de Zn-Ni tinha uma composição de Zn: 85% e Ni: 15%. Além disso, uma composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido foi aplicada à camada de revestimento de liga de Zn-Ni obtida. A composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido continha uma resina de poliamida-imida (balanço), partículas de PTFE (15,3%), partículas de Cr20s(16,7%) e um solvente (água, álcool e surfactante). A composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido foi aplicada por pulverização e, em seguida, foi seca por aquecimento a 90°C durante cinco minutos. Após secagem por aquecimento, a cura foi realizada durante 20 minutos a 230°C, e uma camada de revestimento de lubrificante sólido foi formada.

[0129] Teste N° 6

No Teste N° 6, a retificação da máquina de acabamento foi realizada na superfície do pino. Posteriormente, o revestimento de liga de Zn-Ni foi realizado por galvanoplastia para formar uma camada de revestimento de liga de Zn-Ni na superfície do pino. O banho de revestimento de liga de Zn-Ni usado foi DAIN Zinalloy N-PL (nome comercial) fabricado por Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. A

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40/48 galvanoplastia foi realizada sob condições de um banho de revestimento a pH de 6,5, uma temperatura de banho de 25°C, uma densidade de corrente de 2A/dm²e um tempo de tratamento de 18 minutos. A camada de revestimento de liga de ZnNi tinha uma composição de Zn: 85% e Ni: 15%. Além disso, foi realizado um tratamento de cromato trivalente na camada de revestimento de liga de Zn-Ni obtida. A solução de tratamento de cromatografia trivalente usada foi o DAIN Chromate TR-02 (nome comercial) fabricado pela Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. O tratamento de cromatografia trivalente foi realizado sob condições de um pH de banho de 4,0, a uma temperatura de banho de 25°C, e um tempo de tratamento de 50 segundos.

[0130] A rugosidade da superfície foi formada na superfície da caixa por um processo de jateamento. A superfície da caixa com rugosidade da superfície foi submetida a uma liga de Zn-Ni por galvanoplastia para formar uma camada de liga de Zn-Ni. O banho de revestimento de liga de Zn-Ni usado foi DAIN Zinalloy N-PL (nome comercial) fabricado por Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. A galvanoplastiafoi realizada sob condições de um banho de revestimento a pH de 6,5, uma temperatura de banho de 25°C, uma densidade de corrente de 2A/dm²e um tempo de tratamento de 18 minutos. A camada de revestimento de liga de Zn-Ni tinha uma composição de Zn: 85% e Ni: 15%. Além disso, uma composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido foi aplicada à camada de revestimento de liga de Zn-Ni obtida. A composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido continha uma resina fenol (balanço), partículas de PTFE (20,0%), partículas de Cr20s (10,0%) e um solvente (água, álcool e surfactante). A composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido foi aplicada por pulverização e, em seguida, foi seca por aquecimento a 90°C durante cinco minutos. Após secagem por aquecimento, a cura foi realizada durante 20 minutos a 230°C, e uma camada de revestimento de lubrificante sólido foi formada.

[0131] Teste N° 7

No Teste N° 7, a retificação da máquina de acabamento foi realizada

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41/48 na superfície do pino. Posteriormente, o revestimento de liga de Zn-Ni foi realizado por galvanoplastia para formar uma camada de revestimento de liga de Zn-Ni na superfície do pino. O banho de revestimento de liga de Zn-Ni usado foi DAIN Zinalloy N-PL (nome comercial) fabricado por Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. A galvanoplastia foi realizada sob condições de um banho de revestimento a pH de 6,5, uma temperatura de banho de 25°C, uma densidade de corrente de 2A/dm²e um tempo de tratamento de 18 minutos. A camada de revestimento de liga de ZnNi tinha uma composição de Zn: 85% e Ni: 15%. Além disso, foi realizado um tratamento de cromato trivalente na camada de revestimento de liga de Zn-Ni obtida. A solução de tratamento de cromatografia trivalente usada foi o DAIN Chromate TR-02 (nome comercial) fabricado pela Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. O tratamento de cromatografia trivalente foi realizado sob condições de um pH de banho de 4,0, a uma temperatura de banho de 25°C, e um tempo de tratamento de 50 segundos.

[0132] A rugosidade da superfície foi formada na superfície da caixa por um processo de jateamento. A superfície da caixa com rugosidade da superfície foi submetida a revestimento por liga de Cu-Sn-Zn por galvanoplastia para formar uma camada de revestimento de liga de Cu-Sn-Zn. O banho de revestimento de liga CuSn-Zn utilizado foi um banho de revestimento fabricado pela NIHON KAGAKU SANGYO CO., LTD. A camada de revestimento de liga de Cu-Sn-Zn é formada por galvanoplastia. A galvanoplastia foi realizada sob condições de banho de pH de 14, temperatura do banho de 45°C, uma densidade de corrente de 2A/dm²e um tempo de tratamento de 40 minutos. A camada de revestimento de liga de Cu-Sn-Zn tinha uma composição de Cu: 60%, Sn: 30% e Zn: 10%. Além disso, uma composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido foi aplicada à camada de revestimento de liga de Cu-Sn-Zn obtida. A composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido continha uma resina de poliamida (balanço), partículas de grafite (5%), partículas de CrzOs (8%) e um solvente (água, álcool e surfactante). A composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido foi aplicada por pulverização e, em seguida,

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42/48 foi seca por aquecimento a 90°C durante cinco minutos. Após secagem por aquecimento, a cura foi realizada durante 20 minutos a 230°C, e uma camada de revestimento de lubrificante sólido foi formada.

[0133] Teste N° 8

No Teste N° 8, a retificação da máquina de acabamento foi realizada na superfície do pino. Posteriormente, o revestimento de liga de Zn-Ni foi realizado por galvanoplastia para formar uma camada de revestimento de liga de Zn-Ni na superfície do pino. O banho de revestimento de liga de Zn-Ni usado foi DAIN Zinalloy N-PL (nome comercial) fabricado por Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. A galvanoplastia foi realizada sob condições de um banho de revestimento a pH de 6,5, uma temperatura de banho de 25°C, uma densidade de corrente de 2A/dm²e um tempo de tratamento de 18 minutos. A camada de revestimento de liga de ZnNi tinha uma composição de Zn: 85% e Ni: 15%. Além disso, foi realizado um tratamento de cromato trivalente na camada de revestimento de liga de Zn-Ni obtida. A solução de tratamento de cromatografia trivalente usada foi o DAIN Chromate TR-02 (nome comercial) fabricado pela Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. O tratamento de cromatografia trivalente foi realizado sob condições de um pH de banho de 4,0, a uma temperatura de banho de 25°C, e um tempo de tratamento de 50 segundos.

[0134] A rugosidade da superfície foi formada na superfície da caixa por um processo de jateamento. Posteriormente, o revestimento de liga de Zn-Ni foi realizado por galvanoplastia para formar uma camada de revestimento de liga de Zn-Ni na superfície da caixa. O banho de revestimento de liga de Zn-Ni usado foi DAIN Zinalloy N-PL (nome comercial) fabricado por Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. A galvanoplastia foi realizada sob condições de um banho de revestimento a pH de 6,5, uma temperatura de banho de 25°C, uma densidade de corrente de 2A/dm²e um tempo de tratamento de 18 minutos. A camada de revestimento de liga de ZnNi tinha uma composição de Zn: 85% e Ni: 15%. Além disso, uma composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido foi aplicada à camada de revestimento de liga de Zn-Ni obtida. A composição para a formação da camada

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43/48 de revestimento de lubrificante sólido continha uma resina epóxi (balanço), partículas de PTFE (10,3%) e um solvente (água, álcool e surfactante). A composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido foi aplicada por pulverização e, em seguida, foi seca por aquecimento a 90°C durante cinco minutos. Após secagem por aquecimento, a cura foi realizada durante 20 minutos a 210°C, e uma camada de revestimento de lubrificante sólido foi formada. [0135] Teste N° 9

No Teste N° 9, a retificação da máquina de acabamento foi realizada na superfície do pino. Posteriormente, o revestimento de liga de Zn-Ni foi realizado por galvanoplastia para formar uma camada de revestimento de liga de Zn-Ni na superfície do pino. O banho de revestimento de liga de Zn-Ni usado foi DAIN Zinalloy N-PL (nome comercial) fabricado por Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. A galvanoplastia foi realizada sob condições de um banho de revestimento a pH de 6,5, uma temperatura de banho de 25°C, uma densidade de corrente de 2A/dm²e um tempo de tratamento de 18 minutos. A camada de revestimento de liga de ZnNi tinha uma composição de Zn: 85% e Ni: 15%. Além disso, foi realizado um tratamento de cromato trivalente na camada de revestimento de liga de Zn-Ni obtida. A solução de tratamento de cromatografia trivalente usada foi o DAIN Chromate TR-02 (nome comercial) fabricado pela Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. O tratamento de cromatografia trivalente foi realizado sob condições de um pH de banho de 4,0, a uma temperatura de banho de 25°C, e um tempo de tratamento de 50 segundos.

[0136] A retificação da máquina de acabamento foi realizada na superfície da caixa. Posteriormente, o revestimento de liga de Zn-Ni foi realizado por galvanoplastia para formar uma camada de revestimento de liga de Zn-Ni na superfície da caixa. A galvanoplastia foi realizada nas mesmas condições que as condições para a superfície do pino. A composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido foi aplicada à camada de revestimento de liga de Zn-Ni obtida. A composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido continha uma resina epóxi (balanço), partículas de PTFE (10,4%),

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44/48 partículas de Cr2Os (25,0%) e um solvente (água, álcool e surfactante). A composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido foi aplicada por pulverização e, em seguida, foi seca por aquecimento a 90°C durante cinco minutos. Após secagem por aquecimento, a cura foi realizada durante 20 minutos a 210°C, e uma camada de revestimento de lubrificante sólido foi formada.

[0137] Teste N° 10

No Teste n° 10, a retificação da máquina de acabamento foi realizada na superfície do pino e na superfície da caixa. Depois disso, uma composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido foi aplicada à superfície do pino e à superfície da caixa. A composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido continha uma resina epóxi (balanço), partículas de PTFE (20,1%), partículas de fluoreto de cálcio (6,9%) e um solvente (água, álcool e surfactante). A composição para a formação da camada de revestimento de lubrificante sólido foi aplicada por pulverização e, em seguida, foi seca por aquecimento a 90°C durante cinco minutos. Após secagem por aquecimento, a cura foi realizada durante 20 minutos a 210°C, e uma camada de revestimento de lubrificante sólido foi formada.

[0138] Teste N° 11

No Teste n° 11, a retificação da máquina de acabamento foi realizada na superfície do pino e na superfície da caixa. Depois disso, um lubrificante de acordo com os padrões API foi aplicado à superfície do pino e à superfície da caixa por escovação. O termo lubrificante de acordo com os padrões API refere-se a lubrificante composto para conexão roscada para produtos tubulares petrolíferos que é fabricado de acordo com a norma API BUL 5A2. É definido que a composição do lubrificante de acordo com os padrões API adota o lubrificante como material de base e contém, em % em massa, pó de grafite: 18+1,0%, pó de chumbo: 30,5+0,6% e flocos de cobre: 3,3.+0,3%. Observe que, dentro deste intervalo de componentes, os lubrificantes compostos para conexão roscada para produtos tubulares petrolíferos têm desempenho equivalente.

[0139] Teste de Avaliação de Resistência ao Desgaste Adesivo

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Utilizando os pinos e caixas do Teste N° 1 ao Teste N° 11, o aperto foi realizado até as roscas se entremearem no estágio inicial da fixação por aperto manual (estado de aperto por força humana). Após o aperto das roscas por aperto manual, foram repetidos o aperto e o afrouxamento utilizando uma pinça de força, e a resistência ao desgaste adesivo foi avaliada. Cada vez que um ciclo de aperto e afrouxamento era concluído, a superfície do pino e a superfície da caixa eram visualmente observadas. A ocorrência de desgaste adesivo foi examinada por inspeção visual. Quando o desgaste adesivo era menor e era reparável, as falhas do desgaste adesivo eram corrigidas e o teste continuava. Foi medido o número de 10 vezes que o aperto e o afrouxamento podiam ser realizados sem que ocorressem desgaste adesivo irreparável. Os resultados são mostrados na coluna Resistência ao desgaste adesivo (o número de vezes (voltas) em que as curvas podem ser realizadas sem desgaste adesivo) na coluna na Tabela 3.

[0140] [Tabela 3]

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TABELA 3

N° do teste	Desempenho de torque excessivo	Resistência ao desgaste adesivo (número de vezes (voltas) que o aperto pode ser realizado sem desgaste adesivo)
1	120	15
2	127	15
3	138	15
4	140	12
5	143	13
6	141	11
7	125	13
8	74	10
9	151	10
10	68	6
11	100	8

[0141] Teste de Desempenho de Torque Excessivo

Usando os pinos e caixas do Teste N° 1 ao Teste N° 11, o torque na resistência de ressalto ΔΤ’ foi medido. Especificamente, o aperto foi realizado sob condições de velocidade de aperto de 10 rpm e torque de aperto de 42,8 kN-m. O 5 torque no momento do aperto foi medido e um gráfico de torque como ilustrado na FIG. 7 foi preparado. Caracteres de referência Ts na FIG. 7 denotam o torque de ressalto. Caracteres de referência MTV na FIG. 7 denotam um valor de torque no qual um segmento de linha Leo gráfico de torque se cruzam. O segmento de linha L é uma linha reta que tem a mesma inclinação que a inclinação de uma região 10 linear do gráfico de torque após o ressalto e para a qual o número de voltas é 0,2% a mais em comparação com a região linear supracitada. Normalmente, o Ty (torque de escoamento) é usado ao medir o torque na resistência de ressalto ΔΤ'. No entanto, no presente exemplo, o torque de escoamento (limite entre uma região

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47/48 linear e uma região não linear no gráfico de torque após o ressalto) era indistinto. Portanto, a MTV foi definida usando o segmento de linha L. A diferença entre MTV e Ts foi tomada como o torque na resistência de ressalto ΔΤ’ do presente exemplo. O desempenho do torque excessivo foi determinado como um valor relativo em relação ao torque na resistência de ressalto ΔΤ’ do Teste N° 11, onde foi usado um lubrificante de acordo com os padrões API em vez de uma camada de revestimento de lubrificante sólido como referência (100). Os resultados são mostrados na Tabela 3.

[0142] Resultados de Avaliação

Referindo-se à Tabela 1 até Tabela 3, as conexões roscadas para tubos do Teste N° 1 ao Teste N° 7 e Teste N° 9 tinham uma camada de revestimento de lubrificante sólido em pelo menos uma das superfícies de contato do pino e da caixa. A camada de revestimento de lubrificante sólido continha uma resina, um pó lubrificante sólido e Cr20s. Portanto, o desempenho de torque excessivo foi superior a 100 e as conexões roscadas para canos ou tubos exibiram excelente desempenho de torque excessivo.

[0143] Nas conexões roscadas dos tubos do Teste N° 1 ao Teste N° 7, o teor de Cr2O3 foi de 1,0 a 20,0% em massa. Portanto, o número de vezes que o aperto podería ser realizado sem desgaste adesivo era maior em comparação com a conexão roscada para canos ou tubos do Teste N° 9 e, portanto, a resistência ao desgaste adesivo exibida pelas conexões roscadas para canos ou tubos do Teste N° 1 ao Teste N° 7 foi ainda mais excelente do que a resistência ao desgaste adesivo exibida pela conexão roscada para canos ou tubos do Teste N° 9.

[0144] Por outro lado, embora a conexão roscada para canos ou tubos do Teste N° 8 tivesse uma camada de revestimento de lubrificante sólido na superfície da caixa, a camada de revestimento de lubrificante sólido não continha Cr20s. Portanto, o desempenho do torque excessivo foi baixo.

[0145] Embora a conexão roscada para canos do Teste N° 10 tenha uma camada de revestimento de lubrificante sólido na superfície da caixa, a camada de revestimento de lubrificante sólido continha fluoreto de cálcio CaF2 e não CuOs.

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Portanto, o desempenho do torque excessivo foi baixo.

[0146] A conexão roscada para tubos do Teste N° 11 não possuía a camada de revestimento de lubrificante sólido da presente modalidade. Portanto, o desempenho do torque excessivo foi baixo.

[0147] Uma modalidade da presente invenção foi descrita acima. No entanto, a modalidade anterior é meramente um exemplo para a prática da presente invenção. Consequentemente, a presente invenção não está limitada à modalidade acima, e a modalidade acima pode ser modificada adequadamente dentro de uma variação que não se desvia da essência da presente invenção.

LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA

[0148] 1: Conexão roscada para canos ou tubos

4: Parte roscada macho

5: Pino

7: Parte roscada fêmea

8: Caixa

6, 9: Superfície de contato

10, 13: Parte de vedação de metal

11, 12: Parte de Ressalto

21: Camada de revestimento de lubrificante sólido

Claims

1. Conexão roscada para canos ou tubos, caracterizada pelo fato de que compreende um pino e uma caixa, o pino e a caixa, cada um, compreendendo uma superfície de contato tendo uma parte roscada e uma parte de contato metálica não roscada, a conexão roscada para canos ou tubos compreendendo uma camada de revestimento de lubrificante sólido em pelo menos uma das superfícies de contato do pino e a caixa, e a camada de revestimento de lubrificante sólido contendo:

uma resina, um pó lubrificante sólido, e

Cr20s.

2/3 epóxi, resina fenol, resina poliamida-imida e resina poliamida.

6. Conexão roscada para canos ou tubos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que:

o pó lubrificante sólido é um ou mais tipos selecionados do grupo que consiste em grafite, óxido de zinco, nitreto de boro, talco, dissulfeto de molibdênio, dissulfeto de tungstênio, fluoreto de grafite, sulfeto de estanho, sulfeto de bismuto, molibdênio orgânico, um composto de tiossulfato, politetrafluoretileno e cianurato de melamina.

7. Conexão roscada para canos ou tubos, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que:

o pó lubrificante sólido é um ou mais tipos selecionados do grupo que consiste em grafite e politetrafluoretileno.

8. Método para produzir a conexão roscada para canos ou tubos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:

aplicar uma composição contendo uma resina, o pó lubrificante sólido e o CrzOs em pelo menos uma das superfícies de contato do pino e da caixa; e solidificar a composição aplicada à superfície de contato para formar uma camada de revestimento lubrificante sólido.

9. Método para produzir a conexão roscada para canos ou tubos, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o método compreende a etapa de:

antes de aplicar a composição, formar uma camada de revestimento de liga de Zn por galvanoplastia em pelo menos uma das superfícies de contato do pino e da caixa.

10. Método para produzir a conexão roscada para canos ou tubos, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o método compreende a etapa de:

antes de formar a camada de revestimento de liga de Zn, formar rugosidade da superfície em pelo menos uma das superfícies de

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2. Conexão roscada para canos ou tubos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a camada de revestimento de lubrificante sólido contém:

o Cr20s em um intervalo de 1,0 a 20,0% em massa.

3. Conexão roscada para canos ou tubos, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a camada de revestimento de lubrificante sólido contém:

o Cr20s em um intervalo de 1,0 a 20,0% em massa, a resina em um intervalo de 50,0 a 90,0% em massa, o pó lubrificante sólido no intervalo de 5,0 a 30,0% em massa.

4. Conexão roscada para canos ou tubos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que:

a resina é um ou mais tipos selecionados do grupo que consiste em resina epóxi, resina fenol, resina furana, resina poliamida-imida, resina poliamida, resina poli-imida e resina poliéter-éter-cetona.

5. Conexão roscada para canos ou tubos, de acordo com a reivindicação

4, caracterizada pelo fato de que:

a resina é um ou mais tipos selecionados do grupo que consiste em resina

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3/3 contato do pino e da caixa.