EA026556B1

EA026556B1 - Трубное резьбовое соединение, имеющее улучшенную характеристику высокой моментной нагрузки

Info

Publication number: EA026556B1
Application number: EA201490997A
Authority: EA
Inventors: Кунио Гото; Юдзи Танака; Ясухиро Ямамото
Original assignee: Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн; Валлурек Ойл Энд Гэс Франс
Priority date: 2011-11-18
Filing date: 2012-11-16
Publication date: 2017-04-28
Also published as: AU2012337667A8; WO2013073712A1; CA2849667C; JP5722752B2; US20140284919A1; US9752710B2; CA2849667A1; MX2014005953A; EP2780618A4; CN103946617A; BR112014008612C8; EP2780618A1; EP2780618B1; BR112014008612B1; EA201490997A1; BR112014008612B8; UA111250C2; AU2012337667A1; MY189998A; AR088904A1

Abstract

В изобретении представлено трубное резьбовое соединение, которое не содержит вредных тяжелых металлов, которое имеет превосходные характеристики устойчивости к фрикционной коррозии, газонепроницаемости и предотвращения ржавления и которое не проявляет легкой текучести заплечиковых участков, даже когда подвергается свинчиванию с высоким крутящим моментом, составлено ниппелем (1) и муфтой (2), причем каждый конструкционный элемент имеет контактную поверхность, включающую безрезьбовой участок металлического контакта, включающий уплотнительный участок (4а или 4b) и заплечиковый участок (5а или 5b), и резьбовой участок (3а или 3b). Контактная поверхность по меньшей мере одного конструкционного элемента из ниппеля и муфты, поверхность уплотнительного участка и заплечикового участка имеет первое смазочное покрытие (10) в форме твердого смазочного покрытия, и поверхность резьбового участка или вся поверхность контактной поверхности полностью имеет второе смазочное покрытие (11), выбранное из вязкого жидкостного смазочного покрытия и твердого смазочного покрытия. Первое смазочное покрытие имеет коэффициент трения, который является более высоким, чем коэффициент трения второго смазочного покрытия, и второе смазочное покрытие размещают наверху на участке, где присутствуют как первое смазочное покрытие, так и второе смазочное покрытие.

Description

Настоящее изобретение относится к трубному резьбовому соединению, используемому для соединения стальных труб, в частности труб нефтепромыслового сегмента, и к способу обработки его поверхности. Трубное резьбовое соединение согласно настоящему изобретению может надежно проявлять превосходную устойчивость к фрикционной коррозии без применения консистентной смазки, такой как смазочный компаунд, которую в прошлом использовали для резьбовых соединений всякий раз, когда проводили свинчивание колонны из труб нефтепромыслового сегмента. Поэтому при трубном резьбовом соединении согласно настоящему изобретению можно избежать вредоносных влияний на глобальную окружающую среду и на персонал, обусловленных компонентами смазки. В дополнение, соединение не допускает легкой текучести, даже если свинчивание проводят с высоким крутящим моментом, тем самым обеспечивая возможность создания стабильного металлометаллического уплотнения с надлежащим рабочим допуском.

Уровень техники

Трубы нефтепромыслового сегмента, такие как насосно-компрессорная труба и обсадная труба, используемые при бурении нефтяных скважин для разработки месторождений сырой нефти или газа, обычно соединяют друг с другом (компонуют) с использованием трубных резьбовых соединений. В прошлом глубина нефтяных скважин составляла 2000-3000 м, но в глубоких скважинах, таких как на современных нефтяных месторождениях в море, глубина иногда достигает 8000-10000 м или более. Длина труб нефтепромыслового сегмента обычно составляет около 10 м, и насосно-компрессорная труба, через которую протекает текучая среда, такая как сырая нефть, окружена многочисленными обсадными трубами. Поэтому число труб нефтепромыслового сегмента, которые соединены резьбовыми соединениями, достигает огромной величины.

Поскольку трубные резьбовые соединения для труб нефтепромыслового сегмента в среде их применения подвергаются воздействию нагрузок в форме растягивающих усилий в осевом направлении, обусловленных массой самих труб нефтепромыслового сегмента и их соединений, сложных давлений, таких как внутренние и внешние давления, и геотермального тепла, они должны сохранять газонепроницаемость без повреждения даже в таких суровых условиях окружающей среды.

Типичные трубные резьбовые соединения, используемые для связывания труб нефтепромыслового сегмента (также называемых специальными резьбовыми соединениями), имеют конструкцию ниппельмуфта. Ниппель, который представляет собой конструкционный элемент соединения, имеющий охватываемую (наружную) резьбу, обычно формируют на наружной поверхности обоих концов трубы нефтепромыслового сегмента, и муфту, которая представляет собой сопряженный конструкционный элемент соединения, имеющий охватывающую (внутреннюю) резьбу, которая входит в зацепление с наружной резьбой, типично формируют на внутренней поверхности обеих сторон соединительного фитинга, который представляет собой отдельную деталь. Как показано на фиг. 1, ниппель имеет заплечиковый участок (также называемый упорный уступ), сформированный на концевой поверхности оконечности ниппеля, и уплотнительный участок, сформированный между концевой поверхностью и наружной резьбой. Соответственно муфта имеет уплотнительный участок и заплечиковый участок, расположенные позади внутренней резьбы и предназначенные для контакта с уплотнительным участком и заплечиковым участком ниппеля соответственно. Уплотнительные участки и заплечиковые участки ниппеля и муфты составляют безрезьбовые участки металлического контакта трубного резьбового соединения, и безрезьбовые участки металлического контакта и резьбовые участки ниппеля и муфты образуют контактные поверхности трубного резьбового соединения. Описанный ниже патентный документ 1 раскрывает пример такого специального резьбового соединения.

Для выполнения свинчивания этого трубного резьбового соединения один конец (ниппель) трубы нефтепромыслового сегмента вставляют в соединительный фитинг (муфту), и затягивают наружную резьбу и внутреннюю резьбу, пока заплечиковые участки ниппеля и муфты не придут в контакт между собой и не прижмутся с надлежащей моментной нагрузкой. В результате уплотнительные участки ниппеля и муфты войдут в тесный контакт друг с другом с образованием металлометаллического уплотнения, которое обеспечивает газонепроницаемость резьбового соединения.

Вследствие разнообразных проблем, возникающих во время процесса опускания насоснокомпрессорной трубы или обсадной колонны в ствол нефтяной скважины, иногда необходимо ослаблять резьбовое соединение, которое было свинчено, поднимать соединение из ствола нефтяной скважины, вновь затягивать его и опять опускать его в ствол скважины. ΑΡΙ (Американский нефтяной институт) задает такой норматив устойчивости к фрикционной коррозии, что не имеет места неустранимый прихват, называемый заеданием, и газонепроницаемость сохраняется, даже если затяжка (свинчивание) и ослабление (развинчивание) проводят 10 раз на соединении для насосно-компрессорной трубы и 3 раза на соединении для обсадной трубы.

Чтобы повысить устойчивость к фрикционной коррозии и газонепроницаемость, вязкий жидкий смазочный материал (консистентную смазку), называемый смазочным компаундом или смазкой для герметизации, содержащий порошкообразный тяжелый металл, раньше наносили на контактные поверхности резьбового соединения каждый раз, когда проводили свинчивание. Такой смазочный компаунд пред- 1 026556 писан в инструкции ΑΡΙ ВИЬ 5А2.

С целью увеличения продолжительности удерживания смазочного компаунда и улучшения характеристик скольжения было предложено подвергать контактные поверхности резьбового соединения поверхностной обработке разнообразных типов с образованием одного или более слоев, такой как нитридная обработка, плакирование различных типов, в том числе цинкование и дисперсионная металлизация, и фосфатная химическая конверсионная обработка. Однако, как указано ниже, применение смазочного компаунда может оказывать вредные влияния на окружающую среду и персонал.

Смазочный компаунд содержит большие количества порошка тяжелых металлов, таких как цинк, свинец и медь. Во время свинчивания резьбового соединения нанесенная смазка смывается или перетекает на наружную поверхность, и она может оказывать вредное влияние на окружающую среду, и в особенности на морские живые организмы, в частности, обусловленное вредоносными тяжелыми металлами, такими как свинец. В дополнение, процесс нанесения смазочного компаунда ухудшает условия производственной среды и производительность труда, и также существует проблема причинения вреда людям.

В недавние годы в результате введения в силу в 1998 году Конвенции о защите морской среды в Северо-Восточной Атлантике (конвенция Ο8ΡΑΚ), имеющей целью предотвращение загрязнения моря в северо-восточной части Атлантического океана, в глобальном масштабе вступили в силу строгие законодательные предписания в области экологии, и в некоторых регионах применение смазочного компаунда уже регламентировано. Соответственно этому во избежание вредных воздействий на окружающую среду и людей во время бурения газовых скважин и нефтяных скважин появилась потребность в резьбовых соединениях, которые могут проявлять превосходную устойчивость к фрикционной коррозии без применения смазочного компаунда.

В качестве резьбового соединения, которое может быть использовано для связывания труб нефтепромыслового сегмента без применения смазочного компаунда, настоящий заявитель в патентном документе 2 предложил резьбовое соединение для стальных труб, имеющее вязкое жидкостное или полутвердое смазочное покрытие, и в патентном документе 3 резьбовое соединение для стальных труб, имеющее твердое смазочное покрытие.

Патентный документ 1. 1Ρ 5-87275 А.

Патентный документ 2. 1Ρ 2002-173692 А.

Патентный документ 3. \7О 2009/072486.

Сущность изобретения

Как было указано выше, в случае специального резьбового соединения, подобного показанному на фиг. 1, состоящего из ниппеля и муфты, выполненными с уплотнительным участком, уплотнительные участки ниппеля и муфты образуют металлометаллическое уплотнение для обеспечения газонепроницаемости в конце свинчивания.

Фиг. 2 показывает график крутящего момента во время свинчивания резьбового соединения этого типа (ордината: крутящий момент, абсцисса: число оборотов). Как показано на этом чертеже, когда происходит вращение, сначала входят в контакт резьбовые участки ниппеля и муфты, и крутящий момент постепенно нарастает. Затем соприкасаются уплотнительные участки ниппеля и муфты, и скорость повышения крутящего момента увеличивается. В конечном итоге заплечиковый участок на оконечности ниппеля и заплечиковый участок муфты приходят в контакт и начинают взаимодействовать с натягом (крутящий момент в начале этого взаимодействия обозначается как крутящий момент Τδ на заплечике), при котором крутящий момент резко возрастает. Свинчивание завершают, когда крутящий момент достигает предварительно заданной моментной нагрузки при свинчивании. Оптимальный крутящий момент на фиг. 2 означает крутящий момент, который является оптимальным для завершения свинчивания с достижением степени натяга в уплотнительных участках, которая необходима для обеспечения газонепроницаемости. Правильное значение оптимального крутящего момента является предварительно заданным в зависимости от внутреннего диаметра и типа соединения.

Однако в специальном резьбовом соединении, применяемом в очень глубоких скважинах, в которых создаются сжимающие нагрузки и изгибающие нагрузки, свинчивание иногда проводят с крутящим моментом, который является более высоким, чем обычно, чтобы предотвратить ослабление затянутого резьбового соединения. В этом случае заплечиковый участок на конце ниппеля и заплечиковый участок в муфте, которые контактируют, иногда проявляют текучесть, приводящую к пластической деформации заплечикового участка по меньшей мере одного конструкционного элемента из ниппеля и муфты. В результате, как показано на фиг. 2, скорость нарастания крутящего момента внезапно падает. Крутящий момент во время, когда происходит переход в состояние текучести, называется крутящим моментом Ту на пределе текучести. Текучесть на заплечиковых участках приводит к утрате газонепроницаемости.

В резьбовом соединении, которое свинчено с высоким крутящим моментом, предпочтительно, чтобы значение Ту-Т8=ДТ или сопротивление крутящему моменту на заплечике было высоким. Однако в трубных резьбовых соединениях, описанных в патентном документе 2, имеющих вязкое жидкостное или полутвердое смазочное покрытие, значение Ту является низким по сравнению с тем, когда нанесен тра- 2 026556 диционный смазочный компаунд. В результате этого величина ΔΤ становится малой, и заплечиковые участки проявляют текучесть при низком крутящем моменте свинчивания, так что иногда оказывается невозможным выполнить свинчивание с высоким крутящим моментом. В трубных резьбовых соединениях, описанных в патентном документе 3, имеющих также твердое смазочное покрытие, величина ΔΤ становится меньшей, чем значение для традиционного смазочного компаунда.

Задачей настоящего изобретения является создание трубного резьбового соединения, которое не подвергается легкому переходу в состояние текучести на его заплечиковых участках, даже когда его свинчивают с высоким крутящим моментом, и которое имеет смазочное покрытие, которое не содержит вредоносных тяжелых металлов, которое имеет превосходные характеристики устойчивости к фрикционной коррозии, газонепроницаемости и защиты от коррозии и которое может обеспечивать высокое значение ΔΤ в соединении.

Было обнаружено, что, даже если состав смазочного покрытия варьирует так, что варьирует его коэффициент трения, значение ΔΤ не изменяется в значительной мере, поскольку Т§ и Ту типично проявляют изменения в одном и том же направлении. Например, если коэффициент трения смазочного покрытия возрастает, то увеличивается Ту, и также повышается и Т (явление, называемое высоким натягом). В результате, в наихудшем случае, возникает состояние, называемое безупорным, в котором заплечиковые участки не контактируют с предварительно заданной моментной нагрузкой, и свинчивание не может быть завершено.

Авторы настоящего изобретения определили, что в трубном резьбовом соединении, имеющем вязкое жидкостное или твердое смазочное покрытие, которое не содержит вредные тяжелые металлы, которые ухудшают состояние глобальной окружающей среды, формированием твердого смазочного покрытия с высоким коэффициентом трения на части контактной поверхности (резьбовом участке и безрезьбовом участке металлического контакта) по меньшей мере одного конструкционного элемента из ниппеля и муфты, такой как заплечиковый участок, который первоначально контактирует, и предпочтительно на безрезьбовом участке металлического контакта, включающем уплотнительный участок и заплечиковый участок, и формированием по меньшей мере на остальной части контактной поверхности смазочного покрытия, выбранного из вязкого жидкостного смазочного покрытия и твердого смазочного покрытия, имеющего более низкий коэффициент трения, чем твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения, получается трубное резьбовое соединение, которое имеет большое значение ΔΤ и которое не допускает безупорного состояния, в то же время имея достаточные характеристики устойчивости к фрикционной коррозии, газонепроницаемости и защиты от коррозии.

Механизм действия, которым достигается большое значение ΔΤ, представляется в особенности следующим.

Свинчивание трубного резьбового соединения проводят таким образом, что вставляют ниппель в муфту, и затем вращают ниппель или муфту. Поначалу контактируют только резьбовые участки ниппеля и муфты и входят в зацепление друг с другом по мере продвижения по резьбе. На конечном этапе свинчивания начинают контактировать уплотнительные участки и заплечиковые участки, и свинчивание завершают, когда получают предварительно заданную степень натяга между уплотнительными участками и заплечиковыми участками.

Как показано на фиг. 5(А), например, в трубном резьбовом соединении, имеющем твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения на уплотнительных участках и заплечиковых участках контактных поверхностей как ниппеля, так и муфты, и смазочное покрытие, имеющее более низкой коэффициент трения, на остальном участке (главным образом на резьбовых участках), в то время как сначала контактируют только резьбовые участки ниппеля и муфты, достигается состояние с низким трением благодаря смазочному покрытию, имеющему низкий коэффициент трения, которое покрывает резьбовые участки, так что значение Т становится низким. На конечном этапе свинчивания, когда начинают контактировать уплотнительные участки и заплечиковые участки, входят в контакт твердые смазочные покрытия с высоким коэффициентом трения, которые покрывают эти участки, обусловливая возникновение состояния с высоким коэффициентом трения и вызывая повышение величины Ту. В результате повышается значение ΔΤ.

Настоящее изобретение, которое основывается на этом обнаруженном факте, представляет трубное резьбовое соединение, составленное ниппелем и муфтой, причем каждый конструкционный элемент имеет контактную поверхность, включающую безрезьбовой участок металлического контакта, включающий уплотнительный участок и заплечиковый участок, и резьбовой участок, отличающееся тем, что контактная поверхность по меньшей мере одного конструкционного элемента из ниппеля и муфты имеет первое смазочное покрытие и второе смазочное покрытие, причем первое смазочное покрытие представляет собой твердое смазочное покрытие, сформированное на части контактной поверхности, включающей заплечиковый участок, причем второе смазочное покрытие выбирают из вязкого жидкостного смазочного покрытия и твердого смазочного покрытия, и формируют по меньшей мере на части контактной поверхности, где первое смазочное покрытие не присутствует, причем первое смазочное покрытие имеет коэффициент трения, который является более высоким, чем коэффициент трения второго смазочного

- 3 026556 покрытия, причем второе смазочное покрытие размещают наверху на участке, где присутствует как первое смазочное покрытие, так и второе смазочное покрытие.

Часть контактной поверхности, имеющая первое смазочное покрытие, может быть только заплечиковым участком, но предпочтительно представляет собой целиком весь безрезьбовой участок металлического контакта, а именно уплотнительный участок и заплечиковый участок.

Второе смазочное покрытие может быть размещено только на части контактной поверхности, которая не имеет первого смазочного покрытия или оно может быть размещено на всей контактной поверхности, имеющей первое смазочное покрытие. В последнем случае второе смазочное покрытие размещают поверх первого смазочного покрытия.

Толщины слоя для каждого покрытия предпочтительно являются следующими.

Толщина слоя первого смазочного покрытия составляет 5-40 мкм.

Толщина слоя вязкого жидкостного смазочного покрытия в качестве второго смазочного покрытия составляет 5-200 мкм. Однако, когда это вязкое жидкостное смазочное покрытие размещают поверх первого смазочного покрытия, сумма толщины слоя первого смазочного покрытия и толщины слоя вязкого жидкостного смазочного покрытия составляет не более 200 мкм.

Толщина слоя твердого смазочного покрытия в качестве второго смазочного покрытия составляет 5-150 мкм. Однако, когда это твердое смазочное покрытие размещают поверх первого смазочного покрытия, сумма толщины слоя первого смазочного покрытия и толщины слоя твердого смазочного покрытия составляет не более 150 мкм.

Когда контактная поверхность только одного конструкционного элемента из ниппеля и муфты имеет первое смазочное покрытие и второе смазочное покрытие, как описано выше, нет каких-нибудь конкретных ограничений в отношении контактной поверхности другого конструкционного элемента из ниппеля и муфты, и она может быть в необработанном состоянии (например, она может быть в состоянии, как после описанной ниже подготовительной поверхностной обработки). Однако предпочтительно, чтобы по меньшей мере часть контактной поверхности другого конструкционного элемента и предпочтительно вся контактная поверхность имела любое из следующих сформированных на ней поверхностной обработкой покрытий:

1) смазочное покрытие, выбранное из вязкого жидкостного смазочного покрытия и твердого смазочного покрытия,

2) твердое антикоррозионное покрытие или

3) нижний слой в форме смазочного покрытия, выбранного из вязкого жидкостного смазочного покрытия и твердого смазочного покрытия, и верхний слой в форме твердого антикоррозионного покрытия.

Твердое антикоррозионное покрытие предпочтительно представляет собой покрытие, основанное на отверждаемой ультрафиолетовым излучением смоле. Смазочное покрытие может представлять собой либо вышеописанное первое смазочное покрытие, либо второе твердое смазочное покрытие.

Контактная поверхность по меньшей мере одного и предпочтительно обоих конструкционных элементов из ниппеля и муфты может быть предварительно подвергнута поверхностной обработке способом, выбранным из одного или более из струйной обработки, травления, фосфатной химической конверсионной обработки, оксалатной химической конверсионной обработки, боратной химической конверсионной обработки, нанесения электролитического покрытия, и механической металлизации, чтобы повысить адгезию и степень удерживания покрытия, сформированного поверх контактной поверхности, и/или для повышения устойчивости резьбового соединения к фрикционной коррозии.

В трубном резьбовом соединении согласно настоящему изобретению смазочное покрытие, которое сформировано на его контактных поверхностях, проявляет высокое значение ДТ, как обнаруживаемое в случае покрытия, выполненного из традиционной консистентной смазки, такой как смазочный компаунд, который содержит вредные тяжелые металлы. Поэтому даже во время свинчивания с высоким крутящим моментом можно выполнять свинчивание без возникновения состояния текучести или фрикционной коррозии заплечиковых участков. В дополнение, фрикционная коррозия может быть подавлена даже в жестких условиях, таких как во время нестабильных бурильных операций в море. Кроме того, поскольку смазочное покрытие, по существу, не содержит вредных тяжелых металлов, таких как свинец, оно почти не создает нагрузки на глобальную окружающую среду. Трубное резьбовое соединение согласно настоящему изобретению предотвращает возникновение ржавчины, и оно может продолжать проявлять смазочное действие, даже когда подвергается повторяющимся свинчиванию и развинчиванию, так что оно может обеспечивать газонепроницаемость после свинчивания.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 схематически показывает безрезьбовые участки металлического контакта (заплечиковые участки и уплотнительные участки) специального резьбового соединения.

Фиг. 2 представляет типичный график крутящего момента во время свинчивания специального резьбового соединения.

Фиг. 3 схематически показывает собранную конструкцию стальной трубы и соединительной муфты во время перевозки стальной трубы.

- 4 026556

Фиг. 4 схематически показывает специальное резьбовое соединение в разрезе.

Фиг. 5А-5С показывают примеры конструкции покрытий на трубном резьбовом соединении согласно настоящему изобретению.

Фиг. 6А-6С показывают примеры конструкции различных покрытий на трубном резьбовом соединении согласно настоящему изобретению.

Способы осуществления изобретения

Ниже с помощью примеров будут подробно разъяснены варианты исполнения трубного резьбового соединения согласно настоящему изобретению. Настоящее изобретение не ограничивается упомянутыми ниже вариантами осуществления.

Фиг. 3 схематически показывает состояние типичного трубного резьбового соединения во время перевозки. Ниппель 1, имеющий участок 3а с наружной резьбой, сформирован на наружной поверхности обоих концов стальной трубы А, и муфта 2, имеющая участок 3Ь с внутренней резьбой, сформирована на внутренней поверхности обеих сторон соединительного фитинга В. Соединительный фитинг В предварительно присоединен к одному концу стальной трубы А. Хотя это не показано в чертеже, на несвязанный ниппель стальной трубы А и несвязанную муфту соединительного фитинга В перед перевозкой предварительно устанавливают протектор для защиты резьбовых участков. Эти протекторы перед применением удаляют с резьбового соединения.

Как показано на чертеже, в типичном трубном резьбовом соединении ниппель формируют на наружной поверхности обоих концов стальной трубы, и муфту формируют на внутренней поверхности соединительного фитинга, который представляет собой отдельную деталь. Также имеются интегральные трубные резьбовые соединения, в которых не используют соединительный фитинг и в которых один конец стальной трубы выполнен в виде ниппеля, и другой конец сделан в форме муфты. Трубное резьбовое соединение согласно настоящему изобретению может быть обоих типов.

Фиг. 4 схематически показывает конструкцию специального резьбового соединения (ниже называемого просто резьбовым соединением), которое представляет собой типичное трубное резьбовое соединение, применяемое для соединения труб нефтепромыслового сегмента. Это резьбовое соединение состоит из ниппеля 1, сформированного на наружной поверхности одного конца стальной трубы А, и муфты 2, сформированной на внутренней поверхности соединительного фитинга В. Ниппель 1 имеет участок 3 а с наружной резьбой, уплотнительный участок 4а, расположенный вблизи оконечности стальной трубы, и заплечиковый участок 5а на ее торцевой поверхности. Соответственно этому муфта 2 имеет участок 3Ь с внутренней резьбой и уплотнительный участок 4Ь и заплечиковый участок 5Ь на ее внутренней стороне.

Уплотнительные участки и заплечиковые участки ниппеля 1 и муфты 2 представляют собой безрезьбовые участки металлического контакта, и безрезьбовые участки металлического контакта (а именно уплотнительные участки и заплечиковые участки), и резьбовые участки представляют собой контактные поверхности резьбового соединения. Эти контактные поверхности должны иметь характеристики устойчивости к фрикционной коррозии, газонепроницаемости и защиты от коррозии. В прошлом для обеспечения этих характеристик а) на контактные поверхности по меньшей мере одного конструкционного элемента из ниппеля и муфты наносили смазочный компаунд, содержащий порошок тяжелого металла, или Ь) на контактной поверхности формировали вязкое жидкостное, полутвердое или твердое смазочное покрытие. Однако, как указано выше, а) связано с такой проблемой, что это оказывает вредное воздействие на людей и окружающую среду, и Ь) имеет проблему малого значения ΔΤ, вследствие чего, когда свинчивание проводят с высоким крутящим моментом, существует возможность текучести заплечиковых участков, возникающей перед завершением свинчивания.

Резьбовое соединение согласно настоящему изобретению имеет первое смазочное покрытие и второе смазочное покрытие на контактной поверхности по меньшей мере одного конструкционного элемента из ниппеля и муфты. Первое смазочное покрытие представляет собой твердое смазочное покрытие, сформированное на части контактной поверхности, включающей по меньшей мере заплечиковый участок. Второе смазочное покрытие выбирают из вязкого жидкостного смазочного покрытия и твердого смазочного покрытия и формируют по меньшей мере на части контактной поверхности, где первое смазочное покрытие не присутствует. Первое смазочное покрытие представляет собой покрытие, создающее относительно сильное трение с коэффициентом трения, который является более высоким, чем коэффициент трения второго смазочного покрытия.

Ниже первое смазочное покрытие будет называться твердым смазочным покрытием с высоким коэффициентом трения, и когда второе смазочное покрытие представляет собой твердое смазочное покрытие, это твердое смазочное покрытие иногда будет называться вторым твердым смазочным покрытием.

В местах вблизи резьбовых участков между резьбовыми участками и уплотнительными участками ниппеля и муфты резьбового соединения, где ниппель и муфта не контактируют друг с другом, когда резьбовое соединение свинчено, предусмотрен участок с целью предотвращения просачивания смазочных компонентов во время свинчивания резьбового соединения. В некоторых резьбовых соединениях предусмотрен бесконтактный участок, где ниппель и муфта преднамеренно не контактируют. Такие участки, где ниппель и муфта не контактируют друг с другом во время свинчивания, не являются частью

- 5 026556 контактных поверхностей и не имеет значения, наносится ли на эти участки покрытие согласно настоящему изобретению.

Твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения, которое представляет собой первое смазочное покрытие, формируют только на части контактной поверхности одного или обоих из ниппеля и муфты, которая включает заплечиковый участок. Часть контактной поверхности, имеющая твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения, может быть только заплечиковым участком, но предпочтительно она представляет собой весь безрезьбовой участок металлического контакта, включающий уплотнительный участок и заплечиковый участок. А именно твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения предпочтительно формируют на уплотнительном участке и заплечиковом участке контактной поверхности по меньшей мере одного из ниппеля и муфты. По меньшей мере остальная часть контактной поверхности, которая не снабжена твердым смазочным покрытием с высоким коэффициентом трения, имеет второе смазочное покрытие, выбранное из сформированного на ней вязкого жидкостного смазочного покрытия и твердого смазочного покрытия. Второе смазочное покрытие может быть сформировано на всей контактной поверхности, в каковом случае второе смазочное покрытие размещают поверх твердого смазочного покрытия с высоким коэффициентом трения (а именно оно образует верхний слой). Также возможно, что второе смазочное покрытие формируют только на участке, где твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения не присутствует (например, только на резьбовом участке).

Когда контактная поверхность только одного конструкционного элемента из ниппеля и муфты имеет твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения и второе смазочное покрытие, нет конкретного ограничения в отношении поверхностной обработки контактной поверхности другого конструкционного элемента из ниппеля и муфты. Например, по меньшей мере на части контактной поверхности и предпочтительно на всей контактной поверхности другого конструкционного элемента может быть сформировано твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения, которое может быть таким же, как первое смазочное покрытие, или отличным от него, вязкое жидкостное смазочное покрытие или твердое смазочное покрытие, которое может быть таким же, как второе смазочное покрытие, или отличным от него, твердое антикоррозионное покрытие, и комбинация из нижнего слоя в форме смазочного покрытия и, в частности вязкого жидкостного смазочного покрытия, и верхнего слоя в форме твердого антикоррозионного покрытия. В альтернативном варианте контактная поверхность другого конструкционного элемента может быть оставлена необработанной или же она может быть подвергнута только описываемой ниже подготовительной поверхностной обработке, чтобы сделать поверхность шероховатой (такой как фосфатная химическая конверсионная обработка).

Фиг. 5А-С и 6А-В показывают разнообразные возможные варианты исполнения комбинаций первого и второго смазочных покрытий. На этих чертежах в наружной резьбе резьбового участка ниппеля 1 оконечный и ближайший к уплотнительному участку 4а виток 3а' сформирован с неполной формой, которая видна у начала резьбонарезания. Благодаря тому, что резьба на оконечности ниппеля сделана в виде неполного витка, становится более легкой посадка ниппеля, и уменьшается возможность повреждения резьбового участка муфты во время посадки ниппеля.

Фиг. 5А показывает вариант исполнения, в котором безрезьбовые участки металлического контакта (уплотнительные участки и заплечиковые участки) контактных поверхностей как ниппеля, так и муфты имеют твердое смазочное покрытие 10 с высоким коэффициентом трения, и остальная часть каждой контактной поверхности, которая представляет собой в основном резьбовой участок, имеет второе смазочное покрытие 11.

Фиг. 5В показывает вариант исполнения, в котором безрезьбовые участки металлического контакта контактных поверхностей как ниппеля, так и муфты имеют твердое смазочное покрытие 10 с высоким коэффициентом трения, и второе смазочное покрытие 11, которое покрывает полностью каждую контактную поверхность, сформировано поверх каждого твердого смазочного покрытия 10 с высоким коэффициентом трения.

Фиг. 5С показывает вариант исполнения, в котором один конструкционный элемент из ниппеля и муфты (ниппель на чертеже) имеет твердое смазочное покрытие 10 с высоким коэффициентом трения, которое покрывает безрезьбовой участок металлического контакта, и поверх него второе смазочное покрытие 11, которое покрывает всю контактную поверхность таким же образом, как на фиг. 5В, и вся контактная поверхность другого конструкционного элемента (муфты на чертеже) покрыта вторым смазочным покрытием 11.

Фиг. 6А показывает вариант исполнения, в котором один конструкционный элемент из ниппеля и муфты (ниппель на фигуре) имеет твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения, которое покрывает безрезьбовой участок металлического контакта, и второе смазочное покрытие 11, которое покрывает остальную часть контактной поверхности таким же образом, как на фиг. 5А, и вся контактная поверхность другого конструкционного элемента (муфты на чертеже) покрыта вторым смазочным покрытием 11.

Фиг. 6В показывает вариант исполнения, в котором один конструкционный элемент из ниппеля и муфты (муфта на чертеже) имеет твердое смазочное покрытие 10 с высоким коэффициентом трения, ко- 6 026556 торое покрывает безрезьбовой участок металлического контакта, и второе смазочное покрытие 11, которое покрывает остальную часть контактной поверхности таким же образом, как на чертеже 5А, и вся контактная поверхность другого конструкционного элемента (ниппеля на чертеже) покрыта твердым антикоррозионным покрытием 12.

Фиг. 6С показывает вариант исполнения, в котором один конструкционный элемент из ниппеля и муфты (ниппель на чертеже) имеет твердое смазочное покрытие 10 с высоким коэффициентом трения, которое покрывает безрезьбовой участок металлического контакта, и поверх него второе смазочное покрытие 11, которое покрывает остальную часть контактной поверхности таким же образом, как на фиг. 5В, и вся контактная поверхность другого конструкционного элемента (муфты на чертеже) покрыта твердым смазочным покрытием 10 с высоким коэффициентом трения.

Квалифицированным специалистам в этой области технологии понятно, что трубное резьбовое соединение согласно настоящему изобретению может иметь покровную систему, которая представляет собой комбинацию иных покрытий, нежели вышеописанные комбинации. Например, второе смазочное покрытие 11 на одном конструкционном элементе из ниппеля и муфты на фиг. 5А или на ниппеле на фиг. 6А может быть заменено твердым антикоррозионным покрытием. В этом случае второе смазочное покрытие 11, которое присутствует только на одном конструкционном элементе, покрывает участок, на котором твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения не сформировано, в том числе, по меньшей мере, резьбовой участок, как показано на фиг. 6В.

Далее будут разъяснены разнообразные покрытия, которые покрывают контактные поверхности трубного резьбового соединения согласно настоящему изобретению. Если не оговорено нечто иное, символ % в отношении содержания компонентов покрытий означает мас.%. Это содержание, по существу, является таким же, как содержание на основе общего содержания твердых веществ (общее содержание нелетучих компонентов) в составе слоя, для формирования смазочного покрытия.

Твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения.

Твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения представляет собой твердое смазочное покрытие, имеющее относительно высокий коэффициент трения сравнительно со вторым смазочным покрытием. Оно создает состояние с высоким коэффициентом трения на конечном этапе свинчивания резьбового соединения (начинающегося, когда контактируют заплечиковые участки ниппеля и муфты, до тех пор пока уплотнительные участки не приходят в тесный контакт с предварительно заданным уровнем натяга), тем самым повышая значение ДТ сообразно увеличению Ту и делая затруднительным возникновение состояния текучести заплечиковых участков, даже когда свинчивание проводят с высоким крутящим моментом.

В настоящем изобретении твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения, которое действует таким образом, создают так, что оно покрывает часть контактной поверхности, включающую, по меньшей мере, заплечиковый участок по меньшей мере одного конструкционного элемента из ниппеля и муфты. Предпочтительно твердым смазочным покрытием с высоким коэффициентом трения покрывают весь безрезьбовой участок металлического контакта, включающий уплотнительный участок и заплечиковый участок. Когда резьбовое соединение имеет многочисленные уплотнительные участки и заплечиковые участки, то предпочтительно покрывать твердым смазочным покрытием с высоким коэффициентом трения полностью все уплотнительные участки и заплечиковые участки. Однако цель повышения ДТ может быть достигнута, даже если твердым смазочным покрытием с высоким коэффициентом трения покрыты только заплечиковые участки, где имеет место первоначальный контакт на конечном этапе свинчивания резьбового соединения. Местоположение, где формируют твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения, может быть надлежащим образом выбрано в соответствии с формой соединения и требуемыми техническими характеристиками.

Даже когда поверх твердого смазочного покрытия 10 с высоким коэффициентом трения формируют второе смазочное покрытие 11, такое как на ниппеле 1 и муфте 2, как показано на фиг. 5В, или на ниппеле 1, как показано на фиг. 5С, состояние с высоким коэффициентом трения достигается с помощью твердого смазочного покрытия 10 с высоким коэффициентом трения на конечном этапе свинчивания, и может быть достигнут желательный эффект повышения величины ДТ. Твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения должно иметь более высокий коэффициент трения, чем второе смазочное покрытие 11. Необходима определенная степень адгезии к подложке (контактным поверхностям ниппеля и муфты, которые могут быть в состоянии, как сразу после станочной обработки, или могут иметь созданное подготовительной поверхностной обработкой покрытие, такое как сформированное фосфатной химической конверсионной обработкой или металлоплакированием).

Один пример твердого смазочного покрытия с высоким коэффициентом трения, которое пригодно для применения в настоящем изобретении, представляет собой покрытие, включающее органическую смолу или неорганический полимер, который содержит малое количество или не содержит частицы твердого смазочного материала (такое как количество не более 5 мас.%, предпочтительно не более 3 мас.% и более предпочтительно не более 1 мас.% в расчете на общее содержание твердых веществ).

В особенности предпочтительное твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения

- 7 026556 представляет собой твердое смазочное покрытие, которое формируют из пленкообразующей композиции, которую используют для смазочной обработки перед гидроформингом стали. Конкретными примерами такой композиции являются ЗигПиЬе С291 производства фирмы Νίρροη ΡαίηΙ Со., ЫФ. (на основе водорастворимой смолы) и Сагйо1иЬе Ь6334 и Ь6337 производства фирмы СНете1а11 СтЬН. Твердое смазочное покрытие, сформированное из композиции этого типа, имеет более высокий коэффициент трения, чем смазочное покрытие, используемое для смазки резьбовых соединений (такое как смазочное покрытие, выбранное из вязкого жидкостного смазочного покрытия и второго твердого смазочного покрытия, применяемых в настоящем изобретении), и оно образует твердое смазочное покрытие, имеющее хорошую адгезию и сродство к смазочному покрытию. Однако твердое смазочное покрытие, которое сформировано, все же имеет хорошие смазывающие свойства и характеристики скольжения, например, так, как показано на фиг. 5А и 6В, даже если второе смазочное покрытие, имеющее низкий коэффициент трения, не присутствует на безрезьбовом участке металлического контакта, включающем заплечиковый участок, устойчивость к фрикционной коррозии, необходимая для свинчивания, и достаточная газонепроницаемость после свинчивания получаются, если второе смазочное покрытие присутствует на резьбовых участках по меньшей мере одного из ниппеля и муфты.

Еще одно твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения, которое может быть применено, представляет собой покрытие, включающее такие же компоненты, как описанное ниже второе твердое смазочное покрытие, но которое имеет пониженное содержание твердого смазочного материала (смазочного порошка).

Коэффициент трения твердого смазочного покрытия или вязкого жидкостного смазочного покрытия может быть измерен в соответствии со стандартом ΑδΤΜ Ό2625 (нагрузочная способность и долговечность твердых пленочных смазочных материалов) или ΑδΤΜ Ό2670 (износостойкость жидких смазочных материалов) методом Фалекса со стержнем и У-образными зажимами (ниже называемом методом Фалекса), с использованием установки, в которой стержень прокручивают в У-образных блоках. В методе Фалекса блоки (У-образные блоки), имеющие оконечность с У-образным вырезом, размещают обращенными к противоположным сторонам стержня, и стержень приводят во вращение, в то же время с приложением предварительно заданной прижимающей нагрузки к блокам для измерения коэффициента трения.

Измерение коэффициента трения может быть проведено с использованием испытательных образцов, состоящих из блоков и стержня, которые отобраны из стальной заготовки, выполненной из такого же материала, как используемый в трубном резьбовом соединении, и которые были подвергнуты такими же подготовительной поверхностной обработке и обработке для нанесения покрытия на поверхность. Измерение проводят при нагрузке примерно 1 ГПа, которая соответствует максимальному давлению на заплечиковые участки во время свинчивания трубного резьбового соединения, и может быть сравнен средний коэффициент трения в состоянии стационарного режима трения перед возникновением фрикционной коррозии. Конечно, твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения согласно настоящему изобретению может быть выбрано на основе коэффициента трения, измеренного с использованием другого устройства для измерения трения, обычно применяемого в лаборатории. Каким бы ни был метод измерения, достаточно, чтобы коэффициент трения твердого смазочного покрытия с высоким коэффициентом трения был более высоким, чем коэффициент трения второго смазочного покрытия, когда измерение проводят в одних и тех же условиях.

Пока твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения согласно настоящему изобретению имеет более высокий коэффициент трения, чем вязкое жидкостное смазочное покрытие или второе твердое смазочное покрытие, используемые в качестве второго смазочного покрытия, нет конкретного нижнего предела коэффициента трения для твердого смазочного покрытия с высоким коэффициентом трения. Однако, чтобы надлежащим образом достигнуть цели повышения Ту и увеличения ΔΤ, коэффициент трения твердого смазочного покрытия с высоким коэффициентом трения предпочтительно является до определенной степени более высоким, чем коэффициент трения второго смазочного покрытия. Коэффициент трения твердого смазочного покрытия с высоким коэффициентом трения предпочтительно по меньшей мере в 1,5 раза, более предпочтительно по меньшей мере в 2 раза и наиболее предпочтительно по меньшей мере в 2,5 раза превышает коэффициент трения второго смазочного покрытия.

Коэффициент трения твердого смазочного покрытия с высоким коэффициентом трения, как измеренный вышеуказанным методом Фалекса, предпочтительно составляет по меньшей мере 0,06, более предпочтительно по меньшей мере 0,08 и наиболее предпочтительно по меньшей мере 0,1. Поскольку предельно высокий коэффициент трения оказывает вредное влияние на устойчивость резьбового соединения к фрикционной коррозии, коэффициент трения твердого смазочного покрытия с высоким коэффициентом трения предпочтительно составляет не более 0,25 и более предпочтительно не более 0,20.

Толщина твердого смазочного покрытия с высоким коэффициентом трения предпочтительно составляет 5-40 мкм. Если она составляет менее 5 мкм, эффект создания высокого уровня трения во время контакта и устойчивости к фрикционной коррозии может быть ненадлежащим. С другой стороны, если она превышает 40 мкм, то не только достигается предел эффекта повышения трения, но и может проявляться вредное действие на характеристики уплотнительного участка.

- 8 026556

Твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения может быть сформировано методами нанесения покрытий, хорошо известными специалистам в этой области технологии. Чтобы сформировать твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения на части контактной поверхности ниппеля и/или муфты, а именно только на заплечиковом участке или на безрезьбовом участке металлического контакта, включающем уплотнительный участок и заплечиковый участок, может быть проведено нанесение покрытия распылением, в то же время с ограждением с помощью подходящих средств участков, где формирование твердого смазочного покрытия с высоким коэффициентом трения нежелательно. При высушивании для испарения растворителей после нанесения может быть сформировано твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения.

Вязкое жидкостное смазочное покрытие.

Вязкое жидкостное смазочное покрытие может быть сформировано с использованием консистентной смазки, которая традиционно используется для улучшения устойчивости контактных поверхностей резьбового соединения к фрикционной коррозии. Предпочтительным является применение консистентной смазки, называемой зеленой смазкой, которая оказывает незначительное вредное влияние на окружающую среду и содержит мало или не содержит порошок тяжелого металла.

Предпочтительным примером такого вязкого жидкостного смазочного покрытия является покрытие, включающее надлежащее количество базового масла и по меньшей мере один материал, выбранный из материала на основе канифоли, воска, металлического мыла и основной соли металла и органической ароматической кислоты. Из этих компонентов материал на основе канифоли является действенным главным образом для повышения коэффициента трения смазочного покрытия, а именно увеличения ДТ, тогда как воск, металлическое мыло и основная соль металла и органической ароматической кислоты действуют в основном для предотвращения механического истирания смазочного покрытия. Поэтому покрытие может проявлять надлежащие смазочные характеристики, даже если оно не содержит порошок мягкого тяжелого металла, такого как свинец или цинк. В особенности предпочтительное вязкое жидкостное смазочное покрытие включает все из материала на основе канифоли, воска, металлического мыла и основной соли металла и органической ароматической кислоты.

Материал на основе канифоли выбирают из канифоли и ее производных. Когда она содержится в смазочном покрытии, она становится высоковязкой, когда подвергается воздействию высокого давления на поверхности трения. В результате она является эффективной для повышения ДТ покрытия. Канифоль, которую используют, может быть любой из смолы таллового масла, живичной канифоли и экстракционной канифоли, и могут быть также применены разнообразные производные канифоли, такие как сложные эфиры канифоли, гидрированные канифоли, полимеризованные канифоли и диспропорционированные канифоли. Содержание материала на основе канифоли в смазочном покрытии предпочтительно составляет 5-30% и более предпочтительно 5-20%.

Воск не только проявляет действие, состоящее в предотвращении фрикционной коррозии благодаря снижению трения смазочного покрытия, он также уменьшает текучесть покрытия и повышает прочность покрытия. Может быть применен любой из животного, растительного, минерального и синтетического восков. Примерами восков, которые могут быть использованы, являются пчелиный воск и спермацет (животные воски); японский воск, карнаубский воск, канделильский воск и рисовый воск (растительные воски); парафиновый воск, микрокристаллический воск, вазелин, монтанский воск, озокерит и церезин (минеральные воски); оксидный воск, полиэтиленовый воск, воск Фишера-Тропша, амидный воск и отвержденное касторовое масло (касторовый воск) (синтетические воски). Из них предпочтителен парафиновый воск с молекулярной массой 150-500. Содержание воска в смазочном покрытии предпочтительно составляет 2-20%.

Металлическое мыло, которое представляет собой соль алифатической кислоты с металлом, иным, нежели щелочный металл, является эффективным для усиления эффекта предотвращения фрикционной коррозии и действия покрытия в предотвращении ржавления. Его содержание предпочтительно составляет 2-20%.

Алифатическая кислота в составе металлического мыла предпочтительно представляет собой кислоту, имеющую 12-30 атомов углерода, по соображениям смазочных свойств и предотвращения коррозии. Алифатическая кислота может быть любой насыщенной или ненасыщенной кислотой. Могут быть использованы смешанные алифатические кислоты, происходящие из природных масел и жиров, таких как говяжий жир, свиное сало, ланолин, пальмовое масло, рапсовое масло и кокосовое масло, и индивидуальные соединения, такие как лауриновая кислота, тридекановая кислота, миристиновая кислота, пальмитиновая кислота, ланопальмитиновая кислота, стеариновая кислота, изостеариновая кислота, олеиновая кислота, элаидиновая кислота, арахиновая кислота, бегеновая кислота, эруковая кислота, лигноцериновая кислота, ланоцериновая кислота, сульфоновая кислота, салициловая кислота и карбоновая кислота. Металлическая соль предпочтительно находится в форме кальциевой соли, но также может быть солью еще одного щелочно-земельного металла или солью цинка. Соль может быть либо нейтральной солью, или основной солью.

Вязкое жидкостное смазочное покрытие может содержать основную металлическую соль органиче- 9 026556 ской ароматической кислоты, выбранной из основных сульфонатов, основных салицилатов, основных фенолятов и основных карбоксилатов, в качестве средства для предотвращения коррозии. Каждая из этих основных металлических солей органической ароматической кислоты представляет собой соль органической ароматической кислоты с избытком щелочи (на основе щелочного металла или щелочноземельного металла), причем избыток щелочи присутствует в виде коллоидальных тонкодисперсных частиц, диспергированных в масле. Эти основные металлические соли представляют собой густую смазку или полутвердое вещество при комнатной температуре и проявляют смазывающее действие в дополнение к антикоррозионному действию. Щелочь, которая образует катионную часть основной металлической соли органической ароматической кислоты, может быть основана на щелочном металле или на щелочно-земельном металле, но предпочтительно происходит из щелочно-земельного металла, и в частности кальция, бария или магния, причем каждый дает одинаковый эффект. Ее содержание в смазочном покрытии предпочтительно составляет от 10 до 70%.

Чем выше щелочное число основной металлической соли органической ароматической кислоты, используемой в качестве средства для предотвращения коррозии, тем больше число тонкодисперсных частиц соли, которые действуют как твердая смазка, и тем лучше смазочные свойства (устойчивость к фрикционной коррозии), которые могут быть обеспечены смазочным покрытием. Когда щелочное число превышает определенный уровень, соль проявляет действие, состоящее в нейтрализации кислотных компонентов, и усиливается антикоррозионное действие смазочного покрытия. По этим соображениям предпочтительно применение смазочного покрытия, имеющего щелочное число (согласно Японскому промышленному стандарту Л§ К 2501) 50-500 мг КОН/г. Предпочтительное щелочное число составляет 100-500 мг КОН/г и более предпочтительно варьирует в диапазоне 250-450 мг КОН/г.

Чтобы подавить текучесть вязкого жидкостного смазочного покрытия при высоких температурах и дополнительно повысить устойчивость к фрикционной коррозии, смазочное покрытие может содержать смазочный порошок. Смазочный порошок может представлять собой любой безопасный смазочный материал, который не является токсичным и который не слишком снижает коэффициент трения. Предпочтительным смазочным порошком является графит. Более предпочтительным является аморфный графит, который создает незначительное снижение коэффициента трения. Содержание смазочного порошка предпочтительно составляет 0,5-20%.

Для повышения однородности дисперсии твердого смазочного порошка в смазочном покрытии или для улучшения свойств смазочного покрытия смазочное покрытие может включать иные компоненты, нежели описанные выше, такие как один или более компонентов, выбранных из органических смол и разнообразных масел и добавок, обычно применяемых в смазочных маслах (таких как противозадирная присадка).

Масла относятся к смазочным компонентам, которые являются жидкими при комнатной температуре и которые могут быть использованы в смазочных маслах. Сами масла имеют смазывающие свойства. Примеры масел, которые могут быть использованы, включают синтетические сложные эфиры, природные масла и минеральные масла. Вышеописанные антикоррозионные агенты (основные соли органических ароматических кислот) также имеют смазывающие свойства, так что они также действуют как масла. Свойства смазочного покрытия варьируют в зависимости от содержания масла. Если покрытие не содержит масло или если содержание масла слишком мало, смазочное покрытие не становится вязким жидкостным смазочным покрытием и вместо этого становится твердым смазочным покрытием. В настоящем изобретении такое смазочное покрытие также может быть применено в качестве твердого смазочного покрытия.

Органическая смола, в частности термопластичная смола, подавляет липкость смазочного покрытия и увеличивает толщину покрытия, и когда она проникает на поверхность трения, она повышает устойчивость к фрикционной коррозии и снижает трение между контактирующими металлическими деталями, даже когда при свинчивании прилагают высокий крутящий момент (высокое давление). Поэтому она может содержаться в смазочном покрытии. В таких случаях предпочтительно применение смолы в порошкообразной форме, имеющей частицы с диаметром в диапазоне 0,05-30 мкм и более предпочтительно в диапазоне 0,07-20 мкм.

Некоторыми примерами термопластичных смол являются полиэтиленовые смолы, полипропиленовые смолы, полистирольные смолы, полиметилметакрилатные смолы, смолы на основе сополимера стирола и сложного эфира акриловой кислоты, полиамидные смолы и полибутеновые (полибутиленовые) смолы. Также может быть применен сополимер этих смол или смесь из этих смол и прочих термопластичных смол. Плотность термопластичной смолы (согласно стандарту Л8 К 7112) предпочтительно составляет величину в диапазоне 0,9-1,2. В дополнение, ввиду необходимости легкой деформируемости смолы на поверхности трения, чтобы проявлять смазывающие свойства, температура тепловой деформации (согласно стандарту Л8 К 7206) смолы предпочтительно составляет 50-150°С.

Когда смазочное покрытие содержит термопластичную смолу, ее содержание в покрытии предпочтительно составляет не более 10% и более предпочтительно варьирует в диапазоне 0,1-5%. Общее содержание вышеописанного материала на основе канифоли и термопластичной смолы предпочтительно составляет не более 30%.

- 10 026556

Примеры природных масел и жиров, которые могут быть применены в качестве масла, включают говяжий жир, свиное сало, ланолин, пальмовое масло, рапсовое масло и кокосовое масло. В качестве масла также может быть использовано минеральное масло (в том числе синтетическое минеральное масло), имеющее вязкость 10-300 сСт при температуре 40°С.

Синтетические сложные эфиры, которые могут быть применены в качестве масла, повышают пластичность термопластичной смолы, и в то же время могут усиливать текучесть смазочного покрытия, когда подвергаются воздействию гидростатического давления. В дополнение, синтетические сложные эфиры с высокой температурой плавления могут быть применены для корректирования температуры плавления и твердости (мягкости) смазочного покрытия. Примерами синтетических сложных эфиров являются сложные моноэфиры алифатических кислот, сложные диэфиры двухосновных кислот и сложные эфиры алифатических кислот с триметилолпропаном или пентаэритритом.

Примерами сложных моноэфиров алифатических кислот являются сложные моноэфиры карбоновых кислот, имеющих 12-24 атомов углерода, с высшими спиртами, имеющими 8-20 атомов углерода. Примерами сложных диэфиров двухосновных кислот являются сложные диэфиры двухосновных кислот, имеющих 6-10 атомов углерода, с высшими спиртами, имеющими 8-20 атомов углерода. Примерами алифатических кислот, которые составляют сложные эфиры алифатических кислот с триметилолпропаном или пентаэритритом, являются кислоты, имеющие 8-18 атомов углерода.

Когда смазочное покрытие содержит по меньшей мере одно из вышеуказанных масел, содержание масла предпочтительно устанавливают на уровне по меньшей мере 0,1 мас.%, чтобы получить повышение устойчивости к фрикционной коррозии. Содержание предпочтительно делают не превышающим 5 мас.%, чтобы предотвратить снижение прочности покрытия.

Противозадирная присадка проявляет действие, состоящее в повышении устойчивости смазочного покрытия к фрикционной коррозии, когда добавлена в малом количестве. Неограничивающими примерами противозадирной присадки являются вулканизированные масла, полисульфиды и фосфаты, фосфиты, тиофосфаты и металлические соли дитиофосфорной кислоты. Когда в смазочном покрытии содержится противозадирная присадка, ее содержание предпочтительно составляет величину в диапазоне 0,055 мас.%.

Примерами предпочтительных вулканизированных масел являются соединения, которые содержат 5-30 мас.% серы, и получаются добавлением серы к ненасыщенным животным или растительным маслам, таким как оливковое масло, касторовое масло, масло рисовых отрубей, хлопковое масло, рапсовое масло, соевое масло, кукурузное масло, говяжий жир и свиное сало, и нагреванием смеси.

Примерами предпочтительных полисульфидов являются полисульфиды формулы Κι-(δ)₀-Κ₂ (в которой Κι и К₂ могут быть одинаковыми или различными, и представляют алкильную группу, имеющую 4-22 атомов углерода, арильную группу, алкиларильную группу или арилалкильную группу, и с представляет целое число от 2 до 5), и олефинсульфиды, содержащие 2-5 серных связей на молекулу. В частности, предпочтительны дибензилдисульфид, ди-трет-додецилполисульфид и ди-третнонилполисульфид.

Фосфаты, фосфиты, тиофосфаты и металлические соли дитиофосфорной кислоты могут иметь следующие общие формулы:

фосфаты: (Κ₃Ο) (Κ₄Ο) Ρ(=Ο) (ΟΚ₅), фосфиты: (Κ₃Ο) (Κ₄Ο)Ρ(ΟΚ₅), тиофосфаты: (Κ₃Ο) (Κ₄Ο)Ρ(=δ) (ΟΚ₅), металлические соли дитиофосфорной кислоты:[(Κ₃Ο) (Κ₆Ο)Ρ(=δ)-δ]₂-Μ.

В вышеуказанных формулах каждый из радикалов К₃ и К₆ представляет алкильную группу, имеющую от 1 до 24 атомов углерода, циклоалкильную группу, алкилциклоалкильную группу, арильную группу, алкиларильную группу или арилалкильную группу, каждый из радикалов Κ4 и К₅ представляет атом водорода, алкильную группу, имеющую от 1 до 24 атомов углерода, циклоалкильную группу, алкилциклоалкильную группу, арильную группу, алкиларильную группу или арилалкильную группу, и М обозначает молибден (Мо), цинк (Ζη) или барий (Ва).

В дополнение к вышеописанным компонентам вязкое жидкостное смазочное покрытие может содержать антиоксидант, консервант, окрашивающую добавку и тому подобные.

Вязкое жидкостное смазочное покрытие может быть сформировано в стадиях, в которых наносят покровную композицию на контактные поверхности по меньшей мере одного из ниппеля и муфты резьбового соединения и высушивают покрытие, если необходимо. В зависимости от способа нанесения покрытия композиция, которую используют, может содержать летучий органический растворитель в дополнение к вышеописанным компонентам.

Когда покровная композиция является твердой или полутвердой при комнатной температуре, она может быть нанесена после нагревания для снижения ее вязкости (например, она может быть нанесена с помощью ручного пульверизатора в форме горячего расплава).

Когда нагревание не применяют, в покровной композиции содержится растворитель для снижения вязкости композиции до уровня вязкости, достаточного для нанесения. В результате толщина покрытия и состав смазочного покрытия, которое сформировано, делаются равномерными, и формирование покры- 11 026556 тия может быть проведено эффективно. Примерами предпочтительных растворителей являются нефтяные растворители, такие как растворители, соответствующие промышленному бензину, предписанные стандартом ЛЗ К 2201, уайт-спириты, ароматическая бензино-лигроиновая фракция, ксилол и целлозольвы. Два или более из них могут быть применены в сочетании. Предпочтителен растворитель, имеющий температуру вспышки по меньшей мере 30°С, температуру начала кипения по меньшей мере 150°С и температуру окончания кипения по меньшей мере 210°С, поскольку он относительно прост в обращении и быстро испаряется, так что продолжительность высушивания может быть короткой.

Предпочтительная толщина слоя вязкого жидкостного смазочного покрытия составляет 5-200 мкм и более предпочтительно 15-200 мкм. Смазочное покрытие предпочтительно является достаточно толстым, чтобы заполнять мелкие пустоты в контактных поверхностях, такие как зазоры между витками резьбы. Если толщина покрытия слишком мала, уже нельзя ожидать действия таких компонентов, как материал на основе канифоли, воск, металлическое мыло или смазочный порошок, поступающих на поверхность трения из пустот вследствие воздействия гидростатического давления, которое развивается во время свинчивания, и устойчивость резьбового соединения к фрикционной коррозии ухудшается. Кроме того, когда смазочное покрытие содержит антикоррозионное средство, эффект защиты от коррозии становится ненадлежащим. С другой стороны, применение покрытия со слишком большой толщиной не только является расточительным, но и не содействует предотвращению загрязнения окружающей среды, что является одной из целей настоящего изобретения. Когда вязкое жидкостное смазочное покрытие формируют поверх твердого смазочного покрытия 10 с высоким коэффициентом трения в качестве второго смазочного покрытия 11, как показано на фиг. 5В и 5С, общая толщина слоя из твердого смазочного покрытия с высоким коэффициентом трения и вязкого жидкостного смазочного покрытия предпочтительно составляет не более 200 мкм.

Второе твердое смазочное покрытие.

Твердое смазочное покрытие, которое применяют для создания второго смазочного покрытия в форме второго твердого смазочного покрытия в настоящем изобретении, в принципе состоит из порошка, проявляющего действие твердой смазки (называемой смазочным порошком), и связующего средства. Это покрытие может быть сформировано нанесением дисперсии, имеющей смазочный порошок, диспергированный в содержащем связующее средство растворе. Смазочный порошок прочно прилипает к поверхности резьбового соединения в состоянии, в котором он диспергирован в связующем средстве в покрытии и во время свинчивания растягивается под действием давления при свинчивании с сокращением толщины. В результате он повышает устойчивость резьбового соединения к фрикционной коррозии.

Примеры смазочного порошка включают, но не ограничиваются таковыми, дисульфид молибдена, дисульфид вольфрама, графит, фторированный графит, оксид цинка, сульфид олова, сульфид висмута, молибденорганические соединения (например, диалкилтиофосфат молибдена или диалкилтиокарбамат молибдена), РТРЕ (политетрафторэтилен), и ΒΝ (нитрид бора). Могут быть применены один или более из них.

Из соображений адгезии и антикоррозионных характеристик твердого смазочного покрытия графит представляет собой в особенности предпочтительный смазочный порошок, и с позиции пленкообразующих свойств более предпочтителен аморфный графит. Содержание смазочного порошка в твердом смазочном покрытии предпочтительно составляет 2-15 мас.%. В настоящем изобретении необходимо, чтобы коэффициент трения второго твердого смазочного покрытия был более низким, чем коэффициент трения твердого смазочного покрытия с высоким коэффициентом трения. Коэффициент трения второго твердого смазочного покрытия может быть скорректирован сообразно содержанию смазочного порошка. Соответственно этому, как отмечено выше, если содержание смазочного порошка делают низким, то твердое смазочное покрытие этого типа также может быть использовано как твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения.

Связующее средство может представлять собой органическую смолу или неорганический полимер.

Органическая смола предпочтительно представляет собой смолу, имеющую термическую устойчивость и надлежащие твердость и износостойкость. Примерами такой смолы являются термореактивные смолы, такие как эпоксидные смолы, полиимидные смолы, поликарбодиимидные смолы, фенольные смолы, фурановые смолы и силиконовые смолы; и термопластичные смолы, такие как полиолефины, полистиролы, полиуретаны, полиимиды, сложные полиэфиры, поликарбонаты, акриловые смолы, термопластичные эпоксидные смолы, полиамид-имидные смолы, простые полиэфирэфиркетоны и простые полиэфирсульфоны. Смола, которая используется, может быть сополимером или смесью двух или более смол.

Когда связующее средство представляет собой термореактивную смолу, то по соображениям адгезии и износоустойчивости термореактивного твердого смазочного покрытия предпочтительно выполнять обработку для термоотверждения. Температура этой обработки для термоотверждения предпочтительно составляет по меньшей мере 120°С и более предпочтительно 150-380°С, и продолжительность обработки предпочтительно составляет по меньшей мере 30 мин и более предпочтительно 30-60 мин.

Когда связующее средство представляет собой термопластичную смолу, то можно использовать покровную композицию с использованием растворителя, но также можно формировать термопластичное

- 12 026556 твердое смазочное покрытие без растворителя с использованием метода горячего расплава. В методе горячего расплава покровную композицию, содержащую термопластичную смолу и смазочный порошок, нагревают до расплавления термопластичной смолы, и композицию, которая стала маловязкой текучей средой, напыляют из пульверизатора, имеющего способность поддерживать температуру, чтобы сохранять постоянную температуру (обычно температуру, которая является примерно такой же, как температура композиции в расплавленном состоянии). Температура нагревания композиции предпочтительно является на 10-50°С более высокой, чем температура плавления термопластичной смолы (температура плавления или температура размягчения). В этом методе целесообразно применять термопластичную смолу, имеющую температуру плавления 80-320°С и предпочтительно 90-200°С.

Подложку, на которую наносят покрытие (а именно контактную поверхность ниппеля и/или муфты), предпочтительно предварительно нагревают до более высокой температуры, чем температура плавления термопластичной смолы. В результате можно получить покрытие с хорошими характеристиками. Когда покровная композиция содержит небольшое количество (такое как не более 2 мас.%) поверхностно-активного вещества, такого как полидиметилсилоксан, можно сформировать покрытие хорошего качества, даже если подложка не является предварительно нагретой или даже если температура предварительного нагревания является более низкой, чем температура плавления базовой смолы. После нанесения покрытия термопластичная смола затвердевает при охлаждении подложки посредством воздушного охлаждения или естественного охлаждения с образованием твердого смазочного покрытия поверх подложки.

Неорганический полимер представляет собой соединение, имеющее трехмерную сшитую структуру с металл-кислородными связями, такими как Τί-Ο, δί-Θ, Ζγ-Ο, Μη-Ο, Се-0 или Ва-О. Это соединение может быть сформировано гидролизом и конденсацией гидролизуемого металлоорганического соединения, типичным примером которого является алкоксид металла, хотя также может быть применено такое гидролизуемое неорганическое соединение, как тетрахлорид титана. Предпочтительный алкоксид металла, который может быть использован, представляет собой соединение, имеющее низшие алкоксигруппы, такие как метоксильная, этоксильная, изопропоксильная, пропоксильная, изобутоксильная, бутоксильная или трет-бутоксильная группы. Предпочтительным алкоксидом металла является алкоксид титана или кремния и в особенности предпочтителен алкоксид титана. Среди них предпочтителен изопропоксид титана благодаря его превосходным пленкообразующим свойствам.

Неорганический полимер может содержать алкильную группу, которая может иметь в качестве заместителя функциональную группу, такую как аминогруппа или эпоксигруппа. Например, возможно применение металлоорганического соединения, в котором некоторые из алкоксигрупп заменены алкильной группой, содержащей функциональную группу, как в случае силановых сшивающих реагентов и титанатных сшивающих реагентов.

Когда связующее средство представляет собой неорганический полимер, смазочный порошок добавляют к раствору алкоксида металла или продукта его частичного гидролиза и диспергируют в нем, и полученную композицию наносят на контактную поверхность по меньшей мере одного конструкционного элемента из ниппеля и муфты. Полученное покрытие может быть подвергнуто увлажняющей обработке и затем нагреванию, если необходимо, тем самым содействуя протеканию гидролиза и конденсации алкоксида металла и формированию твердого смазочного покрытия, в котором смазочный порошок диспергирован в покрытии, образованном из неорганического полимера, имеющего металл-кислородные связи.

Даже при использовании любого из вышеописанных связующих средств, когда покровная композиция содержит растворитель, растворитель может быть любым из воды, смешивающегося с водой органического растворителя, такого как спирт, или не смешивающегося с водой органического растворителя, такого как углеводород или сложный эфир. Растворители двух или более типов могут быть применены в комбинации.

В дополнение к смазочному порошку разнообразные добавки, такие как антикоррозионное средство, могут быть добавлены к твердому смазочному покрытию в пределах диапазона, который не причиняет ущерба устойчивости покрытия к фрикционной коррозии. Например, антикоррозионные свойства твердого смазочного покрытия как такового могут быть улучшены добавлением одного или более из цинкового порошка, хромового пигмента, кремнезема и пигмента на основе оксида алюминия. В особенности предпочтительным антикоррозионным средством является кремнезем, подвергнутый ионному обмену с введением ионов кальция. Твердое смазочное покрытие также может содержать неорганический порошок, чтобы скорректировать характеристики скольжения покрытия. Примерами такого неорганического порошка являются диоксид титана и оксид висмута. Эти антикоррозионные средства, неорганические порошки и тому подобные (а именно порошкообразные компоненты, иные, нежели смазочный порошок), могут присутствовать в совокупном количестве до 20% от твердого смазочного покрытия.

В дополнение к вышеуказанным компонентам твердое смазочное покрытие может содержать вспомогательные добавки, выбранные из поверхностно-активного вещества, окрашивающей добавки, антиоксиданта и тому подобных, в количестве, например, не более 5%. Также возможно содержание противозадирной присадки, жидкой смазки или тому подобных в очень малом количестве, не более 2%.

- 13 026556

По тем же соображениям, как указано для вязкого жидкостного смазочного покрытия, толщина твердого смазочного покрытия предпочтительно составляет 5-150 мкм и более предпочтительно 20-100 мкм. Когда твердое смазочное покрытие формируют поверх твердого смазочного покрытия с высоким коэффициентом трения, общая толщина твердого смазочного покрытия с высоким коэффициентом трения и твердого смазочного покрытия предпочтительно составляет не более 150 мкм.

Твердое антикоррозионное покрытие.

Как указано выше в отношении фиг. 4, в течение времени до наступления реального использования трубного резьбового соединения на ниппеле или муфте, которые не были присоединены к другому конструкционному элементу, часто устанавливают протектор. При этом необходимо, чтобы твердое антикоррозионное покрытие не нарушалось, по меньшей мере, при усилии, прилагаемом во время монтажа протектора, не растворялось, даже будучи под воздействием воды, которая конденсируется при температуре ниже точки росы во время перевозки или хранения, и не размягчалось легко при высоких температурах, превышающих 40°С. Любое покрытие, которое может удовлетворять таким характеристикам, может быть использовано в качестве твердого антикоррозионного покрытия. Например, твердое антикоррозионное покрытие может представлять собой покрытие из термореактивной смолы, необязательно содержащей предотвращающий ржавление компонент.

Предпочтительное твердое антикоррозионное покрытие представляет собой покрытие, основанное на отверждаемой ультрафиолетовым излучением смоле. В качестве отверждаемой ультрафиолетовым излучением смолы могут быть применены известные композиции смол, включающие, по меньшей мере, мономер, олигомер и инициатор фотополимеризации.

Примеры мономеров включают, но не ограничиваются таковыми, полифункциональные (ди-, триили выше) сложные эфиры многоатомного спирта с (мет)акриловой кислотой, разнообразные (мет)акрилатные соединения, Ν-винилпирролидон, Ν-винилкапролактам и стирол. Примеры олигомеров включают, но не ограничиваются таковыми, эпокси(мет)акрилаты, уретан(мет)акрилаты, сложные полиэфир(мет)акрилаты, сложные полиэфир(мет)акрилаты, простые полиэфир(мет)акрилаты и силикон(мет)акрилаты.

Подходящими инициаторами фотополимеризации являются соединения, проявляющие поглощение в диапазоне длин волн 260-450 нм, в том числе бензоин и его производные, бензофенон и его производные, ацетофенон и его производные, кетон Михлера, бензил и его производные, тетраалкилтиураммоносульфид, тиоксаны и тому подобные. В особенности предпочтительно применение тиоксана.

По соображениям прочности покрытия и характеристик скольжения твердое смазочное покрытие, сформированное из отверждаемой ультрафиолетовым излучением смолы, может содержать добавку, выбранную из смазочного средства и/или волокнистого наполнителя и антикоррозионного средства. Примерами смазочного средства являются металлические мыла, такие как стеарат кальция и стеарат цинка, и политетрафторэтиленовая (РТРЕ) смола.

Примером волокнистого наполнителя является игольчатый карбонат кальция, такой как \У1и5ка1 фирмы Магио Са1сшш Со., Ыб. Одна или более этих добавок могут быть введены в количестве 0,05-0,35 мас.ч. в расчете на 1 мас.ч. отверждаемой ультрафиолетовым излучением смолы. Примерами антикоррозионного средства являются триполифосфат алюминия и фосфит алюминия. Он может быть добавлен в максимальном количестве около 0,10 мас.ч. относительно 1 мас.ч. отверждаемой ультрафиолетовым излучением смолы.

Твердое антикоррозионное покрытие, которое сформировано из отверждаемой ультрафиолетовым излучением смолы, часто является прозрачным. Из соображений упрощения проверки качества полученного твердого антикоррозионного покрытия либо визуально, либо обработкой изображений (исследование, имеется ли покрытие, и является ли равномерной или неравномерной толщина покрытия), твердое антикоррозионное покрытие может содержать окрашивающую добавку. Окрашивающая добавка, которую применяют, может быть выбрана из пигментов, красителей и флуоресцентных материалов. Количество окрашивающей добавки предпочтительно составляет максимально 0,05 мас.ч. в расчете на 1 мас.ч. отверждаемой ультрафиолетовым излучением смолы.

Предпочтительной окрашивающей добавкой является флуоресцентный материал. Флуоресцентный материал может быть любым из флуоресцентных пигментов, флуоресцентных красителей и люминофоров, применяемых во флуоресцентных красках, но предпочтительно представляет собой флуоресцентный пигмент. Твердое антикоррозионное покрытие, которое содержит флуоресцентный материал, является бесцветным или прозрачным на цвет при освещении видимым светом, но когда его облучают невидимым излучением или ультрафиолетовыми лучами, оно флуоресцирует и становится окрашенным, обеспечивая возможность выявить присутствие покрытия или то, является ли покрытие неоднородным. Кроме того, поскольку оно является прозрачным в видимом свете, можно обследовать материал, расположенный под твердым антикоррозионным покрытием, а именно поверхность подложки. Соответственно этому твердое антикоррозионное покрытие не мешает выявлению повреждения резьбовых участков резьбового соединения.

После нанесения композиции, основанной на отверждаемой ультрафиолетовым излучением смоле, на контактную поверхность резьбового соединения ее облучают ультрафиолетовым излучением для от- 14 026556 верждения покрытия, приводя к формированию твердого антикоррозионного покрытия на основе отверждаемой ультрафиолетовым излучением смолы. Для облучения ультрафиолетовым излучением может быть применено обычное имеющееся в продаже на рынке устройство для воздействия ультрафиолетовым излучением, дающее выходное излучение с длиной волны в диапазоне 200-450 нм. Примерами источников ультрафиолетового излучения является ртутная лампа высокого давления, ртутная лампа сверхвысокого давления, ксеноновая лампа, дуговая угольная лампа, металлогалогенная лампа и солнечный свет.

Толщина слоя твердого антикоррозионного покрытия (совокупная толщина покрытия, когда имеются два или более слоев отверждаемой ультрафиолетовым излучением смолы) предпочтительно составляет величину в диапазоне 5-50 мкм и более предпочтительно в диапазоне 10-40 мкм. Если толщина слоя твердого антикоррозионного покрытия слишком мала, оно не обеспечивает должного действия в качестве антикоррозионного покрытия. С другой стороны, если толщина слоя твердого антикоррозионного покрытия слишком велика, твердое антикоррозионное покрытие иногда разрушается под воздействием усилия при монтаже, когда вставляют защитный элемент, такой как протектор, и предотвращение коррозии перестает быть надлежащим.

Твердое антикоррозионное покрытие на основе отверждаемой ультрафиолетовым излучением смолы представляет собой прозрачное покрытие, так что сквозь покрытие можно обследовать состояние подложки без удаления его, и можно проверять резьбовые участки перед свинчиванием сверху через покрытие. Соответственно этому формированием твердого антикоррозионного покрытия на контактной поверхности ниппеля можно легко выявлять повреждение резьбового участка ниппеля, который типично формируют на наружной поверхности конца стальной трубы и который легко повреждается.

Как было указано выше в отношении твердого смазочного покрытия с высоким коэффициентом трения, каждое из вышеописанных вязкого жидкостного смазочного покрытия, твердого смазочного покрытия и твердого антикоррозионного покрытия предпочтительно формируют способом распылительного нанесения покрытия. Распылительное нанесение покрытия включает нанесение покрытия из горячего расплава.

Как показано на фиг. 5А, когда твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения формируют на безрезьбовом участке металлического контакта контактной поверхности, и второе смазочное покрытие создают на резьбовом участке, который представляет собой остальную часть контактной поверхности, то первым может быть сформировано либо твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения, либо второе смазочное покрытие. В этом случае, в частности, когда второе смазочное покрытие представляет собой твердое смазочное покрытие, предпочтительно наносить твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения и твердое смазочное покрытие приблизительно с одной и той же толщиной (например, в пределах ±15 мкм), чтобы не возникала большая ступенька на границе между покрытиями двух типов. Когда второе смазочное покрытие представляет собой вязкое жидкостное смазочное покрытие, оно имеет большую способность деформироваться во время свинчивания, так что второе смазочное покрытие и твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения могут сильно различаться по толщине. Как правило, вязкое жидкостное смазочное покрытие имеет большую толщину слоя, чем твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения.

Подготовительная поверхностная обработка.

В трубном резьбовом соединении согласно настоящему изобретению, в котором твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения и второе смазочное покрытие, и в некоторых случаях также твердое антикоррозионное покрытие, формируют на контактных поверхностях ниппеля и/или муфты, если проводят подготовительную поверхностную обработку, чтобы сделать шероховатыми контактные поверхности, которые представляют собой подложку для покрытий, таким образом, что поверхностная шероховатость составляет более 3-5 мкм, что соответствует поверхностной шероховатости после станочной обработки, повышается адгезия покрытия и имеет место тенденция к усилению желательных эффектов покрытий. Соответственно этому перед формированием покрытия предпочтительно проводить подготовительную поверхностную обработку контактных поверхностей для придания поверхностям шероховатости.

Когда покрытие формируют поверх контактной поверхности, имеющей большую поверхностную шероховатость, толщина покрытия предпочтительно составляет больше чем Ктах контактной поверхности, чтобы полностью покрыть контактную поверхность. Когда контактная поверхность является шероховатой, толщина покрытия представляет собой среднее значение общей толщины покрытия, которая рассчитывается из площади, массы и плотности покрытия.

Примерами подготовительной поверхностной обработки для придания поверхностной шероховатости являются струйная обработка воздействием выдуваемого абразивного материала, такого как сферическая дробь или угловатая металлическая крошка, травление погружением в сильную кислоту, такую как серная кислота, соляная кислота, азотная кислота или фтористо-водородная кислота, для придания поверхностной шероховатости, химическая конверсионная обработка, такая как фосфатная обработка, оксалатная обработка или боратная обработка (как приводящая к росту кристаллов, причем шероховатость усиливается благодаря поверхности кристаллов), нанесение электролитического покрытия из ме- 15 026556 талла, такого как Си, Ре, δη или Ζη, или сплава этих металлов (избирательно плакируются выступы, так что поверхность становится слегка шероховатой), и механическое плакирование, которое может формировать пористое плакирующее покрытие. В качестве одного типа электроплакирования композитное плакирование, которое образует плакирующее покрытие, в котором мелкие твердые частицы диспергированы в металле, возможно как метод придания поверхностной шероховатости, поскольку мелкие твердые частицы выступают из плакирующего покрытия. Для подготовительной поверхностной обработки могут быть использованы два или более способов в сочетании. Обработка может быть проведена в соответствии с известными методами.

Какой бы метод подготовительной поверхностной обработки ни был использован для контактных поверхностей, шероховатость Ктах поверхности, созданная подготовительной поверхностной обработкой для придания шероховатости поверхностям, предпочтительно составляет 5-40 мкм. Если значение Ктах составляет менее 5 мкм, адгезия сформированного на поверхности смазочного покрытия и удержание покрытия могут стать недостаточными. С другой стороны, если величина Ктах составляет более 40 мкм, усиливается трение, покрытие может оказаться неспособным противостоять срезающим нагрузкам и сжимающим усилиям во время создания высокого давления, и покрытие может легко разрушиться или отслоиться.

Из соображений адгезии смазочного покрытия предпочтительна подготовительная поверхностная обработка, которая может формировать пористое покрытие, а именно химическая конверсионная обработка и механическое плакирование. С помощью этих способов, чтобы сделать значение Ктах пористого покрытия по меньшей мере 5 мкм, толщину покрытия предпочтительно доводят по меньшей мере до 5 мкм. Конкретного верхнего предела толщины покрытия нет, но обычно достаточны не более 50 мкм и предпочтительно не более 40 мкм. Если смазочное покрытие формируют поверх пористого покрытия, которое образовано подготовительной поверхностной обработкой, адгезия смазочного покрытия повышается благодаря так называемому якорному эффекту. В результате этого становится затруднительным возникновение отслоения твердого смазочного покрытия при повторяющихся свинчивании и развинчивании, эффективно предотвращается контакт между металлами и дополнительно улучшаются устойчивость к фрикционной коррозии, газонепроницаемость и коррозионная стойкость.

В особенности предпочтительными типами подготовительной поверхностной обработки для формирования пористого покрытия являются фосфатная химическая конверсионная обработка (обработка фосфатом марганца, фосфатом цинка, фосфатом железа-марганца или фосфатом цинка-кальция), и формирование покрытия из цинка или железо-цинкового сплава способом механического плакирования. Покрытие из фосфата марганца является предпочтительным с позиции адгезии, и покрытие из цинка или железо-цинкового сплава, которое, как ожидается, может создавать эффект предотвращения коррозии за счет расходования цинка, является предпочтительным по соображениям коррозионной стойкости.

Фосфатная химическая конверсионная обработка (фосфатирование) может быть проведена погружением или напылением общеупотребительным способом. Кислотный фосфатирующий раствор, который обычно используют для оцинкованных материалов, может быть применен в качестве раствора для химической конверсионной обработки. Например, может быть использован цинксодержащий фосфатирующий раствор, содержащий 1-150 г/л фосфатных ионов, 3-70 г/л ионов цинка, 1-100 г/л нитрат-ионов и 0-30 г/л ионов никеля. Также возможно применение содержащего марганец фосфатирующего раствора, который обычно используют для резьбовых соединений. Температура раствора может варьировать от комнатной температуры до 100°С, и продолжительность обработки может составлять до 15 мин в зависимости от желательной толщины покрытия. Чтобы содействовать формированию покрытия, перед фосфатной обработкой на обрабатываемую поверхность может быть нанесен водный раствор для кондиционирования поверхности, содержащий коллоидальный титан. После фосфатной обработки предпочтительно выполняют промывание холодной или теплой водой с последующим высушиванием.

Ударное плакирование может быть проведено механической металлизацией, в которой частицы сталкиваются с подлежащим плакированию материалом внутри вращающего барабана, или путем струйного плакирования, в котором частицы сталкиваются с подлежащим плакированию материалом при использовании устройства для струйной обработки. В настоящем изобретении достаточным является плакирование только контактной поверхности, так что предпочтительно использование струйного плакирования, которым можно выполнить локализованное плакирование. Толщина слоя цинка или цинкового сплава, который формируют механическим плакированием, предпочтительно составляет 5-40 мкм по соображениям как коррозионной стойкости, так и адгезии.

Например, частицы, имеющие железную сердцевину, покрытую цинком или цинковым сплавом, выдуваются струей на покрываемую контактную поверхность. Содержание цинка или цинкового сплава в частицах предпочтительно варьирует в диапазоне 20-60 мас.%, и диаметр частиц предпочтительно составляет величину в диапазоне 0,2-1,5 мм. В результате струйной обработки только цинк или цинковый сплав, который составляет покровный слой на частицах, прилипает к контактной поверхности, которая образует подложку, и на контактной поверхности формируется пористое покрытие, выполненное из цинка или цинкового сплава. Это ударное плакирование может создавать пористое металлическое плакирующее покрытие, имеющее хорошую адгезию к стальной поверхности, независимо от состава стали.

- 16 026556

В качестве еще одного типа подготовительной поверхностной обработки, хотя она почти не создает эффекта поверхностной шероховатости, нанесение электролитического покрытия с образованием одного или более заданных слоев может улучшить адгезию смазочного покрытия к подложке и может улучшить устойчивость трубного резьбового соединения к фрикционной коррозии.

Примерами такой подготовительной поверхностной обработки для смазочного покрытия являются электролитическое осаждение металла, такого как Си, δη или Νί, или сплавов этих металлов. Плакирование может быть однослойным плакированием или многослойным плакированием с двумя или более слоями. Конкретными примерами электроплакирования этого типа являются осаждение Си, осаждение δη, осаждение Νί, осаждение Си-8п-сплава, осаждение Си-8п-2п-сплава, двухслойное плакирование с осаждением Си и осаждением δη и трехслойное плакирование с осаждением Νί, осаждением Си и осаждением δη. В частности, трубное резьбовое соединение, выполненное из стали, имеющей содержание Сг, которое превышает 5%, является чувствительным к фрикционной коррозии, и поэтому предпочтительно подвергать его подготовительной поверхностной обработке в форме однослойного плакирования с осаждением Си-δη-сплава или Си-δη-Ζη-сплава или многослойного плакирования с нанесением двух или более слоев, выбранных из этих плакирующих сплавов, и осаждения Си, осаждения δη и осаждения Νί, таких как двухслойное плакирование с осаждением Си и осаждением δη, двухслойного плакирования с осаждением Νί и осаждением δη, двухслойного плакирования с осаждением Νί и осаждением Си-δη-Ζη-сплава и предпочтительно трехслойное плакирование с осаждением Νί, осаждением Си и осаждением δη.

Плакирование этих типов может быть выполнено методом, описанным в патентном документе ίΡ 2003-74763 А. В случае многослойного плакирования самый нижний слой плакирующего покрытия (обычно слой Νί) предпочтительно представляет собой предельно тонкий плакирующий слой, называемый гальванопластическим и имеющий толщину менее 1 мкм. Толщина плакирующего покрытия (общая толщина в случае многослойного плакирования) предпочтительно составляет величину в диапазоне 5-15 мкм.

В качестве еще одного метода подготовительной поверхностной обработки возможно формирование твердого антикоррозионного покрытия.

Когда второе смазочное покрытие представляет собой вязкое жидкостное смазочное покрытие, то, чтобы снизить липкость поверхности этого покрытия, в качестве верхнего слоя на смазочном покрытии может быть сформировано тонкое сухое твердое покрытие (например, имеющее толщину 10-50 мкм). Это сухое твердое покрытие может представлять собой обычное покрытие из смолы (такое как покрытие из эпоксидной смолы, полиамидной смолы, полиамид-имидной смолы или поливиниловой смолы), и оно может быть сформировано либо из композиции на водной основе, или из композиции на основе органического растворителя. Покрытие также может содержать небольшое количество воска, чтобы придать скользкость.

Примеры

Эффекты настоящего изобретения будут иллюстрированы нижеследующими примерами и сравнительными примерами. В нижеследующем разъяснении контактная поверхность ниппеля, включающая резьбовой участок и безрезьбовой участок металлического контакта, будет называться поверхностью ниппеля, и контактная поверхность муфты, включающая резьбовой участок и безрезьбовой участок металлического контакта, будет называться поверхностью муфты. Шероховатость поверхности выражается как Ктах. Если не оговорено конкретно иное, % означает мас. %.

Поверхность ниппеля и поверхность муфты имеющихся в продаже на рынке специальных резьбовых соединений (УАМ ТОР с наружным диаметром 17,78 см (7 дюймов) и толщиной стенки 1,036 см (0,408 дюйма) производства фирмы διιιηίίοιηο Мс1а1 Мизйтез, НЕ), изготовленных из углеродистой стали А, Сг-Мо-стали В или стали С с 13% Сг, имеющей состав, показанный в табл. 1, подвергли подготовительной поверхностной обработке, как показано в табл. 2. Затем, как показано в табл. 3, на поверхности ниппеля и поверхности муфты сформировали твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения и второе смазочное покрытие, выбранное из вязкого жидкостного смазочного покрытия и твердого смазочного покрытия и иногда твердого антикоррозионного покрытия.

Ниже будут описаны подробности обработки и состав покрытий. В табл. 3 безрезьбовой участок металлического контакта означает уплотнительный участок и заплечиковый участок, и резьбовой участок означает иную часть контактной поверхности, нежели уплотнительный участок и заплечиковый участок. При формировании различных покрытий на безрезьбовом участке металлического контакта и резьбовом участке сначала сформировали твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения на безрезьбовом участке металлического контакта, и затем указанное смазочное покрытие сформировали на резьбовом участке. При формировании смазочного покрытия на резьбовом участке использовали экранирующую пластину, чтобы не создавать смазочное покрытие поверх твердого смазочного покрытия с высоким коэффициентом трения, которое было сформировано на безрезьбовом участке металлического контакта. Однако граница между этими покрытиями не должна быть четкой, и эффекты настоящего изобретения могут быть получены, даже когда имеется участок перекрывания с протяженностью около 1 мм.

Коэффициенты трения твердого смазочного покрытия с высоким коэффициентом трения, вязкого

- 17 026556 жидкостного смазочного покрытия и твердого смазочного покрытия, которые были сформированы, были максимальными коэффициентами трения в условиях стационарного состояния, когда коэффициенты трения измеряли вышеупомянутым испытательным методом Фалекса с давлением 1 ГПа. Измерение проводили в соответствии со стандартом ΑδΤΜ Ό2670. Стержень, использованный для измерения, имел диаметр 6,35 мм (1/4 дюйма), и 2 У-образных блока имели У-образный вырез с углом профиля 96° и шириной проема 6,35 мм (1/4 дюйма). Стержень и блоки были приготовлены вырезанием их из заготовки такой же стали, как для испытуемого резьбового соединения, и они были подвергнуты такой же подготовительной поверхностной обработке и обработке для нанесения покрытия, как поверхность ниппеля и муфты соответственно испытуемого резьбового соединения.

Испытание с высокой моментной нагрузкой, в котором свинчивание проводили с высоким крутящим моментом свинчивания, выполняли на трубном резьбовом соединении, которое было приготовлено вышеописанным способом, для получения графика крутящего момента, который показан на фиг. 2. Значения Τδ (крутящего момента на заплечике), Ту (крутящего момента на пределе текучести) и ΔΤ (сопротивления крутящему моменту на заплечике=Ту-Т§) были измерены на графике крутящего момента.

Τδ представлял крутящий момент в начале взаимодействия заплечиковых участков. Более конкретно, Τδ представлял крутящий момент, когда изменение крутящего момента, который проявлялся при начале взаимодействия заплечиковых участков, переходило в линейную область (область упругой деформации). Ту представлял крутящий момент в начале пластической деформации. Более конкретно, Ту представлял крутящий момент, когда значение крутящего момента начинало отклоняться от линейной области после того, как был достигнут Τδ, причем изменение крутящего момента с числом оборотов было линейным. Значение ΔΤ (Шу-Τδ) было сделано равным 100 для сравнительного примера 1 в табл. 3 с использованием общеупотребительного смазочного компаунда. Табл. 4 показывает результаты сравнения других примеров с этим значением ΔΤ.

Испытание на повторяющиеся свинчивание и развинчивание проводили на каждом трубном резьбовом соединении, и оценивали устойчивость к фрикционной коррозии. В испытании на повторяющиеся свинчивание и развинчивание свинчивание резьбового соединения проводили со скоростью свинчивания 10 об/мин и высокой моментной нагрузкой свинчивания на уровне 20 кН-м, и после развинчивания обследовали состояние механического истирания поверхности ниппеля и поверхности муфты. В случаях, в которых царапины от заклинивания, которые образовывались вследствие свинчивания, были незначительными, и повторное свинчивание было возможным, если выполняли ремонт, ремонт проводили и продолжали свинчивание и развинчивание. Свинчивание проводили 10 раз (для 10 циклов). Табл. 4 также показывает результаты этого испытания.

Таблица 1

Состав стали резьбового соединения (% по массе, остальное количество: Ге и загрязняющие примеси) „

Марка	С	8ι	Мп	Р	8	Си	Νί	Сг	Мо
А	0.24	0.3	1.3	0.02	0.01	0.04	0.07	0.17	0.04
В	0.25	0.25	0.8	0.02	0.01	0.04	0.05	0.95	0.18
С	0.19	0.25	0.8	0.02	0.01	0.04	0.1	13	0.04

- 18 026556

Таблица 2

№	Подготовительная поверхностная обработка	Марка стали
Ниппель	Муфта
Пример 1	1. Станочное шлифование (Е-3) 2. Ζη-фосфатирование (Е=8) (Р=12)	1. Станочное шлифование (К-3) 2. Мп-фосфатирование (Е=12) (Р=15)	А
Пример 2	Пескоструйная обработка (Е-10)	1. Станочное шлифование (К-3) 2. Νί-гальванопластика + осаждение Си (Е-3)(Р-12)	С
Пример 3	1. Станочное шлифование (Е-3) 2. Ζη-фосфатирование (Е-8)(Р-12)	1. Станочное шлифование (Е-3) 2. Νί-гальванопластика + плакирование Си-5п- Ζη-сплавом (Е-2)(Р-7)	В
Пример 4	1. Станочное шлифование (Е-3) 2. Ζη-фосфатирование (К-8)(Р-12)	1. Станочное шлифование (Е-3) 2. Νί-гальванопластика + плакирование Си-Зп- Ζη-сплавом (Е-2)(Р-7)	в
Сравнит. пример 1	1. Станочное шлифование (К-3) 2. Ζη-фосфатирование (Е-8)(Р-12)	1. Станочное шлифование (К-3) 2. Мп-фосфатирование (Е-12) (Р—15)	А
Сравнит. пример 2	1. Станочное шлифование (К-3) 2. Ζη-фосфатирование (Е-8)(Р—12)	1. Станочное шлифование (К-3) 2. Мп-фосфатирование (Е-10) (Р—12)	В
Сравнит. пример 3	1. Станочное шлифование (Е-3) 2. Ζη-фосфатирование (Е-8)(Р-12)	1. Станочное шлифование (Е-3) 2. Мп-фосфатирование (Е-10) (Р-12)	В
Сравнит. пример 4	1. Станочное шлифование (В = 3) 2. Ζη-фосфатирование (Е-8)(Р-12)	1. Станочное шлифование (Е=3) 2. Мп-фосфатирование (Е-10) (Р=12)	в
Сравнит. пример 5	1. Станочное шлифование (Е-3) 2. Ζη-фосфатирование (Е-8)(Р-12)	1. Станочное шлифование (Е-3) 2. Мп-фосфатирование (Е-10) (Р-12)	в

К. - шероховатость поверхности (мкм); ί - толщина покрытия (мкм).

- 19 026556

Таблица 3

№	Слой	Ниппель	Муфта
Безрезьбовой участок металличес- кого контакта	Резьбовой участок	Безрезьбовой участок металлического контакта	Резьбовой участок
Пример		Твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения	Вязкое жидкост- ное смазочное покрытие	Твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения	Вязкое жидкостное смазочное покрытие
Пример 2	Нижний	Твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения		Вязкое жидкостное смазочное покрытие
Верхний	Вязкое жидкостное смазочное покрытие
Пример	Нижний	Твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения		Твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения
Верхний	Вязкое жидкостное смазочное покрытие
Пример		УФ-отверждаемое твердое антикоррозионное покрытие	Твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения	Твердое антикоррозионное покрытие
Сравн. пример		Смазочный компаунд в форме вязкой жидкости соответственно АРТ ВиЪ 5А2
Сравн, пример 2		Вязкое жидкостное смазочное покрытие	Вязкое жидкостное смазочное покрытие
Сравн, пример 3		УФ-отверждаемое твердое антикоррозионное покрытие	Твердое смазочное покрытие
Сравн. пример 4		Твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения	Вязкое жидкостное смазочное покрытие
Сравн. пример 5		УФ-отверждаемое твердое антикоррозионное покрытие	Твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения

Таблица 4

№	Величина ΔΤ (= Ту-Та)^υ (относительное значение, когда значение сравнительного примера 1 составляет 100)	Результаты испытания на повторяющиеся свинчивание и развинчивание с высоким крутящим моментом для 10 циклов
Пример 1	125	Нет фрикционной коррозии на протяжении 10 циклов
Пример 2	112	Нет фрикционной коррозии на протяжении 10 циклов
Пример 3	110	Нет фрикционной коррозии на протяжении 10 циклов
Пример 4	105	Нет фрикционной коррозии на протяжении 10 циклов
Сравнит. пример 1	100	Нет фрикционной коррозии на протяжении 10 циклов
Сравнит. пример 2	52	Нет фрикционной коррозии на протяжении 10 циклов
Сравнит. пример 3	70	Нет фрикционной коррозии на протяжении 10 циклов
Сравнит. пример 4	61	Фрикционная коррозия возникает на 5 цикле
Сравнит. пример 5	Не подлежит оценке	Фрикционная коррозия возникает на 1 цикле

Значение на уровне по меньшей мере 95 является приемлемым для практического применения.

Пример 1.

Поверхность ниппеля и поверхность муфты специального резьбового соединения, изготовленного из углеродистой стали, имеющей показанный в табл. 1 состав А, подвергли подготовительной поверхностной обработке и обработке для нанесения покрытия, как описано ниже, с образованием покровной структуры, показанной на фиг. 5А.

Поверхность муфты.

- 20 026556

После завершения станочного шлифования (шероховатость поверхности 3 мкм) поверхность муфты подвергли подготовительной поверхностной обработке погружением в течение 10 мин в марганецфосфатирующий раствор при температуре 80-95°С с образованием марганец-фосфатного покрытия, имеющего толщину 15 мкм (шероховатость поверхности 12 мкм).

Состав δϋΓίΙ^ С291 производства фирмы Νίρροη ΡαίηΙ Со., Ий., который был разбавлен водой до концентрации 10%, нанесли способом распылительного нанесения покрытия на безрезьбовой участок металлического контакта (уплотнительный участок и заплечиковый участок) поверхности муфты, которая была подвергнута подготовительной поверхностной обработке, с образованием твердого смазочного покрытия с высоким коэффициентом трения, имеющего толщину слоя приблизительно 10 мкм после высушивания. Коэффициент трения этого твердого смазочного покрытия составлял 0,1. Резьбовой участок (иные участки, нежели уплотнительный участок и заплечиковый участок) поверхности муфты, который был подвергнут подготовительной поверхностной обработке, обработали так, чтобы сформировать на нем вязкое жидкостное смазочное покрытие следующим образом.

Композиция вязкого жидкостного смазочного покрытия представляла собой смесь 15% сложного эфира гидрированной канифоли (Е81ег Оит Н производства фирмы Агака\\а СЬетка1 Шйикйтек, Ий.), 48% высокоосновного сульфоната кальция в качестве основной металлической соли органической ароматической кислоты (Са1с1па1е С-400СБК производства фирмы ί,ϊοιηρίοη ίΆΓροΐΈΐίοη, щелочное число 400 мг КОН/г), 17% стеарата кальция в качестве металлического мыла (производства фирмы Б1С ί','οΓροΓαϊίοη), 10%-ного аморфного графита в качестве твердой смазки (В1ие Ρ производства фирмы Νίρροη Οπ-ιρΙιίΡ ШйикРтек, Ий.) и 10%-ного парафинового воска.

После того, как вышеописанную композицию разбавили 30 мас.ч. органического растворителя (Εχχδοί Ό40 производства фирмы Εχχοη ΜοΜ1 ί'.’οΓροπ·ιΙίοη) на 100 мас.ч. композиции для снижения ее вязкости, ее нанесли на резьбовой участок поверхности муфты распылительным способом нанесения покрытия. После испарения растворителя сформировали вязкое жидкостное смазочное покрытие, имеющее толщину приблизительно 50 мкм. Коэффициент трения этого смазочного покрытия составлял 0,04.

Поверхность ниппеля.

После завершения станочного шлифования (шероховатость поверхности 3 мкм) поверхность ниппеля подвергли подготовительной поверхностной обработке погружением в течение 10 мин в цинкфосфатирующий раствор при температуре 75-85°С с образованием цинк-фосфатного покрытия (шероховатость поверхности 8 мкм) с толщиной 12 мкм.

Такую же обработку, как для поверхности муфты, с образованием смазочных покрытий провели на поверхности ниппеля, которая была подвергнута подготовительной поверхностной обработке. А именно вышеописанное твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения сформировали на безрезьбовом участке металлического контакта, и вышеописанное вязкое жидкостное смазочное покрытие сформировали на резьбовом участке. Толщина покрытия и коэффициент трения каждого покрытия были такими же, как для поверхности муфты.

Как можно видеть из табл. 4, значение ΔΤ в испытании с высокой моментной нагрузкой было таким, что отношение ΔΤ, когда значение ΔΤ для сравнительного примера 1 составляло величину 100 (ниже называемое отношением ΔΤ), составляло 125%. По сравнению с отношением ΔΤ около 50% для сравнительного примера 2, который не имел твердого смазочного покрытия с высоким коэффициентом трения на уплотнительном участке или заплечиковом участке (вся поверхность ниппеля и поверхность муфты целиком была покрыта вязким жидкостным смазочным покрытием), отношение ΔΤ в значительной мере возросло.

Более того, значение ΔΤ в примере 1 повысилось на 25% относительно ΔΤ для контрольного примера при использовании смазочного компаунда (сравнительный пример 1). Соответственно этому было подтверждено, что резьбовое соединение примера 1 могло бы быть свинчено с высоким крутящим моментом без возникновения текучести на заплечиковых участках. В испытании на повторяющиеся свинчивание и развинчивание, свинчивание и развинчивание могли быть выполнены 10 раз без возникновения фрикционной коррозии.

Пример 2.

Поверхность ниппеля и поверхность муфты специального резьбового соединения, изготовленного из стали с 13% Сг, имеющей показанный в табл. 1 состав С, подвергли описанной ниже подготовительной поверхностной обработке и обработке для нанесения покрытия, с образованием покровной структуры, показанной на фиг. 5С.

Поверхность муфты.

После завершения станочного шлифования (шероховатость поверхности 3 мкм) поверхность муфты подвергли гальванопластике с осаждением Νί и затем Си-плакированию способом нанесения электролитического покрытия с образованием плакирующего покрытия с общей толщиной 12 мкм. Шероховатость поверхности после этой подготовительной поверхностной обработки составляла 3 мкм.

Τакое же вязкое жидкостное смазочное покрытие, как описанное в примере 1, сформировали распылительным нанесением покрытия на всей поверхности муфты, которая была подвергнута подготови- 21 026556 тельной поверхностной обработке. Толщина слоя вязкого жидкостного смазочного покрытия после испарения растворителя составляла 80 мкм, и его коэффициент трения был 0,04.

Поверхность ниппеля.

Поверхность ниппеля подвергли подготовительной поверхностной обработке путем пескоструйной обработки песком № 80 для создания поверхностной шероховатости 10 мкм.

Способом распылительного нанесения покрытия нанесли неразбавленный состав Оагбо1иЬе Ь6334 производства фирмы СНете1а11 ОтЬН на безрезьбовой участок металлического контакта (уплотнительный участок и заплечиковый участок) поверхности ниппеля, который был подвергнут подготовительной поверхностной обработке, с образованием твердого смазочного покрытия с высоким коэффициентом трения, имеющим толщину приблизительно 15 мкм. Коэффициент трения этого твердого смазочного покрытия с высоким коэффициентом трения составлял 0,15. Такое же вязкое жидкостное смазочное покрытие, какое было сформировано на поверхности муфты, сформировали с такой же толщиной слоя на всей поверхности ниппеля, включающей безрезьбовой участок металлического контакта, на котором было образовано твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения.

В испытании с высокой моментной нагрузкой отношение ΔΤ составляло 112%, подтверждая, что значение ΔΤ было более высоким, чем в сравнительном примере 1, в котором использовали смазочный компаунд. Конечно, свинчивание и развинчивание могли быть проведены 10 раз без каких-нибудь проблем в испытании на повторяющиеся свинчивание и развинчивание.

Пример 3.

Поверхность ниппеля и поверхность муфты специального резьбового соединения, изготовленного из Сг-Мо-стали, имеющей показанный в табл. 1 состав В, подвергли описанной ниже подготовительной поверхностной обработке и обработке для нанесения покрытия, с образованием покровной структуры, показанной на фиг. 6С.

Поверхность муфты.

После завершения станочного шлифования (шероховатость поверхности 3 мкм) поверхность муфты подвергли гальванопластике с осаждением Νί с последующим плакированием с осаждением Си-δη-Ζηсплава способом нанесения электролитического покрытия с образованием плакирующего покрытия, имеющего общую толщину 7 мкм. Шероховатость поверхности после подготовительной поверхностной обработки составляла 2 мкм.

На безрезьбовой участок металлического контакта и резьбовой участок поверхности муфты, которые были подвергнуты подготовительной поверхностной обработке, распылительным нанесением покрытия нанесли состав ЗигйиЬе С291 производства фирмы Νίρροη ΡαίηΙ Со., Иб., который был разбавлен водой до концентрации 10%, с образованием твердого смазочного покрытия с высоким коэффициентом трения (коэффициент трения 0,1), имеющего толщину слоя приблизительно 10 мкм после высушивания.

Поверхность ниппеля.

После завершения станочного шлифования (шероховатость поверхности 3 мкм) поверхность ниппеля погрузили в течение 10 мин в цинк-фосфатирующий раствор при температуре 75-85°С для подготовительной поверхностной обработки с образованием цинк-фосфатного покрытия (шероховатость поверхности 8 мкм), имеющего толщину 12 мкм.

Безрезьбовой участок металлического контакта поверхности ниппеля, который был подвергнут подготовительной поверхностной обработке, распылительным нанесением покрытия покрыли составом ЗигПиЬе С291 производства фирмы Νίρροη Ραίηί Со., Иб., который был разбавлен водой до концентрации 10%, с образованием твердого смазочного покрытия с высоким коэффициентом трения с толщиной слоя приблизительно 10 мкм (коэффициент трения 0,1) после высушивания. Затем вязкое жидкостное смазочное покрытие, описанное в примере 1, сформировали на твердом смазочном покрытии и на резьбовом участке (а именно на всей поверхности ниппеля) таким же способом, как в примере 1, до толщины слоя приблизительно 50 мкм.

В испытании с высокой моментной нагрузкой отношение ΔΤ составляло 110%, подтверждая, что значение ΔΤ было более высоким, чем для смазочного компаунда сравнительного примера 1. В испытании на повторяющиеся свинчивание и развинчивание, свинчивание и развинчивание были выполнены 10 раз без каких-нибудь проблем.

Пример 4.

Поверхность ниппеля и поверхность муфты специального резьбового соединения, изготовленного из Сг-Мо-стали, имеющей показанный в табл. 1 состав В, подвергли описанной ниже подготовительной поверхностной обработке и обработке для нанесения покрытия, с образованием покровной структуры, показанной на фиг. 6В.

Поверхность муфты.

После завершения станочного шлифования (шероховатость поверхности 3 мкм) поверхность муфты подвергли гальванопластике с осаждением Νί с последующим плакированием с осаждением Си-δη-Ζηсплава способом нанесения электролитического покрытия с образованием плакирующего покрытия, имеющего общую толщину 7 мкм. Шероховатость поверхности после подготовительной поверхностной

- 22 026556 обработки составляла 2 мкм.

На безрезьбовой участок металлического контакта поверхности муфты, которая была подвергнута подготовительной поверхностной обработке, распылительным нанесением покрытия нанесли покрытие из состава 8игПиЬе С291 производства фирмы Νίρροη ΡαίηΙ Со., ЬШ., который был разбавлен водой до концентрации 10%, с образованием твердого смазочного покрытия с высоким коэффициентом трения (коэффициент трения 0,1), имеющего толщину слоя приблизительно 50 мкм после высушивания. На резьбовом участке поверхности муфты, которая была подвергнута подготовительной поверхностной обработке, сформировали твердое смазочное покрытие следующим образом.

Композицию смазочного покрытия, имеющую описанный ниже состав, нагрели до температуры 120°С в резервуаре, оснащенном мешалкой, для поддержания в расплавленном состоянии, имеющем вязкость, пригодную для нанесения покрытия, тогда как поверхность муфты, которая была подвергнута описанной выше подготовительной поверхностной обработке, предварительно нагрели до температуры 120°С способом индукционного нагрева. С использованием ручного пульверизатора, имеющего распылительную головку с устройством для поддерживания температуры, вышеописанную расплавленную композицию смазочного покрытия нанесли на резьбовой участок предварительного нагретой поверхности муфты. После охлаждения сформировали твердое смазочное покрытие, имеющее толщину 50 мкм (коэффициент трения 0,03).

Состав композиции смазочного покрытия был следующим:

15% карнаубского воска,

15% стеарата цинка,

5% жидкого полиалкилметакрилата (УЕсоркх™ 6-950 производства фирмы КоЬтах СогрогаЬоп),

49% ингибитора коррозии (ΝΑ-δυΕ™ СаЖ1935 производства фирмы Κίη§ 1пйи8Ьге8, 1пс.),

3,5% аморфного графита,

1% оксида цинка,

5% диоксида титана,

5% триоксида висмута,

1% силикона (полидиметилсилоксана) и антиоксиданты (изготовленные фирмой С1Ьа-Се1§у СогрогаЬоп):

0,3% Кдапох™ Ь150 и

0,2% 1гда&5™ 168.

Поверхность ниппеля.

После завершения станочного шлифования (шероховатость поверхности 3 мкм) поверхность ниппеля погрузили в течение 10 мин в цинк-фосфатирующий раствор при температуре 75-85°С с образованием цинк-фосфатного покрытия (шероховатость поверхности 8 мкм), имеющего толщину 12 мкм. На всей поверхности ниппеля, которая была подвергнута этой подготовительной поверхностной обработке, сформировали твердое антикоррозионное покрытие из отверждаемой ультрафиолетовым излучением смолы следующим образом.

Покровную композицию приготовили добавлением фосфата алюминия-цинка в качестве антикоррозионного средства и полиэтиленового воска в качестве смазочного материала к красочной композиции отверждаемой ультрафиолетовым излучением смолы на основе эпоксидно-акриловой смолы (бессольвентного типа) производства фирмы СЬидоки Маппе ΡηίηΙδ, ЫД. Полученная покровная композиция содержала 94% смолы, 5% антикоррозионного средства и 1% смазочного материала в расчете на общее содержание твердых веществ. Эту покровную композицию нанесли распылением на всю поверхность ниппеля и облучили ультрафиолетовыми лучами (длина волны 260 нм) от ртутной ламы с воздушным охлаждением, имеющей выходную мощность 4 кВт, для отверждения покрытия. Полученное покрытие имело толщину 25 мкм и было бесцветным и прозрачным. Участок ниппеля с наружной резьбой мог быть обследован сквозь покрытие либо невооруженным глазом, либо с помощью увеличительного стекла.

В испытании с высокой моментной нагрузкой отношение ΔΤ составляло 105%. Отношение ΔΤ было значительно повышено относительно сравнительного примера 3, в котором твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения не формировали на безрезьбовом участке металлического контакта (уплотнительном участке и заплечиковом участке) поверхности муфты. В дополнение, отношение ΔΤ повысилось относительно сравнительного примера 1, в котором использовали общеупотребительный смазочный компаунд. В испытании на повторяющиеся свинчивание и развинчивание, свинчивание и развинчивание могли быть выполнены 10 раз без каких-нибудь проблем.

Сравнительный пример 1.

Поверхность ниппеля и поверхность муфты специального резьбового соединения, изготовленного из углеродистой стали, имеющей показанный в табл. 1 состав А, подвергли описанной ниже подготовительной поверхностной обработке и обработке для нанесения покрытия.

Поверхность муфты.

После завершения станочного шлифования (шероховатость поверхности 3 мкм) поверхность муфты

- 23 026556 подвергли подготовительной поверхностной обработке погружением в течение 10 мин в марганецфосфатирующий раствор при температуре 80-95°С с образованием марганец-фосфатного покрытия, имеющего толщину 15 мкм (шероховатость поверхности 12 мкм). Вязкий жидкий смазочный компаунд в соответствии с инструкцией ΑΡΙ ВИЬ 5А2 нанесли на поверхность муфты, которая была подвергнута этой подготовительной поверхностной обработке, с образованием смазочного покрытия. Количество покрытия из смазочного компаунда в целом составляло 50 г на ниппель и муфту. Площадь покрытия в целом составляла приблизительно 1400 см².

Поверхность ниппеля.

После завершения станочного шлифования (шероховатость поверхности 3 мкм) поверхность ниппеля погрузили в течение 10 мин в цинк-фосфатирующий раствор при температуре 75-85°С с образованием цинк-фосфатного покрытия (шероховатость поверхности 8 мкм) с толщиной 12 мкм. Такой же смазочный компаунд, какой был использован на поверхности муфты, нанесли на поверхность ниппеля, которая была подвергнута этой подготовительной поверхностной обработке.

Как показано в табл. 3, во время 10 циклов свинчивания и развинчивания в испытании на повторяющиеся свинчивание и развинчивание фрикционная коррозия не возникала до десятого цикла. Однако смазочный компаунд содержит тяжелый металл, такой как свинец, так что он является вредным для людей и окружающей среды.

В испытании с высокой моментной нагрузкой соединение проявило высокое значение Ту с большим значением ΔΤ, при котором текучесть заплечиковых участков не происходила, даже когда свинчивание проводили с высоким крутящим моментом. Значения отношения ΔΤ в других примерах были рассчитаны относительно значения ΔΤ, в этом случае составляющем величину 100.

Сравнительный пример 2.

Поверхность ниппеля и поверхность муфты специального резьбового соединения, изготовленного из Сг-Мо-стали, имеющей показанный в табл. 1 состав В, подвергли следующей подготовительной поверхностной обработке и обработке для нанесения покрытия.

Поверхность муфты.

После завершения станочного шлифования (шероховатость поверхности 3 мкм) поверхность муфты погрузили на 10 мин в марганец-фосфатирующий раствор при температуре 80-95°С с образованием марганец-фосфатного покрытия с толщиной 12 мкм (шероховатость поверхности 10 мкм). Вязкое жидкостное смазочное покрытие, описанное в примере 1, сформировали таким же способом на всей поверхности муфты, которая была подвергнута этой подготовительной поверхностной обработке. После испарения растворителя сформировали вязкое жидкостное смазочное покрытие, имеющее толщину приблизительно 60 мкм. Коэффициент трения этого смазочного покрытия составлял 0,04.

Поверхность ниппеля.

После завершения станочного шлифования (шероховатость поверхности 3 мкм) поверхность ниппеля погрузили на 10 мин в цинк-фосфатирующий раствор при температуре 75-85°С с образованием цинк-фосфатного покрытия (шероховатость поверхности 8 мкм), имеющего толщину 12 мкм. Такое же вязкое жидкостное смазочное покрытие, как на поверхности муфты, сформировали до толщины 60 мкм на всей поверхности ниппеля, которая была подвергнута подготовительной поверхностной обработке.

В испытании на повторяющиеся свинчивание и развинчивание результаты были исключительно хорошими без возникновения фрикционной коррозии на протяжении 10 циклов свинчивания и развинчивания. Однако в испытании с высокой моментной нагрузкой отношение ΔΤ было предельно малым со значением 52% по сравнению с традиционным смазочным компаундом (сравнительный пример 1). А именно было опять подтверждено, что если контактные поверхности трубного резьбового соединения полностью покрыты только вязким жидкостным смазочным покрытием, имеющим низкий коэффициент трения, отношение ΔΤ значительно снижается.

Сравнительный пример 3.

Поверхность муфты.

После завершения станочного шлифования (шероховатость поверхности 3 мкм) поверхность муфты подвергли подготовительной поверхностной обработке погружением на 10 мин в марганецфосфатирующий раствор при температуре 80-95°С с образованием марганец-фосфатного покрытия, имеющего толщину 12 мкм (шероховатость поверхности 10 мкм). Такое же твердое смазочное покрытие, как описанное в примере 4, сформировали таким же способом на всей поверхности муфты, которая была подвергнута подготовительной поверхностной обработке. После охлаждения сформировали твердое смазочное покрытие, имеющее толщину приблизительно 50 мкм (коэффициент трения 0,03).

Поверхность ниппеля.

После завершения станочного шлифования (шероховатость поверхности 3 мкм) поверхность ниппеля погрузили на 10 мин в цинк-фосфатирующий раствор при температуре 75-85°С с образованием

- 24 026556 цинк-фосфатного покрытия (шероховатость поверхности 8 мкм), имеющего толщину 12 мкм. Такое же покрытие из отверждаемой ультрафиолетовым излучением смолы (толщина покрытия 25 мкм), как описанное в примере 4, сформировали таким же способом на всей поверхности ниппеля, которая была подвергнута подготовительной поверхностной обработке.

В испытании на повторяющиеся свинчивание и развинчивание результаты были исключительно хорошими без возникновения фрикционной коррозии на протяжении 10 циклов свинчивания и развинчивания. Однако в испытании с высокой моментной нагрузкой отношение ΔΤ было исключительно малым со значением 70% по сравнению с традиционным смазочным компаундом.

Сравнительный пример 4.

Поверхность муфты.

После завершения станочного шлифования (шероховатость поверхности 3 мкм) поверхность муфты погрузили на 10 мин в марганец-фосфатирующий раствор при температуре 80-95°С с образованием марганец-фосфатного покрытия, имеющего толщину 12 мкм (шероховатость поверхности 10 мкм). Такое же вязкое жидкостное смазочное покрытие, как описанное в примере 1, сформировали таким же способом на всей поверхности муфты, которая была подвергнута этой подготовительной поверхностной обработке. После испарения растворителя сформировали вязкое жидкостное смазочное покрытие, имеющее толщину приблизительно 60 мкм. Коэффициент трения этого смазочного покрытия составлял 0, 04.

Поверхность ниппеля.

После завершения станочного шлифования (шероховатость поверхности 3 мкм) поверхность ниппеля погрузили на 10 мин в цинк-фосфатирующий раствор при температуре 75-85°С с образованием цинк-фосфатного покрытия (шероховатость поверхности 8 мкм), имеющего толщину 12 мкм. Такое же твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения, как сформированное на безрезьбовом участке металлического контакта поверхности ниппеля в примере 1, сформировали до толщины 10 мкм на всей поверхности ниппеля, которая была подвергнута подготовительной поверхностной обработке.

В испытании на повторяющиеся свинчивание и развинчивание крутящий момент при свинчивании был постоянно высоким от первого цикла, и фрикционная коррозия возникла на пятом цикле, делая невозможным продолжение испытания. В испытании с высокой моментной нагрузкой отношение ΔΤ имело малое значение 61% по сравнению с традиционным смазочным компаундом (сравнительный пример 1). А именно, когда вся контактная поверхность одного конструкционного элемента резьбового соединения была покрыта твердым смазочным покрытием с высоким коэффициентом трения, устойчивость к фрикционной коррозии значительно ухудшалась, и вследствие существенного возрастания крутящего момента на заплечике отношение ΔΤ не улучшалось.

Сравнительный пример 5.

Поверхность муфты.

После завершения станочного шлифования (шероховатость поверхности 3 мкм) поверхность муфты погрузили на 10 мин в марганец-фосфатирующий раствор при температуре 80-95°С с образованием марганец-фосфатного покрытия, имеющего толщину 12 мкм (шероховатость поверхности 10 мкм). Такое же твердое смазочное покрытие с высоким коэффициентом трения, как сформированное на безрезьбовом участке металлического контакта поверхности муфты в примере 4, сформировали до толщины около 20 мкм на всей поверхности муфты, которая была подвергнута подготовительной поверхностной обработке.

Поверхность ниппеля.

После завершения станочного шлифования (шероховатость поверхности 3 мкм) поверхность ниппеля погрузили на 10 мин в цинк-фосфатирующий раствор при температуре 75-85°С с образованием цинк-фосфатного покрытия (шероховатость поверхности 8 мкм), имеющего толщину 12 мкм. Такое же покрытие из отверждаемой ультрафиолетовым излучением смолы (толщина покрытия 25 мкм), как описанное в примере 4, сформировали таким же способом на всей поверхности ниппеля, которая была подвергнута подготовительной поверхностной обработке.

В испытании на повторяющиеся свинчивание и развинчивание фрикционная коррозия возникала в первом цикле, и испытание прекратили. Эта преждевременная фрикционная коррозия делает невозможной оценку испытания с высокой моментной нагрузкой. Было подтверждено, что комбинация покрытий в этом примере дает плохое смазывание, ведущее к значительному ухудшению устойчивости к фрикционной коррозии, которая является основополагающей технической характеристикой, необходимой для трубного резьбового соединения.

Другие испытания.

Для исследования характеристик защиты от коррозии трубного резьбового соединения, изготовлен- 25 026556 ного в примерах 1-4, выполнили такие же подготовительную поверхностную обработку и формирование смазочного покрытия, как для муфты в табл. 2, на отдельно приготовленном испытательном образце (70x150x1,0 мм толщины). Каждый испытательный образец подвергли испытанию в соляном тумане (в соответствии со стандартом Л8 Ζ 2371 (соответственно стандарту ΙδΟ 9227) при температуре 35°С в течение 1000 ч), или испытанию на влагостойкость (в соответствии со стандартом Л§ К 5600-7-2 (соответственно стандарту ΙδΟ 6270) при температуре 50°С и относительной влажности 98% в течение 200 ч), и обследовали появление ржавчины. В результате было обнаружено, что в любом из испытаний образование ржавчины на трубных резьбовых соединениях примеров 1-4 не происходило.

Когда каждый из примеров трубных резьбовых соединений подвергали испытанию на газонепроницаемость и испытанию на фактическое применение в реальной буровой установке, каждое соединение проявляло удовлетворительные характеристики. Было подтверждено, что свинчивание могло стабильно проводиться с помощью этих соединений, даже когда крутящий момент при свинчивании был высоким благодаря значениям ΔΤ, которые были более высокими, чем при традиционно применяемом смазочном компаунде.

Claims

1. Трубное резьбовое соединение, образованное ниппелем и муфтой, каждое из которых имеет контактную поверхность, содержащую безрезьбовой участок металлического контакта, включающий в себя уплотнительный участок и заплечиковый участок, и резьбовой участок, отличающееся тем, что контактная поверхность ниппеля и/или муфты имеет первое смазочное покрытие и второе смазочное покрытие, при этом первое смазочное покрытие представляет собой твердое смазочное покрытие и сформировано на безрезьбовом участке металлического контакта контактной поверхности, а второе смазочное покрытие выбрано из вязкого жидкостного смазочного покрытия и твердого смазочного покрытия и сформировано на по меньшей мере части контактной поверхности, где отсутствует первое смазочное покрытие, причем первое смазочное покрытие имеет коэффициент трения, который превышает коэффициент трения второго смазочного покрытия, при этом если имеется часть контактной поверхности, на которой присутствует как первое смазочное покрытие, так и второе смазочное покрытие, то второе смазочное покрытие размещено сверху.

2. Трубное резьбовое соединение по п.1, отличающееся тем, что безрезьбовой участок металлического контакта контактной поверхности ниппеля и/или муфты имеет первое смазочное покрытие, а резьбовой участок контактной поверхности имеет второе смазочное покрытие.

3. Трубное резьбовое соединение по п.1, отличающееся тем, что безрезьбовой участок металлического контакта контактной поверхности ниппеля и/или муфты имеет первое смазочное покрытие, и вся контактная поверхность полностью имеет второе смазочное покрытие, сформированное поверх первого смазочного покрытия.

4. Трубное резьбовое соединение по п.1, отличающееся тем, что контактная поверхность одного из ниппеля и муфты имеет первое смазочное покрытие, сформированное на части контактной поверхности, включающей заплечиковый участок, и второе смазочное покрытие, сформированное по меньшей мере на части контактной поверхности, где отсутствует первое смазочное покрытие, и контактная поверхность другого из ниппеля и муфты имеет покрытие, выбранное из смазочного покрытия, которое выбрано из вязкого жидкостного смазочного покрытия и твердого смазочного покрытия, твердого антикоррозионного покрытия и двухслойного покрытия, включающего нижний слой в форме смазочного покрытия, выбранного из вязкого жидкостного смазочного покрытия и твердого смазочного покрытия, и верхний слой в форме твердого антикоррозионного покрытия.

5. Трубное резьбовое соединение по п.4, отличающееся тем, что твердое антикоррозионное покрытие основано на отверждаемой ультрафиолетовым излучением смоле.

6. Трубное резьбовое соединение по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что контактная поверхность ниппеля и/или муфты подвергнута поверхностной обработке способом, выбранным из струйной обработки, травления, фосфатной химической конверсионной обработки, оксалатной химической конверсионной обработки, боратной химической конверсионной обработки, нанесения электролитического покрытия, механического плакирования и двух или более из этих способов, перед формированием смазочного покрытия или антикоррозионного покрытия.

7. Трубное резьбовое соединение по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что первое смазочное покрытие имеет толщину 5-40 мкм.

8. Трубное резьбовое соединение по п.7, отличающееся тем, что второе смазочное покрытие представляет собой вязкое жидкостное смазочное покрытие, имеющее толщину 5-200 мкм, и когда это второе смазочное покрытие размещено поверх первого смазочного покрытия, общая толщина первого смазочного покрытия и второго смазочного покрытия составляет не более 200 мкм.

9. Трубное резьбовое соединение по п.7, отличающееся тем, что второе смазочное покрытие представляет собой твердое смазочное покрытие, имеющее толщину 5-150 мкм, и когда это второе смазочное покрытие размещено поверх первого смазочного покрытия, общая толщина первого смазочного покры- 26 026556 тия и второго смазочного покрытия составляет не более 150 мкм.