FR3003007A1 - Composant tubulaire filete protege par un film - Google Patents
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Abstract
Composant tubulaire comportant au moins une portion filetée permettant l'assemblage du composant avec un composant complémentaire caractérisé en ce qu'au moins une partie de la portion filetée est recouverte d'un film pelable protecteur contre la corrosion. Le film est de préférence pelable manuellement. Il peut être appliqué sur une couche lubrifiante préalablement déposée à la surface de la portion filetée. Le film pelable permet d'améliorer le maintien des propriétés mécaniques de la portion filetée pendant son stockage.
Description
Composant tubulaire fileté protégé par un film L'invention concerne un moyen de protection d'extrémités filetées de composants tubulaires, notamment de composants tubulaires destinés au forage ou à l'exploitation de puits d'hydrocarbures ou similaires, et plus précisément la protection des extrémités mâles ou femelles de ces composants dans les périodes de stockage, qui peuvent atteindre plusieurs années, période au cours desquelles les extrémités des composants ne sont pas jointes les unes avec les autres. L'invention trouve plus particulièrement son application dans le domaine des composants métalliques à protéger de la corrosion. On entend ici par "composant" tout élément ou accessoire utilisé pour forer ou exploiter un puits et destiné à être assemblé par un filetage à un autre composant pour constituer avec cet autre composant un joint fileté tubulaire. Le composant peut être par exemple un tube de relativement grande longueur (notamment d'environ une dizaine de mètres de longueur), un manchon tubulaire de quelques dizaines de centimètres de longueur, un accessoire de ces tubes (dispositif de suspension ou "hanger", pièce de changement de section ou "cross-over", vanne de sécurité, connecteur pour tige de forage ou "tool joint", "sub", et analogues). Les composants sont généralement assemblés les uns aux autres pour être descendus dans les puits d'hydrocarbures ou des puits similaires et constituer une garniture de forage, une colonne de tubes de cuvelage ("casing") ou de tubage ("liners") ou encore une colonne de tubes de production ("tubing") ou encore une colonne d'exploitation. La spécification API 5CT émise par l'American Petroleum Institute (API), équivalente à la norme ISO 11960 : 2004 émise par l'International Standardisation Organisation (ISO), régit les spécifications des tubes utilisés comme casing ou tubing, et la spécification API 5B définit des filetages standards pour ces tubes. La spécification 7 de l'API définit des connecteurs filetés à épaulement pour tiges de forage rotatif.
Les fabricants de composants tubulaires à joints filetés ont également développé des joints filetés dits supérieurs qui présentent des filetages à géométries spécifiques, et des moyens spécifiques leur procurant de 5 meilleures performances en service, notamment en matière de résistance mécanique et d'étanchéité. Des exemples de ces joints filetés supérieurs et de ces moyens spécifiques sont par exemple décrits dans les documents brevet EP1631762, US 7334821, US 7997627, US 7823931 US-2010/301603, US-2011/0025051, US 7900975, US 8038179, US 2011/241340, EP-0488912, EP 10 0767335, EP-1269060 et US-4,494,777, EP-2501974 et WO-2012/025461. Ces extrémités filetées sont usinées de manière très précise afin de respecter les profils et géométries requis pour l'atteinte des performances annoncées. 15 Il est donc indispensable que ces extrémités usinées de manière très fine et rigoureuse soient le moins possible endommagées, polluées et détériorées entre le moment où elles sortent de leur chaîne de fabrication et celui où elles sont utilisées, mais également entre deux utilisations 20 successives. On comprendra qu'il est en effet nécessaire de protéger contre la corrosion, les poussières et les chocs (ou coups) non seulement le filetage, mais également les éventuelles portée(s) et butée(s) qui ont chacune des fonctions spécifiques et complémentaires à celles des filetages, et qui ensemble assurent notamment une étanchéité efficace en phase d'utilisation. 25 Les extrémités des composants précités sont généralement enduites d'une graisse anticorrosion, qui est retirée juste avant leur assemblage. En effet, avant cet assemblage, la graisse anticorrosion est enlevée au profit d'une graisse lubrifiante. Toutefois les graisses de l'état de la technique 30 présentent un certain nombre d'inconvénients liés à leur teneur en constituants toxiques, à la pollution qu'elles génèrent et au nombre d'étapes préalables nécessaires avant de pouvoir descendre un composant dans le puits.
Il est connu des documents brevet US 6,027,145, EP1211451 et EP-1934508, d'appliquer en usine un lubrifiant sec comprenant des particules solides lubrifiantes. Dans ces cas de mise en oeuvre de lubrifiant sec en usine, il est donc également nécessaire de protéger le mieux possible la couche de produit lubrifiant, dont les extrémités des composants sont enduites, tant d'un enlèvement mécanique que d'une pollution (sable, débris) préjudiciables à l'efficacité du produit lubrifiant. A cette fin, il est également connu que ces couches de produit appliquées en usine, dès la fabrication de l'extrémité filetée, visent à la fois une protection anticorrosion de l'extrémité pendant la période de stockage et une lubrification pour le vissage ultérieur de cette extrémité, comme cela est en particulier enseigné dans les documents WO 2004/033951 ou WO 2008/125740. La lubrification doit notamment permettre de maîtriser la courbe caractéristique du couple de vissage de la connexion afin d'en garantir l'étanchéité finale. Les compositions utilisées peuvent être composées d'un revêtement multifonction, à la fois anticorrosion et lubrifiant, comme cela est décrit dans WO 2008/125740 appliqué sur chaque extrémité à assembler, ou d'une superposition de couches, comme cela est décrit dans WO 2004/033951 dont certaines sont lubrifiantes et d'autres protègent contre la corrosion. Quoi qu'il en soit, lors du vissage, les éléments anticorrosion sont mélangés aux éléments lubrifiants et viennent modifier le comportement lubrifiant qu'on aurait obtenu sans ceux-ci. Il a été fréquemment démontré que le couplage entre ces fonctions est très fort et antinomique. Une amélioration de la tenue anticorrosion d'un concept mène généralement à une détérioration du pouvoir lubrifiant, et réciproquement une amélioration du pouvoir lubrifiant abaisse la tenue en corrosion lors du stockage. Les compromis proposés par les solutions de l'état de la technique ont des performances limitées. De fait, pour améliorer les performances en anticorrosion, il est connu de rapporter mécaniquement des dispositifs protecteurs assurant une étanchéité mécanique, comme mentionné dans la spécification API 5CT, 8e édition du ler juillet 2005 (au paragraphe 12.2), sur les extrémités filetées recouvertes de ces compositions. De nombreux dispositifs protecteurs de ce type ont été proposés, notamment dans les documents brevets EP-0148807, US7469721, US7284770 ou encore WO 2005/024282. Par ailleurs, il existe un besoin pour protéger temporairement les extrémités filetées lors des phases dinteropérations en usine . Par exemple, dans certains cas, il est nécessaire d'effectuer un traitement de surface des extrémités filetées, par exemple un sablage ou un traitement de conversion telle une phosphatation, afin par exemple d'améliorer l'adhésion du revêtement déposé. Dans certaines conditions il peut se passer plusieurs heures, voire plusieurs jours entre le traitement de surface et l'application du ou des revêtements. Il existe dans ce cas également un besoin d'une solution alternative à l'usage des huiles de protection temporaire. Ces huiles de protection présentent l'inconvénient précité de devoir être appliquées contre la corrosion à des étapes intermédiaires de fabrication de l'extrémité filetée, puis retirées avant la pose du revêtement final ayant les propriétés anticorrosion et lubrifiantes requises. Cette contrainte de temps peut par exemple exister si la fabrication de la connexion, comprenant par exemple les étapes d'usinage et de phosphatation, n'est pas synchrone avec l'application du revêtement. En effet, les technologies mises en oeuvre pour ces deux actions étant très différentes, il arrive qu'elles ne soient pas réalisées dans les mêmes ateliers. Si le traitement de surface offre une rugosité importante (sablage), voir une porosité importante (phosphatation), le nettoyage de cette huile de protection temporaire est complexe et difficilement parfait, de sorte que la surface reste polluée par l'huile de protection temporaire ou les résidus de nettoyage (eau, solvant) avant application du revêtement. Les performances du revêtement peuvent s'en trouver affectées, notamment ses performances en anticorrosion du fait d'une adhésion défaillante sur le filetage. Sur sites d'exploration ou d'exploitation, il existe également un besoin de protéger les tubes qui sont extraits du puits alors que les connexions ont déjà subi au moins un cycle de vissage/ dévissage. En effet, de tels tubes peuvent être réutilisés et il existe un besoin pour améliorer les conditions de leur stockage (rig return) pour permettre une réutilisation ultérieure. Ayant subi un cycle de vissage, le(s) revêtement(s) est (sont) endommagé(s) sous l'effet des frottements et fortes pressions de contact présentes dans les connexions. Il est nécessaire de trouver une solution complémentaire et temporaire de protection de ces extrémités. Il existe donc un besoin, à plusieurs moments durant la vie d'un composant tubulaire destiné à l'exploitation ou l'exploration pétrolière, de protéger contre la corrosion les extrémités filetées, pour des durées plus ou moins longues, allant de quelques heures à quelques années, et de rendre les opérations de mises en oeuvre et de retrait de cette protection contre la corrosion plus faciles, plus rapides, plus économiques et moins polluantes, tout en ayant une efficacité comparable ou supérieure à celle des graisses de stockage et huiles de protection temporaire, et sans l'inconvénient du nettoyage qui impose de récolter et de retraiter ces graisses et huiles. Avantageusement, il existe un besoin pour qu'une telle protection puisse être appliquée puis retirée d'une surface préalablement recouverte d'une couche lubrifiante sans altérer les propriétés lubrifiantes de cette couche. Aucun dispositif de protection connu n'étant entièrement satisfaisant, l'invention a donc pour but d'améliorer la situation. L'invention a pour objet un film amovible de protection contre la corrosion. En particulier, un film selon l'invention peut être enlevé de préférence par pelage manuel, mais alternativement également par brossage, ou encore par dissolution. Plus précisément, l'invention porte sur un composant tubulaire fileté pour le forage ou l'exploitation des puits d'hydrocarbures, ledit composant tubulaire présentant en l'une de ses extrémités une portion filetée réalisée sur sa surface périphérique extérieure ou intérieure selon que l'extrémité filetée est du type mâle ou femelle, cette extrémité filetée permettant l'assemblage du composant avec un composant complémentaire, et tel qu'au moins une partie de la portion filetée est recouverte d'un film pelable protecteur contre la corrosion. De préférence, le composant tubulaire comporte deux extrémités filetées toutes deux recouvertes d'un film pelable protecteur contre la corrosion, afin de permettre le stockage dudit composant entre sa fabrication et sa mise en oeuvre sur un puits de forage et ou d'exploitation. Par le terme « pelable », on entend une capacité à être retiré de son support. Le terme pelable correspond à une aptitude à être amovible. Plus particulièrement, le film pelable au sens de l'invention peut au moins en partie être retiré manuellement. Par « pelable », on entend la capacité à être retiré sous la forme d'un ou plusieurs morceaux solides. En particulier, un morceau peut avoir une forme de « peau », à savoir présenter une structure géométrique solide telle que la plus grande dimension de la surface (longueur, diagonale, ou autre) est très nettement supérieure à son épaisseur, par exemple au moins 100 fois, mieux au moins 1000 fois supérieure.
Par « pelable », on entend la capacité à être détaché à l'interface du support en dépassant une limite d'adhérence créée entre le film et le support, cette adhésion pouvant être définie par la formation d'interaction chimique, physique, physico-chimique ou par action mécanique. Une liaison covalente, métallique ou ionique entre les composés du film et du support peut former une interaction chimique. Une liaison électrostatique, Hydrogène ou de Van der Waals entre les molécules du film et du support peut former une interaction physique. Une coopération entre le film et le support obtenue par déformation élastique ou élastoplastique du film peut former une action mécanique. Un film selon l'invention est solide. Un film est une structure tridimensionnelle, non nécessairement plane, présentant une épaisseur très nettement inférieure à ses autres dimensions. Un film correspond à une mince pellicule d'une matière recouvrant une surface. En pratique, le support sur lequel le film pelable peut être déposé est un acier. En effet, les composants tubulaires objets de la présente invention sont plus particulièrement réalisés en acier, et en particulier les aciers tels que décrits dans les normes API 5CT, par exemple ceux comprenant du carbone en proportion inférieure à 0,25 %, et ou préférentiellement, les aciers présentant un grade tel que défini selon les normes IS011960 et IS013680, et ou encore un acier carbone H40, J55, K55, M65, L80, C90, C95, T95, P110, Q125, ou encore un acier martensitique 13Cr ou S13Cr, ou Duplex 22Cr + 25Cr, ou Super-Duplex 25Cr, ou austénitique Fe 27Cr. De préférence, le film pelable peut être obtenu à partir d'une composition précurseur liquide, qui comporte une dispersion aqueuse d'un polymère filmogène, le polymère filmogène étant choisi parmi les latex naturels ou synthétiques, les résines acryliques, les copolymères acryliques tels que les styrène-acrylates, les butadiène-acrylates, les chlorures de vinylacrylates, les chlorures de polyvinylidène-acrylates, les vinylacétate-acrylates, les copolymères polyvinyl-styrène butadiène, les polyvinyl butyral, les polyisocyanates, les polyurethanes aliphatiques de type polycondensat, tels que les polyuréthanes anioniques, cationiques, non-ioniques ou amphotères, les polyuréthanes acryliques, les polyester-polyuréthanes, et leurs mélanges. En particulier, la taille des particules du polymère filmogène mis en oeuvre dans la composition précurseur liquide, cette taille des particule étant déterminée par granulométrie laser, peut être comprise entre 50 et 200 nm de telle sorte que le film formé assure une adhésion suffisante à la surface du support et une résistance élevée à l'eau.
De préférence, la teneur en polymère filmogène dans le film, après séchage, est comprise entre 60 et 90% en masse du film sec. Le film pelable peut présenter une température de transition vitreuse comprise entre -10°C et +35°C.
Le film pelable protecteur contre la corrosion peut comporter un inhibiteur de corrosion organique par exemple choisi parmi un sel alcalin d'acide alkylarylsulfonique, le composé alcalin pouvant être un baryum, un calcium, un magnésium ou un sodium, ou des molécules organiques azotées volatiles, notamment choisies parmi une amine aliphatique (hexaméthylène diamine, monoéthanolamine), un carboxylate d'amine complexe (monoéthanolamine borate, hexaméthylènediamine d'acide cinnamique, dicyclohexylamine d'acide caprique, imidazoline d'acide polyaspartique), un benzotriazole, un benzoate d'ammonium ou un nitrite de sodium, ou encore un inhibiteur de corrosion inorganique par exemple choisi parmi un orthophosphate de zinc et d'aluminium hydraté, un orthophosphate de zinc et de molybdène hydraté, une polyphosphate de strontium et d'aluminium hydraté, un orthophosphate silicate de zinc de calcium et de strontium hydraté, un phosphate de zinc et de fer, un phosphosilicate de zinc de calcium et de strontium, un orthophosphate de zinc, un triphosphate d'aluminium, un molybdate de zinc couplé à des agents modifiés à des phosphates de zinc, un molybdate de sodium, un métaborate de calcium, un métaborate de baryum, un borosilicate de calcium, une silice échangeuse d'ion calcium et leurs mélanges. Le film pelable protecteur contre la corrosion peut comporter un mélange de benzoate d'ammonium et de sulfonate de sodium. En pratique, en plus de la fonction barrière du film, la présence d'inhibiteur de corrosion permet d'améliorer la résistance à la corrosion.
Le film pelable protecteur contre la corrosion peut comporter un inhibiteur de corrosion volatil conçu pour migrer vers les surfaces non protégées afin de créer une barrière invisible, en gardant l'humidité à distance. Un inhibiteur de corrosion volatil est une molécule organique azotée de tension de vapeur élevée, à savoir supérieure ou égale à 10 Pa à 20°C, qui s'évapore et se fixe sur les surfaces métalliques pour former un film mince de quelques molécules d'épaisseur suffisamment hydrophobe et repousseur d'eau pour retarder la corrosion. Le mécanisme peut être considéré comme auto-réparant.
Par exemple, l'inhibiteur de corrosion peut être compris dans des proportions allant de 0,1 à 10% et de préférence de 0,1 à 5% en masse de la composition précurseur liquide. Notamment, l'inhibiteur de corrosion peut être compris dans des proportions allant de 0,1 à 13 % et de préférence de 4 à 7 % en masse de film sec. En particulier, le film pelable peut comporter un agent épaississant thixotropique, par exemple choisi parmi un polyacrylate hydrophobe modifié ou une hydroxyéthylméthylcellulose. La présence d'un tel agent épaississant permet d'éviter la sédimentation et la coulure dans les phases de stockage et de dépôt lorsque la composition précurseur liquide n'est pas soumise à un cisaillement quelconque. Avantageusement, l'agent épaississant peut être compris dans des proportions allant de 0,1 à 2% en masse de la composition précurseur liquide.
Par exemple, le film pelable peut comporter un agent démoulant, notamment choisi parmi un polymère silicone (polydiméthylsiloxane, cyclopentasiloxane), une lécithine de soja, ou encore un alcool gras avec un nombre de carbone supérieur à 18, un ester phosphate d'alkyle, un sel de perfluoroalkyl phosphate, une cire animale, végétale ou synthétique dont le point de fusion est compris entre 50 et 150°C comme une cire d'amide, une cire de polyéthylène, ou encore une glycérine. Avantageusement, un tel agent démoulant peut être compris dans des proportions allant de 0,1 à 7.5% et de préférence de 0,1 à 2.5% en masse de la composition précurseur liquide. La proportion en agent démoulant peut être comprise entre 0.1 et 30%, et de préférence compris entre 0.1 et 10% en masse du polymère. Un tel agent démoulant contribue à limiter l'adhésion du film sur le support, et ainsi à permettre une pelabilité améliorée. En particulier, la composition en agent démoulant peut être ajustée pour compenser une forte capacité à l'élongation du film. Le film pelable peut également comporter un agent plastifiant, par exemple choisi dans la liste des citrates d'alkyles, des alcools polyvinyliques, des polyglycols, des celluloses, ou encore le glycérol. Avantageusement, un tel agent plastifiant peut être compris dans des proportions allant de 1 à 5% en masse de la composition précurseur liquide afin de faciliter l'application et la formation du film sur un support présentant une humidité résiduelle.
Le film pelable peut aussi comporter un solvant polaire hydrosoluble, notamment choisi parmi le méthanol, le butanol, ou l'isopropanol (IPA) afin d'abaisser la température de transition vitreuse du polymère et par conséquent la température de formation du film, et en outre pour faciliter le mouillage du support. Avantageusement, un tel solvant polaire hydrosoluble peut être compris dans des proportions allant de 5 à 30 % en masse de la composition précurseur liquide. De préférence, le film pelable comporte un agent de coloration. Ainsi, il est visuellement plus facile de le détecter à la surface de la portion filetée. D'autre part, dans le cas, où le film pelable est retiré par morceaux, il est ainsi plus facile de repérer visuellement les morceaux restés sur la portion filetée, et améliorer le pelage intégral du film afin de ne pas altérer les caractéristiques de la portion filetée pour sa connexion ultérieure.
Par exemple, l'agent de coloration, peut être choisi notamment parmi les colorants hydrosolubles ou liposolubles, les pigments, les nacres, les matériaux à effet optique, et leurs mélanges. Par " pigments ", il faut comprendre des particules blanches ou colorées, minérales ou organiques, insolubles dans une solution aqueuse, destinées à colorer et/ou opacifier le film résultant. Les pigments peuvent être présents à raison de 0,0001 à 1 % en poids par rapport au poids total de la composition précurseur liquide.
Avantageusement, la composition précurseur liquide du film pelable peut également comporter des agents anti moussant, afin d'éviter la formation de bulles dans le film. En complément, cette composition précurseur liquide peut également comporter un fongicide et ou un bactéricide.
La composition précurseur liquide du film pelable peut également comporter un agent tensioactif, en particulier un agent mouillant et/ ou dispersant afin d'homogénéiser l'émulsion et la dispersion des particules de polymères.
Le film pelable peut présenter une résistance à la rupture en traction supérieure à 1MPa, de préférence supérieure à 10 MPa. Le film pelable peut comporter une résistance à l'élongation, également appelé « allongement à la rupture » supérieure à 300%, mieux supérieure à 20 700%, et mieux encore supérieure à 1000%. De préférence, le film pelable peut présenter une résistance à l'arrachement inférieure à 2 N/mm, afin de permettre un détachement manuel. 25 Avantageusement, le film pelable peut également présenter une résistance à la rayure afin de protéger la couche inférieure des marques de friction des embouts protecteurs qui pourraient être retenus sur la portion filetée pendant son stockage. 30 L'invention a également pour objet un procédé de préparation d'une extrémité filetée d'un composant tubulaire selon l'invention dans lequel on dépose un film pelable par pulvérisation d'une composition liquide précurseur du film pelable.
De préférence, la composition précurseur liquide peut être pulvérisée à une température comprise entre 5°C et 35°C, de préférence à une température de 10 à 15°C supérieure à la température de transition vitreuse du film, par exemple avantageusement entre 20° et 40°C.
Avantageusement, la température de pulvérisation de la composition précurseur liquide peut être choisie pour être sensiblement identique à la température de surface du composant tubulaire.
De préférence, le film peut être constitué de deux couches de film, réalisées à partir de la même composition précurseur liquide. Dans ce cas, les deux couches sont superposées. Avant la formation de la deuxième couche, un temps d'attente minimal est nécessaire à la coalescence et au séchage de la première couche, ce temps d'attente peut être supérieur ou égal à 120 minutes à 20°C. Avantageusement, la température de séchage n'excède pas 80°C et est, de préférence, comprise entre 5 et 35°C. Un séchage de 6 heures minimum à 20°C ou de 15 minutes minimum à 80°C pour une couche permet d'optimiser l'élimination d'eau résiduelle et d'assurer les propriétés de cette couche formant film.
Préalablement à la formation du film pelable et à la pulvérisation de la composition précurseur liquide, on recouvre la portion filetée d'une composition lubrifiante sèche.
Avantageusement, l'invention concerne un composant tubulaire qui peut comporter une couche de composition lubrifiante sèche, formant couche de revêtement lubrifiant, disposée entre la portion filetée et le film pelable. Notamment, la composition lubrifiante sèche peut comporter une résine « tackifiante », par exemple une résine tackifiante colophanique aliphatique ou aromatique, ou comporter un copolymère d'oléfine, des cires, une huile visqueuse, un pigment inhibiteur de corrosion et des solides lubrifiants, un sel métallique alcalino-terreux d'acide sulfonique surbasé, un savon métallique, des cires synthétiques et végétales, des solides lubrifiants et des solides modificateurs de frottement, une ou plusieurs particules lubrifiantes solides pour la réduction du frottement dans une résine liante comme un polymère organique ou inorganique pouvant être pris dans la liste des résines thermodurcissables époxy, polyuréthane, polyurée, polyester insaturé, polyphénylsulfone, polyimide, silicone, des résines thermoplastiques, polyamide, polyamide-imide, polyaryléthercétone, et des polysilicates alcalins avec un rapport pondéral Si02/Mx0 supérieur à 2 (M = Na, K ou Li), des organo-métalliques tels que les alkoxy-titanates ou le silicate d'éthyle, et leurs mélanges.
Dans certains cas, la couche de revêtement lubrifiant peut être solide. Le revêtement lubrifiant peut être appliqué selon un procédé de thermo-fusion. Il peut également former un film.
Par exemple, une telle composition lubrifiante sèche peut être choisie parmi l'une des compositions définies ci-après (les proportions sont données en % de la masse totale de la composition lubrifiante sèche): Composition n°1 : Résine « tackifiante » colophanique aliphatique 30% Copolymère d'éthylène-vinyl acétate 17% Cires synthétiques telles qu'une cire de paraffine et une huile de ricin 17% hydrogéné Huile visqueuse telle qu'un polydiméthylsiloxane 5% Pigment inhibiteur de corrosion tel qu'une silice échangeuse d'ions calcium 10% Solides lubrifiants tels que Bi253, PTFE 20% Antioxydants 1% Lorsque la composition n°1 est appliquée sur un support en acier, ce support peut de préférence subir un traitement préalable de phosphatation au Manganèse.
Composition n°2 : Résine « tackifiante » polyterpénique 30% Résine « tackifiante » colophanique aromatique 28% Copolymère à bloc polystyrène-b-poly(éthylène-butylène)-b-polystyrène 18% Plastifiant tel qu'un ester de polyol 8% Cires synthétiques telles qu'une cire d'amide secondaire et une cire de paraffine 10% Huile visqueuse telle qu'un polydiméthylsiloxane 5% Antioxydants 1% Lorsque la composition n°2 est appliquée sur un support en acier, ce support peut de préférence subir un traitement préalable de phosphatation au Manganèse.
Composition n°3 : Sel métallique alcalino-terreux d'acide sulfonique surbasé 30% Savon métallique tel qu'un stéarate de zinc 15% Cire synthétique telle qu'une cire de polyéthylène 20% Cire végétale telle qu'une cire de carnauba 15% Solides lubrifiants tels que CFx, ZnO 4.5% Solides modificateurs de frottement tels que Bi203, TiO2 10% Antioxydants 1% Lorsque la composition n°3 est appliquée sur un support en acier, ce support peut de préférence subir un traitement préalable par dépôt électrolytique d'un alliage ternaire CuSnZn comprenant une sous couche de Nickel de Wood.
Composition n°4 : Polyester acrylate (résine photoréticulable) 20% Epoxy acrylate (résine photoréticulable) 15% Monomères d'un méthacrylate multifonctionnel tels qu'un tripropylèneglycol diacrylate et un triméthylolpropane triacrylate 45% Initiateurs de photopolymérisation tels qu'un 1-hydrocyclohexylphényl cétone et un 2,2-diméthoxy-2-phénylacétophénone 10% Agent passivant tel qu'un benzotriazole 1% Pigment inhibiteur de corrosion tel qu'un phosphite d'aluminium 5% Ester phosphate 3% Cire synthétique telle qu'une cire de polyéthylène micronisée 1% Lorsque la composition n°4 est appliquée sur un support en acier, ce support peut de préférence subir un traitement préalable de phosphatation au Zinc. Composition n°5 : Résine « tackifiante » polyterpénique 34% Cire synthétique telle qu'une cire d'amide secondaire 10% Sel métallique alcalino-terreux d'acide sulfonique surbasé 28% Copolymère d'éthylène-vinyl acétate 12% Huile visqueuse telle qu'un polydiméthylsiloxane 5% Solides lubrifiants tels que Bi253, PTFE 10% Antioxydants 1% Lorsque la composition n°5 est appliquée sur un support en acier, ce support 10 peut de préférence subir un traitement préalable phosphatation au Manganèse. Par la caractéristique « lubrifiante sèche », on entend une composition qui limite l'adhérence de polluants ou de contaminants solides dans un 15 environnement hostile pouvant influencer le frottement au cours d'un vissage, tels que sable, poussière. L'adhérence de contaminants solides est déterminée au moyen d'un test de décontamination du sable. Le test évalue simplement la température à partir de laquelle la composition lubrifiante sèche ne peut plus être dépolluée au moyen d'air sous pression. Le test consiste à appliquer une couche de sable de Dubaï (densité = 1.6) sur une surface prédéfinie du revêtement de minimum 60 cm2, à exposer l'ensemble dans une étuve ventilée à une température donnée pendant 1 heure, à dépolluer au moyen d'air sous pression à la température donnée et à évaluer la quantité de sable résiduel. Une composition lubrifiante est considérée comme sèche si la température, pour laquelle la quantité de sable résiduel est inférieure à 0.5%, est supérieure ou égale à 40°C, de préférence supérieure ou égale à 50°C.
Préalablement à la formation du film pelable, et le cas échéant préalablement à la dépose de la composition lubrifiante sèche, on peut effectuer un traitement de surface de la portion filetée, soit par sablage mécanique, soit par conversion avec une phosphatation au zinc ou au manganèse, soit par un dépôt électrolytique d'un alliage ternaire CuSnZn comprenant une sous-couche de Nickel de Wood. Des caractéristiques et avantages de l'invention sont exposés plus en détail dans la description ci-après, avec référence aux dessins annexés, sur lesquels : - La figure 1 est une vue schématique d'un joint résultant de l'assemblage par vissage de deux composants tubulaires. - Le figure 2 est une vue agrandie d'une zone encadrée A de la figure 1. - La figure 3 est une vue schématique d'une portion filetée d'un composant tubulaire de la figure 2 revêtu d'un film pelable selon l'invention. - La figure 4 est une vue détaillée de la coopération entre les filets de deux composants tubulaires assemblés. - La figure 5 est une vue schématique d'une éprouvette de traction mise en oeuvre selon la norme la norme NF T 51-304 dans le cadre d'un test de 30 traction. - La figure 6 est une vue schématique d'une installation permettant la réalisation d'un test « Scratch ». - La figure 7 représente les étapes successives de protection d'une portion filetée d'un composant tubulaire entre sa fabrication et sa mise en oeuvre sur site de production. - La figure 8a représente une vue schématique d'un échantillon de test 5 destiné à être mis en oeuvre dans un test test d'arrachement ; - La figure 8b représente une vue schématique du déroulement d'un test d'arrachement. Le joint fileté représenté sur la figure 1, comprend un premier 10 composant tubulaire d'axe de révolution 10 et doté d'une extrémité mâle 1 et un second composant tubulaire d'axe de révolution 10 et doté d'une extrémité femelle 2. Les deux extrémités 1 et 2 s'achèvent chacune par une surface terminale orientée radialement par rapport à l'axe 10 du joint fileté et sont respectivement dotées de portions filetées 3 et 4 qui coopèrent entre elles 15 pour l'assemblage mutuel par vissage des deux composants. Les portions filetées 3 et 4 peuvent être du type à filet trapézoïdal ou autres. Dans l'exemple représenté, les portions filetées présentent des filets à profils évanouissant aux extrémités respectives des portions filetées. Ces profils évanouissant s'étendent sur une partie de l'étendue axiale de la portion filetée. 20 Notamment, une partie de la portion filetée à profil évanouissant 11 ne coopère pas avec un filetage complémentaire. De plus, des surfaces d'étanchéité métal / métal 5, 6 destinées à être en contact serrant étanche l'une contre l'autre après assemblage par vissage 25 des deux composants filetés, sont ménagées respectivement sur les extrémités mâle et femelle au voisinage des portions filetées 3, 4. Enfin, L'extrémité mâle 1 s'achève par une surface terminale 7 qui vient en butée contre une surface correspondante 8 ménagée sur l'extrémité femelle 2 lorsque les deux extrémités sont vissées l'une dans l'autre. 30 Comme représenté sur la figure 3, la portion filetée mâle 3 à l'extrémité 1 d'un composant tubulaire est au moins partiellement revêtu d'un film 12 pelable selon l'invention. Ce film 12 est destiné à être retiré pour réaliser la connexion du joint fileté envisagé ci-dessus. La portion filetée 3 étant réalisée sur le pourtour du composant tubulaire, le film 12 prend de préférence la forme d'un manchon annulaire externe, appliqué à la surface du substrat formé par ladite portion filetée 3.
Dans l'exemple représenté, le film 12 est déposé sur au moins un filet de la portion filetée 3. En pratique, le film 12 est déposé de manière à recouvrir l'intégralité de la portion filetée 3, et préférentiellement également la surface d'étanchéité 5, ainsi que sur la surface terminale 7.
De manière réciproque, quoique non représentée, un film pelable selon l'invention est également prévu sur l'extrémité filetée femelle 2 d'un composant tubulaire. Dans un tel cas, le film pelable sera déposé sur la portion filetée 4, la surface d'étanchéité 6 et la surface terminale 8. Dans ce cas, le film pelable formera une gaine annulaire interne appliquée contre l'extrémité filetée. De même, ce film pelable aura vertu à être retiré avant assemblage de l'extrémité filetée femelle 2 avec une extrémité complémentaire. Idéalement, le film 12 est déposé sous forme d'une couche d'épaisseur sensiblement identique sur la portion filetée. Concrètement, cette couche a une épaisseur qui fluctue en partie du fait des formes particulières des flancs du filet porté par la portion fileté. A la figure 4, le détail d'un filet d'une portion fileté est représenté. Chaque filet comporte ainsi un flanc de charge 13 formant un angle 14 compris entre -50 et +50 relativement à la normale N de l'axe 10 de connexion. Le flanc de charge est relié par un sommet 15 à un flanc d'assemblage 16. En particulier, la connexion représentée est telle qu'en position finale de l'assemblage, les flancs de charge de la portion filetée mâle 3 sont en contact avec les flancs de charges correspondants de la portion filetée femelle 4.
Il apparaît donc primordial que le film pelable selon l'invention puisse être détaché des flancs de charge de la portion filetée.
Le film pelable selon l'invention a par exemple été réalisé à partir des exemples de compositions précurseurs de film définies comme suit : Exemple A: Produit commercial : Corshield®VpC1® Strippable de la société Cortec. La composition A comprend un ou plusieurs polymères ou copolymères acryliques en dispersion aqueuse, un inhibiteur de corrosion, une charge minérale telle qu'un sulfate de baryum, un agent démoulant, un dispersant, un agent épaississant. La composition de l'exemple A est caractérisée par une proportion de 45% de particules solides. Exemple B: Produit commercial VpC1C)-372 de la société Cortec.
La composition B comprend un polymère ou copolymère acrylique en dispersion aqueuse, un inhibiteur de corrosion, un agent démoulant, un dispersant, un agent épaississant. La composition de l'exemple B est caractérisée par une proportion de 40% de particules solides.
Exemple C: (les proportions sont données en % de la masse totale de la composition précurseur liquide) Polyester-Polyuréthane 50% IPA 14% Lécithine de soja 2 % Benzoate d'ammonium & sulfonate de sodium 3 % Agents épaississant, de conservation et antimoussant 1 % Eau déminéralisée QSP La composition de l'exemple C est caractérisée par une proportion de 30% de particules solides.
Préparation des échantillons de test Sauf stipulation distincte dans les différents protocoles de test décrits ci-après, des échantillons de tests sont formés à partir d'une plaque métallique recouverte dudit film pelable. Ces échantillons intacts sont préparés à partir d'une plaque sans enrouillement, à savoir correspondant à la cotation Re0 de la norme ISO 4628. En particulier, il s'agit d'une plaque métallique en acier bas carbone XC48 selon la norme française. Chaque échantillon est réalisé à partir d'une plaque métallique rectangulaire plane ayant les dimensions suivantes 150x100x0.8mm. La surface de la plaque présente une rugosité Ra < 1pm. Les échantillons de tests sont réalisés en déposant une ou plusieurs couches superposées d'un même film pelable. La couche est d'épaisseur homogène sur l'ensemble de la plaque. L'application du film pelable est réalisée au moyen d'un système de pulvérisation pneumatique avec pistolet à godet de la composition précurseur du film. Le diamètre de la buse du pistolet doit être comprise entre 0.7 et 1.8 mm et la pression d'air au minium de 4 bars et de préférence comprise entre 4 et 6 bars. La température de la composition précurseur liquide et la température de surface de la plaque métallique sont sensiblement identiques et de 25 préférence comprise entre 5°C et 35°C. La coalescence et le séchage d'une couche de film est obtenu à température d'application, pendant une durée de 120 minutes avant application d'une éventuelle deuxième couche. Un séchage de 24 heures à 30 température ambiante permet d'éliminer totalement l'eau résiduelle et d'assurer totalement les propriétés du film.
Tests des caractéristiques mécaniques, dont la pelabilité Dans un premier temps, les chercheurs ont déterminés les propriétés mécaniques de différents films obtenus à partir de différentes compositions comprenant des polymères aux caractéristiques différentes. En effet, un film est pelable si les propriétés mécaniques et/ou thermomécaniques du film, à savoir allongement et résistance à la rupture, et température de transition vitreuse, le permettent. Une résistance à la rupture trop faible peut être néfaste pour la « pelabilité » du film alors qu'une forte élongation devra être compensée par une faible adhésion au support pour garantir une bonne « pelabilité ». Une faible adhésion au support pourra être ajustée par un agent démoulant. Une température de transition vitreuse très supérieure aux températures de sollicitation sera préjudiciable.
Les propriétés mécaniques de résistance à la rupture et d'allongement à la rupture de différents films ont été évaluées par un test de traction sur des éprouvettes 40 de traction, distinctes des échantillons de tests définis plus haut, pour lesquelles le film pelable était préparé en formant une unique couche de 75 pm d'épaisseur. Le test de traction est réalisé au moyen d'un appareil MTS-2/M selon la norme NF T 51-304. Les éprouvettes 40 de traction sont découpées selon le type H2 comme décrit dans la figure 5. Les dimensions de l'éprouvette sont définies par les dimensions suivantes h = 30 mm, l = 13 mm, Lc = 30 mm et lo = 4 mm. La vitesse de traction V est de 100 mm/minet la température ambiante est de 20°C. La force croissante exercée permet de mesurer le module d'élasticité et l'allongement.
La mesure de la température de transition vitreuse du film formé se fait par calorimétrie différentielle à balayage selon une méthode comprenant une première montée en température jusqu'à 120°C, un refroidissement jusqu'à - 100°C et une deuxième montée en température jusqu'à 150°C. La vitesse de montée et de refroidissement est de 25°C/min, L'évaluation de la pelabilité se fait au moyen d'un test de pelage réalisé manuellement sur des échantillons de tests préparés comme indiqués ci-dessus, et les résultats sont interprétés selon la grille d'évaluation sensorielle ci-dessous : - Un pelage manuel facile est noté 0; - Un pelage manuel difficile sans rupture cohésive du film est noté 1 - Un pelage manuel partiel avec rupture cohésive, et donc un arrachement en plusieurs morceaux, du film est noté 2 - Aucun pelage manuel possible est noté 3. Un pelage manuel facile est synonyme d'une force d'arrachement inférieure à 2 N/mm. La force d'arrachement représente la force à appliquer pour assurer la seule rupture adhésive à l'interface métal-film ou revêtement- film. Les résultats permettant de déterminer quelles sont les caractéristiques minimales ou seuils d'acceptation pour garantir une bonne pelabilité sont reportés dans le tableau 1.
Tableau 1 Composition Température de Résistance à Allongement Pelabilité précurseur transition vitreuse la rupture à la rupture du film (Tg) (MPa) (0A) pelable A -10°C ; +35°C 1 570 1 B +12°C 10 1075 0 C -10°C 10 1600 0 Les chercheurs ont par ailleurs déterminé l'influence de l'épaisseur et du nombre de couches sur les propriétés mécaniques pour deux compositions A et B. Les résultats sont reportés dans le Tableau 2. Lorsque l'échantillon de test comporte un film à 2 couches ou plus, chacune des couches est d'épaisseur identique. Tableau 2 Composition Nombre Epaisseur Résistance à Allongement à la rupture (%) Pelabilité précurseur du de totale (pm) la rupture film pelable couche (MPa) A 1 50 0.7 ± 0.1 410± 150 2 A 1 75 1.06 ±0.15 570± 110 2 A 1 125 1.4 ± 0.16 730 ± 75 1 A 2 140 0.3 ± 0.04 965± 160 1 B 1 75 10 ± 1 1075 ± 30 0 B 1 120 10.7 ± 0.6 1060 ± 10 0 B 2 180 9.6 ± 1.4 1090 ± 45 0 Dès lors que la pelabilité est satisfaisante, avec un score égal à 0, l'augmentation de l'épaisseur et du nombre de couches n'affectent pas le score de pelabilité. En revanche, on observe pour la composition A que l'augmentation de l'épaisseur, au-delà de 125pm, et du nombre de couches, à partir de 2 couches, permettent une amélioration du score de pelabilité. La force d'arrachement a été déterminée à partir d'un test d'arrachement réalisé à température ambiante (20°C) au moyen d'un tribomètre CETR selon le dispositif et les conditions décrites dans les figures 8a et 8b. La vitesse de translation est de 14 mm/s et la force d'arrachement est exprimée en N/mm. D'une manière générale, les vitesses classiques de « peeling test » ou essai d'arrachement sont comprises entre 5 et 80 mm/s pour un adhésif donc 14 mm/s est suffisamment pertinent.
Pour mener ce test d'arrachement, des planches du type de celle représentée à la Figure 8a ont été utilisées. Ces planches 50 sont en acier XC48 de forme rectangulaire, et présentent une zone 51 recouverte d'un film de PTFE empêchant l'adhésion du film pelable déposé dans cette zone. Le film pelable à tester est déposé sous la forme d'une bandelette 52, de telle sorte qu'une extrémité 53 du film recouvre la zone 51 et soit donc libre et préhensible. Lors du test, les planches sont maintenues à position fixe, tandis qu'une pince vient saisir l'extrémité libre 53 et l'incline selon un angle a de l'ordre de 45° relativement à la planche 50 et exerce la traction selon la flèche T indiquée figure 8b. Un test d'arrachement a été effectué avec le film pelable de composition B, appliqué en deux couches d'épaisseur identique, et formant un film d'épaisseur totale de 150 pm. Ce test d'arrachement a été conduit sur des supports ne comportant pas de revêtement lubrifiant sec intermédiaire, voir les deux premières lignes du tableau 3, et également sur des supports comportant un tel revêtement, voir les trois dernières lignes du tableau 3 ci-dessous.
Tableau 3 Support Force d'arrachement (N/mm) Acier XC48 (brut d'usinage) 0.014 Acier XC 48 ayant subi un traitement de phosphatation au 0.092 Manganèse acier XC 48 ayant subi un traitement de phosphatation au 0.047 Manganèse et recouvert d'une couche de la Composition n°1 acier XC 48 revêtu d'un dépôt électrolytique d'un alliage ternaire 0.031 CuSnZn comprenant une sous couche de Nickel de Wood et recouvert d'une couche de la Composition n°3 acier XC 48 ayant subi un traitement de phosphatation au Zinc 0.028 et recouvert de la Composition n°4 Dans tous les cas, la force d'arrachement mesurée est inférieure à 2 N/mm, mieux inférieure à 1 N/mm, et mieux encore inférieure à 0.2 N/mm. Le 20 tableau 3 ci-dessous met en évidence la compatibilité et la facilité d'arrachement d'un film pelable selon la composition B dans différentes conditions. Pour le besoin de l'invention, un film pelable possède des propriétés mécaniques suffisantes à savoir un allongement à la rupture supérieur à 5 700%, mieux encore supérieure 1000% et une résistance à la traction supérieure à 1 MPa et de préférence supérieure ou égale à 10 MPa. Test de résistance à la corrosion sur échantillons ci?. test 10 Un film pelable selon l'invention répond au test de résistance à la corrosion en présentant une excellente résistance telle que définie par la classification de la norme ISO 4628: aucune corrosion, aucun cloquage, pas de craquelure, ni d'écaillage. 15 La plaque en acier bas carbone XC48 recouverte du film pelable est exposée au brouillard salin neutre tel que décrit dans la norme ISO 9227. Ce test est réalisé en enceinte climatique. Les conditions dans l'enceinte climatique sont les suivantes : 35°C, avec une solution saline à 50 g/L, de densité comprise entre 1.029 et 1.036 à 25°C, de pH compris entre 6,5 et 7,2 20 à 25°C et récupérée à la vitesse moyenne de 1.5 ml/h. Les échantillons de tests sont dressés dans un support selon un angle de 20° afin de maximiser leur exposition. Les résultats présentés dans le Tableau 4 ci-dessous permettent de 25 mettre en avant l'importance de l'épaisseur et le facteur favorable des couches multiples superposées. Tableau 4 Durée d'exposition au brouillard salin 72 168 336 504 heures heures heures heures Référence sans film pelable : Re9 - - - Acier carbone XC48 nu Durée d'exposition au brouillard salin Composition Nombre de Epaisseur 72 168 336 504 précurseur du film couches du totale du film heures heures heures heures pelable film pelable pelable (pm) B 1 25 Re3 Re4 Re7 Re9 B 1 50 Re2 Re3 Re6 Re7 B 2 75 Re0 Re1 Re2 Re4 B 2 150 Re0 Re0 Re0 Re1 Le tableau 5 ci-dessous rassemble les résultats obtenus pour des échantillons comportant une couche d'un revêtement solide sec et lubrifiant de la composition n°5. Pour ces échantillons de tests, la plaque métallique en acier bas carbone XC48 a préalablement subi un traitement de surface comme une phosphatation au manganèse pour favoriser l'accrochage de la couche de revêtement lubrifiant. Cette couche de revêtement lubrifiant, disposée entre la plaque métallique et différentes compositions de film pelable, présente une épaisseur totale de 35 pm. Tableau 5 Durée d'exposition au brouillard salin Composition Nombre de Epaisseur totale du film pelable (pm) 72 168 336 504 précurseur du couches du heures heures heures heures film pelable film pelable Référence sans film pelable Re0 Re0 Re1 Re2 A 1 70 Re0 Re0 Re0 Re0 A 2 120 Re0 Re0 Re0 Re0 B 1 50 Re0 Re1 Re1 Re2 B 2 80 Re0 Re0 Re0 Re0 Pour les tests réalisés avec le film pelable de composition A, on observe un léger décollement au bout de 504 heures d'exposition au brouillard salin. Avantageusement, la propriété barrière du film pelable et les processus réactionnels des inhibiteurs de corrosion constituant le film pelable permettent d'inhiber ou de retarder considérablement le mécanisme de corrosion d'un revêtement lubrifiant déjà présent sur une connexion si l'épaisseur et le nombre de couche est approprié. Pour le besoin de l'invention, un procédé de dépose d'au moins deux couches d'un film d'épaisseur totale supérieure à 75pm est préférable pour limiter l'amorce de corrosion et cela quel que soit le support. Test de résistance à la corrosion sur composant tubulaire avec portion filetée recouverte d'un film pelable Un test en grandeur nature a également été réalisé en considérant des composants tubulaires en acier L80 avec filetage VAM 21® présentant un diamètre extérieur de 7", et pour laquelle la portion filetée femelle est revêtue d'un film pelable de composition B en une seule couche d'épaisseur 100 pm. Préalablement au dépôt du film pelable, un traitement de conversion est réalisé sur la portion filetée. Il s'agit d'une phosphatation au manganèse d'épaisseur comprise entre 5 et 10pm et dont la profondeur maximale des stries ou Rz est de lOpm. Les composants tubulaires sont exposés aux conditions d'un climat océanique et industriel. La portion filetée recouverte dudit film pelable n'est pas recouverte d'un moyen protecteur additionnel, de telle sorte que le film pelable est directement exposé aux conditions extérieures. Aucun enrouillement ni défaut ne sont observés après 6 mois de stockage dans de telles conditions, alors que la même portion filetée, non recouverte de ce film pelable est partiellement ou totalement corrodée après un mois dans de telles conditions de stockage. 20 25 30 Aucun enrouillement n'est observé sur des composants tubulaires comportant un revêtement solide lubrifiant et sec, par exemple celui selon la composition n°5 définie ci-dessus, et déposé entre la portion filetée et le film pelable dès lors que le film pelable comporte 2 couches comme remarqué dans le Tableau 5. Test d'adhésion du film pelable, dit test « Scratch » Le test décrit ici, ou test scratch, permet d'évaluer la force d'adhésion ou l'adhérence d'un revêtement sur une surface. La méthode consiste à déformer le film pelable d'un échantillon de test, réalisé avec une couche de lubrifiant sec intermédiaire, et d'évaluer l'incidence de la dépose et du retrait du film pelable sur la couche de lubrifiant sec intermédiaire. En effet, le caractère lubrifiant d'un revêtement est généralement évalué par son coefficient de frottement. Ainsi on peut évaluer si le film pelable permet, en plus de protéger de la corrosion, de maintenir les propriétés lubrifiantes de la couche intermédiaire pendant le stockage.
Le test, représenté Figure 6, est réalisé avec une bille sphérique 30 en carbure de tungstène, de diamètre 5 mm, translatée sur le film 12 à une vitesse V de 2 mm/s et soumise à une charge croissante F de 10N à 310 N selon une vitesse d'augmentation de la charge de 15 N/s, afin de mesurer le coefficient de frottement du matériau L lubrifiant sec déposé entre la plaque P et le film pelable 12, à la fois avant la dépose du film pelable et après le retrait du film pelable. Le test dure 20 s, le temps que la piste de 40 mm soit parcourue par la bille. Le coefficient de frottement est au moins 40% plus élevé pour un film pelable de composition A. Pour tous les films pelables testés avec les compositions précurseurs B et C pour lesquelles l'allongement à la rupture est supérieur à 1000%, il a été démontré avantageusement que le coefficient de frottement de la composition lubrifiante sèche intermédiaire est invariant, et donc que ses propriétés ont été maintenues, malgré la pose et le retrait du film pelable, comme le montre le tableau 6. Tableau 6 Composition Nombre Epaisseur Couche de revêtements lubrifiants de 35pm d'épaisseur précurseur de totale (pm) du film couches du film pelable du film pelable pelable Composition Composition Composition n°3 n°1 n°2 CoF CoF CoF Référence avant la pose d'un film 0.07 0.08 0.14 pelable A 2 120 0.12 0.11 NA B 2 150 0.07 0.08 0.14 C 2 100 0.07 0.08 0.14 CoF = Coefficient de Frottement Avantageusement, on choisit donc de protéger la portion filetée d'un composant tubulaire tout juste usinée, à l'étape El, de la figure 7, en la 10 soumettant aux étapes successives : - dépôt d'une composition lubrifiante sèche, à l'étape E2 - dépôt d'un film pelable selon l'invention, à l'étape E3 - mise en place d'un dispositif protecteur additionnel, tel qu'un manchon protecteur, à l'étape E4 15 - stockage pendant plusieurs semaines, mois ou années, soumis aux conditions climatiques extérieures, à l'étape ES; - retrait du dispositif protecteur additionnel à l'étape E6, dès lors que l'utilisation du composant tubulaire est envisagée ; - retrait manuel du film pelable à l'étape E7, tout en préservant les qualités mécaniques de la couche lubrifiante sèche ; - recyclage du film pelable à l'étape E8, et enfin - réalisation d'une connexion filetée du composant tubulaire avec un composant tubulaire complémentaire, à l'étape E9. L'intérêt de l'invention est de proposer un moyen efficace de protection contre la corrosion, qui soit facile à éliminer et qui permette de faciliter et de raccourcir la durée des étapes E7 à E9.10
Claims (20)
- REVENDICATIONS1 - Composant tubulaire comportant au moins une portion filetée permettant l'assemblage du composant avec un composant complémentaire caractérisé en ce qu'au moins une partie de la portion filetée est recouverte d'un film pelable protecteur contre la corrosion.
- 2 - Composant tubulaire selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'une composition précurseur destinée à former le film pelable comporte une dispersion aqueuse d'un polymère filmogène, le polymère filmogène étant choisi parmi les latex naturels ou synthétiques, les résines acryliques, les copolymères acryliques tels que les styrène-acrylates, les butadiène-acrylates, les chlorures de vinyl-acrylates, les chlorures de polyvinylidène-acrylates, les vinylacétate-acrylates, les copolymères polyvinyl-styrène butadiène, les polyvinyl butyral, les polyisocyanates, les polyurethanes aliphatiques de type polycondensat, tels que les polyuréthanes anioniques, cationiques, non-ioniques ou amphotères, les polyuréthanes acryliques, les polyester-polyuréthanes, et leurs mélanges.
- 3 - Composant tubulaire selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le film pelable présente une température de transition vitreuse comprise entre -10°C et +35°C.
- 4 - Composant tubulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le film pelable comporte un inhibiteur de corrosion, par exemple choisi parmi un sel alcalin d'acide alkylarylsulfonique, le composé alcalin pouvant être un baryum, un calcium, un magnésium ou un sodium, ou des molécules organiques azotées volatiles, notamment choisies parmi une amine aliphatique (hexaméthylène diamine, monoéthanolamine), un carboxylate d'amine complexe (monoéthanolamine borate, hexaméthylènediamine d'acide cinnamique, dicyclohexylamine d'acide caprique, imidazoline d'acide polyaspartique), un benzotriazole, un benzoate d'ammonium ou un nitrite de sodium, ou encore un inhibiteur de corrosion inorganique par exemple choisi parmi un orthophosphate de zinc etd'aluminium hydraté, un orthophosphate de zinc et de molybdène hydraté, une polyphosphate de strontium et d'aluminium hydraté, un orthophosphate silicate de zinc de calcium et de strontium hydraté, un phosphate de zinc et de fer, un phosphosilicate de zinc de calcium et de strontium, un orthophosphate de zinc, un triphosphate d'aluminium, un molybdate de zinc couplé à des agents modifiés à des phosphates de zinc, un molybdate de sodium, un métaborate de calcium, un métaborate de baryum, un borosilicate de calcium, une silice échangeuse d'ion calcium, ou leurs mélanges.
- 5 - Composant tubulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le film pelable comporte un agent épaississant thixotropique, par exemple choisi parmi un polyacrylate hydrophobe modifié ou une hydroxyéthylméthylcellulose.
- 6 - Composant tubulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le film pelable comporte un agent démoulant, par exemple choisi parmi le cyclopentasiloxane, la lécithine de soja.
- 7 - Composant tubulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le film pelable comporte un agent plastifiant, par exemple choisi dans la liste des alcools polyvinyliques, des polyglycols, des celluloses ou le glycérol.
- 8 - Composant tubulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le film pelable comporte un solvant polaire hydrosoluble, notamment choisi parmi le méthanol, le butanol, ou l'isopropanol (IPA).
- 9 - Composant tubulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le film pelable comporte un polymère comportant des particules de taille comprise entre 50 et 200 nm.
- 10 - Composant tubulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le film pelable comporte un agent de coloration.
- 11 - Composant tubulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le film pelable présente une résistance à la rupture en traction supérieure à 1MPa, de préférence supérieure à 10 MPa.
- 12 - Composant tubulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le film pelable comporte une résistance à l'élongation supérieure à 300%, mieux supérieure à 700%, et mieux encore supérieure à 1000%.
- 13 - Composant tubulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le film pelable présente une résistance à l'arrachement inférieure à 2 N/mm.
- 14 - Composant tubulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une couche de composition lubrifiante sèche disposée entre la portion filetée et le film pelable.
- 15 - Procédé de préparation d'une extrémité filetée d'un composant tubulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel on dépose un film pelable par pulvérisation d'une composition liquide précurseur du film pelable.
- 16- Procédé de préparation selon la revendication 15 caractérisé en ce que la composition précurseur liquide est pulvérisée à une température comprise entre 20° et 40°C.
- 17- Procédé de préparation selon la revendication 15 ou 16 caractérisé en ce que la température de pulvérisation de la composition précurseur liquide est choisie pour être sensiblement identique à la température de surface du composant tubulaire.
- 18 - Procédé de préparation selon l'une quelconque des revendications 15 à 17 caractérisé en ce que le film est déposé en au moins deux couches superposées.
- 19 - Procédé de préparation selon l'une quelconque des revendications 15 à 18 caractérisé en ce que préalablement à la dépose du film pelable, on recouvre la portion filetée d'une composition lubrifiante sèche.
- 20 - Procédé de préparation selon l'une quelconque des revendications à 19 caractérisé en ce que préalablement à la dépose du film pelable, et le cas échéant préalablement à la dépose de la composition lubrifiante sèche, on effectue un traitement de surface de la portion filetée, soit par sablage mécanique, soit par une phosphatation au zinc ou au manganèse, soit par un 15 dépôt électrolytique d'un alliage ternaire CuSnZn comprenant une sous-couche de Nickel de Wood.
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