MXPA06006245A - Acondicionamiento de superficie antes de un tratamiento de conversion quimica de un elemento de acero - Google Patents

Abstract

Al someter una junta roscada para OCTG (bienes tubulares para país petrolero) un acondicionamiento de superficie con una solución acuosa de tetraborato de potasio o tetraborato de sodio antes del tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso, un recubrimiento de conversión química de fosfato de manganeso con granos de cristal gruesos con un diámetro promedio del grano de cristal de 10 - 110 micrómetros se forma en la superficie del elemento de acero que puede ser cualquier acero incluyendo un acero alto en Cr. Este recubrimiento de conversión química de fosfato de manganeso puede retener una gran cantidad de un lubricante líquido y es efectivo en la prevención de la parición de raspamiento en el momento del reacondicionamiento de una junta roscada para OCTG.

Description

ACONDICIONAMIENTO DE SUPERFICIE ANTES DE UN TRATAMIENTO DE CONVERSIÓN QUÍMICA DE UN ELEMENTO DE ACERO Campo Técnico Esta invención se relaciona con una solución para acondicionamiento de superficie que se utiliza para tratar un elemento de acero y particularmente una junta roscada para tubos de acero como OCTG (bienes tubulares del país petrolero o tubos de pozo de petróleo) antes del tratamiento de conversión química de fosfato, asi como para un método de tratamiento de superficie para un elemento de acero y para una superficie tratada del elemento de acero y particularmente para una junta rosada para tubos de acero en la que se utiliza la solución de acondicionamiento de superficie. Al llevar a cabo el acondicionamiento de superficie de acuerdo con la presente invención, la resistencia a raspamiento (resistencia de raspamiento) de una junta roscada para tubos de acero como OCTG puede mejorarse marcadamente. Tecnología anterior El tratamiento por conversión química de un elemento es una reacción química de acero con un tipo de una solución corrosiva para formar un recubrimiento adherente de un producto de corrosión sobre la superficie del elemento de acero. Dependiendo del tipo de solución corrosiva que se utilice, el tratamiento de conversión incluye tratamiento de fosfato, tratamiento de cromato, tratamiento de oxalato y similares. Entre otros, el tratamiento químico de fosfato (también llamado tratamiento de fosfato o fosfatado) se utiliza ampliamente en la industria automotriz para formar un recubrimiento de subestrato para la preparación de la superficie antes del recubrimiento de electro-deposición de una placa de acero. En una placa de acero para un automóvil, el tratamiento de conversión química de fosfato se conduce para la preparación de superficie antes de un recubrimiento de pintura con el fin de incrementar la adhesión de un recubrimiento de pintura. Se desea para este tratamiento formar un recubrimiento denso de fosfato compuesto de granos finos de cristal. Con el fin de asegurar que este recubrimiento de fosfato se forma a través de un tratamiento de conversión, se sabe que la placa de acero está sujeta, antes del tratamiento, al acondicionamiento de la superficie utilizando una solución que contiene iones de fosfato y iones de metal álcali. Por ejemplo, JP-A 57-82478 (Documento 1), JP-A 10-245685 (Documento 2), y JP-A 2000-96256 (Documento 3) revelan que un recubrimiento de conversión química que tiene granos de cristal extremadamente finos que pueden formarse a través de tratar un material de acero con una solución de acondicionamiento de superficie que contienen una mezcla de "un fosfato de metal álcali como componente principal y una pequeña cantidad de un compuesto de titanio y un clorato", "partículas finas de fosfato y una sal de metal álcali, una sal de amonio o similar" o "partículas finas de fosfato y un acelerador (compuesto orgánico)", respectivamente seguidos por un tratamiento de conversión química con una solución de fosfato (tratamiento de fosfatado) . El propósito de cada una de estas técnicas de acondicionamiento de superficie reside en la densificación y refinamiento de un recubrimiento de fosfato que está formado a través e fosfatado, y la solución de acondicionamiento de la superficie en si misma contiene tanto iones de metal álcali como iones de fosfato. OCTG como tubo de producción y tubería de revestimiento que se utilizan cuando se excavan pozos petroleros generalmente están conectados juntos a través de juntas roscadas. La profundidad de los pozos petroleros usualmente es de 2,999 - 3,000 metros, pero en años recientes, algunas veces han alcanzado 8,000 -10,000 metros en pozos de petróleo profundos para campos petroleros costafuera y similares. Cuando se colocan en el ambiente para su uso, estas juntas roscadas que conecta el OCTG continúan recibiendo la acción de las presiones de compuesto que incluyen fuerzas tensoras axiales resultantes del peso del OCTG y las juntas en si mismas y las presiones de la superficie interna y externa asi como calor subterráneo. Por lo tanto, se requiere que las juntas mantengan su hermeticidad de gas y hermeticidad de líquidos sin romperse aún en esos ambientes. Al mismo tiempo al bajar la tubería de producción y la tubería de revestimiento en un pozo, existen casos en los que una junta que se ha ajustado está floja y después se vuelve a ajustar. De acuerdo con el API (Instituto Americano del Petróleo) , se requiere que la hermeticidad de gas y la hermeticidad de liquido se mantengan sin la ocurrencia de raspamiento, que es un agarre severo que no puede repararse, aún cuando el ajuste (reacondicionamiento) y el aflojamiento (separación) se repita 10 veces para una junta de tubería de producción o 3 veces para una junta de tubería de revestimiento. Una junta roscada tipica para OCTG tiene una estructura de piñón y caja con capacidad de formar un sello de contacto metal a metal. En esta junta, una rosca macho se forma en el extremo del tubo de pozo petrolero para formar un perno, una rosca hembra se forma en la superficie interior de un elemento de conexión roscado (un acoplamiento) para formar una caja, y una porción de contacto de metal sin roscar se provee al final del perno y en una posición correspondiente sobre la caja. Al conectar los dos elementos, las porciones de contacto de metal sin roscar del perno y de la caja entran en contacto entre si y forman un sello de contacto metal a metal. Al momento de ajustar, un lubricante liquido, que se refiere como un componente de grasa, contiene un polvo de metal pesado que se aplica con el fin de mejorar la resistencia al raspamiento, hermeticidad al gas y hermeticidad al liquido. También existen juntas roscadas que no necesitan un acoplamiento y que proveen una rosca macho y una porción de contacto de metal sin roscar en un extremo del tubo de acero para formar un perno y proveer una rosca hembra y una porción de contacto de metal sin roscar en el otro extremo del tubo para formar una caja. Las porciones roscadas y las porciones de contacto de metal sin roscar de la junta roscada algunas veces están sujetas a un tratamiento de conversión química de fosfato y particularmente un tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso, primariamente con el objetivo de mejorar su habilidad para retener la grasa compuesta en el mismo y de esta manera mejorar las propiedades de deslizamiento (resistencia a raspamiento) y la hermeticidad al gas y al liquido de la junta. Sin embargo, si las técnicas descritas anteriormente para el tratamiento de conversión química de fosfato que se desarrolló para la preparación de la superficie de una placa de acero para automóviles antes de aplicar el recubrimiento de pintura y para el acondicionamiento de superficie que se realizará antes de aplicar el tratamiento de fosfato sin modificación, no podrá ser posible logar el objetivo anterior. Existe una cantidad de propuestas concernientes al tratamiento de conversión química de fosfato para mejorar la resistencia de raspamiento de una junta roscada para OCTG. Por ejemplo, JP-A 5-117870 (Documento 4) revela que la resistencia al raspamiento y la resistencia al desgaste se mejoren a través de formar irregularidades de superficie con una aspereza promedio de 20 - 60 micrómetros en la superficie de una junta para OCTG antes de que la superficie esté sujeta al tratamiento de conversión química del fosfato.

JP-A2001-335956 (Documento 5) revela, enseguida del acondicionamiento estándar de superficie o rugosificación de la superficie, se realiza el tratamiento de conversión química sobre la superficie de una junta para OCTG de un acero con contenido de Cr, utilizando una solución de tratamiento de conversión química de fosfato que tiene un número ácido total, un número ácido libre y una relación de ácido ajustada que estará dentro del rango prescrito. El recubrimiento de conversión química de fosfato de manganeso que se forma es denso con granos finos de cristal. JP-A 60-121384 (Documento 6), JP-A 6-346988 (Documento 7), y JP-A 7-139665 (Documento 8) revela que la resistencia al raspamiento de una junta roscada para OCTG fabricada de un acero inoxidable alto en cromo tiene un contenido de Cr de por lo menos aproximadamente 10 por ciento de masa que puede incrementarse al "formar un recubrimiento de chapa de Fe que puede contener partículas dispersas y después formar un recubrimiento de fosfato", "formando una capa de nitrato y después formando un recubrimiento antirraspamiento (fosfato de manganeso o recubrimiento de chapa de Zn o Sn) " o "formando una capa de placa de hierro en una aleación de hierro, y después formando un recubrimiento de conversión química de fosfato de manganeso", respectivamente. JP-A 8-103724 (Documento 9) y JP-A 8-105582 (Documento 10) revela que la mejoría de la resistencia de raspamiento se logra a través de formar un recubrimiento de conversión química de fosfato o una capa de nitrato y un recubrimiento de conversión química de fosfato de manganeso en las porciones roscadas y las porciones de sello de contacto de metal a metal de una junta roscada de tubos de acero y después formar un recubrimiento de resina suprayacente que contiene un lubricante sólido (un recubrimiento de lubricante sólido) . JP-B 5-40034 (Documento 11) revela que una junta para tubos de acero que tiene excelente resistencia al raspamiento, resistencia al desgaste, durabilidad y similares se obtiene, sin llevar a cabo el acondicionamiento de superficie, a través de realizar el tratamiento de conversión química utilizando una solución de fosfato de manganeso a la cual se han añadido iones de fluoruro, formando asi un recubrimiento de conversión química de fosfato que tiene granos de cristal gruesos (20-50 micrómetros) en la superficie de la junta roscada. JP-A 2003-231974 (Documento 12) revela que un recubrimiento de conversión química que tiene una lata -adhesión puede formarse en una junta roscada para OCTG fabricada de un acero que contiene Cr al realizar el tratamiento de conversión química, sin realizar acondicionamiento de superficie, utilizando una solución de tratamiento de conversión química de fosfato que contiene una cantidad prescrita de una sal de potasio para formar un recubrimiento de conversión química de fosfato que contiene potasio y que este recubrimiento de conversión química es densa con granos finos de cristal. Documento 1: JP-A 57-82478 (1982) Documento 2: JP-A 10-245685 (1998) Documento 3: JP-A 200-96256 (2000) Documento 4: JP-A 5-117870 (1993) Documento 5: JP-A 2001-335956 (2001) Documento 6: JP-A 60-121385 (1985) Documento 7: JP-A 6-346988 /1994) Documento 8: JP-A 7-139665 (1995) Documento 9: JP-A 8-103724 (1996) Documento 10 JP-A 8-105582 /1996) Documento 11 JP-A 5-40034 (1993) Documento 12 JP-A 2003-231974 (2003) Revelación de la Invención Con un recubrimiento cristalino como un recubrimiento de conversión química de fosfato, como un número de cristales por área de unidad que se precipitan en la etapa inicial de los incrementos de reacción, puede formarse un recubrimiento más denso que tiene un diámetro de grano de cristal más fino que puede formarse en un periodo corto de tiempo. Para este propósito es ventajoso que el tamaño de la partícula de una sustancia que sirve como núcleos de cristal ser tan pequeños como sea posible- En la industria automotriz, con el fin de mejorar la apariencia externa después del recubrimiento de pintura y las propiedades para evitar la oxidación, es deseable que los granes de cristal de un recubrimiento de fosfato sean tan pequeñas como sea posible y que la superficie del mismo sea tan lisa como sea posible. Las técnicas descritas en los Documentos 1-3 anteriores cada uno involucra llevar a cabo acondicionamientos de manera que se precipite un gran número de núcleos de cristal finos con el fin de formar un recubrimiento denso de conversión química de fosfato. Una junta roscada para OCTG que se utiliza en ambientes severos necesita poder mantener una hermeticidad de gas y liquido adecuada en ese ambiente y al mismo tiempo proveer una resistencia al raspamiento durable que puede evitar el raspamiento aún cuando se realice un ajuste y un aflojamiento repetidamente . Por ejemplo, si una junta roscada para OCTG se somete, antes del tratamiento de fosfato, a un acondicionamiento de superficie utilizando una solución de acondicionamiento que contiene iones de metal álcali y iones de fosfato, de acuerdo con las técnicas descritas en los Documentos 1-3 antes mencionados que se desarrollaron para uso con la placa de acero para automóviles, puede formarse un recubrimiento denso de fosfato compuesto de granos finos de cristal en la superficie de la junta roscada, como es el caso con la placa de acero. Sin embargo, con este recubrimiento de fosfato, no es posible evitar el raspamiento cuando se ajuste o se afloje la junta roscada repetidamente. Con el fin de investigar la causa de este fenómeno, una porción roscada se cortó y la superficie y el corte transyersal de un recubrimiento en el mismo se observaron en detalle con un microscopio electrónico de exploración. Como resultado de esta investigación, se descubrió lo siguiente: (i) el diámetro del grano de cristal del recubrimiento de conversión química de fosfato es extremadamente pequeño (principalmente como máximo de 1 - 2 micrómetros), (ii) la superficie es lisa sin irregularidades, y (iii) el grosor del recubrimiento es delgado y principalmente de 0 . 6 - 1.3 micrómetros. El recubrimiento de conversión química delgado con esta superficie que no tiene irregularidades no puede contener una cantidad adecuada de lubricante (una grasa compuesta ahi) . Por lo tanto, la lubricación se vuelve inadecuada, y cuando se unen los deslizamientos de las roscas con respecto una a la otra bajo una alta presión de superficie, se piensa que el recubrimiento de fosfato no puede soportar la presión mecánica y se descorteza o se desgasta, causando asi un contacto de metal con metal y por lo tanto ocurre un raspamiento. A la luz de este hecho, se encontró que con el fin de mejorar la resistencia al raspamiento para evitar que ocurra un raspamiento, es ventajoso que un recubrimiento de conversión química de fosfato tenga un diámetro más grande de granos de cristal con el fin de incrementar las irregularidades de la superficie del recubrimiento y de esta forma incrementar la cantidad de una grasa compuesta que puede retenerse por el recubrimiento . Como se revela en el Documento 4, aún si la rugosidad de la superficie de una junta roscada, en la que se forma el recubrimiento se incrementa por un tratamiento de rugosidad de superficie como disparo a chorro, el diámetro del grano de cristal del recubrimiento de conversión química de fosfato no se incrementa, asi que la habilidad para retener una grasa compuesta no puede incrementarse adecuadamente, y el efecto de mejorar la resistencia al raspamiento termina siendo limitado. Con el tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso descrito en el Documento 5, si el tratamiento de fosfato se lleva a cabo durante por lo menos 60 minutos utilizando una solución de fosfatado a alta temperatura a 93 °C ajusfando una alta concentración de ácido, es decir, una concentración total de ácido de 80 puntos, una concentración de ácido libre de 7.6 - 10.0 puntos, y una relación de ácido de 6.7 a 12.0, puede formarse un recubrimiento de conversión química de fosfato que tiene parcialmente un mayor grosor de recubrimiento de 60 micrómetros y un mayor diámetro de grano de cristal. Sin embargo, el grosor del recubrimiento no es uniforme, y pueden ocurrir localmente espacios descubiertos (porciones donde queda expuesto el metal base) y sin uniformidad en el recubrimiento, de manera que la mejoría de la resistencia al raspamiento es inadecuada. Más aún, este tratamiento con una concentración alta de ácido y una alta temperatura durante un periodo prolongado no es adecuado para la aplicación industrial. Si la concentración de ácido se disminuye y la duración del tratamiento se acorta, la uniformidad del recubrimiento de conversión química resultante se incrementa, pero la superficie del recubrimiento se vuelve relativamente liso, y no se obtiene una mejoría en la resistencia al raspamiento . Como se reveló en los Documentos 6-8, si la capa de laminado o una capa de nitrato se forman como un substrato para un recubrimiento de conversión química de fosfato, la resistencia al raspamiento de una junta roscada para OCTG puede incrementarse. Esta técnica está destinada a hacer posible la aplicación del tratamiento de conversión química de fosfato con un acero Cr más alto o acero inoxidable que tenga un contenido de Cr de por lo menos 10 por ciento de masa, en el que un recubrimiento de conversión química de fosfato no pudo formarse en el pasado. Sin embargo, aún si se formara esta capa de substrato, puede ser necesario realizar el acondicionamiento de superficie antes del tratamiento de conversión química de fosfato. La formación de una capa de laminado o ,una capa de nitrato es una operación costosa y que consume tiempo, asi que aún con respecto a un acero con Cr alto o un acero inoxidable que tenga un contenido de Cr de por lo menos 10 por ciento de masa, es altamente ventajoso desde un punto de vista industrial poder realizar el tratamiento de conversión química de fosfato del mismo con solamente acondicionar la superficie y sin realizar una preparación de superficie a la subcapa como laminado o nitruración. En el caso del acero al carbono o un acero que contenga Cr con un porcentaje de masa de 10 como máximo, un recubrimiento de conversión química de fosfato puede formarse ahi, sin que la preparación de superficie sea precedente a través de subcapa como laminado o nitruración, al realizar el acondicionamiento de superficie conocida antes del tratamiento de conversión química de fosfato. Sin embargo, como se declaró anteriormente, el recubrimiento de conversión química que se forma es un recubrimiento delgado uniforme con granos de cristal extremadamente finos, de manera que no pueda impartir la resistencia al raspamiento deseado para una junta de OCTG. Los Documentos 9 - 10 revelan un recubrimiento de lubricante sólido formado en la parte superior de un recubrimiento de conversión química de fosfato, donde la aplicación de una grasa compuesta se hace innecesaria. Sin embargo, con el fin de formar un recubrimiento de lubricante sólido, es necesario añadir los pasos de la aplicación - hornear a alta temperatura - enfriar, lo que inevitablemente requiere una gran inversión en equipo, y las horas hombre necesarias asi como los costos se elevan, asi que es difícil llevar a cabo esta técnica sobre una escala industrial desde el punto de vista económico. El Documento 11 describe que si el tratamiento de conversión química de fosfato se lleva a cabo utilizando una solución de tratamiento de conversión química de fosfato que contenga iones de fluoruro, sin el acondicionamiento de superficie anterior, el recubrimiento de conversión química que tiene granos de cristal gruesos que miden de 20 - 50 micrómetros pueden formarse, proveyendo asi una junta roscada para tubos de acero con una excelente resistencia al raspamiento, resistencia al desgaste, durabilidad y similares. De acuerdo con los resultados mostrados en los dibujos en ese documento, mientras más alta sea la concentración de iones de fluoruro en la solución, mayor será la disminución del grosor del recubrimiento de conversión química. La resistencia al raspamiento se maximiza cuando la ' concentración de iones de fluoruro sea de 1.0 gramos/ litros, y disminuya abruptamente arriba y debajo de este nivel de iones de fluoruro.

Correspondientemente, se predice que la resistencia al raspamiento fluctuará aún con un pequeño cambio en la concentración de iones de fluoruro en la solución de fosfato . Cuando los presentes inventores realizaron pruebas adicionales concernientes a esa técnica, los resultados en la resistencia al raspamiento (el número de veces que se repite el ajuste y aflojamiento) marcadamente varió aún cuando el tratamiento se llevó a cabo bajo las mismas condiciones. Cuando se observó bajo el microscopio, los recubrimientos de conversión química estaban compuestos, de hecho, por granos de cristal gruesos, pero en porciones, se observaron puntos descubiertos en los que no habla granos de cristal de fosfato de manganeso. Correspondientemente, se piensa que cuando las roscas igualadas se deslizan entre si bajo una alta presión de superficie, ocurre un contacto de metal a metal bajo presión mecánica dando como resultado el raspamiento en esas áreas donde solamente la grasa compuesta está presente entre las roscas sin granos de cristal de fosfato entre éstas. Concretamente, la técnica revelada en el Documento 11 tiene poca certidumbre y confiabilidad. Este problema parece ser causado por el hecho de que la solución de tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso que se utiliza contiene componentes que incluyen fosfato de manganeso y otros aditivos, además de iones de fluoruro. Se piensa que si el balance delicado entre estos componentes es bueno, se formarán los granos de cristal de fosfato gruesos, pero si el consumo de los componentes varia localmente, se desarrollan puntos descubiertos en porciones donde el balance es alterado. La técnica revelada en el Documento 11 tiene otro problema con respecto al uso de iones de fluoruro altamente corrosivos. En el uso, la solución de fosfato de manganeso que contiene iones de fluoruro causa corrosión de tanques de procesamiento, tubería, juntas de tubería, y similares debido a los iones de fluoruro en la solución, incrementando asi la frecuencia de reemplazo y reparación de estas partes. Por lo tanto, un incremento en el número de horas hombre y una disminución de productividad debido a los altos temporales en la producción y similares son inevitables. Si se reemplaza el equipo por uno que sea resistente a los iones de fluoruro, los problemas con respecto al equipo se solucionarán, pero los costos de inversión se vuelven inmensos. Adicionalmente, es complicado retirar los iones de fluoruro, en el momento de la disposición del licor de desecho de la solución de fosfato que contiene iones de fluoruro, de manera que los costos de disposición del licor de desecho necesariamente se vuelven extremadamente altos. Además, ya que la solución de fosfato contiene iones de fluoruro, es concebible que los iones de fluoruro permanezcan en el recubrimiento de conversión química de fosfato de manganeso que se forma a partir de la solución y en cuyo caso, la corrosión por iones de fluoruro de la superficie roscada que es terminada con una precisión extremadamente alta se acelera, y existe la preocupación de la precisión de que la superficie roscada no sea capaz de alcanzar las normas del API. El objetivo de la presente invención es el de proveer una técnica de tratamiento de conversión química de fosfato adecuada para una junta roscada para tubos de acero como OCTG en la que los problemas antes descritos de la tecnología anterior se eliminen. Un objetivo más especifico de la invención es formar un recubrimiento de conversión química de fosfato que puede impartir resistencia al raspamiento aún a una junta roscada fabricada de un acero alto en Cr o un acero inoxidable que tenga un contenido de Cr de por lo menos 10 por ciento de masa sin necesidad de preparar la superficie con una subcapa como laminado o nitruración y sin utilizar componentes como iones de fluoruro que son corrosivos y hacen que la disposición de licor de desecho sea difícil, a través del tratamiento que puede llevarse a cabo con un costo bajo y que puede mejorar la resistencia al raspamiento de una junta roscada con certidumbre. En el Documento 12, los presentes inventores previamente propusieron que si un compuesto de potasio, como tetraborato de potasio se anadia a una solución de tratamiento de conversión química de fosfato, podría formarse un recubrimiento de conversión química de fosfato robusta libre de puntos descubiertos o falta de uniformidad en la superficie de un acero con contenido de Cr sin acondicionar la superficie anteriormente. El recubrimiento de conversión química que se formó tuvo granos finos de cristal y fue más densa. En contraste, un compuesto de sodio no fue efectivo. En una investigación subsecuente, se descubrió que si el acondicionamiento de la superficie se lleva a cabo utilizando este compuesto antes del tratamiento de conversión química que se lleva a cabo de manera convencional, en contraste con los resultados antes descritos, se formó el recubrimiento de la conversión química compuesta de granos gruesos de cristal, haciendo posible así obtener los objetivos antes descritos y que este efecto se obtiene no solamente con las sales de potasio, sino también con sales de otros metales álcali como sodio, como resultado de lo cual se logra la presente invención. Desde un aspecto, la presente invención reside en la solución de acondicionamiento de superficie de un elemento de acero que se utiliza antes del tratamiento de conversión química de fosfato, caracterizada porque es una solución acuosa que contiene una sal de metal álcali y no contiene iones de fosfato. La sal de metal álcali es preferentemente un tetraborato de metal álcali . Desde otro aspecto, la presente invención es un método para fabricar un elemento de aceró con tratamiento de superficie, caracterizado porque un elemento de acero se trata con la solución de acondicionamiento de superficie descrita anteriormente, antes de realizar el tratamiento de conversión química de fosfato en el elemento de acero. El tratamiento de conversión química de fosfato es preferentemente un tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso. La presente invención también provee un elemento de acero tratado en la superficie caracterizado porque tiene un recubrimiento de conversión química de fosfato de manganeso que se forma por el método antes descrito en la superficie del elemento de acero, donde el recubrimiento tiene un diámetro promedio de grano de costal de 10 - 110 micrómetros . En la presente invención, el elemento de acero es preferentemente una junta roscada para tubos de acero como OCTG, pero la presente invención también puede aplicarse a otros elementos de acero a los cuales se aplica una alta presión de superficie. Aunque el OCTG es de principal interés como un tubo de acero, la presente invención también puede aplicarse a juntas roscadas para tubos de acero diferentes a OCTG. De acuerdo con la presente invención, a través de acondicionar la superficie de un elemento de acero, como una junta roscada para tubos de acero utilizando una solución acuosa que contiene un solo compuesto en forma de una sal de metal álcali como tetraborato de potasio antes del tratamiento de conversión química de fosfato, puede formarse un recubrimiento de conversión química de fosfato con granos de cristal gruesos (y de esta forma tener la capacidad de una buena retención de grasa compuesta) en la superficie del elemento de acero sin la aparición de puntos descubiertos. Se piensa que el acondicionamiento de superficie de acuerdo con la presente invención causa una disminución en el número de cristales por área de unidad que se precipita en la etapa inicial de reacción en el tratamiento de conversión química de fosfato subsecuente, incrementando así la distancia entre los cristales durante el crecimiento de los mismos y la longitud de tiempo hasta que los cristales entran en contacto entre si, de manera que los granos de cristal de fosfato se engruesan. Un presunto mecanismo de lo mismo se describirá a continuación. Una solución de acondicionamiento de acuerdo con la presente invención puede ser una solución acuosa de un solo compuesto, de manera que la posibilidad de que sus efectos varíen localmente o con el paso del tiempo es reducida, y los efectos antes descritos pueden lograrse establemente y con certeza. Además, ya que no es necesario que la solución de acondicionamiento contenga un compuesto altamente corrosivo como fluoruro, el tratamiento de conversión química de fosfato puede llevarse a cabo, sin un incremento en las horas hombre, utilizando el equipo existente para el tratamiento de conversión química de fosfato sin modificación, y utilizando la solución de acondicionamiento de acuerdo con la presente invención en el paso de acondicionamiento de superficie. La disposición de licor de desecho también puede realizarse de la misma manera que en el proceso existente . Más aún, la solución de acondicionamiento de superficie de acuerdo con la presente invención también es efectiva con respecto a un acero alto en Cr o un acero inoxidable que tiene un contenido de Cr de 10 por ciento de masa o superior, mientras que se incremente la concentración de una sal de metal álcali en la solución. Correspondientemente, es posible realizar un tratamiento de conversión química de fosfato en el elemento de acero de un acero alto en Cr por el mismo método que se empleó para el acero común, sin realizar una preparación de superficie a través de una subcapa como de nitruración o laminación de la manera realizada convencionalmente con respecto a un acero alto en Cr o acero inoxidable. De acuerdo con la presente invención, es posible realizar un acondicionamiento de superficie y un tratamiento de conversión química a bajo costo en una junta roscada para OCTG fabricada de todos tipos de acero, en los rangos de acero común hasta acero de alta aleación a través del mismo orden de pasos que se emplean en un proceso convencional que se han aplicado al acero común. De esta manera, la excelente resistencia al raspamiento puede impartirse establemente a una junta roscada para OCTG, como resultado, la aparición de raspamiento durante la operación de descenso de OCTG en un pozo petrolero puede evitarse con certeza. Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 es una vista explicativa que muestra piezas de prueba de perno y disco para una prueba de fricción. La Figura 2, es una vista explicativa que muestra un método para determinar el promedio del diámetro del grano de cristal de un recubrimiento de conversión química de fosfato. Mejor Modo para Llevar a Cabo la Invención El engrosamiento de los granos de cristal de un recubrimiento de conversión química es particularmente ventajoso en el caso de un recubrimiento de conversión química de fosfato aplicada a una junta roscada para OCTG, así que a continuación, la presente invención se explicará con respecto a este modo. Sin embargo, como se mencionó anteriormente, un elemento de acero a la cual se aplica una solución de acondicionamiento de superficie de acuerdo con la presente invención no se limita a una junta roscada para OCTG, y puede ser una junta roscada para tubos de acero de otro uso, o puede ser un elemento de acero diferente a la junta roscada. Una junta roscada puede ser una que utilice o no utilice un elemento de conexión (un acoplamiento) . Una solución de acondicionamiento de superficie de acuerdo con la presente invención contiene una sal de metal álcali y no contiene iones de fosfato. Se prefiere un borato como la sal de metal álcali, y en particular un tetraborato (tetraborato de potasio, tetraborato de sodio, tetraborato de litio, o similar) son los más preferidos. Entre estos se prefiere el tetraborato de potasio. Puede utilizarse una o más sales de metal álcali. Los ejemplos de las sales de metal álcali diferentes a las de borato que pueden utilizarse incluyen sales de ácido orgánico como oxalatos y acetatos, y sales de ácido inorgánico como nitratos y sulfatos. Estos pueden utilizarse solos, pero preferentemente se utilizan juntos con un borato. A continuación, la presente invención se describirá como ejemplo, tomando tetraborato de potasio, que se prefiere como metal álcali . Se piensa que el mecanismo por el cual la sal de metal álcali como tetraborato de potasio que se utiliza en una solución de acondicionamiento de superficie afecta la formación de un recubrimiento de conversión química de fosfato, es como sigue. Al realizar el tratamiento de conversión química de fosfato como el tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso en una junta roscada (un elemento de acero) para OCTG subsecuente al acondicionamiento de la superficie con una solución de tetraborato de potasio, se presenta en la interfase entre el elemento de acero y la solución de tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso. Como resultado, se desarrolla un exceso de los iones de manganeso (una escasez de iones de fosfato) en la solución de tratamiento de conversión química en la cercanía de la superficie del elemento de acero, y se forma una materia coloidal insoluble suspendida que contiene fosfato de potasio. La formación de esta materia suspendida puede observarse realmente en una prueba de laboratorio. Por ejemplo, los presentes inventores sumergieron una pieza de prueba de una placa de acero SMC 435 (Rmax: 5 micrómetros) en una solución acuosa de tetraborato de potasio (pH de 7.8 - 9.8) a temperatura ambiente durante 1 minuto. Subsecuentemente, sumergieron la pieza de prueba en una solución de tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso (a 95°C) disponible comerciaimente en un contenedor de vidrio transparente y observaron la superficie de la placa de acero con el fin de investigar el progreso de la reacción entre la placa de acero y la solución de tratamiento de conversión química. Como resultado, se aseguraron que tan pronto como la placa de acero se sumergía en la solución de tratamiento de conversión química, apareciera una materia coloidal blanca en forma de plumas en la superficie de la placa de acero. A partir de entonces, la superficie de la placa de acero empezó a reaccionar con el fosfato de manganeso en la solución y después de varios minutos, se formaron uniformemente granos de cristal gruesos de fosfato de manganeso en la superficie de acero. Cuando se midió el diámetro de los granos de cristal que se formaron utilizando SEM (microscopio electrónico de exploración) A través del método descrito a continuación, fue de 10 hasta aproximadamente 110 micrómetros. Cuando el corte transversal del recubrimiento de conversión química que se formó en la superficie de la placa de acero se analizó a través de EPMA (microanálisis de sonda electrónica) , se aseguró que el potasio (y hablando más ampliamente un metal álcali) estaba presente en la interfase entre el acero y el recubrimiento de conversión química de fosfato de manganeso . A partir de lo anterior, se suponen que el tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso precedido por el acondicionamiento de superficie utilizando una solución de tetraborato de acuerdo con la presente invención causa la formación de material coloidal suspendida que contiene fosfato de potasio en la superficie del acero en la etapa inicial del tratamiento de conversión química, la materia coloidal actúa como núcleos de cristal para acelerar el crecimiento de los granos de cristal de la conversión química del fosfato de manganeso, conduciendo hacia la formación del recubrimiento de conversión química de fosfato de manganeso teniendo granos de cristal con un diámetro grande. Concretamente, se requiere crear un estado de exceso de iones de manganeso debido al consumo de iones de fosfato en la cercanía de la interfase antes descrita de manera que se forme una materia coloidal suspendida. Por lo tanto, el compuesto que se utiliza para acondicionar la superficie puede ser otra sal de metal álcali diferente a la del fosfato. Cuando un experimento como el descrito anteriormente se lleva a cabo realmente utilizando tetraborato de sodio y otras sales de metal álcali, el diámetro del grano de cristal del recubrimiento de conversión química de fosfato de manganeso que se forma, de hecho se volvió más gruesa, y la presencia de un metal álcali se aseguró en la interfase entre el acero y el recubrimiento de conversión química que se formó en la superficie de una placa de acero SCM435 (que tiene la misma aspereza de superficie) bajo las mismas condiciones de acondicionamiento que las condiciones de tratamiento de conversión. El campo estándar de observación para las medidas fue ni = 600 micrómetros y n2 = 452 micrómetros. El diámetro promedio del grano de cristal (micrómetros) se calculó como 5nl/ (a+b+c+d+e) . En esta fórmula a-e son el número de granos de cristal observados en las líneas a-e, respectivamente, en la Figura 2. La presencia o ausencia de los puntos descubiertos y falta de uniformidad en el recubrimiento de conversión química que se formó en la superficie de la placa de acero se determinaron a través de observación visual. Para comparación, el tratamiento de las piezas de prueba se llevó a cabo a través de métodos convencionales de acuerdo con las condiciones de tratamiento reveladas en cada uno de los documentos anteriores. Sin embargo, el tipo de tratamiento de conversión química de fosfato fue en cada uno de los casos tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso utilizando la misma solución de tratamiento de conversión química que en el ejemplo descrito anteriormente . Se realizó una prueba de fricción sin utilizar un perno y disco tratado como se describió anteriormente. Primero, una grasa compuesta, que fue un lubricante liquido utilizado al mismo tiempo de la sujeción de OCTG a través de una junta roscada, se aplicó a la cavidad avellanada del disco en la que se formó un recubrimiento de conversión química de fosfato de manganeso. La prueba de fricción se llevó a cabo al insertar el perno en la cavidad avellanada del disco al que se aplicó la grasa compuesta, y mientras se aplicaba la carga predeterminada al perno, el disco se rotó durante 30 segundos (con una velocidad de rotación de 20 rpm) . La carga fue de 1,000 kgf al inicio de la prueba y después se incremento en incrementos de 100 kfg. La prueba de fricción se repitió hasta que ocurrió el raspamiento en la región de contacto entre el perno y el disco, donde la carga al raspamiento se determinó para la evaluación de resistencia al raspamiento. Se considera que una carga al raspamiento de 5 toneladas (5,000 kgf) es suficiente para uso práctico. Por lo tanto, cuando la carga alcanza 5 toneladas sin la ocurrencia de raspamiento , se termina la prueba . La resistencia al raspamiento se determinó como satisfactoria (marcada con O ) si la carga al raspamiento era de menos de 4 toneladas ( 4 , 000 kgf ) e inaceptable (marcada X) cuando era de menos de 4 toneladas . Los resultados para la resistencia al raspamiento y los valores medidos del diámetro promedio del grano de cristal del recubrimiento de conversión química de fosfato de manganeso se muestran en la Tabla *Recubrimiento CC = recubrimiento de conversión quimica; BS/OE = puntos descubiertos/ falta de uniformidad; comprar. = ejemplo comparativo; conv. = método convencional Como se muestra en la Tabla 1, cuando el tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso se lleva a cabo después de desengrasar y de lavar sin acondicionamiento de superficie, el diámetro promedio de grano de cristal del recubrimiento de conversión química fue de 6 micrómetros. Al llevar a cabo el acondicionamiento de superficie antes del tratamiento de conversión quimica de acuerdo con la presente invención, el diámetro de grano de cristal del recubrimiento de conversión quimica de fosfato de manganeso puede incrementarse al rango de 10 - 110 micrómetros. Existe la tendencia para que el diámetro del grano de cristal se incremente al tiempo que el pH de la solución de acondicionamiento de superficie se incrementa, es decir que la concentración de tetraborato de potasio se incrementa ahi . La resistencia al raspamiento fue buena en cada uno de los casos, y particularmente cuando el diámetro promedio del grano de cristal excedió los 20 micrómetros, la resistencia de raspamiento se mejoró adicionalmente como se indica por la carga en raspamiento que alcanzó las 5 toneladas. En contraste, en los ejemplos comparativos en los que el acondicionamiento de superficie y/o tratamiento de conversión quimica se llevó a cabo de acuerdo con las técnicas convencionales, la carga en raspamiento fue de menos de 4 toneladas, de manera que la resistencia al raspamiento fue inadecuada (marcada con X) con excepción de un ejemplo. Más específicamente, en los métodos convencionales A-D correspondientes a los métodos descritos en los Documentos 1-3 antes mencionados, ya que estas son técnicas destinadas a retinar los granos de cristal de fosfato, el diámetro promedio del grano de cristal fue naturalmente pequeño, y la carga en raspamiento fue de menos de 2 toneladas indicando que la resistencia en raspamiento fue extremadamente inferior . Sin embargo, aún con los métodos convencionales E-K que fueron las técnicas destinadas para engrosar los granos de cristal, en lugar del hecho de que los granos de cristal fueran más gruesos como se indica por el diámetro promedio del grano de cristal que fue por lo menos de 10 micrómetros, la carga en raspamiento fue de menos de 4 toneladas, excepto por un ejemplo del método convencional K. Se considera que la causa de esto es que particularmente en el recubrimiento de conversión quimica en el que el diámetro promedio del grano de cristal excede de 20 micrómetros, los puntos descubiertos y la falta de uniformidad del recubrimiento se observaron indicando que el recubrimiento fue disparejo. La razón por la que la resistencia al raspamiento fue inferior aún con el recubrimiento de conversión química en el que los puntos descubiertos y la falta de uniformidad no se observó es poco clara, pero las razones como la mala adhesión del recubrimiento de conversión química, es concebible. Para el método convencional K, cuando el tratamiento se repitió tres veces bajo las mismas condiciones- para preparar tres piezas de prueba, un recubrimiento de conversión química uniforme sin puntos descubiertos o falta de uniformidad se formó únicamente en una pieza de prueba, que exhibió una buena resistencia al raspamiento, pero las dos piezas restantes, aunque el diámetro promedio del grano de cristal fue mayor, la resistencia al raspamiento fue inferior debido a la aparición de puntos descubiertos y falta de uniformidad. De esta forma, el método convencional K obtuvo resultados inestables, y no pudo formar un recubrimiento de conversión quimica de fosfato con excelente resistencia al raspamiento con certeza . La resistencia al raspamiento no solo se mejoró con el método convencional L en el que la aspereza de la superficie se realizó a través de chorro de arena del acero del sustrato. El método convencional M utilizó el mismo tetraborato de potasio como en la presente invención, pero se le añadió una solución de tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso con la que se realizó el tratamiento de conversión química. Asimismo en este método, el efecto de engrosamiento de los granos de cristal del tratamiento de conversión química de fosfato no se obtuvo. Concretamente, el efecto para mejorar la resistencia al raspamiento obtenida por la presente invención se obtuvo solamente cuando se llevó a cabo el acondicionamiento de superficie utilizando tetraborato de potasio, y este compuesto no es efectivo cuando se utiliza al mismo tiempo que el tratamiento de conversión quimica de fosfato. Ejemplo 2 En este ejemplo, una junta roscada de OCTG fabricada de acero API J55 (acero al carbono) se sometió al acondicionamiento de superficie de acuerdo con la presente invención y el tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso subsecuente, y después de la aplicación de una grasa compuesta, la junta se ajustó y se aflojó repetidamente para evaluar la resistencia al raspamiento. Una solución de tetraborato de potasio y una solución acuosa de tetraborato de sodio se utilizaron como soluciones de acondicionamiento de superficie. La junta roscada para OCTG utilizada en la prueba tiene una estructura de perno y caja con capacidad de formar un sello de contacto de metal a mental. La caja que constituye la junta tiene una porción roscada internamente y una porción de contacto de metal sin roscar ambas con aspereza de superficie (Rmax) de 5 micrómetros formados en la superficie interior de un acoplamiento que tiene un diámetro interior de 7 pulgadas (178 mm) y un espesor de pared de 0.408 pulgadas (10.4 mm) . El perno que constituye la junta tiene una porción roscada externamente y una porción de contacto de metal sin roscar formada en el extremo del tubo de acero que tiene un diámetro exterior de 7 pulgadas y un espesor de pared de 0.408 pulgadas . El acondicionamiento de superficie y el tratamiento de conversión química se realizaron solamente en la caja (concretamente, en la superficie interior del acoplamiento) , mientras que el perno (en el extremo del tubo de acero) se dejó sin tratar (solamente se desgrasó y se lavó) . Después la caja se sometió a desgravamiento con una solución de desgrasado álcali y después se lavó de una manera convencional, se llevó a cabo el acondicionamiento de la superficie al sumergir la caja en una solución acuosa de tetraborato de potasio o tetraborato de sodio con un pH de 7.8 - 10.0 a temperatura ambiente por 1 minuto. A partir de entonces, la caja se sumergió directamente durante 10 minutos en una solución de tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso disponible comerciaimente (a 95 °C) para formar un recubrimiento de conversión química de fosfato de manganeso. _De la misma manera como se describió en el Ejemplo 1, el diámetro promedio del grano de cristal y la presencia o ausencia de .puntos descubiertos y falta de uniformidad del recubrimiento de conversión química de fosfato de manganeso que se formó, se determinó por SEM y observación visual, respectivamente, de un recubrimiento de conversión química de fosfato de manganeso el cual se formó en la superficie de la placa de acero del mismo tipo que el acero bajo las mismas condiciones para el acondicionamiento de la superficie y el tratamiento de conversión química. Se llevó a cabo una prueba de reacondicionamiento de una junta roscada para OCTG utilizando la caja que se sometió al tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso como se describió anteriormente, y un perno sin tratamiento.

Antes de ajustar, se aplicó una cantidad determinada de una grasa compuesta disponible comerciaimente a la superficie de la caja como un lubricante. En la prueba de reacondicionamiento, el ajuste que se realizó a una velocidad de 10 rpm con una torsión máxima especificada por API de 16,740 N • m y el aflojamiento que se realizó a la misma velocidad se repitieron hasta que se presentó el raspamiento y el ajuste o el aflojamiento ya no fueron posibles. La resistencia al raspamiento se evaluó sobre la base del número de veces que se realizó el ajuste (número de ajustes) hasta que apareció el raspamiento. La resistencia de raspamiento se determinó como buena (marcada con O) si el ajuste se realizó por lo menos 10 veces hasta la aparición del raspamiento, adecuado (marcado con ?) si se realizó de 5 - 9 veces, y malo (marcado con X) si se realizó por lo menos 4 veces. Un valor de 1 (uno) para el número de ajustes significa que ocurrió raspamiento en el momento del primer ajuste o aflojamiento. Los resultados se recopilan en la Tabla 2.

*Recubrimiento CC = recubrimiento de conversión quimica: **BS/UE = puntos descubiertos / falta de uniformidad Co o puede verse a partir de la Tabla 2, en el caso de un acero al carbono, cuando se lleva a cabo el tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso sin acondicionar la superficie anteriormente, el diámetro promedio del grano de cristal del recubrimiento de conversión química fue de 9 micrómetros y los puntos descubiertos y" la falta de uniformidad se encontraron en el recubrimiento. El número de ajustes hasta que apareció el raspamiento fue de 3, de manera que los resultados de resistencia al raspamiento se marco con X (mala) . En contraste, al llevar a cabo el acondicionamiento de la superficie con una solución acuosa de tetraborato de potasio o tetraborato de sodio que tiene un pH de por lo menos 7.8 de acuerdo con la presente invención antes del tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso, se formó un recubrimiento de conversión química con granos de cristal engrosados con un diámetro promedio de grano de cristal de por lo menos 10 micrómetros. Como resultado, el número de ajustes hasta la aparición de raspamiento se incrementó de 13-25 indicando que la resistencia al raspamiento se mejoró enormemente. Como puede verse en la Tabla 2, el efecto de este acondicionamiento de superficie al mejorar la resistencia al raspamiento se incrementó (es decir, el número de ajustes hasta la ocurrencia de raspamiento se incrementó) , al tiempo que el pH de la solución de acondicionamiento de superficie se incrementó, pero el efecto saturado en un pH de 9.8, y se obtuvo el mismo efecto cuando la solución de acondicionamiento de superficie fue una solución acuosa de tetraborato de sodio al igual que con la solución de tetraborato de potasio . Ejemplo 3 En este ejemplo, una junta roscada para OCTG se fabricó de acero API C-100 (acero 1 Cr-07 Mo) se sometió al acondicionamiento de superficie de acuerdo con la presente invención y el subsecuente tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso y la resistencia al raspamiento se evaluaron, después de la aplicación de grasa compuesta, a través de ajustar y aflojar repetidamente. Se utilizó una solución acuosa de tetraborato de potasio y una solución acuosa de tetraborato de sodio como soluciones de acondicionamiento de superficie. La forma de la junta roscada para OCTG utilizada en la prueba, los métodos de acondicionamiento de superficie y el tratamiento de conversión quimica, la prueba de reacondicionamiento y el método de esta evaluación fueron los mismos como en el Ejemplo 2. Los resultados de la prueba se muestran en la Tabla 3. Tabla 3 * Recubrimiento CC = recubrimiento de conversión química; **BS/UE = puntos descubiertos / falta de uniformidad Como puede verse en la Tabla 3, en el caso del acero lCr-0.7Mo, cuando el tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso se llevó a cabo sin el acondicionamiento de superficie precedente, el diámetro promedio del grano de cristal del recubrimiento de conversión quimica fue de 8 micrómetros, que fue aún menor que para el acero al carbono, y se presentaron puntos descubiertos y falta de uniformidad en el recubrimiento. El número de ajustes hasta la aparición del raspamiento fue 2, de manera que la resistencia al raspamiento fue marcada como X (mala) . En contraste, al llevar a cabo el acondicionamiento de superficie con una solución acuosa de tetraborato de potasio o tetraborato de sodio con un pH de por lo menos 7.8 de acuerdo con la presente invención antes del tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso, se formó un recubrimiento de conversión quimica con granos de cristal engrosados con un diámetro promedio de grano de cristal de por lo menos 10 micrómetros. Como resultado del número de ajustes hasta la aparición de raspamiento se incrementó a 13-25 indicando que la resistencia al raspamiento mejoró enormemente. Como puede verse en la Tabla 3, el efecto de este acondicionamiento de superficie sobre la mejoría de resistencia al raspamiento se incrementó (es decir, el número de ajustes hasta la ocurrencia del raspamiento se incrementó) al igual que el pH de la solución de acondicionamiento de superficie se incrementó, pero el efecto saturado con un pH de 9.8 y el mismo efecto se obtuvo cuando la solución de acondicionamiento de superficie fue una solución acuosa de tetraborato de sodio como en la solución de tetraborato de potasio. Ejemplo 4 En este ejemplo, se sometió una junta roscada para OCTG fabricada de acero 3Cr a un acondicionamiento de superficie de acuerdo con la presente invención y se evaluó subsecuentemente el tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso, y resistencia al raspamiento, después la aplicación de una grasa compuesta, a través de ajustar y aflojar repetidamente. Se utilizó una solución acuosa de tetraborato de potasio y una solución acuosa de tetraborato de sodio como soluciones de acondicionamiento de superficie. La forma de la junta roscada para OCTG utilizada en esta prueba, los métodos de acondicionamiento de superficie y el tratamiento de conversión quimica, así como la prueba de reacondicionamiento y el método de esta evaluación son los mismos que en el Ejemplo 2. Los resultados de la prueba se muestran en la Tabla 4.

Tabla 4 Recubrimiento CC = recubrimiento de conversión química, **BS/UE = puntos descubiertos / falta de uniformidad Co o puede verse en la Tabla 4, en el caso de acero 3 Cr, cuando se llevó a cabo el tratamiento de la conversión química de fosfato de manganeso sin el acondicionamiento de superficie precedente, el diámetro promedio del grano de cristal del recubrimiento de conversión química fue de 8 micrómetros, y se presentaron puntos descubiertos y falta de uniformidad en el recubrimiento. El número de ajustes hasta la ocurrencia del raspamiento fue de 4, de manera que la resistencia al raspamiento se marcó como X (mala) . En contraste, al llevar a cabo el acondicionamiento de la superficie con una solución acuosa de tetraborato de potasio o tetraborato de sodio con un pH de por lo menos 7.8 de acuerdo con la presente invención antes del tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso, se formó un recubrimiento de conversión química con granos de cristal engrosados con un diámetro promedio del grano de cristal de por lo menos 10 micrómetros. Como resultado, el número de ajustes hasta la ocurrencia de raspamiento se incrementó de 10 - 21 indicando que la resistencia al raspamiento se mejoró enormemente. Como puede observarse en la Tabla 4, el efecto de este acondicionamiento de superficie sobre la resistencia al rapamiento mejorado, se incrementó (es decir, que el número de ajustes hasta la aparición del raspamiento se incrementó) al tiempo que el pH de la solución de acondicionamiento de superficie se incrementó, pero el efecto saturado con un pH de 9.8 y el mismo efecto se obtuvo cunado la solución de acondicionamiento de superficie fue una solución acuosa de tetraborato de sodio como lo fue con la solución de tetraborato de potasio . Ejemplo 5 En este ejemplo, una junta roscada para OCTG se fabricó de un acero 5 Cr se sometió a un acondicionamiento de superficie de acuerdo con la presente invención y el subsecuente tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso, y la resistencia al raspamiento se evaluaron, después de la aplicación de una grasa compuesta, a través de ajustar y aflojar repetidamente. Una solución acuosa de tetraborato de potasio y una solución acuosa de tetraborato de sodio se utilizaron como soluciones de acondicionamiento de superficie. La forma de la junta roscada para OCTG se utilizó en la prueba, los métodos para acondicionamiento de superficie y el tratamiento de conversión química, así como la prueba de reacondicionamiento y el método de esta evaluación fueron los mismos que en el Ejemplo 2. Los resultados de la prueba se muestran en la Tabla 5. Tabla 5 * Recubrimiento CC = recubrimiento de conversión química, **BS/UE = puntos descubiertos / falta de uniformidad Como puede verse en la Tabla 5, en el caso de un acero 5Cr, cuando el tratamiento de conversión quíica de fosfato se llevó a cabo sin el acondicionamiento de superficie precedente, el diámetro promedio de grano de cristal del recubrimiento de conversión química fue extremadamente pequeño con un valor de 3 micrómetros, y se presentaron puntos descubiertos y falta de uniformidad en el recubrimiento. El número de ajustes hasta la aparición del raspamiento fue de 1, de manera que la resistencia de raspamiento se marcó con X (mala) . De esta forma, cuando el contenido de Cr es de 5% o superior, existe una gran disminución en la resistencia al raspamiento. En contraste, al llevar a cabo el acondicionamiento de superficie con una solución acuosa de tetraborato de potasio o tetraborato de sodio con un pH de por lo menos 7.8 de acuerdo con la presente invención antes del tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso, un recubrimiento de conversión química con un tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso, un recubrimiento de conversión química con granos de cristal engrosados con un diámetro promedio de grano de cristal de por lo menos 10 micrómetros se formaron. Como resultado, el número de ajustes hasta la aparición de raspamiento se incrementó a 10 -14 indicando que la resistencia al raspamiento mejoró enormemente. Como puede verse en la Tabla 5, el efecto de este acondicionamiento de superficie sobre la mejoría de la resistencia al raspamiento se incrementó (es decir, el número de ajustes hasta la ocurrencia de raspamiento se incrementó) al igual que el pH de la solución de acondicionamiento de superficie incrementó, pero el efecto saturado en un pH de 9.8 y el mismo efecto se obtuvo cuado la solución de acondicionamiento de superficie fue una solución acuosa de tetraborato de sodio como con la solución de tetraborato de potasio. Ejemplo 6 En este ejemplo, una junta roscada para OCTG fabricada de un acero 13Cr se sometió al acondicionamiento de superficie de acuerdo con la presente invención y el tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso subsecuente, y una resistencia al raspamiento se evaluaron, después de la aplicación de una grasa compuesta, a través de ajustar y aflojar repetidamente. Una solución acuosa de tetraborato de potasio y una solución acuosa de tetraborato de sodio se utilizaron como soluciones de acondicionamiento de superficie. La forma de la junta roscada para OCTG utilizada en esta prueba, los métodos de acondicionamiento de superficie y el tratamiento de conversión quimica, así como la prueba de reacondicionamiento y el método de esta evaluación fueron iguales que en el Ejemplo 2. Los resultados de la prueba se muestran en la Tabla 6.

Tabla 6 * Recubrimiento CC = recubrimiento de conversión química, "BS/UE = puntos descubiertos / falta de uniformidad Como puede verse en la Tabla 6, en el caso de un acero 13 Cr, cuando se realizó el tratamiento de conversión quimica de fosfato de manganeso sin el acondicionamiento de superficie anterior, esencialmente no hubo formación de cristales de conversión química y el raspamiento ocurrió al momento de un solo ajuste, de manera que la resistencia al raspamiento fue marcada con X (mala) . De esta manera, con una cero que tiene un contenido de Cr que excede el 10% la resistencia al raspamiento, disminuye marcadamente aún más. En contraste, al llevar a cabo el acondicionamiento de superficie con una solución acuosa de tetraborato de potasio o tetraborato de sodio con un pH de por lo menos 7.8 de acuerdo con la presente invención antes del tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso, puede formarse un recubrimiento de conversión química con granos de cristal engrosados con un diámetro promedio de grano de cristal de por lo menos 10 micrómetros. Sin embargo, en el caso de un acero que tiene un contenido de Cr que excede de 10% con el fin de hacer el diámetro promedio del grano de cristal del recubrimiento de conversión química de 10 micrómetros o mayor, fue necesario dar a la solución de acondicionamiento de la superficie una concentración alta (un pH alto). En este ejemplo, cuando el pH de una solución acuosa excede de 0.0 de tetraborato de potasio o de 9.2 de tetraborato de sodio, el diámetro promedio del grano de cristal del recubrimiento de conversión química se vuelve por lo menos de 10 micrómetros. Cuando la solución de borato tiene un pH de 8.6 o superior, se vuelvo posible formar una recubrimiento de conversión química sin puntos descubiertos o falta de uniformidad, y particularmente cuando tiene un pH de 9.0 o superior, fue posible formar un recubrimiento de conversión química de conversión química con un diámetro promedio de grano de cristal de por lo menos 5 micrómetros. La resistencia al raspamiento incrementada al igual que el diámetro promedio de grano de cristal del recubrimiento de conversión química incrementado. Cuando el acondicionamiento de superficie no se realizó, el número de ajustes fue de 1. Cuando el diámetro promedio del grano de cristal del recubrimiento de conversión quimica se volvió en por lo menos 5 micrómetros como resultado del acondicionamiento de la superficie de acuerdo con la presente invención, el número de ajustes se incremento por lo menos a 5, donde la resistencia del raspamiento se mejoró con la marca ?. Cuando el diámetro promedio del grano de cristal se volvió a 10 micrómetros o superior, el número de ajustes fue de por lo menos 10, donde la resistencia al raspamiento mejoró adicionalmente a la marca O. Concretamente, de acuerdo con la presente invención, aún con la junta roscada para OCTG fabricada de un acero que tiene un contenido de Cr superior a 10% que es altamente susceptible al raspamiento como puede evidenciarse en el ejemplo comparativo en el que el número de ajustes fue de 1, el efecto de impacto que se obtuvo fue de 10 o más ajustes y aflojamientos. Ejemplo 7 En este ejemplo, una junta roscada para OCTG fabricada de acero 25Cr se sometió al acondicionamiento de superficie de acuerdo con la presente invención y subsecuente tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso, y la resistencia al raspamiento se evaluó después de la aplicación de una grasa compuesta, a través de ajustar y aflojar repetidamente. Se utilizó una solución acuosa de tetraborato de potasio y una solución acuosa de tetraborato de sodio como soluciones de acondicionamiento de superficie. La forma de la junta roscada para OCTG utilizada en la prueba, los métodos de acondicionamiento de superficie y el tratamiento de conversión quimica así como la prueba de reacondicionamiento y el método de esta evaluación fueron los mismos que en el Ejemplo 2. Los resultados de la prueba se muestran en la Tabla 7. Tabla 7 * Recubrimiento CC = recubrimiento de conversión química; **BS/UE = puntos descubiertos / falta de uniformidad Como puede verse en la Tabla 7, en el caso de un acero 25 Cr, cuando se realizó el tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso sin el acondicionamiento de superficie anterior, esencialmente no hubo formación de cristales de conversión quimica y el raspamiento ocurrió al momento de un solo ajuste, de manera que la resistencia al raspamiento fue marcada con X (mala) . En contraste, de acuerdo con la presente invención, al realizar el acondicionamiento de superficie utilizando una solución acuosa de tetraborato de potasio o tetraborato de sodio es posible formar un recubrimiento de conversión química con granos de cristal engrosados con un diámetro promedio del grano de cristal de por lo menos 10 micrómetros. Sin embargo, de la misma manera como en el Ejemplo 6, en el caso de un acero con un contenido de Cr que excede de 10%, fue necesario dar a la solución de acondicionamiento de superficie una concentración alta (un pH alto) con el fin de hacer que el diámetro promedio del grano del recubrimiento de conversión química fuera de por lo menos 10 micrómetros. En el caso de este ejemplo en el que el contenido de Cr del acero fue de 25%, lo cual fue aún más alto que en el Ejemplo 6, el diámetro promedio del cristal del recubrimiento de conversión química fue por lo menos de 10 micrómetros cuando el pH de la solución acuosa excede de 9.2 para el tetraborato de potasio o 9.4 para el tetraborato de sodio. Cuando el pH de la solución acuosa de tetraborato de sodio fue de 9.0 o superior o el pH de la solución acuosa de tetraborato de sodio fue de 9.2 o superior, fue posible formar un recubrimiento de conversión química sin puntos descubiertos o falta de uniformidad, y un diámetro promedio de grano de cristal de por lo menos 5 micrómetros. La resistencia al raspamiento se incrementó al igual que el diámetro promedio del grano de cristal del recubrimiento de conversión química se incrementó. Concretamente, el número de ajustes fue de 1 cuando el acondicionamiento de superficie n'o se llevó a cabo, pero cuando el diámetro promedio del grano de cristal del recubrimiento de conversión química se volvió de por lo menos 5 micrómetros como resultado del acondicionamiento de superficie de acuerdo con la presente invención, el número de ajustes fue de por lo menos 5, donde la resistencia al raspamiento se mejoró a la marca ?. Cuando el diámetro promedio del grano de cristal se volvió a 10 micrómetros o superior, el número de ajustes fue de por lo menos 10, donde la resistencia al raspamiento fue mejorada además a la marca O . Concretamente, de acuerdo con la presente invención, aún con la junta roscada para OCTG fabricada de un acero de aleación alta teniendo un contenido extremadamente alto de Cr de 25%, el cual es altamente susceptible a raspamiento como se hace evidente en el ejemplo comparativo en el que el número de ajustes fue de 1, el efecto de impacto obtenido a por lo menos a los 10 ajustes y aflojamientos se hizo posible.

Claims (7)

1. REIVINDICACIONES 1. Una solución de acondicionamiento de superficie utilizada antes de un tratamiento de conversión química de fosfato de un elemento de acero, caracterizado porque es una solución acuosa que contiene una sal de metal álcali y no contiene iones de fosfato .
2. 2. Una solución de acondicionamiento de superficie como se establece en la Reivindicación 1 donde la sal de metal álcali es un tetraborato de metal álcali .
3. 3. Un método para fabricar una superficie tratada de un elemento de acero caracterizado porque a través de tratar un elemento de acero con una solución de acondicionamiento de superficie como se establece en la Reivindicación 1 o la Reivindicación 2 seguida la realización del tratamiento de conversión química.
4. 4. Un método como se establece en la Reivindicación 3, donde el tratamiento de conversión química de fosfato es el tratamiento de conversión química de fosfato de manganeso.
5. 5. Un elemento de acero tratado en la superficie caracterizado porque tiene un recubrimiento de conversión química de fosfa5to de manganeso con un diámetro promedio de grano de cristal de 10 - 110 micrómetros formado en la superficie de un elemento de acero a través del método establecido en la Reivindicación 4.
6. 6. Un elemento de acero tratado en la superficie como se establece en la Reivindicación 5, donde el elemento de acero es una junta roscada para tubos de acero.
7. 7. Un elemento de acero tratado en la superficie como se establece en la Reivindicación 5, donde el elemento de acero es una junta roscada para OCTG (bienes tubulares de país petrolero) .