NO335880B1

NO335880B1 - Oljebrønnrør eller oljebrønnrørsforbindelseselement

Info

Publication number: NO335880B1
Application number: NO20111090A
Authority: NO
Inventors: Kunio Goto; Ryuichi Imai
Original assignee: Sumitomo Metal Ind; Vallourec Mannesmann Oil & Gas
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2011-08-02
Publication date: 2015-03-16
Also published as: EP2302273B1; RU2360174C1; ES2524145T3; EP1864048A4; CN100567791C; CA2602417A1; CN101151486A; EP1864048A1; JP2008537062A; RU2007139783A; PL2302273T3; BRPI0609621A2; NO20074560L; WO2006104251A1; CA2602417C; NO20111090L; EP1864048B1; JP4821775B2; PL1864048T3; ES2423901T3

Description

Teknisk område

Denne oppfinnelse angår en gjengeskjøt for stålrør, særlig en gjengeskjøt for OCTG (oil country tubular goods), og en fremgangsmåte for overflatebehandling av denne. En gjengeskjøt for stålrør ifølge den foreliggende oppfinnelse kan pålitelig oppvise utmerket rivingsmotstand uten å være belagt med kompoundfett som tidligere er blitt påført gjengeskjøter ved kopling av OCTG. Følgelig kan en gjengeskjøt for stålrør ifølge foreliggende oppfinnelse unngå de skadelige virkninger på det globale miljø og menneskene forårsaket av kompoundfett.

Teknikkens stilling

OCTG så som produksjonsrør og foringsrør som brukes ved boring av olje-brønner for utvinning av råolje og gassolje er vanligvis forbundet med hverandre ved hjelp av gjengeskjøter. Tidligere var oljebrønners dybde 2.000-3.000 meter, men i dype oljebrønner slik som i senere offshoreoljefelter, kan den nå 8.000-10.000 meter.

I deres bruksmiljø blir gjengeskjøter for kopling av OCTG utsatt for aksiale strekkrefter som skyldes vekten av OCTG og selve gjengeskjøtene, kombinasjon-en av indre og ytre trykk, samt geotermisk varme. Følgelig må de kunne opprettholde lufttetthet uten å gjennomgå skade selv i et så strengt miljø.

En typisk gjengeskjøt som anvendes for kopling av OCTG har en tapp-muffestruktur der en tapp har en utvendig gjenge utformet på endepartiet til et olje-brønnrør og en muffe har en innvendig gjenge utformet på den innvendige overflate av et gjenget koplingselement (en kopling). Et ugjenget (ikke-gjenget) metallkontaktparti er utformet ved enden av tappens utvendige gjenge og ved bunnen av muffens innvendige gjenge. Ved å innføre en ende av et oljebrønnrør i et gjenget blandingselement og feste den utvendige gjenge og den innvendige gjenge til hverandre, vil de ugjengede metallkontaktpartier på tappen og muffen komme i kontakt med hverandre for å danne et metallisk tetningsparti som sikrer lufttetthet.

Under prosessen med å senke produksjonsrør eller foringsrør i en olje-brønn, er det på grunn av ulike problemer iblant nødvendig å fraskru en skjøt som en gang tidligere er blitt sammenskrudd, for å løfte rørene ut av oljebrønnen, for å skru dem sammen igjen, og deretter senke dem ned igjen. API (American Petroleum Institute) krever rivingsmotstand slik at det ikke opptrer uopprettlig, sterk riving og lufttetthet opprettholdes selv om sammenskruing (tiltrekking) og fraskruing (løsgjøring) gjentas ti ganger for en skjøt for produksjonsrør eller tre ganger for en skjøt for foringsrør.

Ved tidspunktet for sammenkopling, med sikte på å øke rivingsmotstand og lufttetthet, blir et viskøst væskeformig smøremiddel som inneholder tungmetall-pulvere og som betegnes som "kompoundfett" påført kontaktflatene (det vil si gjengepartiene og de ugjengede metallkontaktpartier) i en gjengeskjøt. Et slikt kompoundfett er spesifisert i API Bulletin 5A2.

Tidligere har det vært foreslått å utføre ulike typer av overflatebehandling så som nitrering, ulike typer metallovertrekk innbefattende forsinkning og kompositt-overtrekk, og kjemisk fosfatoverflatebehandling på kontaktflatene til en gjengeskjøt for å danne ett eller flere lag med sikte på å øke kompoundfettretensjonen og forbedre glideegenskaper. Som nedenfor beskrevet, utgjør bruken av kompoundfett fare for skadelige virkninger på omgivelsene og mennesker.

Kompoundfett inneholder store pulvermengder av tungmetaller så som sink, bly og kopper. Ved sammenskruing av en gjengeskjøt blir påført fett vasket av eller strømmer over til den utvendige overflate, og der er muligheten for at det påfører omgivelsene og særlig sjølivet skadelige virkninger, særlig på grunn av skadelige tungmetaller så som bly. I tillegg forverrer prosessen med å påføre kompoundfett arbeidsmiljøet, og det er også bekymringsfullt at det har skadelige virkninger på mennesker.

I senere år, som følge av vedtaket i 1998 i OSPAR-konvensjonen (Oslo-Paris konvensjonen) for å hindre marin forurensning i nordøst Atlanteren, er strenge restriksjoner med hensyn til globalt miljø blitt stadig flere, og i noen områder er allerede bruken av kompoundfett i ferd med å begrenses. For å unngå skadelige virkninger på miljøet og mennesker ved boring av gassbrønner og olje-brønner, er det følgelig oppstått et behov for gjengeskjøter som kan oppvise utmerket rivingsmotstand uten bruk av kompoundfett.

Som en gjengeskjøt som kan brukes til å sammenkople OCTG uten påføring av kompoundfett, foreslo de foreliggende oppfinnere i JP 2002-173692A en gjengeskjøt for stålrør som ble påført et viskøst væskeformig eller halvfast smørebelegg, og i JP 2004-53013 en gjengeskjøt for stålrør der klebrighet ved gjengeskjøtens overflate, som er en ulempe ved viskøs væskeformig eller halvfast smørebelegg, undertrykkes ved å dekke smørebelegget med et øvre smørelag som kan være basert på et visst pulver eller oksidvoks for derved å minimere ti I— klebing av fremmedlegemer så som støv, sand og avfall.

Angivelse av oppfinnelsen

Et viskøst væskeformig eller halvfast smørebelegg som beskrevet i JP 2002-173692A har utmerkede smøringsegenskaper uten påføring av kompoundfett på grunn av dets selvsmørende funksjon ved at det oppviser duktilitet eller fluiditet i form av et belegg. Imidlertid er den klebrige overflate på et slikt belegg problematisk ettersom fremmedlegemer så som smuss og oksidskall og særlig rust forblir på innsiden av OCTG og abrasive partikler for blåsing som innføres i OCTG for rustfjerning faller av når OCTG står vertikalt, og de kleber til smøre-belegget og ender opp som innleiret i dette. Dette forårsaker et betydelig problem, ettersom de innleirede fremmedlegemer ikke kan fjernes fullstendig ved hjelp av luftblåsing eller lignende tiltak. Følgelig forverres smøringsegenskapene, og sterk riving kan ikke hindres fullstendig når OCTG gjentatte ganger utsettes for sammenskruing og fraskruing.

Selv om det dannes et øvre smørelag som er fast (stivt) ved 40°C i samsvar med JP 2004-53013A, er smørebeleggets overflate fremdeles mykt og forblir klebrig i noen grad. Dessuten blir OCTG ofte utsatt for en høy temperatur som overstiger 40°C, særlig ved bruk i oljefelt i ørkenområder eller under lagring ved enkelte forhold. I denne situasjon er det øvre lag ikke effektivt, ettersom det mykner og til slutt flyter.

Et formål med foreliggende oppfinnelse er å løse de ovenfor omtalte problemer ved teknikkens stilling.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en gjengeskjøt for stål-rør som undertrykker eller demper dannelsen av rust og som har utmerket rivingsmotstand og lufttetthet uten bruk av kompoundfett.

Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en gjengeskjøt for stålrør som har et viskøst væskeformig eller halvfast smørebelegg hvor dets overflate er hard, tørr og ikke-klebrig slik at det er vanskelig for fremmedlegemer så som rust eller abrasive sandblåsingspartikler å klebe til overflaten selv i et miljø som overstiger 40°C eller å bli innleiret i smørebelegget slik at de kan fjernes ved hjelp av blåseluft hvis de likevel kleber.

Det har vist seg at disse formål kan oppnås ved å danne et nedre, viskøst, væskeformig eller halvfast smørebelegg og et øvre, tørt, fast belegg på en gjenge-skjøt. Rollen til det tørre, faste belegg å eliminere klebrigheten til smørebelegget ender ved kontakt ved tidspunktet for den første sammenskruing av en gjenge-skjøt, og den skal deretter ikke hindre smørevirkningen til det underliggende, viskøse, væskeformig eller halvfaste smørebelegg. Med andre ord er det ikke nødvendig at det øvre lag har smøreegenskaper, i motsetning til læren ifølge JP 2004-53013A. Imidlertid er der foretrukne kombinasjoner mellom det viskøse, væskeformige eller halvfaste smørebelegg og det tørre, faste belegg og tykkelsen til disse belegg med hensyn til adhesjon ved tidspunktet for beleggdannelse.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et oljebrønnrør eller oljebrønnrørs-forbindelseselement som omfatter en tapp eller en muffe eller begge, tappen eller muffen eller begge har en kontaktflate som innebefatter en kontaktflate av et gjenget parti og en kontaktflate av et ugjenget metallkontaktparti dannet på enden av det gjengede parti, og et tørt, fast belegg basert på en ultrafiolett herdende harpiks er på minst én av kontaktflatene, hvori kontaktflaten, som det tørre faste belegget er anbrakt på, er utsatt for forberedende overflatebehandling.

Det beskrives en gjengeskjøt for stålrør omfattende en tapp og en muffe som hver har en kontaktflate innbefattende et gjenget parti og en ugjenget metallkontaktparti,karakterisert vedat kontaktflaten til minst én av tappen og muffen har et viskøst, væskeformig eller halvfast smørebelegg og et tørt, fast belegg utformet ovenpå smørebelegget.

Det beskrives videre en gjengeskjøt for stålrør omfattende en tapp og en muffe som hver har en kontaktflate innbefattende et gjenget parti og et ugjenget

metallkontaktparti,karakterisert vedat kontaktflaten til én av tappen og muffen har et viskøst, væskeformig eller halvfast smørebelegg og et tørt, fast belegg utformet ovenpå smørebelegget, og kontaktflaten til den andre av tappen og muffen er blitt utsatt for forberedende overflatebehandling ved hjelp av en fremgangsmåte valgt fra sandblåsing, beising, kjemisk fosfatoverflatebehandling, kjemisk oksalatoverflatebehandling, kjemisk boratoverflatebehandling, metallovertrekk og en kombinasjon av to eller flere av disse behandlinger, og eventuelt utformes et

tørt, fast belegg ovenpå overflaten som er blitt utsatt for forberedende overflatebehandling.

En gjengeskjøt for stål tilfredsstiller fortrinnsvis minst ett av de følgende punkter: - det viskøse, væskeformige eller halvfaste smørebelegg omfatter voks, et fettsyrealkalijordartmetallsalt og eventuelt et fast smørepulver, og det er hovedsakelig fritt for skadelige tungmetaller; - det tørre, faste belegg er enten et belegg dannet av en vandig sammensetning omfattende en vannløselig eller vanndispergerbar polymerblanding som en filmdannende komponent, eller et belegg dannet av en sammensetning i organisk løsemiddelløsning omfattende en polymerblanding som en filmdannende komponent; - polymerblandingen er en akrylharpiks; - det tørre, stive belegg er utformet av en beleggsammensetning basert på et ultrafiolett herdeharpiks der sammensetningen fortrinnsvis videre inneholder et smøremiddel så som en metallsåpe og et fibrøst fyllstoff så som nålformet karbonat; - tykkelsen av det viskøse, væskeformige eller halvfaste smørebelegg er 10-200 um, tykkelsen av det tørre, faste belegg dannet ovenpå smørebelegget er 5-50 um, og (tykkelsen av smørebelegget) > (tykkelsen av det tørre, faste belegg); - kontaktflaten som har et viskøst, væskeformig eller halvfast smørebelegg utsettes for forberedende overflatebehandling ved hjelp av en fremgangsmåte valgt fra blåsing, beising, kjemisk fosfatoverflatebehandling, kjemisk oksalatoverflatebehandling, kjemisk boratoverflatebehandling, metallovertrekk og en kombinasjon av to eller flere av disse før utforming av smørebelegget; - kontaktflaten som har viskøs væskeformig eller halvfast smørebelegg utsettes for forberedende overflatebehandling ved hjelp av metallovertrekk, metallegeringsovertrekk eller flerlags overtrekk med et metall og/eller en metallegering før forming av smørebelegget;

- stålrørene er for bruk i en oljebrønn, nemlig OCTG.

Det beskrives også en fremgangsmåte for overflatebehandling av en gjengeskjøt for stålrør omfattende en tapp og en muffe som hver har en kontaktflate innbefattende et gjenget parti og et ugjenget metallkontaktparti, hvor fremgangsmåten omfatter påføring av en beleggsammensetning omfattende minst voks og et fettsyrealkalijordartmetallsalt og hovedsakelig ikke inneholder et skadelig tungmetall på kontaktflaten til minst én av tappen og muffen for å danne et viskøst, væskeformig eller halvfast smørebelegg, og deretter påføre en vandig beleggsammensetning basert på en vannløselig eller vanndispergerbar polymerblanding eller en beleggsammensetning basert på en polymerblanding oppløst i et organisk løsemiddel for å danne et tørt, fast belegg ovenpå smøre-belegget.

Det beskrives også en fremgangsmåte for overflatebehandling av en gjengeskjøt for stålrør omfattende en tapp og muffe som hver har en kontaktflate innbefattende et gjenget parti og et ugjenget metallkontaktparti, hvor fremgangsmåten omfatter påføring av en beleggsammensetning omfattende minst voks og et fettsyrealkalijordartmetallsalt og hovedsakelig ikke inneholder et skadelig tungmetall på kontaktflaten til minst én av tappen og muffen for å danne et viskøst, væskeformig eller halvfast smørebelegg, og deretter påføre en beleggsammensetning basert på en ultrafiolett herdeharpiks fulgt av bestråling med ultrafiolett stråling for å danne et tørt, fast belegg ovenpå smørebelegget.

Videre beskrives en fremgangsmåte for å kople en flerhet av OCTG ved bruk av enten en av de ovenfor beskrevne gjengeskjøter for stålrør eller en gjengeskjøt for stålrør som har gjennomgått overflatebehandling ved hjelp av en av de ovenfor beskrevne fremgangsmåter uten påføring av et smørefett så som kompoundfett.

Det dannes to lag av belegg bestående av et nedre, viskøst, væskeformig eller halvfast smørebelegg og et øvre, tørt, fast belegg på kontaktflatene til en gjengeskjøt for stålrør som har et ugjenget kontaktparti. På grunn av det øvre, faste belegg, opprettholdes gjengeskjøtens kontaktflater i en tørr tilstand uten klebrighet. På grunn av kontakttrykket og friksjonsvarmen på tidspunktet for sammenskruing ved gjengeinngrep, brister det øvre, tørre, faste belegg og det inkorporeres i det nedre smørebelegg. Dette fører til at det nedre smørebelegg oppviser iboende smøreeffekt uten hindring av det øvre, tørre, faste belegg og det bidrar til å hindre galling, særlig ureparerbar sterk galling av gjengeskjøten. Dessuten oppviser de to belegglag en rusthindrende effekt på kontaktflatene til gjengeskjøten før sammenskruing.

Følgelig i en periode inntil sammenskruing av gjengeskjøten er utført, selv om fremmedlegemer så som rust, oksidert skall og abrasive sandblåsingspartikler kleber til gjengeskjøtens kontaktflater, er overflaten tørr og ikke klebrig, slik at nettopp fremmedlegemene lett kan fjernes ved hjelp av en fremgangsmåte så som luftblåsing. Følgelig, selv under strenge smørebetingelser der trykket lokalt blir for stort og plastisk deformasjon opptrer på grunn av eksentrisitet eller helling av skjøten på grunn av problemer ved montering på tidspunkter for sammenskruing av en skjøt eller innføring av fremmedlegemer, kan riving forhindres ved hjelp av det nedre smørebelegg.

Således vil en gjengeskjøt for stålrør ifølge den foreliggende oppfinnelse undertrykke forekomsten av rust, den gjør det vanskelig for fremmedlegemer å klebe fast, og selv om det kleber fast, kan fremmedlegemene lett fjernes. Derfor, selv om sammenskruing og fraskruing gjentas, oppvises smørefunksjonen kontinuerlig, og lufttetthet etter sammenskruing kan opprettholdes.

Kort beskrivelse av tegningene

Figur 1 viser skjematisk den sammensatte konstruksjonen av et stålrør og en gjengeskjøtdel ved tidspunktet for transport av et stålrør.

Figur 2 viser skjematisk et koplingsparti på en gjengeskjøt.

Figur 3 er et forklarende riss som viser belegg utformet på kontaktflatene til en gjengeskjøt for stålrør i henhold til den foreliggende oppfinnelse, der figur 3(a) viser et eksempel på oppruing av en kontaktflate for seg selv, og figur 3(b) viser et eksempel på utforming av et overflatebehandlingsbelegg for overflateoppruing på en kontaktflate.

Beste måte å utføre oppfinnelsen på

Nedenfor vil utføringsformer av en gjengeskjøt for stålrør ifølge den foreliggende oppfinnelse bli nærmere beskrevet.

Figur 1 illustrerer skjematisk den sammensatte konstruksjon av en typisk gjengeskjøt, og viser tilstanden til et stålrør og en gjenget koplingsdel ved transporttidspunktet. Et stålrør A har ved begge sine ender en tapp 1 med et utvendig gjenget parti 3a på sin utvendige overflate, og en gjenget koplingsdel (en kopling) B har ved begge sine ender en muffe 2 med et innvendig gjenget parti 3b utformet på sin innvendige overflate. En tapp betegner en del av en gjengeskjøt som har en utvendig gjenge, og en muffe betegner en del av en gjengeskjøt som har en innvendig gjenge. En ende av stålrøret A har den gjengede koplingsdelen B som på forhånd er blitt koplet til røret. Selv om den ikke er vist i tegningen, er en beskyttelsesinnretning for å beskytte gjengepartiene montert på stålrørets A utilkoplede tapp og på den utilkoplede muffen til gjengekoplingsdelen B før transport. Beskyttelsesinnretningene fjernes før gjengeskjøten tas i bruk.

Typisk, som vist i tegningen, er en tapp utformet på den utvendige overflate av begge ender av et stålrør, og en muffe er utformet på den innvendige overflate av en gjengekoplingsdel, som er en separat del. Omvendt er det i prinsippet mulig å utføre den innvendige overflate ved begge ender av et stålrør som en muffe og å utføre den utvendige overflate på en gjengekoplingsdel som en tapp. Det er også integrale gjengeskjøter som ikke benytter en gjengekoplingsdel og der en ende av et stålrør er utført som en tapp og den andre ende er utført som en muffe.

Figur 2 viser skjematisk konstruksjonen av en typisk gjengeskjøt for stålrør (nedenfor simpelthen betegnet som en "gjengeskjøt"). Gjengeskjøten utgjøres av en tapp 1 utformet på den utvendige overflate av enden av et stålrør A og en muffe 2 utformet på den innvendige overflate av en gjengekoplingsdel B. Tappen 1 har et utvendig gjengeparti 3a, så vel som et ugjenget metallkontaktparti 4a og et skulderparti 5 plassert på enden av stålrøret. Tilsvarende har boksen 2 et innvendig gjengeparti 3b og et ugjenget metallkontaktparti 4b på sin innside.

Gjengepartiene 3a og 3b og de ugjengede metallkontaktpartier 4a og 4b på henholdsvis tappen 1 og muffen 2, utgjør gjengeskjøtens kontaktflater. Disse kontaktflater må ha rivingsmotstand, lufttetthet og korrosjonsfasthet. For å tilfreds-stille disse krav ble tidligere kompoundfett inneholdende tungmetallpulver påført eller et viskøst, væskeformig eller halvfast smørebelegg dannet på kontaktflatene. Som tidligere nevnt innebar imidlertid disse smøremetoder problemer med hensyn til mennesker og miljøet eller problemer med hensyn til rivingsmotstand i virkelig bruk på grunn av en minsking i ytelse under lagring eller på grunn av tilklebing av fremmedlegemer.

Ifølge foreliggende oppfinnelse, som vist med hensyn til de ugjengede metallkontaktpartier i figur 3(a) og 3(b), har kontaktflaten til minst én av tappen og muffen et nedre viskøst væskeformig eller halvfast smørebelegg 31a og et øvre tørt, fast belegg 31b på overflaten til stål 30a eller 30b. En gjengeskjøt ifølge foreliggende oppfinnelse har en overflate som ikke er klebrig og som fremmedlegemer vanskelig kan klebe til i tiden frem til sammenskruing av gjengeskjøten, og ved tidspunktet for sammenskruing av gjengeskjøten, oppviser smøremidlet sine iboende effekter for å bevirke smøring og opprettholde gasstetthet, slik at riving av gjengeskjøten kan hindres og lufttetthet kan opprettholdes etter sammenskruing selv om sammenskruing og fraskruing gjentas uten bruk av kompoundfett.

Overflaten som smørebelegg 31a dannes på er fortrinnsvis en ru overflate. Som vist i figur 3(a), kan oppruing av overflaten være direkte overflateoppruing ved sandblåsing eller beising av overflaten til stålet 30a, eller som vist i figur 3(b), kan den utføres ved å utforme et overflatebehandlingsbelegg 32 som har en ru overflate på stålets 30b overflate før utforming av smørebelegget 31a.

Det viskøse eller halvfaste smørebelegg 31a og det tørre, faste belegg 31b kan utformes ved å preparere en beleggsammensetning ved bruk av et egnet løsemiddel, om nødvendig, for å fortynne det, påføre det ved hjelp av en egnet metode så som børstebelegging, sprøyting eller neddykking, om nødvendig fulgt av tørking ved fordampning av løsemidlet.

Disse belegg kan utformes på kontaktflatene til både tappen og muffen, men i tilfeller lik den vist i figur 1 hvor en tapp og en muffe er forbundet med hverandre ved transporttidspunktet, kan smørebelegget og det tørre, faste belegg påføres bare enten tappen eller muffen. Ved utførelse av behandling på bare én del, er overflatebehandling og påføringsprosessen for å danne beleggene enklere å utføre på koplingsdelen som er kortere, slik at det er hensiktsmessig å danne smørebelegget og det tørre, faste belegg på kontaktflaten til koplingsdelen (normalt kontaktflatene til muffen). I tilfeller der tappen og muffen ikke er koplet, er det fordelaktig å utføre disse belegg på både tappen og muffen for derved å gi rusthindringsegenskaper til alle kontaktflater, hvorved en minsking i smøreegen-skaper og lufttetthet på grunn av rust kan hindres.

Smørebelegget og det tørre, faste belegg dekker fortrinnsvis hele kontaktflatene til tappen og/eller muffen, men det tilfellet hvor bare en del av kontaktflaten (for eksempel bare det ugjengede metallkontaktparti) er dekket omfattes av den foreliggende oppfinnelse.

[Viskøs væskeformig eller halvfast smørebelegg]

For å hindre riving når stålrør sammenkoples ved hjelp av en gjengeskjøt, dannes et viskøst, væskeformig eller halvfast smørebelegg på en kontaktflate på minst én av tappen og muffen til gjengeskjøten som et første lag (nedre lag). Dette smørebelegg er fortrinnsvis et belegg som inneholder minst voks og et fettsyrealkalijordartmetallsalt.

En viskøs væske angir en høyviskositetsvæske som har en ekstrem lav fluiditet og forblir på overflaten uten å strømme bort ved forhold med omgivelses-temperatur og atmosfæretrykk som eksterne faktorer (trykk og høy temperatur) ikke virker på, og et halvfast belegg angir et materiale så som voks som kan opprettholde en fast form under slike forhold.

Smørebelegget inneholder fortrinnsvis ikke noen vesentlig mengde (nærmere bestemt en mengde som overstiger 5 masse% av smørebelegget) av skadelige tungmetaller, og mer fortrinnsvis inneholder det ikke noen skadelige tungmetaller i det hele tatt. Eksempler på skadelig tungmetall innbefatter bly, krum, kadmium, kvikksølv og lignende.

Kompoundfett som konvensjonelt er blitt brukt, inneholder en stor mengde pulver av myke tungmetaller som bly og sink for å hindre riving ved å undertrykke direkte kontakt mellom metalloverflater. I den foreliggende oppfinnelse utfører fettsyrealkalijordartmetallsaltet som er opptatt i smørebelegget den samme funksjon, slik at tilfredsstillende smøreegenskaper kan oppnås uten bruk av tungmetaller.

Masseforholdet mellom alkalijordartmetallsaltet og voksen er fortrinnsvis i området 0,8-5 deler av fettsyrealkalijordartmetallsalt til én del av voksen. Med hensyn til rivingsmotstand er det mer fortrinnsvis i området 1-3 deler av fettsyrealkalijordartmetallsalt til én del av voksen.

Et fettsyrealkalijordartmetallsalt oppviser den effekt at det hindrer riving.

Med hensyn til smøreegenskaper og rusthindring, foretrekkes en fettsyre som har 12-30 karbonatomer. Fettsyren kan enten være mettet eller umettet. Blandede fettsyrer utvunnet fra naturoljer og fett så som oksetalg, smult, ullfett, palmeolje, rapsolje og kokosnøttolje, og enkeltblandinger så som laurinsyre, tridecylinsyre, myristinsyre, palmitinsyre, lanopalmitinsyre, stearinsyre, isostearinsyre, oleinsyre, elaidinsyre, arachinsyre, behensyre, rukasyre, lignocerinsyre og lanocerinsyre kan benyttes. Saltene er fortrinnsvis i form av kalsiumsalt, og det kan være enten et nøytralt salt eller et basisk salt. Det er fortrinnsvis i form av kalsiumstearat.

Voks virker ikke bare til å hindre riving, men minsker også fluiditeten og bidrar til filmdannelse. Hvilken som helst av animalske, vegetabilske, mineralske og syntetiske vokser kan brukes. Eksempler på vokser som kan brukes er bivoks og hvaltalg (animalske vokser); japansk voks, carnaubavoks, kandelillavoks og ris-voks (vegetabilske vokser), parafinvoks, mikrokrystallinsk voks, petrolatum, montanvoks, ozokeritt og ceresin (mineralvokser); og oksidvoks, polyetylenvoks, Fischer-Tropsch voks, amidvoks, herdet lakserolje (kastorvoks) (syntetiske vokser). Av disse foretrekkes spesielt parafinvoks med en molekylærvekt på 150-500.

I den foreliggende oppfinnelse inngår det fortrinnsvis et fast smøremiddel-pulver i smørebelegget for derved å øke fastheten til smørebelegget og undertrykke fluiditet ved høye temperaturer og for ytterligere å øke rivingsmotstand. Hvilket som helst uskadelig fast smøremiddelpulver som ikke er giftig kan brukes. Fortrinnvis velges det faste smøremiddel fra gilsonitt, grafitt, talkum, mika, kalsiumkarbonat, bentonitt, wolframdisulfid, tinndisulfid, molybdendisulfid og mela-mincyanurat (MCA). Gilsonitt er en naturlig asfalt, og den samme effekt oppnås uansett hvorvidt det brukes som et pulver eller smeltes ved en temperatur over dets smeltepunkt. Det faste smøremiddel er, når det tilsettes, i en mengde på høyst 0,2 deler og fortrinnsvis minst 0,005 og høyst 0,1 deler i forhold til én del voks.

Med sikte på å øke dispergerbarheten til fettsyrealkalijordartmetallsaltet i sammensetningen som brukes til å danne smørebelegget eller med sikte på å forbedre egenskapene til smørebelegget, kan ytterligere bestanddeler så som en eller flere valgt fra organiske harpikser og ulike oljer og additiver (så som ekstrem-trykkmidler) som normalt brukes i smøreolje, inngå i smørebelegget. Eksempler på oljer som kan brukes innbefatter basiske oljer, harpikser, syntetiske estere, naturoljer og mineraloljer.

Et organisk harpiks og særlig en termoplastharpiks virker til å dempe klebrigheten til smørebelegget og øker beleggets tykkelse. Dessuten, når den inn-føres i en friksjonsgrenseflate, virker den til å øke rivingsmotstanden og minske friksjonen mellom kontaktflatene i en gjengeskjøt selv når et høyt tiltrekkings- moment (høyt trykk) påføres. I lys av disse effekter, inngår fortrinnsvis en organisk harpiks i smørebelegget.

Eksempler på termoplastiske harpikser som kan brukes her, er polyetylenharpikser, polypropylenharpikser, polystyrenharpikser, poly(metylakrylat)harpikser, styren/akrylsyreestere kopolymerharpikser og polyamidharpikser. Kopolymerer eller blandinger av disse eller av disse med andre termoplastharpikser kan også brukes. Termoplastharpiksen har fortrinnsvis en densitet (JIS K 7112) i området 0,9-1,2, og dets termiske deformasjonstemperatur (JIS K 7206) er fortrinnsvis i området 50-150°C ettersom det nødvendigvis lett kunne deformeres for å oppvise smøreegenskaper mellom friksjonsflatene i en gjengeskjøt.

Hvis termoplastharpiksen finnes i et belegg i form av partikler, oppviser den en smørevirkning lik den til et fast smøremiddel når det innføres i en friksjonsgrenseflate, og den virker særlig effektivt til å øke rivingsmotstand. Derfor er en termoplastharpiks fortrinnsvis til stede i smørebelegget i form av et pulver og særlig et sfærisk pulver. I dette tilfelle, hvis sammensetningen som benyttes for å danne smørebelegget (nedenfor betegnet som "smørebeleggsammensetningen") inneholder et løsemiddel, velges en termoplastharpiks som ikke oppløses i det valgte smøremiddel. Pulveret til termoplastharpiksen kan dispergeres eller holdes svevende i løsemidlet, og det spiller ingen rolle om den sveller i løsemidlet.

Pulveret i termoplastharpiksen har fortrinnsvis en liten partikkeldiameter med hensyn til å øke beleggtykkelsen og øke rivingsmotstanden. Men, hvis partikkeldiameteren er mindre enn 0,05 um, blir geldannelse av smørebelegg-sammensetningen markert, og det blir vanskelig å danne et belegg som har en jevn tykkelse. Hvis på den annen side partikkeldiameteren overskrider 30 um, blir det vanskelig å innføre pulveret i friksjonsgrenseflaten, og det får en tendens til å sedimentere eller flyte i smørebeleggsammensetningen og derved gjøre det vanskelig å danne et jevnt belegg. Følgelig er partikkeldiameteren i termoplast-harpikspulveret fortrinnsvis i området 0,05-30 um og mer fortrinnsvis i området 0,07-20 um.

En naturlig olje og fett som kan brukes som en oljekomponent innbefatter oksetalg, smult, ullfett, palmeolje, rapsolje og kokosnøttolje. En mineralolje og en syntetisk mineralolje som har en viskositet på 10-300 cSt ved 40°C kan også brukes.

En syntetisk ester som kan brukes som en oljekomponent kan øke termo-plastharpiksens plastisitet og samtidig øke smørebeleggets fluiditet når belegget utsettes for hydrostatisk trykk, så det er en foretrukket oljekomponent for bruk i en smørebeleggsammensetning ifølge foreliggende oppfinnelse. En syntetisk ester med et høyt smeltepunkt kan også virke til å justere smeltepunktet og mykheten til et smørebelegg ifølge foreliggende oppfinnelse. Eksempler på syntetiske estere er fettsyremonoestere, divalente syrediestere og fettsyreestere av trimetylpropan og pentaerytritol.

Eksempler på fettsyremonoestere er monoestere av karboksylsyrer med 12-24 karbonatomer så som myristinsyre, palmitinsyre, stearinsyre, oleinsyre, iso-sterarinsyre, linolensyre, elaidinsyre, arachinsyre, behensyre, erukasyre og lignocerinsyre med høyere alkoholer som har 8-20 karbonatomer så som oktylalkohol, kaprylalkohol, nonylalkohol, decylalkohol, dodecylalkohol, tridecylalkohol, myristyl-alkohol, cetylalkohol, stearylalkohol, isostearylalkohol, oleylalkohol og decylalkohol.

Eksempler på divalente syrediestere er diestere av divalente syrer som har 6-10 karbonatomer så som adipinsyre, pimelinsyre, suberinsyre, azelainsyre og sebacinsyre med høyere alkoholer som har 8-20 karbonatomer så som de som er angitt i blanding med monoestere.

Eksempler på fettsyrer som danner en fettsyreester av trimetylolpropan eller pentaerytritol er de som har 8-18 karbonatomer så som kaprylinsyre, decylin-syre, laurinsyre, myristinsyre, palmetinsyre, stearinsyre, oleinsyre og isostearinsyre. Alkoholer kan være de samme som de ovenfor angitte, høyere alkoholer.

Eksempler på basiske oljer er basiske sulfonater, basiske salisylater, basiske fenater, basiske karboksylater og lignende. Disse basiske oljer er i form av et salt av en aromatisk syre med alkalioverskudd, og som ovenfor angitt er de fett-lignende, halvfaste stoffer der alkalioverskudd er dispergert som kolloidale partikler i den oljeaktige, aromatiske syre.

Alkalien som utgjør kationdelen av dette salt (basisk olje) kan være et alkalimetall eller et alkalinsk jordartmetall, men er fortrinnsvis et alkalijordartmetall og særlig kalsium, barium eller magnesium. Den samme effekt kan oppnås uansett hvilke av disse som anvendes.

Jo høyere basisitet den basiske olje har, dess større er mengden av metall-saltet som virker som et fast smøremiddel, og dess bedre er smøreegenskapene

(rivingsmotstand). Dessuten, når basisiteten overskrider et visst nivå, virker den til å nøytralisere syrekomponenter, slik at smørebeleggets rusthindringsevne øker. Av disse grunner er den basiske olje som anvendes i den foreliggende oppfinnelse fortrinnsvis en som har en basisitet (JIS K 2501) (ved bruk av to eller flere, vektet gjennomsnitt av basisiteten der vekten tas i betraktning) er fortrinnsvis minst 50 mg KOH/g. Men, hvis basisiteten overskrider 500 mg KOH/g, øker hydrofilisiteten, rustbestandighet begynner å avta, og rust kan lettere forekomme. En foretrukket basisitet er 100-500 mg KOH/g, og mer fortrinnsvis er den i området 250-450 mg KOH/g.

Et ekstremtrykkmiddel har den virkning at det øker rivingsmotstanden til et eventuelt smørebelegg. Ikke-begrensende eksempler på ekstremtrykkmiddel er vulkaniserte oljer, polysulfider, fosfater, fosfitter, tiofosfater og ditiofosforsyremetallsalter.

Eksempler på foretrukne vulkaniserte oljer er blandinger som oppnås ved å tilsette svovel til umettede animalske eller vegetabilske oljer så som olivenolje, kastorolje, riskliolje, bomullsfrøolje, rapsolje, soyabønneolje, maisolje, oksetalg og smult og oppvarming av blandingen og som inneholder 5-30 masse% svovel.

Eksempler på foretrukne polysulfider er polysulfidblandinger med formelen: Ri-(S)C-R2(hvor Ri og R2kan være den samme eller ulike og angir en alkylgruppe som har 4-22 karbonatomer, en arylgruppe, en alkylarylgruppe eller en arylalkylgruppe hver med opptil 22 karbonatomer, og c er et helt tall fra 2 til 5) og olefin-sulfider inneholder 2-5 svovelbindinger i ett molekyl. Dibenzyldisulfid, di-tert-dodecylpolysulfid og di-tert-nonylpolysulfid foretrekkes spesielt.

Fosfater, fosfitter, tiofosfater og ditiofosforsyremetallsalter kan være av følgende generelle formler:

fosfater: (R30)(R40)P(=0)(OR5)

fosfitter: (R30)(R40)P(OR5)

tiofosfater: (R30)(R40)P(=S)(OR5)

ditiofosforsyremetallsalter: [(R30)(R60)P(=S)-S]2-M

I de ovenstående formler, betegner R3og R6en alkylgruppe, en sykloalkylgruppe, en alkylsykloalkylgruppe, en arylgruppe som hver har opptil 24 karbonatomer, en alkylarylgruppe eller en arylalkylgruppe, R4og R5betegner et hydro-genatom eller en alkylgruppe, en sykloalkylgruppe, en alkylsykloalkylgruppe, en arylgruppe, en alkylarylgruppe eller arylalkylgruppe som hver har opptil 24 karbonatomer, og M betegner molybden (Mo), sink (Zn) eller barium (Ba).

Særlig foretrukne eksempler på disse blandinger innbefatter tricresylfosfat og dioktylfosfat for fosfater; tristearylfosfitt, tridecylfosfitt og dilaurlylhydrogenfosfitt for fosfitter; trialkyltiofosfat der hver av R3, R4og R$ er en alkylgruppe som har 12 eller 13 karbonatomer og alkyltrifenyltiofosfat for tiofosfater; og sinkdialkylditio-fosfat der hver av R3og R6er en primær eller sekundær alkylgruppe som har 3-20 karbonatomer for ditiofosforsyremetallsalter.

Smørebeleggsammensetningen kan inneholde et løsemiddel for å minske dens viskositet, hvorved tykkelsen og strukturen til et belegg som dannes av sammensetning kan gjøres ensartet og belegget kan effektivt dannes. Løsemidlet er fortrinnsvis flyktig. I motsetning til en basisolje i en smøreolje vil løsemidlet nemlig fordampe under filmdannelsesprosessen, og fortrinnsvis så godt som intet forblir i smørebelegget. "Flyktig" betyr at det oppviser en tendens til å fordampe når det er i form av et belegg ved en temperatur fra romtemperatur til 150°C. Men ettersom smørebelegget ifølge foreliggende oppfinnelse er i form av en viskøs væske eller halvfast stoff, er det mulig at en liten mengde løsemiddel forblir i belegget.

Det er ingen spesielle begrensninger på typen av løsemiddel. Eksempler på flyktige løsemidler som er egnet for bruk i foreliggende oppfinnelse er petroleums-løsemidler så som rensemidler og lettbensiner, begge spesifisert som industri-bensin i JIS K 2201, aromatisk petrolumsnafta, xylen, og Cellosolves. En blanding av to eller flere av disse kan brukes. Et løsemiddel som har et flammepunkt på minst 30°C, et første kokepunkt på minst 150°C, og et sluttkokepunkt på minst 210°C foretrekkes med hensyn til at det er forholdsvis lett å håndtere og fordamper hurtig slik at tørketiden kan bli kort.

Smørebeleggsammensetningen kan videre inneholde en eller flere ytterligere komponenter så som en antioksidant, et konserveringsmiddel og et farge-middel, i tillegg til de ovenfor beskrevne komponenter.

Viskositeten (kinematisk viskositet i cSt, som målt ved hjelp av et Brookfield viskosimeter) til smørebeleggsammensetningen kan hensiktsmessig velges avhengig av beleggingsmetoden og kan justere ved å tilsette et løsemiddel. En foretrukket viskositet er høyst 4000 cSt ved 40°C i tilfelle av sprøytebelegging eller neddykking og høyst 1000 cSt ved 60°C i tilfelle av børstebelegging.

Smøremiddelsammensetningen kan fremstilles ved innledningsvis å varme opp vokskomponenten til en temperatur over dens smeltepunkt for å danne en smelte, som de andre komponentene tilsettes og blandes. Alternativt kan sammensetningen fremstilles ved å dispergere eller oppløse alle komponentene i et løsemiddel uten å smelte en vokskomponent.

Tykkelsen til det viskøse, væskeformige eller halvfaste smørebelegg som et første (nedre) lag er fortrinnsvis i området 10-200 um av følgende grunner.

Det øvre lag (andre lag) i form av et tørt, fast belegg dannet på det nedre smørebelegg brister ved den innledende sammenskruing og absorberes av det nedre smørebelegg. Det nedre smørebelegg blir da i stand til å utøve sin smøre-virkning i friksjonsgrenseflaten.

Følgelig har det nedre smørebelegg fortrinnsvis en tilstrekkelig tykkelse til å fylle små spalter i kontaktflateområdet, så som mellom gjengetopper. Hvis beleggtykkelsen er for liten kan de karakteristiske effekter av et viskøst, væskeformig eller halvfast smørebelegg, at olje siver fra friksjonsflaten på grunn av hydro-statiske trykk som genereres ved tidspunktet for sammenskruing, og at smøre-middel strømmer inn i en spalte fra andre spalter, ikke lenger oppnås. Av denne grunn er tykkelsen til det nedre smørebelegg fortrinnsvis minst 10 um.

På tidspunktet for utførelser av sammenskruing som krever smøring, kommer muffens og tappens kontaktflater i kontakt med hverandre, slik at med sikte på smøring, er det tilstrekkelig å bare behandle enten tappen eller muffen i henhold til foreliggende oppfinnelse. Med sikte på å hindre rust på en tapp og en muffe som utsettes for luft under lagring, foretrekkes imidlertid å danne et smøre-middel på både tappen og muffen. Den minste beleggtykkelsen som er nødvendig for rustbeskyttelse er også 10 um. Når en separat beskyttelsesinnretning for å hindre rust (så som tidligere sammenkopling av en tapp og en muffe eller installering av en beskyttelsesinnretning) ikke anvendes, blir følgelig et belegg på minst 10 um fortrinnsvis lagt på både tappen og muffen.

På den annen side, ikke bare blir smøremiddel bortkastet hvis smøre-belegget er for tykt, men hindring av miljøforurensning, som er et av formålene med foreliggende oppfinnelse, blir svekket. Av denne grunn er den øvre grense på smørebeleggets tykkelse fortrinnsvis omkring 200 um.

En mer foretrukket tykkelse for smørebelegget er 30-150 um. Men, som

nedenfor forklart, når kontaktflaten som smørebelegget dannes på er oppruet, blir smørebeleggets tykkelse fortrinnsvis gjort større enn den oppruede kontaktflatens Rmax-verdi. Når kontaktflaten opprues, er smørebeleggets tykkelse middelverdien av beleggtykkelsen over hele belegget, som kan beregnes ut fra areal, vekt og densitet av belegget.

Som en generell tendens, når smørebelegget inneholder en olje i en betydelig stor mengde, blir det et viskøst væskeformig belegg, og når oljemengden er liten eller når belegget ikke inneholder noen olje, blir det et halvfast belegg.

[Tørt, fast belegg]

En andre (øvre) lag av et tørt, fast belegg dannes ovenpå det første lag av et viskøst, væskeformig eller halvfast smørebelegg. Det tørre, faste belegg kan være et harpiksbelegg basert på en organisk polymerblanding (organisk harpiks). Fortrinnsvis inneholder det ikke en voks.

I en første utføringsform er en sammensetning for å danne det tørre, faste belegg (nedenfor betegnet som en "fast beleggsammensetning") en vandig sammensetning inneholdende en vannløselig eller vanndispergerbar polymerblanding som en filmdannelseskomponent. Løsemidlet i denne vandige sammensetning består fortrinnsvis utelukkende avvann, men ett eller flere vannblandbare, organiske løsemidler kan brukes med vann.

Mengden av det vannløselige eller-dispergerbare polymerkompound i den vandige, faste beleggsammensetning er fortrinnsvis, på en massebasis, høyst 9 deler og mer fortrinnsvis i området 0,05-9 deler av polymerkompoundet til én del vann med hensyn til sammensetningens ensartethet og tørkehastighet. Det er også mulig å tilsette høyst 0,1 deler av en filmdannelsesfremmer. Et eksempel på en egnet filmdannelsesfremmer er dipropylenglykol n-butyleter.

Som ovenfor beskrevet i blanding med figur 1 blir en beskyttelsesinnretning, i tidsrommet inntil en gjengeskjøt for stålrør blir tatt i bruk, ofte montert på en tapp og en muffe som ennå ikke er blitt koplet til den andre delen. Det tørre, faste belegg må ikke briste når det blir påsatt en beskyttelsesinnretning, det må ikke oppløses når det utsettes for kondensvann som skyldes duggpunktet under transport eller lagring, og det må ikke lett mykne når det utsettes for en høy temperatur som overskrider 40°C.

Følgelig må det tørre, faste belegg, når det er stivnet ved fordampning av vann som løsemiddel, ha de egenskaper at det ikke igjen oppløses i vann (at det blir vannuoppløselig og vannfast), og at det ikke lett ødelegges eller brister hvis det utsettes for trykk av en viss størrelse. Eksempler på en vannløselig eller dispergerbar polymerblanding som har slike egenskaper er vannløselige poly-merer så som polyvinylalkohol (PVA), polyetylenoksid (PEO), natriumpolyakrylat, polyakrylamid og polyamidin; og emulsjonspolymerer så som vinylacetathomo-polymeremulsjon, vinylacetatkopolymeremulsjon, etylenvinylacetat (EVA) emul-sjon, akrylpolymeremulsjon, akrylstyrenkopolymeremulsjon, polyvinylidinklorid-emulsjon og andre vandig emulsjonsharpikser innbefattende vandig polyuretan, fluorharpikser av dispersjonstypen, akrylharpikser, epoksyblandinger og silikoner. Med sikte på ensartet dannelse av beleggtykkelse, affinitet til det nedre smøre-belegg, og motstand mot mykning ved høye temperaturer, er en foretrukket polymerblanding en akrylharpiks.

Så lenge et tørt, fast belegg som ikke er klebrig kan dannes etter fordampning av vann, kan den vandige, faste beleggsammensetning videre inneholde en eller flere ytterligere komponenter, i tillegg til den vannløselige eller-dispergerbare polymerblanding, for å øke motstand mot mykning ved høye temperaturer og minske friksjon for å unngå avskalling av belegget ved installering av en beskyttelsesinnretning.

Et eksempel på slike ytterligere komponenter er et fast smørepulver så som silisiumoksid, kalsiumstearat, kalsiumhydroksid, molybdendisulfid, wolframdisulfid, grafitt, polytetrafluoretylen, bornitrid og kalsiumkarbonat, som kan forekomme i sammensetning i en mengde på høyst 5 masse% basert på faststoffinnholdet i sammensetningen. Fortrinnsvis velges den fra silisiumoksid, kalsiumstearat, kalsiumhydroksid og kalsiumkarbonat.

I en andre utføringsform, er den faste beleggsammensetning for dannelse av det øvre lag av et tørt, fast belegg, en sammensetning av løsemiddeltypen omfattende en polymerblanding så som en filmdannende komponent oppløst i et organisk løsemiddel. Med sikte på ensartetheten, tørkeegenskapene og deknings- evnen til sammensetningen, er mengden av polymerkomponenten som er oppløst i det organiske løsemiddel fortrinnsvis høyst 0,5 deler og fortrinnsvis i området 0,1-0,4 deler i forhold til en del av det organiske løsemiddel på en massebasis.

Som ovenfor angitt må et tørt, fast belegg dannet av løsemiddelsammen-setningstypen, når det er stivnet ved fordampning av det organiske løsemiddel, ha de egenskaper at det ikke oppløses i vann (at det blir vannuoppløselig og vannfast), og at det ikke lett ødelegges eller brister hvis det utsettes for trykk av en viss størrelse som påføres ved installering av en beskyttelsesinnretning.

Eksempler på polymerblandinger som har slike egenskaper er epoksy-harpikser, polyimidharpikser, polyamidimidharpikser, polykarbondiimidharpikser, polyetersulfoner, polyetereterketoner, fenolharpikser, furanharpikser, fluorharpikser, akryl harpikser, polyetylenharpikser og silikonharpikser. Med sikte på dannelse av en ensartet beleggtykkelse, affinitet for de nedre smørebelegg, og styrke og holdbarhet av belegget, er en foretrukket polymerblanding en akrylharpiks.

Igjen i denne utføringsform, så lenge et tørt, fast belegg uten klebrighet kan dannes etter fordampning av det organiske løsemiddel, kan den faste beleggsammensetning av løsemiddeltypen videre inneholde en eller flere ytterligere komponenter, i tillegg til polymerblandingen, for å minske friksjon og unngå avskalling av belegget ved installering av en beskyttelsesinnretning.

Et eksempel på en slik ytterligere komponent er et fast smørepulver så som silisiumoksid, kalsiumstearat, molybdendisulfid, wolframdisulfid, grafitt, polytetrafluoretylen og bornitrid, som kan forekomme i sammensetningen i en mengde på høyst 5 masse% basert på faststoffinnholdet i sammensetningen. Fortrinnsvis velges den fra silisiumoksid, kalsiumstearat, kalsiumhydroksid og kalsiumkarbonat. Mer fortrinnsvis er det silisiumoksid eller kalsiumstearat.

Det organiske løsemiddel som polymerblandingen er oppløst i for å danne den faste beleggsammensetning av løsemiddeltypen, er fortrinnsvis et flyktig løse-middel. I motsetning til en basisolje i en smøreolje, vil således løsemidler fortrinnsvis fordampe under filmdanningsprosessen, og fortrinnsvis blir det intet igjen i smørebelegget.

Det er ingen spesiell begrensning på typen av løsemiddel. Eksempler på flyktige løsemidler som er egnet for bruk i foreliggende oppfinnelse, er petroleums- løsemidler så som et renseløsemiddel og lettbensin, begge spesifisert som industriell bensin i JIS K 2201, aromatisk petroleumsnafta, xylen, Cellosolves, metyletylketon, toluen og sykloheksanon. En blanding av to eller flere av disse kan brukes. Et løsemiddel som har et flammepunkt på minst 30°C, ved første kokepunkt på minst 150°C og et siste kokepunkt på høyst 210°C foretrekkes med hensyn til at det er forholdsvis lett å håndtere og fordamper hurtig slik at tørketiden kan bli kort.

Uansett hvorvidt den faste beleggsammensetning er en vandig sammensetning eller en sammensetning av løsemiddeltypen i et organisk løsemiddel, kan sammensetningen, i tillegg til de ovenfor beskrevne komponenter, inneholde et eller flere additiver så som en antioksidant, et konserveringsmiddel og etfarge-middel.

For begge typer av fast beleggsammensetning kan viskositeten (kinematisk viskositet i cSt som målt med et Brookfield viskosimeter) hensiktsmessig justeres avhengig av beleggingsmetoden ved å tilsette løsemidlet eller lignende. En foretrukket viskositet er høyst 4000 cSt ved 40°C ved sprøytebelegging eller neddykking og høyst 1000 cSt ved 60°C ved børstebelegging.

I en tredje utføringsform er den faste beleggsammensetning for tildanning av det øvre lag av et tørt, fast belegg, en beleggsammensetning basert på et ultrafiolett herdeharpiks. Et kjent ultrafiolett herdeharpiks omfatter minst én monomer, en oligomer og en fotopolymerisasjonsinitiator kan brukes. Så fremt det bevirker fotopolymerisasjon ved bestråling med ultrafiolette ståler for å danne en herdet film, er det ingen spesiell begrensning på ultrafiolett herdeharpiks.

Monomeren omfatter, men er ikke begrenset til, di- eller høyere estere av flerverdige alkoholer med (met)akrylsyre så vel som ulike (met)akrylatblandinger, N-vinylpyrrolidon, N-vinylkaprolaktam og styren. Oligomeren omfatter, men er ikke begrenset til epoksy(met)akrylat, uretan(met)akrylat, polyester(met)akrylat, poly-eter(met)akrylat og silikon(met)akrylat.

Anvendbare fotopolymerisasjonsinitiatorer er blandinger som har absorp-sjon i bølgelengdeområdet 260-450 nm, som innbefatter benzoin og dens derivater, benzofenon og dens derivater, acetofenon og dens derivater, Michlers keton, benzil og dens derivater, tetraalkyltiurammonosulfid, tioksaner og lignende. Særlig foretrekkes bruk av en tioksan.

På bakgrunn av styrke- og glideegenskapene til et belegg, vil et fast, tørt belegg dannet av et ultrafiolett herdeharpiks fortrinnsvis ytterligere omfatte et fast stoff valgt fra et smøremiddel og et fibrøst fyllstoff. Eksempler på smøremidlet er metallsåper så som kalsiumstearat og polytetrafluoretylen (PTFE) harpikser, og et eksempel på det fibrøse fyllstoff er nålformet kalsiumkarbonat så som "whiscal" som selges av Maruo Calcium, Japan. Ett eller flere av disse faste stoffer kan tilsettes i en mengde på 0,05-0,35 deler i forhold til en del av ultrafiolett herdeharpiks på en massebasis. En mengde på mindre enn 0,35 deler kan være utilstrekkelig til å oppnå akseptabel øking av beleggstyrken. En mengde på mer enn 0,35 deler kan øke viskositeten til beleggsammensetningen i en slik grad at beleggbarheten senkes eller beleggstyrken blir utilstrekkelig. Fortrinnsvis tilsettes både smøremidlet og det fibrøse fyllstoff.

Bestråling med ultrafiolette stråler kan utføres ved bruk av kommersielt tilgjengelig utstyr for ultrafiolett lysbestråling som har en utgangsbølgelengde i området 200-450 nm. Ultrafiolettlyskilden kan for eksempel være en høytrykks wolframlampe, en ultrahøytrykks wolframlampe, en xenonlampe, en karbonbue-lampe, en metallhalidlampe eller solskinn.

I hvilket som helst av de ovenfor beskrevne utføringsformer, er tykkelsen til det tørre, faste belegg fortrinnsvis i området 5-50 um og mindre enn tykkelsen til det underliggende smørebelegg.

Det tørre, faste belegg dannes med sikte på å eliminere klebrigheten til den viskøse væske eller det halvfaste smørebelegg. Når et stålrør for OCTG plasseres vertikalt for å koples ved en gjengeskjøt og rust avsatt på rørets innside eller abrasive blåsepartikler innført for å fjerne rust faller ned på rørets innside, har følgelig rusten eller partiklene ingen mulighet til å klebe eller å bli innleiret i gjenge-skjøtens belagte overflate. Selv om det er en svak tilklebing av slike fremmedlegemer, kan de fjernes fullstendig ved hjelp av blåseluft. Følgelig forhindres forekomst av riving, særlig uopprettelig alvorlig riving som skyldes tilklebing av fremmedlegemer, og gjengeskjøtens rivingsmotstand blir merkbart forbedret. I tillegg virker det tørre, faste belegg til å beskytte den underliggende, viskøse væske eller det halvfaste smørebelegg, og den rusthindrende virkning av smøre-belegg kan oppnås med sikkerhet, slik at gjengeskjøtens rustbestandighet også forbedres.

Hvis tykkelsen av det tørre, faste belegg er for liten, er det tilfeller, når et beskyttende element så som en beskyttelsesinnretning som har høy lufttetthet er installert på enden av et stålrør for OCTG som vist i figur 1, hvor det tørre, faste belegg skades på grunn av kraften som påføres ved installering av beskyttelses-innretningen. Hvis på den annen side tykkelsen til det tørre, faste belegg er for stor, vil det nedre smørebelegg vanskelig kunne oppvise rivingsmotstand.

Forholdet (tykkelsen av den viskøse væske eller det halvfaste smøre-belegg) > (tykkelsen til det tørre, faste belegg) blir fortrinnsvis tilfredsstilt med sikte på å gjøre det vanskelig for det tørre, faste belegg å komme i konflikt med smøre-belegget for å hindre riving.

[Forberedende overflatebehandling]

I en gjengeskjøt for stålrør ifølge foreliggende oppfinnelse, som har et viskøst væskeformig eller halvfast smørebelegg dannet på en kontaktflate på en tapp og/eller en muffe og et tørt, fast belegg dannet ovenpå smørebelegget, hvis kontaktflaten som dekkes av disse belegg er blitt utsatt for forberedende overflatebehandling for oppruing slik at overflateruheten er større enn overflateruheten dannet ved maskinering, som er 3-5 um, vil i mange tilfeller rivingsmotstanden økes. Forut for påføring av det første lag av smørebelegget, blir det følgelig fortrinnsvis utført forberedende overflatebehandling på kontaktflaten for å opprue kontaktflaten.

Eksempler på slik forberedende overflatebehandling er sandblåsing der sanden kan være i form av sfæriske hagl eller skarpkantet sandkorn; beising ved neddykking i en sterk syreholdig væske så som svovelsyre, saltsyre, nitrinsyre eller fluorsyre for å opprue huden; kjemisk overflatebehandling så som fosfatbehandling, oksalatbehandling eller boratbehandling (danne et krystallinsk belegg hvor overflateruheten øker etter hvert som krystallene vokser); og metallplettering. Metallplettering innbefatter elektroplettering med kopper, jern eller deres legering-er (utspring blir selektivt plettert, slik at overflatene blir noe ruere); støtplettering med sink eller en sinklegering ved å la partikler med en jernkjerne dekket med sink eller en sinklegering treffe en overflate ved hjelp av sentrifugalkraft eller lufttrykk for å danne et sink- eller sinkjernlegeringsbelegg; og blandingsmetallplettering for å danne et belegg som har små, faste partikler dispergert i metall.

Uansett hvilken overflatebehandlingsmetode som brukes for kontaktflaten, foretrekkes at den utføres slik at overflaten har en overflateruhet Rmax i området 5-40 um. Hvis Rmax er mindre enn 5 um vil adhesjon og retensjon av smøre-belegget ikke bli tilstrekkelig forbedret. På den annen side, hvis Rmax overskrider 40 um, øker overflatefriksjonen betydelig, og det er tilfeller hvor belegget ikke kan motstå skjærkrefter og trykkrefter når det utsettes for et høyt trykk slik at det lett ødelegges eller skaller av. To typer overflatebehandling med sikte på overflateoppruing kan utføres.

Når det gjelder smørebeleggets adhesjon, foretrekkes overflatebehandling som kan danne et porøst belegg. Særlig foretrekkes fosfatbehandling (fosfatering) ved bruk av manganfosfat, sinkfosfat, jernmanganfosfat eller sinkkalsiumfosfat eller støtplettering for å danne et sink- eller sinkjernlegeringsbelegg. Når det gjelder adhesjon av et smørebelegg som er dannet på denne, foretrekkes et manganfosfatbelegg, og når det gjelder korrosjonshindring, foretrekkes et sink-eller sinkjernlegeringsbelegg som kan forventes å gi en offerkorrosjonseffekt på grunn av sink.

Enten et belegg dannet av fosfatering eller et sink- eller sinkjernlegeringsbelegg dannet ved støtplettering er et porøst belegg. Hvis det ovenpå dette dannes et smørebelegg, økes smørebeleggets adhesjon på grunn av den såkalte "forankringseffekt" ved et porøst belegg. Følgelig vil avskalling av det faste smørebelegg vanskelig kunne finne sted selv ved sammenskruing og fraskruing gjentatte ganger, kontakt mellom metaller i skjøtens kontaktflater blir effektivt for-hindret, og rivingsmotstand, lufttetthet og korrosjonsbestandighet øker ytterligere.

Fosfatering kan utføres ved neddykking eller sprøyting på konvensjonell måte. En vanlig fosfateringsløsning for bruk ved behandling av sinkpletterte stål som er en syrerik oppløsning av et fosfat kan brukes. For eksempel omfatter en typisk sinkfosfatoppløsning 1-150 g/L fosfationer, 3-70 g/L sinkioner, 1-100 g/L nitrationer og 0-30 g/L nikkelioner. En manganfosfatoppløsning som ofte brukes for overflatebehandling av gjengeskjøter kan også brukes. Temperaturen til en fosfateringsoppløsning som brukes kan være fra romtemperatur til 100°C og varigheten av behandlingen kan være opptil 15 minutter avhengig av ønsket beleggtykkelse. For å fremskynde dannelsen av et fosfatbelegg, før fosfatering, kan overflaten som skal behandles forsynes med en vandig overflatekondisjoner- ingsoppløsning inneholdende kolloidalt titan. Etter behandling med en fosfaterings-oppløsning, blir den behandlede overflate fortrinnsvis vasket med kaldt eller varmt vann før tørking.

Støtplettering kan utføres ved hjelp av mekanisk plettering der partikler støter mot et materiale som skal pletteres inne i en roterende trommel, eller ved blåseplettering der partikler støter mot et materiale som skal pletteres ved bruk av et blåseapparat. I foreliggende oppfinnelse er det tilstrekkelig å plettere bare kontaktflaten, slik at det foretrekkes å anvende blåseplettering som kan utføre lokal plettering.

Blåseplettering kan utføres ved bruk av partikler som har en ionebasert kjerne dekket med sink eller en sinklegering, som tillates å støte mot en kontaktflate som skal belegges. Partiklene har fortrinnsvis et innhold av sink eller sinklegering i området 20-60 masse% og en partikkeldiameter i området 0,2-1,5 mm. Når partiklene støter mot kontaktflaten, vil bare sink- eller sinklegeringsdekklaget

til partiklene klebe til kontaktflaten, slik at det dannes et porøst belegg ovenpå kontaktflaten. Blåseplettering kan danne et plettert belegg som kleber godt til en stålflate uansett stålets sammensetning.

Med hensyn til både korrosjonsbestandighet og adhesjon, er tykkelsen til sink- eller sinklegeringsbelegget som dannes ved støtplettering fortrinnsvis 5-40 um. Hvis den er mindre enn 5 um, vil det i noen tilfeller ikke kunne oppnås adekvat korrosjonsbestandighet. På den annen side, hvis den overstiger 40 um, kan adhesjonen til smørebelegget til slutt avta. Likeledes er tykkelsen til et fosfatbelegg fortrinnsvis 5-40 um.

En annen overflatebehandling kan anvendes. For eksempel vil ett eller flere pletteringslag med et metall eller en metallegering virke effektivt til å forbedre rivingsmotstand. Eksempler på slik plettering omfatter enkeltlag plettering med Cu-, Sn- eller Ni-metall, så vel som enkeltlag plettering med en Cu-Sn-legering, tolags plettering med Cu- og Sn-lag og trelags plettering med Ni-, Cu- og Sn-lag som beskrevet i JP 2003-74763A. For et stålrør laget av et stål som har et Cr-innhold større enn 5%, foretrekkes Cu-Sn-legeringsplettering, tolags plettering av Cu-plettering-Sn-plettering, og trelags plettering av Ni-pletterings-Cu-pletterings-Sn-plettering. Mer foretrukket er tolags plettering av Cu-plettering-Sn-plettering og trelags plettering av Ni-slagplettering-Cu-plettering-Sn-plettering. Slik metall- eller metallegeringsplettering kan utføres ved hjelp av en kjent metode som beskrevet i JP 2003-74763A.

[Overflatebehandling av den andre del]

Når et første lag av et viskøst væskeformig eller halvfast smørebelegg og et andre lag av et tørt, fast belegg ovenpå det første lag ifølge foreliggende oppfinnelse dannes på kontaktflaten til bare én av tappen og muffen i en gjengeskjøt, kan kontaktflaten til den andre del som ikke belegges med disse belegg forbli i ubehandlet tilstand, men fortrinnsvis utføres den ovenfor beskrevne, forberedende overflatebehandling for å opprue kontaktflaten. Når tilkoplingen til delen som er belagt med smørebelegget og det tørre, faste belegg ifølge foreliggende oppfinnelse utføres, vil følgelig kontaktflaten til den andre del som ikke har smørebelegg oppvise god evne til å fastholde smørebelegget på grunn av forankringseffekten som skyldes overflateoppruing, og derved øke rivingsmotstand.

For å oppnå rusthindrende egenskaper, kan et tørt, fast belegg dannes ovenpå dette lag av overflatebehandling. Ved å hindre at kontaktflaten utsettes for luft ved hjelp av dette tørre, faste belegg, selv når kontaktflaten bringes i kontakt med kondensert vann under lagring, vil forekomst av rust på kontaktflaten bli for-hindret. Materialet og tykkelsen til det tørre, faste belegg kan være den samme som ovenfor beskrevet. Som ovenfor beskrevet, blir det tørre, faste belegg ødelagt ved støtet som påføres på tidspunktet for den første sammenskruing slik at det inngår i smørebelegget på den tilhørende del, slik at den ikke kommer i konflikt med smøreegenskapene som frembringes av smørebelegget.

Eksempler

Virkningene av den foreliggende oppfinnelse vil bli illustrert ved følgende eksempler og sammenlignende eksempler. Nedenfor vil kontaktflaten omfattende det gjengede parti og det ugjengede metallkontaktparti på tappen, bli betegnet som "tappflaten", og kontaktflaten omfattende det gjengede parti og det ugjengede metallkontaktparti på en muffe, bli betegnet som "muffeflaten". Overflateruheten er uttrykt som Rmax.

Overflatebehandlingen vist i tabell 2 ble utført på tappflaten og muffeflaten til en gjengeskjøt (ytre diameter = 17,78 cm (7 tommer), veggtykkelse = 1,036 cm

(0,0408 tommer)) laget av karbonstålet A, Cr-Mo-stålet B, 13% Cr-stålet C, eller det høylegerte stål D vist i tabell 1 (riving vil lett skje i økende grad fra sammensetning A til sammensetning D). Et viskøst væskeformig eller halvfast smøre-belegg og et tørt, fast belegg ble begge dannet med luftsprøytebelegg. Propor-sjonene til komponentene i hver beleggsammensetning er angitt som masse-forhold i eksemplene og de komparative eksempler så fremt intet annet er angitt.

Ved sammenskruings- og fraskruingstesten for hvert av eksemplene og de komparative eksempler, før første sammenskruing, ble området nær kontaktflatene på tappen og muffen opprettholdt ved ca 50°C i én time ved å blåse varmluft (unntatt komparative eksempler 1 og 2), og deretter ble jernpulver dispergert på kontaktflatene for å simulere en tilstand der oksidskallpulver på stålrørets innside beveges til og kleber til de belagte partier når et stålrør reises vertikalt. Luftblåsing ble så utført for å fjerne det avsatte jernpulver.

Sammenskruing ble utført med en sammenskruingshastighet på 10 r/min med et sammenskruingsmoment på 14 kN-m, og etter fraskruing ble kontaktflatene på tappen og muffen undersøkt for riving. Der skrammer på grunn av galling som utviklet seg under sammenskruing var små og det var mulig å utføre sammenskruing igjen etter utbedring, ble utbedring foretatt og sammenskruing og fraskruing ble gjentatt ti ganger inntil fraskruing ble umulig på grunn av forekomsten av ubotelig sterk riving. Resultatene fra sammenskruings- og fraskruingstesten er vist i tabell 3.

Eksempel 1

Den følgende overflatebehandling ble utført på en gjengeskjøt laget av karbonstål av sammensetning A vist i tabell 1.

Muffeoverflaten ble behandlet med maskinsliping (overflateruhet på 3 um) og neddykket i 10 minutter i en manganfosfateringsoppløsning ved 80-95°C for å danne et manganfosfatbelegg med en tykkelse på 15 um (overflateruhet 10 um). En smørebeleggsammensetning dannet av én del parafinvoks med et smeltepunkt på 65°C, to deler kalsiumstearat, og to deler av et organisk løsemiddel (lettbensiner) ble så påført muffeoverflaten ved sprøytebelegging, og etter fordampning av det organiske løsemiddel var det dannet et halvfast smørebelegg med en tykkelse på 20 um. Ovenpå dette smørebelegg ble det påført en beleggsammensetning dannet av én del vann og 0,43 deler av en akrylharpiks ved sprøytebelegging og etter fordampning av vannet, var det dannet et tørt, fast belegg med en tykkelse på 8 um.

Tappoverflaten ble overflatebehandlet med maskinsliping (overflateruhet på 3 um) og deretter neddykket i 10 minutter i en sinkfosfateringsoppløsning ved 75-85°C for å danne et sinkfosfatbelegg med en tykkelse på 15 um (overflateruhet 10 um).

Selv ved ca 50°C var det ingen tilklebning i det hele tatt av jernpulver på muffeoverflatens tørre, faste belegg. I sammenskruings- og fraskruingstesten, som vist i tabell 3, var det ingen forekomst av riving i 10 sykluser ved sammenskruing og fraskruing, og resultatene var ekstremt gode.

Eksempel 2

Den følgende overflatebehandling ble utført på en gjengeskjøt laget av Cr-Mo-stålet med sammensetning B vist i tabell 1.

Muffeoverflaten ble overflatebehandlet med maskinsliping (overflateruhet på 3 um) og deretter neddykket i 10 minutter i en manganfosfateringsoppløsning ved 80-95X for å danne et manganfosfatbelegg med en tykkelse på 15 um (overflateruhet 10 um). Muffeoverflaten ble så belagt med en smørebeleggsammen-setning dannet av én del parafinvoks med et smeltepunkt på 65°C, to deler kalsiumstearat, 0,1 deler naturlig asfaltpulver (gilsonitt) og to deler av et organisk løsemiddel (lettbensiner) ved sprøytebelegging, og etter fordampning av det organiske løsemiddel, var det dannet et halvfast smørebelegg med en tykkelse på 30 um. Ovenpå smørebelegget ble det med sprøytebelegging påført en beleggsammensetning dannet av én del vann, 0,5 deler av en akrylharpiks og 0,05 deler av dipropylenglykol-n-butyleter, og etter fordampning av vann, var det dannet et tørt, fast belegg med en tykkelse på 15 um.

Tappoverflaten ble overflatebehandlet med maskinsliping (overflateruhet på 3 um) og deretter neddykket i 10 minutter i en sinkfosfateringsoppløsning ved 75-85°C for å danne et sinkfosfatbelegg med en tykkelse på 15 um (overflateruhet 10 um). På fosfatbeleggets overflate ble det påført en sammensetning dannet av én del vann og 0,5 deler av en akrylharpiks med sprøytebelegging, og etter fordampning av vannet var det dannet et tørt, fast belegg med en tykkelse på 10 um.

Selv ved ca 50°C var det absolutt ingen tilklebning av jernpulver på det tørre, faste belegg på tappen eller muffen. Ved sammenskruings- og fraskruingstesten, som vist i tabell 3, var det ingen forekomst av riving ved 10 sykluser av sammenskruing og fraskruing, og resultatene var ekstremt gode.

Eksempel 3

En gjengeskjøt laget av det høylegerte stål med sammensetning D vist i tabell 1, gjennomgikk den følgende overflatebehandling.

Muffeoverflaten ble overflatebehandlet med maskinsliping (overflateruhet på 3 um), og deretter ble på denne dannet et belegg av porøs sinkplettering med

en tykkelse på 7 um (overflateruhet 5 um) ved hjelp av blåseplettering ved bruk av partikler med en jernkjerne belagt med sink. Muffeoverflaten ble så belagt med en smørebeleggsammensetning dannet av én del parafinvoks med et smeltepunkt på 70°C, tre deler kalsiumstearat, én del sterkt basisk kalsiumsulfonat (basisitet på 400 mg KOH/g), og to deler av et organisk løsemiddel (lettbensiner) ved sprøyte-belegging, og etter fordampning av det organiske løsemiddel, ble det dannet et viskøst væskeformig smørebelegg med en tykkelse på 25 um. Ved prepareringen av smørebeleggsammensetningen, ble kalsiumstearatet innledningsvis oppløst i parafinvoksen oppvarmet til minst dets smeltetemperatur, og deretter ble de andre komponentene blandet inn. Ovenpå smørebelegget ble det påført en sammensetning dannet av én del vann og én del av en akrylharpiks ved sprøytebelegging, og etter fordampning av vannet ble det dannet et tørt, fast belegg med en tykkelse på 20 um.

Etter at tappoverflaten var gitt en overflateruhet på 10 um ved sandblåsing med #80 sand, den samme smørebeleggsammensetning som ble påført muffe overflaten ble påført tappoverflaten ved sprøytebelegging, og etter fordampning av det organiske løsemiddel, var det dannet et viskøst væskeformig smørebelegg med en tykkelse på 25 um. Ovenpå smørebelegget ble det ved sprøytebelegging påført en sammensetning dannet av én del vann og én del av en akrylharpiks, og etter fordampning av vannet, var det dannet et tørt, fast belegg med en tykkelse på 30 um.

Selv ved ca 50°C var det absolutt ingen tilklebing av jernpulver på det tørre, faste belegg på tappen eller muffen. Stålet var et høylegert stål som meget lett oppviser riving, slik at ved sammenskruings- og fraskruingstesten med 10 sykluser av sammenskruing og fraskruing, som vist i tabell 3, oppstod svak riving ved slutten av den åttende syklus. Den kunne imidlertid fortsatt brukes etter utbedring. Dette resultat er på et nivå der det absolutt ikke er noen problemer med hensyn til rivingsmotstand.

Eksempel 4

Den følgende overflatebehandling ble utført på en gjengeskjøt laget av 13% Cr-stålet med sammensetning C vist i tabell 1.

Etter at muffeoverflaten var overflatebehandlet ved maskinsliping (overflateruhet på 3 um), ble flerlags plettering med en total tykkelse på 10 um (overflateruhet 5 um) og bestående av Ni-slagplettering, Cu-plettering og Sn-plettering i denne rekkefølge dannet ved elektroplettering. På overflaten som var behandlet på denne måten, ble en smørebeleggsammensetning bestående av én del parafinvoks med et smeltepunkt på 70°C, fire deler kalsiumstearat, tre deler sterkt basisk kalsiumfenat (basisitet på 400 mg KOH/g), og to deler av et organisk løse-middel (lettbensiner) påført ved sprøytebelegging, og etter fordampning av det organiske løsemiddel, var det dannet et viskøst væskeformig smørebelegg med en tykkelse på 90 um. Kalsiumstearatet ble først oppløst i parafinvoksen oppvarmet til minst dets smeltetemperatur, og deretter ble de andre komponenter blandet inn. Ovenpå smørebelegget, ble det ved sprøytebelegging påført en beleggsammensetning dannet av én del vann, fire deler av en akrylharpiks og 0,05 deler av silisiumoksidpulver, og etter fordampning av vannet, var det dannet et tørt, fast belegg med en tykkelse på 30 um.

Etter at tappoverflaten var gitt en overflateruhet på 10 um ved sandblåsing med #80 sand, ble det ved sprøytebelegging påført en beleggsammensetning dannet av én del vann, fire deler av en akrylharpiks og 0,05 deler av silisiumoksidpulver og etter fordampning av vannet, var det dannet et tørt, fast belegg med en tykkelse på 20 um.

Selv etter ca 50°C, var det absolutt ingen tilklebing av jernpulver til det tørre, faste belegg på tappen eller muffen. Ved sammenskruings- og fraskruingstesten med ti sykluser, som vist i tabell 3, oppstod det svak riving ved enden av den niende syklus, men sammenskruing og fraskruing kunne fortsettes etter utbedring. Dette resultat er på et nivå der det absolutt ikke er noen problemer med hensyn til rivingsmotstand.

Eksempel 5

Etter at muffeoverflaten var overflatebehandlet ved maskinsliping (overflateruhet på 3 um), ble et plettert belegg av kopper-tinn-legering med en tykkelse på 12 um (overflateruhet 3 um) dannet ved elektroplettering. På muffeoverflaten som var behandlet på denne måten, ble det med sprøytebelegging påført en smøre-beleggsammensetning dannet av én del parafinvoks med et smeltepunkt på 65°C, to deler kalsiumstearat, fire deler sterkt basisk kalsiumsalisylat (basisitet på 300 mg KOH/g), og to deler av et organisk løsemiddel (lettbensiner), og etter fordampning av det organiske løsemiddel var det dannet et viskøst væskeformig smørebelegg med en tykkelse på 50 um. Kalsiumstearatet ble først oppløst i parafinvoksen oppvarmet til minst dets smeltetemperatur, og deretter ble de andre komponenter blandet med disse. Ovenpå smørebelegget ble det ved sprøyte-belegging påført en beleggsammensetning dannet av én del vann og 0,1 deler polyetylenoksid, og et fast belegg med en tykkelse på 15 um ble dannet.

Etter at tappoverflaten var gitt en overflateruhet på 10 um ved hjelp av sandblåsing med #80 sand, ble en beleggsammensetning dannet av én del vann og 0,1 deler polyetylenoksid påført overflaten ved sprøytebelegging, og etter fordampning av vannet, var det dannet et tørt, fast belegg med en tykkelse på 20 um.

Selv ved ca 50°C, var det absolutt ingen tilklebing av jernpulver til det tørre, faste belegg på tappen eller muffen. Ved sammenskruings- og fraskruingstesten med ti sykluser, som vist i tabell 3, oppstod det svak riving fra den syvende syklus, men etter utbedring, kunne sammenskruing og fraskruing utføres til og med den tiende syklus. Dette resultat er på et nivå som ikke har noen problemer med hensyn til rivingsmotstand.

Eksempel 6

Muffeoverflaten ble overflatebehandlet ved maskinsliping (overflateruhet på 3 um), og deretter neddykket i 15 minutter i en oksalatoppløsning for kjemisk overflatebehandling ved en temperatur på 85-95°C for å danne et oksalatbelegg med en tykkelse på 3 um (overflateruhet 7 um). På overflaten som var behandlet på denne måten, ble det med sprøytebelegging påført en smørebeleggsammensetn-ing dannet av én del parafinvoks med et smeltepunkt på 65°C, to deler kalsiumstearat, fire deler sterkt basisk kalsiumsalisylat (basisitet på 300 mg KOH/g), 0,05 deler naturasfalt (gilsonitt) og to deler av et organisk løsemiddel (lettbensiner), og etter fordampning av det organiske løsemiddel var det dannet et halvfast smøre-belegg med en tykkelse på 25 um. Ovenpå smørebelegget ble det ved sprøyte-belegging påført en beleggsammensetning dannet av én del av et organisk løse-middel (toluen:sykloheksanon:metyletylketon = 1:2:4), 0,25 deler av en akrylharpiks, og 0,02 deler av dipropylenglykol-n-butyleter, og etter fordampning av det organiske løsemiddel var det dannet et tørt, fast belegg med en tykkelse på 10 um.

Tappoverflaten ble overflatebehandlet med maskinsliping (overflateruhet på 3 um) og deretter neddykket i 15 minutter i en oksalatfilmdannende kjemisk over-flatebehandlingsoppløsning ved 85-95°C for å danne et oksalatbelegg med en tykkelse på 4 um (overflateruhet på 8um). Selv ved ca 50°C var det absolutt ingen tilklebing av jernpulver på det tørre, faste belegg på tappen eller muffen. Ved sammenskruings- og fraskruingstesten med ti sykluser som vist i tabell 3, oppstod svak riving fra den åttende syklus, men sammenskruing og fraskruing kunne fortsettes til og med ti sykluser etter utbedring. Dette resultat er på et nivå der det ikke er noen problemer med hensyn til rivingsmotstand.

Eksempel 7

Den følgende overflatebehandling ble utført på en gjengeskjøt laget av karbonstålet med sammensetning A vist i tabell 1.

Muffeoverflaten ble overflatebehandlet med maskinsliping (overflateruhet på 3 um) og deretter neddykket i 10 minutter i en manganfosfateringsoppløsning ved 80-95X for å danne et manganfosfatbelegg med en tykkelse på 12 um (overflateruhet 10 um). På overflaten som ble behandlet på denne måten, ble det ved sprøytebelegging påført en smørebeleggsammensetning dannet av én del parafinvoks med et smeltepunkt på 65°C, to deler kalsiumstearat, to deler av et organisk løsemiddel (lettbensiner) og 0,04 deler grafittpulver, og etter fordampning av det organiske løsemiddel var det dannet et halvfast smørebelegg med en tykkelse på 20 um. Ovenpå smørebelegget ble det påført en beleggsammensetning omfattende et ultrafiolett herdeharpiks som selges av Nippon Kayaku som omfattet KAYARAD THE 330 (en akrylatester av trimetylolpropan og etylenoksid), KAYACURE DETX-S (2,4-dietyltioxanton) og KAYACURE EPA (etyl 4-dimetyl-aminobenzoat), et smøremiddel (Calcium Stearat GP som selges av NOF Corporation) og et fibrøst fyllstoff av nålformet kalsiumkarbonat ("Whiscal" som selges av Maruo Calcium Co., Ltd.) ble påført. Masseforholdet til ultrafiolett herde-harpiksen:smøremiddel:fibrøst fyllstoff var 15:3:2. Belegget ble herdet ved bestråling med ultrafiolett stråling med 260 nm bølgebølgende fra en luftkjølt wolframlampe med en utgangseffekt på 4 kW for å danne et tørt, fast belegg med en tykkelse på 15 um.

Tappoverflaten ble overflatebehandlet med maskinsliping (overflateruhet på 3 um) og deretter neddykket i 10 minutter i en sinkfosfateringsoppløsning ved 75-85°C for å danne et sinkfosfatbelegg med en tykkelse på 14 um (overflateruhet 10 um). På fosfatbeleggets overflate ble det samme ultrafiolett herdede tørre, faste belegg som ble dannet på muffeoverflaten dannet med en tykkelse på 15 um.

Selv ved ca 50°C var det absolutt ingen tilklebing av jernpulver på det tørre, faste belegg på tappen eller muffen. Ved sammenskruings- og fraskruingstesten, som vist i tabell 3, skjedde ingen riving i ti sykluser av sammenskruing og fraskruing, og resultatene var ekstremt gode.

Komparativt eksempel 1

Muffeoverflaten ble behandlet med maskinsliping (overflateruhet på 3 um) og deretter neddykket i 10 minutter i en manganfosfateringsoppløsning ved 80-95°C for å danne et manganfosfatbelegg med en tykkelse på 15 um (overflateruhet 10 um). Ovenpå fosfatbelegget ble det, som et smøremiddel, påført et viskøst væskeformig kompoundfett som tilfredsstiller API-standarder (den sammenlagte beleggvekt på tappen og muffen var 50 gram).

Tappoverflaten ble behandlet med maskinsliping (overflateruhet på 3 um), og uten ytterligere overflatebehandling, ble ovennevnte kompoundfett påført denne.

Ved sammenskruings- og fraskruingstesten med ti sykluser, som vist i tabell 3, var det ingen forekomst av riving opp til den åttende syklus. Svak riving oppstod ved den niende syklus, men reparasjon kunne utføres slik at sammenskruing og fraskruing ble utført til og med den tiende syklus. I dette eksempel inneholdt imidlertid kompoundfettet skadelige tungmetaller så som bly, og det kan anses som skadelig for mennesker og omgivelsene. Dessuten er overflaten klebrig, og fremmedlegemer så som skall og sand klebet seg til og blandes inn i kompoundfettet, noe som fører til det problem at der er store variasjoner i rivingsmotstand.

Komparativt eksempel 2

Muffeoverflaten ble behandlet med maskinsliping (overflateruhet på 3 um) og deretter neddykket i 10 minutter i en manganfosfateringsoppløsning ved 80-95°C for å danne et manganfosfatbelegg med en tykkelse på 15 um (overflateruhet 10 um). På overflaten som ble behandlet på denne måten, ble det ved sprøytebelegging påført en smørebeleggsammensetning dannet av én del parafinvoks med et smeltepunkt på 65°C, to deler kalsiumstearat, fire deler sterkt basisk kalsiumsalisylat (basisitet på 300 mg KOH/g), og to deler av et organisk løse-middel (lettbensiner), og etter fordampning av det organiske løsemiddel, var det dannet et viskøst væskeformig smørebelegg med en tykkelse på 30 um.

Etter at tappoverflaten var behandlet med maskinsliping (overflateruhet på

3 um), ble det ved sprøytebelegging påført en smørebeleggsammensetning dannet av én del parafinvoks med et smeltepunkt på 65°C, to deler kalsiumstearat, fire deler sterkt basisk kalsiumsalisylat (basisitet på 300 mg KOH/g), og to deler av et organisk løsemiddel (lettbensiner), og etter fordampning av det organiske løse-middel var det dannet et smørebelegg med en tykkelse på 30 um.

Ved sammenskruings- og fraskruingstesten med ti sykluser, som vist i tabell 3, var det ingen forekomst av riving til og med den tredje syklus. Imidlertid oppstod svak riving ved den fjerde syklus, og selv om sammenskruing og fraskruing ble fortsatt til og med den femte syklus ved å foreta utbedring, oppstod det ubotelig sterk riving i den sjette syklus. Det antas at rivingsmotstanden avtok på grunn av smørebeleggets klebrige overflate, som fikk jernpulver til å klebe til smørebelegget, og bare en liten mengde av pulveret kunne fjernes ved hjelp av blåseluft. Jernpulveret som forble fastklebet til overflaten etter luftblåsing ble således ansett som ansvarlig for den reduserte rivingsmotstand.

Komparativt eksempel 3

Muffeoverflaten ble behandlet med maskinsliping (overflateruhet på 3 um) og deretter neddykket i 10 minutter i en manganfosfateringsoppløsning ved 80-95°C for å danne et manganfosfatbelegg med en tykkelse på 15 um (overflateruhet 10 um). På overflaten som ble behandlet på denne måten, ble det ved børstebehandling påført en smørebeleggsammensetning dannet av et sterkt basisk kalsiumsulfonat (basisitet på 400 mg KOH/g) for å danne et viskøst væskeformig smørebelegg med en tykkelse på 12 um. Ovenpå det viskøse væskeformige smørebelegg ble det ved børstebeveging påført en oksidvoks med et smeltepunkt på 65°C som ble oppvarmet til det smeltet, for å danne et fast smøre-belegg (voksbelegg) med en tykkelse på ca 5 um.

Tappoverflaten ble behandlet med maskinsliping (overflateruhet på 3 um) og ikke behandlet ytterligere.

Ved 50°C, begynte mykning av det øvre av fast smørebelegg (voksbelegg) allerede å utvikle seg, og en stor mengde jernpulver klebet til dette. Det ble observert at en del av jernpulveret sank inn i belegget. I tillegg blandet det myknede voksbelegg seg med det nedre lag av viskøst væskeformig smørebelegg, og beleggene fluidiserte delvis slik at også siging (ujevn beleggtykkelse) utviklet seg.

Ved sammenskruings- og fraskruingstesten med ti sykluser, som vist i tabell 3, var det ingen forekomst av riving i den første syklus. Imidlertid oppstod ubotelig sterk riving i den andre syklus. Det antas at rivingsmotstanden avtok sterkt fordi overflaten ble klebrig og belegget myknet mens gjengeskjøten ble holdt ved en temperatur over 40°C. Følgelig klebet jernpulver til og blandet seg inn i belegget. Dessuten ble beleggtykkelsen ujevn, hvilket ytterligere svekket rivingsmotstanden.

Rusthindrende egenskaper ble evaluert ved å preparere et kupongformet prøvestykke (70 mm x 150 mm x 2 mm tykt) på det samme stål som var utsatt for den samme overflatebehandling (forberedende behandling, nedre smørebelegg, og øvre tørre, faste belegg) som benyttet for muffen i hvert eksempel (vist i muffe-spalten i tabell 2) og utsette prøvestykket for en fuktighetstest (200 timer ved en temperatur på 50°C og en fuktighet på 98%). Det ble fastslått ved denne test at det ikke var noen forekomst av rust for noen av eksemplene 1-7.

Claims

1. Oljebrønnrør eller oljebrønnrørsforbindelseselement som omfatter en tapp eller en muffe eller begge, tappen eller muffen eller begge har en kontaktflate som innebefatter en kontaktflate av et gjenget parti (3a, 3b) og en kontaktflate av et ugjenget metallkontaktparti (4a, 4b) dannet på enden av det gjengede parti (3a, 3b),karakterisert vedat et tørt, fast belegg (31b) basert på en ultrafiolett herdende harpiks er på minst én av kontaktflatene, hvori kontaktflaten, som det tørre faste belegget er anbrakt på, er utsatt for forberedende overflatebehandling.

2. Oljebrønnrør eller oljebrønnrørsforbindelseselement i henhold til krav 1, hvori den forberedende overflatebehandlingen er en fremgangsmåte valgt blant blåsing, beising, kjemisk fosfatomvandlingsbehandling, kjemisk oksalat-omvandlingsbehandling, kjemisk boratomvandlingsbehandling, metallplettering og en kombinasjon av to eller flere av disse behandlinger før dannelse av det tørre faste belegget (31b).

3. Oljebrønnrør eller oljebrønnrørsforbindelseselement i henhold til krav 1, hvori den forberedende overflatebehandlingen er kjemisk fosfatomvandlingsbehandling med sinkfosfat, og den forberedende overflatebehandlingen ble påført kontaktoverflaten som er fremstilt ved maskinering.

4. Oljebrønnrør eller oljebrønnrørsforbindelseselement i henhold til krav 1, hvor det tørre, faste belegg som er dannet av en ultrafiolett herdende harpiks ytterligere omfatter et fast stoff valgt fra et smøremiddel og et fibrøst fyllstoff.

5. Oljebrønnrør forbundet med et annet oljebrønnrør hvori ett av oljebrønnrørene er et oljebrønnrør i henhold til et av kravene 1-4 eller hvori de to oljebrønnrørene er forbundet ved et oljebrønnrørsforbindelseselement i henhold til et av kravene 1-4.