BR112014008612B1 - junta rosqueada tubular que possui desempenho de alto torque aprimorado - Google Patents

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Yamamoto Yasuhiro
Tanaka Yuji
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Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp
Nippon Steel Corp
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Abstract

resumo “junta rosqueada tubular que possui desempenho de alto torque aprimorado” trata-se de uma junta rosqueada tubular que é isenta de metais pesados nocivos, que possui excelente resistência à descamação, estanqueidade de gás, e propriedades de prevenção de ferrugem e que não sofre escoamento facilmente de porções de ombro mesmo quando submetida à constituição com um alto torque é constituída por um pino 1 e uma caixa 2 que possuem uma superfície de contato que compreende uma porção de contato metálica não rosqueada que inclui uma porção de vedação 4a ou 4b e uma porção de ombro 5a ou 5b e uma porção rosqueada 3a ou 3b. entre a superfície de contato de pelo menos um entre o pino e a the caixa, as superfícies da porção de vedação e da porção de ombro possuem um primeiro revestimento lubrificante 10 sob a forma de um revestimento lubrificante sólido, e a superfície da porção rosqueada ou de toda a superfície da superfície de contato possui um segundo revestimento lubrificante 11 selecionado a partir de um revestimento lubrificante líquido viscoso e um revestimento lubrificante sólido. o primeiro revestimento lubrificante possui um coeficiente de atrito que é maior que aquele do segundo revestimento lubrificante, e o segundo revestimento lubrificante fica posicionado na parte superior em uma porção onde o primeiro revestimento lubrificante e o segundo revestimento lubrificante estão presentes. 34 1/1 34

Description

CAMPO DA TÉCNICA [0001 ] Esta invenção refere-se a uma junta rosqueada tubular usada para conectar tubos de aço e particularmente tubos petrolíferos OCTG (oil country tubular goods) e a um método de tratamento de superfície desses. Uma junta rosqueada tubular de acordo com a presente invenção pode exibir confiavelmente excelente resistência à descamação sem a aplicação de uma graxa lubrificante como graxa composta que era anteriormente aplicada a juntas rosqueadas toda vez que a constituição de tubos petrolíferos OCTG for realizada. Portanto, uma junta rosqueada tubular de acordo com a presente invenção pode evitar os efeitos adversos sobre o ambiente global e humanos causados por graxa composta. Ademais, a junta não se deforma facilmente mesmo que a constituição seja realizada com um alto torque, assim tornando possível realizar uma vedação metal-metal estável com uma margem de operação adequada.
ANTECEDENTES DA TÉCNICA [0002] Os tubos petrolíferos como tubulação e revestimento usados para a escavação de poços de petróleo para a exploração de petróleo bruto ou gasóleo são geralmente conectados uns aos outros (constituídos) utilizando juntas rosqueadas tubulares. No passado, a profundidade de poços de petróleo era 2.000 a 3.000 metros, porém em poços profundos como campos petrolíferos recentes no oceano, a profundidade às vezes atinge 8.000 a 10.000 metros ou mais. O comprimento de tubos petrolíferos é tipicamente alguns metros, e a tubagem através da qual um fluido como petróleo bruto flui é circundada por uma pluralidade de revestimentos. Portanto, o número de tubos petrolíferos que é conectado por juntas rosqueadas atinge um número muito grande.
[0003] Visto que as juntas rosqueadas tubulares de tubos petrolíferos são submetidas em seu ambiente de uso a cargas sob a forma de forças de tração na direção axial causadas pela massa de tubos petrolíferos e as próprias juntas,
Petição 870190083806, de 27/08/2019, pág. 72/191
2/60 pressões compostas como pressões internas e externas, e calor geotérmico, essas precisam manter a estanqueidade de gás sem serem danificadas mesmo em ambientes severos.
[0004] As juntas rosqueadas tubulares típicas para conectar tubos petrolíferos (também referidas como juntas rosqueadas especiais) possuem uma estrutura pino-caixa. Um pino, que é um componente de junta que possui roscas macho (externas), é tipicamente formado sobre a superfície externa de ambas as extremidades de um tubo petrolífero OCTG, e uma caixa, que é um componente de junta de contraparte que possui roscas fêmea (internas) que se engatam nas roscas macho, é tipicamente formada sobre a superfície interna de ambos os lados de um acoplamento, que é um elemento separado. Como mostrado na Figura 1, o pino possui uma porção de ombro (também referida como um ombro de torque) formada sobre a extremidade superfície na ponta do pino e uma porção de vedação formada entre a superfície de extremidade e as roscas macho. Correspondentemente, a caixa possui uma porção de vedação e uma porção de ombro localizadas na parte posterior das roscas fêmea e adaptadas para contatar a porção de vedação e a porção de ombro do pino, respectivamente. As porções de vedação e as porções de ombro do pino e da caixa constituem as porções de contato metálicas não rosqueadas de uma junta rosqueada tubular, e as porções de contato metálicas não rosqueadas e as porções rosqueadas do pino e da caixa constituem as superfícies de contato de uma junta rosqueada tubular. O Documento de Patente 1 descrito abaixo descreve um exemplo dessa junta rosqueada especial.
[0005] Para realizar a constituição dessa junta rosqueada tubular, uma extremidade (o pino) de um tubo petrolífero OCTG é inserida em um acoplamento (caixa), e as roscas macho e as roscas fêmea são apertadas até as porções de ombro do pino e da caixa entrarem em contato e interferirem em um torque adequado. Como resultado, as porções de vedação do pino e da caixa entram em contato íntimo para formar uma vedação metal-metal que garante a estanqueidade de gás da junta rosqueada.
Petição 870190083806, de 27/08/2019, pág. 73/191
3/60 [0006] Devido a vários problemas que ocorrem durante o processo de abaixar a tubulação ou revestimento em um poço de petróleo, às vezes é necessário afrouxar uma junta rosqueada que foi constituída, levantar a junta do poço de petróleo, apertar novamente a mesma, e novamente abaixar a mesma para dentro do poço. API (American Petroleum Institute) exige a resistência à descamação de modo que o emperramento irreparável referido como descamação não ocorra e a estanqueidade de gás seja mantida mesmo que o aperto (constituição) e afrouxamento ruptura) sejam realizados 10 vezes em uma junta de tubagem 3 vezes em uma junta de invólucro.
[0007] Para aumentar a resistência à descamação e a estanqueidade de gás, um lubrificante líquido viscoso (graxa lubrificante) referido como graxa composta ou dope e contendo pó de metal pesado foi anteriormente aplicado às superfícies de contato de uma junta rosqueada sempre que a constituição for realizada. Essa graxa composta é prescrita por API BUL 5A2.
[0008] Com o objetivo de aumentar a retenção de graxa composta e aprimorar as propriedades deslizantes, propôs-se submeter as superfícies de contato de uma junta rosqueada a vários tipos de tratamento de superfície para formar uma ou mais camadas como tratamento com nitreto, vários tipos de galvanização inclusive zincagem e galvanização por dispersão, e tratamento por conversão química de fosfato. Entretanto, como determinado abaixo, o uso de graxa composta pode ter efeitos adversos sobre o ambiente e humanos.
[0009] A graxa composta contém grandes quantidades de pó de metais pesados como zinco, chumbo, e cobre. No momento de constituição de uma junta rosqueada, a graxa aplicada é removida por lavagem ou é encaminhada para a superfície externa, e isso pode ter um efeito adverso sobre o ambiente e especialmente sobre a vida marinha particularmente devido a metais pesados nocivos como chumbo. Ademais, o processo de aplicar graxa composta deteriora o ambiente de trabalho e a eficiência de trabalho, e também há um problema de danos a humanos.
[0010] Nos últimos anos, como resultado do decreto em 1998 da OSPAR
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Convention (Oslo-Paris Convention) com o objetivo de impedir a poluição marinha no Atlântico Nordeste, regulamentações ambientais rígidas estão sendo decretadas em uma escala global, e em algumas regiões, o uso de graxa composta já está sendo regulamentado. Consequentemente, para evitar efeitos nocivos sobre o ambiente e humanos durante a escavação de poços de gás e poços de petróleo, uma demanda foi desenvolvida para juntas rosqueadas que possam exibir excelente resistência à descamação sem utilizar graxa composta.
[0011] Como uma junta rosqueada que pode ser usada para conectar os tubos petrolíferos sem a aplicação de graxa composta, o presente requerente propôs no Documento de Patente 2 uma junta rosqueada para tubos de aço que possuem um revestimento lubrificante líquido viscoso ou semissólido e no Documento de Patente 3 uma junta rosqueada para tubos de aço que possuem um revestimento lubrificante sólido.
[0012] Documento de Patente 1: JP 5-87275 A [0013] Documento de Patente 2: JP 2002-173692 A [0014] Documento de Patente 3: WO 2009/072486
SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0015] Como determinado acima, com uma junta rosqueada especial como aquela mostrada na Figura 1 constituída por um pino e uma caixa com uma porção de vedação, as porções de vedação do pino e da caixa formam uma vedação metal-metal para garantir a estanqueidade de gás no final da constituição.
[0016] A Figura 2 mostra um gráfico de torque no momento de constituição desse tipo de junta rosqueada (ordenada: torque, abscissa: número de voltas). Como mostrado nessa figura, à medida que ocorre a rotação, as porções rosqueadas do pino e da caixa inicialmente entram em contato e o torque aumenta gradualmente. Subsequentemente, as porções de vedação do pino e da caixa entram em contato, e a taxa de aumento de torque aumenta. Eventualmente, a porção de ombro na ponta do pino e a porção de ombro da caixa entram em contato e começam a se interferir (o torque no início dessa
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5/60 interferência é referido como o torque de ombro Ts), com isso o torque aumenta abruptamente. A constituição é concluída quando o torque atingir um torque de constituição predeterminado. O torque ótimo na Figura 2 significa o torque que é ótimo para a conclusão de constituição com a obtenção de uma quantidade de interferência nas porções de vedação que é necessária para garantir a estanqueidade de gás. Um valor apropriado para o torque ótimo é predeterminado dependendo do diâmetro interno e do tipo de uma junta.
[0017] Entretanto, em uma junta rosqueada especial usada em poços muito profundos em que esforços compressivos e tensões de flexão são aplicados, a constituição às vezes é realizada com um torque que é maior que o usual para impedir que a rosca apertada afrouxe. Nesse caso, a porção de ombro na extremidade do pino e a porção de ombro da caixa que entra em contato às vezes se deformam, resultando em deformação plástica da porção de ombro de pelo menos um elemento do pino e da caixa. Como resultado, como mostrado na Figura 2, a taxa de aumento de torque diminui repentinamente. O torque no momento que ocorre o escoamento e a deformação plástica é referido como o torque de escoamento Ty. O escoamento das porções de ombro resulta em uma falha de estanqueidade de gás.
[0018] Em uma junta rosqueada que é constituída com um alto torque, é vantajoso que o valor de [Ty menos Ts] (Ty- Ts = ÁT, ou a resistência de ombro de torque) seja grande. Entretanto, nas juntas rosqueadas tubulares descritas no Documento de Patente 2 que possuem um revestimento lubrificante líquido viscoso ou semissólido, Ty é baixo comparado com quando uma graxa composta convencional é aplicada. Como resultado, ÁT se torna pequeno, e as porções de ombro escoam em uma constituição de baixo torque, então às vezes é impossível realizar a constituição com um alto torque. Nas juntas rosqueadas tubulares descritas no Documento de Patente 3 que também possuem um revestimento lubrificante sólido, ÁT se torna menor do que aquele de uma graxa composta convencional.
[0019] O objetivo da presente invenção é proporcionar uma junta
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6/60 rosqueada tubular que não sofra escoamento facilmente de suas porções de ombro mesmo quando essa for constituída com um alto torque e essa possui um revestimento lubrificante que não contém metais pesados nocivos, essa possui excelente resistência à descamação, estanqueidade de gás, e propriedades de prevenção de ferrugem, e essa pode fornecer um ÁT grande à junta.
[0020] Descobriu-se que mesmo se a composição de um revestimento lubrificante variar para variar seu coeficiente de atrito, ΔΤ não muda muito, pois Ts e Ty variam tipicamente na mesma direção. Por exemplo, se o coeficiente de atrito de um revestimento lubrificante aumentar, Ty aumenta, porém Ts também aumenta (um fenômeno referido como alta formação de ombro). Como resultado, no pior caso, a condição referida como nenhuma formação de ombro ocorre em que as porções de ombro não entram em contato em um torque de constituição predeterminado e a constituição não pode ser concluída.
[0021] Os presentes inventores descobriram que com uma junta rosqueada tubular que possui um revestimento lubrificante líquido viscoso ou sólido que não contém metais pesados nocivos que impõem uma sobrecarga sobre o ambiente global, ao formar um revestimento lubrificante sólido de alto atrito sobre uma porção da superfície de contato (a porção rosqueada e a porção de contato metálica não rosqueada) de pelo menos um entre um pino e uma caixa como sobre a porção de ombro que é inicialmente contatada e preferivelmente sobre a porção de contato metálica não rosqueada que inclui a porção de vedação e a porção de ombro, e formar pelo menos sobre a porção restante da superfície de contato um revestimento lubrificante selecionado a partir de um revestimento lubrificante líquido viscoso e um revestimento lubrificante sólido que possui um coeficiente de atrito menor que o revestimento lubrificante sólido de alto atrito, uma junta rosqueada tubular é obtida com um ÁT grande não é submetida à formação de ombro enquanto possui resistência à descamação suficiente, estanqueidade de gás, e propriedades de prevenção de ferrugem.
[0022] O mecanismo por meio do qual um grande ÁT é obtido é visto
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7/60 geralmente da seguinte maneira.
[0023] A constituição de uma junta rosqueada tubular é realizada ao inserir um pino em uma caixa e então girar o pino ou a caixa. Inicialmente apenas as porções rosqueadas do pino e da caixa entram em contato e se engatam de maneira rosqueada. No estágio final de constituição, as porções de vedação e as porções de ombro começam a entrar em contato, e a constituição é concluída quando uma quantidade predeterminada de interferência for obtida entre as porções de vedação e as porções de ombro.
[0024] Como mostrado na Figura 5(A), por exemplo, com uma junta rosqueada tubular que possui um revestimento lubrificante sólido de alto atrito sobre as porções de vedação e as porções de ombro das superfícies de contato de um pino e uma caixa e um revestimento lubrificante que possui um coeficiente de atrito inferior sobre a porção restante (principalmente as porções rosqueadas), enquanto apenas as porções rosqueadas do pino e da caixa entram em contato inicialmente, um estado de baixo atrito é atingido pelo revestimento lubrificante que possui um baixo coeficiente de atrito que cobre as porções rosqueadas, então Ts se torna baixo. No estágio final de constituição, quando as porções de vedação e as porções de ombro começarem a entrar em contato, os revestimentos lubrificantes sólidos de alto atrito que cobrem essas porções entram em contato, fazendo com que ocorra um estado de alto atrito e fazendo com que Ty aumente. Como resultado, AT é aumentado.
[0025] A presente invenção, que está baseada nesse conhecimento, é uma junta rosqueada tubular constituída por um pino e uma caixa que possuem uma superfície de contato que compreende uma porção de contato metálica não rosqueada que inclui uma porção de vedação e uma porção de ombro e uma porção rosqueada, caracterizada pelo fato de que a superfície de contato de pelo menos um entre o pino e a caixa possui um primeiro revestimento lubrificante e um segundo revestimento lubrificante, sendo que o primeiro revestimento lubrificante é um revestimento lubrificante sólido formado sobre uma porção da superfície de contato que inclui a porção de ombro, o segundo revestimento
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8/60 lubrificante é selecionado a partir de um revestimento lubrificante líquido viscoso e um revestimento lubrificante sólido e formado pelo menos sobre a porção da superfície de contato onde o primeiro revestimento lubrificante não está presente, o primeiro revestimento lubrificante possui um coeficiente de atrito que é maior que aquele do segundo revestimento lubrificante, o segundo revestimento lubrificante fica posicionado na parte superior em uma porção onde o primeiro revestimento lubrificante e o segundo revestimento lubrificante estão presentes.
[0026] A porção da superfície de contato que possui o primeiro revestimento lubrificante pode ser apenas a porção de ombro, porém preferivelmente essa é toda a porção de contato metálica não rosqueada, isto é, a porção de vedação e a porção de ombro.
[0027] O segundo revestimento lubrificante pode ser apenas fornecido sobre a porção da superfície de contato que não possui o primeiro revestimento lubrificante, ou esse pode ser fornecido sobre toda a superfície de contato que possui o primeiro revestimento lubrificante. No último caso, o segundo revestimento lubrificante fica posicionado sobre o primeiro revestimento lubrificante.
[0028] As espessura de revestimento preferidas de cada revestimento são as seguintes.
[0029] A espessura de revestimento do primeiro revestimento lubrificante é 5 a 40 pm.
[0030] A espessura de revestimento do revestimento lubrificante líquido viscoso como um segundo revestimento lubrificante é 5 a 200 pm. Entretanto, quando esse revestimento lubrificante líquido viscoso ficar posicionado sobre o primeiro revestimento lubrificante, a espessura total de revestimento do primeiro revestimento lubrificante e aquela do revestimento lubrificante líquido viscoso é no máximo 200 pm.
[0031] A espessura de revestimento do revestimento lubrificante sólido como um segundo revestimento lubrificante é 5 a 150 pm. Entretanto, quando
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9/60 esse revestimento lubrificante sólido ficar posicionado sobre o primeiro revestimento lubrificante, a espessura total de revestimento do primeiro revestimento lubrificante e aquela do segundo revestimento lubrificante sólido é no máximo 150 pm.
[0032] Quando a superfície de contato de apenas um entre o pino e a caixa possuir o primeiro revestimento lubrificante e o segundo revestimento lubrificante como descrito acima, não há limitações particulares referentes à superfície de contato do outro elemento do pino e da caixa, e essa pode estar em um estado não tratado (por exemplo, essa pode estar em um estado após o tratamento de superfície preparatório descrito abaixo). Preferivelmente, entretanto, pelo menos uma porção da superfície de contato do outro elemento e preferivelmente toda a superfície de contato possui qualquer um dos seguintes revestimentos de tratamento de superfície formados sobre essa:
1) um revestimento lubrificante selecionado a partir de um revestimento lubrificante líquido viscoso e um revestimento lubrificante sólido,
2) um revestimento anticorrosivo sólido, ou
3) uma camada inferior sob a forma de um revestimento lubrificante selecionado a partir de um revestimento lubrificante líquido viscoso e um revestimento lubrificante sólido, e uma camada superior sob a forma de um revestimento anticorrosivo sólido.
[0033] O revestimento anticorrosivo sólido é preferivelmente um revestimento à base de uma resina de cura ultravioleta. O revestimento lubrificante pode ser o primeiro revestimento lubrificante ou o segundo revestimento lubrificante sólido descrito acima.
[0034] A superfície de contato de pelo menos um e preferivelmente tanto do pino como da caixa pode ter sido anteriormente submetida ao tratamento de superfície por um método selecionado a partir de um ou mais entre tratamento por jateamento, decapagem, tratamento por conversão química de fosfato, tratamento por conversão química de oxalato, tratamento por conversão química de borato, eletrogalvanização, e galvanização por impacto para aumentar a
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10/60 adesão e a retenção de um revestimento formado sobre a superfície de contato e/ou para aumentar a resistência à descamação da junta rosqueada.
[0035] Em uma junta rosqueada tubular de acordo com a presente invenção, um revestimento lubrificante que é formado sobre suas superfícies de contato exige um grande ΔΤ como observado com um revestimento feito de uma graxa lubrificante convencional como a graxa composta que contem metais pesados nocivos. Portanto, mesmo no momento de constituição com um alto torque, é possível realizar a constituição sem a ocorrência de escoamento ou descamação das porções de ombro. Ademais, a descamação pode ser suprimida mesmo sob condições severas como durante operações de escavação instáveis no oceano. Ademais, visto que o revestimento lubrificante não contém substancialmente metais pesados nocivos como chumbo, esse quase não sobrecarrega o ambiente global. Uma junta rosqueada tubular de acordo com a presente invenção suprime a ocorrência de ferrugem, e essa pode continuar a exibir uma função lubrificante mesmo quando submetida à constituição e ruptura repetidas, então essa garante estanqueidade de gás após a constituição.
BREVE EXPLICAÇÃO DOS DESENHOS [0036] A Figura 1 mostra esquematicamente as porções de contato metálicas não rosqueadas (as porções de ombro e porções de vedação) de uma junta rosqueada especial.
[0037] A Figura 2 é um gráfico de torque típico no momento de constituição de uma junta rosqueada especial.
[0038] A Figura 3 mostra esquematicamente a estrutura montada e um tubo de aço e um acoplamento no momento de transporte do tubo de aço.
[0039] A Figura 4 mostra esquematicamente um corte transversal de uma junta rosqueada especial.
[0040] As Figuras 5(A) - 5(C) mostram exemplos da estrutura de revestimentos em uma junta rosqueada tubular de acordo com a presente invenção.
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11/60 [0041] As Figuras 6(A) - 6(C) mostram exemplos da estrutura de diferentes revestimentos em uma junta rosqueada tubular de acordo com a presente invenção.
MODOS PARA REALIZAR A INVENÇÃO [0042] Abaixo, as modalidades de uma junta rosqueada tubular de acordo com a presente invenção serão explicadas em detalhes a título de exemplo. A presente invenção não é limitada às modalidades mencionadas abaixo.
[0043] A Figura 3 mostra esquematicamente o estado de uma junta rosqueada tubular típica no momento de transporte. Um pino 1 que possui uma porção rosqueada macho 3a é formado na superfície externa de ambas as extremidades de um tubo de aço A, e uma caixa 2 que possui uma porção rosqueada fêmea 3b é formada na superfície interna de ambos os lados de um acoplamento B. O acoplamento B foi anteriormente conectado a uma extremidade do tubo de aço A. Embora não mostrado no desenho, um protetor para proteger as porções rosqueadas foi anteriormente montado no pino não conectado do tubo de aço A e na caixa não conectada do acoplamento B antes do transporte. Esses protetores são removidos da junta rosqueada antes do uso use.
[0044] Como mostrado no desenho, em uma junta rosqueada tubular típica, um pino é formado na superfície externa de ambas as extremidades de um tubo de aço e uma caixa é formada na superfície interna de um acoplamento, que é um elemento separado. Também há juntas rosqueadas tubulares integrais que não utilizam um acoplamento e em que uma extremidade de um tubo de aço se torna um pino e a outra extremidade se torna uma caixa. Uma junta rosqueada tubular de acordo com a presente invenção pode ser de um dos dois tipos.
[0045] A Figura 4 mostra esquematicamente a estrutura de uma junta rosqueada especial (referida abaixo simplesmente como uma junta rosqueada), que é uma junta rosqueada tubular típica usada para conectar tubos petrolíferos. Essa junta rosqueada é constituída por um pino 1 formado na superfície externa
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12/60 de uma extremidade de um tubo de aço A e uma caixa 2 formada na superfície interna de um acoplamento B. O pino 1 possui uma porção rosqueada macho 3a, uma porção de vedação 4a localizada próximo à ponta do tubo de aço, e uma porção de ombro 5a em sua superfície de extremidade. De maneira correspondente, a caixa 2 possui uma porção rosqueada fêmea 3b, e uma porção de vedação 4b e uma porção de ombro 5b em seu lado interno.
[0046] As porções de vedação e as porções de ombro do pino 1 e da caixa 2 são porções de contato metálicas não rosqueadas, e porções de contato metálicas não rosqueadas (isto é, as porções de vedação e as porções de ombro) e as porções rosqueadas são as superfícies de contato da junta rosqueada. Essas superfícies de contato precisam ter resistência à descamação, estanqueidade de gás, e propriedades de prevenção de ferrugem. No passado, para fornecer esses propriedades, (a) uma graxa contendo pó de metal pesado foi aplicada à superfície de contato de pelo menos um pino e a caixa, ou (b) um revestimento líquido viscoso, semissólido, ou lubrificante sólido foi formado sobre a superfície de contato. Entretanto, como determinado acima, (a) possui o problema que esse tem um efeito adverso sobre humanos e o ambiente, e (b) tem o problema de um ΔΤ pequeno, com isso quando a constituição for realizada com um alto torque, há a possibilidade de escoamento das porções de ombro que ocorre antes do término da constituição.
[0047] Uma junta rosqueada de acordo com a presente invenção possui um primeiro revestimento lubrificante e um segundo revestimento lubrificante sobre a superfície de contato de pelo menos um elemento do pino e da caixa. O primeiro revestimento lubrificante é um revestimento lubrificante sólido formado em uma porção da superfície de contato que inclui pelo menos a porção de ombro. O segundo revestimento lubrificante é selecionado a partir de um revestimento lubrificante líquido viscoso e um revestimento lubrificante sólido e formado pelo menos na porção da superfície de contato onde o primeiro revestimento lubrificante não está presente. O primeiro revestimento lubrificante é um revestimento que possui atrito relativamente alto com um coeficiente de
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13/60 atrito que é maior que o coeficiente de atrito do segundo revestimento lubrificante.
[0048] Abaixo, o primeiro revestimento lubrificante será referido como um revestimento lubrificante sólido de alto atrito, e quando o segundo revestimento lubrificante for um revestimento lubrificante sólido, esse revestimento lubrificante sólido às vezes será referido como um segundo revestimento lubrificante sólido.
[0049] Nos locais próximos às porções rosqueadas entre as porções rosqueadas e as porções de vedação do pino e da caixa de uma junta rosqueada, uma porção onde o pino e a caixa não entram em contato quando a junta rosqueada for constituída é fornecida com o objetivo de impedir que os componentes lubrificantes gotejem no momento de constituição da junta rosqueada. Em algumas juntas rosqueadas, proporciona-se uma região sem contato onde o pino e a caixa intencionalmente não entram em contato. Essas porções onde o pino e a caixa não entram em contato no momento de constituição não são parte das superfícies de contato, e não importa se um revestimento de acordo com a presente invenção é aplicado a essas porções.
[0050] Um revestimento lubrificante sólido de alto atrito que é o primeiro revestimento lubrificante é formado apenas em uma porção da superfície de contato de um ou cada pino e caixa que inclui a porção de ombro. A porção da superfície de contato que possui o revestimento lubrificante sólido de alto atrito é a porção de contato metálica não rosqueada total que inclui a porção de vedação e a porção de ombro. Isto é, o revestimento lubrificante sólido de alto atrito é formado sobre a porção de vedação e a porção de ombro da superfície de contato de pelo menos um entre o pino e a caixa. Pelo menos a porção restante da superfície de contato que não possui o revestimento lubrificante sólido de alto atrito possui um segundo revestimento lubrificante selecionado a partir de um revestimento lubrificante líquido viscoso e um revestimento lubrificante sólido formados nessa. O segundo revestimento lubrificante é formado sobre toda a superfície de contato, nesse caso, o segundo revestimento lubrificante fica posicionada sobre o revestimento lubrificante sólido de alto atrito
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14/60 (isto é, forma uma camada superior). [0051] Quando a superfície de contato de apenas um elemento do pino e da caixa possuir o revestimento lubrificante sólido de alto atrito e o segundo revestimento lubrificante, não há limitação particular sobre o tratamento de superfície da superfície de contato do outro elemento do pino e da caixa. Por exemplo, um revestimento lubrificante sólido de alto atrito que pode ser igual ou diferente do primeiro revestimento lubrificante, um revestimento lubrificante líquido viscoso ou um revestimento lubrificante sólido que pode ser igual ou diferente do segundo revestimento lubrificante, um revestimento anticorrosivo sólido, e uma combinação de uma camada inferior sob a forma de um revestimento lubrificante e particularmente um revestimento lubrificante líquido viscoso e uma camada superior sob a forma de um revestimento anticorrosivo sólido pode ser formada em pelo menos uma porção da superfície de contato e preferivelmente em toda a superfície de contato do outro elemento. Alternativamente, a superfície de contato do outro elemento pode ser deixada não tratada, ou essa pode ser submetida apenas ao tratamento de superfície preparatório descrito abaixo para tornar a superfície áspera (como tratamento de conversão química de fosfato).
[0052] As Figuras 5(A) - (C) e as Figuras 6(A) - (B) mostram várias possíveis modalidades de combinações dos primeiro e segundo revestimentos lubrificantes. Nessas figuras, as roscas macho da porção rosqueada do pino 1, a rosca 3a' na extremidade extrema e mais próxima à porção de vedação 4a são formadas com um formato incompleto que é observado no início do corte de rosca. Ao produzir a rosca na extremidade extrema das roscas incompletas de pino, o encaixe do pino se torna mais fácil, e a possibilidade de danos à porção rosqueada da caixa no momento de encaixe do pino é reduzida.
[0053] A Figura 5(A) mostra uma modalidade em que as porções de contato metálicas não rosqueadas (as porções de vedação e as porções de ombro) das superfícies de contato do pino e da caixa possuem um revestimento lubrificante sólido de alto atrito 10, e o restante de cada superfície de contato, que é geralmente a porção rosqueada, possui um segundo revestimento
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15/60 lubrificante 11.
[0054] A Figura 5(B) mostra uma modalidade em que as porções de contato metálicas não rosqueadas das superfícies de contato do pino e da caixa possuem um revestimento lubrificante sólido de alto atrito 10, e um segundo revestimento lubrificante 11 que cobre totalmente cada superfície de contato é formado sobre cada revestimento lubrificante sólido de alto atrito 10.
[0055] A Figura 5(C) mostra uma modalidade em que um entre o pino e a caixa (o pino na figura) possui um revestimento lubrificante sólido de alto atrito 10 que cobre a porção de contato de metal não rosqueada e sobre essa um segundo revestimento lubrificante 11 que cobre toda a superfície de contato da mesma maneira que na Figura 5(B), e toda a superfície de contato do outro elemento (a caixa na figura) é coberta com um segundo revestimento lubrificante
11.
[0056] A Figura 6(A) mostra uma modalidade em que um entre o pino e a caixa (o pino na figura) possui um revestimento lubrificante sólido de alto atrito que cobre a porção de contato de metal não rosqueada e um segundo revestimento lubrificante 11 que cobre o restante da superfície de contato da mesma maneira que na Figura 5(A), e toda a superfície de contato do outro elemento (a caixa na figura) é coberta por um segundo revestimento lubrificante
11.
[0057] A Figura 6(B) mostra uma modalidade em que um entre o pino e a caixa (a caixa na figura) possui um revestimento lubrificante sólido de alto atrito 10 que cobre a porção de contato de metal não rosqueada e um segundo revestimento lubrificante 11 que cobre o restante da superfície de contato da mesma maneira que na Figura 5(A), e toda a superfície de contato do outro elemento (o pino na figura) é coberta por um revestimento anticorrosivo sólido
12.
[0058] A Figura 6(C) mostra uma modalidade em que um entre o pino e a caixa (o pino na figura) possui um revestimento lubrificante sólido de alto atrito 10 que cobre as porções de contato metálicas não rosqueadas e sobre essas
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16/60 um segundo revestimento lubrificante 11 que cobre toda a superfície de contato da mesma maneira que na Figura 5(B), e toda a superfície de contato do outro elemento (a caixa na figura) é coberta por um revestimento lubrificante sólido de alto atrito 10.
[0059] É entendido pelos elementos versados na técnica que uma junta rosqueada tubular de acordo com a presente invenção pode ter uma estrutura de revestimento que é uma combinação de revestimentos exceto as combinações descritas acima. Por exemplo, o segundo revestimento lubrificante 11 em um entre o pino e a caixa na Figura 5(A) ou no pino na Figura 6(A) pode ser substituído por um revestimento anticorrosivo sólido. Nesse caso, o segundo revestimento lubrificante 11 que está presente sobre apenas um elemento cobre a porção em que o revestimento lubrificante sólido de alto atrito não é formado inclusive pelo menos a porção rosqueada como mostrado na Figura 6(B).
[0060] A seguir, vários revestimentos que cobrem as superfícies de contato de uma junta rosqueada tubular de acordo com a presente invenção serão explicados. Exceto onde especificado em contrário, a % em relação ao teor dos componentes dos revestimentos significa % em massa. Esse teor é substancialmente o mesmo teor baseado no teor de sólidos total (o teor total de componentes não-voláteis) de uma composição de revestimento para formar um revestimento lubrificante.
[REVESTIMENTO LUBRIFICANTE SÓLIDO DE ALTO ATRITO] [0061] O revestimento lubrificante sólido de alto atrito é um revestimento lubrificante sólido que possui um coeficiente de atrito relativamente alto comparado com o segundo revestimento lubrificante. Esse produz um estado de alto atrito no estágio final de constituição de uma junta rosqueada (começando quando as porções de ombro do pino e da caixa entram em contato até as porções de vedação entrarem intimamente em contato com uma quantidade predeterminada de interferência), aumentando assim AT ao aumentar Ty e tornando difícil que o escoamento das porções de ombro ocorra mesmo quando a constituição for realizada com um alto torque.
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17/60 [0062] Na presente invenção, um revestimento lubrificante sólido de alto atrito que possui um efeito é fornecido para cobrir uma porção da superfície de contato que inclui pelo menos a porção de ombro de pelo menos um entre um pino e uma caixa. De preferência, toda a porção de contato metálica não rosqueada inclusive a porção de vedação e a porção de ombro é coberta pelo revestimento lubrificante sólido de alto atrito. Quando uma junta rosqueada possuir uma pluralidade de porções de vedação e porções de ombro, prefere-se cobrir totalmente as porções de vedação e as porções de ombro com um revestimento lubrificante sólido de alto atrito. Entretanto, o objetivo de aumentar ΔΤ pode ser atingido mesmo que apenas as porções de ombro onde o contato ocorre inicialmente no estágio final de constituição de uma junta rosqueada sejam cobertas com um revestimento lubrificante sólido de alto atrito. O local onde um revestimento lubrificante sólido de alto atrito é formado pode ser adequadamente estabelecido de acordo com o formato de uma junta e o desempenho exigido.
[0063] Mesmo quando um segundo revestimento lubrificante 11 for formado sobre o revestimento lubrificante sólido de alto atrito 10 como sobre o pino 1 e a caixa 2 como mostrado na Figura 5(B) ou no pino 1 como mostrado na Figura 5(C), um estado de alto atrito é alcançado pelo revestimento lubrificante sólido de alto atrito 10 no estágio final de constituição, e um efeito desejado de aumentar ΔΤ pode ser obtido. O revestimento lubrificante sólido de alto atrito precisa ter um coeficiente de atrito maior do que o segundo revestimento lubrificante 11. Um determinado grau de adesão ao substrato (as superfícies de contato do pino e da caixa, que podem estar no estado usinado ou podem ter um revestimento de tratamento de superfície preparatório como um formato por tratamento de conversão química de fosfato ou galvanização de metal) é necessário.
[0064] Um exemplo de um revestimento lubrificante sólido de alto atrito que é adequado para uso na presente invenção é um revestimento que compreende uma resina orgânica ou polímero inorgânico que contém pouca ou
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18/60 nenhuma partícula lubrificante sólida (como em uma quantidade no máximo de 5 % em massa, preferivelmente no máximo 3 % em massa, e mais preferivelmente no máximo 1 % em massa com base no teor de sólidos total).
[0065] Um revestimento lubrificante sólido de alto atrito particularmente preferido é um revestimento lubrificante sólido que é formado a partir de uma composição de formação de película que é usada para o tratamento lubrificante antes da hidroformação de aço. Exemplos específicos dessa composição são Surflube C291 fabricado por Nippon Paint Co., Ltd. (à base de uma resina solúvel em água) e Gardolube L6334 e L6337 fabricado por Chemetall GmbH. Um revestimento lubrificante sólido formado a partir desse tipo de composição possui um coeficiente de atrito maior que um revestimento lubrificante usado para lubrificar juntas rosqueadas (como um revestimento lubrificante selecionado a partir de um revestimento lubrificante líquido viscoso e um segundo revestimento lubrificante sólido usado na presente invenção), e esse forma um revestimento lubrificante sólido que possui adesão e afinidade satisfatórias a um revestimento lubrificante. Entretanto, o revestimento lubrificante sólido que é formado ainda possui propriedades lubrificantes satisfatórias e propriedades deslizantes, então como mostrado na Figura 5(A) e Figura 6(B), por exemplo, mesmo que um segundo revestimento lubrificante que possui um baixo coeficiente de atrito não esteja presente na porção de contato metálica não rosqueada que inclui a porção de ombro, a resistência à descamação necessária para a constituição e estanqueidade de gás suficiente após a constituição são obtidas se um segundo revestimento lubrificante estiver presente nas porções rosqueadas de pelo menos um entre o pino e a caixa.
[0066] Outro revestimento lubrificante sólido de alto atrito que pode ser usado é um revestimento que compreende os mesmos componentes que o segundo revestimento lubrificante sólido descrito abaixo, porém que possui um teor reduzido de um lubrificante sólido (pó lubrificante).
[0067] O coeficiente de atrito de um revestimento lubrificante sólido ou um revestimento lubrificante líquido viscoso pode ser medido de acordo com
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ASTM D2625 (capacidade de suporte de carga e vida útil de lubrificantes de película sólidos) ou ASTM D2670 (propriedades de desgaste de lubrificantes fluidos) pelo método Falex pin and Vee block (referido abaixo como o método Falex) que utiliza uma máquina Falex pin and Vee block. No método Falex, os blocos (blocos em V) que possuem uma ponta com uma abertura em forma de V são dispostos faceando os lados opostos de um pino, e o pino é girado enquanto aplica uma carga de pressão predeterminada aos blocos para medir o coeficiente de atrito.
[0068] A medida do coeficiente de atrito pode ser realizada utilizando peças de teste constituídas por blocos e um pino que são obtidas de um tarugo de aço feito do mesmo material usado em uma junta rosqueada tubular e que foram submetidas ao mesmo tratamento de superfície preparatório e tratamento de revestimento de superfície. A medida é realizada em torno de 1 GPa, que corresponde à pressão máxima das porções de vedação no momento de constituição de uma junta rosqueada tubular, e o coeficiente de atrito médio em um estado de atrito fixo antes da ocorrência de descamação pode ser comparada. Naturalmente, um revestimento lubrificante sólido de alto atrito de acordo com a presente invenção pode ser selecionado com base no coeficiente de atrito medido utilizando outro aparelho de medida de atrito normalmente usado em um laboratório. Qualquer método de medida é suficiente para o coeficiente de atrito do revestimento lubrificante sólido de alto atrito ser maior que o coeficiente de atrito do segundo revestimento lubrificante quando a medida for realizada sob as mesmas condições.
[0069] Desde que o revestimento lubrificante sólido de alto atrito de acordo com a presente invenção possua um coeficiente de atrito maior que o revestimento lubrificante líquido viscoso ou o segundo revestimento lubrificante sólido usado como o segundo revestimento lubrificante, não há limite inferior particular sobre o coeficiente de atrito do revestimento lubrificante sólido de alto atrito. Entretanto, para atingir adequadamente o objetivo de aumentar Ty e aumentar ÁT, o coeficiente de atrito do revestimento lubrificante sólido de alto
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20/60 atrito é preferivelmente maior por uma determinada extensão que o coeficiente de atrito do segundo revestimento lubrificante. De preferência, o coeficiente de atrito do revestimento lubrificante sólido de alto atrito é pelo menos 1,5 vez, com mais preferência, pelo menos 2 vezes, e com máxima preferência pelo menos 2,5 vezes o coeficiente de atrito do segundo revestimento lubrificante.
[0070] O coeficiente de atrito do revestimento lubrificante sólido de alto atrito como medido pelo método Falex descrito acima é preferivelmente pelo menos 0,06, mais preferivelmente pelo menos 0,08, e com máxima preferência, pelo menos 0,1. Visto que um coeficiente de atrito extremamente alto possui um efeito adverse sobre a resistência à descamação de uma junta rosqueada, o coeficiente de atrito do revestimento lubrificante sólido de alto atrito é preferivelmente no máximo 0,25 e mais preferivelmente no máximo 0,20.
[0071] A espessura do revestimento lubrificante sólido de alto atrito é preferivelmente 5 - 40 pm. Se essa for menor que 5 pm, o efeito de produzir um alto nível de atrito no momento de contato e a resistência à descamação podem ser inadequados. Por outro lado, se essa exceder 40 pm, não só o efeito de aumento de atrito atinge um limite como um efeito adverso sobre as propriedades da porção de vedação pode ser desenvolvido.
[0072] O revestimento lubrificante sólido de alto atrito pode ser formado por métodos de revestimento bem conhecidos pelos elementos versados na técnica. Para formar um revestimento lubrificante sólido de alto atrito sobre uma porção da superfície de contato do pino e/ou da caixa, isto é, apenas na porção de ombro ou na porção de contato metálica não rosqueada que incluem a porção de vedação e a porção de ombro, o revestimento por aspersão pode ser realizado enquanto protege com um meio adequado as porções onde não se deseja formar o revestimento lubrificante sólido de alto atrito. Mediante a secagem para evaporar os solventes após a aplicação, um revestimento lubrificante sólido de alto atrito é formado.
[REVESTIMENTO LUBRIFICANTE LÍQUIDO VISCOSO] [0073] Um revestimento lubrificante líquido viscoso pode ser formado
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21/60 utilizando uma graxa lubrificante que foi convencionalmente usada para aumentar a resistência à descamação das superfícies de contato de uma junta rosqueada. Prefere-se usar uma graxa lubrificante referida como dope cru que possui pouco efeito adverso sobre o ambiente e contém pouco ou nenhum pó de metal pesado.
[0074] Um exemplo preferido desse revestimento lubrificante líquido viscoso é um revestimento que compreende uma quantidade adequada de um óleo de base e pelo menos um material selecionado a partir de um material à base de resina, cera, sabão de metal, e um sal de metal básico de um ácido orgânico aromático. Entre esses componentes, um material à base de resina é eficaz principalmente para aumentar o coeficiente de atrito de um revestimento lubrificante, isto é, para aumentar ΔΤ, enquanto a cera, sabão de metal, e um sal de metal básico de um ácido orgânico aromático são principalmente eficazes para impedir a descamação de um revestimento lubrificante. Portanto, é possível que um revestimento exiba desempenho lubrificante adequado mesmo que esse não contenha um pó de um metal pesado macio como chumbo ou zinco. Um revestimento lubrificante líquido viscoso particularmente preferido compreende um material à base de resina, cera, sabão de metal, e um sal de metal básico de um ácido orgânico aromático.
[0075] Um material à base de resina é selecionado a partir de resina e seus derivados. Quando o mesmo estiver contido em um revestimento lubrificante, esse se torna altamente viscoso quando submetido a uma alta pressão em uma interface de atrito. Como resultado, esse é eficaz para aumentar ΔΤ do revestimento. A resina que é usada pode ser qualquer resina líquida, goma-resina, e resina de madeira, e vários derivados de resina como ésteres de resina, resinas hidrogenadas, resinas polimerizadas, e resinas desproporcionais também podem ser usadas. O teor do material à base de resina no revestimento lubrificante é preferivelmente 5 a 30% e mais preferivelmente 5 a 20%.
[0076] A cera não só tem o efeito de prevenir a descamação ao reduzir o atrito de um revestimento lubrificante, como também de diminuir a fluidez do
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22/60 revestimento e aumentar a resistência do revestimento. Qualquer cera animal, vegetal, mineral, e sintética pode ser usada. Exemplos de ceras que podem ser usados como cera de abelha e sebo de baleia (ceras animais); cera do Japão, cera de carnaúba, cera de candelila, e cera de arroz (ceras vegetais); cera de parafina, cera microcristalina, petrolato, cera de lignita, ozoquerita, e ceresina (ceras minerais); e cera de óxido, cera de polietileno, cera de Fischer-Tropsch, cera de amida, e óleo de rícino endurecido (cera de rícino) (ceras sintéticas). Entre essas, a cera de parafina com um peso molecular de 150 a 500 é preferida. O teor de cera de um revestimento lubrificante é preferivelmente 2 a 20 %.
[0077] Um sabão de metal, que é um sal de um ácido graxo com um metal exceto um metal álcali, é eficaz para aumentar o efeito de prevenção de descamação e o efeito de prevenção de ferrugem de um revestimento. O teor desse é preferivelmente 2 a 20 %.
[0078] O ácido graxo de um sabão de metal é preferivelmente um que possui 12 a 30 átomos de carbono a partir do ponto de vista de propriedades lubrificantes e prevenção de ferrugem. O ácido graxo pode ser saturado ou insaturado. Os ácidos graxos misturados derivados de óleos e gorduras naturais como sebo bovino, banha de porco, lanolina, óleo de babaçu, óleo de semente de colza, e óleo de coco, e compostos simples como ácido láurico, ácido tridecíclico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido lanopalmítico, ácido esteárico, ácido isosteárico, ácido oleico, ácido elaídico, ácido araquídico, ácido beênico, ácido erúcico, ácido lignocérico, ácido lanocérico, um ácido sulfônico, ácido salicílico, e um ácido carboxílico podem ser usados. O sal de metal está preferivelmente sob a forma de um sal de cálcio, porém esse também pode ser um sal de outro metal de terra alcalina ou um sal de zinco. O sal pode ser um sal neutro ou um sal básico.
[0079] Um revestimento lubrificante líquido viscoso pode conter um sal de metal básico de um ácido orgânico aromático selecionado a partir de sulfonatos básicos, salicilatos básicos, fenatos básicos, e carboxilatos básicos como um agente de prevenção de ferrugem. Cada sal de metal básico de um
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23/60 ácido orgânico aromático é um sal de um ácido orgânico aromático com excesso de álcali (um metal álcali ou um metal de terra alcalina) em que o excesso de álcali está presente como partículas finas coloides dispersas em óleo. Esses sais de metal básicos consistem em uma graxa ou uma substância semissólida à temperatura ambiente, e exibem uma ação lubrificante além de uma ação de prevenção de ferrugem. O álcali que constitui a parte de cátion de um sal de metal básico de um ácido orgânico aromático pode ser um metal álcali ou um metal de terra alcalina, porém preferivelmente é um metal de terra alcalina e particularmente cálcio, bário, ou magnésio, cada um proporcionando o mesmo efeito. O teor desse no revestimento lubrificante é preferivelmente 10 a 70%.
[0080] Quanto maior for o número de base do sal de metal básico de um ácido orgânico aromático usado como um agente de prevenção de ferrugem, maior será a quantidade das partículas finas do sal que funcionam como um lubrificante sólido, e as propriedades lubrificantes (resistência à descamação) que podem ser conferidas pelo revestimento lubrificante serão melhores. Quando o número de base exceder um determinado nível, o sal tem o efeito de neutralizar os componentes ácidos, e o efeito de prevenção de ferrugem do revestimento lubrificante é aumentado. Por esses motivos, prefere-se usar um que possua um número de base (JIS K 2501) de 50 a 500 mgKOH/g. Um número de base preferido é 100 a 500 mg KOH/g, e mais preferivelmente está na faixa de 250 a 450 mg KOH/g.
[0081] Para suprimir a fluidez de um revestimento lubrificante líquido viscoso a altas temperaturas e aumentar ainda mais sua resistência à aspereza, o revestimento lubrificante pode conter um pó lubrificante. O pó lubrificante pode ser qualquer um que seja inócuo e não tóxico e que não reduza excessivamente o coeficiente de atrito. Um pó lubrificante preferido é grafite. O grafite amorfo que produz pouca redução no coeficiente de atrito é mais preferido. O teor de um pó lubrificante é preferivelmente 0,5 a 20%.
[0082] Para aumentar a uniformidade de dispersão de um pó lubrificante sólido no revestimento lubrificante ou melhorar as propriedades do revestimento
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24/60 lubrificante, o revestimento lubrificante pode incluir componentes exceto aqueles descritos acima, como um ou mais componentes selecionados a partir de resinas orgânicas e vários óleos e aditivos normalmente usados em óleos lubrificantes (como um agente de pressão extrema).
[0083] Os óleos se referem a componentes lubrificantes que são líquidos à temperatura ambiente e que podem ser usados em óleos lubrificantes. Os próprios óleos possuem propriedades lubrificantes. Exemplos de óleos que podem ser usados incluem ésteres sintéticos, óleos naturais, e óleos minerais. Os agentes de prevenção de ferrugem descritos acima (sais básicos de ácidos orgânicos aromáticos) também possuem propriedades lubrificantes, de modo que esses também funcionem como óleos. As propriedades de um revestimento lubrificante variam com o teor de óleo. Se um revestimento não contiver um óleo ou se o teor de óleo for muito baixo, o revestimento lubrificante não se torna um revestimento lubrificante líquido viscoso e em vez disso se torna um revestimento lubrificante sólido. Na presente invenção, esse revestimento lubrificante também pode ser usado como um revestimento lubrificante sólido.
[0084] Uma resina orgânica e particularmente uma resina termoplástica suprime aderência do revestimento lubrificante e aumenta a espessura do revestimento, e quando essa for introduzida em uma interface de atrito, essa aumenta a resistência à descamação e diminui o atrito entre as porções de metal de contato mesmo quando um alto torque de constituição (uma alta pressão) for aplicado. Portanto, essa pode estar contida em um revestimento lubrificante. Nesses casos, prefere-se usar uma resina em forma de pó que possui um diâmetro de partícula na faixa de 0,05 a 30 pm e mais preferivelmente na faixa de 0,07 a 20 pm.
[0085] Alguns exemplos de resinas termoplásticas são resinas de polietileno, resinas de polipropileno, resinas de poliestireno, resinas de poli(metil acrilato), resinas de copolímero de éster de estireno-ácido acrílico, resinas de poliamida, e resinas de polibuteno (polibutileno). Um copolímero ou mistura ou entre essas resinas ou entre essas resinas e outras resinas termoplásticas
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25/60 também pode ser usado. A densidade da resina termoplástica (JIS K 7112) é preferivelmente na faixa de 0,9 a 1,2. Ademais, em vista da necessidade de a resina escoar facilmente em uma superfície de atrito para exibir propriedades lubrificantes, a temperatura de deformação térmica (JIS K 7206) da resina é preferivelmente 50 a 150° C.
[0086] Quando o revestimento lubrificante contiver uma resina termoplástica, o teor dessa no revestimento é preferivelmente no máximo 10 % e mais preferivelmente na faixa de 0,1 a 5 %. O teor total do material à base de resina descrito acima e da resina termoplástica é preferivelmente no máximo 30 %.
[0087] Exemplos de óleos e gorduras naturais que podem ser usados como um óleo incluem sebo bovino, banha de porco, lanolina, óleo de babaçu, óleo de semente de colza, e óleo de coco. Um óleo mineral (inclusive um óleo mineral sintético) que possui uma viscosidade a 40° C de 10 a 300 cSt também pode ser usado como um óleo.
[0088] Um éster sintético que pode ser usado como um óleo pode aumentar a plasticidade da resina termoplástica e ao mesmo tempo pode aumentar a fluidez do revestimento lubrificante quando submetido à pressão hidrostática. Ademais, um éster sintético com um alto ponto de fusão pode ser usado para ajustar o ponto de fusão e a dureza (maciez) do revestimento lubrificante. Exemplos de um éster sintético são monoésteres de ácido graxo, diésteres de ácido dibásico, e ésteres do ácido graxo de trimetilolpropano ou pentaeritritol.
[0089] Exemplos de monoésteres de ácido graxo são monoésteres de ácidos carboxílicos que possuem 12 a 24 átomos de carbono com álcoois superiores que possuem 8 a 20 átomos de carbono. Exemplos de diésteres de ácido dibásico são diésteres de ácidos dibásicos que possuem 6 a 10 átomos de carbono com álcoois superiores que possuem 8 a 20 átomos de carbono. Exemplos de ácidos graxos que constituem um éster de ácido graxo de trimetilolpropano ou pentaeritritol são aqueles que possuem 8 a 18 átomos de
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26/60 carbono.
[0090] Quando um revestimento lubrificante contiver pelo menos um dos óleos acima, o teor do óleo se torna preferivelmente pelo menos 0,1% em massa para obter um aumento na resistência à descamação. O teor se torna preferivelmente no máximo 5 % em massa para impedir uma redução na resistência do revestimento.
[0091] Um agente de pressão extrema tem o efeito de aumentar a resistência à aspereza do revestimento lubrificante quando adicionado em uma pequena quantidade. Exemplos não limitativos de um agente de pressão extrema são óleos vulcanizados, polissulfetos, e fosfatos, fosfitos, tiofosfatos, e sais de metal de ácido ditiofosfórico. Quando um agente de pressão extrema estiver contido em u m revestimento lubrificante, seu teor é preferivelmente na faixa de 0,05 a 5% em massa.
[0092] Exemplos de óleos vulcanizados preferidos são compostos que contêm 5 a 30% em massa de enxofre e são obtidos ao adicionar enxofre a óleos animais ou vegetais insaturados como óleo de oliva, óleo de rícino, óleo de farelo de arroz, óleo de semente de algodão, óleo de semente de colza, óleo de soja, óleo de milho, sebo bovino, e banha de porco e aquecer a mistura.
[0093] Exemplos de polissulfetos preferidos são polissulfetos da fórmula R1-(S)c-R2 (em que R1 e R2 pode ser igual ou diferente e são um grupo alquila que possui 4 a 22 átomos de carbono, um grupo arila, um grupo alquilarila, ou um grupo arilalquila, e c é um número inteiro de 2 a 5) e sulfetos de olefina que contêm 2 a 5 ligações de enxofre por molécula. Dissulfeto de dibenzila, polissulfeto de di-terc-dodecila, e polissulfeto de di-terc-nonila são particularmente preferidos.
[0094] Fosfatos, fosfitos, tiofosfatos, e sais de metal de ácido ditiofosfórico podem pertencer às seguintes fórmulas gerais.
fosfatos: (R3O)(R4O)P(=O)(OR5) fosfitos: (R3O)(R4O)P(OR5) tiofosfatos: (R3O)(R4O)P(=S)(OR5)
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27/60 sais de metal de ácido ditiofosfórico: [(R3O)(R6O)P(=S)-S]2-M [0095] Nas fórmulas acima, R3 e R6 consistem em um grupo alquila que possui 1 a 24 átomos de carbono, um grupo cicloalquila, um grupo alquilcicloalquila, um grupo arila, um grupo alquilarila, ou um grupo arilalquila, R4 e R5 consistem em um átomo de hidrogênio, um grupo alquila que possui 1 a 24 átomos de carbono, um grupo cicloalquila, um grupo alquilcicloalquila, um grupo arila, um grupo alquilarila, ou um grupo arilalquila, e M é molibdênio (Mo), zinco (Zn), ou bário (Ba).
[0096] Além dos componentes descritos acima, o revestimento lubrificante líquido viscoso pode conter um antioxidante, um conservante, um corante, e similares.
[0097] Um revestimento lubrificante líquido viscoso pode ser formado ao aplicar uma composição de revestimento às superfícies de contato de pelo menos um entre o pino e a caixa de uma junta rosqueada, e secar o revestimento se necessário. Dependendo do método de revestimento, a composição que é usada pode conter um solvente orgânico volátil além dos componentes descritos acima.
[0098] Quando a composição de revestimento for um sólido ou semissólido à temperatura ambiente, essa pode ser aplicada após ser aquecida para reduzir sua viscosidade (por exemplo, essa pode ser aplicada com uma pistola de pulverização sob a forma de uma fusão a quente).
[0099] Quando o aquecimento não for empregado, um solvente está contido na composição de revestimento para reduzir a viscosidade da composição a uma viscosidade suficiente para aplicação. Como resultado, a espessura de revestimento e a composição do revestimento lubrificante que é formada se tornam uniformes e a formação de revestimento pode ser realizada de maneira eficiente. Exemplos de solventes preferidos são solventes de petróleo como solventes correspondentes à gasolina industrial prescritos por JIS K 2201, aguarrás, nafta de petróleo aromático, xileno, e Cellosolve. Dois ou mais desses podem ser usados em combinação. Um solvente que possui um ponto
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28/60 de fulgor de pelo menos 30° C, um ponto de ebulição inicial de pelo menos 150° C, e um ponto de ebulição final de no máximo 210°C é preferido, pois esse é relativamente fácil de manipular e é evapora rapidamente, então o tempo de secagem pode ser curto.
[00100] Uma espessura preferida de revestimento do revestimento lubrificante líquido viscoso é 5 a 200 pm e mais preferivelmente 15 a 200 pm. O revestimento lubrificante é, de preferência, suficientemente grosso para preencher pequenos interstícios nas superfícies de contato como os espaços entre as roscas. Se a espessura de revestimento for muito pequena, os efeitos dos componentes como um material à base de resina, cera, sabão de metal, ou pó lubrificante que é fornecido à superfície de atrito a partir dos interstícios devido à ação de pressão hidrostática que se desenvolve no momento de constituição não podem mais ser esperados, e a resistência à aspereza de uma junta rosqueada piora. Ademais, quando o revestimento lubrificante contiver um agente de prevenção de ferrugem, o efeito de prevenção de ferrugem se torna inadequado. Por outro lado, tornar a espessura de revestimento muito grande não é somente inútil, como também é contra a prevenção de poluição ambiental, que é um dos objetivos da presente invenção. Quando um revestimento lubrificante líquido viscoso for formado sobre um revestimento lubrificante sólido de alto atrito 10 como um segundo revestimento lubrificante 11 como mostrado nas Figuras 5(B) e 5(C), a espessura de revestimento total do revestimento lubrificante sólido de alto atrito e do revestimento lubrificante líquido viscoso é preferivelmente no máximo 200 pm.
[SEGUNDO REVESTIMENTO LUBRIFICANTE SÓLIDO] [00101] Um revestimento lubrificante sólido que é usado para formar o segundo revestimento lubrificante sob a forma do segundo revestimento lubrificante sólido na presente invenção é basicamente constituído por um pó que possui uma ação de lubrificante sólido (referida como um pó lubrificante) e um aglutinante. Esse revestimento pode ser formado ao aplicar uma dispersão que possui um pó lubrificante dispersado em uma solução contendo aglutinante.
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O pó lubrificante é fortemente aderido à superfície de uma junta rosqueada em um estado em que esse é disperso no aglutinante no revestimento, e no momento de constituição, esse é estirado pela pressão de constituição a uma espessura reduzida. Como resultado, esse aumenta a resistência à aspereza de uma junta rosqueada.
[00102] Exemplos de um pó lubrificante incluem, mas sem se limitarem a, dissulfeto de molibdênio, dissulfeto de tungstênio, grafite, grafite fluorado, óxido de zinco, sulfeto de estanho, sulfeto de bismuto, compostos de organomolibdênio (por exemplo, um dialquiltiofosfato de molibdênio ou um dialquiltiocarbamato de molibdênio), PTFE (politetrafluoroetileno), e BN (nitreto de boro). Um ou mais desses podem ser usados.
[00103] A partir dos pontos de vista da adesão e propriedades de prevenção de ferrugem do revestimento lubrificante sólido, grafite é um pó lubrificante particularmente preferido, e a partir do ponto de vista de propriedades de formação de película, grafite amorfo é mais preferido. Um teor preferido de pó lubrificante no revestimento lubrificante sólido é 2 a 15 % em massa. Na presente invenção, é necessário que o coeficiente de atrito do segundo revestimento lubrificante sólido seja menor que o coeficiente de atrito do revestimento lubrificante sólido de alto atrito. O coeficiente de atrito do segundo revestimento lubrificante sólido pode ser ajustado pelo teor do pó lubrificante. Consequentemente, como determinado acima, se o teor de um pó lubrificante se tornar pequeno, esse tipo de revestimento lubrificante sólido também pode ser usado como um revestimento lubrificante sólido de alto atrito.
[00104] O aglutinante pode ser uma resina orgânica ou um polímero inorgânico.
[00105] A resina orgânica é preferivelmente uma que possui resistência ao calor e dureza adequada e resistência ao desgaste. Exemplos dessa resina são resinas termofixas como resinas epóxi, resinas de poliimida, resinas de policarbodiimida, resinas fenólicas, resinas de furano, e resinas de silicone; e resinas termoplásticas como poliolefinas, poliestirenos, poliuretanos, poliimidas,
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30/60 poliésteres, policarbonatos, resinas acrílicas, resinas epóx termoplásticas, resinas de poliamida-imida, poliéter éter cetonas, e poliéter sulfonas. A resina que é usada pode ser um copolímero ou uma mistura de duas ou mais resinas.
[00106] Quando o aglutinante for uma resina termofixa, a partir dos pontos de vista de adesão e resistência ao desgaste de um revestimento lubrificante sólido termofixo, prefere-se realizar um tratamento de endurecimento térmico. A temperatura desse tratamento de endurecimento térmico é preferivelmente pelo menos 120°C e mais preferivelmente 150 a 380° C, e o tempo de tratamento é preferivelmente pelo menos 30 minutos e mais preferivelmente 30 a 60 minutos.
[00107] Quando o aglutinante for uma resina termoplástica, é possível empregar uma composição de revestimento utilizando um solvente, porém também é possível formar um revestimento lubrificante sólido termoplástico sem um solvente utilizando o método de fusão a quente. No método de fusão a quente, uma composição de revestimento contendo uma resina termoplástica e um pó lubrificante é aquecido para fundir a resina termoplástica, e a composição que se tornou um fluido de baixa viscosidade é aspergida de uma pistola de pulverização que possui uma capacidade de manutenção de temperatura que mantém uma temperatura constante (normalmente uma temperatura que é aproximadamente igual à temperatura da composição em um estado fundido). A temperatura de aquecimento da composição é preferivelmente 10 a 50° C mais alta que o ponto de fusão da resina termoplástica (a temperatura de fusão o ponto de amolecimento). Nesse método, é adequado usar uma resina termoplástica com um ponto de fusão de 80 a 320°C e preferivelmente 90 a 200° C.
[00108] O substrato que é revestido (isto é, a superfície de contato do pino e/ou da caixa) é preferivelmente pré-aquecido a uma temperatura mais alta do que o ponto de fusão da resina termoplástica. Como resultado, é possível obter propriedades de revestimento satisfatórias. Quando a composição de revestimento contiver uma pequena quantidade (como no máximo 2% em
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31/60 massa) de um agente ativo de superfície como siloxano de polidimetila, é possível formar um revestimento de boa qualidade mesmo que o substrato não seja pré-aquecido ou mesmo que a temperatura de pré-aquecimento seja mais baixa do que o ponto de fusão da resina de base. Após o revestimento, a resina termoplástica é solidificada ao resfriar o substrato por resfriamento a ar ou resfriamento natural para formar um revestimento lubrificante sólido sobre o substrato.
[00109] O polímero inorgânico é um composto que possui uma estrutura tridimensionalmente reticulada de ligações de metal-oxigênio como Ti-O, Si-O, Zr-O, Mn-O, Ce-O, ou Ba-O. Esse composto pode ser formado por hidrólise e condensação de um composto organometálico hidrolisável por um alcóxido de metal, embora o composto inorgânico hidrolisável como tetracloreto de titânio também possa ser usado. Um alcóxido de metal preferido que pode ser usado é um que possui grupos alcóxi inferior como grupos metóxi, etóxi, isopropóxi, propóxi, isobutóxi, butóxi, ou terc-butóxi. Um alcóxido de metal preferido é um alcóxido de titânio ou silício, e um alcóxido de titânio é particularmente preferido. Entre esses, isopropóxido de titânio é preferido devido às suas excelentes propriedades de formação de película.
[00110] O polímero inorgânico pode conter um grupo alquila que pode ser substituído por um grupo funcional como um grupo amina ou epóxi. Por exemplo, é possível usar um composto organometálico em que alguns grupos alcóxi são substituídos por um grupo alquila que contém um grupo funcional como é o caso com agentes de acoplamento de silano e agentes de acoplamento titanato.
[00111] Quando o aglutinante for um polímero inorgânico, um pó lubrificante é adicionado a uma solução de um alcóxido de metal ou um hidrolisado parcial desse e disperso nessa, e a composição resultante é aplicada à superfície de contato de pelo menos um entre um pino e uma caixa. O revestimento resultante pode ser submetido ao tratamento umidificante e então aquecido se necessário, permitindo assim a hidrólise e condensação do alcóxido
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32/60 de metal para proceder e formar um revestimento lubrificante sólido em que um pó lubrificante é disperso em um a revestimento formado a partir de um polímero inorgânico que possui ligações de metal-oxigênio.
[00112] Mesmo quando se utiliza qualquer aglutinante descrito acima, quando a composição de revestimento contiver um solvente, o solvente pode ser qualquer um entre água, um solvente orgânico miscível em água como um álcool, ou um solvente orgânico imiscível em água como um hidrocarboneto ou um éster. Dois ou mais tipos de solventes podem ser usados em combinação.
[00113] Além de um pó lubrificante, vários aditivos como um agente de prevenção de ferrugem podem ser adicionados ao revestimento lubrificante sólido dentro de uma faixa que não prejudique a resistência à descamação do revestimento. Por exemplo, as propriedades de prevenção de ferrugem do próprio revestimento lubrificante sólido podem ser aprimoradas ao adicionar um ou mais entre pó de zinco, um pigmento de cromo, sílica, e um pigmento de alumina. Um agente de prevenção de ferrugem particularmente preferido é sílica de troca iônica de cálcio. Um revestimento lubrificante sólido também pode conter um pó inorgânico para ajustar as propriedades deslizantes do revestimento. Exemplos desse pó inorgânico são dióxido de titânio e óxido de bismuto. Esses agentes de prevenção de ferrugem, pós inorgânicos, e similares (isto é, componentes de pó exceto um pó lubrificante) podem estar presentes em uma quantidade total de até 20% do revestimento lubrificante sólido.
[00114] Além dos componentes acima, o revestimento lubrificante sólido pode conter aditivos auxiliares selecionados a partir de um agente ativo de superfície, um corante, um antioxidante, e similares em uma quantidade de no máximo 5%, por exemplo. Também é possível conter um agente de pressão extrema, um lubrificante líquido, ou similares em uma quantidade muito pequena de no máximo 2%.
[00115] Pelos mesmos motivos indicados pelo revestimento lubrificante líquido viscoso, a espessura do revestimento lubrificante sólido é preferivelmente 5 a 150 um e mais preferivelmente 20 a 100 um. Quando o revestimento
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33/60 lubrificante sólido for formado sobre um revestimento lubrificante sólido de alto atrito, a espessura total do revestimento lubrificante sólido de alto atrito e o revestimento lubrificante sólido é preferivelmente no máximo 150 pm.
[REVESTIMENTO ANTICORROSIVO SÓLIDO] [00116] Como determinado acima em relação à Figura 4, durante o tempo até o uso real de uma junta rosqueada tubular, um protetor é geralmente montado em um pino ou caixa que não foi conectado a outro elemento. É necessário que um revestimento anticorrosivo sólido não seja destruído sob pelo menos uma força aplicada durante a montagem de um protetor, não seja dissolvido mesmo quando exposto à água que se condensa abaixo do ponto de orvalho durante o transporte ou armazenamento, e não facilmente amolecido a altas temperaturas que excedem 40°C. Qualquer revestimento que possa satisfazer essas propriedades pode ser usado como um revestimento anticorrosivo sólido. Por exemplo, um revestimento anticorrosivo sólido pode ser um revestimento de resina termofixa contendo opcionalmente um componente de prevenção de ferrugem.
[00117] Um revestimento anticorrosivo sólido preferido é um revestimento à base de uma resina de cura ultravioleta. As composições de resina conhecidas que compreendem pelo menos um monômero, um oligômero, e um iniciador de fotopolimerização podem ser usadas como uma resina de cura ultravioleta.
[00118] Exemplos de monômeros incluem, mas sem se limitarem a, ésteres polivalentes (di-, tri-, ou superiores) de um álcool polivalente com um ácido (met)acrílico, vários compostos de (met)acrilato, N-vinilpirrolidona, Nvinilcaprolactama, e estireno. Exemplos de oligômeros incluem, mas sem se limitarem a, epóxi (met)acrilatos, uretano (met)acrilatos, (met)acrilatos de poliéster, (met)acrilatos de poliéster, (met)acrilatos de poliéter, e (met)acrilatos de silicone.
[00119] Os iniciadores de fotopolimerização úteis são compostos que possuem uma absorção na faixa de comprimento de onda de 260 a 450 nm,
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34/60 inclusive benzoína e seus derivados, benzofenona e seus derivados, acetofenona e seus derivados, cetona de Michler, benzila e seus derivados, monossulfeto de tetralquiltiuram, tioxanos, e similares. É particularmente preferido usar um tioxano.
[00120] A partir dos pontos de vista de resistência de revestimento e propriedades deslizantes, um revestimento anticorrosivo sólido formado a partir de uma resina de cura ultravioleta pode conter um aditivo selecionado a partir de um lubrificante e/ou uma carga fibrosa e um agente de prevenção de ferrugem. Exemplos de um lubrificante são sabões de metal como estearato de cálcio e estearato de zinco, e resina de politetrafluoroetileno (PTFE). Um exemplo de uma carga fibrosa é carbonato de cálcio acicular como Whiskal vendido por Maruo Calcium Co., Ltd.. Um ou mais desses aditivos podem ser adicionados em uma quantidade de 0,05 a 0,35 parte em massa em relação a 1 parte em massa da resina de cura ultravioleta. Exemplos de um agente de prevenção de ferrugem são tripolifosfato de alumínio e fosfito de alumínio. Esse pode ser adicionado em uma quantidade máxima de cerca de 0,10 parte em massa em relação a 1 parte em massa da resina de cura ultravioleta.
[00121] Um revestimento anticorrosivo sólido que é formado a partir de uma resina de cura ultravioleta é geralmente transparente. A partir do ponto de vista de facilitar a inspeção de qualidade do revestimento anticorrosivo sólido resultante tanto visualmente como por processamento de imagem (investigandose se há um revestimento e a uniformidade ou não uniformidade da espessura de revestimento), o revestimento anticorrosivo sólido pode conter um corante. O corante que é usado pode ser selecionado a partir de pigmentos, corantes, e materiais fluorescentes. A quantidade de um corante é preferivelmente no máximo de 0,05 parte em massa em relação a uma parte em massa da resina de cura ultravioleta.
[00122] Um corante preferido é um material fluorescente. Um material fluorescente pode ser qualquer pigmento fluorescente, corante fluorescente, e fluoróforo usado em tintas fluorescentes, porém preferivelmente é um pigmento
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35/60 fluorescente. Um revestimento anticorrosivo sólido que contém um material fluorescente é incolor ou transparente com uma cor sob luz visível, porém quando esse for irradiado com uma luz negra ou raios ultravioleta, esse exibe fluorescência e se torna colorido, tornando possível verificar a presença de um revestimento ou se há irregularidade do revestimento. Ademais, visto que esse é transparente sob luz visível, o material sob o revestimento anticorrosivo sólido, isto é, a superfície do substrato pode ser observado. Consequentemente, a inspeção de danos às porções rosqueadas da junta rosqueada não é impedida por um revestimento anticorrosivo sólido.
[00123] Após uma composição à base de uma resina de cura ultravioleta ser aplicada a uma superfície de contato de uma junta rosqueada, essa é irradiada com luz ultravioleta para curar o revestimento, resultando na formação de um revestimento anticorrosivo sólido à base de uma resina de cura ultravioleta. A irradiação com luz ultravioleta pode usar um aparelho de irradiação de luz ultravioleta comercialmente disponível que possui um comprimento de onda de saída na faixa de 200 a 450 nm. Exemplos de uma fonte de luz ultravioleta consistem em uma lâmpada de vapor de mercúrio de alta pressão, uma lâmpada de vapor de mercúrio de pressão alta-alta, uma lâmpada de xênon, uma lâmpada de arco de carbono, uma lâmpada de haleto de metal, e luz do sol.
[00124] A espessura de revestimento de um revestimento anticorrosivo sólido (a espessura total de revestimento quando houver duas ou mais camadas de uma resina de cura ultravioleta) está preferivelmente na faixa de 5 a 50 pm e mais preferivelmente na faixa de 10 a 40 pm. Se a espessura de revestimento do revestimento anticorrosivo sólido for muito pequena, esse não funciona adequadamente como um revestimento anticorrosivo. Por outro lado, se a espessura de revestimento do revestimento anticorrosivo sólido for muito grande, o revestimento anticorrosivo sólido às vezes é destruído sob a força de montagem quando se instala um elemento protetor como um protetor, e a prevenção contra corrosão acaba sendo inadequada.
[00125] Um revestimento anticorrosivo sólido à base de uma resina de
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36/60 cura ultravioleta é um revestimento transparente, então a condição do substrato pode ser observada através do revestimento sem remover o mesmo, e é possível inspecionar as porções rosqueadas antes da constituição a partir da parte superior do revestimento. Consequentemente, ao formar o revestimento anticorrosivo sólido sobre a superfície de contato de um pino, é possível inspecionar facilmente o dano da porção rosqueada do pino que é tipicamente formado sobre a superfície externa de uma extremidade de um tubo de aço e que é facilmente danificada.
[00126] Como determinado acima em relação ao revestimento lubrificante sólido de alto atrito, cada revestimento lubrificante líquido viscoso, revestimento lubrificante sólido, e revestimento anticorrosivo sólido descrito acima é preferivelmente aplicado por revestimento por aspersão. O revestimento por aspersão inclui um revestimento de fusão a quente.
[00127] Como mostrado na Figura 5(A), quando um revestimento lubrificante sólido de alto atrito for formado sobre a porção de contato metálica não rosqueada de uma superfície de contato e um segundo revestimento lubrificante for formados obre a porção rosqueada que é a porção restante da superfície de contato, o revestimento lubrificante sólido de alto atrito ou o segundo revestimento lubrificante pode ser formado primeiro. Nesse caso, particularmente quando o segundo revestimento lubrificante for um revestimento lubrificante sólido, prefere-se criar as espessuras do revestimento lubrificante sólido de alto atrito e do revestimento lubrificante sólido aproximadamente iguais (por exemplo, dentro de ± 15 pm) de modo que um grande ressalto não se desenvolva na borda entre os dois tipos de revestimento. Quando o segundo revestimento lubrificante for um revestimento lubrificante líquido viscoso, esse possui uma grande capacidade de escoar no momento de constituição, então o segundo revestimento lubrificante e o revestimento lubrificante sólido de alto atrito podem ter uma grande diferença em suas espessuras. Normalmente, o revestimento lubrificante líquido viscoso possui uma espessura de revestimento maior do que o revestimento lubrificante sólido de alto atrito.
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37/60 [TRATAMENTO DE SUPERFÍCIE PREPARATÓRIO] [00128] Em uma junta rosqueada tubular de acordo com a presente invenção em que um revestimento lubrificante sólido de alto atrito e um segundo revestimento lubrificante e em alguns casos também um revestimento anticorrosivo sólido são formados sobre as superfícies de contato de um pino e/ou uma caixa, se o tratamento de superfície preparatório quanto à aspereza de superfície for realizado nas superfícies de contato que são o substrato dos revestimentos de modo que a aspereza de superfície seja maior que 3 a 5 pm, essa é a aspereza de superfície após a usinagem, a adesão de revestimento aumenta, e há uma tendência de os efeitos desejados dos revestimentos aumentarem. Consequentemente, antes de formar um revestimento, prefere-se realizar um tratamento de superfície preparatório sobre as superfícies de contato tornar as superfícies ásperas.
[00129] Quando um revestimento for formado sobre uma superfície de contato que possui uma grande aspereza de superfície, a espessura do revestimento é preferivelmente maior que Rmax da superfície de contato para cobrir completamente a superfície de contato. Quando a superfície de contato for áspera, a espessura de um revestimento é o valor meio da espessura de revestimento total que é calculado a partir da área, massa, e densidade do revestimento.
[00130] Exemplos de tratamento de superfície preparatório para tornar a superfície áspera consistem em tratamento por jateamento ao proteger um material de jateamento como granalha esférica ou granalha angular, decapagem por imersão em um ácido forte como ácido sulfúrico ácido hidroclórico, ácido nítrico, ou ácido hidrofluórico para tornar a superfície áspera, tratamento por conversão química como tratamento com fosfato, tratamento com oxalato, ou tratamento com borato (à medida que os cristais resultantes se desenvolvem, a aspereza da superfície cristalina aumenta), eletrogalvanização com um metal como Cu, Fe, Sn, ou Zn ou uma liga desses metais (as projeções são seletivamente galvanizadas, então a superfície se torna levemente áspera), e a
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38/60 galvanização por impacto que pode formar um revestimento galvanizado poroso. Como um tipo de eletrogalvanização, a galvanização composta que forma um revestimento galvanizado em que pequenas partículas sólidas são dispersas em metal é possível como um método de conferir aspereza de superfície, pois as pequenas partículas sólidas se projetam a partir do revestimento galvanizado. O tratamento de superfície preparatório pode usar dois ou mais métodos em combinação. O tratamento pode ser realizado de acordo com métodos conhecidos.
[00131] Qualquer método tratamento de superfície preparatório é usado para as superfícies de contato, a aspereza de superfície Rmax produzida por tratamento de superfície preparatório para tornar a superfície áspera é preferivelmente 5 a 40 pm. Se Rmax for menor que 5 pm, a adesão de um revestimento lubrificante formado e a retenção do revestimento podem ser tornar inadequadas. Por outro lado, se Rmax exceder 40 pm, o atrito aumenta, o revestimento pode ser incapaz de suportar as forças de cisalhamento e as forças compressivas no momento de uma alta pressão, e o revestimento pode ser facilmente destruído ou descascado.
[00132] A partir do ponto de vista da adesão do revestimento lubrificante, o tratamento de superfície preparatório que pode formar um revestimento poroso, isto é, tratamento de conversão química e galvanização por impacto são preferidos. Com esses métodos, para tornar Rmax do revestimento poroso pelo menos 5 pm, a espessura de revestimento é preferivelmente pelo menos 5 pm. Não há limite superior particular sobre a espessura de revestimento, porém normalmente no máximo 50 pm e preferivelmente no máximo 40 pm é suficiente. Se um revestimento lubrificante for formado sobre um revestimento poroso que é formado por tratamento de superfície preparatório, a adesão do revestimento lubrificante é aumentada pelo denominado efeito âncora. Como resultado, se torna difícil ocorrer o descolamento do revestimento lubrificante sólido sob constituição e ruptura repetidas, o contato entre metais é efetivamente impedido, e a resistência à descamação, estanqueidade de gás, e resistência à corrosão
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39/60 são adicionalmente aumentadas.
[00133] Tipos particularmente preferidos de tratamento de superfície preparatório para formar um revestimento poroso consistem em tratamento por conversão química de fosfato (tratamento com fosfato de manganês, fosfato de zinco, fosfato de manganês e ferro, ou fosfato de cálcio e zinco) e a formação de um revestimento de zinco ou liga de zinco-ferro por galvanização por impacto. Um revestimento de fosfato de manganês é preferido a partir do ponto de vista de adesão, e pode-se esperar que um revestimento de zinco ou liga de zincoferro que proporciona um efeito de prevenção contra corrosão sacrificial por zinco seja preferido a partir do ponto de vista de resistência à corrosão.
[00134] O tratamento por conversão química de fosfato (fosfatação) pode ser realizado por imersão ou aspersão de maneira convencional. Uma solução de fosfatação acídica que é normalmente usada para materiais galvanizados com zinco pode ser usada como uma solução de tratamento por conversão química. Por exemplo, uma solução de fosfatação de zinco que contém 1 a 150 g/L de íons de fosfato, 3 a 70 g/L de íons de zinco, 1 a 100 g/L de íons de nitrato, e 0 a 30 g/L de íons de níquel podem ser usados. Também é possível usar uma solução de fosfatação de manganês que é normalmente usada para juntas rosqueadas. A temperatura da solução pode ser a partir da temperatura ambiente a 100° C, e a duração de tratamento pode ser até 15 minutos dependendo da espessura de revestimento desejada. Para promover a formação de um revestimento, antes do tratamento de fosfato, uma solução de condicionamento de superfície aquosa contendo titânio coloidal pode ser fornecida à superfície que será tratada. Após o tratamento com fosfato, a lavagem é preferivelmente realizada com água fria ou quente seguido por secagem.
[00135] A galvanização por impacto pode ser realizada por galvanização mecânica em que as partículas são impactadas com um material que será galvanizado dentro de um barril giratório, ou por galvanização por jateamento em que as partículas são impactadas contra um material que será galvanizado
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40/60 utilizando uma máquina de jateamento. Na presente invenção, é suficiente galvanizar somente uma superfície de contato, então prefere-se empregar a galvanização por jateamento que pode realizar a galvanização localizada. A espessura de uma camada de zinco ou liga de zinco que é formada por galvanização por impacto é preferivelmente 5 a 40 pm a partir dos pontos de vista de resistência à corrosão e adesão.
[00136] Por exemplo, as partículas que possuem um núcleo de ferro revestido com zinco ou liga de zinco são jateadas contra a superfície de contato que será revestida. O teor de zinco ou uma liga de zinco nas partículas está preferivelmente na faixa de 20 a 60 % em massa, e o diâmetro das partículas está preferivelmente na faixa de 0,2 a 1,5 mm. Como resultado de jateamento, apenas o zinco ou liga de zinco que é a camada de revestimento das partículas se adere à superfície de contato que forma um substrato, e um revestimento poroso feito de zinco ou uma liga de zinco formada sobre a superfície de contato. Essa galvanização por impacto pode formar um revestimento galvanizado de metal poroso que possui boa adesão a uma superfície de aço independente da composição do aço.
[00137] Como outro tipo de tratamento de superfície preparatório, embora quase não produza efeito de tornar a superfície áspera, a eletrogalvanização em uma ou mais camadas específicas pode aumentar a adesão do revestimento lubrificante ao substrato e pode aumentar a resistência à descamação de uma junta rosqueada tubular.
[00138] Exemplos desse tratamento de superfície preparatório de um revestimento lubrificante são eletrogalvanização com um metal como Cu, Sn, ou Ni ou ligas desses metais. A galvanização pode ser galvanização em camada única ou galvanização em múltiplas camadas com duas ou mais camadas. Exemplos específicos desse tipo de eletrogalvanização são galvanização com Cu, galvanização com Sn, galvanização com Ni, galvanização com liga de CuSn, galvanização com liga de Cu-Sn-Zn, galvanização em duas camadas por galvanização com Cu e galvanização com Sn, e galvanização em três camadas
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41/60 por galvanização com Ni, galvanização com Cu, e galvanização com Sn. Particularmente, uma junta rosqueada tubular feita de um aço que possui um teor de Cr que excede 5% é suscetível à descamação, e, portanto, é preferivelmente submetida a tratamento de superfície preparatório sob a forma de galvanização em camada única com uma liga de Cu-Sn ou uma liga de CuSn-Zn ou galvanização em múltiplas camadas com duas ou mais camadas selecionadas a partir dessas galvanização com liga e galvanização com Cu, galvanização com Sn, e galvanização com Ni como galvanização em duas camadas por galvanização com Cu e galvanização com Sn, galvanização em duas camadas pro galvanização com by e galvanização com Sn, galvanização em duas camadas por galvanização com Ni e galvanização com liga de Cu-SnZn, e galvanização em três camadas por galvanização com Ni, galvanização com Cu, e galvanização com Sn são preferidas.
[00139] Esses tipos de galvanização podem ser formados pelo método descrito em JP 2003-74763 A. No caso de galvanização em múltiplas camadas, a camada mais inferior de galvanização (geralmente galvanização com Ni) é preferivelmente uma camada de galvanização extremamente fina referida como galvanização por banho eletrolítico e possui uma espessura menor que 1 pm. A espessura de galvanização (a espessura total no caso de galvanização em múltiplas camadas) está preferivelmente na faixa de 5 a 15 pm.
[00140] É possível formar um revestimento anticorrosivo sólido como outro método de tratamento de superfície preparatório.
[00141] Quando o segundo revestimento lubrificante for um revestimento lubrificante líquido viscoso, para reduzir a aderência de superfície desse revestimento, um revestimento sólido seco fino (por exemplo, com uma espessura de 10 a 50 pm) pode ser formado como uma camada superior do revestimento lubrificante. Esse revestimento sólido seco pode ser um revestimento de resina normal (como um revestimento de uma resina epóxi, uma resina de poliamida, uma resina de poliamida-imida, ou uma resina de vinila) e esse pode ser formado a partir de uma composição à base de água ou uma
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42/60 composição à base de solvente orgânico. O revestimento também pode conter uma pequena quantidade de cera para proporcionar lubricidade.
EXEMPLOS [00142] Os efeitos da presente invenção serão ilustrados pelos seguintes exemplos e exemplos comparativos. Na seguinte explicação, a superfície de contato de um pino que inclui a porção rosqueada e a porção de contato metálica não rosqueada será referida como a superfície de pino, e a superfície de contato de uma caixa que inclui a porção rosqueada e a porção de contato metálica não rosqueada será referida como a superfíciede caixa. A aspereza de superfície é expressa como Rmax. Exceto onde particularmente especificada, % significa % em massa.
[00143] A superfície de pino e a superfície de caixa de juntas rosqueadas especiais comercialmente disponíveis (VAM TOP com um diâmetro externo de 17,78 cm (7 polegadas) e uma espessura de parede de 1,036 cm (0,408 polegada) fabricadas por Sumitomo Metal Industries, Ltd.) feitas de aço de carbono A, aço de Cr-Mo B, ou 13% de aço de Cr C que possui a composição mostrada na Tabela 1 foram submetidas ao tratamento de superfície preparatório como mostrado na Tabela 2. Então, como mostrado na Tabela 3, um revestimento lubrificante sólido de alto atrito e um segundo revestimento lubrificante selecionado a partir de um revestimento lubrificante líquido viscoso e um revestimento lubrificante sólido e às vezes um revestimento anticorrosivo sólido são formados sobre a superfície de pino e a superfície de caixa.
[00144] Os detalhes de tratamento e da composição de revestimento serão descritos abaixo. Na Tabela 3, a porção de contato metálica não rosqueada significa a porção de vedação e a porção de ombro, e a porção rosqueada significa a porção da superfície de contato exceto a porção de vedação e a porção de ombro. Quando revestimentos diferentes são formados sobre a porção de contato metálica não rosqueada e a porção rosqueada, primeiramente o revestimento lubrificante sólido de alto atrito é formado sobre a porção de contato metálica não rosqueada, e então o revestimento lubrificante
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43/60 indicado é formado sobre a porção rosqueada. Quando um revestimento lubrificante for formado sobre a porção rosqueada, uma placa de proteção é usada para não formar o revestimento lubrificante sobre o revestimento lubrificante sólido de alto atrito que foi formado sobre a porção de contato metálica não rosqueada. Entretanto, a margem entre esses revestimentos não precisa ser transparente, e os efeitos da presente invenção podem ser obtidos mesmo quando houver uma região sobreposta de cerca de 1 mm.
[00145] Os coeficientes de atrito do revestimento lubrificante sólido de alto atrito, do revestimento lubrificante líquido viscoso, e do revestimento lubrificante sólido que foram formados são os coeficientes de atrito máximos sob condições de estado fixo quando os coeficientes de atrito forem medidos pelo método de teste de Falex mencionado acima com uma pressão de 1 GPa. A medida foi realizada de acordo com ASTM D2670. O pino usado para a medida possui um diâmetro de 6,35 mm (1/4 polegada), e 2 blocos em V possuem um entalhe em forma de V com um ângulo incluído de 96° e uma largura de entalhe de 6,35 mm (1/4 polegada). O pino e os blocos foram preparados ao cortar os mesmos de um tarugo do mesmo aço que a junta rosqueada que será testada, e esses foram submetidos ao mesmo tratamento de superfície preparatório e o tratamento de revestimento que a superfície do pino e da caixa, respectivamente, da junta rosqueada que será testada.
[00146] Um teste de alto torque em que a constituição foi realizada com um alto torque de constituição foi realizado em uma junta rosqueada tubular que foi preparada da maneira descrita acima para obter um gráfico de torque como aquele mostrado na Figura 2. Os valores de Ts (o torque de suporte de ombro), Ty (o torque de escoamento), e AT (a resistência de ombro de torque = Ty - Ts) foram medidos no gráfico de torque.
[00147] Ts é o torque no início de interferência das porções de ombro. Especificamente, Ts é o torque quando a mudança de torque apareceu quando as porções de ombro interferidas começaram a entrar em uma região linear (região de deformação elástica). Ty é o torque no início de deformação plástica.
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Especificamente, Ty é o torque quando o torque começa a sair da região linear após Ts ser atingido em que a mudança de torque com o número de voltas se torna linear. ÁT (= Ty - Ts) se tornou 100 no Exemplo Comparativo 1 na Tabela 3 utilizando uma graxa composta convencional. A Tabela 4 mostra os resultados 5 de comparação de outros exemplos com esse valor de ÁT.
[00148] Um teste de constituição e ruptura repetidas foi realizado em cada junta rosqueada tubular, e a resistência à descamação foi avaliada. No teste de constituição e ruptura, a constituição de uma junta rosqueada foi realizada com uma velocidade de constituição de 10 rpm e um alto torque de 10 constituição de 20 kN-m, e após a ruptura, o estado de descamação da superfície de pino e da superfície de caixa foi investigado. Nesses casos em que riscos de emperramento que se desenvolveram devido à constituição são a luz e a constituição repetida é possível se o reparo for realizado, o reparo foi realizado e a constituição e ruptura continuaram. A constituição foi realizada 10 vezes 15 (durante 10 ciclos). A Tabela 4 também mostra os resultados desse teste.
TABELA 1
Marca Composição de aço de junta rosqueada (% em massa, restante: Fe e
impurezas)
C Si Mn P S Cu Ni Cr Mo
A 0,24 0,3 1,3 0,02 0,01 0,04 0,07 0,17 0,04
B 0,25 0,25 0,8 0,02 0,01 0,04 0,05 0,95 0,18
C 0,19 0,25 0,8 0,02 0,01 0,04 0,1 13 0,04
TABELA 2
No. Tratamento de superfície preparatório Marca de aço
Pino Caixa
Exemplo 1 1. Máquina de trituração (R=3) 2. fosfatação de Zn (R=8) (t=12) 1. Máquina de trituração (R=3) 2. fosfatação de Mn (R=12) (t=15) A
Exemplo 2 Jateamento de areia (R=10) 1. Máquina de trituração (R=3) 2. galvanização com banho eletrolítico de Ni + galvanização com Cu (R=3) (t=12) C
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Exemplo 3 1. Máquina de trituração (R=3) 2. Fosfatação de Zn (R=8) (t=12) 1. Máquina de trituração (R=3) 2. galvanização com banho eletrolítico de Ni + galvanização com liga de Cu-Sn-Zn (R=2) (t=7) B
Exemplo 4 1. Máquina de trituração (R=3) 2. Fosfatação de Zn (R=8) (t=12) 1. Máquina de trituração (R=3) 2. galvanização com banho eletrolítico de Ni + galvanização com liga de Cu-Sn-Zn (R=2) (t=7) B
Exemplo Compar. 1 1. Máquina de trituração (R=3) 2. Fosfatação de Zn (R=8) (t=12) 1. Máquina de trituração (R=3) 2. Fosfatação de Mn (R=12) (t=15) A
Exemplo Compar. 2 1. Máquina de trituração (R=3) 2. Fosfatação de Zn (R=8)( t=12) 1. Máquina de trituração (R=3) 2. Fosfatação de Mn (R=10) (t=12) B
Exemplo Compar. 3 1. Máquina de trituração (R=3) 2. Fosfatação de Zn (R=8) (t=12) 1. Máquina de trituração (R=3) 2. Fosfatação de Mn (R=10) (t=12) B
Exemplo Compar. 4 1. Máquina de trituração (R=3) 2. Fosfatação de Zn (R=8)( t=12) 1. Máquina de trituração (R=3) 2. Fosfatação de Mn (R=10) (t=12) B
Exemplo Compar. 5 1. Máquina de trituração (R=3) 2. Fosfatação de Zn (R=8) (t=12) 1. Máquina de trituração (R=3) 2. Fosfatação de Mn (R=10) (t=12) B
R: aspereza de superfície (pm); t: espessura de revestimento (pm)
TABELA 3
No. Camada Pino Caixa
Porção de contato de metal não rosqueada Porção rosqueada Porção de contato de metal não rosqueada Porção rosqueada
Exemplo 1 Revestimento lubrificante sólido de alto atrito Revestimento lubrificante líquido viscoso Revestimento lubrificante sólido de alto atrito Revestimento lubrificante liquido viscoso
Exemplo 2 Inferior Revestimento lubrificante sólido de alto Revestimento lubrificante líquido viscoso
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atrito
Superior Revestimento lubrificante líquido viscoso
Exemplo 3 Inferior Revestimento lubrificante sólido de alto atrito Revestimento lubrificante líquido viscoso
Superior Revestimento lubrificante sólido de alto atrito
Exemplo 4 - Revestimento anticorrosivo sólido curável por UV Revestimento lubrificante sólido de alto atrito Revestimento lubrificante sólido
Ex. Comp. 1 - Graxa composta sob a forma de líquido viscoso de acordo com API BUL 5A2
Ex. Comp. 2 - Revestimento lubrificante líquido viscoso Revestimento lubrificante líquido viscoso
Ex. Comp. 3 - Revestimento anticorrosivo sólido curável por UV Revestimento lubrificante sólido
Ex. Comp. 4 - Revestimento lubrificante sólido de alto atrito Revestimento lubrificante líquido viscoso
Ex. Comp. 5 - Revestimento anticorrosivo sólido curável por UV Revestimento lubrificante sólido de alto atrito
TABELA 4
No. Razão de AT (=Ty - Ts)1) (Valor relativo quando o Resultados de teste de constituição e ruptura repetidas com um alto torque durante 10 ciclos
valor Compa do rativo 1 f Exemplo or 100)
Exemplo 1 125 nenhuma descamação durante 10 ciclos
Exemplo 2 112 nenhuma descamação durante 10 ciclos
Exemplo 3 110 nenhuma descamação durante 10 ciclos
Exemplo 4 105 nenhuma descamação durante 10 ciclos
Ex. Compar. 1 100 nenhuma descamação durante 10 ciclos
Ex. Compar. 2 52 nenhuma descamação durante 10 ciclos
Ex. Compar. 3 70 nenhuma descamação durante 10 ciclos
Ex. Compar. 4 61 ocorreu descamação no 5° ciclo
Ex. Compar. 5 não avaliável ocorreu descamação no 1° ciclo
1) Um valor de pelo menos 95 é aceitável para uso prático.
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47/60 (EXEMPLO 1) [00149] A superfície de pino e a superfície de caixa de uma junta rosqueada especial feita de aço de carbono que possui a composição A mostrada na Tabela 1 foram submetidas ao tratamento de superfície preparatório e ao tratamento de revestimento como descrito abaixo para formar a estrutura de revestimento mostrada na Figura 5(A).
[SUPERFÍCIE DE CAIXA] [00150] Após o acabamento por máquina de trituração (aspereza de superfície de 3 pm), a superfície de caixa foi submetida ao tratamento de superfície preparatório por imersão durante 10 minutos em uma solução de fosfatação de manganês a 80 a 95°C para formar um revestimento de fosfato de manganês que possui uma espessura de 15 pm (aspereza de superfície de 12 pm).
[00151] Surflube C291 fabricado por Nippon Paint Co., Ltd. que foi diluído com água a uma concentração de 10% foi aplicado por revestimento por aspersão à porção de contato metálica não rosqueada (à porção de vedação e à porção de ombro) da superfície de caixa que foi submetida ao tratamento de superfície preparatório para formar um revestimento lubrificante sólido de alto atrito com uma espessura de revestimento de aproximadamente 10 pm após a secagem. O coeficiente de atrito desse revestimento lubrificante sólido é 0,1. A porção rosqueada (as porções exceto a porção de vedação e a porção de ombro) da superfície de caixa que foi submetida ao tratamento de superfície preparatório foi tratada para formar um revestimento lubrificante líquido viscoso da seguinte maneira.
[00152] A composição do revestimento lubrificante líquido viscoso é 15% de um éster de resina hidrogenada (Ester Gum H fabricado por Arakawa Chemical Industries, Ltd.), 48% de um sulfonato de cálcio altamente básico como um sal de metal básico de um ácido orgânico aromático (CalcinatoeC-400CLR fabricado por Crompton Corporation, número de base de 400 mg KOH/g), 17% de estearato de cálcio como um sabão de metal (fabricado por DIC Corporation),
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10% de grafite amorfo como um lubrificante sólido (Blue P fabricado por Nippon Graphite Industries, Ltd.), e 10% de cera de parafina.
[00153] Após a composição descrita acima ser diluída com 30 partes em massa de um solvente orgânico (Exxsol D40 fabricado por Exxon Mobil Corporation) por 100 partes em massa da composição para reduzir sua viscosidade, essa foi aplicada à porção rosqueada da superfície de caixa por revestimento por aspersão. Após a evaporação do solvente, um revestimento lubrificante líquido viscoso que possui uma espessura de aproximadamente 50 pm foi formado. O coeficiente de atrito desse revestimento lubrificante é 0,04.
[SUPERFÍCIE DE PINO] [00154] Após o acabamento por máquina de trituração (aspereza de superfície de 3 pm), a superfície de pino foi submetida ao tratamento de superfície preparatório por imersão durante 10 minutos em uma solução de fosfatação de zinco a 75 a 85°C para formar um revestimento de fosfato de zinco (aspereza de superfície de 8 pm) com uma espessura de 12 pm.
[00155] O mesmo tratamento da superfície de caixa para formar os revestimentos lubrificantes foi realizado sobre a superfície de pino que foi submetida ao tratamento de superfície preparatório. Isto é, o revestimento lubrificante sólido de alto atrito descrito acima foi formado sobre a porção de contato metálica não rosqueada, e o revestimento lubrificante líquido viscoso descrito acima foi formado sobre a porção rosqueada. A espessura de revestimento e o coeficiente de atrito de cada revestimento são iguais para a superfície de caixa.
[00156] Como pode ser observado a partir da Tabela 4, o valor de ΔΤ em um teste de alto torque é tal que a razão de ΔΤ quando o valor de ΔΤ do Exemplo Comparativo 1 adota um valor de 100 (referida abaixo como a razão de ΔΤ) é 125%. Comparado com a razão de ΔΤ de cerca de 50% para o Exemplo Comparativo 2 que não possui um revestimento lubrificante sólido de alto atrito sobre a porção de vedação ou a porção de ombro (toda a superfície de pino e a superfície de caixa foi revestida com um revestimento lubrificante líquido
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49/60 viscoso), a razão de ΔΤ foi bastante aumentada.
[00157] Ademais, ΔT no Exemplo 1 foi aumentado em 25% em relação a ΔT do exemplo de referência que utiliza a graxa composta (Exemplo Comparativo 1). Consequentemente, verificou-se que a junta rosqueada do Exemplo 1 poderia ser constituída com um alto torque sem a ocorrência de escoamento das porções de ombro. No teste de constituição e ruptura repetidas, a constituição e a ruptura poderiam ser realizadas 10 vezes sem a ocorrência de descamação.
(EXEMPLO 2) [00158] A superfície de pino e a superfície de caixa de uma junta rosqueada especial feita de 13% de aço de Cr que possui a composição C mostrada na Tabela 1 foram submetidas ao tratamento de superfície preparatório e ao tratamento de revestimento descritos acima para formar a estrutura de revestimento mostrada na Figura 5(C).
[SUPERFÍCIE DE CAIXA] [00159] Após o acabamento por máquina de trituração (aspereza de superfície de 3 pm), a superfície de caixa submetida à galvanização com banho eletrolítico de Ni e então galvanização com Cu por eletrogalvanização para formar um revestimento galvanizado com uma espessura total de 12 pm. A aspereza de superfície após esse tratamento de superfície preparatório é 3 pm.
[00160] O mesmo revestimento lubrificante líquido viscoso descrito no Exemplo 1 foi formado por revestimento por aspersão sobre toda a superfície de caixa que foi submetida ao tratamento de superfície preparatório. A espessura de revestimento do revestimento lubrificante líquido viscoso após a evaporação do solvente é 80 pm, e seu coeficiente de atrito é 0,04.
[SUPERFÍCIE DE PINO] [00161] A superfície de pino foi submetida ao tratamento de superfície preparatório por jato de areia com areia No. 80 para proporcionar uma aspereza de superfície de 10 pm.
[00162] Gardolube L6334 não diluído fabricado por Chemetall GmbH foi
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50/60 aplicado por revestimento por aspersão à porção de contato metálica não rosqueada (à porção de vedação e à porção de ombro) da superfície de pino que foi submetida ao tratamento de superfície preliminar para formar um revestimento lubrificante sólido de alto atrito com uma espessura de aproximadamente 15 pm. O coeficiente de atrito desse revestimento lubrificante sólido de alto atrito é 0,15. O mesmo revestimento lubrificante líquido viscoso formado sobre a superfície de caixa foi formado na mesma espessura de revestimento sobre toda a superfície de pino que inclui a porção de contato metálica não rosqueada sobre a qual o revestimento lubrificante sólido de alto atrito foi formado.
[00163] No teste de alto torque, a razão ΔΤ é 112%, confirmando que ΔΤ é maior que no Exemplo Comparativo 1 que usou graxa composta. Naturalmente, a constituição e ruptura poderiam ser realizadas 10 vezes sem qualquer problema no teste de constituição e ruptura repetidas.
(EXEMPLO 3) [00164] A superfície de pino e a superfície de caixa de uma junta rosqueada especial feita de aço Cr-Mo que possui a composição B mostrada na Tabela 1 foram submetidas ao tratamento de superfície preparatório e tratamento de revestimento descritos abaixo para formar a estrutura de revestimento mostrada na Figura 6(C).
[SUPERFÍCIE DE CAIXA] [00165] Após o acabamento por máquina de trituração (aspereza de superfície de 3 pm), a superfície de caixa submetida à galvanização com banho eletrolítico de Ni seguido por galvanização de liga de Cu-Sn-Zn por eletrogalvanização para formar um revestimento galvanizado que possui uma espessura total de 7 pm. A aspereza de superfície após o tratamento de superfície preparatório é 2 pm.
[00166] A porção de contato metálica não rosqueada e a porção rosqueada da superfície de caixa que foram submetidas ao tratamento de superfície preparatório foram revestidas por revestimento por aspersão com
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Surflube C291 fabricado por Nippon Paint Co., Ltd. que foi diluído com água a uma concentração de 10% para formar um revestimento lubrificante sólido de alto atrito (coeficiente de atrito de 0,1) com uma espessura de revestimento de aproximadamente 10 pm após a secagem.
[SUPERFÍCIE DE PINO] [00167] Após o acabamento por máquina de trituração (aspereza de superfície de 3 pm), a superfície de pino foi imersa durante 10 minutos em uma solução de fosfatação de zinco a 75 a 85° C para o tratamento de superfície preparatório para formar um revestimento de fosfato de zinco (aspereza de superfície de 8pm) com uma espessura de 12 pm.
[00168] A porção de contato metálica não rosqueada da superfície de pino que foi submetida ao tratamento de superfície preparatório foi revestida por revestimento por aspersão com Surflube C291 fabricado por Nippon Paint Co., Ltd. que foi diluído com água a uma concentração de 10% para formar um revestimento lubrificante sólido de alto atrito com uma espessura de revestimento de aproximadamente 10 pm (coeficiente de atrito de 0,1) após a secagem. Então, o revestimento lubrificante líquido viscoso descrito no Exemplo 1 foi formado sobre o revestimento lubrificante sólido e sobre a porção rosqueada (isto é, toda a superfície de pino) pelo mesmo método do Exemplo 1 a uma espessura de revestimento de aproximadamente 50 pm.
[00169] No teste de alto torque, a razão de ΔΤ é 110%, confirmando que ΔΤ é maior que a da graxa composta do Exemplo Comparativo 1. No teste de constituição e ruptura repetidas, a constituição e ruptura foram realizadas 10 vezes sem qualquer problema.
(EXEMPLO 4) [00170] A superfície de pino e a superfície de caixa de uma junta rosqueada especial feita de aço de Cr-Mo que possui a composição B mostrada na Tabela 1 foram submetidas ao tratamento de superfície preparatório e tratamento de revestimento descritos abaixo para formar um revestimento com a estrutura mostrada na Figura 6(B).
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52/60 [SUPERFÍCIE DE CAIXA] [00171] Após o acabamento por máquina de trituração (aspereza de superfície de 3 pm), a superfície de caixa submetida à galvanização com banho eletrolítico de Ni seguido por galvanização de liga de Cu-Sn-Zn por eletrogalvanização para formar um revestimento galvanizado com uma espessura total de 7 pm. A aspereza de superfície após o tratamento de superfície preparatório é 2 pm.
[00172] A porção de contato metálica não rosqueada da superfície de caixa que foi submetida ao tratamento de superfície preparatório foi revestida por revestimento por aspersão com Surflube C291 fabricado por Nippon Paint Co., Ltd. que foi diluído com água a uma concentração de 10% para formar um revestimento lubrificante sólido de alto atrito (coeficiente de atrito de 0,1) com uma espessura de revestimento de aproximadamente 50 pm após a secagem. Sobre a porção rosqueada da superfície de caixa que foi submetida ao tratamento de superfície preparatório, um revestimento lubrificante sólido foi formado da seguinte maneira.
[00173] Uma composição de revestimento lubrificante que possui a composição descrita abaixo foi aquecida a 120°C em um tanque equipado com um agitador para manter um estado fundido que possui uma viscosidade adequada para o revestimento, enquanto a superfície de caixa que foi submetida ao tratamento de superfície preparatório descrito acima foi pré-aquecida a 120 C por aquecimento por indução. Utilizando-se uma pistola de pulverização que possui uma cabeça de pulverização com um mecanismo de retenção de calor, a composição de revestimento lubrificante fundida descrita acima foi aplicada à porção rosqueada da superfície de caixa pré-aquecida. Após o resfriamento, um revestimento lubrificante sólido com uma espessura de 50 pm (coeficiente de atrito de 0,03) foi formado.
[00174] A composição da composição de revestimento lubrificante é a seguinte:
15% de cera de carnaúba,
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15% de estearato de zinco,
5% de polialquil metacrilato líquido (ViscoplexTM 6-950 fabricado por Rohmax Corporation),
49% de inibidor de corrosão (NA-SULTM Ca/W1935 fabricado por King Industries, Inc.),
3,5% de grafite amorfo
1% de óxido de zinco,
5% dióxido de titânio,
5% trióxido de bismuto,
1% de silicone (polidimetil siloxano), e antioxidantes (fabricados por Ciba-Geigy Corporation):
0,3% de IrganoxTM L150 e
0,2% de IrgafosTM 168.
[SUPERFÍCIE DE PINO] [00175] Após o acabamento por máquina de trituração (aspereza de superfície de 3 pm), a superfície de pino foi imersa durante 10 minutos em uma solução de fosfatação de zinco a 75 a 85° C para formar um revestimento de fosfato de zinco (aspereza de superfície de 8 pm) com uma espessura de 12 pm. Sobre toda a superfície de pino que foi submetida ao tratamento de superfície preparatório, um revestimento anticorrosivo sólido foi formado a partir de uma resina de cura ultravioleta da seguinte maneira.
[00176] Uma composição de revestimento foi preparada ao adicionar fosfato de alumínio e zinco como um agente de prevenção de ferrugem e cera de polietileno como um lubrificante a uma composição de tinta de resina de cura ultravioleta à base de resina acrílica epóxi (tipo sem solvente) fabricado por Chugoku Marine Paints, Ltd. A composição de revestimento resultante contém 94% de resina, 5% de agente de prevenção de ferrugem, e 1% de lubrificante com base no teor de sólidos total. Essa composição de revestimento foi aplicada por aspersão a toda superfície de pino e foi irradiada com raios ultravioleta (comprimento de onda de 260 nm) de uma lâmpada de vapor de mercúrio
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54/60 resfriada ao ar que possui uma saída de 4 kW para curar o revestimento. O revestimento resultante possui uma espessura de 25 pm e é incolor e transparente. A porção rosqueada macho do pino poderia ser inspecionada através do revestimento a olho nu ou com uma lente de aumento.
[00177] No teste de alto torque, a razão de ΔΤ é 105%. A razão de ΔΤ é bastante aumentada comparada com o Exemplo Comparativo 3 em que um revestimento lubrificante sólido de alto atrito não é formado sobre a porção de contato metálica não rosqueada (a porção de vedação e a porção de ombro) da superfície de caixa. Ademais, a razão de ΔΤ é aumentada comparada com t Exemplo Comparativo 1 que usa uma graxa composta convencional. No teste de constituição e ruptura repetidas, a constituição e ruptura poderiam ser realizadas 10 vezes sem qualquer problema.
(EXEMPLO COMPARATIVO 1) [00178] A superfície de pino e a superfície de caixa de uma junta rosqueada especial feita de aço de carbono que possui a composição A mostrada na Tabela 1 foram submetidas ao tratamento de superfície preparatório e ao tratamento de revestimento descritos abaixo.
[SUPERFÍCIE DE CAIXA] [00179] Após o acabamento por máquina de trituração (aspereza de superfície de 3 pm), a superfície de caixa submetida ao tratamento de superfície preparatório por imersão durante 10 minutos em uma solução de fosfatação de manganês a 80 a 95°C para formar um revestimento de fosfato de manganês com uma espessura de 15 pm (aspereza de superfície de 12 pm). Uma graxa composta líquida viscosa de acordo com API BUL 5A2 foi aplicada à superfície de caixa que foi submetida a esse tratamento de superfície preparatório para formar um revestimento lubrificante. A quantidade revestida da graxa composta é um total de 50 g sobre o pino e a caixa. A área revestida é um total de aproximadamente 1400 cm2.
[SUPERFÍCIE DE PINO] [00180] Após o acabamento por máquina de trituração (aspereza de
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55/60 superfície de 3 pm), a superfície de pino foi imersa durante 10 minutos em uma solução de fosfatação de zinco a 75 a 85°C para formar um revestimento de fosfato de zinco (aspereza de superfície de 8 pm) com uma espessura de 12 pm. A mesma graxa composta usada na superfície de caixa foi aplicada à superfície de pino que foi submetida a esse tratamento de superfície preparatório.
[00181] Como mostrado na Tabela 3, durante 10 ciclos de constituição e ruptura no teste de constituição e ruptura repetidas, não houve ocorrência de descamação até o décimo ciclo. Entretanto, a graxa composta contém metal pesado como chumbo, então a mesma é prejudicial a humanos e ao ambiente.
[00182] No teste de alto torque, a junta exibiu um alto valor de Ty com um grande valor de ΔΤ com isso o escoamento das porções de ombro não ocorreu mesmo quando a constituição foi realizada com um alto torque. Os valores de razão de ΔΤ nos outros exemplos foram calculados com o valor de ΔΤ nesse momento efetuado em 100.
(EXEMPLO COMPARATIVO 2) [00183] A superfície de pino e a superfície de caixa de uma junta rosqueada especial feita de aço de Cr-Mo que possui a composição B na Tabela 1 foram submetidas ao seguinte tratamento de superfície preparatório e tratamento de revestimento.
[SUPERFÍCIE DE CAIXA] [00184] Após o acabamento por máquina de trituração (aspereza de superfície de 3 pm), a superfície de caixa foi imersa durante 10 minutos em uma solução de fosfatação de manganês a 80 a 95°C para formar um revestimento de fosfato de manganês com uma espessura de 12 pm (aspereza de superfície de 10 pm). O revestimento lubrificante líquido viscoso descrito no Exemplo 1 foi formado pelo mesmo método sobre toda a superfície de caixa que foi submetida a esse tratamento de superfície preparatório. Após a evaporação do solvente, um revestimento lubrificante líquido viscoso com uma espessura de aproximadamente 60 pm foi formado. O coeficiente de atrito desse revestimento lubrificante é 0,04.
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56/60 [SUPERFÍCIE DE PINO] [00185] Após o acabamento por máquina de trituração (aspereza de superfície de 3 pm), a superfície de pino foi imersa durante 10 minutos em uma solução de fosfatação de zinco a 75 a 85°C para formar um revestimento de fosfato de zinco (aspereza de superfície de 8 pm) com uma espessura de 12 pm. O mesmo revestimento lubrificante líquido viscoso que está sobre a superfície de caixa foi formado a uma espessura de 60 pm sobre toda a superfície de pino que foi submetida ao tratamento de superfície preparatório.
[00186] No teste de constituição e ruptura repetidas, os resultados foram extremamente satisfatórios sem ocorrência de descamação em 10 ciclos de constituição e ruptura. Entretanto, no teste de alto torque, a razão de ΔΤ é um valor extremamente pequeno de 52% comparado com a graxa composta convencional (Exemplo Comparativo 1). Isto é, novamente confirmou-se que se as superfícies de contato de uma junta rosqueada tubular forem totalmente revestidas apenas com um revestimento lubrificante líquido viscoso com um baixo coeficiente de atrito, a razão de ΔΤ é significativamente reduzida.
(EXEMPLO COMPARATIVO 3) [00187] A superfície de pino e a superfície de caixa de uma junta rosqueada especial feita de aço de Cr-Mo que possui a composição B na Tabela 1 foram submetidas aos seguintes tratamento de superfície preparatório e tratamento de revestimento.
[SUPERFÍCIE DE CAIXA] [00188] Após o acabamento por máquina de trituração (aspereza de superfície de 3 pm), a superfície de caixa submetida ao tratamento de superfície preparatório por imersão durante 10 minutos em uma solução de fosfatação de manganês a 80 a 95°C para formar um revestimento de fosfato de manganês com uma espessura de 12 pm (aspereza de superfície de 10 pm). O mesmo revestimento lubrificante sólido descrito no Exemplo 4 foi formado pelo mesmo método sobre toda a superfície de caixa que foi submetida ao tratamento de superfície preparatório. Após o resfriamento, um revestimento lubrificante sólido
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57/60 com uma espessura de aproximadamente 50 pm (coeficiente de atrito de 0,03) foi formado.
[SUPERFÍCIE DE PINO] [00189] Após o acabamento por máquina de trituração (aspereza de superfície de 3 pm), a superfície de pino foi imersa durante 10 minutos em uma solução de fosfatação de zinco a 75 a 85°C para formar um revestimento de fosfato de zinco (aspereza de superfície de 8 pm) com uma espessura de 12 pm. A mesma resina de cura ultravioleta revestimento (espessura de revestimento de 25 pm) descrita no Exemplo 4 foi formada pelo mesmo método sobre toda a superfície de pino que foi submetida ao tratamento de superfície preparatório.
[00190] No teste de constituição e ruptura repetidas, os resultados foram extremamente satisfatórios sem a ocorrência de descamação em 10 ciclos de constituição e ruptura. Entretanto, no teste de alto torque, a razão de ΔΤ é um valor extremamente pequeno de 70% comparado com a graxa composta convencional.
(EXEMPLO COMPARATIVO 4) [00191] A superfície de pino e a superfície de caixa de uma junta rosqueada especial feita de aço de Cr-Mo que possui a composição B na Tabela 1 foram submetidas ao seguinte tratamento de superfície preparatório e tratamento de revestimento.
[SUPERFÍCIE DE CAIXA] [00192] Após o acabamento por máquina de trituração (aspereza de superfície de 3 pm), a superfície de caixa foi imersa durante 10 minutos em uma solução de fosfatação de manganês a 80 a 95° C para formar um revestimento de fosfato de manganês com uma espessura de 12 pm (aspereza de superfície de 10 pm). O mesmo revestimento lubrificante líquido viscoso descrito no Exemplo 1 foi formado pelo mesmo método sobre toda a superfície de caixa que foi submetida a esse tratamento de superfície preparatório. Após a evaporação do solvente, um revestimento lubrificante líquido viscoso com uma espessura de aproximadamente 60 pm foi formado. O coeficiente de atrito desse revestimento
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58/60 lubrificante é 0,04.
[SUPERFÍCIE PINO] [00193] Após o acabamento por máquina de trituração (aspereza de superfície de 3 pm), a superfície de pino foi imersa durante 10 minutos em uma solução de fosfatação de zinco a 75 a 85°C para formar um revestimento de fosfato de zinco (aspereza de superfície de 8 pm) com uma espessura de 12 pm. O mesmo revestimento lubrificante sólido de alto atrito formado sobre a porção de contato metálica não rosqueada da superfície de pino no Exemplo 1 foi formado com uma espessura de 10 pm sobre toda a superfície de pino que foi submetida ao tratamento de superfície preparatório.
[00194] No teste de constituição e ruptura repetidas, o torque de constituição é constantemente alto desde o primeiro ciclo, e ocorreu descamação no quinto ciclo tornando-se incapaz de continuar o teste. No teste de alto torque, a razão de ΔΤ é um valor pequeno de 61% comparado com a graxa composta convencional (Exemplo Comparativo 1). Isto é, quando toda a superfície de contato de um elemento de uma junta rosqueada for revestida com um revestimento lubrificante sólido de alto atrito, a resistência à descamação é bastante comprometida, e devido a um aumento considerável no torque de ombro, a razão de ΔΤ não foi aprimorada.
(EXEMPLO COMPARATIVO 5) [00195] A superfície de pino e a superfície de caixa de uma junta rosqueada especial feita de aço de Cr-Mo que possui a composição B na Tabela 1 foram submetidas ao seguinte tratamento de superfície preparatório e tratamento de revestimento.
[SUPERFÍCIE DE CAIXA] [00196] Após o acabamento por máquina de trituração (aspereza de superfície de 3 pm), a superfície de caixa foi imersa durante 10 minutos em uma solução de fosfatação de manganês a 80 a 95°C para formar um revestimento de fosfato de manganês com uma espessura de 12 pm (aspereza de superfície de 10 pm). O mesmo revestimento lubrificante sólido de alto atrito formado sobre
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59/60 a porção de contato metálica não rosqueada da superfície de caixa no Exemplo 4 foi formado a uma espessura de cerca de 20 pm sobre toda a superfície de caixa que foi submetida ao tratamento de superfície preparatório.
[SUPERFÍCIE DE PINO] [00197] Após o acabamento por máquina de trituração (aspereza de superfície de 3 pm), a superfície de pino foi imersa durante 10 minutos em uma solução de fosfatação de zinco a 75 a 85°C para formar um revestimento de fosfato de zinco (aspereza de superfície de 8 pm) com uma espessura de 12 pm. O mesmo revestimento de resina de cura ultravioleta (espessura de revestimento de 25 pm) descrito no Exemplo 4 foi formado pelo mesmo método sobre toda a superfície de pino que foi submetida ao tratamento de superfície preparatório.
[00198] No teste de constituição e ruptura repetidas, ocorreu a descamação no primeiro ciclo, e o teste terminou. Essa descamação prematura tornou o mesmo incapaz de ser avaliado pelo teste de alto torque. Foi confirmado que a combinação de revestimentos nesse exemplo proporciona lubricidade insatisfatória resultando em uma piora significativa na resistência à descamação, que é o desempenho fundamental exigido para uma junta rosqueada tubular.
(OUTROS TESTES) [00199] Para investigar as propriedades de prevenção de ferrugem das juntas rosqueadas tubulares fabricadas nos Exemplos 1 a 4, o mesmo tratamento de superfície preparatório e formação de revestimento lubrificante ou revestimentos na caixa na Tabela 2 foram realizados em uma peça de teste separadamente preparada (70 mm x 150 mm x 1,0 mm de espessura). Cada peça de teste foi submetida a um teste de pulverização de sal (de acordo com JIS Z 2371 (correspondente a ISO 9227) a uma temperatura de 35°C durante 1000 horas) ou um teste de resistência à umidade (de acordo com JIS K 56007-2 (correspondente a ISO 6270) a uma temperatura de 50°C e uma umidade relativa de 98% durante 200 horas), e a ocorrência de ferrugem foi investigada. Como resultado, verificou-se que não houve a ocorrência de ferrugem nas juntas rosqueadas tubulares dos Exemplos 1 a 4 em cada teste.
Petição 870190083806, de 27/08/2019, pág. 130/191
60/60 [00200] Quando cada exemplo de junta roscada tubular for submetida a um teste de estanqueidade de gás e um teste de uso real em um aparelho de escavação real, cada junta exibe propriedades satisfatórias. Foi confirmado que a constituição poderia ser estavelmente realizada com essas juntas mesmo 5 quando o torque de constituição for alto devido aos valores de ΔΤ que são maiores do que com a graxa composta convencionalmente usada.
Petição 870190083806, de 27/08/2019, pág. 131/191

Claims (5)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Junta rosqueada tubular constituída por um pino (1) e uma caixa (2) que possuem cada um uma superfície de contato que compreende uma porção de contato metálica não rosqueada que inclui uma porção de vedação (4a, 4b) e uma porção de ombro (5a, 5b) e uma porção rosqueada (3a, 3b), em que a superfície de contato de pelo menos um entre o pino (1) e a caixa (2) possui um primeiro revestimento lubrificante (10) e um segundo revestimento lubrificante (11), sendo que o primeiro revestimento lubrificante (10) é um revestimento lubrificante sólido formado sobre uma porção da superfície de contato que inclui a porção de ombro (5a, 5b), o segundo revestimento lubrificante (11) é selecionado a partir de um revestimento lubrificante líquido viscoso e um revestimento lubrificante sólido e formado pelo menos sobre a porção da superfície de contato onde o primeiro revestimento lubrificante (10) não está presente, o primeiro revestimento lubrificante (10) possui um coeficiente de atrito que é maior que aquele do segundo revestimento lubrificante (11), o segundo revestimento lubrificante (11) fica posicionado na parte superior se houver uma porção da superfície de contato onde o primeiro revestimento lubrificante (10) e o segundo revestimento lubrificante (11) estão presentes, CARACTERIZADA pelo fato de que a porção da superfície de contato que inclui a porção de ombro (5a, 5b) sobre a qual o primeiro revestimento lubrificante (10) é formado é uma porção de contato metálica não rosqueada da superfície de contato, e que a porção de contato metálica não rosqueada da superfície de contato de pelo menos um entre o pino (1) e a caixa (2) possui o primeiro revestimento lubrificante (10) e toda a superfície de contato possui o segundo revestimento lubrificante (11) formado sobre o primeiro revestimento lubrificante (10).
  2. 2. Junta rosqueada tubular, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a superfície de contato de pelo menos um entre o pino (1) e a caixa (2) é submetida ao tratamento de superfície por um método selecionado a partir de jateamento, decapagem, tratamento por conversão química de fosfato, tratamento por conversão química de oxalato,
    Petição 870190083806, de 27/08/2019, pág. 67/191
    2/2 tratamento por conversão química de borato, eletrogalvanização, galvanização por impacto, e dois ou mais desses métodos antes da formação do revestimento lubrificante.
  3. 3. Junta rosqueada tubular, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADA pelo fato de que o primeiro revestimento lubrificante (10) possui uma espessura de 5 a 40 pm.
  4. 4. Junta rosqueada tubular, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de que o segundo revestimento lubrificante (11) é um revestimento lubrificante líquido viscoso que possui uma espessura de 5 a 200 pm, e quando esse segundo revestimento lubrificante (11) ficar posicionado sobre o primeiro revestimento lubrificante (10), a espessura total do primeiro revestimento lubrificante (10) e do segundo revestimento lubrificante (11) é no máximo 200 pm.
  5. 5. Junta rosqueada tubular, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de que o segundo revestimento lubrificante (11) é um revestimento lubrificante sólido que possui uma espessura de 5 a 150 pm, e quando esse segundo revestimento lubrificante (11) ficar posicionado sobre o primeiro revestimento lubrificante (10), a espessura total do primeiro revestimento lubrificante (10) e do segundo revestimento lubrificante (11) é no máximo 150 pm.
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