BR112020006989B1

BR112020006989B1 - Composição e conexão roscada para canos ou tubos, incluindo camada de revestimento lubrificante formada a partir da composição

Info

Publication number: BR112020006989B1
Application number: BR112020006989-2A
Authority: BR
Inventors: Kunio Goto
Original assignee: Nippon Steel Corporation; Vallourec Oil And Gas France
Priority date: 2017-10-13
Filing date: 2018-10-12
Publication date: 2023-12-12
Also published as: JPWO2019074097A1; EA202090934A1; BR112020006989A2; JP6872032B2; UA126294C2; US11268043B2; EP3696256A1; US20210198591A1; AU2018350105B2; CA3078599C; AU2018350105A1; EP3696256B1; CN111212892B; CA3078599A1; MX2020004447A; CN111212892A; WO2019074097A1; EP3696256A4

Abstract

A presente invenção fornece uma composição e uma conexão roscada para canos ou tubos (1) que inclui uma camada de revestimento lubrificante (21) formada a partir da composição. A composição de acordo com a presente modalidade é uma composição para formar uma camada de revestimento lubrificante (21) em uma conexão roscada para canos ou tubos (1), e contem Cr2O3, um sabão metálico, uma cera e um sal metálico básico de um ácido orgânico aromático. A conexão roscada para canos ou tubos (1) de acordo com a presente modalidade inclui um pino (5) e uma caixa (8). O pino (5) e a caixa (8) cada um incluem uma superfície de contato incluindo uma parte roscada (4), (7) e uma parte de contato metálica. A conexão roscada para canos ou tubos (1) inclui, como uma camada mais externa, uma camada de revestimento lubrificante (21) formada a partir da composição supracitada em pelo menos uma das superfícies de contato do pino (5) e a caixa (8).

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente invenção refere-se a uma composição, em particular uma composição para formar uma camada de revestimento lubrificante a ser usada em uma conexão roscada para produtos tubulares petrolíferos, e também se refere a uma conexão roscada para canos ou tubos que inclui uma camada de revestimento lubrificante formada a partir da composição.

FUNDAMENTOS DA TÉCNICA

[0002] Os tubos de poços de petróleo são utilizados para perfuração de campos de petróleo e campos de gás natural. Os tubos de poço de óleo são formados por acoplamento de uma pluralidade de tubos de aço de acordo com a profundidade do poço. A conexão de tubos de aço pode ser realizada apertando a conexão roscada para canos ou tubos formados nas extremidades dos dois tubos de aço. Quando ocorrerem problemas durante o curso das operações até a completação de um poço de petróleo ou após a completação de um poço de petróleo, os produtos tubulares petrolíferos poderão ser levantados e afrouxados repetidamente para inspecionar as faces da rosca e similares e, posteriormente, reapertadas e abaixadas para reutilização.

[0003] A conexão roscada para canos ou tubos inclui um pino e uma caixa. O pino inclui uma parte roscada macho formada na superfície periférica externa na extremidade do tubo. A caixa inclui uma parte roscada fêmea formada na superfície periférica interna na extremidade do tubo. O pino e a caixa podem incluir também uma parte de contato de metal não roscada. As partes roscadas e as partes de contato de metal não roscadas do pino e da caixa sofrem repetidamente forte atrito durante o aperto e o afrouxamento dos tubos. Se essas partes não forem suficientemente resistentes ao atrito, ocorrerá desgaste adesivo (corrosão irreparável) durante o aperto e o afrouxamento repetidos. Assim, é necessário que a conexão roscada para canos ou tubos tenha resistência suficiente ao atrito, ou seja, excelente resistência ao desgaste adesivo.

[0004] Até agora, as graxas compostas contendo metais pesados, mencionadas como lubrificantes, foram utilizadas para melhorar a resistência ao desgaste adesivo. A aplicação de uma graxa composta na superfície de uma conexão roscada para canos ou tubos pode melhorar a resistência ao desgaste adesivo da conexão roscada para canos ou tubos. No entanto, os metais pesados contidos em graxas compostas, como Pb, Zn e Cu, podem afetar o meio ambiente. Por esse motivo, é desejável o desenvolvimento de uma composição para formar uma camada de revestimento lubrificante a ser usada em uma conexão roscada para canos ou tubos que não utiliza graxa composta.

[0005] A Publicação de Pedido Internacional N° WO2009/057754 (Literatura Patentária 1) e a Publicação de Pedido Internacional N° WO2014/024755 (Literatura Patentária 2) propõem uma camada de revestimento de lubrificante excelente em resistência ao desgaste adesivo mesmo sem o uso de uma graxa composta e uma composição para formar uma camada de revestimento lubrificante.

[0006] A camada de revestimento lubrificante descrita na Literatura de Patente 1 inclui um ou ambos de resina e fluoreto de cálcio, e um sabão metálico, uma cera e um sal metálico básico de um ácido orgânico aromático. Está descrito na Literatura Patentária 1 que, como resultado, a camada de revestimento lubrificante é excelente nas propriedades anti-desgaste adesivo, estanqueidade ao gás e antiferrugem.

[0007] Uma composição para formar uma camada de revestimento lubrificante em uma conexão roscada semelhante a um tubo descrita na Literatura Patentária 2 contém cianurato de melamina e um sal metálico básico de um ácido orgânico aromático e um ou mais tipos selecionados do grupo que consiste em um material à base de resina pinho, cera, sabão metálico e pó lubrificante. Está descrito na Literatura Patentária 2 que, como resultado, a camada de revestimento lubrificante obtida é excelente nas propriedades anti-desgaste, estanqueidade ao gás e antiferrugem.

LISTA DE CITAÇÕES LITERATURA PATENTÁRIA

[0008] Literatura Patentária 1: Publicação de Pedido Internacional n° WO2009/057754 Literatura Patentária 2: Publicação de Pedido Internacional n° WO2014/024755

SUMÁRIO DO MODELO DE UTILIDADE PROBLEMA TÉCNICO

[0009] Nesse sentido, as partes roscadas e as partes de contato de metal não roscadas do pino e da caixa incluem partes de vedação de metal e partes de ressalto. Durante a fixação de uma conexão roscada para canos ou tubos que tem uma parte de contato de metal não roscada, as partes de ressalto do pino e da caixa entram em contato umas com as outras. O torque que surge naquele momento é chamado de “torque de ombro”. Durante o aperto de uma conexão roscada para canos ou tubos, depois que o torque de ressalto é atingido, o aperto continua até a sua conclusão. Dessa forma, a estanqueidade do gás da conexão roscada para canos ou tubos é aprimorada. Se o aperto prosseguir, o metal que constitui pelo menos um dos pinos e a caixa começam a sofrer uma deformação plástica. O torque nesse momento é chamado de “torque de escoamento”.

[0010] O torque quando o aperto é concluído (doravante mencionado como "torque de aperto") é ajustado para que seja obtida uma pressão interfacial da vedação suficiente, independentemente do tamanho da quantidade de interferência da rosca. Se houver uma diferença suficiente entre o torque de ressalto e o torque de escoamento (abaixo, essa diferença é chamada de “torque na resistência do ressalto ΔT'”), o intervalo do torque de aperto aumenta. Em consequência disto, o torque de aperto é ajustado facilmente. Portanto, é necessário que a conexão roscada para canos ou tubos tenha a resistência ao desgaste adesivo supracitada e um elevado torque na resistência de ressalto ΔT', ou seja, elevado desempenho de torque excessivo. O mesmo se aplica a uma conexão roscada para canos que não possui uma parte de contato de metal não roscada (particularmente, uma parte de ressalto). Mesmo quando uma conexão roscada para canos ou tubos não tem uma parte de ressalto, se um alto torque for mantido em um momento de alta pressão interfacial, será fácil ajustar o torque de aperto.

[0011] Um objetivo da presente invenção é fornecer uma composição para a obtenção de uma conexão roscada para canos ou tubos com excelente resistência ao desgaste adesivo e alto desempenho de torque excessivo, e também uma conexão roscada para canos ou tubos que inclua uma camada de revestimento lubrificante formada a partir da composição e que possui excelente resistência ao desgaste adesivo e alto desempenho de torque excessivo.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

[0012] A composição de acordo com a presente modalidade é uma composição para formar uma camada de revestimento lubrificante em uma conexão roscada para canos ou tubos, a composição contendo Cr2O3, um sabão metálico, uma cera e um sal metálico básico de um ácido orgânico aromático.

[0013] A conexão roscada para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade é uma conexão roscada que é para canos ou tubos e que inclui um pino e uma caixa. O pino e a caixa incluem cada uma superfície de contato que inclui uma parte roscada e uma parte de contato metálico não roscada. A conexão roscada para canos ou tubos inclui, como uma camada mais externa, uma camada de revestimento lubrificante formada a partir da composição supracitada em pelo menos uma das superfícies de contato do pino e a caixa.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[0014] A conexão roscada para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade inclui uma camada de revestimento lubrificante. A composição para formar a camada de revestimento lubrificante supracitada contém Cr2O3. Portanto, a conexão roscada para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade exibe excelente resistência ao desgaste adesivo, mesmo quando o aperto é repetido. Portanto, a conexão roscada para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade apresenta alto desempenho de torque excessivo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0015] [FIG. 1] A FIG. 1 é um gráfico que ilustra a relação entre o número de voltas de uma conexão roscada para canos ou tubos que tem uma parte de ressalto e o torque. [FIG. 2] A FIG. 2 é um gráfico que ilustra a relação entre o teor de Cr2O3 em uma composição para formar a camada de revestimento lubrificante e desempenho de torque excessivo. [FIG. 3] A FIG. 3 é um gráfico que ilustra a relação entre o teor de Cr2O3 em uma composição para formar a camada de revestimento lubrificante e resistência ao desgaste adesivo. [FIG. 4] A FIG. 4 é um diagrama que ilustra uma configuração de uma conexão roscada para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade. [FIG. 5] A FIG. 5 é uma vista em corte transversal de uma conexão roscada para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade. [FIG. 6] A FIG. 6 é uma vista em corte transversal de uma superfície de contato da conexão roscada para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade. [FIG. 7] A FIG. 7 é um gráfico para descrever o torque na resistência de ressalto ΔT’ em um exemplo.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES

[0016] A presente modalidade será descrita em detalhes abaixo com referência aos desenhos. Os mesmos símbolos de referência serão usados em todos os desenhos para se referir às mesmas peças ou similares, e sua descrição não será repetida.

[0017] Os presentes inventores conduziram vários estudos a respeito da relação entre uma composição para formar uma camada de revestimento lubrificante para uma conexão roscada para canos ou tubos, uma conexão roscada para canos ou tubos e resistência ao desgaste adesivo e desempenho de torque excessivo. Como resultado, os presentes inventores obtiveram os seguintes resultados.

[0018] [Desempenho de torque excessivo] Durante o aperto de tubos de aço entre si, o torque ideal para finalizar o aperto é determinado previamente. A FIG. 1 é um gráfico que ilustra a relação entre o número de voltas de conexões roscadas para canos ou tubos e o torque durante a fixação de conexões roscadas para canos ou tubos que têm uma parte de ressalto. Referindo-se à FIG. 1, o aperto das conexões roscadas para canos ou tubos aumenta inicialmente o torque em proporção ao número de voltas. A taxa de aumento do torque nesse momento é baixa. À medida que o aperto continua, as partes de ressalto entram em contato umas com as outras. O torque nesse momento é chamado de "torque de ressalto". Após o torque de ressalto ser atingido, quando o aperto continua, o torque aumenta novamente em proporção ao número de voltas. A taxa de aumento do torque nesse momento é alta. O aperto é concluído em um momento no qual o torque atinge um valor numérico predeterminado (torque de aperto). Se o torque durante o aperto atingir o torque de aperto, as partes da vedação de metal interferem uma com a outra com uma pressão interfacial apropriada. Neste caso, a estanqueidade do gás das conexões roscadas para canos ou tubos é aprimorada.

[0019] Se o aperto continuar mais depois que o torque de aperto for atingido, o torque se tornará muito alto. Se o torque se tornar muito alto, uma parte do pino e da caixa sofrerá uma deformação plástica. O torque nesse momento é chamado de “torque de escoamento”. Quando o torque na resistência de ressalto ΔT', que é a diferença entre o torque de ressalto e o torque de escoamento, é grande, uma margem pode ser fornecida com relação ao intervalo do torque de aperto. Em consequência disto, é fácil ajustar o torque de aperto. Portanto, um valor mais alto para o torque na resistência de ressalto ΔT’ é preferencial. Na presente descrição, o termo "desempenho de torque excessivo é alto" significa que o torque na resistência de ressalto ΔT’ é alto.

[0020] Para aumentar o torque na resistência de ressalto ΔT', é eficaz diminuir o torque de ressalto ou aumentar o torque de escoamento. Portanto, considera-se que fazer com que partículas duras sejam contidas em uma composição para formar uma camada de revestimento lubrificante (doravante também mencionada simplesmente como “composição”) aumentará o torque de escoamento em um momento de alta pressão interfacial. Em consequência disto, considera-se que o torque na resistência de ressalto ΔT’ aumentará.

[0021] No entanto, em consequência de investigações e estudos realizados pelos presentes inventores, os presentes inventores descobriram que, embora as partículas duras estivessem simplesmente contidas em uma composição, um alto torque na resistência de ressalto ΔT’ não foi obtido. Por exemplo, embora CaF2 seja uma partícula dura, como mostrado em um exemplo descrito posteriormente, não foi possível obter um alto torque na resistência de ressalto ΔT’ ao usar CaF2.

[0022] Portanto, os presentes inventores conduziram estudos adicionais de vários tipos e descobriram que um alto torque na resistência de ressalto ΔT’ é obtido contendo Cr2O3 em uma composição.

[0023] A FIG. 2 é um gráfico que ilustra a relação entre o teor de Cr2O3 em uma composição e desempenho de torque excessivo. A FIG. 2 foi obtido por meio de um exemplo que é descrito posteriormente. Observe que o desempenho de torque excessivo foi determinado como um valor relativo em relação ao torque na resistência de ressalto ΔT’ do Teste N° 8, onde é usado um lubrificante de acordo com os padrões API (American Petroleum Institute), em vez de uma camada de revestimento lubrificante como referência (100). O símbolo do círculo branco "O” na FIG. 2 denota o desempenho de torque excessivo para um exemplo em que uma camada de revestimento lubrificante foi formada. O símbolo do triângulo branco “Δ” na FIG. 2 denota o desempenho de torque excessivo quando o lubrificante de acordo com os padrões API foi usado em vez de uma camada de revestimento lubrificante.

[0024] Com base na FIG. 2, é mostrado que quando Cr2O3 está contido, o desempenho de torque excessivo é superior a 100. Em outras palavras, quando Cr2O3 está contido, é obtido um alto desempenho de torque excessivo.

[0025] [Resistência ao Desgaste Adesivo] Os presentes inventores descobriram ainda que, fazendo com que uma quantidade adequada de Cr2O3 esteja contida na composição, a resistência ao desgaste adesivo também aumenta, e não apenas ao desempenho de torque excessivo.

[0026] A FIG. 3 é um gráfico que ilustra a relação entre o teor de Cr2O3 em uma composição e o desempenho do desgaste adesivo. A FIG. 3 foi obtida por meio de um exemplo descrito posteriormente. A ordenada na FIG. 3 representa o número de vezes que o aperto foi concluído sem a ocorrência de desgaste adesivo irreparável em uma parte roscada e desgaste adesivo em uma parte de vedação de metal.

[0027] A FIG. 3 mostra que, quando uma quantidade adequada de Cr2O3 está contida na composição, o número de vezes que o aperto pode ser realizado é mais do que 10 vezes. Em outras palavras, quando uma quantidade adequada de Cr2O3 está contida na composição, é obtida alta resistência ao desgaste adesivo.

[0028] Uma composição de acordo com a presente modalidade concluída com base nos resultados acima é uma composição para formar uma camada de revestimento lubrificante em uma conexão roscada para canos ou tubos, a composição contendo Cr2O3, um sabão metálico, uma cera e um sal metálico básico de um ácido orgânico aromático.

[0029] Na composição de acordo com a presente modalidade, em porcentagem em massa com base na quantidade total de componentes não voláteis, de preferência o teor de Cr2O3 é de 1 a 20%, o teor de sabão metálico é de 2 a 30%, o teor de cera é de 2 a 30% e o sal metálico básico do teor de ácido orgânico aromático é de 20 a 70%.

[0030] Nesse caso, o desempenho de torque excessivo e a resistência ao desgaste adesivo aumentam ainda mais.

[0031] A composição de acordo com a presente modalidade também pode conter um pó lubrificante.

[0032] Num caso em que a composição de acordo com a presente modalidade contenha um pó lubrificante, em percentual em massa com base na quantidade total de componentes não voláteis, o teor de pó lubrificante é preferencialmente de 0,5 a 20%.

[0033] De preferência, o pó lubrificante supracitado é um ou mais tipos selecionados de um grupo que consiste em grafite e politetrafluoretileno.

[0034] A composição de acordo com a presente modalidade também pode conter um solvente orgânico volátil.

[0035] Uma conexão roscada para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade é uma conexão roscada que é para canos ou tubos e que inclui um pino e uma caixa. O pino e a caixa incluem cada uma superfície de contato que inclui uma parte roscada e uma parte de contato metálico não roscada. A conexão roscada para canos ou tubos inclui, como uma camada mais externa, uma camada de revestimento lubrificante formada a partir da composição supracitada em pelo menos uma das superfícies de contato do pino e a caixa.

[0036] A conexão roscada para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade pode incluir uma camada de revestimento de metal entre pelo menos uma das superfícies de contato do pino e da caixa e a camada de revestimento lubrificante.

[0037] A conexão roscada para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade pode incluir, abaixo da camada de revestimento lubrificante, um revestimento de tratamento de conversão química tendo uma superfície que contata a camada de revestimento lubrificante.

[0038] Na conexão roscada para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade, uma superfície que contata a camada de revestimento lubrificante pode ser submetida a um tratamento de jateamento. Além disso, na conexão roscada para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade, uma superfície que entra em contato com a camada de revestimento lubrificante pode ser submetida a decapagem.

[0039] Na conexão roscada para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade, a superfície de contato pode ainda incluir uma parte de contato de metal não roscada.

[0040] A seguir, a composição e a conexão roscada para canos ou tubos incluindo uma camada de revestimento lubrificante formada a partir da composição de acordo com a presente modalidade serão descritas em detalhes.

[0041] [Conexão roscada 1 para canos ou tubos] A conexão roscada 1 para canos ou tubos inclui um pino 5 e uma caixa 8. A FIG. 4 é um diagrama que ilustra uma configuração da conexão roscada para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade. A conexão roscada 1 para canos ou tubos inclui um tubo de aço 2 e um acoplamento 3. O pino 5 é formado em cada extremidade do tubo de aço 2 e o pino 5 inclui uma parte roscada macho 4 na sua superfície externa. A caixa 8 é formada em cada extremidade do acoplamento 3 e a caixa 8 inclui uma parte fêmea roscada 7 na sua superfície interna. Ao fixar o pino 5 e a caixa 8 em conjunto, o acoplamento 3 está ligado à extremidade do tubo de aço 2. Embora não ilustrado nos desenhos, um pino 5 do tubo de aço 2 e uma caixa 8 do acoplamento 3 que não estão acoplados a um elemento de acoplamento podem ter um protetor (não ilustrado) ligado ao mesmo para proteger suas partes roscadas.

[0042] Uma conexão roscada típica 1 para canos ou tubos é do tipo de acoplamento como o ilustrado na FIG. 4, que inclui o tubo de aço 2 e o acoplamento 3. Também é conhecida uma conexão roscada 1 para canos ou tubos do tipo integral, em que uma extremidade de um tubo de aço 2 está na forma de um pino 5 e a outra extremidade está na forma de uma caixa 8 sem acoplamento usada. A conexão roscada 1 para canos ou tubos da presente modalidade pode ser empregada como uma conexão roscada do tipo acoplamento ou como uma conexão roscada do tipo integral.

[0043] O pino 5 e a caixa 8 incluem cada uma superfície de contato que inclui uma parte roscada e uma parte de contato metálica não roscada. A FIG. 5 é uma vista em corte transversal da conexão roscada 1 para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade. O pino 5 inclui a parte roscada macho 4 e a parte de contato metálico não roscada. A parte de contato de metal não roscada do pino 5 é formada na extremidade da ponta do pino 5 e inclui uma parte de vedação de metal 10 e uma parte de ressalto 11. A caixa 8 inclui a parte roscada fêmea 7 e a parte de contato metálica. A parte de contato de metal não roscada da caixa 8 é formada na extremidade da ponta da caixa 8 e inclui uma parte de vedação de metal 13 e uma parte de ressalto 12. A parte na qual o pino 5 e a caixa 8 entram em contato uns com os outros quando são fixados em conjunto é mencionada como a superfície de contato. Especificamente, quando o pino 5 e a caixa 8 foram fixados um ao outro, as duas partes de ressalto (partes de ressalto 11 e 12) entram em contato umas com as outras e, assim, as duas partes de vedação de metal (partes de vedação de metal 10 e 13) e as duas partes roscadas (parte roscada macho 4 e parte roscada fêmea 7). Ou seja, a superfície de contato inclui a parte de ressalto, a parte de vedação de metal e a parte roscada.

[0044] Embora não ilustrada nos desenhos, em alguns casos, uma superfície de contato da conexão roscada 1 para canos ou tubos pode não ter uma parte de contato de metal não roscada. Nesse caso, a superfície de contato da conexão roscada 1 para canos ou tubos inclui uma parte roscada. Especificamente, o pino 5 inclui uma parte roscada macho 4. A caixa 8 inclui uma parte de rosca fêmea 7.

[0045] [Camada de Revestimento Lubrificante 21] Na conexão roscada 1 para canos ou tubos, pelo menos um do pino 5 e caixa 8 inclui uma camada de revestimento lubrificante 21 em sua superfície de contato. A FIG. 6 é uma vista em corte transversal de uma superfície de contato da conexão roscada 1 para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade. Uma camada de revestimento lubrificante 21 é formada, como descrito em um método de produção que é mencionado posteriormente, pela aplicação de uma composição para formar a camada de revestimento lubrificante 21 a, pelo menos, uma das superfícies de contato do pino 5 e da caixa 8 e secar a composição.

[0046] [Composição para a Formação da Camada de Revestimento Lubrificante 21] A composição para formar a camada de revestimento lubrificante 21 contém Cr2O3, um sabão metálico, uma cera e um sal metálico básico de um ácido orgânico aromático. Portanto, a camada de revestimento lubrificante 21 também contém Cr2O3, um sabão metálico, uma cera e um sal metálico básico de um ácido orgânico aromático. A composição pode ser uma composição de um tipo sem solvente (isto é, incluindo apenas os componentes descritos acima) ou ser uma composição de um tipo de solvente em que os componentes são dissolvidos em um solvente. No caso de uma composição de um tipo de solvente, o percentual em massa de cada componente refere-se a um percentual em massa do componente em relação à quantidade total de componentes não voláteis na composição (a massa total de todos os componentes, excluindo o solvente contido na composição) como sendo 100%. Ou seja, o teor de cada componente na composição e o teor de cada componente na camada de revestimento lubrificante 21 são iguais entre si.

[0047] Abaixo, cada componente na composição será descrito em detalhes. Salvo indicação em contrário, o símbolo “%” em relação a cada componente significa “percentual em massa com base em uma quantidade total de componentes não voláteis na composição”. Na presente modalidade, o termo “componentes não voláteis” significa todos os componentes, exceto um solvente, que estão contidos na composição. O termo “componentes não voláteis” refere-se à, por exemplo, Cr2O3, um sabão metálico, uma cera e um sal metálico básico de um ácido orgânico aromático. Cada um dos respectivos componentes pode ser selecionado independentemente e uma combinação selecionada não produz nenhum novo efeito.

[0048] [Cr2O3] Cr2O3 também é mencionado como "óxido de cromo (III)". Cr2O3 é um composto inorgânico. O peso da fórmula de Cr2O3 é 151,99. Cr2O3 é obtido por decomposição térmica de dicromato de amônio (bicromato de amônio). Cr2O3 torna-se um cristal verde-escuro com brilho metálico por sublimação e purificação. Cr2O3 é muito estável e é mais duro que o quartzo. Cr2O3 não possui toxicidade e não é perigoso.

[0049] Como descrito acima, se Cr2O3 está contido na composição, o desempenho de torque excessivo aumenta. Além disso, se Cr2O3 estiver contido na composição, a resistência ao desgaste adesivo também aumenta.

[0050] O teor de Cr2O3 na camada de revestimento lubrificante 21 é de preferência de 1 a 20% em percentual em massa, com base na quantidade total de componentes não voláteis na composição. Quando o teor de Cr2O3 é de 1% ou mais, é obtido um desempenho de torque excessivo suficiente. Quando o teor de Cr2O3 não for superior a 20%, pode-se suprimir um declínio na resistência do revestimento. Além disso, se o teor de Cr2O3 não excede 20%, o aumento do atrito é suprimido e a alta resistência ao desgaste adesivo pode ser mantida. O limite inferior do teor de Cr2O3 é mais preferencialmente 5% em massa, ainda mais preferencialmente é 7% em massa e ainda mais preferencialmente é 10% em massa. O limite superior do teor de Cr2O3 é mais preferencialmente 18% em massa, e ainda preferencialmente é 15% em massa.

[0051] Cr2O3, por exemplo, é uma partícula verde escura. Um tamanho de partícula preferencial de Cr2O3 é 45 μm ou menos. Do ponto de vista da dispersibilidade uniforme, um tamanho de partícula de 10 μm ou menos é mais preferencial. O tamanho de partícula é o valor médio aritmético de uma distribuição efetiva de tamanho de partícula obtida por medição de distribuição de tamanho de partícula realizada por um método de difração e espalhamento a laser (por exemplo, usando a série SALD fabricada pela SHIMADZU).

[0052] O Cr2O3 é, por exemplo, óxido de cromo (III) fabricado pela Wako Pure Chemical Industries, Ltd.

[0053] [Sabão Metálico] Um sabão metálico é um sal de um ácido graxo com um metal além de um metal alcalino. Ao conter um sabão metálico, as propriedades de resistência ao desgaste adesivo e antiferrugem da camada de revestimento lubrificante 21 melhoram.

[0054] Do ponto de vista das propriedades de lubrificação e antiferrugem, é preferencial que o ácido graxo do sabão metálico seja um ácido graxo com 12 a 30 átomos de carbono. O ácido graxo pode ser um ácido graxo saturado ou um ácido graxo insaturado. O ácido graxo é um ácido graxo misto ou um único composto. O ácido graxo misto, por exemplo, é derivado de gordura e óleo naturais, como sebo bovino, banha de porco, gordura de lã, óleo de palma, óleo de colza e óleo de coco. O ácido graxo que é um composto único é, por exemplo, ácido láurico, ácido tridecílico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido lanopalmítico, ácido esteárico, ácido isoestárico, ácido oleico, ácido elaídico, ácido araquico, ácido beênico, ácido erúcico, ácido lignocérico, ácido lanocérico, ácido sulfônico, ácido salicílico e ácido carboxílico.

[0055] Exemplos do metal do sabão metálico incluem cálcio, metais alcalino- terrosos e zinco. Um sal de cálcio é preferencial como o tipo de sal metálico. O sal pode ser um sal neutro ou um sal básico.

[0056] Ou seja, o sabão metálico inclui, por exemplo, um sal de um ou mais tipos de ácidos graxos selecionados de um grupo constituído por sebo bovino, banha de porco, gordura de lã, óleo de palma, óleo de colza, óleo de coco, óleo láurico, ácido tridecílico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido lanopalmítico, ácido esteárico, ácido isoestárico, ácido oleico, ácido elaidico, ácido araquico, ácido beênico, ácido erúcico, ácido lignocérico, ácido lanocérico, ácido sulfônico, ácido salicílico e ácido carboxílico com um ou mais tipos de metal selecionado de um grupo que consiste em cálcio, metais alcalino-terrosos e zinco.

[0057] O teor do sabão metálico na composição é de preferência de 2 a 30% em percentual em massa, com base na quantidade total de componentes não voláteis na composição. Quando o conteúdo do sabão metálico é de 2% ou mais, as propriedades de resistência ao desgaste e antiferrugem da camada de revestimento de lubrificante 21 podem ser suficientemente melhoradas. Quando o conteúdo não é superior a 30%, são obtidas as propriedades de adesão e resistência necessárias da camada de revestimento lubrificante 21. Um limite inferior preferencial adicional do teor do sabão metálico é de 4% e ainda mais preferencialmente é de 10%. Um limite superior preferencial adicional do teor do sabão metálico é 19%, e mais preferencialmente é 17%.

[0058] [Cera] O termo “cera” refere-se a uma substância orgânica que é sólida à temperatura normal e se torna líquida quando aquecida. A cera é um ou mais tipos selecionados de um grupo que consiste em cera animal, cera vegetal, cera mineral e cera sintética. Exemplos da cera animal incluem cera de abelha e cera espermaceti. Exemplos da cera vegetal incluem cera do Japão, cera de carnaúba, cera de candelilla e cera de arroz. Exemplos da cera mineral incluem parafina, cera microcristalina, petrolato, cera montan, ozocerita e ceresina. Exemplos da cera sintética incluem cera oxidada, cera de polietileno, cera Fischer-Tropsch, cera amida e óleo de rícino hidrogenado (cera de rícino). De preferência, a cera é parafina com um peso molecular de 150 a 500.

[0059] Ou seja, a cera é, por exemplo, um ou mais tipos de cera selecionados de um grupo que consiste em cera de abelha, cera espermaceti, cera japonesa, cera de carnaúba, cera de candelilla, cera de arroz, parafina, cera microcristalina, vaselina, cera montana, ozocerita, ceresina, cera oxidada, cera de polietileno, cera Fischer-Tropsch, cera amida e óleo de rícino hidrogenado (cera de rícino).

[0060] De preferência, a cera é um ou mais tipos de cera selecionados de um grupo que consiste em parafina, cera microcristalina e cera oxidada.

[0061] A cera reduz o atrito e aumenta a resistência ao desgaste adesivo da camada de revestimento lubrificante 21. A cera também reduz a fluidez da camada de revestimento lubrificante 21 e aumenta a resistência da camada de revestimento lubrificante 21.

[0062] O teor da cera na composição é de preferência de 2 a 30% em percentual em massa, com base na quantidade total de componentes não voláteis na composição. Quando o teor de cera é de 2% ou mais, os efeitos supracitados podem ser suficientemente obtidos. Quando o conteúdo não é superior a 30%, são obtidas as propriedades de adesão e resistência necessárias da camada de revestimento lubrificante 21. Um limite inferior preferencial adicional do teor de cera é de 5% e ainda mais preferencialmente é de 10%. Um limite superior preferencial adicional do teor de cera é 20% e mais preferencialmente é 15%.

[0063] [Sal Metálico Básico de Ácido Orgânico Aromático] O sal metálico básico de um ácido orgânico aromático é um sal constituído por um ácido orgânico aromático e um álcali excedente (metal alcalino ou metal alcalino-terroso). O sal metálico básico de um ácido orgânico aromático, por exemplo, é uma substância que está presente na forma de graxa ou na forma semissólida à temperatura normal. No sal metálico básico de um ácido orgânico aromático, um teor excedente de álcalis é disperso no óleo como um sal metálico de partículas finas coloidais.

[0064] Uma propriedade anticorrosiva da composição é significativamente aumentada contendo um sal metálico básico de um ácido orgânico aromático na mesma. Além disso, ao conter um sal metálico básico de um ácido orgânico aromático, a resistência ao desgaste adesivo da camada de revestimento lubrificante 21 também aumenta. A razão pela qual esses efeitos são obtidos é que, como o sal metálico básico de um ácido orgânico aromático está presente em um estado de partículas finas coloidais, os sais metálicos excedentes são adsorvidos fisicamente ou adsorvidos quimicamente pelos grupos de ácidos orgânicos.

[0065] Exemplos do sal metálico de um ácido orgânico aromático incluem sulfonatos básicos, salicilatos básicos, fenatos básicos e carboxilatos básicos.

[0066] O álcali que constitui uma parte cátion do sal metálico básico de um ácido orgânico aromático é, por exemplo, um ou mais tipos de álcalis selecionados de um grupo que consiste em metais alcalinos e metais alcalino-terrosos. O álcali é preferencialmente um metal alcalino-terroso e, ainda preferencialmente, é um ou mais tipos selecionados de um grupo que consiste em cálcio, bário e magnésio.

[0067] Ou seja, o sal metálico básico de um ácido orgânico aromático é, por exemplo, um ou mais tipos de sal metálico selecionado de um grupo que consiste em sulfonato de sódio básico, sulfonato de potássio básico, sulfonato de magnésio básico, sulfonato de cálcio básico, sulfonato de cálcio básico, salicilato de sódio básico, salicilato de potássio básico, salicilato de magnésio básico, salicilato de cálcio básico, salicilato de bário básico, fenato de sódio básico, fenato de potássio básico, fenato de magnésio básico, fenato de cálcio básico, fenato de bário básico, carboxilato de sódio básico, carboxilato de potássio básico, carboxilato de magnésio básico, carboxilato de cálcio básico e carboxilato de bário básico.

[0068] Quanto mais alto for o número de base do sal metálico básico de um ácido orgânico aromático, mais a quantidade de sais metálicos de partículas finas que funcionam como lubrificante sólido aumenta. Em consequência disto, a resistência ao desgaste adesivo da camada de revestimento lubrificante 21 aumenta. Além disso, quando o número de base é superior a um determinado nível, há uma ação que neutraliza um componente ácido. Em consequência disto, um poder antiferrugem do revestimento lubrificante também aumenta. Portanto, o sal metálico básico de um ácido orgânico aromático possui preferencialmente um número de base (JIS K2501) (no caso de usar dois ou mais tipos, um valor médio ponderado dos números de base para os quais uma quantidade é levada em consideração) de 50 a 500 mg de KOH/g. Quando o número de base é 50 mg KOH/g ou mais, os efeitos supracitados podem ser suficientemente obtidos. Quando o número base não for superior a 500 mg KOH/g, a hidrofilicidade pode ser diminuída e são obtidas propriedades antiferrugem suficientes. Um outro limite inferior preferencial do número de base do sal metálico básico de um ácido orgânico aromático é 100 mg KOH/g, e mais preferencialmente é 200 mg KOH/g, e ainda preferencialmente é 250 mg KOH/g. Um outro limite superior preferencial do número de base do sal metálico básico de um ácido orgânico aromático é de 450 mg KOH/g.

[0069] Como descrito acima, o sal metálico básico de um ácido orgânico aromático é uma substância na forma de graxa ou na forma semissólida, e também pode servir como base da camada de revestimento lubrificante 21. Portanto, o sal metálico básico de um ácido orgânico aromático pode estar contido em uma grande quantidade de até 70% em percentual em massa, com base na quantidade total de componentes não voláteis na composição. O limite inferior do teor do sal metálico básico de um ácido orgânico aromático é, em percentual em massa, com base na quantidade total de componentes não voláteis na composição, preferencialmente 20%, e mais preferencialmente é 40%. O limite superior do teor do sal metálico básico de um ácido orgânico aromático é preferencialmente 70%.

[0070] [Pó Lubrificante] A composição pode conter um pó lubrificante, a fim de aumentar ainda mais a lubrificação da camada de revestimento lubrificante 21. O termo "pó lubrificante" refere-se genericamente a aditivos com lubrificação. Um pó que é conhecido na técnica pode ser usado como o pó lubrificante.

[0071] Um pó lubrificante pode ser categorizado em, por exemplo, nos quatro tipos a seguir. O pó lubrificante inclui pelo menos um tipo selecionado do grupo que consiste nos seguintes (1) a (4): (1) Pós lubrificantes com uma estrutura de cristal particular, tal como uma estrutura de cristal hexagonal lamelar, em que ocorre facilmente um deslizamento e que exibe, portanto, lubrificação (por exemplo, grafite, óxido de zinco e nitreto de boro); (2) Pós lubrificantes incluindo um elemento reativo, além de uma estrutura cristalina particular, e exibindo assim uma lubrificação (por exemplo, dissulfeto de molibdênio, dissulfeto de tungstênio, fluoreto de grafite, sulfeto de estanho e sulfeto de bismuto); (3) Pós lubrificantes que apresentam lubrificação devido a reatividade química (por exemplo, compostos de tiossulfato); e (4) Pós lubrificantes que apresentam lubrificação devido ao comportamento plástico ou viscoplástico sob tensões de atrito (por exemplo, politetrafluoroetileno (PTFE) e poliamida).

[0072] Qualquer um dos pós lubrificantes descritos em (1) a (4) acima pode ser usado. Portanto, o pó lubrificante é, por exemplo, um ou mais tipos selecionados de um grupo que consiste em grafite, óxido de zinco, nitreto de boro, dissulfeto de molibdênio, dissulfeto de tungstênio, fluoreto de grafite, sulfeto de estanho, sulfeto de bismuto, compostos de tiossulfato, politetrafluoretileno (PTFE) e poliamida.

[0073] Um dos pós lubrificantes descritos em (1) a (4) pode ser usado sozinho. Por exemplo, um pó lubrificante descrito em (1) pode ser usado sozinho. Dois ou mais dos pós lubrificantes descritos em (1) a (4) acima podem ser usados em combinação. Por exemplo, um pó lubrificante descrito em (4) pode ser usado em combinação com um pó lubrificante descrito em (1) acima.

[0074] De preferência, o pó lubrificante contém um ou mais tipos selecionados do grupo que consiste nos supracitados (1) e (4). Entre os pós lubrificantes (1), a grafite é preferencial do ponto de vista das propriedades de adesão e as propriedades antiferrugem da camada de revestimento lubrificante 21 ou a grafite terrosa é preferência do ponto de vista das propriedades de formação de filme. Entre o pó lubrificante (4), é preferencial o politetrafluoretileno (PTFE).

[0075] Mais preferencialmente, o pó lubrificante é politetrafluoretileno (PTFE).

[0076] O teor do pó lubrificante na composição está de preferência no intervalo de 0,5 a 20% em percentual em massa, com base na quantidade total de componentes não voláteis na composição. Quando o teor do pó lubrificante não é inferior a 0,5% em massa, a resistência ao desgaste adesivo é reforçada. Isso aumenta o número de operações de aperto e afrouxamento que podem ser executadas antes que ocorra o desgaste adesivo. Por outro lado, se o teor do aditivo de lubrificante não excede 20%, a resistência da camada de revestimento lubrificante 21 aumenta ainda mais. Em consequência disto, o desgaste da camada de revestimento lubrificante 21 é inibido. Um limite superior do teor do pó lubrificante é mais preferencialmente 15% e ainda mais preferencialmente é de 10%.

[0077] [Solvente Orgânico Volátil] A composição pode conter um solvente orgânico volátil. No caso de realizar a aplicação em temperatura normal, a composição é preparada adicionando um solvente orgânico volátil à mistura dos componentes da composição da camada de revestimento lubrificante 21. O solvente orgânico volátil é diferente de um óleo base do óleo lubrificante e evapora durante uma etapa de formação da camada de revestimento lubrificante. Portanto, o solvente orgânico volátil substancialmente não permanece no revestimento lubrificante. O termo "volátil" significa que existe uma tendência para o solvente orgânico evaporar no estado de revestimento a uma temperatura no intervalo de temperatura ambiente a 150°C. No entanto, a camada de revestimento lubrificante 21 da presente modalidade pode ser um líquido viscoso ou semissólido e, portanto, é aceitável que uma certa quantidade de solvente permaneça.

[0078] O tipo de solvente orgânico volátil não é particularmente limitado. Por exemplo, o solvente orgânico volátil é um solvente de petróleo. O solvente de petróleo é, por exemplo, um ou mais tipos de solvente selecionados de um grupo que consiste em um solvente correspondente à gasolina industrial definida por JIS K 2201, sprit mineral, nafta de petróleo aromática, xileno e Cellosolve.

[0079] Um solvente orgânico volátil com um ponto de inflamação de 30°C ou superior, um ponto de ebulição inicial de 150°C ou superior e um ponto final não superior a 210°C é preferencial do ponto de vista de que é relativamente fácil de manusear e também evapora rapidamente e, portanto, o tempo de secagem é curto.

[0080] A proporção do solvente orgânico volátil pode ser ajustada para uma viscosidade apropriada de acordo com o método de aplicação. O teor do solvente orgânico volátil é, por exemplo, 20 a 50 partes ao considerar a quantidade total de componentes não voláteis em 100 partes.

[0081] [Outros Componentes] A composição também pode conter um aditivo antiferrugem, um agente antisséptico e um pigmento corante ou semelhante que são conhecidos na técnica.

[0082] [Aditivo Anticorrosivo] A camada de revestimento lubrificante 21 precisa ter propriedades anticorrosivas que podem ser mantidas por um longo período de tempo antes de serem realmente utilizadas. Por esta razão, a composição pode incluir um aditivo anticorrosivo. O aditivo anticorrosivo refere-se genericamente a aditivos com propriedades de resistência à corrosão. O aditivo anticorrosivo inclui, por exemplo, um ou mais aditivos selecionados do grupo que consiste em tripolifosfato de alumínio, fosfito de alumínio e sílica trocada com íons de cálcio. De preferência, o aditivo anticorrosivo inclui pelo menos um selecionado do grupo que consiste em sílica trocada com íons de cálcio e fosfito de alumínio. Outros exemplos de aditivos antiferrugem que podem ser empregados incluem um agente repelente à água reativo disponível no mercado.

[0083] O teor do aditivo anticorrosivo na composição está de preferência no intervalo de 2 a 10% em percentual em massa, com base na quantidade total de componentes não voláteis na composição. Quando o teor do aditivo anticorrosivo não é inferior a 2 %, a camada de revestimento lubrificante 21 exibe ainda propriedades anticorrosivas consistentemente altas. Por outro lado, quando o teor do aditivo anticorrosivo não é superior a 10%, a camada de revestimento lubrificante 21 apresenta lubrificação consistentemente alta. Se o teor do aditivo anticorrosivo é superior a 10%, o efeito anticorrosivo atingirá a saturação.

[0084] [Agente Antisséptico] A composição pode ainda conter um agente antisséptico. O agente antisséptico também se refere genericamente a aditivos com propriedades de resistência à corrosão.

[0085] Ao misturar o Cr2O3 supracitado, sabão metálico, cera, sal metálico básico de um ácido orgânico aromático e outros componentes, a conexão roscada 1 para canos ou tubos da presente modalidade que possui a camada de revestimento lubrificante 21 pode ser produzida.

[0086] [Camada de Revestimento de Metal] A conexão roscada 1 para canos ou tubos da presente modalidade pode incluir ainda uma camada de revestimento de metal entre pelo menos uma das superfícies de contato do pino 5 e da caixa 8 e a camada de revestimento lubrificante 21. A camada de revestimento de metal é, por exemplo, uma camada de revestimento de camada única formada de metal Cu, Sn ou Ni, uma camada de revestimento de camada única formada por uma liga de Cu-Sn, uma camada de revestimento de duas camadas formada por uma camada de Cu e uma camada de Sn ou uma camada de revestimento de três camadas formada por uma camada de Ni, uma camada de Cu e uma camada de Sn.

[0087] A dureza da camada de revestimento de metal é preferencialmente uma dureza micro-Vickers de 300 ou mais. Se a dureza da camada de revestimento de metal for 300 ou mais, a conexão roscada 1 para canos ou tubos exibirá consistentemente alta resistência à corrosão.

[0088] A dureza da camada de revestimento de metal pode ser medida da seguinte maneira. Cinco regiões arbitrárias são selecionadas na camada de revestimento de metal da conexão roscada obtida 1 para canos ou tubos. A dureza Vickers (HV) em cada uma das regiões selecionadas é medida de acordo com JIS Z 2244 (2009). As condições de teste são uma temperatura de teste da temperatura normal (25°C) e uma força de teste de 2,94 N (300 gf). A média dos valores obtidos (de um total de 5 locais) é definida como a dureza da camada de revestimento de metal.

[0089] No caso de tratamentos de revestimento de camada múltipla, a espessura da camada de revestimento mais inferior é, de preferência, inferior a 1 μm. A espessura da camada de revestimento (espessura total das camadas de revestimento em caso de revestimento de múltiplas camadas) está de preferência no intervalo de 5 a 15 μm.

[0090] A espessura da camada de revestimento de metal é medida pelo seguinte método. Uma sonda de um instrumento de medição de espessura de filme do tipo fase de corrente de Foucault, em conformidade com a norma ISO (International Organization for Standardization) 21968 (2005), entra em contato com a superfície de contato na qual a camada de revestimento de metal é formada. É medida uma diferença de fase entre um campo magnético de alta frequência no lado de entrada da sonda e uma corrente de Foucault na camada de revestimento de metal que foi excitada pelo campo magnético de alta frequência. A diferença de fase é convertida em uma espessura da camada de revestimento de metal.

[0091] [Revestimento de Tratamento de Conversão Química] A conexão roscada 1 para canos ou tubos da presente modalidade pode incluir ainda, abaixo da camada de revestimento lubrificante 21, um revestimento de tratamento de conversão química tendo uma superfície que contata a camada de revestimento lubrificante 21. Exemplos do revestimento de tratamento de conversão química incluem um revestimento de tratamento de conversão química de oxalato e um revestimento de tratamento de conversão química de borato.

[0092] O revestimento de tratamento de conversão química é poroso. Assim, quando a camada de revestimento de lubrificante 21 é formada sobre o revestimento de tratamento de conversão química, é produzido o chamado "efeito de ancoragem" e, como resultado, a camada de revestimento lubrificante sólido 21 exibe propriedades de adesão ainda maiores. A espessura do revestimento de tratamento de conversão química está preferencialmente no intervalo de 5 a 40 μm. Quando a espessura do revestimento de tratamento de conversão química não for inferior a 5 μm, é assegurada uma resistência à corrosão suficiente. Quando a espessura do revestimento de tratamento de conversão química não for maior do que 40 μm, a camada de revestimento lubrificante 21 exibe consistentemente elevadas propriedades de adesão.

[0093] [Superfície Sujeita a Tratamento por Jateamento ou Superfície Sujeita a Decapagem] Na conexão roscada 1 para canos ou tubos da presente modalidade, uma superfície que contata a camada de revestimento lubrificante 21 pode ser uma superfície que foi submetida a um tratamento de jateamento ou decapagem.

[0094] Uma superfície que foi submetida a um tratamento de jateamento ou uma superfície que foi submetida a decapagem apresenta rugosidade da superfície. A rugosidade da superfície possui, de preferência, uma rugosidade média aritmética Ra de 1 a 8μm e um comprimento de amostragem de 2,5 mm. Quando a rugosidade média aritmética Ra não for menor que 1μm, a camada de revestimento lubrificante 21 exibe propriedades de adesão aprimoradas adicionais. Quando a rugosidade média aritmética Ra não for maior que 8 μm, o atrito é inibido e, portanto, o dano e a delaminação da camada de revestimento lubrificante sólido 21 são inibidos.

[0095] A rugosidade média aritmética Ra mencionada na presente descrição é medida com base em JIS B 0601 (2001). Por exemplo, a rugosidade média aritmética Ra pode ser medida usando um microscópio de varredura (SPI 3800N, fabricado pela SII NanoTechnology Inc.). As condições de medição são, por exemplo, o número de pontos de dados adquiridos de 1024 x 1024 em regiões de amostra de 2 μm x 2 μm como uma unidade de dados adquiridos. O comprimento da amostra é de 2,5 mm. Quanto maior a rugosidade média aritmética Ra, maior será o aumento da área de contato com a camada de revestimento lubrificante 21. Portanto, as propriedades de adesão em relação à camada de revestimento lubrificante 21 aumentam por um efeito de ancoragem. Quando as propriedades de adesão da camada de revestimento lubrificante 21 aumentam, a conexão roscada 1 para canos ou tubos exibe maior resistência ao desgaste adesivo.

[0096] [Metal Base de Conexão Roscada 1 para canos ou tubos] A composição do metal base da conexão roscada 1 para canos ou tubos não é particularmente limitada. Exemplos do metal base incluem aços carbono, aços inoxidáveis e ligas de aço. Entre os aços de liga, os aços de alta liga, como os aços inoxidáveis duplex que contêm elementos de liga como Cr, Ni e Mo e uma liga de Ni, têm alta resistência à corrosão. Portanto, ao usar esses aços de alta liga como metal base, é obtida excelente resistência à corrosão em um ambiente corrosivo que contém sulfeto de hidrogênio ou dióxido de carbono ou similares.

[0097] [Método de Produção] A seguir, será descrito um método de acordo com a presente modalidade para produzir a conexão roscada 1 para canos ou tubos.

[0098] Um método para produzir a conexão roscada 1 para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade inclui uma etapa de formação de camada de revestimento lubrificante para formar a camada de revestimento lubrificante 21 usando a composição da presente modalidade em pelo menos uma das superfícies de contato do pino 5 e da caixa 8.

[0099] [Etapa de Formação da Camada de Revestimento Lubrificante] Na etapa de formação da camada de revestimento lubrificante, uma mistura dos componentes constituintes da composição descrita acima é liquefeita por adição e/ou aquecimento de solvente, e a mistura líquida é aplicada em pelo menos uma das superfícies de contato do pino 5 e da caixa 8). A composição que foi aplicada na superfície de contato é seca conforme necessário, para formar a camada de revestimento lubrificante 21. Não há restrições quanto aos estados da camada de revestimento lubrificante 21. Os estados da camada de revestimento lubrificante 21 incluem, por exemplo, sólido, líquido viscoso ou semissólido.

[0100] Em primeiro lugar, a composição é preparada. A composição de um tipo sem solvente pode ser preparada, por exemplo, aquecendo uma mistura dos componentes constituintes da composição supracitada até um estado fundido e amassando-a. A composição pode ser feita de uma mistura em pó preparada misturando todos os componentes sob a forma de pó.

[0101] A composição de um tipo de solvente pode ser preparada, por exemplo, dissolvendo ou dispersando o Cr2O3, o sabão metálico, a cera e o sal metálico básico de um ácido orgânico aromático em um solvente orgânico volátil e os misturando.

[0102] Para a composição de um tipo sem solvente, pode ser utilizado um processo de fusão a quente para aplicar a composição. No processo de fusão a quente, a composição é aquecida para derreter em um estado fluido com baixa viscosidade. A composição em estado fluido pode ser pulverizada a partir de uma pistola de pulverização com funções para a manutenção da temperatura. A composição é aquecida e fundida dentro de um tanque que inclui um mecanismo de agitação adequado, é fornecida através de uma bomba de dosagem para o cabeçote de pulverização (mantida a uma temperatura predeterminada) da pistola de pulverização por um compressor e é pulverizada. A temperatura de aquecimento está, por exemplo, em um intervalo de 90 a 130°C. As temperaturas de manutenção para o interior do tanque e o cabeçote de pulverização são ajustadas de acordo com o ponto de fusão na composição. Outro método de aplicação, como escovação ou imersão, pode ser utilizado no lugar do revestimento por pulverização. A temperatura à qual a composição é aquecida é de preferência superior ao ponto de fusão da composição em 10 a 50°C. Antes da aplicação da composição, pelo menos uma superfície de contato, a qual a composição deve ser aplicada, do pino 5 ou da caixa 8, de preferência é aquecida a uma temperatura superior ao ponto de fusão do material base. Isso possibilita a obtenção de boas propriedades de revestimento.

[0103] No caso da composição de um tipo de solvente, a composição em forma de solução é aplicada na superfície de contato por revestimento por pulverização ou por outro método. Neste caso, a viscosidade da composição deve ser ajustada para que possa ser aplicada por pulverização em um ambiente a temperatura e pressão normais.

[0104] No caso da composição de um tipo sem solvente, a camada de revestimento lubrificante 21 é formada por resfriamento da composição aplicada à superfície de contato para permitir que a composição em um estado fundido se solidifique. O processo de resfriamento pode ser realizado por um método conhecido na técnica. Exemplos do processo de resfriamento incluem resfriamento natural e resfriamento de ar.

[0105] No caso da composição de um tipo de solvente, a camada de revestimento lubrificante 21 é formada por secagem da composição aplicada à superfície de contato. O processo de secagem pode ser realizado por um método conhecido na técnica. Exemplos do processo de secagem incluem secagem natural, secagem a baixa temperatura e secagem a vácuo.

[0106] O resfriamento pode ser realizado por resfriamento rápido utilizando, por exemplo, um sistema de resfriamento de gás nitrogênio ou um sistema de resfriamento de dióxido de carbono. No caso em que é realizado um resfriamento rápido, o resfriamento é realizado de forma indireta na superfície oposta à superfície de contato (no caso da caixa 8, na superfície externa do tubo de aço 2 ou no acoplamento 3 e no caso do pino 5, na superfície interna do tubo de aço 2). Isso inibe a degradação da camada de revestimento lubrificante 21 que pode ser causada por um resfriamento rápido.

[0107] De preferência, a camada de revestimento lubrificante 21 cobre todas as pelo menos uma das superfícies de contato do pino 5 e a caixa 8. A camada de revestimento lubrificante 21 pode cobrir apenas parte das superfícies de contato (por exemplo, apenas as partes de vedação de metal 10 e 13).

[0108] A camada de revestimento lubrificante 21 pode ser formada por uma única camada ou várias camadas. O termo “camadas múltiplas” refere-se a duas ou mais camadas da camada de revestimento lubrificante 21 depositadas em sequência pela lateral da superfície de contato. As duas ou mais camadas da camada de revestimento lubrificante 21 podem ser formadas repetindo a aplicação e secagem da composição. A camada de revestimento lubrificante 21 pode ser formado diretamente sobre a superfície de contato ou pode ser formado após um tratamento de preparação de superfície descrito abaixo a ser realizado sobre a superfície de contato.

[0109] A espessura da camada de revestimento lubrificante 21 é de preferência de 10 a 40 μm. Quando a espessura da camada de revestimento lubrificante 21 é 10 μm ou mais, uma alta lubrificação pode ser obtida de forma estável. Por outro lado, quando a espessura da camada de revestimento lubrificante 21 não for superior a 40 μm, as propriedades de adesão da camada de revestimento lubrificante 21 são estáveis. Além disso, quando a espessura da camada de revestimento lubrificante 21 não for superior a 40 μm, como a tolerância da rosca (folga) das superfícies deslizantes aumenta, a pressão interfacial durante o deslizamento diminui. Portanto, o torque de aperto pode ser inibido de se tornar excessivamente alto. Por conseguinte, a espessura da camada de revestimento lubrificante 21 é preferencialmente de 10 a 40 μm.

[0110] A espessura da camada de revestimento lubrificante 21 é medida pelo seguinte método. A camada de revestimento lubrificante é aplicada sobre uma placa plana sob as mesmas condições para aplicação da camada de revestimento lubrificante 21 sobre a conexão roscada 1 para canos ou tubos. Entre as condições para a aplicação sobre a conexão roscada 1 para canos ou tubos e a placa plana, condições como as seguintes devem ser correspondidas: a distância entre o objeto a ser revestido e a ponta do bocal, a pressão de pulverização, a viscosidade da composição e a velocidade de rotação do objeto a ser revestido. Para combinar as viscosidades respectivas da composição, as temperaturas do tanque, tubo e cabeçote do bocal devem ser combinadas entre a conexão roscada 1 para tubos e a placa plana. A quantidade da composição aplicada por unidade de tempo é calculada a partir da diferença entre o peso da placa plana antes da aplicação da composição e o peso da placa plana após a aplicação da composição. A composição é seca na placa plana para formar a camada de revestimento lubrificante 21. A espessura da camada de revestimento lubrificante 21 é medida usando um medidor de espessura. O peso da camada de revestimento lubrificante 21 é calculado a partir da diferença entre o peso da placa plana antes da aplicação da composição e do peso da placa plana após a formação do revestimento lubrificante 21. A densidade da camada de revestimento lubrificante 21 é calculada a partir da espessura e do peso da camada de revestimento lubrificante 21. Em seguida, a área a ser revestida na conexão roscada 1 para canos ou tubos é calculada a partir da forma e dimensão da rosca (diâmetro interno, espessura da parede, etc.). A área a ser revestida corresponde à área da superfície roscada com recessos e projeções, supondo que a superfície roscada seja desdobrada para uma configuração plana. A espessura média da camada de revestimento lubrificante 21 sobre a conexão roscada 1 para canos ou tubos é calculada com base no período de tempo de aplicação da composição à conexão roscada 1 para canos ou tubos, a área a ser revestida e a densidade da camada de revestimento lubrificante 21.

[0111] [Etapa de formação de camada de revestimento de metal] O método para produzir a conexão roscada 1 para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade pode incluir uma etapa de formação da camada de revestimento de metal antes da etapa de formação da camada de revestimento lubrificante. A camada de revestimento de metal pode ser formada, por exemplo, por tratamento de galvanoplastia ou tratamento de revestimento por impacto.

[0112] [Tratamento de Galvanoplastia] O tratamento de galvanoplastia é, por exemplo, um tratamento que forma uma camada de galvanização por galvanoplastia. A camada de revestimento de metal é, por exemplo, uma camada de revestimento de liga de Zn. No caso de formar uma camada de revestimento de liga de Zn no tratamento de galvanoplastia, a camada de revestimento de liga de Zn pode ser formada por tratamento de galvanoplastia em pelo menos uma das superfícies de contato do pino 5 e da caixa 8.

[0113] Alternativamente, no tratamento de galvanoplastia, uma camada de revestimento de liga de Zn pode ser formada por um tratamento de galvanoplastia sobre a rugosidade da superfície formada em pelo menos uma das superfícies de contato do pino 5 e da caixa 8.

[0114] Ao executar o tratamento de galvanoplastia, a resistência ao desgaste adesivo e à corrosão da conexão roscada 1 para canos ou tubos são aumentadas. No caso de formar uma camada de revestimento de liga de Zn, exemplos da etapa de tratamento de galvanoplastia incluem um tratamento de aplicação de uma única camada de revestimento que inclui metal de Cu, Sn ou Ni, um tratamento de aplicação de uma única camada de revestimento que inclui uma liga de Cu-Sn, um tratamento de aplicação de um revestimento de duas camadas, incluindo uma camada de Cu e uma camada de Sn, e um tratamento de aplicação de um revestimento de três camadas, incluindo uma camada de Ni, uma camada de Cu e uma camada de Sn. Para o tubo de aço 2 formado a partir de um aço com um teor de Cr igual ou superior a 5%, os tratamentos preferenciais são um tratamento de revestimento de liga de Cu-Sn, um tratamento de revestimento em duas camadas no qual é aplicado um revestimento de Cu e um revestimento de Sn, tratamento de revestimento de três camadas em que são aplicados um revestimento de Ni, um revestimento de Cu e um revestimento de Sn. Tratamentos mais preferenciais são um tratamento de revestimento de duas camadas em que um revestimento de Cu e um revestimento de Sn são aplicados, um tratamento de revestimento de liga de Zn-Co, um tratamento de revestimento de liga de Cu-Sn-Zn e um tratamento de revestimento de liga de Zn-Ni.

[0115] O tratamento de galvanoplastia pode ser realizado por um método conhecido na técnica. Por exemplo, é preparado um banho de revestimento incluindo íons dos elementos metálicos a serem contidos na camada de revestimento de liga. Em seguida, pelo menos uma das superfícies de contato do pino 5 e da caixa 8 é imersa no banho de revestimento. Por condução de corrente através da superfície de contato, a camada de revestimento de liga é formada na superfície de contato. As condições de tratamento, incluindo a temperatura do banho de revestimento e a duração do tratamento de revestimento, podem ser ajustadas adequadamente.

[0116] Mais especificamente, por exemplo, no caso de formar uma camada de revestimento de liga de Cu-Sn-Zn, o banho de revestimento contém íons de cobre, íons de estanho e íons de zinco. A composição do banho de revestimento é preferencialmente Cu: 1 a 50 g/L, Sn: 1 a 50 g/L e Zn: 1 a 50 g/L. As condições de galvanoplastia são, por exemplo, um banho de pH de 1 a 10, uma temperatura de banho de 60°C, uma densidade de corrente de 1 a 100 A/dm2 e um tempo de tratamento de 0,1 a 30 minutos.

[0117] No caso de formar uma camada de revestimento de liga de Zn-Ni, o banho de revestimento contém íons de zinco e íons de níquel. A composição do banho de revestimento é preferencialmente Zn: 1 a 100 g/L e Ni: 1 a 50 g/L. As condições de galvanoplastia são, por exemplo, um banho de pH de 1 a 10, uma temperatura de banho de 60°C, uma densidade de corrente de 1 a 100 A/dm2 e um tempo de tratamento de 0,1 a 30 minutos.

[0118] [Tratamento de Revestimento de Impacto] Um tratamento de revestimento de impacto é um tratamento que pode ser realizado por revestimento mecânico no qual as partículas podem colidir com um material a ser revestido dentro de um tambor rotativo ou por revestimento de projeção no qual partículas são colididas contra um material a ser revestido usando um aparelho de jateamento.

[0119] No método para produzir a conexão roscada 1 para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade, um tratamento de jateamento ou decapagem pode ser realizado em relação a uma superfície que contata a camada de revestimento lubrificante 21. A rugosidade da superfície pode ser formada pelo tratamento de jateamento ou decapagem.

[0120] [Tratamento de Jateamento] O tratamento de jateamento é, por exemplo, um tratamento no qual partículas são colididas contra um material a ser revestido usando um aparelho de jateamento. O tratamento de jateamento é, por exemplo, um tratamento de jateamento de areia. O tratamento de jateamento é um tratamento em que um material explosivo (abrasivo) é misturado com ar comprimido e a mistura é impulsionada para a superfície de contato. Exemplos do material de explosivos incluem material de disparo esférico e material de grão angular. O tratamento de jateamento aumenta a rugosidade da superfície de contato. O tratamento de jateamento pode ser realizado por um método conhecido na técnica. Por exemplo, o ar é comprimido por um compressor e um material explosivo é misturado com o ar comprimido. O material explosivo pode ser feito, por exemplo, de aço inoxidável, alumínio, cerâmica ou alumina. As condições de tratamento de jateamento, tais como a velocidade de propulsão, podem ser configuradas adequadamente.

[0121] [Tratamento de Decapagem] O tratamento de decapagem é um tratamento em que a superfície de contato é imersa e desbastada em uma solução de um ácido forte, como ácido sulfúrico, ácido clorídrico, ácido nítrico ou ácido fluorídrico. Isso aumenta a rugosidade da superfície de contato. O tratamento de decapagem é, por exemplo, um tratamento de conversão química.

[0122] [Etapa de Tratamento de Conversão Química] O método para produzir a conexão roscada 1 para canos ou tubos de acordo com a presente modalidade pode também incluir uma etapa de tratamento de conversão química antes da etapa de formação de camada de revestimento lubrificante. Na etapa de tratamento de conversão química, um tratamento de conversão química é realizado para formar, abaixo da camada de revestimento lubrificante 21, um revestimento de tratamento de conversão química com uma superfície que entra em contato com a camada de revestimento lubrificante 21.

[0123] O tratamento de conversão química é um tratamento no qual é formada uma camada de conversão química porosa com elevada rugosidade superficial. Exemplos do tratamento de conversão química incluem tratamentos de conversão química de fosfato, tratamento de conversão química de oxalato e tratamento de conversão química de borato. Do ponto de vista das propriedades de adesão da camada de revestimento de lubrificante 21, é preferencial um tratamento de conversão química de fosfato. O tratamento de conversão química de fosfato é, por exemplo, um tratamento de conversão química de fosfato usando fosfato de manganês, fosfato de zinco, fosfato de ferro e manganês ou fosfato de zinco e cálcio.

[0124] O tratamento de conversão química de fosfato pode ser realizado por um método conhecido na técnica. A solução de tratamento pode ser uma solução ácida comum para o tratamento de conversão química de fosfato para produtos zincados. Um exemplo da solução é uma solução para o tratamento de conversão química de fosfato de zinco contendo 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. Soluções para tratamentos de conversão química de fosfato de manganês, que são convencionalmente usadas para a conexão roscada 1 para canos, também podem ser utilizadas. A temperatura da solução está no intervalo de temperatura ambiente a 100°C, por exemplo. O tempo de tratamento pode ser ajustado dependendo da espessura desejada do revestimento e, por exemplo, pode ser de 15 minutos. Para facilitar a formação do revestimento de conversão química, a modificação da superfície pode ser realizada antes do tratamento de conversão química do fosfato. A modificação de superfície refere-se ao tratamento incluindo a imersão em uma solução aquosa de modificação de superfície contendo titânio coloidal. Após o tratamento de conversão química de fosfato, é preferencial que o enxaguamento com água ou com água morna seja realizado antes da secagem.

[0125] Antes da formação da camada de revestimento lubrificante descrita acima, apenas uma etapa de tratamento pode ser realizada ou uma pluralidade de tratamentos podem ser realizados em combinação.

[0126] Antes da formação da camada de revestimento lubrificante, os tratamentos realizados para o pino 5 e a caixa 8 podem ser os mesmos, ou os tratamentos realizados para o pino 5 e a caixa 8 podem ser diferentes.

EXEMPLO

[0127] Um exemplo da presente invenção será descrito abaixo. Deve-se notar que a presente invenção não está limitada ao exemplo. No exemplo, a superfície de contato do pino é mencionada como a superfície do pino e a superfície de contato da caixa é mencionada como a superfície da caixa. A menos que especificado de outra forma, o percentual no exemplo significa percentual em massa.

[0128] No presente exemplo, foi utilizado o VAM21 (marca registrada) fabricado pela NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL CORPORATION. VAM21 (marca registrada) é uma conexão roscada para canos ou tubos com um diâmetro externo de 177,80 mm (7 polegadas) e uma espessura de parede de 11,506 mm (0,453 polegadas). A classe de aço era aço carbono. O aço carbono tinha uma composição, C: 0,24%, Si: 0,23%, Mn: 0,7% P: 0,02%, S: 0,01%, Cu: 0,04%, Ni: 0,05%, Cr: 0,95%, Mo: 0,15% e o balanço: Fe e impurezas.

[0129] Os tratamentos de preparação de superfície foram realizados na superfície do pino e na superfície da caixa dos respectivos números de teste mostrados na Tabela 1. Os números na coluna “Tratamento de Preparação de Superfície” na Tabela 1 mostram a ordem em que o tratamento de preparação de superfície foi realizado. Por exemplo, no caso de “1. Moagem final, 2. Fosfato de zinco”, foi realizada a moagem final e, em seguida, foi realizado um tratamento de conversão química de fosfato de zinco. No processo de jateamento de areia, grão abrasivo de malha 100 foi usado e a rugosidade da superfície foi formada. A rugosidade média aritmética Ra para cada número de teste foi mostrada na Tabela 1. A rugosidade média aritmética Ra foi medida com base em JIS B 0601 (2013). A rugosidade média aritmética Ra foi medida usando um microscópio de varredura (SPI 3800N, fabricado pela SII NanoTechnology Inc.). As condições de medição foram o número de pontos de dados adquiridos de 1024 x 1024 em regiões de amostra de 2 μm x 2 μm como uma unidade de dados adquiridos. A espessura do revestimento de liga Zn-Ni foi medida pelo método de medição supracitado.

[0130] [Tabela 1]

[0131] Depois disso, as camadas de revestimento lubrificante foram formadas usando as composições respectivas, tendo as composições químicas mostradas na Tabela 2, e um pino e uma caixa foram preparados para cada número de teste. O conteúdo em percentual em massa que é baseado na quantidade total dos componentes não voláteis da composição é mostrado entre colchetes na coluna “Composição dos Componentes Não Voláteis da Composição” na Tabela 2. Um produto com o nome de produto “Green F3” fabricado pela Nippon Chemical Industrial Co., Ltd. foi usado como Cr2O3. O estearato de Ca fabricado pela DIC Corporation foi usado como sabão metálico. A parafina fabricada pela Nippon Seiro Co., Ltd. foi usada como cera. Como um sal metálico básico de um ácido orgânico aromático, Calcinato (marca registrada) C400CLR (número base: 400 mg de KOH/g) fabricados pela Chemtura Corporation foram utilizados como um sulfonato de Ca básico. No caso de utilização de grafite como pó lubrificante, um pó de grafite “Blue P” (nome comercial) (teor de cinzas: 3,79%, cristalinidade: 96,9%, tamanho médio de partícula: 7 μm) fabricado pela Nippon Graphite Industries, Ltd. foi utilizado. No caso de usar PTFE como pó lubrificante, foi utilizado o Lubron (marca registrada) L-5F fabricado pela Daikin Industries, Ltd. Como solvente orgânico volátil, foi utilizado um solvente com o nome de produto Exxsol (marca registrada) D40 fabricado pela ExxonMobil Chemical Company. Observe que, no Teste N° 8, uma graxa composta definida no padrão API BUL 5A2 foi usada em vez de uma composição para formar uma camada de revestimento lubrificante. Embora a graxa composta contenha metais pesados, como o chumbo, e seja prejudicial ao homem e ao meio ambiente, sua lubrificação é favorável e, portanto, a graxa composta foi adotada como referência para avaliar o desempenho do torque excessivo, descrito mais adiante.

[0132] [Tabela 2]

[0133] [Teste N° 1] No Teste n° 1, a retificação da máquina de acabamento foi realizada na superfície do pino e na superfície da caixa. Posteriormente, uma composição para formar uma camada de revestimento lubrificante foi aplicada na superfície do 5 pino e na superfície da caixa por pulverização à temperatura normal (aproximadamente 20°C) para formar camadas de revestimento lubrificante. No que diz respeito à espessura do revestimento, calculou-se uma espessura-alvo média do revestimento, usando o peso e a gravidade específica da composição a ser aplicada por unidade de área e tempo de unidade com base em uma pressão 10 de pulverização predeterminada e uma distância à superfície do alvo, e a aplicação foi realizada de modo que o seu valor estivesse no intervalo de 120 a 150 μm.

[0134] [Teste n° 2 ao Teste n° 4] No Teste n° 2 a Teste N° 4, a retificação da máquina de acabamento foi realizada na superfície do pino e na superfície da caixa. A superfície do pino foi imersa em uma solução para tratamento químico de conversão de fosfato de zinco de 75 a 85°C durante 10 minutos para formar um revestimento de fosfato de zinco com uma espessura de 10 μm. A superfície da caixa foi imersa em uma solução para tratamento químico de conversão de fosfato de manganês de 80 a 95°C durante 10 minutos para formar um revestimento de fosfato de manganês com uma espessura de 12 μm. Posteriormente, uma composição para formar uma camada de revestimento de lubrificante foi aplicada na superfície do pino e na superfície da caixa por pulverização à temperatura normal (aproximadamente 20°C) para formar camadas de revestimento lubrificante. No que diz respeito à espessura do revestimento, calculou-se uma espessura-alvo média do revestimento, usando o peso e a gravidade específica da composição a ser aplicada por unidade de área e tempo de unidade com base em uma pressão de pulverização predeterminada e uma distância à superfície do alvo, e a aplicação foi realizada de modo que o seu valor estivesse no intervalo de 120 a 150 μm.

[0135] [Teste N° 5] No Teste N° 5, a retificação da máquina de acabamento foi realizada na superfície do pino. A superfície do pino foi imersa em uma solução para tratamento de conversão química de fosfato de zinco de 75 a 85°C durante 10 minutos para formar um revestimento de fosfato de zinco com uma espessura de 10 μm. Posteriormente, uma camada de revestimento lubrificante foi formada aplicando uma composição para formar uma camada de revestimento lubrificante no revestimento de fosfato de zinco por pulverização a temperatura normal (aproximadamente 20°C). No que diz respeito à espessura do revestimento, calculou-se uma espessura-alvo média do revestimento, usando o peso e a gravidade específica da composição a ser aplicada por unidade de área e tempo de unidade com base em uma pressão de pulverização predeterminada e uma distância à superfície do alvo, e a aplicação foi realizada de modo que o seu valor estivesse no intervalo de 120 a 150 μm.

[0136] A retificação da máquina de acabamento foi realizada na superfície da caixa. Posteriormente, o revestimento de liga de Zn-Ni foi realizado por galvanoplastia para formar uma camada de revestimento de liga de Zn-Ni na superfície da caixa. O banho de revestimento de liga de Zn-Ni usado foi DAIN Zinalloy N-PL (nome comercial) fabricado por Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. A galvanoplastia foi realizada sob condições de um banho de revestimento a pH de 6,5, uma temperatura de banho de 25°C, uma densidade de corrente de 2A/dm2 e um tempo de tratamento de 18 minutos. A camada de revestimento de liga de Zn- Ni tinha uma composição de Zn: 85% e Ni: 15%. Uma camada de revestimento lubrificante foi formada por aplicação de uma composição para formar uma camada de revestimento lubrificante por aplicação de pulverização aquecida (aproximadamente 110°C) e resfriamento lento. No que diz respeito à espessura do revestimento, calculou-se uma espessura-alvo média do revestimento, usando o peso e a gravidade específica da composição a ser aplicada por unidade de área e tempo de unidade com base em uma pressão de pulverização predeterminada e uma distância à superfície do alvo, e a aplicação foi realizada de modo que o seu valor estivesse no intervalo de 120 a 150 μm.

[0137] [Teste n° 6 e Teste n° 7] No Teste n° 6 a Teste N° 7, a retificação da máquina de acabamento foi realizada na superfície do pino e na superfície da caixa. Posteriormente, a rugosidade da superfície foi formada na superfície do pino e na superfície da caixa por um processo de jateamento. Uma composição para formar uma camada de revestimento lubrificante foi aplicada na superfície do pino e na superfície da caixa por pulverização à temperatura normal (aproximadamente 20°C) para formar camadas de revestimento lubrificante. No que diz respeito à espessura do revestimento, calculou-se uma espessura-alvo média do revestimento, usando o peso e a gravidade específica da composição a ser aplicada por unidade de área e tempo de unidade com base em uma pressão de pulverização predeterminada e uma distância à superfície do alvo, e a aplicação foi realizada de modo que o seu valor estivesse no intervalo de 120 a 150 μm.

[0138] [Teste N° 8] No Teste n° 8, a retificação da máquina de acabamento foi realizada na superfície do pino e na superfície da caixa. A superfície do pino foi imersa em uma solução para tratamento químico de conversão de fosfato de zinco de 75 a 85°C durante 10 minutos para formar um revestimento de fosfato de zinco com uma espessura de 10 μm. A superfície da caixa foi imersa em uma solução para tratamento químico de conversão de fosfato de manganês de 80 a 95°C durante 10 minutos para formar um revestimento de fosfato de manganês com uma espessura de 12 μm. Posteriormente, um lubrificante de acordo com os padrões API foi aplicado à superfície do pino e à superfície da caixa por escovação. O termo "lubrificante de acordo com os padrões API" refere-se a lubrificante composto para conexão roscada para produtos tubulares petrolíferos que é fabricado de acordo com a norma API BUL 5A2. É definido que a composição do lubrificante de acordo com os padrões API adota o lubrificante como material de base e contém pó de grafite: 18+1,0%, pó de chumbo: 30,5+0,6% e flocos de cobre: 3,3. +0,3%. Observe que, dentro deste intervalo de componentes, os lubrificantes compostos para conexão roscada para produtos tubulares petrolíferos têm desempenho equivalente.

[0139] [Teste N° 9] No Teste n° 9, a retificação da máquina de acabamento foi realizada na superfície do pino e na superfície da caixa. A superfície do pino foi imersa em uma solução para tratamento químico de conversão de fosfato de zinco de 75 a 85°C durante 10 minutos para formar um revestimento de fosfato de zinco com uma espessura de 10 μm. A superfície da caixa foi imersa em uma solução para tratamento químico de conversão de fosfato de manganês de 80 a 95°C durante 10 minutos para formar um revestimento de fosfato de manganês com uma espessura de 12 μm. Posteriormente, uma composição para formar uma camada de revestimento de lubrificante foi aplicada na superfície do pino e na superfície da caixa por pulverização à temperatura normal (aproximadamente 20°C) para formar camadas de revestimento lubrificante. No que diz respeito à espessura do 41/45 revestimento, calculou-se uma espessura-alvo média do revestimento, usando o peso e a gravidade específica da composição a ser aplicada por unidade de área e tempo de unidade com base em uma pressão de pulverização predeterminada e uma distância à superfície do alvo, e a aplicação foi realizada de modo que o seu valor estivesse no intervalo de 120 a 150 μm. No Teste n° 9, Cr2O3 não estava contido na composição.

[0140] [Teste N° 10] No Teste n° 10, a retificação da máquina de acabamento foi realizada na superfície do pino e na superfície da caixa. A superfície do pino foi imersa em uma solução para tratamento químico de conversão de fosfato de zinco de 75 a 85°C durante 10 minutos para formar um revestimento de fosfato de zinco com uma espessura de 10 μm. A superfície da caixa foi imersa em uma solução para tratamento químico de conversão de fosfato de manganês de 80 a 95°C durante 10 minutos para formar um revestimento de fosfato de manganês com uma espessura de 12 μm. Posteriormente, uma composição para formar uma camada de revestimento de lubrificante foi aplicada na superfície do pino e na superfície da caixa por pulverização à temperatura normal (aproximadamente 20°C) para formar camadas de revestimento lubrificante. No que diz respeito à espessura do revestimento, calculou-se uma espessura-alvo média do revestimento, usando o peso e a gravidade específica da composição a ser aplicada por unidade de área e tempo de unidade com base em uma pressão de pulverização predeterminada e uma distância à superfície do alvo, e a aplicação foi realizada de modo que o seu valor estivesse no intervalo de 120 a 150 μm. No Teste n° 10, CaF2 estava contido como um componente na composição em vez de Cr2O3.

[0141] [Teste de Avaliação de Resistência ao Desgaste Adesivo] A avaliação da resistência ao desgaste adesivo foi realizada por meio de um teste de aperto repetido. Utilizando os pinos e caixas do Teste n° 1 ao Teste n° 10, repetiu-se o aperto e o afrouxamento à temperatura ambiente (20°C), e a resistência ao desgaste adesivo foi avaliada. O torque de aperto foi ajustado em 24350 N-m. Cada vez que um ciclo de aperto e afrouxamento era concluído, a superfície do pino e a superfície da caixa eram visualmente observadas. A ocorrência de desgaste adesivo nas partes roscadas e nas partes de vedação metálica foi examinada por inspeção visual. Com relação às partes de vedação de metal, o teste foi finalizado com a ocorrência de desgaste adesivo. Quando o 5 desgaste adesivo na parte roscada era menor e era reparável por enchimento ou semelhante, as falhas do desgaste adesivo eram corrigidas e o teste continuava. O número máximo de vezes para repetir o aperto foi definido como 15 vezes. O número máximo de vezes que o aperto foi realizado sem que o desgaste adesivo irreparável ocorresse em uma parte roscada ou o desgaste adesivo ocorresse em 10 uma parte de vedação metálica foi adotada como índice de avaliação da resistência ao desgaste adesivo. Os resultados são mostrados na coluna "Resistência ao desgaste adesivo (o número de vezes (voltas) em que o aperto pode ser realizado sem ocorrer desgaste adesivo irreparável em uma parte roscada ou desgaste adesivo ocorrendo em uma parte de vedação metálica)" na Tabela 3.

[0142] [Tabela 3]

[0143] [Teste de Desempenho de Torque Excessivo] Usando os pinos e caixas do Teste N° 1 ao Teste N° 10, o torque na resistência de ressalto ΔT’ foi medido. Especificamente, o aperto foi realizado sob condições de velocidade de aperto de 10 rpm e torque de aperto de 42,8 kN-m. O torque no momento do aperto foi medido e um gráfico de torque como ilustrado na FIG. 7 foi preparado. Caracteres de referência "Ts" na FIG. 7 denotam o torque de ressalto. Caracteres de referência "MTV" na FIG. 7 denotam um valor de torque no qual um segmento de linha L e o gráfico de torque se cruzam. O segmento de linha L é uma linha reta que tem a mesma inclinação que a inclinação de uma região linear do gráfico de torque após o ressalto e para a qual o número de voltas é 0,2% a mais em comparação com a região linear supracitada. Normalmente, o Ty (torque de escoamento) é usado ao medir o torque na resistência de ressalto ΔT'. No entanto, no presente exemplo, o torque de escoamento (limite entre uma região linear e uma região não linear no gráfico de torque após o ressalto) era indistinto. Portanto, a MTV foi definida usando o segmento de linha L. A diferença entre MTV e Ts foi tomada como o torque na resistência de ressalto ΔT’ do presente exemplo. O desempenho do torque excessivo foi determinado como um valor relativo em relação ao torque na resistência de ressalto ΔT’ do Teste N° 8, onde foi usado um lubrificante de acordo com os padrões API em vez de uma camada de revestimento de lubrificante como referência (100). Os resultados são mostrados na Tabela 3.

[0144] [Resultados da Avaliação] Referindo-se à Tabela 1 à Tabela 3, a composição para formar uma camada de revestimento lubrificante das conexões roscadas para canos ou tubos do Teste n° 1 ao Teste n° 7 tinha Cr2O3. Portanto, o desgaste adesivo não ocorreu mesmo quando o aperto e o afrouxamento foram repetidos 10 vezes e, portanto, foi exibida uma excelente resistência ao desgaste adesivo. Além disso, o desempenho de torque excessivo foi superior a 100 e as conexões roscadas para canos ou tubos exibiram excelente desempenho de torque excessivo.

[0145] Nas conexões roscadas dos tubos do Teste N° 1 ao Teste N° 6, o teor de Cr2O3 foi de 1 a 20,0%. Portanto, nas conexões roscada para canos ou tubos do Teste N° 1 ao Teste n° 6, o número de vezes que o aperto poderia ser realizado sem desgaste adesivo era maior em comparação com a conexão roscada para canos ou tubos do Teste N° 7 e, portanto, a resistência ao desgaste adesivo exibida pelas conexões roscadas para canos ou tubos do Teste N° 1 ao Teste N° 6 foi ainda mais excelente do que a resistência ao desgaste adesivo exibida pela conexão roscada para canos ou tubos do Teste N° 7.

[0146] Por outro lado, a composição para formar uma camada de revestimento lubrificante da conexão roscada para canos ou tubos do Teste n° 9 não tinha Cr2O3. Portanto, a resistência ao desgaste adesivo e o desempenho do torque excessivo foram baixos.

[0147] A composição para formar uma camada de revestimento lubrificante da conexão roscada para canos ou tubos do Teste n° 10 continha CaF2 de fluoreto de cálcio e não Cr2O3. Portanto, a resistência ao desgaste adesivo e o desempenho do torque excessivo foram baixos.

[0148] Uma modalidade da presente invenção foi descrita acima. No entanto, a modalidade anterior é meramente um exemplo para a prática da presente invenção. Consequentemente, a presente invenção não está limitada à modalidade acima, e a modalidade acima pode ser modificada adequadamente dentro de uma variação que não se desvia da essência da presente invenção. LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA

[0149] 1: Conexão roscada para canos ou tubos 4: Parte roscada macho 5: Pino 7: Parte roscada fêmea 8: Caixa 10, 13: Parte de vedação de metal 11, 12: Parte de Ressalto 21: Camada de Revestimento Lubrificante

Claims

1. Composição para formar uma camada de revestimento lubrificante em um conexão roscada para canos ou tubos, a composição caracterizada pelo fato de que compreende: Cr2O3, um sabão metálico, uma cera, e um sal metálico básico de um ácido orgânico aromático.

2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que: a composição contém, em percentual em massa, com base em uma quantidade total de componentes não voláteis na composição: Cr2O3: 1 a 20%, o sabão metálico: 2 a 30%, a cera: 2 a 30%, e o sal metálico básico de um ácido orgânico aromático: 20 a 70%.

3. Composição, de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que contem ainda: um pó lubrificante.

4. Composição, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que: a composição contém, em percentual em massa, com base em uma quantidade total de componentes não voláteis na composição: o pó lubrificante: 0,5 a 20%.

5. Composição, de acordo com a reivindicação 3 ou reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que: o pó lubrificante é um ou mais tipos selecionados de um grupo que consiste em grafite e politetrafluoretileno.

6. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que contem ainda: um solvente orgânico volátil.

7. Conexão roscada para canos ou tubos, que compreende um pino e uma caixa, caracterizada pelo fato de que: o pino e a caixa inclui, cada um, uma superfície de contato tendo uma parte roscada; a conexão roscada para canos ou tubos compreendendo uma camada de revestimento lubrificante formada a partir de uma composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, como uma camada mais externa que é formada em pelo menos uma das superfícies de contato do pino e da caixa.

8. Conexão roscada para canos ou tubos, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que compreende ainda: uma camada de revestimento lubrificante entre pelo menos uma das superfícies de contato do pino e da caixa, e a camada de revestimento lubrificante.

9. Conexão roscada para canos ou tubos, de acordo com a reivindicação 7 ou reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que compreende ainda: abaixo da camada de revestimento lubrificante, um revestimento de tratamento de conversão química tendo uma superfície que entra em contato com a camada de revestimento lubrificante.

10. Conexão roscada para canos ou tubos, de acordo com a reivindicação 7 ou reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que: uma superfície que entra em contato com a camada de revestimento lubrificante é submetida a um tratamento de jateamento ou a decapagem.

11. Conexão roscada para canos ou tubos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, caracterizada pelo fato de que: a superfície de contato inclui ainda uma parte de contato de metal não roscada.