BR112020007202A2 - conexão roscada para tubo e método para produzir a conexão roscada para tubo - Google Patents
conexão roscada para tubo e método para produzir a conexão roscada para tubo Download PDFInfo
- Publication number
- BR112020007202A2 BR112020007202A2 BR112020007202-8A BR112020007202A BR112020007202A2 BR 112020007202 A2 BR112020007202 A2 BR 112020007202A2 BR 112020007202 A BR112020007202 A BR 112020007202A BR 112020007202 A2 BR112020007202 A2 BR 112020007202A2
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- alloy
- coated layer
- coating
- contact surface
- threaded
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L15/00—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
- F16L15/006—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with straight threads
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
- C23C28/023—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material only coatings of metal elements only
- C23C28/025—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material only coatings of metal elements only with at least one zinc-based layer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
- C25D3/56—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
- C25D3/562—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys containing more than 50% by weight of iron or nickel or cobalt
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
- C25D3/56—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
- C25D3/565—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys containing more than 50% by weight of zinc
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/60—Electroplating characterised by the structure or texture of the layers
- C25D5/605—Surface topography of the layers, e.g. rough, dendritic or nodular layers
- C25D5/611—Smooth layers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/627—Electroplating characterised by the visual appearance of the layers, e.g. colour, brightness or mat appearance
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
- C25D7/003—Threaded pieces, e.g. bolts or nuts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L15/00—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L15/00—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
- F16L15/04—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with additional sealings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L58/00—Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation
- F16L58/02—Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation by means of internal or external coatings
- F16L58/04—Coatings characterised by the materials used
- F16L58/08—Coatings characterised by the materials used by metal
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16N—LUBRICATING
- F16N15/00—Lubrication with substances other than oil or grease; Lubrication characterised by the use of particular lubricants in particular apparatus or conditions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Protection Of Pipes Against Damage, Friction, And Corrosion (AREA)
- Joining Of Building Structures In Genera (AREA)
Abstract
É fornecida uma conexão roscada para o tubo que possui não apenas resistência ao desgaste adesivo que não requer nenhuma rugosidade da superfície, mas é tão excelente quanto a resistência ao desgaste adesivo fornecida pela rugosidade da superfície, proporcionando baixo torque de ressalto. Uma conexão roscada (50) para tubo inclui um pino (13) e uma caixa (14). A conexão rosada para tubo inclui uma camada revestida de liga de Zn-Ni (21) e um revestimento lubrificante sólido (23). A camada revestida de liga de Zn-Ni (21) é formada sobre uma superfície de contato de pelo menos um dentre o pino (13) e a caixa (14), e contém 10 a 16% em massa de Ni. O revestimento lubrificante sólido (23) é formado na camada revestida de liga de Zn-Ni (21). A superfície de contato na qual a camada revestida de liga de Zn-Ni (21) é formada é moída. Agora, define a rugosidade média aritmética da superfície da camada revestida de liga de Zn-Ni (21) como Ra1, e a rugosidade média aritmética da superfície de contato como Ra2. Ra1 varia de 0,1 a 3,2 micrometros. Ra1 é maior que Ra2.
Description
[0001] A presente invenção diz respeito a uma conexão roscada para tubo e um método para produzir uma conexão roscada para tubo.
[0002] Os produtos tubulares petrolíferos (OCTG) são usados para perfurar campos de petróleo e campos de gás natural. Os produtos tubulares petrolíferos (OCTG) são formados pela conexão de uma pluralidade de tubos de aço de acordo com a profundidade do poço. Os tubos de aço são conectados por meio de conexões roscadas de aperto para tubos formados nas porções finais dos tubos de aço em conjunto. Os tubos de aço são levantados para inspeção e outros fins, afrouxados, inspecionados, depois apertados e usados novamente.
[0003] Uma conexão roscada para tubo inclui um pino e uma caixa. O pino tem uma superfície de contato formada na superfície periférica externa de uma porção final do tubo de aço e incluindo uma parte roscada externa. A caixa tem uma superfície de contato formada na superfície periférica interna de uma porção final do tubo de aço e incluindo uma parte roscada interna. As superfícies de contato podem incluir uma peça de contato de metal não roscada. A superfície de contato de cada um dos pinos e das caixas que inclui a parte roscada e a parte de contato de metal não roscada recebe repetidamente forte atrito quando os tubos de aço sofrem o aperto e o afrouxamento. Caso essas partes não tenham durabilidade suficiente contra atrito, ocorre o desgaste adesivo (corrosão irreparável) quando há repetição do aperto e afrouxamento. A conexão roscada do tubo requer, portanto, — durabilidade suficiente contra o atrito, ou seja, excelente resistência ao desgaste adesivo.
[0004] Para melhorar a resistência ao desgaste adesivo, foi utilizada graxa composta contendo um metal pesado chamado lubrificante. Ao aplicar a graxa composta na superfície de uma conexão roscada para tubo, a resistência ao desgaste adesivo da conexão roscada para tubo pode melhorar. Os metais pesados contidos em graxas compostas, como Pb, Zn e Cu, podem afetar o meio ambiente. Portanto, é desejável desenvolver uma conexão roscada para tubo sem graxa composta.
[0005] A Publicação do Pedido Internacional nº WO2016/170031 (Literatura — Patentária 1) e a Publicação do Pedido de Patente Japonesa Nº 2008-69883 (Literatura Patentária 2) propõem uma conexão roscada para tubo que se destaca na resistência ao desgaste adesivo sem graxa composta. Um revestimento lubrificante é formado na superfície de contato (parte roscada e parte de contato de metal não roscada) da conexão rosqueada para tubo descrita em cada uma das Literaturas Patentárias 1 e 2, a fim de aumentar a resistência ao desgaste adesivo.
[0006] Um revestimento de metal de resistência ao desgaste adesivo e prevenção de ferrugem é formado na parte de contato de metal do pino ou na caixa da conexão roscada do tubo descrito na Literatura Patentária 1. O revestimento de metal de resistência ao desgaste adesivo e prevenção de ferrugem descrito acima contém principalmente Zn. O revestimento de metal descrito acima é formado em um tratamento de revestimento eletrolítico. O parágrafo [0173] da Literatura Patentária 1 revela que o revestimento eletrolítico fornece um efeito de suavização. O efeito de suavização é divulgado também na Tabela 1 na Literatura Patentária 1. Na Tabela 1 da Literatura Patentária 1, a rugosidade média aritmética Ra da superfície de contato após o revestimento eletrolítico é menor que a rugosidade média aritmética Ra da superfície de contato antes do revestimento eletrolítico, independentemente do jateamento de areia ser ou não realizado na superfície.
[0007] A conexão roscada para o tubo descrita na Literatura Patentária 2 é formada por um pino e uma caixa, cada um com uma superfície de contato incluindo uma parte roscada e uma parte de contato de metal não roscada. A conexão roscada para tubo descrito na Literatura Patentária 2 possui as seguintes camadas sequencialmente de baixo para cima na superfície de contato de pelo menos um dos pinos e da caixa: uma primeira camada feita de um primeiro metal ou uma liga; uma segunda camada feita de um segundo metal ou uma liga mais macia que o primeiro metal ou uma liga; e um revestimento lubrificante sólido que é a camada superior.
[0008] Literatura Patentária 1: Publicação de Pedido Internacional nº WOZ2016/170031 Literatura Patentária 2: Publicação do Pedido de Patente Japonesa Nº 2008- 69883
[0009] Uma junta roscada precisa não apenas ter a resistência ao desgaste adesivo descrito acima, mas também suprimir um aumento no torque de ressalto em uma pluralidade de ações de aperto. A FIG. 1 é um gráfico que ilustra a relação entre o número de voltas das partes roscadas de uma conexão roscada para tubo com partes de ressalto e o torque ao apertar a conexão roscada para tubo.
Referindo-se à FIG. 1, quando o pino e a caixa são apertados juntos, as partes de ressalto do pino e da caixa entram em contato uma com a outra quando é atingido um certo número de voltas. O torque que ocorre neste ponto é chamado de torque de ressalto. Ao apertar as partes roscadas de uma conexão roscada para tubo, após o torque de ressalto ser atingido, o aperto é assim realizado até ser concluída.
Por meio disto, a estanqueidade do gás da conexão roscada para tubo aumenta. Um aperto adicional após a conclusão do aperto faz com que o material metálico, ao qual pelo menos um dos pinos e a caixa é feito, comece a ser deformado plasticamente. O torque que ocorre neste ponto é chamado de torque de escoamento.
[0010] O torque na conclusão do aperto (doravante denominado de torque de aperto) é definido para fornecer pressão interfacial de vedação suficiente, independente da quantidade de interferência de rosca. Uma diferença suficiente entre o torque de ressalto e o torque de escoamento aumenta o intervalo dentro do qual o torque de aperto é atingido. Em consequência disto, o torque de aperto é —ajustadorapidamente. Para aumentar o intervalo dentro do qual o torque de aperto é atingido, o torque de ressalto pode ser reduzido. Portanto, a conexão roscada para tubo precisa não apenas ter a resistência ao desgaste adesivo descrita acima, mas também ser capaz de manter o torque de ressalto pequeno, mesmo quando o aperto e o afrouxamento forem repetidos.
[0011] O mesmo vale para uma conexão roscada para tubo sem parte de contato de metal não roscada (ou seja, sem parte de ressalto)... Uma diferença suficiente entre o torque no estágio inicial do aperto e o torque no estágio final do aperto aumenta o intervalo dentro da qual o torque de aperto é alcançado. Em consequência disto, o torque de aperto é ajustado rapidamente. Para aumentar o intervalo dentro do qual o torque de aperto é atingido, o torque no estágio inicial do aperto pode ser reduzido. O torque no estágio inicial no processo de aperto de uma conexão roscada para tubo sem parte de contato de metal não roscada corresponde ao torque de ressalto no processo de fixação de uma conexão roscada para tubo, incluindo partes de ressalto.
[0012] No entanto, a Literatura Patentária 1 ou 2 não descreve o torque de ressalto descrito acima.
[0013] Por outro lado, a formação do revestimento lubrificante na camada revestida pode aumentar a resistência ao desgaste adesivo da conexão roscada para o tubo, conforme divulgado nas Literaturas Patentárias 1 e 2. As Literatura Patentárias 1 e 2 divulgam que um tratamento por jateamento ou qualquer outro tratamento realizado antes da formação do revestimento lubrificante fornece rugosidade da superfície. A adesividade do revestimento lubrificante pode, portanto, ser aumentada e, portanto, a resistência ao desgaste adesivo da conexão roscada para tubo pode ser aumentada.
[0014] No entanto, os presentes inventores presumiram que a rugosidade da superfície fornecida na técnica relacionada em duas etapas, o tratamento de jateamento e a formação da camada revestida na superfície jateada ou a formação da camada revestida e o tratamento de jateamento realizado na camada revestida, é preferencialmente fornecido em apenas uma etapa de formação da camada revestida.
[0015] Um objetivo da presente invenção é fornecer uma conexão roscada para tubo que possui não apenas resistência ao desgaste adesivo que não requer tratamento de jateamento, mas é tão excelente quanto a resistência ao desgaste adesivo fornecida por um tratamento de jateamento, mas com pequeno torque de ressalto, mesmo nos repetidos apertos e afrouxamentos, e método capaz de produzir a conexão roscada para tubo.
[0016] A conexão roscada para tubo de acordo com uma modalidade da presente modalidade inclui um pino e uma caixa. O pino e a caixa inclui, cada um, uma superfície de contato incluindo uma parte roscada. A conexão rosada para tubo inclui uma camada revestida de liga de ZN-Ni e um revestimento lubrificante sólido. A camada revestida de liga de Zn-Ni é formada sobre a superfície de contato de pelo menos um dentre o pino e a caixa, e contém 10 a 16% em massa de Ni. O revestimento lubrificante sólido é formado na camada revestida de liga de ZN-Ni. À superfície de contato na qual a camada revestida de liga de Zn-Ni é formada é retificada. Agora, defina a rugosidade média aritmética de uma superfície da camada revestida de liga de Zn-Ni medida sob um microscópio a laser ao longo de uma direção na qual a superfície de contato é retificada como Ra1. E defina a rugosidade média aritmética da superfície de contato medida sob o microscópio a laser aolongo da direção da retificação como Ra2. A rugosidade média aritmética Ra1 varia de 0,1 a 3,2 um. A rugosidade média aritmética Ra1 é maior que a rugosidade média aritmética Ra2.
[0017] Um método para produzir uma conexão roscada para tubo de acordo com a presente divulgação é um método para produzir uma conexão roscada para tubo incluindo um pino e uma caixa, cada um tendo contato com a superfície incluindo uma parte roscada. O método de produção inclui uma etapa de formação de camada revestida de liga de Zn-Ni e uma etapa de formação de revestimento lubrificante sólido. Na etapa de formação de camada de revestimento de liga de ZN-Ni, uma camada revestida de liga de ZN-Ni é formada em um processo de revestimento eletrolítico sobre a superfície de contato de pelo menos um do pino e da caixa sem realização de tratamento de jateamento. A camada revestida de liga de Zn-Ni contém 10 a 16% em massa de Ni. A camada revestida d liga de Zn-Ni possui rugosidade média aritmética Ra1 da superfície medida sob um microscópio a laser ao longo de uma direção na qual a superfície de contato é retificada e varia de01a3,2 um Na etapa de formação do revestimento lubrificante sólido, um revestimento lubrificante sólido é formado na camada revestida a liga de Zn-Ni sem tratamento de jateamento.
[0018] A conexão roscada para tubo de acordo com a presente divulgação — possui não apenas resistência ao desgaste adesivo que não requer tratamento de jateamento, mas é tão excelente quanto a resistência ao desgaste adesivo fornecida por um tratamento de jateamento, mas um pequeno torque de ressalto, mesmo no aperto e afrouxamento repetidos. A conexão roscada para tubo é produzida usando o método de produção descrito acima.
15º BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0019] [FIG. 1] A FIG. 1 é um gráfico que ilustra a relação entre o número de voltas das partes roscadas de uma conexão roscada para tubo com partes de ressalto e o torque ao apertar a conexão roscada para tubo.
[FIG. 2] A FIG. 2 é um gráfico que ilustra a relação entre o número de ações de apertode uma conexão roscada para tubo e o torque de ressalto (%).
[FIG. 3] A FIG. 3 é um gráfico que ilustra a configuração de uma conexão roscada para tubo de acordo com a presente modalidade.
[FIG. 4] A FIG. 4 é uma vista em corte transversal de uma conexão roscada para tubo de acordo com a presente modalidade.
[FIG. 5] A FIG. 5 é uma vista em corte transversal de uma superfície de contato na conexão roscada para tubo de acordo com a presente modalidade.
[0020] A presente modalidade será descrita abaixo em detalhes com referência aos desenhos. As mesmas porções ou partes correspondentes nos —desenhostêm o mesmo caráter de referência e não serão descritas repetidamente.
[0021] Os presentes inventores conduziram uma variedade de estudos sobre a relação entre um tratamento de jateamento e a resistência ao desgaste adesivo de uma conexão roscada para tubo e o torque de ressalto que ocorre na conexão roscada para tubo. Em consequência disto, os presentes inventores obtiveram os seguintes resultados:
[0022] Uma camada revestida de zinco (Zn) aumenta a capacidade de prevenção de ferrugem. No entanto, uma camada revestida de zinco possui dureza e um ponto de fusão inferior aos de uma camada revestida de cobre (Cu), tendo sido utilizada como camada revestida. Sob os antecedentes descritos acima, os presentes inventores estudaram uma camada revestida de liga de zinco que se destaca na capacidade de prevenção de ferrugem e possui alta dureza e alto ponto de fusão. Como resultado, os presentes inventores descobriram que a formação de uma camada revestida de liga de ZN-Ni contendo 10 a 16% em massa de Ni aumenta a resistência ao desgaste adesivo, juntamente com um aumento na capacidade de prevenção de ferrugem. Uma camada revestida de liga de Zn-Ni contendo 10 a 16% em massa de Ni possui dureza suficientemente alta em comparação com o Cu e um ponto de fusão muito superior ao do Zn. Uma camada revestida de liga de Zn-Ni contendo 10 a 16% em massa de Ni pode, portanto, aumentar a resistência ao desgaste adesivo.
[0023] A Literatura Patentária 1 descreve que uma camada revestida de liga de Zn-Ni é formada e um revestimento lubrificante é formado na camada revestida de liga de ZN-Ni. A Literatura Patentária 2 não descreve nenhuma camada revestida de liga de ZN-Ni, mas revela que uma camada revestida é formada e um revestimento lubrificante sólido é formado sobre a camada revestida.
[0024] Por exemplo, a Literatura Patentária 1 divulga no parágrafo [0160] que um tratamento de jateamento de areia é realizado no revestimento de metal para aumentar a adesividade do revestimento lubrificante no revestimento de metal. A Literatura Patentária 1 divulga ainda no parágrafo [0164] que o tratamento por jateamento de areia é realizado antes da formação do revestimento metálico e do revestimento metálico na superfície jateada. Além disso, a Literatura Patentária 2 divulga no parágrafo [0026] que um tratamento de jateamento ou jateamento de areia é realizado antes da formação do revestimento lubrificante sólido para proporcionar um grau adequado de rugosidade da superfície para um aumento na adesividade do revestimento lubrificante sólido.
[0025] No caso em que uma camada revestida é formada na superfície de uma conexão roscada para tubo e um revestimento lubrificante é formado na camada revestida, um tratamento de jateamento, como jateamento de areia, pode ser realizado, conforme divulgado nos documentos anteriores. Portanto, a adesividade do revestimento lubrificante pode ser aumentada. Em consequência disto, a resistência ao desgaste adesivo da conexão roscada para tubo pode ser aumentada. No presente relatório descritivo, o tratamento de jateamento refere-se a jateamento de areia, jateamento com granalha e jateamento abrasivo.
[0026] O tratamento de jateamento é realizado antes da formação da camada revestida em alguns casos e após a formação da camada revestida em outros casos. Para realizar o tratamento de jateamento antes da formação da camada revestida, o tratamento de jateamento é realizado diretamente em cada uma das superfícies de contato, ou seja, na superfície de um material de base. À rugosidade da superfície fornecida na superfície de contato diminui em certa medida devido à camada revestida formada na superfície de contato, mas é mantida também na superfície da camada revestida. A rugosidade da superfície da camada revestida aumenta a adesividade do revestimento lubrificante na camada revestida. A Tabela 1 na Literatura Patentária 1 descreve que a rugosidade da superfície diminui no revestimento eletrolítico típico.
[0027] Para realizar o tratamento de jateamento após a camada revestida —serformada, o tratamento de jateamento é realizado sobre a superfície da camada revestida.
[0028] Por outro lado, os presentes inventores presumiram que a rugosidade da superfície fornecida convencionalmente em duas etapas, o tratamento de jateamento e a formação da camada revestida na superfície jateada ou a formação —dacamada revestida e o tratamento de jateamento realizado na camada revestida,
é preferencialmente fornecido em apenas uma etapa de formação da camada revestida.
[0029] Mais especificamente, os presentes inventores assumiram que a resistência ao desgaste adesivo de uma conexão roscada para tubo pode ser — mantida de forma mais satisfatória, mesmo se o tratamento de jateamento for omitido. Os presentes inventores estudaram um método para aumentar a resistência ao desgaste adesivo de uma conexão roscada para tubo quase igual à resistência ao desgaste adesivo fornecida pelo tratamento de jateamento, mesmo se o tratamento de jateamento for omitido.
[0030] [Tabela 1]
o w E UU o 9 à & o 2% => 4á < 6 |U $ O < |U O XxX 0 — 3 o & 3 4 o O << <€ Q O > á wu |y É 2 &6 o o E E O EL O ww ” ” O 2 oq << O O 2 < 8 wu 3 < E $$ o x E = E O B 35 &% u Z uu 2 = nào O < z = &ú Zz o o = 8 o O E o 2 4353 < < A E E O = = E E õ Õ 2 3 "” Ú É = < uu < 2 & a 2a E ô 5 = ZE & wu FT QB AS non & | o o < à A Ss 8 so << 2 o A > SS o & Z o a GE E < OS o à à 8º o = << >? 2 E 3
E E o < < e - < So Ss o wu = fu E 23 à 2 2 5 4 O 2 É EF 2 < s 8 SG gp 3 E Z o <S $$ << )T EÉ é =) as SS << 3 EB 2 à é 3 º % 8 Ó = < 8 E wu Zz 5 2X 2 o à =, Z E mw É LL o $ oO = = O ol = E a 4 Ss ED wÀw || GG 2 O x É O E á E À x õô 2 < o Z Ns õ o =) < 3 o SS << óloS & uk = 2 No 2 É % & = $ <<. < << [4 T = o Zz o E É o o e &ã N o a o E E 4 < < = à - - Zz ww E -) 2 a = < o Oo 2 < à o uu NT E > 43 x x é d u uu nu z E É o 3 wu < 2 a os & Tr wW Zz & < 2 E 2 á Sê | E o a LT XxX Ss u = EP = UU HH fe 3 do Lx E < x UU | E Zz o x 8
Z 3 as Ss & 8 &
[0031] A Tabela 1 é uma tabela que mostra parte de um Exemplo e um Exemplo de Referência descritos abaixo. Referindo-se à Tabela 1, no Exemplo de Referência, a caixa foi preparada usando o método convencional. Ou seja, após o jateamento de areia em uma das superfícies de contato, uma camada revestida brilhante de liga de ZN-Ni foi formada e um revestimento lubrificante sólido foi formado na camada revestida brilhante de liga de Zn-Nih No Exemplo de Referência, a formação da camada revestida de liga de ZN-Ni fez com que a rugosidade média aritmética Ra2 da superfície de contato diminuísse para 2,700 para a rugosidade média aritmética Ra1 da camada revestida de liga de Zn-Ni que era2,680. A conexão roscada do tubo ainda apresentava grande resistência ao desgaste adesivo, porque a rugosidade média aritmética Ra1 da superfície da camada revestida de liga de ZN-Ni foi mantida no grande valor de 2,680. Especificamente, repetiu-se o aperto e o afrouxamento 10 vezes antes de ocorrer o desgaste adesivo.
[0032] No caso do número de teste 2, não foi realizado tratamento com jateamento de areia. A rugosidade média aritmética Ra2 da superfície de contato com o número de teste 2 teve, portanto, um pequeno valor de 0,061. A razão para isso é que a superfície de contato estava retificada. No presente relatório descritivo, a retificação refere-se à retificação para formar a parte roscada. A rugosidade média aritmética Ra2 da superfície de contato após a retificação teve um valor pequeno. No caso do número de teste 2, a caixa foi preparada em um método diferente do método convencional. Ou seja, não foi realizado jateamento de areia na superfície de contato, mas uma camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni foi formada e um revestimento lubrificante sólido foi formado na camada revestida sem — brilho de ligade Zn-Ni. Em consequência disto, a formação da camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni fez aumentou a rugosidade média aritmética Ra2 da superfície de contato que era 0,061 para a rugosidade média aritmética Ra1 da camada revestida de liga de Zn-Ni que era 0,276. A resistência ao desgaste adesivo da conexão roscada para tubo com o número de teste 2 era grande.
Especificamente, repetiu-se o aperto e o afrouxamento 10 vezes antes de ocorrer o desgaste adesivo. A resistência ao desgaste adesivo no caso do número de teste 2 foi quase igual à resistência ao desgaste adesivo no Exemplo de Referência, no qual foi realizado o jateamento de areia.
[0033] Baseado no estudo descrito acima, os presentes inventores obtiveram os seguintes resultados. Isso é completamente diferente do conhecimento convencional, ou seja, a formação de uma camada revestida sem brilho de liga de ZN-Ni fornece, mesmo se o jateamento de areia for omitido, uma resistência ao desgaste adesivo quase igual à resistência ao desgaste adesivo no caso em que é realizado um jateamento de areia.
[0034] No revestimento geral, uma vez que uma aparência exterior bonita é preferencial em aplicações de decoração, o revestimento brilhante com uma pequena quantidade de irregularidade da superfície é empregado em muitos casos. Além disso, alguns revestimentos brilhantes podem obter uma aparência externa ainda mais bonita com a ajuda de um efeito de nivelamento que reduz a irregularidade, como arranhões em um substrato.
[0035] Em contraste, os presentes inventores descobriram que uma camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni é eficaz no caso em que a resistência ao desgaste adesivo de uma conexão roscada para tubo é levada em consideração. A formação de uma camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni permite um aumento na rugosidade média aritmética Ra1 da camada revestida de liga de Zn- Ni e, por sua vez, um aumento na resistência ao desgaste adesivo da conexão roscada para tubo. A rugosidade média aritmética Ra1 fornecida por uma camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni tende a ser menor que a rugosidade média aritmética Ra1 fornecida por uma etapa de rugosidade da superfície, como jateamento de areia. Contudo, de acordo com os estudos realizados pelos presentes inventores, mesmo a rugosidade média aritmética Ra1 fornecida por uma camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni pode aumentar suficientemente a resistência ao desgaste adesivo de uma conexão roscada para tubo.
[0036] Os presentes inventores presumiram ainda que a alta adesividade entreo revestimento lubrificante sólido e a camada revestida impede a separação do revestimento lubrificante sólido. A prevenção da separação do revestimento lubrificante sólido permite que seja mantida alta lubrificação, mesmo no aperto e afrouxamento repetidos. Portanto, o torque de ressalto que ocorre na conexão roscada para tubo pode ser mantido baixo, mesmo no aperto e afrouxamento repetidos.
[0037] A FIG. 2 é um gráfico que ilustra a relação entre o número de ações de aperto de uma conexão roscada para tubo e o torque de ressalto (%). A FIG. 2 foi obtida no exemplo, que será descrito mais adiante. O símbolo “O” na FIG. 2 representa os resultados para o número de teste 2, que é um Exemplo Inventivo.
No caso do número de teste 2, a rugosidade média aritmética Ra1 da camada de liga de Zn-Ni foi de 0,276 um. O símbolo “A” na FIG. 2 representa os resultados para o número de teste 1, que é um Exemplo Comparativo. No caso do número de teste 1, a rugosidade média aritmética Ra1 da camada de liga de Zn-Ni foi de 0,056 um. Com referência à FIG. 2, no caso em que a rugosidade média aritmética Ra1 da camada revestida de liga de Zn-Ni é grande até certo ponto, como no Exemplo Inventivo, o torque de ressalto pode ser mantido baixo, mesmo quando o aperto e o afrouxamento são repetidos. Por outro lado, no caso em que a rugosidade média aritmética Ra1 da camada revestida de liga de Zn-Ni é pequena, como no Exemplo Comparativo, o aperto e o afrouxamento repetidos aumentam o torque de ressalto, e ocorreum desgaste adesivo no quinto aperto de maneira que as superfícies de contato não sejam reparáveis. Ou seja, uma conexão roscada para tubo em que uma camada revestida de liga de Zn-Ni sob o revestimento lubrificante sólido possui rugosidade média aritmética Ra1 grande, até certo ponto, pode manter baixo o torque de ressalto que ocorre na conexão roscada do tubo, mesmo quando o aperto eoafrouxamento são repetidos.
[0038] Os presentes inventores realizaram estudos adicionais e descobriram que quando a rugosidade média aritmética Ra1 da superfície da camada revestida de liga de Zn-Ni é 0,1 um ou mais, não apenas a camada revestida de liga de Zn- Ni aumenta a resistência ao desgaste adesivo, mas a separação do revestimento lubrificante sólido é evitada mesmo quando o aperto e o afrouxamento são repetidos, pelo que o torque de aperto é facilmente ajustado. Como resultado, é fornecido um excelente desempenho de aperto. Por outro lado, os presentes inventores descobriram ainda que quando a rugosidade média aritmética Ra1 é superior a 3,2 um, a estanqueidade do gás de cada uma das partes de contato de —metalnão roscadas (peças de vedação) diminui. A rugosidade média aritmética Ra varia, portanto, de 0,1 a 3,2 um.
[0039] A conexão roscada para tubo de acordo com a presente modalidade, obtida com base nos resultados acima, inclui o pino e a caixa. O pino e a caixa inclui, cada um, a superfície de contato incluindo uma parte roscada. A conexão — rosada para tubo inclui uma camada revestida de liga de ZN-Ni e um revestimento lubrificante sólido. A camada revestida de liga de ZNn-Ni é formada sobre a superfície de contato de pelo menos um dentre o pino e a caixa, e contém 10 a 16% em massa de Ni. O revestimento lubrificante sólido é formado na camada revestida de liga de ZN-Ni. A superfície de contato na qual a camada revestida de liga de Zn- 15º Niéformada é retificada. Agora, defina a rugosidade média aritmética da superfície da camada revestida de liga de Zn-Ni medida sob um microscópio a laser ao longo de uma direção na qual a superfície de contato é retificada como Ra1. E defina a rugosidade média aritmética da superfície de contato medida sob o microscópio a laser ao longo da direção da retificação como Ra2. A rugosidade média aritmética Ra varia de 0,1 a 3,2 um. A rugosidade média aritmética Ra1 é maior que a rugosidade média aritmética Ra2.
[0040] A conexão roscada para tubo de acordo com a presente divulgação possui uma camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni. A rugosidade média aritmética Ra1 da camada de liga de Zn-Ni aumenta. Ou seja, a rugosidade média aritmética Ra1 da camada revestida de liga de Zn-Ni é mais do que a rugosidade média aritmética Ra2 da superfície de contato. Portanto, a adesividade do revestimento lubrificante sólido na camada de liga de ZN-Ni aumenta. Em consequência disto, mesmo que um tratamento de jateamento seja omitido, pode ser fornecida uma resistência ao desgaste adesivo quase igual à resistência ao desgaste adesivo no caso em que o tratamento de jateamento é realizado. Além disso, a conexão roscada para tubo de acordo com a presente divulgação tem baixo torque de ressalto, mesmo no aperto e afrouxamento repetidos. No presente relatório descritivo, a retificação refere-se à retificação para formar as partes roscadas. No presente relatório descritivo, o tratamento de jateamento refere-se a — jateamento de areia, jateamento com granalha e jateamento abrasivo.
[0041] A rugosidade média aritmética Ra1 da superfície da camada de liga de Zn-Ni descrita acima pode variar de 0,1 a 0,4 um.
[0042] As superfícies de contato descritas cima podem incluir ainda uma parte de contato de metal não roscada.
[0043] A parte de contato de metal não roscada inclui uma parte de vedação de metal e uma parte de ressalto.
[0044] Um método para produzir a conexão roscada para tubo de acordo com a presente divulgação é um método para produzir a conexão roscada para tubo incluindo o pino e a caixa, cada uma incluindo o contato com a superfície incluindo uma parte roscada. O método de produção inclui uma etapa de formação de camada revestida de liga de Zn-Ni e uma etapa de formação de revestimento lubrificante sólido. Na etapa de formação de camada de revestimento de liga de ZN-Ni, uma camada revestida de liga de Zn-Ni é formada em um tratamento de revestimento eletrolítico sobre a superfície de contato de pelo menos um do pino e dacaixasem realização de tratamento de jateamento. A camada revestida de liga de Zn-Ni contém 10 a 16% em massa de Ni. A rugosidade média aritmética Ra1 da superfície da camada revestida de liga de Zn-Ni medida sob um microscópio a laser ao longo da direção na qual a superfície de contato é retificada, varia de 0,1 a 3,2 um. Na etapa de formação do revestimento lubrificante sólido, um — revestimento lubrificante sólido é formado na camada revestida de liga de Zn-Ni sem tratamento de jateamento.
[0045] No método para produzir uma conexão roscada para tubo de acordo com a presente divulgação, uma camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni é formada sem tratamento de jateamento realizado. Além disso, o revestimento lubrificante sólido é formado sobre a camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni sem tratamento de jateamento. O método de produção fornece uma conexão roscada para tubos com resistência ao desgaste adesivo quase igual à resistência ao desgaste adesivo no caso em que é realizado um tratamento de jateamento e com baixo torque de ressalto, mesmo no aperto e afrouxamento repetidos. No presente relatório descritivo, o tratamento de jateamento refere-se a jateamento de areia, jateamento com granalha e jateamento abrasivo. A direção na qual a superfície de contato é retificada refere-se à direção de retificação para formação da parte roscada na superfície de contato.
[0046] Serão descritos abaixo em detalhes a conexão roscada para tubo e o método para produzir a conexão roscada para tubo de acordo com a presente modalidade.
[0047] [Conexão Roscada 50 para tubo] Uma conexão roscada 50 para tubo inclui um pino 13 e uma caixa 14.
A FIG. 3 mostra a configuração da conexão roscada 50 para tubo de acordo com a presente modalidade. Referindo-se à FIG. 3, a conexão roscada 50 para tubo inclui tubos de aço 11 e um acoplamento 12. O pino 13 possui uma parte roscada externa formada sobre a superfície externa e é formada em ambas as extremidade do tubo de aço 11. A caixa 14 tem uma parte roscada interna formada na superfície interna, sendo formada nas duas extremidades do acoplamento 12. Apertar os pinos 13 e ascaixas 14 permite que o acoplamento 12 seja ligado às extremidades dos tubos de aço 11. Por outro lado, existe uma junta roscada integral para produtos tubulares petrolíferos (OCTG) que não usa acoplamento 12 com uma extremidade do tubo de aço 11 servindo como o pino 13 e a outra extremidade do tubo de aço 11 servindo como a caixa 14. A conexão roscada para tubo de acordo com a presente —modalidade pode ser usada tanto para a conexão roscada tipo acoplamento para tubo como para a conexão roscada tipo integral para tubo.
[0048] Os pinos 13 e as caixas 14 possuem, cada um, a superfície de contato tendo a parte roscada. A FIG. 4 é uma vista em corte transversal da conexão roscada 50 para tubo de acordo com a presente modalidade. Referindo-se à FIG.
4,0pino13 inclui uma parte roscada externa 15 e uma parte de contato de metal não roscada. A parte de contato de metal não roscada é formada na extremidade frontal do pino 13 e inclui uma parte de vedação de metal 16 e uma parte de ressalto
17. A caixa 14 inclui uma parte roscada interna 20 e uma parte de contato de metal não roscada. A parte de contato de metal não roscada é formada na caixa 14 e inclui uma parte de vedação de metal 19 e uma parte de ressalto 18. A porção onde o pino 13 e a caixa 14 entram em contato uns com os outros quando são fixados em conjunto é chamada de superfície de contato. Especificamente, quando o pino 13 e a caixa 14 são apertados juntos, a partes de ressalto (partes de ressalto 17 e 18), as partes de vedação de metal (partes de vedação de metal 16 e 19) e as partes roscadas (parte roscada externa 15 e parte roscada interna 20) entram em contato umas com as outras. Ou seja, as superfícies de contato incluem as partes de ressalto, as partes de vedação de metal e as partes roscada.
[0049] Embora não mostrada, a conexão rosqueada 50 para tubo pode não incluir nenhuma parte de contato de metal não roscada. Nesse caso, as superfícies de contato incluem as partes roscadas. Especificamente, o pino 13 inclui a parte roscada externa 15. A caixa 14 inclui a parte roscada interna 20.
[0050] A FIG. 5 é uma vista em corte transversal da superfície de contato da conexão roscada 50 para tubo de acordo com a presente modalidade. Referindo- se à FIG. 5, a conexão roscada 50 para tubo tem uma camada revestida de liga de Zn-Ni21eum revestimento lubrificante sólido 23 formado na superfície de contato de pelo menos um dos pinos 13 e na caixa 14 e sequencialmente do lado da superfície de contato. Agora, define a rugosidade média aritmética da superfície da camada revestida de liga de Zn-Ni 21 medida sob um microscópio a laser ao longo de uma direção na qual a superfície de contato é retificada como Ra1l. E define a rugosidade média aritmética da superfície de contato medida sob um microscópio a laser ao longo da direção na qual a superfície de contato é retificada como Ra2. A rugosidade média aritmética Ra1, quando medida sob o microscópio a laser na direção de retificação, varia de 0,1 a 3,2 um. A rugosidade média aritmética Ra1 é maior que a rugosidade média aritmética Ra2.
[0051] [Rugosidade média aritmética Ra2 (m) da superfície de contato]
A rugosidade média aritmética Ra2 da superfície de contato medida sob um microscópio a laser ao longo da direção de retificação é menor que a rugosidade média aritmética Ra1 da superfície da camada revestida de liga de Zn- Ni 21, que será descrita posteriormente, medida sob o microscópio a laser ao longo dadireção de retificação.
[0052] A superfície de contato é uma superfície retificada. A superfície retificada significa uma retificação de superfície de contato para a formação da parte roscada e deixada como está. Ou seja, a superfície de contato retificada significa que uma superfície de contato foi retificada para a formação da parte —roscada, mas sem revestimento formado nela.
[0053] A superfície retificada da superfície de contato é formada pela retificação de um material de partida da conexão roscada 50 para tubo com um triturador ou qualquer outra ferramenta para formar sulcos e raízes da rosca. Portanto, a superfície retificada possui faixas retificadas que se estendem na direção de retificação.
[0054] A rugosidade da superfície retificada na direção axial do tubo e a rugosidade na direção da retificação diferem bastante uma da outra. A rugosidade na direção axial do tubo, medida nas faixas retificadas, tem um valor grande. Em contraste, a rugosidade na direção da retificação tem um valor extremamente pequeno.
[0055] A rugosidade média aritmética descrita no presente relatório descritivo é medida como a rugosidade média aritmética Ra baseada em JIS BO601 (2001). Um medidor de rugosidade tipo contato é normalmente usado para medir a rugosidade da superfície da conexão roscada 50 para tubo. O medidor de — rugosidade tipo contato é, por exemplo, SURFCORDER SEF-30D fabricado pela Kosaka Laboratory, Ltd. A medição com um medidor de rugosidade tipo contato faz com que um valor medido representando a rugosidade média aritmética seja maior que o valor correto em alguns casos. O motivo para isso é que a medição é realizada apenas em uma direção e a direção da medição é ajustada visualmente.
— Nesse caso, um erro no ângulo em que o medidor de rugosidade é colocado faz com que a rugosidade seja medida indesejadamente como a rugosidade média aritmética.
[0056] Portanto, a rugosidade média aritmética na presente invenção é medida sem um medidor de rugosidade tipo contato, mas sob um microscópio a laser Como microscópio a laser, é usado um microscópio a laser VK-X110 fabricado pela KEYENCE Corporation. Os dados medidos em um quadrado de 1,25 mm em intervalos de 0,85um são coletados na forma de um mapa. Um valor de corte A). e um comprimento de medição para o cálculo de uma curva de rugosidade é escolhido dentre os valores padrão em JIS BO6O01 (1994). A rugosidade média aritmética Ra2 da superfície de contato é medida ao longo da direção na qual a superfície de contato é retificada. “Ao longo da direção de retificação” significa ao longo da direção paralela às faixas retificadas formadas pela retificação para formar a parte roscada. A direção paralela às faixas retificadas permite erros de +0,5 graus na suposição de que a direção paralela às faixas retificadas seja definida como O graus. Quando o erro for superior a +0,5 graus, a rugosidade média aritmética Ra tem um grande erro. Na presente modalidade, a rugosidade resultante das faixas retificadas não é medida como a rugosidade da superfície, pelo que a rugosidade da superfície é medida com mais precisão. A direção na qual a rugosidade da superfície é medida é determinada com base no resultado do mapeamento observado ao microscópio a laser.
[0057] Na presente modalidade, a camada revestida de liga de ZNn-Ni é formada sobre a superfície de contato. A rugosidade média aritmética Ra2 da superfície de contato também pode ser medida como a rugosidade da superfície de contato após a separação da camada de liga de Zn-Ni na superfície de contato. À — camada revestida de liga de ZN-Ni na superfície de contato é separada usando ácido clorídrico, ao qual é adicionada uma quantidade apropriada de um inibidor de corrosão disponível comercialmente. O inibidor de corrosão disponível comercialmente é, por exemplo, o produto de nome Ibit 710 fabricado pela ASAHI Chemical CO., LTD.
[0058] [Camada revestida de liga de Zn-Ni 21]
A camada revestida de liga de Zn-Ni 21 é formada na superfície de contato de pelo menos um do pino 13 e da caixa 14. A camada revestida de liga de Zn-Ni 21 pode ser formada sobre a superfície de contato do pinos 13 e da caixa
14. A camada revestida de liga de liga Zn-Ni 21 pode ser formada apenas sobre a superfície de contato do pino 13 ou apenas sobre a superfície de contato da caixa
14.
[0059] A camada revestida de liga de ZNn-Ni 21 é uma camada de galvanoplastia consistindo em uma liga de ZNn-Ni. A camada revestida de liga de ZN-Ni 21 possui alta dureza e alto ponto de fusão. No caso em que a camada revestida de liga de Zn-Ni 21 tem alta dureza, é improvável que a camada revestida na superfície de contato seja danificada no aperto e afrouxamento repetidos. Além disso, no caso em que a camada revestida de liga de Zn-Ni 21 tem um alto ponto de fusão, é improvável que a camada revestida derreta mesmo quando ocorre um aumento local de temperatura na no aperto e afrouxamento repetidos. A resistência ao desgaste adesivo da conexão roscada 50 para tubo é aumentada. Além disso, uma vez que o Zn contido na camada revestida de liga de ZN-Ni 21 é um metal base, a capacidade de prevenção de ferrugem da conexão roscada 50 aumenta para o tubo.
[0060] O teor de Ni da liga de Zn-Ni, do qual é feita a camada revestida de ligade Zn-Ni21,variade 10 a 16% em massa. O intervalo de composição descrito acima faz com que a liga de Zn-Ni tenha uma microestrutura quase unifásica y. À camada revestida de liga de Zn-Ni 21 então configurada não possui apenas capacidade de prevenção de ferrugem, mas alta dureza e alto ponto de fusão.
[0061] Uma espessura preferencial da camada revestida de liga de Zn-Ni 21 variade1a20 um. Quando a camada revestida de liga de Zn-Ni 21 tem uma espessura de 1 um ou mais, a resistência ao desgaste adesivo e a capacidade de prevenção de ferrugem da conexão roscada 50 para tubo podem ser aumentadas de maneira estável. Quando a camada revestida de liga de Zn-Ni 21 tem uma espessura de 20um ou menos, a adesividade da camada revestida de liga de Zn- Ni21é mais estável. A espessura preferencial da camada revestida de liga de Zn-
Ni 21 varia, portanto, de 1 a 20 um. A camada revestida de liga de Zn-Ni 21 pode ter uma espessura que não cai dentro do intervalo. O limite inferior da espessura da camada revestida de liga de Zn-Ni 21 é mais preferencialmente 3 um, e ainda preferencialmente é 5 um. O limite superior da espessura da camada revestida de ligade Zn-Ni21é mais preferencialmente 18 um, e ainda preferencialmente é 15 um.
[0062] [Rugosidade média aritmética Ra1 (m) da superfície da camada revestida de liga de Zn-Ni 21] A rugosidade média aritmética Ra1 da superfície da camada revestida de liga de Zn-Ni 21 medida sob microscópio a laser ao longo da direção de retificação é maior do que a rugosidade média aritmética Ra2 das superfícies de contato do pino 13 e da caixa 14 medidas sob o microscópio a laser ao longo da direção de retificação. A rugosidade média aritmética Ra1, quando medida sob microscópio a laser na direção da retificação, varia de 0,1 a 3,2 um.
[0063] Quando a camada revestida de liga de Zn-Ni 21 tem a rugosidade média aritmética Ra1 variando de 0,1 a 3,2 um, um efeito de ancoragem baseado na rugosidade aumenta a adesividade do revestimento lubrificante sólido 23. Quando a adesividade do revestimento lubrificante sólido 23 aumenta, a resistência ao desgaste adesivo da conexão roscada 50 para o tubo aumenta. Além disso, quando a adesividade do revestimento lubrificante sólido 23 aumenta, o torque de ressalto no aperto também pode ser mantido baixo.
[0064] No caso em que a rugosidade média aritmética Ra1 seja inferior a 0,1 um, os efeitos descritos acima não são fornecidos. Por outro lado, no caso onde a rugosidade média aritmética Ra1 é maior que 3,2 um, a estanqueidade do gás fornecida pela parte de contato de metal não roscada (parte de vedação) diminui. A rugosidade média aritmética Ra1 varia de 0,1 a 3,2 um. A rugosidade média aritmética Ra1 pode variar de 0,1 a 0,4 um.
[0065] A rugosidade média aritmética Ra1 da superfície da camada revestida de liga de Zn-Ni 21 pode ser medida da mesma maneira em que a rugosidade média aritmética Ra2 da superfície de contato é medida.
[0066] Na presente modalidade, a formação da camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni 21 permite que a rugosidade média aritmética Ra1 da superfície da camada revestida de liga de ZNn-Ni 21 seja maior que a rugosidade média aritmética Ra2 da superfície de contato. Neste caso, mesmo que um tratamento de jateamento seja omitido, pode ser fornecida uma resistência ao desgaste adesivo quase igual à resistência ao desgaste adesivo no caso em que o tratamento de jateamento é realizado.
[0067] [Revestimento Lubrificante Sólido 23] O revestimento lubrificante sólido 23 é formado na camada revestida de ligade Zn-Ni 21 com a rugosidade média aritmética Ra1 variando de 0,1 a 3,2 um. Como a camada revestida de liga de Zn-Ni tem a rugosidade média aritmética Ra1 variando de 0,1 a 3,2 um, a adesividade entre a camada revestida de liga de ZN-Ni 21 e o revestimento lubrificante sólido 23 é alta.
[0068] O revestimento lubrificante sólido 23 aumenta a lubrificação da conexão roscada 50 para o tubo. Um revestimento lubrificante sólido bem conhecido pode ser usado como revestimento lubrificante sólido 23. O revestimento lubrificante sólido 23 contém, por exemplo, partículas lubrificantes e um aglutinante. O revestimento lubrificante sólido 23 pode conter um solvente e outros componentes, conforme necessário.
[0069] As partículas lubrificantes reduzem o coeficiente de atrito na superfície do revestimento lubrificante sólido 23. As partículas lubrificantes não estão limitadas a partículas específicas e podem ser quaisquer partículas lubrificantes com lubrificação. As partículas lubrificantes são, por exemplo, um ou mais tipos selecionados do grupo que consiste grafite, MoS> (dissulfeto de —molibdênio)) WS? (dissulfeto de tungstênio), BN (nitreto de boro)) PTFE (politetrafluoretileno), CFx (fluoreto de grafite) e CaCO;s (carbonato de cálcio). As partículas lubrificantes são preferencialmente um ou mais tipos selecionadas do grupo que consiste em grafite, fluoreto de grafite, MoS2 e PTFE. O teor das partículas de lubrificante varia, por exemplo, de 1 a 40% em massa, desde que todos os componentes excluam o solvente como 100% em massa.
[0070] O aglutinante se liga às partículas lubrificantes no revestimento lubrificante sólido 23. O aglutinante é um tipo ou dois tipos selecionados do grupo que consiste em uma resina orgânica e uma resina inorgânica. No caso onde uma resina orgânica é usada, o aglutinante é um ou dois tipos selecionados do grupo —queconsisteem uma resina termoendurecível e uma resina termoplástica. A resina termoendurecível, por exemplo, é um ou mais tipos selecionados do grupo que consiste em uma resina epóxi, uma resina de poli-imida, uma resina de poliuretano, uma resina de policarbodi-imida, polietersulfona, uma resina de poliéter cetona, uma resina de fenol, uma resina de furano, uma resina de ureia e uma resina acrílica. A resina termoplástica, por exemplo, é um ou mais tipos selecionados do grupo que consiste em resina de poliamida-imida, resina de polietileno, resina de polipropileno, resina de poliestireno e resina de etileno-acetato de vinila.
[0071] No caso onde uma resina inorgânica é usada como o aglutinante, pode ser usada polimetaloxano. Polimetaloxano refere-se a um polímero no qual as ligações metal-oxigênio repetidas formam o esqueleto da cadeia principal. Preferencialmente são utilizados polititanoxano (Ti-O) e polissiloxano (Si-O). Essas resinas inorgânicas são produzidas por hidrólise e condensação de um alcóxido metálico. O grupo alcóxi do alcóxido de metal é, por exemplo, um grupo alcóxi inferior tal como grupo metóxi, grupo etóxi, grupo propóxi, grupo isopropóxi, grupo isobutóxi, grupo butóxi e grupo terc-butóxi.
[0072] Ou seja, o aglutinante é um ou mais tipos selecionados do grupo que consiste em uma resina epóxi, uma resina de poli-imida, uma resina de poliuretano, uma resina de policarbodi-imida, polietersulfona, uma resina de poliéter cetona, uma resina de fenol, uma resina de furano, uma resina de ureia, uma resina acrílica, uma resina de poliamidaimida, uma resina de polietileno, uma resina de polipropileno, uma resina de poliestireno, uma resina de acetato de etileno vinil e polimetaloxano. O teor do aglutinante varia, por exemplo, de 60 a 99% em massa, desde que todos os componentes excluam o solvente como 100% em massa.
[0073] O revestimento lubrificante sólido 23 pode conter outros componentes, conforme necessário. Os outros componentes são, por exemplo, um ou mais tipos selecionados do grupo que consiste em um antiferrugem, um inibidor de corrosão, um surfactante, cera, um ajustador de atrito, pigmento e um solvente. O teor de cada uma das partículas lubrificantes, d aglutinante e de outros componentes é ajustado, conforme necessário. O teor dos outros componentes é, — porexemplo, 10% em massa ou menos, desde que todos os componentes excluam o solvente como 100% em massa.
[0074] O revestimento lubrificante sólido 23 é formado por aplicação da composição descrita acima sobre a superfície de contato de pelo menos um do pino 13 e da caixa 14 e solidificar a composição aplicada.
[0075] No caso de uma conexão roscada 50 para tubo com o pino 13 ea caixa 14 presos um ao outro quando transportados, o revestimento lubrificante sólido 23 pode ser formado na superfície de contato de um dos pinos 13 e da caixa 14 e do pino 13 e a caixa 14 podem então ser presas uma à outra. Neste caso, a composição é aplicada mais prontamente no acoplamento 12, que tem um comprimento menor, do que nos tubos de aço 11, cada um com um comprimento maior. O revestimento lubrificante sólido 23 é, portanto, de preferência formado na superfície de contato da caixa 14 do acoplamento 12. Das partes que formam a conexão roscada 50 para o tubo, a parte terminal principal do tubo, onde o pino 13 e a caixa 14 não são presos um ao outro quando enviados, pode ser configurada demodo que o revestimento lubrificante sólido 23 seja formado nas superfícies de contato do pino 13 e da caixa 14 para fornecer a capacidade de prevenção de ferrugem junto com a lubrificação. Em vez disso, o revestimento lubrificante sólido 23 pode ser formado na superfície de contato de um dos pinos 13 e da caixa 14, e um revestimento de prevenção de corrosão sólido, que será descrito mais adiante, — pode ser formado na superfície de contato do outro pino 13 e da caixa 14. Em ambos os casos, resistência ao desgaste adesivo, estanqueidade do gás e propriedades anticorrosivas são transmitidas à conexão roscada 50 para tubo.
[0076] O revestimento lubrificante sólido 23 de preferência cobre toda a superfície de contato de pelo menos um do pino 13 e da caixa 14. O revestimento lubrificante sólido 23 pode revestir apenas parte da superfície de contato (apenas partes de vedação metálicas 16 e 19, por exemplo).
[0077] O revestimento lubrificante sólido 23 pode ser uma única camada ou camadas múltiplas. As múltiplas camadas se referem ao estado em que dois revestimentos lubrificantes sólidos 23 ou mais são colocados em camadas um do outroa partir do lado da superfície de contato. Dois revestimentos lubrificantes sólidos 23 ou mais podem ser formados repetindo a aplicação e solidificação da composição. O revestimento lubrificante sólido 23 pode ser diretamente formado sobre a superfície de contato ou pode ser formado após a realização do tratamento de pré-condicionamento que será descrito posteriormente.
[0078] O revestimento lubrificante sólido 23 tem preferencialmente uma espessura variando de 5 a 50 um. Quando o revestimento lubrificante sólido 23 tem uma espessura de 5 um ou mais, alta lubrificação pode ser fornecida de forma estável. Por outro lado, quando o revestimento lubrificante sólido 23 tem uma espessura de 50 um ou menos, é fornecida adesividade estável do revestimento lubrificante sólido 23. Além disso, quando o revestimento lubrificante sólido 23 tem a espessura de 50 um ou menos, a pressão interfacial que ocorre quando as partes roscadas deslizam uma contra a outra diminui porque a tolerância (folga) das partes roscadas na superfície deslizante aumenta. Portanto, pode-se evitar um aumento excessivo no torque de aperto. O revestimento lubrificante sólido 23 varia de preferência de 5a 50 um. O limite inferior da espessura do revestimento lubrificante sólido 23 é mais preferencialmente 8 um, ainda mais preferencialmente 10 um. O limite superior da espessura do revestimento lubrificante sólido 23 é mais preferencialmente 40 um, ainda mais preferencialmente 30 um.
[0079] [Revestimento que evita corrosão sólida] A conexão roscada 50 para o tubo descrito acima pode incluir o revestimento lubrificante sólido 23 na superfície de contato de um dos pinos 13 e da caixa 14 e uma corrosão sólida que evita o revestimento no outro dos pinos 13 e caixa 14. A conexão roscada 50 para tubo é armazenada por um longo período em alguns casos até ser realmente usada. Neste caso, a formação do revestimento —queevita corrosão sólida aumenta a capacidade anticorrosiva do pino 13 e da caixa
14.
[0080] O revestimento que evita corrosão sólida é, por exemplo, um revestimento de cromato feito de um cromato. O revestimento de cromato é formado por um tratamento de cromato trivalente bem conhecido.
[0081] O revestimento que evita corrosão sólida não se limita a um revestimento de cromato. Outro revestimento que evita corrosão sólida contém, por exemplo, uma resina curável ultravioleta. Nesse caso, o revestimento que evita corrosão sólida é forte o suficiente para não ser quebrado pela força que age sobre ele quando um protetor é ligado ao mesmo. Além disso, o revestimento que evita corrosão sólida não derrete, mesmo que a temperatura atinja o ponto de orvalho e o revestimento que evita corrosão sólida é, portanto, exposto a água condensada durante o transporte ou armazenamento da conexão roscada 50 para o tubo. Além disso, o revestimento que evita a corrosão sólida não suaviza facilmente, mesmo a altas temperaturas acima de 40ºC. A resina curável por ultravioleta é uma composição de resina conhecida. A resina curável por ultravioleta não está limitada a uma resina específica e pode ser qualquer resina que contenha um monômero e um oligômero e um iniciador de fotopolimerização e inicie uma reação de fotopolimerização quando irradiada com raios ultravioletas para formar um revestimento curado.
[0082] A camada revestida pode ser formada na outra superfície de contato da conexão roscada 50 para tubo, e o revestimento que evita corrosão sólida descrito acima pode ser formado na camada revestida. Alternativamente, o revestimento que evita corrosão sólida pode ser diretamente formado sobre outra superfície de contato.
[0083] [Material Base de Conexão Roscada 50 para Tubos] A composição do metal base da conexão roscada 50 para tubo não é particularmente limitada. O material base da conexão roscada 50 para tubo é, por exemplo, aço carbono, aço inoxidável ou aço-liga. Entre os aços-liga, o aço inoxidável duplex contendo Cr, Ni, Mo, e outros elementos de liga, e liga de Ni têm alta capacidade de prevenção de ferrugem. Portanto, o uso de qualquer um dos tipos de aço de alta liga descritos acima como material base da conexão roscada 50 para tubo fornece excelente capacidade de prevenção de ferrugem em um ambiente corrosivo contendo sulfeto de hidrogênio, dióxido de carbono ou qualquer outra substância.
[0084] [Método de Produção] Será descrito abaixo o método para produzir a conexão roscada 50 para tubo de acordo com a presente modalidade.
[0085] O método para produzir a conexão roscada 50 para tubo de acordo com a presente modalidade inclui a etapa de formação da camada de revestimento deligade Zn-Nie a etapa de formação de revestimento lubrificante sólido.
[0086] Na presente modalidade, é formada uma camada revestida sem brilho de liga de ZN-Ni. A rugosidade média aritmética Ra1 da superfície da camada revestida de liga de ZN-Ni 21 pode, portanto, ser maior que a rugosidade média aritmética Ra2 das superfícies de contato sem tratamento de jateamento. Ou seja, naconexãoroscada para o método de produção de tubos de acordo com a presente modalidade, são omitidos o jateamento de areia, o jateamento com granalha e o jateamento abrasivo.
[0087] [Etapa de formação de camada revestida de liga de Zn-Ni] Na etapa de formação de camada revestida de liga de Zn-Ni, é realizado m tratamento de revestimento de liga de Zn-Ni para formar uma camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni 21 sobre a superfície de contato de pelo menos um dentro do pino 13 e a caixa 14 sem realização de tratamento de jateamento. A camada revestida de liga de Zn-Ni 21 pode ser formada sobre a superfície de contato do pinos 13 e da caixa 14. O tratamento de revestimento de liga de Zn-Ni é realizado usando um tratamento de revestimento eletrolítico. O tratamento de revestimento eletrolítico para formar a camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni 21 é realizado usando um método bem conhecido. Por exemplo, o tratamento de revestimento eletrolítico é realizado de tal maneira que a superfície de contato de pelo menos um do pino 13 e da caixa 14 é imersa em um banho de — revestimento contendo íons de zinco e de níquel, provocando uma corrente. Pode ser utilizado um banho de revestimento sem brilho disponível no mercado. A camada revestida de liga de Zn-Ni resultante contém 10 a 16% de Ni.
[0088] Na presente modalidade, realizar o tratamento de revestimento de liga de Zn-Ni permite que a rugosidade média aritmética Ra1 da superfície da camada — revestida de liga de ZNn-Ni 21 varia de 0,1 a 3,2 um. Em consequência disto, um efeito de âncora baseado na rugosidade aumenta a adesividade do revestimento lubrificante sólido 23. Quando a adesividade do revestimento lubrificante sólido 23 aumenta, a resistência ao desgaste adesivo da conexão roscada 50 para o tubo aumenta. Além disso, quando a adesividade do revestimento lubrificante sólido 23 aumenta, o torque de ressalto no aperto também pode ser mantido baixo.
[0089] Na etapa de formação da camada revestida de liga de ZN-Ni, o teor do íon níquel no banho de revestimento para formar a camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni 21, por exemplo, varia de 12 a 60% em massa como a razão de teor entre o zinco (on e o íon de níquel. Mais especificamente, a composição do banho de revestimento para formar a camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni 21 contém, por exemplo, zinco: 20 g/L, cloreto de níquel: 21 g/L, cloreto de amônio: 240 g/L e um agente de adição: 100 ml/L. Nesse caso, o teor do íon de níquel é de 12,0% em massa. O agente de adição é, por exemplo, o nome do produto DAIN Zinalloy AD2 fabricado pela Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. (Laboratório). A utilização do banho de revestimento com a composição descrita acima permite a formação da camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni 21 com a rugosidade média aritmética Ra1 variando de 0,1 a 3,2 um. A utilização do banho de revestimento com a composição descrita acima permite ainda que a rugosidade média aritmética Ra1 da superfície da camada revestida de liga de Zn-Ni 21 seja superior à rugosidade média aritmética Ra2 das superfícies de contato. A composição do banho de revestimento para formar a camada revestida sem brilho de liga de ZN-Ni 21 não está limitada à composição descrita acima e pode ser ajustada conforme apropriado na medida em que a camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni 21 pode ser produzida.
[0090] As condições do tratamento de revestimento eletrolítico podem ser definidas conforme apropriado. Exemplos das condições de tratamento de revestimento eletrolítico podem incluir o pH do banho de revestimento: 1 a 10,a temperatura do banho de revestimento: 10 a 60ºC, a densidade de corrente: 1 a 100 A/dm?, e período de tratamento: 0,1 a 30 minutos. A espessura da camada revestida de liga Zn-Ni 21 de preferência varia de 1 a 20 um, conforme descrito acima.
[0091] [Etapa de formação de revestimento lubrificante sólido] Após a etapa de formação da camada revestida de liga de Zn-Ni, é realizado a etapa de formação do revestimento lubrificante sólido. Na etapa de formação do revestimento lubrificante sólido, uma composição de revestimento lubrificante sólido (doravante também mencionada como composição) é preparada primeiro. A composição é formada misturando as partículas de lubrificante e o aglutinante descrito acima. A composição pode ainda conter o solvente e outros componentes descritos acima.
[0092] A composição resultante é aplicada sobre a camada revestida de liga de Zn-Ni 21. O método de aplicação não está limitado a um método específico. Por exemplo, uma pistola de pulverização é usada para pulverizar a composição em um solvente na camada revestida de liga de ZNn-Ni 21. Neste caso, a composição é uniformemente aplicada sobre a camada revestida de liga de Zn-Ni
21. Opino13oua caixa 14 na qual a composição foi aplicada é seca ou seca por aquecimento. O aquecimento e a secagem podem, por exemplo, ser realizados usando um secador de ar aquecido disponível no mercado. Por este meio, a composição solidifica e a composição solidificada forma o revestimento lubrificante sólido 23 na camada revestida de liga de Zn-Ni 21. As condições de aquecimento e secagem podem ser definidas conforme apropriado, considerando o ponto de ebulição, o ponto de fusão e outros fatores de cada um dos componentes contidos na composição.
[0093] Para formar o revestimento lubrificante sólido 23 usando uma composição sem solvente, por exemplo, pode ser usado um método de fusão a quente. No método de fusão à quente, o compósito é aquecido para entrar em um estado fluido. Uma pistola de pulverização com uma função de manutenção da temperatura é, por exemplo, usada para pulverizar a composição no estado fluido. A composição é uniformemente aplicada sobre a camada revestida de liga de Zn- Ni 21. A temperatura à qual a composição é aquecida pode ser ajustada conforme apropriado, considerando o ponto de fusão e a temperatura de amolecimento do aglutinante e outros componentes descritos acima. O pino 13 ou a caixa 14 na qual a composição foi aplicada é seca a ar ou resfriada de outro modo. A composição se solidifica para formar o revestimento lubrificante sólido 23 sobre a camada revestida de liga de Zn-Ni 21.
[0094] [Formação de revestimento que evita corrosão sólida (tratamento de cromatografia trivalente)] A etapa de formação de camada revestida de liga de Zn-Ni e a etapa de formação de revestimento de lubrificante sólido podem ser realizadas na superfície de contato de um dos pinos 13 e na caixa 14 para formar a camada revestida de liga de ZNn-Ni 21 e o revestimento de lubrificante sólido 23, como descrito acima.
[0095] Por outro lado, a camada revestida de liga de Zn-Ni 21 e o revestimento lubrificante sólido 23 ou a camada de liga de ZNn-Ni 21 e/ou o revestimento que evita corrosão sólida podem ser formados na superfície de contato do outro pino 13 e a caixa 14. A descrição a seguir será feita para o caso em que a camada revestida de liga de Zn-Ni 21 e um revestimento que evita corrosão sólida formado por um revestimento de cromato são formados na outra superfície de contato.
[0096] Nesse caso, a etapa de formação da camada revestida de liga de Zn- —Nidescrita acima é realizada para formar a camada revestida de liga de Zn-Ni 21. Após a etapa de formação da camada revestida de liga de Zn-Ni, é realizado um tratamento de cromato trivalente para formar um revestimento que evita corrosão sólida. O tratamento de cromato trivalente é um tratamento para formar um revestimento de cromato baseado em cromo trivalente (revestimento de cromato).
O revestimento de cromato formado pelo tratamento de cromato trivalente previne a oxidação branca na superfície da camada revestida de liga de Zn. Portanto, a aparência externa do produto é melhorada. O tratamento de cromato trivalente pode ser realizado pelo uso de um método bem conhecido. Por exemplo, a superfície de contato pelo menos um dos pinos 13 e da caixa 14 é imersa em um líquido de tratamento com cromato ou um líquido de tratamento de cromato é pulverizado e aplicado sobre a superfície de contato. A superfície de contato é então lavada. Em vez disso, a superfície de contato pode ser lavada depois que a superfície de contato é imersa no líquido de tratamento de cromato e a corrente é levada a fluir através dela. Ainda assim, o líquido de tratamento do cromato pode ser aplicado na superfície de contato e depois aquecido e seco. As condições de tratamento de cromato trivalente podem ser definidas conforme apropriado.
[0097] [Etapa de Preparação] O método de produção descrito acima pode incluir uma etapa de preparação antes da etapa de formação da camada revestida de liga de Zn-Ni, conforme necessário. A etapa de preparação é, por exemplo, decapagem e desengorduramento alcaliho. Na etapa de preparação, a graxa e outras substâncias que aderiram à superfície de contato são removidas. A etapa de preparação pode incluir ainda moagem, tal como moagem mecânica como um tratamento de acabamento. A moagem, como a moagem mecânica como tratamento de acabamento, utilizada neste documento, refere-se à redução da rugosidade da superfície por corte.
[0098] A conexão roscada 50 para tubo de acordo com a presente modalidade é produzida por realizar as etapas de produção descritas acima.
[0099] Serão descritos exemplos abaixo. No entanto, observa-se que o Exemplo não limita a presente invenção. No exemplo, a superfície de contato do pino 13 é mencionada como uma superfície do pino e a superfície de contato da caixa 14 é mencionada como uma superfície da caixa. Além disso, o símbolo % no Exemplo significa % em massa, a menos que seja especificado de outra forma.
[0100] No presente exemplo, foi usado o produto de nome SM13CRS-110 de VAM21 (marca registrada) fabricado pela NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL CORPORATION. O produto de nome SM13CRS-110 de VAM21 (marca registrada) é uma conexão roscada para canos com um diâmetro externo de 177,80 mm (7 polegadas) e uma espessura de parede de 11,506 mm (0,453 polegadas). O tipode aço eraaço13Cr. A composição do aço 13Cr foi a seguinte: C: 0,03% ou menos; Si: 0,5% ou menos, Mn: 0,5% ou menos, Ni: 5,0 a 6,5%, Cr: 11,5 a 13,5%, Mo: 1,5 a 3,0%; e o balanço: Fe e impurezas.
[0101] Foi realizada moagem mecânica como um tratamento de acabamento na superfície do pino e na superfície da caixa de cada número de teste. A Tabela 1 mostra a rugosidade média aritmética Ra2 da superfície de contato de cada número de teste. A rugosidade média aritmética Ra2 foi medida com base em JIS BO601 (2001) O microscópio a laser VK-X110 fabricado pela KEYENCE Corporation foi utilizado para medir a rugosidade média aritmética Ra. Os dados medidos em um quadrado de 1,25 mm em intervalos de 0,85um são coletados na formade um mapa. O valor de corte à. e o comprimento de medição para o cálculo de uma curva de rugosidade foram escolhidos dentre os valores padrão em JIS BO601 (1994). A rugosidade média aritmética foi medida ao longo da direção da moagem.
[0102] O teor de Ni da camada revestida de liga de Zn-Ni 21 variou de 10 a 16%em massa.
[0103] [Tabela 2]
o oo o 8 ul ã i 2 38» 233 : < É og ES Z à . ô E = 53 à u à 8 22 É bes E 6 2 à 43 2 o E 43 8 8 2a o vo Ss ú X uu > : o E : : o uu 9 2 : E ER 8 8 : é Zoo 3 : : E << : : : 2 o 8 z ê E E 3 õ E E 3
E à > E 3 E < << E S : 8 S&S, : ; = WU c : à 2 283 8 & à z=< 8 2 Sá à 2 8$ 8h S E 2 bh SE E 5 8 Es o É ã 2% É < x =z | < Sá u | : o õ E < 9 , : - | Ss o E áuLo z : : o ET 7rõk & E º o E ET 8 8% SE 8 aus 2 < TG HR 2 8 É E 2 i | ê 2 a Ss ES <s 2 8 < :65 3 o 8 RX EX o É = 2 ls E: e: : vê < g < 3 uu = lã o Et = à < ol8 o 2 o ê à $ S 38 28; Fo) 2 5 68) 258): 2 ê & EDS 8 cs o : : $ ê ê o S ; é OQ NH o 3 2 : ; o E É 8 : S es : : : Z = E ã ê $ ; (e) E E ê $ : Zz = E ê É FS À ! [Bs É e Ss d àu : ; o o á S r Y* : wu . : À : q : : o | io Ww x ã a 2 bh à & wu 2 mom 3 ê &
[0104] A camada de revestimento e o revestimento foram formados da seguinte forma:
[0105] [Teste Número 1] No caso do teste número 1, foi realizada um revestimento eletrolítico — brilhantedeZn-Ninas superfícies do pino 13 e na caixa 14 para formar uma camada brilhante de liga de ZN-Ni 21 com uma espessura de 10 um. O revestimento eletrolítico foi realizada nas seguintes condições: o pH do banho de revestimento: 6,5; a temperatura do banho de revestimento: 25ºC, a densidade de corrente: 2 Aldm?; e o período de tratamento: 18 minutos. A composição do líquido de revestimento foi a seguinte: Zn: 5 g/L; Ni: 24 g/L; cloreto de amônio: 206 g/I; ácido bórico: 120 g/L; e um agente de adição: 20 mL/L. O agente de adição era o produto de nome DAIN Zinalloy AD1 fabricado pela Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. (Laboratório). A composição da camada revestida brilhante de liga de Zn-Ni 21 foi a seguinte: Zn: 87%; e Ni: 13%. A rugosidade média aritmética Ra após o tratamento de revestimento brilhante de liga de Zn-Ni foi medida usando o mesmo método de medição usado para medir a rugosidade média aritmética Ra2 das superfícies de contato. Xe foi de 0,25 mm e o comprimento da medida foi de 0,67 mm. Para a caixa 14, o revestimento lubrificante sólido 23 foi formado nela. O revestimento lubrificante sólido 23 era um revestimento de resina epóxi termoendurecível disponível no mercado. O revestimento lubrificante sólido 23 tinha uma espessura de filme de 25um.
[0106] [Teste Número 2] No caso do teste número 2, foi realizada um revestimento eletrolítico sem brilho de Zn-Ni nas superfícies do pino 13 e na caixa 14 para formar uma camada sem brilho de liga de Zn-Ni 21 com uma espessura de 10 um. O revestimento eletrolítico foi realizada nas seguintes condições: o pH do banho de revestimento: 5,5; a temperatura do banho de revestimento: 35ºC, a densidade de corrente: 6 A/dm?; e o período de tratamento: 400 segundos. A composição do líquido de revestimento foi a seguinte: Zn: 25 g/L; Ni: 28 g/L; cloreto de amônio: 240 g/l;eum agente de adição: 100 mL/L. O agente de adição era o produto de nome
DAIN Zinalloy AD2 fabricado pela Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. (Laboratório). À composição da camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni 21 foi a seguinte: Zn: 87%; e Ni: 13%. A rugosidade média aritmética Ra após o tratamento de revestimento sem brilho de liga de Zn-Ni foi medida usando o mesmo método de — medição usado para medir a rugosidade média aritmética Ra2 das superfícies de contato. X. foi de 0,8 mm e o comprimento da medida foi de 1,25 mm. Para a caixa 14, o revestimento lubrificante sólido 23 foi formado nela. O revestimento lubrificante sólido 23 era o revestimento de resina epóxi termoendurecível disponível no mercado. O revestimento lubrificante sólido 23 tinha a espessura de filmede25um.
[0107] [Exemplo de Referência] No Exemplo de Referência, um tratamento de jateamento de areia foi realizado na superfície da caixa 14. A rugosidade média aritmética Ra2 da superfície da caixa jateada com areia 14 foi medida usando o método descrito acima. O valor de corte àc e o comprimento de medição para o cálculo de uma curva de rugosidade foram escolhidos dentre os valores padrão em JIS BO601 (1994). A rugosidade média aritmética foi medida ao longo da direção da moagem. Foi realizada um revestimento eletrolítico brilhante de Zn-Ni nas superfícies do pino 13 e na caixa 14 para formar uma camada brilhante de liga de Zn-Ni 21 com uma espessura de 10 um. O revestimento eletrolítico foi realizada nas seguintes condições: o pH do banho de revestimento: 6,5; a temperatura do banho de revestimento: 25ºC, a densidade de corrente: 2 A/dm?; e o período de tratamento: 18 minutos. A composição do líquido de revestimento foi a seguinte: Zn: 5 g/L; Ni: 24 g/L; cloreto de amônio: 206 g/I; ácido bórico: 120 g/L; e um agente de adição: 20 mL/L. O agente de adição era o produto de nome DAIN Zinalloy AD1 fabricado pela Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. (Laboratório). A composição da camada revestida brilhante de liga de Zn-Ni 21 foi a seguinte: Zn: 87%; e Ni: 13%. A rugosidade média aritmética Ra após o tratamento de revestimento de liga de Zn-Ni foi medida usando o mesmo método de medição usado para medir a rugosidade média aritmética Ra2 das superfícies de contato. O valor de corte à. e o comprimento de medição para o cálculo de uma curva de rugosidade foram escolhidos dentre os valores padrão em JIS BO601 (1994). A rugosidade média aritmética foi medida ao longo da direção da moagem. Para a caixa 14, o revestimento lubrificante sólido 23 foi formado nela. O revestimento lubrificante sólido 23 era o revestimento de resina epóxi termoendurecível disponível no mercado. O revestimento lubrificante sólido 23 tinha a espessura de filme de 25um.
[0108] Foram avaliadas a resistência ao desgaste adesivo e o torque de ressalto. No Exemplo de Referência, apenas a resistência ao desgaste adesivo foi avaliada, mas o torque de ressalto não foi avaliado.
[0109] [Teste de avaliação da resistência ao desgaste adesivo] O teste de avaliação da resistência ao desgaste adesivo foi realizado em conformidade com a norma ISO 13679 (2011). Especificamente, os pinos 13 e as caixas 14 dos números de teste 1 e 2 foram presos juntos de modo manual (presos por força humana) até que as partes roscadas se encaixassem entre si em um estágio inicial de aperto. Após o aperto manual, um alicate hidráulico foi usado para repetir o aperto e o afrouxamento para avaliar a resistência ao desgaste adesivo. As superfícies dos pinos 13 e as superfícies das caixas 14 eram visualmente observadas sempre que o aperto e o afrouxamento eram realizados uma vez. Se o desgaste adesivo ocorreu, foi verificado na observação visual. Nos casosem que co grau de desgaste adesivo era pequeno e, portanto, a superfície era reparável, as faixas de desgaste adesivo foram reparadas e o teste foi retomado. Foi medido o número de ações de aperto e afrouxamento no momento em que o desgaste adesivo ocorreu, de modo que a superfície não era reparável. O resultado da medição foi mostrado no campo “resistência ao desgaste adesivo” na Tabela 2.
[0110] [Teste de medição de torque de ressalto] Os pinos 13 e as caixas 14 dos números de teste 1 e 2 foram apertadas juntos, e o número de ações de aperto (uma ação de aperto e afrouxamento foi contada como uma ação de aperto) e o torque foi medido. O número medido de voltas e o torque foram registrados em gráficos para determinar —otorquede ressalto. O aperto e o afrouxamento (aperto) foram repetidos e o torque de ressalto foi medido para cada vez. O torque de ressalto resultante foi usado para calcular a razão entre o torque de ressalto e o torque de aperto desejado (% de ShT). O torque de aperto alvo foi ajustado em um valor fixo. A Tabela 3 mostra os resultados do cálculo. No caso do número de teste 1, o desgaste adesivo ocorreu de forma que a superfície de contato não era reparável no quinto aperto e afrouxamento, depois disso, os testes a seguir não foram realizados.
[0111] [Tabela 3] TABELA 3
NUMERO DE . TESTE TESTE AÇÕES DE APERTO . . s30 aso | Ps sa | 360 oa o) ao Ps oro a Ps ago a a oe ao |
[0112] [Resultados da Avaliação] No caso do teste número 2, foi formada a camada revestida sem brilho deligade Zn-Ni 21. Portanto, não foi executada nenhuma etapa de rugosidade da superfície, como jateamento de areia, mas a rugosidade média aritmética Ra1 da superfície da camada revestida de liga de Zn-Ni 21 variou de 0,1 a 3,2 um. Em consequência disto, a resistência ao desgaste adesivo foi de 10, o que é um grande valor. A resistência ao desgaste adesivo no caso do número de teste 2 é quase igual à resistência ao desgaste adesivo fornecida no Exemplo de Referência, no qual foi realizado o jateamento de areia. Além disso, no caso do teste número 2 em que a camada revestida sem brilho de liga de ZN-Ni 21 foi formada sem realização de tratamento de jateamento de areia, a rugosidade média aritmética Ra1 da superfície da camada revestida de liga de Zn-Ni 21 foi maior do que a — rugosidade média aritmética Ra2 da superfície de contato. Além disso, no caso do teste número 2, o torque de ressalto foi mantido em um valor menor que o torque de ressalto no caso do teste número 1, também após repetição do aperto e do afrouxamento.
[0113] No caso do teste número 1, no qual foi formada a camada revestida brilhante de liga de ZN-Ni 21, a rugosidade média aritmética Ra1 da superfície da camada revestida de liga de Zn-Ni 21 foi inferior a 0,1 um. Portanto, a resistência ao desgaste adesivo foi fraca. Além disso, no caso do teste número 1, o torque de ressalto aumentou à medida que o aperto e o afrouxamento foram repetidos.
[0114] A modalidade da presente invenção foi descrita acima. Contudo, a modalidade descrita acima é meramente um exemplo para implementar a presente invenção. A presente invenção não está, portanto, limitada à modalidade descrita acima, e a modalidade descrita acima pode ser alterada conforme apropriado, na medida em que a alteração não se afasta da substância da presente invenção e é implementada na forma alterada. —LISTADE SINAIS DE REFERÊNCIA
[0115] 11 Tubo de aço 12 Acoplamento 13 Pino 14 Caixa 15 Parte roscada externa 16, 19 Parte de vedação de metal 17, 18 Parte de ressalto 20 Parte roscada interna 21 Camada revestida de liga de Zn-Ni 23 Revestimento lubrificante sólido
50 Conexão roscada para tubo
[0001] A presente invenção diz respeito a uma conexão roscada para tubo e um método para produzir uma conexão roscada para tubo.
[0002] Os produtos tubulares petrolíferos (OCTG) são usados para perfurar campos de petróleo e campos de gás natural. Os produtos tubulares petrolíferos (OCTG) são formados pela conexão de uma pluralidade de tubos de aço de acordo com a profundidade do poço. Os tubos de aço são conectados por meio de conexões roscadas de aperto para tubos formados nas porções finais dos tubos de aço em conjunto. Os tubos de aço são levantados para inspeção e outros fins, afrouxados, inspecionados, depois apertados e usados novamente.
[0003] Uma conexão roscada para tubo inclui um pino e uma caixa. O pino tem uma superfície de contato formada na superfície periférica externa de uma porção final do tubo de aço e incluindo uma parte roscada externa. A caixa tem uma superfície de contato formada na superfície periférica interna de uma porção final do tubo de aço e incluindo uma parte roscada interna. As superfícies de contato podem incluir uma peça de contato de metal não roscada. A superfície de contato de cada um dos pinos e das caixas que inclui a parte roscada e a parte de contato de metal não roscada recebe repetidamente forte atrito quando os tubos de aço sofrem o aperto e o afrouxamento. Caso essas partes não tenham durabilidade suficiente contra atrito, ocorre o desgaste adesivo (corrosão irreparável) quando há repetição do aperto e afrouxamento. A conexão roscada do tubo requer, portanto, — durabilidade suficiente contra o atrito, ou seja, excelente resistência ao desgaste adesivo.
[0004] Para melhorar a resistência ao desgaste adesivo, foi utilizada graxa composta contendo um metal pesado chamado lubrificante. Ao aplicar a graxa composta na superfície de uma conexão roscada para tubo, a resistência ao desgaste adesivo da conexão roscada para tubo pode melhorar. Os metais pesados contidos em graxas compostas, como Pb, Zn e Cu, podem afetar o meio ambiente. Portanto, é desejável desenvolver uma conexão roscada para tubo sem graxa composta.
[0005] A Publicação do Pedido Internacional nº WO2016/170031 (Literatura — Patentária 1) e a Publicação do Pedido de Patente Japonesa Nº 2008-69883 (Literatura Patentária 2) propõem uma conexão roscada para tubo que se destaca na resistência ao desgaste adesivo sem graxa composta. Um revestimento lubrificante é formado na superfície de contato (parte roscada e parte de contato de metal não roscada) da conexão rosqueada para tubo descrita em cada uma das Literaturas Patentárias 1 e 2, a fim de aumentar a resistência ao desgaste adesivo.
[0006] Um revestimento de metal de resistência ao desgaste adesivo e prevenção de ferrugem é formado na parte de contato de metal do pino ou na caixa da conexão roscada do tubo descrito na Literatura Patentária 1. O revestimento de metal de resistência ao desgaste adesivo e prevenção de ferrugem descrito acima contém principalmente Zn. O revestimento de metal descrito acima é formado em um tratamento de revestimento eletrolítico. O parágrafo [0173] da Literatura Patentária 1 revela que o revestimento eletrolítico fornece um efeito de suavização. O efeito de suavização é divulgado também na Tabela 1 na Literatura Patentária 1. Na Tabela 1 da Literatura Patentária 1, a rugosidade média aritmética Ra da superfície de contato após o revestimento eletrolítico é menor que a rugosidade média aritmética Ra da superfície de contato antes do revestimento eletrolítico, independentemente do jateamento de areia ser ou não realizado na superfície.
[0007] A conexão roscada para o tubo descrita na Literatura Patentária 2 é formada por um pino e uma caixa, cada um com uma superfície de contato incluindo uma parte roscada e uma parte de contato de metal não roscada. A conexão roscada para tubo descrito na Literatura Patentária 2 possui as seguintes camadas sequencialmente de baixo para cima na superfície de contato de pelo menos um dos pinos e da caixa: uma primeira camada feita de um primeiro metal ou uma liga; uma segunda camada feita de um segundo metal ou uma liga mais macia que o primeiro metal ou uma liga; e um revestimento lubrificante sólido que é a camada superior.
[0008] Literatura Patentária 1: Publicação de Pedido Internacional nº WOZ2016/170031 Literatura Patentária 2: Publicação do Pedido de Patente Japonesa Nº 2008- 69883
[0009] Uma junta roscada precisa não apenas ter a resistência ao desgaste adesivo descrito acima, mas também suprimir um aumento no torque de ressalto em uma pluralidade de ações de aperto. A FIG. 1 é um gráfico que ilustra a relação entre o número de voltas das partes roscadas de uma conexão roscada para tubo com partes de ressalto e o torque ao apertar a conexão roscada para tubo.
Referindo-se à FIG. 1, quando o pino e a caixa são apertados juntos, as partes de ressalto do pino e da caixa entram em contato uma com a outra quando é atingido um certo número de voltas. O torque que ocorre neste ponto é chamado de torque de ressalto. Ao apertar as partes roscadas de uma conexão roscada para tubo, após o torque de ressalto ser atingido, o aperto é assim realizado até ser concluída.
Por meio disto, a estanqueidade do gás da conexão roscada para tubo aumenta. Um aperto adicional após a conclusão do aperto faz com que o material metálico, ao qual pelo menos um dos pinos e a caixa é feito, comece a ser deformado plasticamente. O torque que ocorre neste ponto é chamado de torque de escoamento.
[0010] O torque na conclusão do aperto (doravante denominado de torque de aperto) é definido para fornecer pressão interfacial de vedação suficiente, independente da quantidade de interferência de rosca. Uma diferença suficiente entre o torque de ressalto e o torque de escoamento aumenta o intervalo dentro do qual o torque de aperto é atingido. Em consequência disto, o torque de aperto é —ajustadorapidamente. Para aumentar o intervalo dentro do qual o torque de aperto é atingido, o torque de ressalto pode ser reduzido. Portanto, a conexão roscada para tubo precisa não apenas ter a resistência ao desgaste adesivo descrita acima, mas também ser capaz de manter o torque de ressalto pequeno, mesmo quando o aperto e o afrouxamento forem repetidos.
[0011] O mesmo vale para uma conexão roscada para tubo sem parte de contato de metal não roscada (ou seja, sem parte de ressalto)... Uma diferença suficiente entre o torque no estágio inicial do aperto e o torque no estágio final do aperto aumenta o intervalo dentro da qual o torque de aperto é alcançado. Em consequência disto, o torque de aperto é ajustado rapidamente. Para aumentar o intervalo dentro do qual o torque de aperto é atingido, o torque no estágio inicial do aperto pode ser reduzido. O torque no estágio inicial no processo de aperto de uma conexão roscada para tubo sem parte de contato de metal não roscada corresponde ao torque de ressalto no processo de fixação de uma conexão roscada para tubo, incluindo partes de ressalto.
[0012] No entanto, a Literatura Patentária 1 ou 2 não descreve o torque de ressalto descrito acima.
[0013] Por outro lado, a formação do revestimento lubrificante na camada revestida pode aumentar a resistência ao desgaste adesivo da conexão roscada para o tubo, conforme divulgado nas Literaturas Patentárias 1 e 2. As Literatura Patentárias 1 e 2 divulgam que um tratamento por jateamento ou qualquer outro tratamento realizado antes da formação do revestimento lubrificante fornece rugosidade da superfície. A adesividade do revestimento lubrificante pode, portanto, ser aumentada e, portanto, a resistência ao desgaste adesivo da conexão roscada para tubo pode ser aumentada.
[0014] No entanto, os presentes inventores presumiram que a rugosidade da superfície fornecida na técnica relacionada em duas etapas, o tratamento de jateamento e a formação da camada revestida na superfície jateada ou a formação da camada revestida e o tratamento de jateamento realizado na camada revestida, é preferencialmente fornecido em apenas uma etapa de formação da camada revestida.
[0015] Um objetivo da presente invenção é fornecer uma conexão roscada para tubo que possui não apenas resistência ao desgaste adesivo que não requer tratamento de jateamento, mas é tão excelente quanto a resistência ao desgaste adesivo fornecida por um tratamento de jateamento, mas com pequeno torque de ressalto, mesmo nos repetidos apertos e afrouxamentos, e método capaz de produzir a conexão roscada para tubo.
[0016] A conexão roscada para tubo de acordo com uma modalidade da presente modalidade inclui um pino e uma caixa. O pino e a caixa inclui, cada um, uma superfície de contato incluindo uma parte roscada. A conexão rosada para tubo inclui uma camada revestida de liga de ZN-Ni e um revestimento lubrificante sólido. A camada revestida de liga de Zn-Ni é formada sobre a superfície de contato de pelo menos um dentre o pino e a caixa, e contém 10 a 16% em massa de Ni. O revestimento lubrificante sólido é formado na camada revestida de liga de ZN-Ni. À superfície de contato na qual a camada revestida de liga de Zn-Ni é formada é retificada. Agora, defina a rugosidade média aritmética de uma superfície da camada revestida de liga de Zn-Ni medida sob um microscópio a laser ao longo de uma direção na qual a superfície de contato é retificada como Ra1. E defina a rugosidade média aritmética da superfície de contato medida sob o microscópio a laser aolongo da direção da retificação como Ra2. A rugosidade média aritmética Ra1 varia de 0,1 a 3,2 um. A rugosidade média aritmética Ra1 é maior que a rugosidade média aritmética Ra2.
[0017] Um método para produzir uma conexão roscada para tubo de acordo com a presente divulgação é um método para produzir uma conexão roscada para tubo incluindo um pino e uma caixa, cada um tendo contato com a superfície incluindo uma parte roscada. O método de produção inclui uma etapa de formação de camada revestida de liga de Zn-Ni e uma etapa de formação de revestimento lubrificante sólido. Na etapa de formação de camada de revestimento de liga de ZN-Ni, uma camada revestida de liga de ZN-Ni é formada em um processo de revestimento eletrolítico sobre a superfície de contato de pelo menos um do pino e da caixa sem realização de tratamento de jateamento. A camada revestida de liga de Zn-Ni contém 10 a 16% em massa de Ni. A camada revestida d liga de Zn-Ni possui rugosidade média aritmética Ra1 da superfície medida sob um microscópio a laser ao longo de uma direção na qual a superfície de contato é retificada e varia de01a3,2 um Na etapa de formação do revestimento lubrificante sólido, um revestimento lubrificante sólido é formado na camada revestida a liga de Zn-Ni sem tratamento de jateamento.
[0018] A conexão roscada para tubo de acordo com a presente divulgação — possui não apenas resistência ao desgaste adesivo que não requer tratamento de jateamento, mas é tão excelente quanto a resistência ao desgaste adesivo fornecida por um tratamento de jateamento, mas um pequeno torque de ressalto, mesmo no aperto e afrouxamento repetidos. A conexão roscada para tubo é produzida usando o método de produção descrito acima.
15º BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0019] [FIG. 1] A FIG. 1 é um gráfico que ilustra a relação entre o número de voltas das partes roscadas de uma conexão roscada para tubo com partes de ressalto e o torque ao apertar a conexão roscada para tubo.
[FIG. 2] A FIG. 2 é um gráfico que ilustra a relação entre o número de ações de apertode uma conexão roscada para tubo e o torque de ressalto (%).
[FIG. 3] A FIG. 3 é um gráfico que ilustra a configuração de uma conexão roscada para tubo de acordo com a presente modalidade.
[FIG. 4] A FIG. 4 é uma vista em corte transversal de uma conexão roscada para tubo de acordo com a presente modalidade.
[FIG. 5] A FIG. 5 é uma vista em corte transversal de uma superfície de contato na conexão roscada para tubo de acordo com a presente modalidade.
[0020] A presente modalidade será descrita abaixo em detalhes com referência aos desenhos. As mesmas porções ou partes correspondentes nos —desenhostêm o mesmo caráter de referência e não serão descritas repetidamente.
[0021] Os presentes inventores conduziram uma variedade de estudos sobre a relação entre um tratamento de jateamento e a resistência ao desgaste adesivo de uma conexão roscada para tubo e o torque de ressalto que ocorre na conexão roscada para tubo. Em consequência disto, os presentes inventores obtiveram os seguintes resultados:
[0022] Uma camada revestida de zinco (Zn) aumenta a capacidade de prevenção de ferrugem. No entanto, uma camada revestida de zinco possui dureza e um ponto de fusão inferior aos de uma camada revestida de cobre (Cu), tendo sido utilizada como camada revestida. Sob os antecedentes descritos acima, os presentes inventores estudaram uma camada revestida de liga de zinco que se destaca na capacidade de prevenção de ferrugem e possui alta dureza e alto ponto de fusão. Como resultado, os presentes inventores descobriram que a formação de uma camada revestida de liga de ZN-Ni contendo 10 a 16% em massa de Ni aumenta a resistência ao desgaste adesivo, juntamente com um aumento na capacidade de prevenção de ferrugem. Uma camada revestida de liga de Zn-Ni contendo 10 a 16% em massa de Ni possui dureza suficientemente alta em comparação com o Cu e um ponto de fusão muito superior ao do Zn. Uma camada revestida de liga de Zn-Ni contendo 10 a 16% em massa de Ni pode, portanto, aumentar a resistência ao desgaste adesivo.
[0023] A Literatura Patentária 1 descreve que uma camada revestida de liga de Zn-Ni é formada e um revestimento lubrificante é formado na camada revestida de liga de ZN-Ni. A Literatura Patentária 2 não descreve nenhuma camada revestida de liga de ZN-Ni, mas revela que uma camada revestida é formada e um revestimento lubrificante sólido é formado sobre a camada revestida.
[0024] Por exemplo, a Literatura Patentária 1 divulga no parágrafo [0160] que um tratamento de jateamento de areia é realizado no revestimento de metal para aumentar a adesividade do revestimento lubrificante no revestimento de metal. A Literatura Patentária 1 divulga ainda no parágrafo [0164] que o tratamento por jateamento de areia é realizado antes da formação do revestimento metálico e do revestimento metálico na superfície jateada. Além disso, a Literatura Patentária 2 divulga no parágrafo [0026] que um tratamento de jateamento ou jateamento de areia é realizado antes da formação do revestimento lubrificante sólido para proporcionar um grau adequado de rugosidade da superfície para um aumento na adesividade do revestimento lubrificante sólido.
[0025] No caso em que uma camada revestida é formada na superfície de uma conexão roscada para tubo e um revestimento lubrificante é formado na camada revestida, um tratamento de jateamento, como jateamento de areia, pode ser realizado, conforme divulgado nos documentos anteriores. Portanto, a adesividade do revestimento lubrificante pode ser aumentada. Em consequência disto, a resistência ao desgaste adesivo da conexão roscada para tubo pode ser aumentada. No presente relatório descritivo, o tratamento de jateamento refere-se a jateamento de areia, jateamento com granalha e jateamento abrasivo.
[0026] O tratamento de jateamento é realizado antes da formação da camada revestida em alguns casos e após a formação da camada revestida em outros casos. Para realizar o tratamento de jateamento antes da formação da camada revestida, o tratamento de jateamento é realizado diretamente em cada uma das superfícies de contato, ou seja, na superfície de um material de base. À rugosidade da superfície fornecida na superfície de contato diminui em certa medida devido à camada revestida formada na superfície de contato, mas é mantida também na superfície da camada revestida. A rugosidade da superfície da camada revestida aumenta a adesividade do revestimento lubrificante na camada revestida. A Tabela 1 na Literatura Patentária 1 descreve que a rugosidade da superfície diminui no revestimento eletrolítico típico.
[0027] Para realizar o tratamento de jateamento após a camada revestida —serformada, o tratamento de jateamento é realizado sobre a superfície da camada revestida.
[0028] Por outro lado, os presentes inventores presumiram que a rugosidade da superfície fornecida convencionalmente em duas etapas, o tratamento de jateamento e a formação da camada revestida na superfície jateada ou a formação —dacamada revestida e o tratamento de jateamento realizado na camada revestida,
é preferencialmente fornecido em apenas uma etapa de formação da camada revestida.
[0029] Mais especificamente, os presentes inventores assumiram que a resistência ao desgaste adesivo de uma conexão roscada para tubo pode ser — mantida de forma mais satisfatória, mesmo se o tratamento de jateamento for omitido. Os presentes inventores estudaram um método para aumentar a resistência ao desgaste adesivo de uma conexão roscada para tubo quase igual à resistência ao desgaste adesivo fornecida pelo tratamento de jateamento, mesmo se o tratamento de jateamento for omitido.
[0030] [Tabela 1]
o w E UU o 9 à & o 2% => 4á < 6 |U $ O < |U O XxX 0 — 3 o & 3 4 o o << << gg Oo > á uu |y É 2 &6 o o E E O EL O ww ” ” O 2 oq << O O 2 < 8 wu 3 < E $$ o x E = E O B 35 &% u Z uu 2 = nào O < z = & Zz o o = 8 o O E o 2 4353 < < A E E O = = E E õ Õ 2 3 "” Ú É = < uu < 2 & a 2 E à > = ZE & wu FT QB NS non & | o o < à A Ss 8 so << UU o A > SS o & Z o a GE E < OS o à à 8º o = << >? 2 E 3
E E o < < e - < So Ss o wu = fu E 23 à 2 2 5 4 O 2 É EF 2 < Ss 8 SG gp 3 E Z o <S $$ << )T EÉ é =) as SS << 3 EB 2 à é 3 º % 8 Ó = < 8 E wu Zz 5 2X 2 o à =, Z E mw É LL o $ oO = = O ol = E a 4d SS ED wÀw || GG 2 O x É O E á E À x õô 2 < o Z Ns õ o Ss) < < 3 o SS << óloS & uk = 2 No 2 É % & = $ <<. < << [4 T = o Zz o E É o o e &ã N o a o E E 4 < < = à - - Zz ww E -) 2 a = < o Oo 2 < à o uu NT E > 43 x x é d u uu nu z E É o 3 wu < 2 a os & Tr wW Zz & < 2 E 2 á Sê | E o a LT XxX Ss u = EP = UU HH fe 3 do Lx E < x UU | E Zz o x 8
Z 3 as Ss & 8 &
[0031] A Tabela 1 é uma tabela que mostra parte de um Exemplo e um Exemplo de Referência descritos abaixo. Referindo-se à Tabela 1, no Exemplo de Referência, a caixa foi preparada usando o método convencional. Ou seja, após o jateamento de areia em uma das superfícies de contato, uma camada revestida brilhante de liga de ZN-Ni foi formada e um revestimento lubrificante sólido foi formado na camada revestida brilhante de liga de Zn-Nih No Exemplo de Referência, a formação da camada revestida de liga de ZN-Ni fez com que a rugosidade média aritmética Ra2 da superfície de contato diminuísse para 2,700 para a rugosidade média aritmética Ra1 da camada revestida de liga de Zn-Ni que era2,680. A conexão roscada do tubo ainda apresentava grande resistência ao desgaste adesivo, porque a rugosidade média aritmética Ra1 da superfície da camada revestida de liga de ZN-Ni foi mantida no grande valor de 2,680. Especificamente, repetiu-se o aperto e o afrouxamento 10 vezes antes de ocorrer o desgaste adesivo.
[0032] No caso do número de teste 2, não foi realizado tratamento com jateamento de areia. A rugosidade média aritmética Ra2 da superfície de contato com o número de teste 2 teve, portanto, um pequeno valor de 0,061. A razão para isso é que a superfície de contato estava retificada. No presente relatório descritivo, a retificação refere-se à retificação para formar a parte roscada. A rugosidade média aritmética Ra2 da superfície de contato após a retificação teve um valor pequeno. No caso do número de teste 2, a caixa foi preparada em um método diferente do método convencional. Ou seja, não foi realizado jateamento de areia na superfície de contato, mas uma camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni foi formada e um revestimento lubrificante sólido foi formado na camada revestida sem — brilho de ligade Zn-Ni. Em consequência disto, a formação da camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni fez aumentou a rugosidade média aritmética Ra2 da superfície de contato que era 0,061 para a rugosidade média aritmética Ra1 da camada revestida de liga de Zn-Ni que era 0,276. A resistência ao desgaste adesivo da conexão roscada para tubo com o número de teste 2 era grande.
Especificamente, repetiu-se o aperto e o afrouxamento 10 vezes antes de ocorrer o desgaste adesivo. A resistência ao desgaste adesivo no caso do número de teste 2 foi quase igual à resistência ao desgaste adesivo no Exemplo de Referência, no qual foi realizado o jateamento de areia.
[0033] Baseado no estudo descrito acima, os presentes inventores obtiveram os seguintes resultados. Isso é completamente diferente do conhecimento convencional, ou seja, a formação de uma camada revestida sem brilho de liga de ZN-Ni fornece, mesmo se o jateamento de areia for omitido, uma resistência ao desgaste adesivo quase igual à resistência ao desgaste adesivo no caso em que é realizado um jateamento de areia.
[0034] No revestimento geral, uma vez que uma aparência exterior bonita é preferencial em aplicações de decoração, o revestimento brilhante com uma pequena quantidade de irregularidade da superfície é empregado em muitos casos. Além disso, alguns revestimentos brilhantes podem obter uma aparência externa ainda mais bonita com a ajuda de um efeito de nivelamento que reduz a irregularidade, como arranhões em um substrato.
[0035] Em contraste, os presentes inventores descobriram que uma camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni é eficaz no caso em que a resistência ao desgaste adesivo de uma conexão roscada para tubo é levada em consideração. A formação de uma camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni permite um aumento na rugosidade média aritmética Ra1 da camada revestida de liga de Zn- Ni e, por sua vez, um aumento na resistência ao desgaste adesivo da conexão roscada para tubo. A rugosidade média aritmética Ra1 fornecida por uma camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni tende a ser menor que a rugosidade média aritmética Ra1 fornecida por uma etapa de rugosidade da superfície, como jateamento de areia. Contudo, de acordo com os estudos realizados pelos presentes inventores, mesmo a rugosidade média aritmética Ra1 fornecida por uma camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni pode aumentar suficientemente a resistência ao desgaste adesivo de uma conexão roscada para tubo.
[0036] Os presentes inventores presumiram ainda que a alta adesividade entreo revestimento lubrificante sólido e a camada revestida impede a separação do revestimento lubrificante sólido. A prevenção da separação do revestimento lubrificante sólido permite que seja mantida alta lubrificação, mesmo no aperto e afrouxamento repetidos. Portanto, o torque de ressalto que ocorre na conexão roscada para tubo pode ser mantido baixo, mesmo no aperto e afrouxamento repetidos.
[0037] A FIG. 2 é um gráfico que ilustra a relação entre o número de ações de aperto de uma conexão roscada para tubo e o torque de ressalto (%). A FIG. 2 foi obtida no exemplo, que será descrito mais adiante. O símbolo “O” na FIG. 2 representa os resultados para o número de teste 2, que é um Exemplo Inventivo.
No caso do número de teste 2, a rugosidade média aritmética Ra1 da camada de liga de Zn-Ni foi de 0,276 um. O símbolo “A” na FIG. 2 representa os resultados para o número de teste 1, que é um Exemplo Comparativo. No caso do número de teste 1, a rugosidade média aritmética Ra1 da camada de liga de Zn-Ni foi de 0,056 um. Com referência à FIG. 2, no caso em que a rugosidade média aritmética Ra1 da camada revestida de liga de Zn-Ni é grande até certo ponto, como no Exemplo Inventivo, o torque de ressalto pode ser mantido baixo, mesmo quando o aperto e o afrouxamento são repetidos. Por outro lado, no caso em que a rugosidade média aritmética Ra1 da camada revestida de liga de Zn-Ni é pequena, como no Exemplo Comparativo, o aperto e o afrouxamento repetidos aumentam o torque de ressalto, e ocorreum desgaste adesivo no quinto aperto de maneira que as superfícies de contato não sejam reparáveis. Ou seja, uma conexão roscada para tubo em que uma camada revestida de liga de Zn-Ni sob o revestimento lubrificante sólido possui rugosidade média aritmética Ra1 grande, até certo ponto, pode manter baixo o torque de ressalto que ocorre na conexão roscada do tubo, mesmo quando o aperto eoafrouxamento são repetidos.
[0038] Os presentes inventores realizaram estudos adicionais e descobriram que quando a rugosidade média aritmética Ra1 da superfície da camada revestida de liga de Zn-Ni é 0,1 um ou mais, não apenas a camada revestida de liga de Zn- Ni aumenta a resistência ao desgaste adesivo, mas a separação do revestimento lubrificante sólido é evitada mesmo quando o aperto e o afrouxamento são repetidos, pelo que o torque de aperto é facilmente ajustado. Como resultado, é fornecido um excelente desempenho de aperto. Por outro lado, os presentes inventores descobriram ainda que quando a rugosidade média aritmética Ra1 é superior a 3,2 um, a estanqueidade do gás de cada uma das partes de contato de —metalnão roscadas (peças de vedação) diminui. A rugosidade média aritmética Ra varia, portanto, de 0,1 a 3,2 um.
[0039] A conexão roscada para tubo de acordo com a presente modalidade, obtida com base nos resultados acima, inclui o pino e a caixa. O pino e a caixa inclui, cada um, a superfície de contato incluindo uma parte roscada. A conexão — rosada para tubo inclui uma camada revestida de liga de ZN-Ni e um revestimento lubrificante sólido. A camada revestida de liga de ZNn-Ni é formada sobre a superfície de contato de pelo menos um dentre o pino e a caixa, e contém 10 a 16% em massa de Ni. O revestimento lubrificante sólido é formado na camada revestida de liga de ZN-Ni. A superfície de contato na qual a camada revestida de liga de Zn- 15º Niéformada é retificada. Agora, defina a rugosidade média aritmética da superfície da camada revestida de liga de Zn-Ni medida sob um microscópio a laser ao longo de uma direção na qual a superfície de contato é retificada como Ra1. E defina a rugosidade média aritmética da superfície de contato medida sob o microscópio a laser ao longo da direção da retificação como Ra2. A rugosidade média aritmética Ra varia de 0,1 a 3,2 um. A rugosidade média aritmética Ra1 é maior que a rugosidade média aritmética Ra2.
[0040] A conexão roscada para tubo de acordo com a presente divulgação possui uma camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni. A rugosidade média aritmética Ra1 da camada de liga de Zn-Ni aumenta. Ou seja, a rugosidade média aritmética Ra1l da camada revestida de liga de Zn-Ni é mais do que a rugosidade média aritmética Ra2 da superfície de contato. Portanto, a adesividade do revestimento lubrificante sólido na camada de liga de ZN-Ni aumenta. Em consequência disto, mesmo que um tratamento de jateamento seja omitido, pode ser fornecida uma resistência ao desgaste adesivo quase igual à resistência ao desgaste adesivo no caso em que o tratamento de jateamento é realizado. Além disso, a conexão roscada para tubo de acordo com a presente divulgação tem baixo torque de ressalto, mesmo no aperto e afrouxamento repetidos. No presente relatório descritivo, a retificação refere-se à retificação para formar as partes roscadas. No presente relatório descritivo, o tratamento de jateamento refere-se a — jateamento de areia, jateamento com granalha e jateamento abrasivo.
[0041] A rugosidade média aritmética Ra1 da superfície da camada de liga de Zn-Ni descrita acima pode variar de 0,1 a 0,4 um.
[0042] As superfícies de contato descritas cima podem incluir ainda uma parte de contato de metal não roscada.
[0043] A parte de contato de metal não roscada inclui uma parte de vedação de metal e uma parte de ressalto.
[0044] Um método para produzir a conexão roscada para tubo de acordo com a presente divulgação é um método para produzir a conexão roscada para tubo incluindo o pino e a caixa, cada uma incluindo o contato com a superfície incluindo uma parte roscada. O método de produção inclui uma etapa de formação de camada revestida de liga de Zn-Ni e uma etapa de formação de revestimento lubrificante sólido. Na etapa de formação de camada de revestimento de liga de ZN-Ni, uma camada revestida de liga de Zn-Ni é formada em um tratamento de revestimento eletrolítico sobre a superfície de contato de pelo menos um do pino e dacaixasem realização de tratamento de jateamento. A camada revestida de liga de Zn-Ni contém 10 a 16% em massa de Ni. A rugosidade média aritmética Ra1 da superfície da camada revestida de liga de Zn-Ni medida sob um microscópio a laser ao longo da direção na qual a superfície de contato é retificada, varia de 0,1 a 3,2 um. Na etapa de formação do revestimento lubrificante sólido, um — revestimento lubrificante sólido é formado na camada revestida de liga de Zn-Ni sem tratamento de jateamento.
[0045] No método para produzir uma conexão roscada para tubo de acordo com a presente divulgação, uma camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni é formada sem tratamento de jateamento realizado. Além disso, o revestimento lubrificante sólido é formado sobre a camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni sem tratamento de jateamento. O método de produção fornece uma conexão roscada para tubos com resistência ao desgaste adesivo quase igual à resistência ao desgaste adesivo no caso em que é realizado um tratamento de jateamento e com baixo torque de ressalto, mesmo no aperto e afrouxamento repetidos. No presente relatório descritivo, o tratamento de jateamento refere-se a jateamento de areia, jateamento com granalha e jateamento abrasivo. A direção na qual a superfície de contato é retificada refere-se à direção de retificação para formação da parte roscada na superfície de contato.
[0046] Serão descritos abaixo em detalhes a conexão roscada para tubo e o método para produzir a conexão roscada para tubo de acordo com a presente modalidade.
[0047] [Conexão Roscada 50 para tubo] Uma conexão roscada 50 para tubo inclui um pino 13 e uma caixa 14.
A FIG. 3 mostra a configuração da conexão roscada 50 para tubo de acordo com a presente modalidade. Referindo-se à FIG. 3, a conexão roscada 50 para tubo inclui tubos de aço 11 e um acoplamento 12. O pino 13 possui uma parte roscada externa formada sobre a superfície externa e é formada em ambas as extremidade do tubo de aço 11. A caixa 14 tem uma parte roscada interna formada na superfície interna, sendo formada nas duas extremidades do acoplamento 12. Apertar os pinos 13 e ascaixas 14 permite que o acoplamento 12 seja ligado às extremidades dos tubos de aço 11. Por outro lado, existe uma junta roscada integral para produtos tubulares petrolíferos (OCTG) que não usa acoplamento 12 com uma extremidade do tubo de aço 11 servindo como o pino 13 e a outra extremidade do tubo de aço 11 servindo como a caixa 14. A conexão roscada para tubo de acordo com a presente —modalidade pode ser usada tanto para a conexão roscada tipo acoplamento para tubo como para a conexão roscada tipo integral para tubo.
[0048] Os pinos 13 e as caixas 14 possuem, cada um, a superfície de contato tendo a parte roscada. A FIG. 4 é uma vista em corte transversal da conexão roscada 50 para tubo de acordo com a presente modalidade. Referindo-se à FIG.
4,0pino13 inclui uma parte roscada externa 15 e uma parte de contato de metal não roscada. A parte de contato de metal não roscada é formada na extremidade frontal do pino 13 e inclui uma parte de vedação de metal 16 e uma parte de ressalto
17. A caixa 14 inclui uma parte roscada interna 20 e uma parte de contato de metal não roscada. A parte de contato de metal não roscada é formada na caixa 14 e inclui uma parte de vedação de metal 19 e uma parte de ressalto 18. A porção onde o pino 13 e a caixa 14 entram em contato uns com os outros quando são fixados em conjunto é chamada de superfície de contato. Especificamente, quando o pino 13 e a caixa 14 são apertados juntos, a partes de ressalto (partes de ressalto 17 e 18), as partes de vedação de metal (partes de vedação de metal 16 e 19) e as partes roscadas (parte roscada externa 15 e parte roscada interna 20) entram em contato umas com as outras. Ou seja, as superfícies de contato incluem as partes de ressalto, as partes de vedação de metal e as partes roscada.
[0049] Embora não mostrada, a conexão rosqueada 50 para tubo pode não incluir nenhuma parte de contato de metal não roscada. Nesse caso, as superfícies de contato incluem as partes roscadas. Especificamente, o pino 13 inclui a parte roscada externa 15. A caixa 14 inclui a parte roscada interna 20.
[0050] A FIG. 5 é uma vista em corte transversal da superfície de contato da conexão roscada 50 para tubo de acordo com a presente modalidade. Referindo- se à FIG. 5, a conexão roscada 50 para tubo tem uma camada revestida de liga de Zn-Ni21eum revestimento lubrificante sólido 23 formado na superfície de contato de pelo menos um dos pinos 13 e na caixa 14 e sequencialmente do lado da superfície de contato. Agora, define a rugosidade média aritmética da superfície da camada revestida de liga de Zn-Ni 21 medida sob um microscópio a laser ao longo de uma direção na qual a superfície de contato é retificada como Ra1l. E define a rugosidade média aritmética da superfície de contato medida sob um microscópio a laser ao longo da direção na qual a superfície de contato é retificada como Ra2. A rugosidade média aritmética Ra1, quando medida sob o microscópio a laser na direção de retificação, varia de 0,1 a 3,2 um. A rugosidade média aritmética Ra1 é maior que a rugosidade média aritmética Ra2.
[0051] [Rugosidade média aritmética Ra2 (m) da superfície de contato]
A rugosidade média aritmética Ra2 da superfície de contato medida sob um microscópio a laser ao longo da direção de retificação é menor que a rugosidade média aritmética Ra1 da superfície da camada revestida de liga de Zn- Ni 21, que será descrita posteriormente, medida sob o microscópio a laser ao longo dadireção de retificação.
[0052] A superfície de contato é uma superfície retificada. A superfície retificada significa uma retificação de superfície de contato para a formação da parte roscada e deixada como está. Ou seja, a superfície de contato retificada significa que uma superfície de contato foi retificada para a formação da parte —roscada, mas sem revestimento formado nela.
[0053] A superfície retificada da superfície de contato é formada pela retificação de um material de partida da conexão roscada 50 para tubo com um triturador ou qualquer outra ferramenta para formar sulcos e raízes da rosca. Portanto, a superfície retificada possui faixas retificadas que se estendem na direção de retificação.
[0054] A rugosidade da superfície retificada na direção axial do tubo e a rugosidade na direção da retificação diferem bastante uma da outra. A rugosidade na direção axial do tubo, medida nas faixas retificadas, tem um valor grande. Em contraste, a rugosidade na direção da retificação tem um valor extremamente pequeno.
[0055] A rugosidade média aritmética descrita no presente relatório descritivo é medida como a rugosidade média aritmética Ra baseada em JIS BO601 (2001). Um medidor de rugosidade tipo contato é normalmente usado para medir a rugosidade da superfície da conexão roscada 50 para tubo. O medidor de — rugosidade tipo contato é, por exemplo, SURFCORDER SEF-30D fabricado pela Kosaka Laboratory, Ltd. A medição com um medidor de rugosidade tipo contato faz com que um valor medido representando a rugosidade média aritmética seja maior que o valor correto em alguns casos. O motivo para isso é que a medição é realizada apenas em uma direção e a direção da medição é ajustada visualmente.
— Nesse caso, um erro no ângulo em que o medidor de rugosidade é colocado faz com que a rugosidade seja medida indesejadamente como a rugosidade média aritmética.
[0056] Portanto, a rugosidade média aritmética na presente invenção é medida sem um medidor de rugosidade tipo contato, mas sob um microscópio a laser Como microscópio a laser, é usado um microscópio a laser VK-X110 fabricado pela KEYENCE Corporation. Os dados medidos em um quadrado de 1,25 mm em intervalos de 0,85um são coletados na forma de um mapa. Um valor de corte A). e um comprimento de medição para o cálculo de uma curva de rugosidade é escolhido dentre os valores padrão em JIS BO6O01 (1994). A rugosidade média aritmética Ra2 da superfície de contato é medida ao longo da direção na qual a superfície de contato é retificada. “Ao longo da direção de retificação” significa ao longo da direção paralela às faixas retificadas formadas pela retificação para formar a parte roscada. A direção paralela às faixas retificadas permite erros de +0,5 graus na suposição de que a direção paralela às faixas retificadas seja definida como O graus. Quando o erro for superior a +0,5 graus, a rugosidade média aritmética Ra tem um grande erro. Na presente modalidade, a rugosidade resultante das faixas retificadas não é medida como a rugosidade da superfície, pelo que a rugosidade da superfície é medida com mais precisão. A direção na qual a rugosidade da superfície é medida é determinada com base no resultado do mapeamento observado ao microscópio a laser.
[0057] Na presente modalidade, a camada revestida de liga de ZNn-Ni é formada sobre a superfície de contato. A rugosidade média aritmética Ra2 da superfície de contato também pode ser medida como a rugosidade da superfície de contato após a separação da camada de liga de Zn-Ni na superfície de contato. À — camada revestida de liga de ZN-Ni na superfície de contato é separada usando ácido clorídrico, ao qual é adicionada uma quantidade apropriada de um inibidor de corrosão disponível comercialmente. O inibidor de corrosão disponível comercialmente é, por exemplo, o produto de nome Ibit 710 fabricado pela ASAHI Chemical CO., LTD.
[0058] [Camada revestida de liga de Zn-Ni 21]
A camada revestida de liga de Zn-Ni 21 é formada na superfície de contato de pelo menos um do pino 13 e da caixa 14. A camada revestida de liga de Zn-Ni 21 pode ser formada sobre a superfície de contato do pinos 13 e da caixa
14. A camada revestida de liga de liga Zn-Ni 21 pode ser formada apenas sobre a superfície de contato do pino 13 ou apenas sobre a superfície de contato da caixa
14.
[0059] A camada revestida de liga de ZNn-Ni 21 é uma camada de galvanoplastia consistindo em uma liga de ZNn-Ni. A camada revestida de liga de ZN-Ni 21 possui alta dureza e alto ponto de fusão. No caso em que a camada revestida de liga de Zn-Ni 21 tem alta dureza, é improvável que a camada revestida na superfície de contato seja danificada no aperto e afrouxamento repetidos. Além disso, no caso em que a camada revestida de liga de Zn-Ni 21 tem um alto ponto de fusão, é improvável que a camada revestida derreta mesmo quando ocorre um aumento local de temperatura na no aperto e afrouxamento repetidos. A resistência ao desgaste adesivo da conexão roscada 50 para tubo é aumentada. Além disso, uma vez que o Zn contido na camada revestida de liga de ZN-Ni 21 é um metal base, a capacidade de prevenção de ferrugem da conexão roscada 50 aumenta para o tubo.
[0060] O teor de Ni da liga de Zn-Ni, do qual é feita a camada revestida de ligade Zn-Ni21,variade 10 a 16% em massa. O intervalo de composição descrito acima faz com que a liga de Zn-Ni tenha uma microestrutura quase unifásica y. À camada revestida de liga de Zn-Ni 21 então configurada não possui apenas capacidade de prevenção de ferrugem, mas alta dureza e alto ponto de fusão.
[0061] Uma espessura preferencial da camada revestida de liga de Zn-Ni 21 variade1a20 um. Quando a camada revestida de liga de Zn-Ni 21 tem uma espessura de 1 um ou mais, a resistência ao desgaste adesivo e a capacidade de prevenção de ferrugem da conexão roscada 50 para tubo podem ser aumentadas de maneira estável. Quando a camada revestida de liga de Zn-Ni 21 tem uma espessura de 20um ou menos, a adesividade da camada revestida de liga de Zn- Ni21é mais estável. A espessura preferencial da camada revestida de liga de Zn-
Ni 21 varia, portanto, de 1 a 20 um. A camada revestida de liga de Zn-Ni 21 pode ter uma espessura que não cai dentro do intervalo. O limite inferior da espessura da camada revestida de liga de Zn-Ni 21 é mais preferencialmente 3 um, e ainda preferencialmente é 5 um. O limite superior da espessura da camada revestida de ligade Zn-Ni21é mais preferencialmente 18 um, e ainda preferencialmente é 15 um.
[0062] [Rugosidade média aritmética Ra1 (m) da superfície da camada revestida de liga de Zn-Ni 21] A rugosidade média aritmética Ra1 da superfície da camada revestida de liga de Zn-Ni 21 medida sob microscópio a laser ao longo da direção de retificação é maior do que a rugosidade média aritmética Ra2 das superfícies de contato do pino 13 e da caixa 14 medidas sob o microscópio a laser ao longo da direção de retificação. A rugosidade média aritmética Ra1, quando medida sob microscópio a laser na direção da retificação, varia de 0,1 a 3,2 um.
[0063] Quando a camada revestida de liga de Zn-Ni 21 tem a rugosidade média aritmética Ra1 variando de 0,1 a 3,2 um, um efeito de ancoragem baseado na rugosidade aumenta a adesividade do revestimento lubrificante sólido 23. Quando a adesividade do revestimento lubrificante sólido 23 aumenta, a resistência ao desgaste adesivo da conexão roscada 50 para o tubo aumenta. Além disso, quando a adesividade do revestimento lubrificante sólido 23 aumenta, o torque de ressalto no aperto também pode ser mantido baixo.
[0064] No caso em que a rugosidade média aritmética Ra1 seja inferior a 0,1 um, os efeitos descritos acima não são fornecidos. Por outro lado, no caso onde a rugosidade média aritmética Ra1 é maior que 3,2 um, a estanqueidade do gás fornecida pela parte de contato de metal não roscada (parte de vedação) diminui. A rugosidade média aritmética Ra1 varia de 0,1 a 3,2 um. A rugosidade média aritmética Ra1 pode variar de 0,1 a 0,4 um.
[0065] A rugosidade média aritmética Ra1 da superfície da camada revestida de liga de Zn-Ni 21 pode ser medida da mesma maneira em que a rugosidade média aritmética Ra2 da superfície de contato é medida.
[0066] Na presente modalidade, a formação da camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni 21 permite que a rugosidade média aritmética Ra1 da superfície da camada revestida de liga de ZNn-Ni 21 seja maior que a rugosidade média aritmética Ra2 da superfície de contato. Neste caso, mesmo que um tratamento de jateamento seja omitido, pode ser fornecida uma resistência ao desgaste adesivo quase igual à resistência ao desgaste adesivo no caso em que o tratamento de jateamento é realizado.
[0067] [Revestimento Lubrificante Sólido 23] O revestimento lubrificante sólido 23 é formado na camada revestida de ligade Zn-Ni 21 com a rugosidade média aritmética Ra1 variando de 0,1 a 3,2 um. Como a camada revestida de liga de Zn-Ni tem a rugosidade média aritmética Ra1 variando de 0,1 a 3,2 um, a adesividade entre a camada revestida de liga de ZN-Ni 21 e o revestimento lubrificante sólido 23 é alta.
[0068] O revestimento lubrificante sólido 23 aumenta a lubrificação da conexão roscada 50 para o tubo. Um revestimento lubrificante sólido bem conhecido pode ser usado como revestimento lubrificante sólido 23. O revestimento lubrificante sólido 23 contém, por exemplo, partículas lubrificantes e um aglutinante. O revestimento lubrificante sólido 23 pode conter um solvente e outros componentes, conforme necessário.
[0069] As partículas lubrificantes reduzem o coeficiente de atrito na superfície do revestimento lubrificante sólido 23. As partículas lubrificantes não estão limitadas a partículas específicas e podem ser quaisquer partículas lubrificantes com lubrificação. As partículas lubrificantes são, por exemplo, um ou mais tipos selecionados do grupo que consiste grafite, MoS> (dissulfeto de —molibdênio)) WS? (dissulfeto de tungstênio), BN (nitreto de boro)) PTFE (politetrafluoretileno), CFx (fluoreto de grafite) e CaCO;s (carbonato de cálcio). As partículas lubrificantes são preferencialmente um ou mais tipos selecionadas do grupo que consiste em grafite, fluoreto de grafite, MoS2 e PTFE. O teor das partículas de lubrificante varia, por exemplo, de 1 a 40% em massa, desde que todos os componentes excluam o solvente como 100% em massa.
[0070] O aglutinante se liga às partículas lubrificantes no revestimento lubrificante sólido 23. O aglutinante é um tipo ou dois tipos selecionados do grupo que consiste em uma resina orgânica e uma resina inorgânica. No caso onde uma resina orgânica é usada, o aglutinante é um ou dois tipos selecionados do grupo —queconsisteem uma resina termoendurecível e uma resina termoplástica. A resina termoendurecível, por exemplo, é um ou mais tipos selecionados do grupo que consiste em uma resina epóxi, uma resina de poli-imida, uma resina de poliuretano, uma resina de policarbodi-imida, polietersulfona, uma resina de poliéter cetona, uma resina de fenol, uma resina de furano, uma resina de ureia e uma resina acrílica. A resina termoplástica, por exemplo, é um ou mais tipos selecionados do grupo que consiste em resina de poliamida-imida, resina de polietileno, resina de polipropileno, resina de poliestireno e resina de etileno-acetato de vinila.
[0071] No caso onde uma resina inorgânica é usada como o aglutinante, pode ser usada polimetaloxano. Polimetaloxano refere-se a um polímero no qual as ligações metal-oxigênio repetidas formam o esqueleto da cadeia principal. Preferencialmente são utilizados polititanoxano (Ti-O) e polissiloxano (Si-O). Essas resinas inorgânicas são produzidas por hidrólise e condensação de um alcóxido metálico. O grupo alcóxi do alcóxido de metal é, por exemplo, um grupo alcóxi inferior tal como grupo metóxi, grupo etóxi, grupo propóxi, grupo isopropóxi, grupo isobutóxi, grupo butóxi e grupo terc-butóxi.
[0072] Ou seja, o aglutinante é um ou mais tipos selecionados do grupo que consiste em uma resina epóxi, uma resina de poli-imida, uma resina de poliuretano, uma resina de policarbodi-imida, polietersulfona, uma resina de poliéter cetona, uma resina de fenol, uma resina de furano, uma resina de ureia, uma resina acrílica, uma resina de poliamidaimida, uma resina de polietileno, uma resina de polipropileno, uma resina de poliestireno, uma resina de acetato de etileno vinil e polimetaloxano. O teor do aglutinante varia, por exemplo, de 60 a 99% em massa, desde que todos os componentes excluam o solvente como 100% em massa.
[0073] O revestimento lubrificante sólido 23 pode conter outros componentes, conforme necessário. Os outros componentes são, por exemplo, um ou mais tipos selecionados do grupo que consiste em um antiferrugem, um inibidor de corrosão, um surfactante, cera, um ajustador de atrito, pigmento e um solvente. O teor de cada uma das partículas lubrificantes, d aglutinante e de outros componentes é ajustado, conforme necessário. O teor dos outros componentes é, — porexemplo, 10% em massa ou menos, desde que todos os componentes excluam o solvente como 100% em massa.
[0074] O revestimento lubrificante sólido 23 é formado por aplicação da composição descrita acima sobre a superfície de contato de pelo menos um do pino 13 e da caixa 14 e solidificar a composição aplicada.
[0075] No caso de uma conexão roscada 50 para tubo com o pino 13 ea caixa 14 presos um ao outro quando transportados, o revestimento lubrificante sólido 23 pode ser formado na superfície de contato de um dos pinos 13 e da caixa 14 e do pino 13 e a caixa 14 podem então ser presas uma à outra. Neste caso, a composição é aplicada mais prontamente no acoplamento 12, que tem um comprimento menor, do que nos tubos de aço 11, cada um com um comprimento maior. O revestimento lubrificante sólido 23 é, portanto, de preferência formado na superfície de contato da caixa 14 do acoplamento 12. Das partes que formam a conexão roscada 50 para o tubo, a parte terminal principal do tubo, onde o pino 13 e a caixa 14 não são presos um ao outro quando enviados, pode ser configurada demodo que o revestimento lubrificante sólido 23 seja formado nas superfícies de contato do pino 13 e da caixa 14 para fornecer a capacidade de prevenção de ferrugem junto com a lubrificação. Em vez disso, o revestimento lubrificante sólido 23 pode ser formado na superfície de contato de um dos pinos 13 e da caixa 14, e um revestimento de prevenção de corrosão sólido, que será descrito mais adiante, — pode ser formado na superfície de contato do outro pino 13 e da caixa 14. Em ambos os casos, resistência ao desgaste adesivo, estanqueidade do gás e propriedades anticorrosivas são transmitidas à conexão roscada 50 para tubo.
[0076] O revestimento lubrificante sólido 23 de preferência cobre toda a superfície de contato de pelo menos um do pino 13 e da caixa 14. O revestimento lubrificante sólido 23 pode revestir apenas parte da superfície de contato (apenas partes de vedação metálicas 16 e 19, por exemplo).
[0077] O revestimento lubrificante sólido 23 pode ser uma única camada ou camadas múltiplas. As múltiplas camadas se referem ao estado em que dois revestimentos lubrificantes sólidos 23 ou mais são colocados em camadas um do outroa partir do lado da superfície de contato. Dois revestimentos lubrificantes sólidos 23 ou mais podem ser formados repetindo a aplicação e solidificação da composição. O revestimento lubrificante sólido 23 pode ser diretamente formado sobre a superfície de contato ou pode ser formado após a realização do tratamento de pré-condicionamento que será descrito posteriormente.
[0078] O revestimento lubrificante sólido 23 tem preferencialmente uma espessura variando de 5 a 50 um. Quando o revestimento lubrificante sólido 23 tem uma espessura de 5 um ou mais, alta lubrificação pode ser fornecida de forma estável. Por outro lado, quando o revestimento lubrificante sólido 23 tem uma espessura de 50 um ou menos, é fornecida adesividade estável do revestimento lubrificante sólido 23. Além disso, quando o revestimento lubrificante sólido 23 tem a espessura de 50 um ou menos, a pressão interfacial que ocorre quando as partes roscadas deslizam uma contra a outra diminui porque a tolerância (folga) das partes roscadas na superfície deslizante aumenta. Portanto, pode-se evitar um aumento excessivo no torque de aperto. O revestimento lubrificante sólido 23 varia de preferência de 5a 50 um. O limite inferior da espessura do revestimento lubrificante sólido 23 é mais preferencialmente 8 um, ainda mais preferencialmente 10 um. O limite superior da espessura do revestimento lubrificante sólido 23 é mais preferencialmente 40 um, ainda mais preferencialmente 30 um.
[0079] [Revestimento que evita corrosão sólida] A conexão roscada 50 para o tubo descrito acima pode incluir o revestimento lubrificante sólido 23 na superfície de contato de um dos pinos 13 e da caixa 14 e uma corrosão sólida que evita o revestimento no outro dos pinos 13 e caixa 14. A conexão roscada 50 para tubo é armazenada por um longo período em alguns casos até ser realmente usada. Neste caso, a formação do revestimento —queevita corrosão sólida aumenta a capacidade anticorrosiva do pino 13 e da caixa
14.
[0080] O revestimento que evita corrosão sólida é, por exemplo, um revestimento de cromato feito de um cromato. O revestimento de cromato é formado por um tratamento de cromato trivalente bem conhecido.
[0081] O revestimento que evita corrosão sólida não se limita a um revestimento de cromato. Outro revestimento que evita corrosão sólida contém, por exemplo, uma resina curável ultravioleta. Nesse caso, o revestimento que evita corrosão sólida é forte o suficiente para não ser quebrado pela força que age sobre ele quando um protetor é ligado ao mesmo. Além disso, o revestimento que evita corrosão sólida não derrete, mesmo que a temperatura atinja o ponto de orvalho e o revestimento que evita corrosão sólida é, portanto, exposto a água condensada durante o transporte ou armazenamento da conexão roscada 50 para o tubo. Além disso, o revestimento que evita a corrosão sólida não suaviza facilmente, mesmo a altas temperaturas acima de 40ºC. A resina curável por ultravioleta é uma composição de resina conhecida. A resina curável por ultravioleta não está limitada a uma resina específica e pode ser qualquer resina que contenha um monômero e um oligômero e um iniciador de fotopolimerização e inicie uma reação de fotopolimerização quando irradiada com raios ultravioletas para formar um revestimento curado.
[0082] A camada revestida pode ser formada na outra superfície de contato da conexão roscada 50 para tubo, e o revestimento que evita corrosão sólida descrito acima pode ser formado na camada revestida. Alternativamente, o revestimento que evita corrosão sólida pode ser diretamente formado sobre outra superfície de contato.
[0083] [Material Base de Conexão Roscada 50 para Tubos] A composição do metal base da conexão roscada 50 para tubo não é particularmente limitada. O material base da conexão roscada 50 para tubo é, por exemplo, aço carbono, aço inoxidável ou aço-liga. Entre os aços-liga, o aço inoxidável duplex contendo Cr, Ni, Mo, e outros elementos de liga, e liga de Ni têm alta capacidade de prevenção de ferrugem. Portanto, o uso de qualquer um dos tipos de aço de alta liga descritos acima como material base da conexão roscada 50 para tubo fornece excelente capacidade de prevenção de ferrugem em um ambiente corrosivo contendo sulfeto de hidrogênio, dióxido de carbono ou qualquer outra substância.
[0084] [Método de Produção] Será descrito abaixo o método para produzir a conexão roscada 50 para tubo de acordo com a presente modalidade.
[0085] O método para produzir a conexão roscada 50 para tubo de acordo com a presente modalidade inclui a etapa de formação da camada de revestimento | 10 deligade Zn-Nie a etapa de formação de revestimento lubrificante sólido.
[0086] Na presente modalidade, é formada uma camada revestida sem brilho de liga de ZN-Ni. A rugosidade média aritmética Ra1 da superfície da camada revestida de liga de ZN-Ni 21 pode, portanto, ser maior que a rugosidade média aritmética Ra2 das superfícies de contato sem tratamento de jateamento. Ou seja, naconexãoroscada para o método de produção de tubos de acordo com a presente modalidade, são omitidos o jateamento de areia, o jateamento com granalha e o jateamento abrasivo.
[0087] [Etapa de formação de camada revestida de liga de Zn-Ni] Na etapa de formação de camada revestida de liga de Zn-Ni, é realizado m tratamento de revestimento de liga de Zn-Ni para formar uma camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni 21 sobre a superfície de contato de pelo menos um dentro do pino 13 e a caixa 14 sem realização de tratamento de jateamento. A camada revestida de liga de Zn-Ni 21 pode ser formada sobre a superfície de contato do pinos 13 e da caixa 14. O tratamento de revestimento de liga de Zn-Ni é realizado usando um tratamento de revestimento eletrolítico. O tratamento de revestimento eletrolítico para formar a camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni 21 é realizado usando um método bem conhecido. Por exemplo, o tratamento de revestimento eletrolítico é realizado de tal maneira que a superfície de contato de pelo menos um do pino 13 e da caixa 14 é imersa em um banho de — revestimento contendo íons de zinco e de níquel, provocando uma corrente. Pode ser utilizado um banho de revestimento sem brilho disponível no mercado. A camada revestida de liga de Zn-Ni resultante contém 10 a 16% de Ni.
[0088] Na presente modalidade, realizar o tratamento de revestimento de liga de Zn-Ni permite que a rugosidade média aritmética Ra1 da superfície da camada — revestida de liga de ZNn-Ni 21 varia de 0,1 a 3,2 um. Em consequência disto, um efeito de âncora baseado na rugosidade aumenta a adesividade do revestimento lubrificante sólido 23. Quando a adesividade do revestimento lubrificante sólido 23 aumenta, a resistência ao desgaste adesivo da conexão roscada 50 para o tubo aumenta. Além disso, quando a adesividade do revestimento lubrificante sólido 23 aumenta, o torque de ressalto no aperto também pode ser mantido baixo.
[0089] Na etapa de formação da camada revestida de liga de ZN-Ni, o teor do íon níquel no banho de revestimento para formar a camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni 21, por exemplo, varia de 12 a 60% em massa como a razão de teor entre o zinco (on e o íon de níquel. Mais especificamente, a composição do banho de revestimento para formar a camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni 21 contém, por exemplo, zinco: 20 g/L, cloreto de níquel: 21 g/L, cloreto de amônio: 240 g/L e um agente de adição: 100 ml/L. Nesse caso, o teor do íon de níquel é de 12,0% em massa. O agente de adição é, por exemplo, o nome do produto DAIN Zinalloy AD2 fabricado pela Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. (Laboratório). A utilização do banho de revestimento com a composição descrita acima permite a formação da camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni 21 com a rugosidade média aritmética Ra1 variando de 0,1 a 3,2 um. A utilização do banho de revestimento com a composição descrita acima permite ainda que a rugosidade média aritmética Ra1 da superfície da camada revestida de liga de Zn-Ni 21 seja superior à rugosidade média aritmética Ra2 das superfícies de contato. A composição do banho de revestimento para formar a camada revestida sem brilho de liga de ZN-Ni 21 não está limitada à composição descrita acima e pode ser ajustada conforme apropriado na medida em que a camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni 21 pode ser produzida.
[0090] As condições do tratamento de revestimento eletrolítico podem ser definidas conforme apropriado. Exemplos das condições de tratamento de revestimento eletrolítico podem incluir o pH do banho de revestimento: 1 a 10,a temperatura do banho de revestimento: 10 a 60ºC, a densidade de corrente: 1 a 100 A/dm?, e período de tratamento: 0,1 a 30 minutos. A espessura da camada revestida de liga Zn-Ni 21 de preferência varia de 1 a 20 um, conforme descrito acima.
[0091] [Etapa de formação de revestimento lubrificante sólido] Após a etapa de formação da camada revestida de liga de Zn-Ni, é realizado a etapa de formação do revestimento lubrificante sólido. Na etapa de formação do revestimento lubrificante sólido, uma composição de revestimento lubrificante sólido (doravante também mencionada como composição) é preparada primeiro. A composição é formada misturando as partículas de lubrificante e o aglutinante descrito acima. A composição pode ainda conter o solvente e outros componentes descritos acima.
[0092] A composição resultante é aplicada sobre a camada revestida de liga de Zn-Ni 21. O método de aplicação não está limitado a um método específico. Por exemplo, uma pistola de pulverização é usada para pulverizar a composição em um solvente na camada revestida de liga de ZNn-Ni 21. Neste caso, a composição é uniformemente aplicada sobre a camada revestida de liga de Zn-Ni
21. Opino13oua caixa 14 na qual a composição foi aplicada é seca ou seca por aquecimento. O aquecimento e a secagem podem, por exemplo, ser realizados usando um secador de ar aquecido disponível no mercado. Por este meio, a composição solidifica e a composição solidificada forma o revestimento lubrificante sólido 23 na camada revestida de liga de Zn-Ni 21. As condições de aquecimento e secagem podem ser definidas conforme apropriado, considerando o ponto de ebulição, o ponto de fusão e outros fatores de cada um dos componentes contidos na composição.
[0093] Para formar o revestimento lubrificante sólido 23 usando uma composição sem solvente, por exemplo, pode ser usado um método de fusão a quente. No método de fusão à quente, o compósito é aquecido para entrar em um estado fluido. Uma pistola de pulverização com uma função de manutenção da temperatura é, por exemplo, usada para pulverizar a composição no estado fluido. A composição é uniformemente aplicada sobre a camada revestida de liga de Zn- Ni 21. A temperatura à qual a composição é aquecida pode ser ajustada conforme apropriado, considerando o ponto de fusão e a temperatura de amolecimento do aglutinante e outros componentes descritos acima. O pino 13 ou a caixa 14 na qual a composição foi aplicada é seca a ar ou resfriada de outro modo. A composição se solidifica para formar o revestimento lubrificante sólido 23 sobre a camada revestida de liga de Zn-Ni 21.
[0094] [Formação de revestimento que evita corrosão sólida (tratamento de cromatografia trivalente)] A etapa de formação de camada revestida de liga de Zn-Ni e a etapa de formação de revestimento de lubrificante sólido podem ser realizadas na superfície de contato de um dos pinos 13 e na caixa 14 para formar a camada revestida de liga de ZNn-Ni 21 e o revestimento de lubrificante sólido 23, como descrito acima.
[0095] Por outro lado, a camada revestida de liga de Zn-Ni 21 e o revestimento lubrificante sólido 23 ou a camada de liga de ZNn-Ni 21 e/ou o revestimento que evita corrosão sólida podem ser formados na superfície de contato do outro pino 13 e a caixa 14. A descrição a seguir será feita para o caso em que a camada revestida de liga de Zn-Ni 21 e um revestimento que evita corrosão sólida formado por um revestimento de cromato são formados na outra superfície de contato.
[0096] Nesse caso, a etapa de formação da camada revestida de liga de Zn- —Nidescrita acima é realizada para formar a camada revestida de liga de Zn-Ni 21. Após a etapa de formação da camada revestida de liga de Zn-Ni, é realizado um tratamento de cromato trivalente para formar um revestimento que evita corrosão sólida. O tratamento de cromato trivalente é um tratamento para formar um revestimento de cromato baseado em cromo trivalente (revestimento de cromato).
O revestimento de cromato formado pelo tratamento de cromato trivalente previne a oxidação branca na superfície da camada revestida de liga de Zn. Portanto, a aparência externa do produto é melhorada. O tratamento de cromato trivalente pode ser realizado pelo uso de um método bem conhecido. Por exemplo, a superfície de contato pelo menos um dos pinos 13 e da caixa 14 é imersa em um líquido de tratamento com cromato ou um líquido de tratamento de cromato é pulverizado e aplicado sobre a superfície de contato. A superfície de contato é então lavada. Em vez disso, a superfície de contato pode ser lavada depois que a superfície de contato é imersa no líquido de tratamento de cromato e a corrente é levada a fluir através dela. Ainda assim, o líquido de tratamento do cromato pode ser aplicado na superfície de contato e depois aquecido e seco. As condições de tratamento de cromato trivalente podem ser definidas conforme apropriado.
[0097] [Etapa de Preparação] O método de produção descrito acima pode incluir uma etapa de preparação antes da etapa de formação da camada revestida de liga de Zn-Ni, conforme necessário. A etapa de preparação é, por exemplo, decapagem e desengorduramento alcaliho. Na etapa de preparação, a graxa e outras substâncias que aderiram à superfície de contato são removidas. A etapa de preparação pode incluir ainda moagem, tal como moagem mecânica como um tratamento de acabamento. A moagem, como a moagem mecânica como tratamento de acabamento, utilizada neste documento, refere-se à redução da rugosidade da superfície por corte.
[0098] A conexão roscada 50 para tubo de acordo com a presente modalidade é produzida por realizar as etapas de produção descritas acima.
[0099] Serão descritos exemplos abaixo. No entanto, observa-se que o Exemplo não limita a presente invenção. No exemplo, a superfície de contato do pino 13 é mencionada como uma superfície do pino e a superfície de contato da caixa 14 é mencionada como uma superfície da caixa. Além disso, o símbolo % no Exemplo significa % em massa, a menos que seja especificado de outra forma.
[0100] No presente exemplo, foi usado o produto de nome SM13CRS-110 de VAM21 (marca registrada) fabricado pela NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL CORPORATION. O produto de nome SM13CRS-110 de VAM21 (marca registrada) é uma conexão roscada para canos com um diâmetro externo de 177,80 mm (7 polegadas) e uma espessura de parede de 11,506 mm (0,453 polegadas). O tipode aço eraaço13Cr. A composição do aço 13Cr foi a seguinte: C: 0,03% ou menos; Si: 0,5% ou menos, Mn: 0,5% ou menos, Ni: 5,0 a 6,5%, Cr: 11,5 a 13,5%, Mo: 1,5 a 3,0%; e o balanço: Fe e impurezas.
[0101] Foi realizada moagem mecânica como um tratamento de acabamento na superfície do pino e na superfície da caixa de cada número de teste. A Tabela 1 mostra a rugosidade média aritmética Ra2 da superfície de contato de cada número de teste. A rugosidade média aritmética Ra2 foi medida com base em JIS BO601 (2001) O microscópio a laser VK-X110 fabricado pela KEYENCE Corporation foi utilizado para medir a rugosidade média aritmética Ra. Os dados medidos em um quadrado de 1,25 mm em intervalos de 0,85um são coletados na formade um mapa. O valor de corte à. e o comprimento de medição para o cálculo de uma curva de rugosidade foram escolhidos dentre os valores padrão em JIS BO601 (1994). A rugosidade média aritmética foi medida ao longo da direção da moagem.
[0102] O teor de Ni da camada revestida de liga de Zn-Ni 21 variou de 10 a 16%em massa.
[0103] [Tabela 2]
o oo o 8 ul ã i 2 38» 233 : < É og ES Z à . ô E = 53 à u à 8 22 É bes E 6 2 à 43 à 3 E Ed É 8 36 vo Ss ú X uu > : o E : : o uu 9 2 : E ER 8 8 : é Zoo 3 : : E << : : : 2 o 8 z ê E E 3 õ E E 3
E à > E 3 E < << E S : 8 S&S, : ; = WU c : à 2 283 8 & à z=< 8 2 Sá à 2 8$ 8h S E 2 bh SE E 5 8 Es o É ã 2% É < x =z | < Sá u | : o õ E < 9 , : - | Ss o E áuLo z : : o É ZT27õk & E º o E ET 8 8% SE 8 aus << TE 2 8 É E 2 i | ê 2 a Ss ES <s 2 8 < :65 3 o 8 RX EX o É = 2 ls E: e: : vê < g < 3 uu = lã e Et = à < ol8 o 2 o ê à $ S 38 3 is; Fo) 2 5 68) 258): 2 ê & EDS 8 cs o : : $ ê ê o S ; é OQ NH o 3 2 : ; o E É 8 : S es : : : Z = E ã ê $ ; (e) E E ê $ : Zz = E ê : É FS À ! [Bs É e Ss d àu : ; o o á S r Y* : wu . : À : a : : o | io Ww x ã a 2 bh à & wu 2 mom 3 ê &
[0104] A camada de revestimento e o revestimento foram formados da seguinte forma:
[0105] [Teste Número 1] No caso do teste número 1, foi realizada um revestimento eletrolítico — brilhantedeZn-Ninas superfícies do pino 13 e na caixa 14 para formar uma camada brilhante de liga de ZN-Ni 21 com uma espessura de 10 um. O revestimento eletrolítico foi realizada nas seguintes condições: o pH do banho de revestimento: 6,5; a temperatura do banho de revestimento: 25ºC, a densidade de corrente: 2 Aldm?; e o período de tratamento: 18 minutos. A composição do líquido de revestimento foi a seguinte: Zn: 5 g/L; Ni: 24 g/L; cloreto de amônio: 206 g/I; ácido bórico: 120 g/L; e um agente de adição: 20 mL/L. O agente de adição era o produto de nome DAIN Zinalloy AD1 fabricado pela Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. (Laboratório). A composição da camada revestida brilhante de liga de Zn-Ni 21 foi a seguinte: Zn: 87%; e Ni: 13%. A rugosidade média aritmética Ra após o tratamento de revestimento brilhante de liga de Zn-Ni foi medida usando o mesmo método de medição usado para medir a rugosidade média aritmética Ra2 das superfícies de contato. Xe foi de 0,25 mm e o comprimento da medida foi de 0,67 mm. Para a caixa 14, o revestimento lubrificante sólido 23 foi formado nela. O revestimento lubrificante sólido 23 era um revestimento de resina epóxi termoendurecível disponível no mercado. O revestimento lubrificante sólido 23 tinha uma espessura de filme de 25um.
[0106] [Teste Número 2] No caso do teste número 2, foi realizada um revestimento eletrolítico sem brilho de Zn-Ni nas superfícies do pino 13 e na caixa 14 para formar uma camada sem brilho de liga de Zn-Ni 21 com uma espessura de 10 um. O revestimento eletrolítico foi realizada nas seguintes condições: o pH do banho de revestimento: 5,5; a temperatura do banho de revestimento: 35ºC, a densidade de corrente: 6 A/dm?; e o período de tratamento: 400 segundos. A composição do líquido de revestimento foi a seguinte: Zn: 25 g/L; Ni: 28 g/L; cloreto de amônio: 240 g/l;eum agente de adição: 100 mL/L. O agente de adição era o produto de nome
DAIN Zinalloy AD2 fabricado pela Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. (Laboratório). À composição da camada revestida sem brilho de liga de Zn-Ni 21 foi a seguinte: Zn: 87%; e Ni: 13%. A rugosidade média aritmética Ra após o tratamento de revestimento sem brilho de liga de Zn-Ni foi medida usando o mesmo método de — medição usado para medir a rugosidade média aritmética Ra2 das superfícies de contato. X. foi de 0,8 mm e o comprimento da medida foi de 1,25 mm. Para a caixa 14, o revestimento lubrificante sólido 23 foi formado nela. O revestimento lubrificante sólido 23 era o revestimento de resina epóxi termoendurecível disponível no mercado. O revestimento lubrificante sólido 23 tinha a espessura de filmede25um.
[0107] [Exemplo de Referência] No Exemplo de Referência, um tratamento de jateamento de areia foi realizado na superfície da caixa 14. A rugosidade média aritmética Ra2 da superfície da caixa jateada com areia 14 foi medida usando o método descrito acima. O valor de corte àc e o comprimento de medição para o cálculo de uma curva de rugosidade foram escolhidos dentre os valores padrão em JIS BO601 (1994). A rugosidade média aritmética foi medida ao longo da direção da moagem. Foi realizada um revestimento eletrolítico brilhante de Zn-Ni nas superfícies do pino 13 e na caixa 14 para formar uma camada brilhante de liga de Zn-Ni 21 com uma espessura de 10 um. O revestimento eletrolítico foi realizada nas seguintes condições: o pH do banho de revestimento: 6,5; a temperatura do banho de revestimento: 25ºC, a densidade de corrente: 2 A/dm?; e o período de tratamento: 18 minutos. A composição do líquido de revestimento foi a seguinte: Zn: 5 g/L; Ni: 24 g/L; cloreto de amônio: 206 g/I; ácido bórico: 120 g/L; e um agente de adição: 20 mL/L. O agente de adição era o produto de nome DAIN Zinalloy AD1 fabricado pela Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. (Laboratório). A composição da camada revestida brilhante de liga de Zn-Ni 21 foi a seguinte: Zn: 87%; e Ni: 13%. A rugosidade média aritmética Ra após o tratamento de revestimento de liga de Zn-Ni foi medida usando o mesmo método de medição usado para medir a rugosidade média aritmética Ra2 das superfícies de contato. O valor de corte à. e o comprimento de medição para o cálculo de uma curva de rugosidade foram escolhidos dentre os valores padrão em JIS BO601 (1994). A rugosidade média aritmética foi medida ao longo da direção da moagem. Para a caixa 14, o revestimento lubrificante sólido 23 foi formado nela. O revestimento lubrificante sólido 23 era o revestimento de resina epóxi termoendurecível disponível no mercado. O revestimento lubrificante sólido 23 tinha a espessura de filme de 25um.
[0108] Foram avaliadas a resistência ao desgaste adesivo e o torque de ressalto. No Exemplo de Referência, apenas a resistência ao desgaste adesivo foi avaliada, mas o torque de ressalto não foi avaliado.
[0109] [Teste de avaliação da resistência ao desgaste adesivo] O teste de avaliação da resistência ao desgaste adesivo foi realizado em conformidade com a norma ISO 13679 (2011). Especificamente, os pinos 13 e as caixas 14 dos números de teste 1 e 2 foram presos juntos de modo manual (presos por força humana) até que as partes roscadas se encaixassem entre si em um estágio inicial de aperto. Após o aperto manual, um alicate hidráulico foi usado para repetir o aperto e o afrouxamento para avaliar a resistência ao desgaste adesivo. As superfícies dos pinos 13 e as superfícies das caixas 14 eram visualmente observadas sempre que o aperto e o afrouxamento eram realizados uma vez. Se o desgaste adesivo ocorreu, foi verificado na observação visual. Nos casosem que co grau de desgaste adesivo era pequeno e, portanto, a superfície era reparável, as faixas de desgaste adesivo foram reparadas e o teste foi retomado. Foi medido o número de ações de aperto e afrouxamento no momento em que o desgaste adesivo ocorreu, de modo que a superfície não era reparável. O resultado da medição foi mostrado no campo “resistência ao desgaste adesivo” na Tabela 2.
[0110] [Teste de medição de torque de ressalto] Os pinos 13 e as caixas 14 dos números de teste 1 e 2 foram apertadas juntos, e o número de ações de aperto (uma ação de aperto e afrouxamento foi contada como uma ação de aperto) e o torque foi medido. O número medido de voltas e o torque foram registrados em gráficos para determinar —otorquede ressalto. O aperto e o afrouxamento (aperto) foram repetidos e o torque de ressalto foi medido para cada vez. O torque de ressalto resultante foi usado para calcular a razão entre o torque de ressalto e o torque de aperto desejado (% de ShT). O torque de aperto alvo foi ajustado em um valor fixo. A Tabela 3 mostra os resultados do cálculo. No caso do número de teste 1, o desgaste adesivo ocorreu de forma que a superfície de contato não era reparável no quinto aperto e afrouxamento, depois disso, os testes a seguir não foram realizados.
[0111] [Tabela 3] TABELA 3
NUMERO DE . TESTE TESTE AÇÕES DE APERTO . . s30 aso | Ps sa | 360 oa o) ao Ps oro a Ps ago a a oe ao |
[0112] [Resultados da Avaliação] No caso do teste número 2, foi formada a camada revestida sem brilho deligade Zn-Ni 21. Portanto, não foi executada nenhuma etapa de rugosidade da superfície, como jateamento de areia, mas a rugosidade média aritmética Ra1 da superfície da camada revestida de liga de Zn-Ni 21 variou de 0,1 a 3,2 um. Em consequência disto, a resistência ao desgaste adesivo foi de 10, o que é um grande valor. A resistência ao desgaste adesivo no caso do número de teste 2 é quase igual à resistência ao desgaste adesivo fornecida no Exemplo de Referência, no qual foi realizado o jateamento de areia. Além disso, no caso do teste número 2 em que a camada revestida sem brilho de liga de ZN-Ni 21 foi formada sem realização de tratamento de jateamento de areia, a rugosidade média aritmética Ra1 da superfície da camada revestida de liga de Zn-Ni 21 foi maior do que a — rugosidade média aritmética Ra2 da superfície de contato. Além disso, no caso do teste número 2, o torque de ressalto foi mantido em um valor menor que o torque de ressalto no caso do teste número 1, também após repetição do aperto e do afrouxamento.
[0113] No caso do teste número 1, no qual foi formada a camada revestida brilhante de liga de ZN-Ni 21, a rugosidade média aritmética Ra1 da superfície da camada revestida de liga de Zn-Ni 21 foi inferior a 0,1 um. Portanto, a resistência ao desgaste adesivo foi fraca. Além disso, no caso do teste número 1, o torque de ressalto aumentou à medida que o aperto e o afrouxamento foram repetidos.
[0114] A modalidade da presente invenção foi descrita acima. Contudo, a modalidade descrita acima é meramente um exemplo para implementar a presente invenção. A presente invenção não está, portanto, limitada à modalidade descrita acima, e a modalidade descrita acima pode ser alterada conforme apropriado, na medida em que a alteração não se afasta da substância da presente invenção e é implementada na forma alterada. —LISTADE SINAIS DE REFERÊNCIA
[0115] 11 Tubo de aço 12 Acoplamento 13 Pino 14 Caixa 15 Parte roscada externa 16, 19 Parte de vedação de metal 17, 18 Parte de ressalto 20 Parte roscada interna 21 Camada revestida de liga de Zn-Ni 23 Revestimento lubrificante sólido
50 Conexão roscada para tubo
Claims (4)
- REIVINDICAÇÕES 1 Conexão roscada para tubo incluindo um pino e uma caixa, cada um incluindo uma superfície de contato que inclui uma parte roscada, caracterizada pelo fato de que a conexão roscada compreende: uma camada revestida de liga de Zn-Ni formada sobre a superfície de contato de pelo menos um dentre o pino e a caixa, contendo de 10 a 16% em massa deNi;e um revestimento lubrificante sólido formado na camada revestida de liga de Zn-Ni, em que a superfície de contato na qual a camada revestida de liga de Zn-Ni é formada é moída, e quando a rugosidade média aritmética de uma superfície da camada revestida de liga de Zn-Ni medida sob um microscópio a laser ao longo de uma direção na qual a superfície de contato é moída como Ra1, e a rugosidade média aritmética da superfície de contato medida sob o microscópio a laser ao longo da direção de moagem é definida como Ra2, a rugosidade média aritmética Ra1 varia, de 0,1 a 3,2 um, e a rugosidade média aritmética Ra1 é maior que a rugosidade média aritmética Ra2.
- 2. Conexão roscada para tubo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a rugosidade média aritmética Ra1 varia de 0,1 a 04 um.
- 3. Conexão roscada para tubo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que as superfícies de contato incluem ainda uma parte de contato de metal não roscada.
- 4. Método para produzir uma conexão roscada para tubo incluindo um pino e uma caixa, cada um incluindo uma superfície de contato que inclui uma parte roscada, caracterizado pelo fato de que o método compreende as etapas de: formar uma camada revestida de liga de Zn-Ni contendo de 10 a 16% em massa de Ni, e tendo rugosidade de superfície média aritmética Ra1 medida sob um microscópio a laser ao longo da direção em que a superfície de contato é moída variando de 0,1 a 3,2 um em um processo de revestimento eletrolítico sobre a superfície de contato de pelo menos um do pino e da caixa sem realização de tratamento de jateamento; e formar um revestimento lubrificante sólido sobre a camada revestida de liga de ZNn-Ni sem tratamento de jateamento.B. Método para produzir uma conexão roscada para tubo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que as superfícies de contato incluem ainda uma parte de contato de metal não roscada.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017-199005 | 2017-10-13 | ||
JP2017199005 | 2017-10-13 | ||
PCT/JP2018/038119 WO2019074103A1 (ja) | 2017-10-13 | 2018-10-12 | 管用ねじ継手及び管用ねじ継手の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BR112020007202A2 true BR112020007202A2 (pt) | 2020-10-20 |
BR112020007202B1 BR112020007202B1 (pt) | 2023-09-05 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6964678B2 (ja) | 2021-11-10 |
EP3696456A1 (en) | 2020-08-19 |
UA123425C2 (uk) | 2021-03-31 |
CA3078790A1 (en) | 2019-04-18 |
AU2018348604B2 (en) | 2021-08-26 |
CA3078790C (en) | 2022-05-24 |
EP3696456A4 (en) | 2021-06-09 |
WO2019074103A1 (ja) | 2019-04-18 |
EA202090937A1 (ru) | 2020-08-31 |
AU2018348604A1 (en) | 2020-04-30 |
MX2020004448A (es) | 2020-07-24 |
CN111212999B (zh) | 2022-03-15 |
US11493155B2 (en) | 2022-11-08 |
JPWO2019074103A1 (ja) | 2020-11-05 |
US20200292107A1 (en) | 2020-09-17 |
CN111212999A (zh) | 2020-05-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10480259B2 (en) | Threaded connection for pipe or tube and method for producing the threaded connection for pipe or tube | |
US10359133B2 (en) | Threaded connection for pipe or tube and method of producing the threaded connection for pipe or tube | |
US11493155B2 (en) | Threaded connection for pipe and method for producing threaded connection for pipe | |
BR112019024131A2 (pt) | Conexão roscada para canos ou tubos e método de produção da conexão roscada para canos ou tubos | |
BR112019023551A2 (pt) | Conexão roscada para canos ou tubos e método de produção da conexão roscada para canos ou tubos | |
BR112018004565B1 (pt) | Composição, junta roscada para tubos incluindo revestimento lubrificante sólido formado a partir da composição e método para produzir a junta roscada para tubos | |
BR112013011454B1 (pt) | Processo de revestimento de um componente tubular roscado, componente tubular roscado e união resultante | |
BR112014028183B1 (pt) | Junta rosqueada para tubo de aço | |
JP2018123346A (ja) | 管用ねじ継手及びその製造方法 | |
JP2018123831A (ja) | 管用ねじ継手及び管用ねじ継手の製造方法 | |
BR112020007202B1 (pt) | Conexão roscada para tubo e método para produzir a conexão roscada para tubo | |
JP2018123349A (ja) | 管用ねじ継手及び管用ねじ継手の製造方法 | |
WO2020021691A1 (ja) | 管用ねじ継手及び管用ねじ継手の製造方法 | |
OA20120A (en) | Threaded joint for pipes and method for producing threaded joint for pipes. | |
EA040864B1 (ru) | Резьбовое соединение для труб и способ изготовления резьбового соединения для труб | |
OA18804A (en) | Threaded Joint for pipe and manufacturing method of threaded Joint for pipe. | |
OA18803A (en) | Threaded joint for pipe, and manufacturing method of threaded joint for pipe. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
B350 | Update of information on the portal [chapter 15.35 patent gazette] | ||
B06W | Patent application suspended after preliminary examination (for patents with searches from other patent authorities) chapter 6.23 patent gazette] | ||
B06A | Patent application procedure suspended [chapter 6.1 patent gazette] | ||
B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 12/10/2018, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS |