RU2418041C2 - Lubricant coating composition suitable for use in threaded joints of pipes - Google Patents
Lubricant coating composition suitable for use in threaded joints of pipes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2418041C2 RU2418041C2 RU2009117854/04A RU2009117854A RU2418041C2 RU 2418041 C2 RU2418041 C2 RU 2418041C2 RU 2009117854/04 A RU2009117854/04 A RU 2009117854/04A RU 2009117854 A RU2009117854 A RU 2009117854A RU 2418041 C2 RU2418041 C2 RU 2418041C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lubricant
- lubricating coating
- composition
- salt
- biodegradability
- Prior art date
Links
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 title claims abstract description 80
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 title claims description 56
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 claims abstract description 96
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 72
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 66
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 57
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 48
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 48
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 43
- 150000001447 alkali salts Chemical class 0.000 claims abstract description 28
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims abstract description 24
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims abstract description 24
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims abstract description 24
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N salicylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims abstract description 13
- FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N papa-hydroxy-benzoic acid Natural products OC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229960004889 salicylic acid Drugs 0.000 claims abstract description 8
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 claims description 35
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 6
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 5
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 claims description 4
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims description 4
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims description 4
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000005422 blasting Methods 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 claims description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 claims 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 abstract description 28
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 22
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 7
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 abstract description 7
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-N sulfonic acid Chemical compound OS(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 45
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 34
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 25
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 25
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 22
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 19
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 16
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000002585 base Substances 0.000 description 15
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 15
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 13
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 12
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 10
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 9
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 8
- -1 alkali metal salt Chemical class 0.000 description 7
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 7
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 6
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 description 6
- 235000019197 fats Nutrition 0.000 description 5
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 5
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 5
- 235000019271 petrolatum Nutrition 0.000 description 5
- 239000004264 Petrolatum Substances 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 4
- ZQPPMHVWECSIRJ-MDZDMXLPSA-N elaidic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C\CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-MDZDMXLPSA-N 0.000 description 4
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 4
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 4
- 229940066842 petrolatum Drugs 0.000 description 4
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 description 3
- CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L calcium stearate Chemical compound [Ca+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000008116 calcium stearate Substances 0.000 description 3
- 235000013539 calcium stearate Nutrition 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- CPSYWNLKRDURMG-UHFFFAOYSA-L hydron;manganese(2+);phosphate Chemical compound [Mn+2].OP([O-])([O-])=O CPSYWNLKRDURMG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 3
- 229920013716 polyethylene resin Polymers 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 3
- DSEKYWAQQVUQTP-XEWMWGOFSA-N (2r,4r,4as,6as,6as,6br,8ar,12ar,14as,14bs)-2-hydroxy-4,4a,6a,6b,8a,11,11,14a-octamethyl-2,4,5,6,6a,7,8,9,10,12,12a,13,14,14b-tetradecahydro-1h-picen-3-one Chemical compound C([C@H]1[C@]2(C)CC[C@@]34C)C(C)(C)CC[C@]1(C)CC[C@]2(C)[C@H]4CC[C@@]1(C)[C@H]3C[C@@H](O)C(=O)[C@@H]1C DSEKYWAQQVUQTP-XEWMWGOFSA-N 0.000 description 2
- XDOFQFKRPWOURC-UHFFFAOYSA-N 16-methylheptadecanoic acid Chemical compound CC(C)CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O XDOFQFKRPWOURC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001734 carboxylic acid salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 description 2
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 description 2
- UKMSUNONTOPOIO-UHFFFAOYSA-N docosanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O UKMSUNONTOPOIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VKOBVWXKNCXXDE-UHFFFAOYSA-N icosanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O VKOBVWXKNCXXDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 239000012184 mineral wax Substances 0.000 description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 2
- 239000012169 petroleum derived wax Substances 0.000 description 2
- 235000019381 petroleum wax Nutrition 0.000 description 2
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- SZHOJFHSIKHZHA-UHFFFAOYSA-N tridecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCC(O)=O SZHOJFHSIKHZHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H zinc phosphate Chemical compound [Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 229910000165 zinc phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000021357 Behenic acid Nutrition 0.000 description 1
- DPUOLQHDNGRHBS-UHFFFAOYSA-N Brassidinsaeure Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCCCCCC(O)=O DPUOLQHDNGRHBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- URXZXNYJPAJJOQ-UHFFFAOYSA-N Erucic acid Natural products CCCCCCC=CCCCCCCCCCCCC(O)=O URXZXNYJPAJJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 description 1
- 235000021353 Lignoceric acid Nutrition 0.000 description 1
- CQXMAMUUWHYSIY-UHFFFAOYSA-N Lignoceric acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCCC1=CC=C(O)C=C1 CQXMAMUUWHYSIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 235000019482 Palm oil Nutrition 0.000 description 1
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 description 1
- 235000019484 Rapeseed oil Nutrition 0.000 description 1
- 240000003152 Rhus chinensis Species 0.000 description 1
- 235000014220 Rhus chinensis Nutrition 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 239000012164 animal wax Substances 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 235000013871 bee wax Nutrition 0.000 description 1
- 235000015278 beef Nutrition 0.000 description 1
- 239000012166 beeswax Substances 0.000 description 1
- 229940116226 behenic acid Drugs 0.000 description 1
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000209 biodegradability test Toxicity 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- IQBJFLXHQFMQRP-UHFFFAOYSA-K calcium;zinc;phosphate Chemical compound [Ca+2].[Zn+2].[O-]P([O-])([O-])=O IQBJFLXHQFMQRP-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000004204 candelilla wax Substances 0.000 description 1
- 235000013868 candelilla wax Nutrition 0.000 description 1
- 229940073532 candelilla wax Drugs 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004203 carnauba wax Substances 0.000 description 1
- 235000013869 carnauba wax Nutrition 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000003240 coconut oil Substances 0.000 description 1
- 235000019864 coconut oil Nutrition 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007739 conversion coating Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- DPUOLQHDNGRHBS-KTKRTIGZSA-N erucic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCCCCC(O)=O DPUOLQHDNGRHBS-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- FARYTWBWLZAXNK-WAYWQWQTSA-N ethyl (z)-3-(methylamino)but-2-enoate Chemical compound CCOC(=O)\C=C(\C)NC FARYTWBWLZAXNK-WAYWQWQTSA-N 0.000 description 1
- CJMZLCRLBNZJQR-UHFFFAOYSA-N ethyl 2-amino-4-(4-fluorophenyl)thiophene-3-carboxylate Chemical compound CCOC(=O)C1=C(N)SC=C1C1=CC=C(F)C=C1 CJMZLCRLBNZJQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000010685 fatty oil Substances 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- IUJAMGNYPWYUPM-UHFFFAOYSA-N hentriacontane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC IUJAMGNYPWYUPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- KFZAUHNPPZCSCR-UHFFFAOYSA-N iron zinc Chemical compound [Fe].[Zn] KFZAUHNPPZCSCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AWKHTBXFNVGFRX-UHFFFAOYSA-K iron(2+);manganese(2+);phosphate Chemical compound [Mn+2].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O AWKHTBXFNVGFRX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000010409 ironing Methods 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000004200 microcrystalline wax Substances 0.000 description 1
- 235000019808 microcrystalline wax Nutrition 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002540 palm oil Substances 0.000 description 1
- 235000019809 paraffin wax Nutrition 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 235000015277 pork Nutrition 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- TUNFSRHWOTWDNC-HKGQFRNVSA-N tetradecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCC[14C](O)=O TUNFSRHWOTWDNC-HKGQFRNVSA-N 0.000 description 1
- 239000012178 vegetable wax Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000010698 whale oil Substances 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M169/00—Lubricating compositions characterised by containing as components a mixture of at least two types of ingredient selected from base-materials, thickeners or additives, covered by the preceding groups, each of these compounds being essential
- C10M169/04—Mixtures of base-materials and additives
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2205/00—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions
- C10M2205/02—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing acyclic monomers
- C10M2205/022—Ethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2205/00—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions
- C10M2205/14—Synthetic waxes, e.g. polythene waxes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2205/00—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions
- C10M2205/16—Paraffin waxes; Petrolatum, e.g. slack wax
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2205/00—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions
- C10M2205/17—Fisher Tropsch reaction products
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2205/00—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions
- C10M2205/18—Natural waxes, e.g. ceresin, ozocerite, bees wax, carnauba; Degras
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
- C10M2207/02—Hydroxy compounds
- C10M2207/023—Hydroxy compounds having hydroxy groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings
- C10M2207/0235—Hydroxy compounds having hydroxy groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings used as base material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
- C10M2207/02—Hydroxy compounds
- C10M2207/023—Hydroxy compounds having hydroxy groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings
- C10M2207/028—Overbased salts thereof
- C10M2207/0285—Overbased salts thereof used as base material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
- C10M2207/10—Carboxylix acids; Neutral salts thereof
- C10M2207/12—Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms
- C10M2207/125—Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms having hydrocarbon chains of eight up to twenty-nine carbon atoms, i.e. fatty acids
- C10M2207/1253—Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms having hydrocarbon chains of eight up to twenty-nine carbon atoms, i.e. fatty acids used as base material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
- C10M2207/10—Carboxylix acids; Neutral salts thereof
- C10M2207/12—Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms
- C10M2207/125—Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms having hydrocarbon chains of eight up to twenty-nine carbon atoms, i.e. fatty acids
- C10M2207/126—Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms having hydrocarbon chains of eight up to twenty-nine carbon atoms, i.e. fatty acids monocarboxylic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
- C10M2207/26—Overbased carboxylic acid salts
- C10M2207/262—Overbased carboxylic acid salts derived from hydroxy substituted aromatic acids, e.g. salicylates
- C10M2207/2623—Overbased carboxylic acid salts derived from hydroxy substituted aromatic acids, e.g. salicylates used as base material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2219/00—Organic non-macromolecular compounds containing sulfur, selenium or tellurium as ingredients in lubricant compositions
- C10M2219/04—Organic non-macromolecular compounds containing sulfur, selenium or tellurium as ingredients in lubricant compositions containing sulfur-to-oxygen bonds, i.e. sulfones, sulfoxides
- C10M2219/046—Overbasedsulfonic acid salts
- C10M2219/0463—Overbasedsulfonic acid salts used as base material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2010/00—Metal present as such or in compounds
- C10N2010/04—Groups 2 or 12
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
- C10N2030/06—Oiliness; Film-strength; Anti-wear; Resistance to extreme pressure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
- C10N2030/12—Inhibition of corrosion, e.g. anti-rust agents or anti-corrosives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
- C10N2030/64—Environmental friendly compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2050/00—Form in which the lubricant is applied to the material being lubricated
- C10N2050/015—Dispersions of solid lubricants
- C10N2050/02—Dispersions of solid lubricants dissolved or suspended in a carrier which subsequently evaporates to leave a lubricant coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2050/00—Form in which the lubricant is applied to the material being lubricated
- C10N2050/10—Semi-solids; greasy
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2080/00—Special pretreatment of the material to be lubricated, e.g. phosphatising or chromatising of a metal
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
- E21B17/042—Threaded
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Lubricants (AREA)
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Настоящее изобретение относится к композиции смазывающего покрытия, подходящей для использования при обработке смазывающим покрытием трубных резьбовых соединений, которые используют для соединения друг с другом нефтегазопромысловых труб (сокращенно обозначаемых как НГПТ).The present invention relates to a lubricating coating composition suitable for use in the lubricating treatment of pipe threaded joints that are used to connect oil and gas field pipes (abbreviated as NGPT) to each other.
Трубное резьбовое соединение, имеющее смазывающее покрытие, полученное в результате проведения обработки композицией, соответствующей настоящему изобретению, может быть использовано для соединения НГПТ без нанесения консистентной смазки, которая содержит большое количество тяжелых металлов и, таким образом, увеличивает озабоченность по поводу возникновения загрязнения окружающей среды, даже и при отнесении соединения к типу, имеющему нерезьбовую часть контакта металла с металлом, которая придает соединению улучшенную герметизируемость, но которая делает соединение подверженным задиранию.A tubular threaded joint having a lubricating coating obtained by treating with a composition of the present invention can be used to join an NGP without applying a grease that contains a large amount of heavy metals and, thus, increases concerns about environmental pollution, even when classifying a compound as having a non-threaded portion of metal-to-metal contact that gives the compound an improved sealing a bridge, but which makes the connection subject to bullying.
Уровень техникиState of the art
НГПТ представляют собой насосно-компрессорные и обсадные трубы, которые используют для разработки нефтяных скважин. Их обычно собирают по месту в результате соединения друг с другом стальных труб, имеющих длину порядка десяти с лишним метров, при использовании трубных резьбовых соединений. Обычно глубина нефтяных скважин составляла 2000-3000 метров, но на недавних глубоководных нефтяных месторождениях она может достигать 8000-10000 метров.NGPT are tubing and casing, which are used for the development of oil wells. They are usually assembled locally as a result of connecting steel pipes having a length of about ten meters with each other using threaded pipe joints. Typically, the depth of oil wells was 2000-3000 meters, but in recent deep-sea oil fields it can reach 8000-10000 meters.
В среде своего использования резьбовое соединение, предназначенное для соединения НГПТ, подвергается воздействию не только нагрузки в виде усилия осевого растяжения, обусловленного массой НГПТ и соединительных элементов, присоединенных к ним, но также и объединенного внутреннего и внешнего давления и подземного тепла. Поэтому воздухонепроницаемое соединение должно быть сохранено без разрушения даже и в такой суровой окружающей среде.In the environment of its use, a threaded connection intended for connecting an NGPT is exposed not only to the load in the form of axial tensile forces due to the mass of the NGPT and the connecting elements attached to them, but also to the combined internal and external pressure and underground heat. Therefore, the airtight connection must be preserved without destruction even in such a harsh environment.
Во время проведения операции по опусканию насосно-компрессорных или обсадных труб в нефтяную скважину трубное резьбовое соединение, которое однажды уже было затянуто, иногда ослабляют, а после этого затягивают повторно. АНИ (Американский нефтяной институт) требует наличия у трубного резьбового соединения для НГПТ достаточной стойкости к задиранию, позволяющей проводить затягивание (скрепление) соединения и ослабление (раскрепление) соединения десять раз у соединения для насосно-компрессорной трубы и три раза у соединения для обсадной трубы без возникновения задирания (не подлежащего ремонту серьезного заклинивания) при одновременном сохранении воздухонепроницаемости.During the operation to lower the tubing or casing into an oil well, a threaded pipe joint that has already been tightened once is sometimes loosened and then retightened. ANI (American Petroleum Institute) requires that the pipe threaded joint for oil and gas pipelines have sufficient resistance to scuffing that allows tightening (fastening) of the joint and loosening (unfastening) of the joint ten times at the joint for the tubing and three times at the joint for the casing without occurrence of galling (serious jamming that cannot be repaired) while maintaining air tightness.
Трубное резьбовое соединение, характеризующееся хорошей герметизируемостью в случае использования для соединения НГПТ, относится к ниппельно-коробчатой конструкции, способной обеспечить получение уплотнения по месту контакта металла с металлом. У типичного трубного резьбового соединения данного типа на внешней поверхности каждой концевой части стальной трубы формируют ниппель, который включает резьбовую часть с охватываемой (внешней) резьбой и нерезьбовую часть контакта металла с металлом, в то время как на внутренней поверхности муфты формируют коробку, которая представляет собой отдельный соединительный элемент и включает резьбовую часть с охватывающей (внутренней) резьбой и нерезьбовую часть контакта металла с металлом. Трубное резьбовое соединение затягивают в результате вставления ниппеля в коробку и затягивания охватываемой и охватывающей резьб вплоть до вхождения нерезьбовых частей контакта металла с металлом у ниппеля и коробки в плотный контакт друг с другом до получения уплотнения по месту контакта металла с металлом. Перед затягиванием соединения на поверхности резьбовых частей и нерезьбовых частей контакта металла с металлом, которые представляют собой находящиеся в зацеплении части соединения при его затягивании, обычно наносят консистентную смазку, называемую компаундной консистентной смазкой, что придает данным частям улучшенные стойкость к задиранию и воздухонепроницаемость. Находящиеся в зацеплении части трубного резьбового соединения могут быть подвергнуты предварительной обработке для получения повышенной шероховатости поверхности в результате проведения обработки поверхности, такой как фосфатирование, что увеличит удерживание компаундной консистентной смазки.Pipe threaded connection, characterized by good sealing in the case of the use of NGPT for connection, refers to a nipple-box construction capable of providing a seal at the point of contact of metal with metal. In a typical pipe threaded connection of this type, a nipple is formed on the outer surface of each end part of the steel pipe, which includes a threaded part with a male (external) thread and a non-threaded part of metal-metal contact, while a box is formed on the inner surface of the coupling, which is a box separate connecting element and includes a threaded part with a female (internal) thread and a non-threaded part of the metal-metal contact. The pipe threaded connection is tightened by inserting the nipple into the box and tightening the male and female threads until the non-threaded parts of the metal-metal contact at the nipple and the box come into tight contact with each other until a seal is formed at the point of metal-metal contact. Before tightening the joint, the surfaces of the threaded parts and the non-threaded parts of the metal-to-metal contact, which are the meshing parts of the joint when tightened, are usually applied with a grease called compound grease, which gives these parts improved scoring resistance and airtightness. The meshed portions of the pipe threaded joint may be pretreated to obtain increased surface roughness as a result of surface treatment such as phosphating, which will increase the retention of the compound grease.
Однако компаундная консистентная смазка содержит большое количество порошкообразных тяжелых металлов, таких как свинец, цинк и медь, что придает компаундной консистентной смазке достаточные смазывающую способность и коррозионную стойкость. Поэтому нанесенная консистентная смазка приводит к загрязнению окружающей среды в случае ее вымывания или выдавливания в окружающую ее среду. В дополнение к этому, способ нанесения компаундной консистентной смазки ухудшает рабочую среду и уменьшает эффективность операции сборки НГПТ. В соответствии с этим, наблюдается потребность в трубном резьбовом соединении, которое в достаточной мере исполняет свою функцию без нанесения компаундной консистентной смазки.However, the compound grease contains a large amount of powdered heavy metals such as lead, zinc and copper, which gives the compound grease sufficient lubricity and corrosion resistance. Therefore, the applied grease leads to environmental pollution if it is washed out or squeezed out into its environment. In addition, the method of applying the compound grease degrades the working environment and reduces the efficiency of the assembly of NGPT. In accordance with this, there is a need for a pipe threaded connection, which sufficiently performs its function without applying compound grease.
С целью предложения трубного резьбового соединения, которое может быть использовано без нанесения компаундной консистентной смазки, в следующих далее японских патентных документах были предложены композиция смазывающего покрытия, предназначенная для получения смазывающего покрытия на находящихся в зацеплении частях трубного резьбового соединения, и смазывающие покрытие или слой, полученные из такой композиции:In order to propose a pipe threaded joint that can be used without applying compound grease, the following Japanese patent documents proposed a lubricating coating composition for producing a lubricating coating on engaged parts of a pipe threaded joint and a lubricating coating or layer obtained from such a composition:
Патентный документ 1: JP 2002-173692 A1Patent Document 1: JP 2002-173692 A1
Патентный документ 2: JP 2004-53013 A1Patent Document 2: JP 2004-53013 A1
Патентный документ 3: JP 2004-507698 A1Patent Document 3: JP 2004-507698 A1
Описание изобретенияDescription of the invention
Со времени вступления в силу в 1998 году Соглашения ОСПАР (Осло-Париж) в отношении предотвращения загрязнения моря в Северо-восточной Атлантике количество жестких предписаний по природоохранному законодательству стало расти в глобальном масштабе. При разработке газовых скважин и нефтяных скважин на морских буровых установках недавно сформировалась тенденция к тому, чтобы в целях сведения к минимуму выбросов причинных факторов загрязнения моря для любого вещества, которое используется на буровой установке, и для которого возможен выброс в окружающую среду, требовалась бы оценка его отрицательного воздействия на окружающую среду. В случае несоответствия вещества стандартам в данной стране или регионе использование вещества запрещается.Since the OSPAR (Oslo-Paris) Agreement on the Prevention of Marine Pollution in the North-East Atlantic came into force in 1998, the number of stringent environmental regulations has begun to grow globally. When developing gas wells and oil wells in offshore drilling rigs, there has recently been a tendency that, in order to minimize emissions of causal factors of marine pollution, any substance that is used in the drilling rig and that could be released into the environment would require an assessment its negative impact on the environment. If the substance does not meet the standards in this country or region, the use of the substance is prohibited.
Свойства, оцениваемые при данной оценке отрицательного воздействия на окружающую среду, предписываются в Соглашении ОСПАР в виде СФУМХР (согласованного формата уведомления о морском химическом реагенте). В числе данных свойств в особенности важным является биоразлагаемость (сокращенно обозначаемая как БПК).The properties evaluated in this assessment of the negative impact on the environment are prescribed in the OSPAR Agreement in the form of SFUMKhR (agreed format for notification of a marine chemical reagent). Among these properties, biodegradability (abbreviated as BOD) is particularly important.
В случае трубного резьбового соединения, само собой разумеется, требуется оценка отрицательного воздействия на окружающую среду компаундной консистентной смазки, поскольку ее использование неизбежно включает проведение операций по ее нанесению и смыванию на буровой установке. Смазывающие покрытия и композиции покрытий, предназначенные для получения такого покрытия, которые предложены в перечисленных ранее патентных документах, также должны быть подвергнуты такой оценке вследствие существования возможности выброса такого покрытия в его окружающую среду во время промывания соединения.In the case of a pipe threaded connection, it goes without saying that an assessment of the negative environmental impact of the compound grease is required, since its use inevitably involves the application and flushing operations of the drilling rig. Lubricating coatings and coating compositions intended to produce such a coating, as proposed in the patent documents listed above, should also be subjected to such an assessment due to the possibility of the release of such a coating into its environment during the washing of the compound.
Однако несмотря на учет смазывающей способности и противокоррозионных свойств смазывающих покрытий и композиций покрытий, которые были предложены на предшествующем уровне техники, их составы не разработаны с учетом биоразлагаемости, которая в настоящее время представляет собой важную позицию, требующую оценки, и с точки зрения их отрицательного воздействия на окружающую среду они оценены не были. Поэтому в недавних условиях, когда предписания по природоохранному законодательству становятся все более жесткими, их использование стало затруднительным.However, despite taking into account the lubricity and anticorrosive properties of lubricating coatings and coating compositions that were proposed in the prior art, their compositions are not developed taking into account biodegradability, which is currently an important item that needs to be evaluated, and from the point of view of their negative impact they have not been evaluated for the environment. Therefore, in recent conditions, when regulations on environmental legislation are becoming more stringent, their use has become difficult.
Цель настоящего изобретения заключается в предложении трубного резьбового соединения, подходящего для использования при соединении нефтегазопромысловых труб (НГПТ), которое исключает описанные ранее проблемы предшествующего уровня техники.An object of the present invention is to provide a pipe threaded joint suitable for use in connecting oil and gas field pipes (NGPT), which eliminates the problems of the prior art described above.
Более конкретная цель настоящего изобретения заключается в предложении трубного резьбового соединения, которое может быть использовано для соединения НГПТ без нанесения консистентной смазки, такой как компаундная консистентная смазка, и без возникновения проблем, связанных со смазывающей способностью, для которого предотвращено возникновение ржавления, и которое характеризуется улучшенными стойкостью к задиранию и воздухонепроницаемостью и может быть использовано даже в странах или регионах, в которых введены в действие жесткие предписания по природоохранному законодательству.A more specific objective of the present invention is to provide a pipe threaded joint that can be used to connect a low pressure grease without applying a grease, such as compound grease, and without problems associated with lubricity, which is prevented from rusting, and which is characterized by improved resistance to scuffing and airtightness and can be used even in countries or regions in which harsh edpisaniya on environmental legislation.
Еще одна цель настоящего изобретения заключается в предложении композиции смазывающего покрытия, предназначенного для использования при изготовлении такого трубного резьбового соединения.Another objective of the present invention is to provide a lubricating coating composition for use in the manufacture of such a pipe threaded joint.
Для достижения вышеупомянутых целей изобретатели настоящего изобретения провели исследования биоразлагаемости, смазывающей способности и противокоррозионных свойств различных композиций смазывающих покрытий, подходящих для использования в случае трубного резьбового соединения.To achieve the above objectives, the inventors of the present invention conducted studies of the biodegradability, lubricity and anti-corrosion properties of various lubricating coating compositions suitable for use in the case of a pipe threaded joint.
(А) Биоразлагаемость (БПК)(A) Biodegradability (BOD)
Для получения оценки отрицательного воздействия на окружающую среду в океане в общем случае используют следующие методы испытаний при оценке биоразлагаемости вещества в морской воде:To obtain an assessment of the negative environmental impact in the ocean, in general, the following test methods are used to assess the biodegradability of a substance in sea water:
(а) OECD guidelines for testing of chemicals - 1992 OECD 306: Biodegradability in Seawater, Closed Bottle Method; и(a) OECD guidelines for testing of chemicals - 1992 OECD 306: Biodegradability in Seawater, Closed Bottle Method; and
(b) Modified seawater variant of ISO TC/147, SC5/WG4 N141 1990: BOD test for insoluble substances.(b) Modified seawater variant of ISO TC / 147, SC5 / WG4 N141 1990: BOD test for insoluble substances.
В числе данных методов должен быть использован тот, который является более подходящим для конкретного образца. В любом методе испытания результат испытания приводится в процентах (например, БПК=15%), и чем большим будет значение БПК, тем большей будет биоразлагаемость, что указывает на меньшее отрицательное воздействие на окружающую среду.Among these methods, one that is more suitable for a particular sample should be used. In any test method, the test result is given in percent (for example, BOD = 15%), and the greater the value of BOD, the greater will be biodegradability, which indicates less negative impact on the environment.
Биоразлагаемость, оцененная по любому методу, является приемлемой, если значение БПК, измеренное по истечении 28 дней, (здесь и далее в настоящем документе обозначаемое как БПК28), будет составлять, по меньшей мере, 20% или «БПК28≥20%». В настоящее время минимальное приемлемое значение БПК в разных странах или регионах является различным, но критерий «БПК28≥20%» может соответствовать минимальному приемлемому уровню БПК для веществ, которые могут быть использованы на морской буровой установке в соответствии с предписаниями в Норвегии, которые считаются наиболее жесткими.Biodegradability assessed by any method is acceptable if the value of BOD measured after 28 days (hereinafter referred to as BOD 28 ) is at least 20% or “BOD 28 ≥20%” . Currently, the minimum acceptable value of BOD in different countries or regions is different, but the criterion of “BOD 28 ≥20%” may correspond to the minimum acceptable level of BOD for substances that can be used on an offshore drilling rig in accordance with the regulations in Norway, which are considered the toughest.
Испытание на биоразлагаемость, предназначенное для использования при разработке состава композиции смазывающего покрытия, может быть проведено отдельно для каждого кандидата в компоненты композиции. Однако, с учетом ситуации с транспортированием трубных резьбовых соединений в виде продукции конечное суждение о биоразлагаемости должно быть сделано, исходя из совокупной оценки композиции смазывающего покрытия, которая объединяет оценки для индивидуальных компонентов.A biodegradability test intended for use in developing the composition of a lubricating coating composition may be conducted separately for each candidate composition component. However, taking into account the situation with the transportation of pipe threaded joints in the form of products, a final judgment on biodegradability should be made based on a combined assessment of the composition of the lubricating coating, which combines estimates for individual components.
(B) Смазывающая способность(B) Lubricity
Смазка на основе любой соли, выбираемой из основной соли сульфоновой кислоты, основной соли салициловой кислоты, основной соли фенола и основной соли карбоновой кислоты, при комнатной температуре имеет форму жироподобного полутвердого вещества и демонстрирует наличие текучести при воздействии гидростатического давления. Как было установлено при оценке их смазывающей способности по количеству циклов затягивания и ослабления соединения до возникновения задирания в испытании на неоднократные затягивание и ослабление соединения с использованием фактических трубных резьбовых соединений, данные основные смазки характеризуются хорошей стойкостью к задиранию даже при наличии относительно тонкого покрытия.A lubricant based on any salt selected from a basic salt of sulfonic acid, a basic salt of salicylic acid, a basic salt of phenol and a basic salt of a carboxylic acid at room temperature is in the form of a fat-like semi-solid and exhibits fluidity upon exposure to hydrostatic pressure. As it was established when evaluating their lubricity by the number of tightening and loosening cycles of the joint before occurrence of galling in the test for repeated tightening and loosening of the joint using actual pipe threaded joints, these basic lubricants are characterized by good resistance to galling even in the presence of a relatively thin coating.
(C) Противокоррозионные свойства(C) Anticorrosion properties
Как было установлено при оценке противокоррозионных свойств солей сульфоновой кислоты, солей салициловой кислоты, солей фенола и солей карбоновой кислоты в испытании на стойкость к солевому туману в соответствии с документом JIS Z2371, основная соль обладает лучшими противокоррозионными свойствами в сопоставлении с нейтральной солью для каждой из данных солей.The anti-corrosive properties of sulfonic acid salts, salicylic acid salts, phenol salts and carboxylic acid salts were determined in the salt fog test in accordance with JIS Z2371, the base salt has the best anti-corrosion properties compared to the neutral salt for each of the data salts.
Как было установлено при проведении дополнительного исследования, основанного на открытии того, что любая соль, выбираемая из основной соли сульфоновой кислоты, основной соли салициловой кислоты, основной соли фенола и основной соли карбоновой кислоты, может обладать хорошей смазывающей способностью и хорошими противокоррозионными свойствами при относительно тонком покрытии, данный тип основной смазки не характеризуется хорошей биоразлагаемостью, но все еще может удовлетворять целевому критерию «БПК28≥20%» при одновременном сохранении хорошей смазывающей способности и противокоррозионных свойств в случае добавления сюда же одного или нескольких других компонентов смазки и получения композиции смазывающего покрытия.It was found during an additional study based on the discovery that any salt selected from a basic salt of sulfonic acid, a basic salt of salicylic acid, a basic salt of phenol and a basic salt of carboxylic acid can have good lubricity and good anticorrosion properties with a relatively thin coating, this type of basic lubrication is characterized by a good biodegradability, but can still satisfy the target criterion "BOD 28 ≥20%», while retaining SRI good lubricity and anticorrosive properties here in the case of adding the same one or more other components of the lubricant and obtain a lubricating coating composition.
Настоящее изобретение предлагает композицию смазывающего покрытия, содержащую, по меньшей мере, одну основную смазку, выбираемую из основной соли сульфоновой кислоты, основной соли салициловой кислоты, основной соли фенола и основной соли карбоновой кислоты, где композиция характеризуется значением биоразлагаемости (БПК), равным, по меньшей мере, 20% при измерении по истечении 28 дней в морской воде.The present invention provides a lubricating coating composition comprising at least one basic lubricant selected from a basic sulfonic acid salt, a basic salt of salicylic acid, a basic phenol salt and a basic carboxylic acid salt, wherein the composition is characterized by a biodegradability value (BOD) of at least 20% when measured after 28 days in seawater.
В одном предпочтительном варианте реализации композиция смазывающего покрытия, соответствующая настоящему изобретению, дополнительно содержит, по меньшей мере, одну дополнительную смазку, выбираемую из тех, которые характеризуются более высокой (большей) биоразлагаемостью в сопоставлении с тем, что имеет место для основной смазки. Дополнительную смазку предпочтительно выбирают из жирнокислотной металлической соли и воска, а более предпочтительно она содержит, по меньшей мере, одну жирнокислотную металлическую соль и, по меньшей мере, один воск. Жирнокислотную металлическую соль предпочтительно выбирают из солей, полученных из щелочноземельных металлов и стеариновой кислоты или олеиновой кислоты.In one preferred embodiment, the lubricating coating composition according to the present invention further comprises at least one additional lubricant selected from those that are characterized by higher (greater) biodegradability compared to that for the basic lubricant. The additional lubricant is preferably selected from a fatty acid metal salt and a wax, and more preferably it contains at least one fatty acid metal salt and at least one wax. The fatty acid metal salt is preferably selected from salts derived from alkaline earth metals and stearic acid or oleic acid.
Предпочтительный химический состав композиции смазывающего покрытия, соответствующей настоящему изобретению, может содержать вплоть до 30 мас.% летучей органической растворяющей среды (растворителя), а остаток при выражении совокупного количества композиции остатка через 100 мас.ч. содержит 55-75 массовых частей основной смазки, 20-25 мас.ч. жирнокислотной металлической соли и 10-20 мас.ч. воска.The preferred chemical composition of the lubricating coating composition of the present invention may contain up to 30 wt.% Volatile organic solvent medium (solvent), and the remainder when expressing the total amount of the composition of the residue after 100 wt.h. contains 55-75 mass parts of the main lubricant, 20-25 parts by weight fatty acid metal salt and 10-20 wt.h. wax.
Настоящее изобретение также предлагает трубное резьбовое соединение, образованное из элементов в виде ниппеля и коробки, каждый из которых в качестве частей, находящихся в зацеплении, имеет резьбовую часть и нерезьбовую часть контакта металла с металлом, характеризующееся тем, что на поверхности находящихся в зацеплении частей, по меньшей мере, одного из элементов в виде ниппеля и коробки наносят покрытие из описанной ранее композиции смазывающего покрытия до толщины, равной, по меньшей мере, 10 микрометрам, что, таким образом, позволяет провести затягивание соединения без нанесения компаундной консистентной смазки.The present invention also provides a tubular threaded joint formed of elements in the form of a nipple and a box, each of which, as parts engaged, has a threaded part and a non-threaded part of the metal-metal contact, characterized in that on the surface of the engaged parts, at least one of the elements in the form of a nipple and a box is coated from the lubricating coating composition described above to a thickness of at least 10 micrometers, which thus allows Change the tightening of the joint without applying compound grease.
В настоящем изобретении термин «смазка» указывает на вещество, улучшающее смазывающую способность. Ниппель представляет собой элемент трубного резьбового соединения, который имеет охватываемую (внешнюю) резьбовую часть, в то время как коробка представляет собой другой элемент соединения, имеющий охватывающую (внутреннюю) резьбовую часть.In the present invention, the term "lubricant" refers to a substance that improves lubricity. A nipple is an element of a pipe threaded connection that has a male (external) threaded part, while a box is another element of a connection that has a female (internal) threaded part.
Трубное резьбовое соединение, имеющее смазывающее покрытие, полученное из композиции смазывающего покрытия, соответствующей настоящему изобретению, характеризуется высокой биоразлагаемостью и все еще демонстрирует наличие удовлетворительной стойкости к задиранию и противокоррозионных свойств на том же самом уровне, что и получаемый при нанесении компаундной консистентной смазки. В результате оно может быть использовано без нанесения компаундной консистентной смазки и без какой-либо озабоченности в отношении загрязнения окружающей среды даже в стране или регионе, в которых введены в действие жесткие предписания по природоохранному законодательству.A tubular threaded joint having a lubricating coating obtained from the lubricating coating composition of the present invention is highly biodegradable and still demonstrates satisfactory tear resistance and anticorrosion properties at the same level as that obtained by applying the compound grease. As a result, it can be used without applying compound grease and without any concern regarding environmental pollution even in a country or region in which stringent environmental regulations have been enacted.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фиг.1 представляет собой принципиальную схему, демонстрирующую стальную трубу для НГПТ и муфту, которые были собраны друг с другом для транспортирования.Figure 1 is a schematic diagram showing a steel pipe for NGPT and a sleeve that were assembled together for transportation.
Фиг.2 представляет собой принципиальную схему, демонстрирующую трубное резьбовое соединение, имеющее резьбовую часть и нерезьбовую часть контакта металла с металлом.Figure 2 is a schematic diagram showing a pipe threaded connection having a threaded portion and a non-threaded portion of the contact of metal with metal.
Фиг.3 представляет собой принципиальную схему, демонстрирующую у трубного резьбового соединения наличие микрозазоров в резьбовой части и нерезьбовой части контакта металла с металлом.Figure 3 is a schematic diagram showing the presence of micro-gaps in the threaded part and the non-threaded part of the metal-to-metal contact in a pipe threaded connection.
Наилучший способ реализации изобретенияThe best way to implement the invention
В следующем далее описании изобретения любая процентная величина, относящаяся к химическому составу, является массовой, если только не будет указано другого.In the following description of the invention, any percentage related to the chemical composition is mass unless otherwise indicated.
Компоненты, которые могут составлять композицию смазывающего покрытия, соответствующего настоящему изобретению, далее будут описываться индивидуально.The components that can formulate the lubricating coating composition of the present invention will now be described individually.
Растворяющая средаSolvent medium
Растворяющая среда или растворитель могут быть использованы для растворения или диспергирования основной смазки и одной или нескольких необязательных смазок, а также других добавок в случае использования таковых, что, тем самым, эффективным образом упрощает получение смазывающего покрытия, имеющего равномерную толщину и однородный состав. Поэтому в случае возможности получения удовлетворительного смазывающего покрытия при использовании одних только компонентов смазки использование в композиции покрытия растворяющей среды является необязательным.A solvent medium or solvent can be used to dissolve or disperse the base lubricant and one or more optional lubricants, as well as other additives, if used, which, thereby, effectively simplifies the preparation of a lubricating coating having a uniform thickness and uniform composition. Therefore, if it is possible to obtain a satisfactory lubricating coating when using lubricant components alone, the use of a solvent medium in the coating composition is optional.
Поскольку в настоящем изобретении главным компонентом смазывающего покрытия являются одна или несколько смазок, используют органическую растворяющую среду. Какое-либо ограничение для типа растворяющей среды отсутствует до тех пор, пока она будет обладать высокой растворяющей способностью в отношении компонентов смазки в композиции и будет легко превращаться в пар. Предпочтительными растворяющими средами являются нефтяные растворители, такие как те, которые соответствуют промышленному бензину, предусмотренному в документе JIS K2201, и включают растворитель и уайт-спирит, ароматическую бензино-лигроиновую фракцию, ксилол и целлозольвы. Подходящей для использования является растворяющая среда, имеющая температуру вспышки, равную 30°С или выше, температуру начала кипения, равную 150°С или выше, и температуру конца кипения, равную 210°С или ниже, вследствие легкости обращения с ней, быстроты выпаривания и краткости времени высыхания. С точки зрения биоразлагаемости предпочтительным является уайт-спирит.Since one or more lubricants are the main component of a lubricating coating in the present invention, an organic solvent medium is used. There is no restriction on the type of solvent medium as long as it has a high solubility with respect to the components of the lubricant in the composition and will be easily converted to steam. Preferred solvents are petroleum solvents, such as those which correspond to industrial gasoline as provided in JIS K2201, and include solvent and white spirit, aromatic gasoline-naphtha fraction, xylene and cellosolves. Suitable for use is a solvent medium having a flash point of 30 ° C or higher, a boiling point of 150 ° C or higher, and a boiling point of 210 ° C or lower due to ease of handling, speed of evaporation and short drying time. In terms of biodegradability, white spirit is preferred.
В общем случае биоразлагаемость органической растворяющей среды является не такой уж и высокой. Поэтому в случае ее присутствия в композиции смазывающего покрытия в большом количестве биоразлагаемость совокупной композиции ухудшается. Количество растворяющей среды предпочтительно выбирают в тех пределах, в которых биоразлагаемость композиции смазывающего покрытия будет удовлетворять условиям для БПК, определенным в настоящем изобретении, чтобы растворяющая среда могла улучшить смачиваемость поверхности для нанесения покрытия и растекаемость композиции покрытия и облегчить адсорбирование на поверхности описанных далее веществ, улучшающих смазывающую способность, (смазок) в дополнение к своей предполагаемой функции растворения или однородного диспергирования смазок.In general, the biodegradability of an organic solvent medium is not so high. Therefore, if it is present in a lubricating coating composition in a large amount, the biodegradability of the overall composition is impaired. The amount of solvent medium is preferably selected to the extent that the biodegradability of the lubricating coating composition satisfies the conditions for BOD defined in the present invention so that the solvent medium can improve the wettability of the coating surface and the flowability of the coating composition and facilitate the adsorption on the surface of the substances that improve lubricity, (lubricant) in addition to its intended function of dissolution or uniform dispersion with smear.
Количество растворяющей среды в композиции смазывающего покрытия предпочтительно находится в диапазоне от 0 до 30%, а более предпочтительно от 5 до 25%. В случае чрезмерно малого количества вязкость композиции смазывающего покрытия может быть настолько высокой, что композиции будет трудно сформировать однородное покрытие и продемонстрировать описанную ранее функцию адсорбирования. В случае чрезмерно большого количества композиции будет трудно продемонстрировать желательную биоразлагаемость.The amount of solvent in the lubricating coating composition is preferably in the range from 0 to 30%, and more preferably from 5 to 25%. In the case of an excessively small amount, the viscosity of the lubricating coating composition can be so high that it will be difficult for the composition to form a uniform coating and demonstrate the previously described adsorption function. In the case of an excessively large amount of the composition, it will be difficult to demonstrate the desired biodegradability.
Основная смазкаBase grease
В композиции, соответствующей настоящему изобретению, в качестве главного компонента веществ, улучшающих смазывающую способность, (смазок) используют, по меньшей мере, одну основную смазку, выбираемую из основных солей сульфоновой кислоты, основных солей салициловой кислоты, основных солей фенола и основных солей карбоновой кислоты. Термин «главный компонент» не всегда обозначает то, что он присутствует в наибольшем количестве, но указывает на то, что основная смазка играет главную роль в достижении желательной смазывающей способности.In the composition of the present invention, at least one basic lubricant selected from basic salts of sulfonic acid, basic salts of salicylic acid, basic salts of phenol and basic salts of carboxylic acid is used as the main component of lubricity improvers (lubricants) . The term “main component” does not always mean that it is present in the greatest amount, but indicates that the main lubricant plays a major role in achieving the desired lubricity.
Все описанные ранее четыре класса основных смазок представляют собой соль, полученную из ароматической кислоты и избыточной щелочи. При комнатной температуре они представляют собой жироподобное полутвердое вещество, содержащее масло и избыточную щелочь, диспергированную в масле в форме коллоидальных микрочастиц.All four classes of base lubricants described previously are salts derived from aromatic acid and excess alkali. At room temperature, they are a fat-like semi-solid substance containing oil and excess alkali dispersed in oil in the form of colloidal microparticles.
Биоразлагаемость любой из данных основных смазок невелика и сама по себе не может удовлетворять критерию «БПК28≥20%». Таким образом, по мере увеличения количества основной смазки в композиции смазывающего покрытия ее биоразлагаемость имеет тенденцию к уменьшению. В соответствии с этим основная смазка в композиции смазывающего покрытия присутствует в количестве, которое является эффективным для улучшения стойкости к задиранию и противокоррозионных свойств композиции при том условии, что композиция в целом характеризуется биоразлагаемостью, удовлетворяющей вышеупомянутому критерию. Количество основной смазки предпочтительно находится в диапазоне от 55 до 70 мас.ч. при принятии совокупной массы композиции за исключением описанной ранее растворяющей среды (а именно, совокупного количества всех нелетучих компонентов, которые составляют смазывающее покрытие) за 100 мас.ч.The biodegradability of any of these basic lubricants is small and cannot in itself satisfy the criterion of “BOD 28 ≥20%”. Thus, as the amount of base lubricant in the lubricating coating composition increases, its biodegradability tends to decrease. Accordingly, the base lubricant in the lubricating coating composition is present in an amount that is effective to improve the tear resistance and anticorrosion properties of the composition, provided that the composition as a whole is biodegradable that meets the above criteria. The amount of base lubricant is preferably in the range from 55 to 70 parts by weight. when taking the total weight of the composition with the exception of the previously described solvent medium (namely, the total amount of all non-volatile components that make up the lubricating coating) for 100 parts by weight
В числе четырех классов вышеупомянутых основных смазок с точки зрения смазывающей способности и противокоррозионных свойств наиболее выгодной является основная соль сульфоновой кислоты. Сульфоновая кислота, образующая соль сульфоновой кислоты, может представлять собой либо нефтяную сульфоновую кислоту, полученную в результате сульфонирования ароматических компонентов нефтяных фракций, либо синтетическую сульфоновую кислоту. Примеры синтетической сульфоновой кислоты включают дидецилбензолсульфоновую кислоту, динонилнафталинсульфоновую кислоту и тому подобное. Соль сульфоновой кислоты может представлять собой либо соль щелочного металла, либо соль щелочноземельного металла. Предпочтительно она представляет собой соль щелочноземельного металла, а более предпочтительно соль кальция (а именно, основный сульфонат кальция). Подобным же образом в том, что касается основной соли салициловой кислоты, основной соли фенола и основной соли карбоновой кислоты, предпочтительной является соль щелочноземельного металла, а в частности, соль кальция.Among the four classes of the aforementioned basic lubricants, in terms of lubricity and anticorrosion properties, the basic sulfonic acid salt is most advantageous. The sulfonic acid forming the sulfonic acid salt can be either petroleum sulfonic acid obtained by sulfonating the aromatic components of the oil fractions or synthetic sulfonic acid. Examples of synthetic sulfonic acid include didecylbenzenesulfonic acid, dinonylnaphthalene sulfonic acid and the like. The sulfonic acid salt can be either an alkali metal salt or an alkaline earth metal salt. Preferably, it is an alkaline earth metal salt, and more preferably a calcium salt (namely, basic calcium sulfonate). Similarly, with respect to the basic salt of salicylic acid, the basic salt of phenol and the basic salt of carboxylic acid, an alkaline earth metal salt, and in particular a calcium salt, is preferred.
Далее настоящее изобретение будет описываться в связи с вариантом реализации, в котором основная смазка представляет собой основный сульфонат кальция, но изобретение данным вариантом реализации не ограничивается. Следующее далее объяснение в общем случае применимо и к другим вариантам реализации, в которых основная смазка представляет собой основный сульфонат, отличный от основного сульфоната кальция, или она представляет собой основную соль салициловой кислоты, основную соль фенола или основную соль карбоновой кислоты, хотя количество основной смазки может быть и отрегулировано, принимая во внимание биоразлагаемость и другие свойства композиции.The present invention will now be described in connection with an embodiment in which the base lubricant is a basic calcium sulfonate, but the invention is not limited to this embodiment. The following explanation is generally applicable to other embodiments in which the base lubricant is a basic sulfonate other than the basic calcium sulfonate, or it is a basic salt of salicylic acid, a basic salt of phenol or a basic salt of a carboxylic acid, although the amount of the basic lubricant can be adjusted, taking into account the biodegradability and other properties of the composition.
Основный сульфонат кальция, который может быть использован в настоящем изобретении, представляет собой известное вещество, и оно коммерчески доступно, например, под торговым наименованием Sulfol 1040 от компании Matsumura Oil Research Corp. и под торговым наименованием Lubrizol 5318 от компании Lubrizol Corp.The basic calcium sulfonate that can be used in the present invention is a known substance, and it is commercially available, for example, under the trade name Sulfol 1040 from Matsumura Oil Research Corp. and under the trade name Lubrizol 5318 from Lubrizol Corp.
Основный сульфонат кальция может быть получен в результате растворения нейтральной соли сульфоновой кислоты в растворителе, который в подходящем случае может быть выбран из ароматических углеводородов, спиртов и минерального масла, а после этого добавления к получающемуся в результате раствору количества гидроксида кальция, необходимого для получения желательного основного сульфоната кальция, с последующим перемешиванием. После этого через смесь в избыточном количестве перепускают газообразный диоксид углерода для того, чтобы достаточным образом карбонизовать добавленный гидроксид кальция, и после добавления ускорителя фильтрования, такого как активированная глина, реакционную смесь отфильтровывают. Желательный основный сульфонат кальция получают в результате перегонки фильтрата при пониженном давлении для удаления летучего растворителя.A basic calcium sulfonate can be obtained by dissolving a neutral sulfonic acid salt in a solvent, which may suitably be selected from aromatic hydrocarbons, alcohols and mineral oil, and then adding to the resulting solution the amount of calcium hydroxide necessary to obtain the desired basic calcium sulfonate, followed by stirring. Thereafter, carbon dioxide gas was excessively passed through the mixture in order to sufficiently carbonate the added calcium hydroxide, and after adding a filtering accelerator such as activated clay, the reaction mixture was filtered. The desired basic calcium sulfonate is obtained by distillation of the filtrate under reduced pressure to remove the volatile solvent.
В любой форме, выбираемой из коммерчески доступного продукта и синтетического продукта, основный сульфонат кальция представляет собой жироподобное полутвердое вещество, которое содержит карбонат кальция в форме коллоидальных микрочастиц, которые стабильно диспергированы в масле. Диспергированные микрочастицы карбоната кальция исполняют функцию твердой смазки и дают возможность основной соли сульфоновой кислоты проявить намного лучшую смазывающую способность, чем у обычного жидкого смазочного масла, в частности, в суровых условиях затягивания соединения при значительной величине заедания резьбы. В случае работы данной смазки между поверхностями фрикционного контакта, характеризующимися наличием микронеровностей (шероховатости поверхности), она может проявить еще более улучшенный эффект предотвращения задирания вследствие реализации эффекта микросмазывания под действием гидростатического жидкостного давления масла в сочетании с действием твердой смазки в виде микрочастиц. Подобным же образом данный эффект может быть достигнут и в случае других основных смазок.In any form selected from a commercially available product and a synthetic product, the basic calcium sulfonate is a fat-like semi-solid substance that contains calcium carbonate in the form of colloidal microparticles that are stably dispersed in oil. Dispersed calcium carbonate microparticles perform the function of a solid lubricant and enable the sulfonic acid base salt to exhibit a much better lubricity than conventional liquid lubricating oil, in particular, under severe tightening conditions of the compound with significant thread sticking. If this lubricant works between friction contact surfaces characterized by the presence of micro-irregularities (surface roughness), it can exhibit an even more improved effect of preventing scuffing due to the effect of micro-lubrication under the influence of hydrostatic liquid pressure of the oil in combination with the action of solid lubricant in the form of microparticles. Similarly, this effect can be achieved in the case of other basic lubricants.
По мере увеличения числа основности (определенного в документе JIS K2501) основной смазки, которую используют, ее смазывающее действие (стойкость к задиранию) имеет тенденцию к увеличению вследствие увеличения количества микрочастиц карбоната кальция, использующихся в качестве твердой смазки. В дополнение к этому, в случае основности смазки, более высокой, чем определенный уровень, она может эффективно проявлять свою активность по нейтрализации кислотного вещества, что, тем самым, сделает возможным получение смазывающего покрытия, обладающего повышенной способностью противостоять возникновению ржавления. По этим причинам предпочитается, чтобы основная смазка, которую используют в настоящем изобретении, характеризовалась бы числом основности (в соответствии с документом JIS K2501), равным, по меньшей мере, 50 мг-КОН/г. В случае использования двух и более основных смазок число основности представляет собой средневзвешенное значение для их чисел основности. Однако в случае числа основности смазки, превышающего 500 мг-КОН/г, ее гидрофильный характер увеличивается, что приводит к ухудшению противокоррозионных свойств и легкому возникновению ржавления. Предпочтительный диапазон числа основности для основной смазки заключен в пределах от 100 до 500 мг-КОН/г, а более предпочтительный диапазон заключен в пределах от 250 до 450 мг-КОН/г.As the basicity number (defined in JIS K2501) of the base lubricant that is used increases, its lubricity (resistance to scuffing) tends to increase due to an increase in the amount of calcium carbonate microparticles used as a solid lubricant. In addition to this, in the case of a grease basicity higher than a certain level, it can effectively show its activity of neutralizing an acidic substance, which will thereby make it possible to obtain a lubricating coating with an increased ability to resist the occurrence of rust. For these reasons, it is preferred that the base lubricant used in the present invention has a basicity number (in accordance with JIS K2501) of at least 50 mg-KOH / g. If two or more basic greases are used, the basicity number is the weighted average of their basicity numbers. However, in the case of the basicity number of the lubricant exceeding 500 mg-KOH / g, its hydrophilic nature increases, which leads to a deterioration in the anticorrosion properties and a slight occurrence of rust. A preferred range of basicity for the base grease is in the range of 100 to 500 mg-KOH / g, and a more preferred range is in the range of 250 to 450 mg-KOH / g.
Дополнительные смазкиAdditional lubricants
В дополнение к описанной ранее основной смазке, которая представляет собой главную смазку, композиция смазывающего покрытия, соответствующая настоящему изобретению, в качестве веществ, улучшающих смазывающую способность, предпочтительно содержит одну или несколько дополнительных смазок. В качестве дополнительных смазок используют те, которые характеризуются лучшей (более высокой) биоразлагаемостью в сопоставлении с тем, что имеет место для основной смазки. В результате даже в случае использования в качестве главной смазки высокоосновной смазки, которая не характеризуется такой хорошей биоразлагаемостью, можно получить композицию смазывающего покрытия, удовлетворяющую условию биоразлагаемости в соответствии с настоящим изобретением.In addition to the basic lubricant described previously, which is the main lubricant, the lubricating coating composition of the present invention preferably contains one or more additional lubricants as lubricity improvers. As additional lubricants use those that are characterized by better (higher) biodegradability in comparison with what is the case for the main lubricant. As a result, even if a highly basic lubricant that is not characterized by such good biodegradability is used as the main lubricant, a lubricating coating composition satisfying the biodegradability condition of the present invention can be obtained.
Дополнительные смазки предпочтительно выбирают из жирнокислотных металлических солей и восков. Более предпочтительно в качестве дополнительных смазок используют, по меньшей мере, одну жирнокислотную металлическую соль и, по меньшей мере, один воск.Additional lubricants are preferably selected from fatty acid metal salts and waxes. More preferably, at least one fatty acid metal salt and at least one wax are used as additional lubricants.
Жирнокислотная металлическая сольFatty Acid Metal Salt
В качестве жирнокислотной металлической соли предпочтительно используют соль, полученную из щелочноземельного металла и жирной кислоты, поскольку жирнокислотные соли других металлов характеризуются неудовлетворительной биоразлагаемостью или не являются предпочтительными с экологической точки зрения. Жирнокислотная металлическая соль демонстрирует активность в качестве смазки, хотя ее активность является меньшей, чем активность описанной ранее основной смазки, такой как основный сульфонат кальция.As the fatty acid metal salt, a salt derived from an alkaline earth metal and a fatty acid is preferably used, since the fatty acid salts of other metals are characterized by poor biodegradability or are not environmentally preferable. The fatty acid metal salt exhibits activity as a lubricant, although its activity is less than the activity of the basic lubricant described previously, such as basic calcium sulfonate.
Жирнокислотной частью соли с точки зрения смазывающей способности и противокоррозионных свойств предпочтительно является та, которая содержит от 12 до 30 атомов углерода. Жирная кислота может быть либо смесью жирных кислот, полученной из натурального жира или жирного масла, таких как говяжий жир, свиной жир, шерстяной жир, пальмовое масло, рапсовое масло и кокосовое масло, или индивидуальной жирной кислотой, такой как лауриновая кислота, тридекановая кислота, миристиновая кислота, пальмитиновая кислота, ланопальмитиновая кислота, стеариновая кислота, изостеариновая кислота, олеиновая кислота, элаидиновая кислота, арахидиновая кислота, бегеновая кислота, эруковая кислота, лигноцериновая кислота и ланоцериновая кислота.The fatty acid part of the salt in terms of lubricity and anti-corrosion properties is preferably one that contains from 12 to 30 carbon atoms. The fatty acid may be either a mixture of fatty acids derived from natural fat or fatty oil such as beef fat, pork fat, wool, palm oil, rapeseed oil and coconut oil, or an individual fatty acid such as lauric acid, tridecanoic acid, myristic acid, palmitic acid, lanopalmitic acid, stearic acid, isostearic acid, oleic acid, elaidic acid, arachidic acid, behenic acid, erucic acid, lignoceric acid and lanocer new acid.
В особенности предпочтительными жирнокислотными металлическими солями с точки зрения биоразлагаемости являются соли, полученные из щелочноземельных металлов и стеариновой кислоты или олеиновой кислоты, а в особенности подходящей для использования является кальциевая соль такой кислоты. Жирнокислотная металлическая соль может представлять собой либо нейтральную соль, либо основную соль.Particularly preferred fatty acid metal salts from the point of view of biodegradability are salts derived from alkaline earth metals and stearic acid or oleic acid, and a calcium salt of such an acid is particularly suitable for use. The fatty acid metal salt may be either a neutral salt or a basic salt.
Какое-либо ограничение для количества жирнокислотной металлической соли в композиции смазывающего покрытия отсутствует, и оно может составлять 0%. Однако такую соль обычно добавляют, по меньшей мере, в некотором количестве, что придает композиции желательную биоразлагаемость. Предпочтительное количество жирнокислотной металлической соли находится в диапазоне от 20 до 25 мас.ч. при принятии совокупной массы композиции за исключением растворяющей среды за 100 мас.ч. В случае чрезмерно большого данного количества количество основной смазки, которая является главной смазкой, становится относительно небольшим, что приводит к уменьшению смазывающей способности.There is no restriction on the amount of fatty acid metal salt in the lubricating coating composition, and it can be 0%. However, such a salt is usually added in at least a certain amount, which imparts the desired biodegradability to the composition. The preferred amount of fatty acid metal salt is in the range from 20 to 25 parts by weight when taking the total weight of the composition with the exception of the solvent medium for 100 wt.h. In the case of an excessively large given amount, the amount of the main lubricant, which is the main lubricant, becomes relatively small, which leads to a decrease in lubricity.
ВоскWax
Для улучшения биоразлагаемости композиции смазывающего покрытия может быть добавлен воск, хотя его смазывающая способность является меньшей, чем у описанной ранее основной смазки.To improve the biodegradability of the lubricating coating composition, wax may be added, although its lubricity is lower than that of the previously described base lubricant.
Примеры восков, которые могут быть использованы, включают животные воски, такие как пчелиный воск и китовый жир; растительные воски, такие как масло плодов сумаха, карнаубский воск, канделильский воск и рисовый воск; минеральные воски, такие как парафиновый воск, микрокристаллический воск, петролатум, горный воск, озокерит и церезин; и синтетические воски, такие как оксидный воск, полиэтиленовый воск, воск Фишера-Тропша, амидный воск и отвержденное касторовое масло (гидрированное касторовое масло). В их числе с точки зрения биоразлагаемости предпочтительным является петролатум, который представляет собой один тип минерального воска.Examples of waxes that may be used include animal waxes such as beeswax and whale oil; vegetable waxes such as sumac oil, carnauba wax, candelilla wax and rice wax; mineral waxes such as paraffin wax, microcrystalline wax, petrolatum, mountain wax, ozokerite and ceresin; and synthetic waxes such as oxide wax, polyethylene wax, Fischer-Tropsch wax, amide wax and hardened castor oil (hydrogenated castor oil). Among them, from the point of view of biodegradability, petrolatum, which is one type of mineral wax, is preferred.
Какое-либо ограничение для количества воска в композиции смазывающего покрытия отсутствует, и оно может составлять 0%. Однако, по меньшей мере, некоторое количество воска обычно добавляют, что придает композиции желательную биоразлагаемость. Предпочтительное количество воска находится в диапазоне от 10 до 20 мас.ч. при принятии совокупной массы композиции за исключением растворяющей среды за 100 мас.ч. В случае чрезмерно большого данного количества количество основной смазки, которая является главной смазкой, становится относительно небольшим, что приводит к уменьшению смазывающей способности.There is no restriction on the amount of wax in the lubricating coating composition, and it can be 0%. However, at least some wax is usually added, which gives the composition the desired biodegradability. The preferred amount of wax is in the range from 10 to 20 parts by weight. when taking the total weight of the composition with the exception of the solvent medium for 100 wt.h. In the case of an excessively large given amount, the amount of the main lubricant, which is the main lubricant, becomes relatively small, which leads to a decrease in lubricity.
Трубное резьбовое соединениеPipe fittings
Трубное резьбовое соединение образовано из элементов в виде ниппеля и коробки, каждый из которых в качестве находящихся в зацеплении частей имеет резьбовую часть и нерезьбовую часть контакта металла с металлом. Композиция смазывающего покрытия, соответствующая настоящему изобретению, может быть нанесена на поверхность находящихся в зацеплении частей, по меньшей мере, одного из элементов в виде ниппеля и коробки.A pipe threaded connection is formed of elements in the form of a nipple and a box, each of which, as engaged parts, has a threaded part and a non-threaded part of the metal-metal contact. The lubricating coating composition of the present invention can be applied to the surface of the engaged parts of at least one of the elements in the form of a nipple and a box.
Обычно трубное резьбовое соединение транспортируют в состоянии, продемонстрированном на фиг.1. А именно, стальная труба А в качестве нефтегазопромысловой трубы (НГПТ) имеет ниппель с охватываемой резьбовой частью 3, сформированной на внешней поверхности по обоим ее концам, а муфта В имеет коробку с охватывающей резьбовой частью 4, сформированной на внутренней поверхности по обеим ее сторонам. Перед транспортированием муфту В соединяют с одним концом стальной трубы А. На данной фигуре нерезьбовая часть контакта металла с металлом для простоты опущена.Typically, the pipe threaded connection is transported in the state shown in FIG. Namely, the steel pipe A as an oil and gas production pipe (NGPT) has a nipple with a male threaded
Трубное резьбовое соединение не ограничивается типом, проиллюстрированным на фиг.1. Также может быть использован и другой тип трубного резьбового соединения, называемый беззамковым типом. Данный тип, который имеет ниппель с охватываемой резьбой на внешней поверхности на одном конце стальной трубы для НГПТ и коробку с охватывающей резьбой на внутренней поверхности на другом конце трубы, не требует использования муфты для затягивания соединения. В дополнение к этому, также можно сформировать коробку по обоим концам стальной трубы для НГПТ и ниппель по обеим сторонам муфты. Далее настоящее изобретение будет описываться в связи с примером трубного резьбового соединения, имеющего форму, продемонстрированную на фиг.1.Pipe threaded connection is not limited to the type illustrated in figure 1. Another type of pipe threaded connection, called a lockless type, can also be used. This type, which has a male threaded nipple on the outer surface at one end of a steel pipe for NGPT and a box with female threaded on the inner surface at the other end of the pipe, does not require the use of a sleeve to tighten the connection. In addition to this, it is also possible to form a box on both ends of the steel pipe for NGPT and a nipple on both sides of the coupling. Next, the present invention will be described in connection with an example of a pipe threaded connection having the shape shown in FIG. 1.
Фиг.2 схематически демонстрирует поперечное сечение соединяющей части трубного резьбового соединения. На данной фиг.1 представляет собой ниппель, 2 представляет собой коробку, 3 представляет собой охватываемую (внешнюю) резьбовую часть, 4 представляет собой охватывающую (внутреннюю) резьбовую часть, а 5 представляет собой нерезьбовую часть контакта металла с металлом у каждого из элементов в виде ниппеля и коробки. Охватываемая и охватывающая резьбовые части 3 и 4 и нерезьбовые части 5 контакта металла с металлом у ниппеля и коробки используются в качестве находящихся в зацеплении частей трубного резьбового соединения и во время затягивания соединения образуют поверхности фрикционного контакта. В соответствии с настоящим изобретением композицию смазывающего покрытия наносят на находящиеся в зацеплении части, по меньшей мере, одного из элементов в виде ниппеля и коробки (то есть на резьбовую часть 3 или 4 и нерезьбовую часть 5 контакта металла с металлом) так, чтобы получить жироподобное полутвердое смазывающее покрытие.Figure 2 schematically shows a cross section of a connecting part of a pipe threaded connection. In this figure, 1 is a nipple, 2 is a box, 3 is a male (external) threaded part, 4 is a female (internal) threaded part, and 5 is a non-threaded part of the metal-metal contact of each of the elements in the form nipples and boxes. The male and female threaded
Ниппелю и коробке придают такую форму, чтобы обеспечить их сопряжение друг с другом, но при их детальном рассмотрении, как это продемонстрировано на фиг.3, можно заметить наличие микрозазоров 6, в частности, между сопрягающимися охватываемой и охватывающей резьбами. В отсутствие данных зазоров между сопрягающимися резьбами затягивание трубного резьбового соединения становится практически невозможным. В дополнение к этому, между нерезьбовыми частями контакта металла с металлом и резьбовыми частями изображенных ниппеля и коробки обычно существует более значительный микрозазор 6. Смазывающая композиция, такая как компаундная консистентная смазка, удерживается в данных зазорах и может просачиваться в их окружение под действием давления, создаваемого во время затягивания соединения, и, таким образом, предотвращать возникновение задирания, так что данные микрозазоры вносят свой вклад в смазывание. Смазывающее покрытие, полученное из композиции смазывающего покрытия, соответствующего настоящему изобретению, является полутвердым, подобно компаундной консистентной смазке, и, таким образом, может просачиваться, тем самым, придавая соединению улучшенные смазывающую способность и воздухонепроницаемость.The nipple and the box are shaped in such a way as to ensure their interface with each other, but when they are examined in detail, as shown in FIG. 3, the presence of
Кроме того, подобно компаундной консистентной смазке композиция смазывающего покрытия, соответствующая настоящему изобретению, обладает улучшенными противокоррозионными свойствами. В результате по завершении транспортирования трубного резьбового соединения в состоянии, продемонстрированном на фиг.1, находящиеся в зацеплении части соединения, на которые наносят композицию смазывающего покрытия, будут защищены от возникновения ржавления.Furthermore, like a compound grease, the lubricating coating composition of the present invention has improved anti-corrosion properties. As a result, upon completion of transportation of the pipe threaded joint in the state shown in FIG. 1, the engaged portions of the joint on which the lubricating coating composition is applied will be protected from rust.
Толщина смазывающего покрытияLubrication Coating Thickness
Основная цель получения смазывающего покрытия в трубном резьбовом соединении заключается в предотвращении задирания даже в суровых условиях для смазывания, которые могут сопровождаться пластической деформацией, встречающейся при локальной избыточности давления, приложенного к соединению, вследствие несоосности или непараллельности стыков соединения, вызванных определенными проблемами при сборке соединения для его затягивания, или вследствие попадания инородного вещества. С этой целью важно вводить смазки (вещества, улучшающие смазывающую способность) на поверхности фрикционного контакта и удерживать смазки на них.The main objective of obtaining a lubricating coating in a pipe threaded joint is to prevent scuffing even under severe lubrication conditions, which may be accompanied by plastic deformation encountered at local excess pressure applied to the joint due to misalignment or non-parallelism of the joint joints caused by certain problems in assembling the joint for tightening it, or due to the ingress of a foreign substance. To this end, it is important to introduce lubricants (substances that improve lubricity) on the surface of the frictional contact and keep the lubricants on them.
В соответствии с этим композицию смазывающего покрытия необходимо наносить в количестве, достаточном для заполнения микрозазоров 6, таких как те, что имеются между сопрягающимися резьбами в находящихся в зацеплении частях трубного резьбового соединения. В случае чрезмерно малого нанесенного количества становится невозможно ожидать просачивания смазок на поверхности фрикционного контакта или их просачивания в зазор из других зазоров под действием гидростатического давления, создаваемого в результате затягивания соединения. С этой целью толщина смазывающего покрытия предпочтительно составляет, по меньшей мере, 10 микрометров.Accordingly, the composition of the lubricating coating must be applied in an amount sufficient to fill
Поскольку находящиеся в зацеплении части коробки и ниппеля вступают в контакт друг с другом при затягивании трубного резьбового соединения, в интересах достижения смазывающей способности смазывающее покрытие достаточно будет получить на находящихся в зацеплении частях только одного из элементов в виде ниппеля и коробки. Однако для придания находящимся в зацеплении частям также и противокоррозионных свойств смазывающее покрытие необходимо будет получить на находящихся в зацеплении частях как ниппеля, так и коробки. Минимальная толщина, необходимая для получения противокоррозионных свойств, также составляет 10 микрометров. Поэтому смазывающее покрытие с толщиной, равной, по меньшей мере, 10 микрометрам, предпочтительно получают на находящихся в зацеплении частях обоих элементов. Однако в случае присоединения муфты к одному концу стальной трубы для НГПТ перед транспортированием так, как это продемонстрировано на фиг.1, ниппель и коробку на стороне соединения предохраняют от возникновения ржавления, получая смазывающее покрытие на находящихся в зацеплении частях только одного из элементов в виде ниппеля и коробки. Даже и в таком случае на противоположных несоединенных сторонах ниппеля и коробки (левый ниппель и правая коробка) смазывающее покрытие предпочитается иметь как на ниппеле, так и на коробке.Since the meshing parts of the box and the nipple come into contact with each other when tightening the pipe threaded joint, in order to achieve lubricity, the lubricating coating will be sufficient to get on the meshing parts of only one of the elements in the form of a nipple and a box. However, in order to impart anticorrosive properties to the parts that are meshed, a lubricating coating will also need to be obtained on the meshed parts of both the nipple and the box. The minimum thickness required to obtain anti-corrosion properties is also 10 micrometers. Therefore, a lubricating coating with a thickness of at least 10 micrometers is preferably obtained on the engaged parts of both elements. However, if the coupling is connected to one end of the steel pipe for NGPT before transportation, as shown in Fig. 1, the nipple and the box on the connection side are protected from rust, obtaining a lubricating coating on the engaged parts of only one of the elements in the form of a nipple and boxes. Even then, on opposing unconnected sides of the nipple and box (left nipple and right box), it is preferable to have a lubricating coating on both the nipple and the box.
Смазывающее покрытие, полученное из композиции смазывающего покрытия, соответствующей настоящему изобретению, не должно быть получено чрезвычайно толстым, поскольку оно содержит основную смазку, такую как основный сульфонат кальция, который обладает исключительно высокой смазывающей способностью. Чрезмерно толстое покрытие не только приводит к напрасному расходованию материалов, но также и действует против цели, заключающейся в предотвращении загрязнения окружающей среды, что является важной целью настоящего изобретения. Несмотря на отсутствие ограничения для верхнего предела толщины покрытия он предпочтительно составляет приблизительно 200 микрометров.The lubricating coating obtained from the lubricating coating composition of the present invention should not be made extremely thick since it contains a base lubricant, such as basic calcium sulfonate, which has an exceptionally high lubricity. Excessively thick coating not only leads to waste of materials, but also acts against the goal of preventing environmental pollution, which is an important objective of the present invention. Although there is no restriction on the upper limit of the coating thickness, it is preferably approximately 200 micrometers.
Более предпочтительная толщина смазывающего покрытия находится в диапазоне от 30 до 150 микрометров. Однако в случае увеличения описанной далее шероховатости поверхности толщина смазывающего покрытия предпочтительно будет большей, чем величина шероховатости покрытия (Rmax). Толщину смазывающего покрытия, полученного на шероховатой поверхности, в настоящем изобретении определяют как среднее значение для наименьшей толщины и наибольшей толщины.A more preferred lubricating coating thickness is in the range of 30 to 150 micrometers. However, if the surface roughness described below increases, the thickness of the lubricating coating will preferably be larger than the surface roughness (Rmax). The thickness of the lubricating coating obtained on a rough surface in the present invention is defined as the average value for the smallest thickness and the greatest thickness.
В случае содержания в композиции смазывающего покрытия, соответствующей настоящему покрытию, растворяющей среды сама композиция при комнатной температуре может иметь форму жидкости, характеризующейся хорошей пригодностью для нанесения, а не полутвердого вещества, и ее можно будет наносить как таковую без нагревания. Сразу после нанесения такой композиции на находящиеся в зацеплении части трубного резьбового соединения растворяющая среда, которая в общем случае является летучей, из нанесенного покрытия испаряется и оставляет после себя полутвердое смазывающее покрытие. Нанесение композиции смазывающего покрытия можно проводить по любому подходящему для использования способу нанесения покрытия, такому как нанесение покрытия кистью, нанесение покрытия погружением или нанесение покрытия распылением.If the composition of the lubricating coating corresponding to the present coating is a solvent medium, the composition itself at room temperature may be in the form of a liquid, characterized by good suitability for application, rather than a semi-solid substance, and it can be applied as such without heating. Immediately after applying such a composition to the meshing parts of the pipe threaded joint, the solvent medium, which is generally volatile, evaporates from the coating and leaves a semi-solid lubricating coating. The application of the lubricating coating composition can be carried out by any suitable coating method, such as brush coating, dip coating, or spray coating.
В случае чрезмерно низкой вязкости композиции смазывающего покрытия для нанесения при комнатной температуре, как это имеет место в случае малого или даже нулевого количества растворяющей среды, нанесение можно будет провести после нагревания до температуры, достаточной для уменьшения вязкости в такой степени, чтобы нанесение композиции могло бы стать легким.In the case of an excessively low viscosity of the lubricating coating composition for application at room temperature, as is the case with a small or even zero amount of solvent, the application can be carried out after heating to a temperature sufficient to reduce the viscosity to such an extent that the application of the composition could become easy.
Шероховатость поверхности у находящихся в зацеплении частейSurface roughness of meshed parts
Если у трубного резьбового соединения, обработанного композицией смазывающего покрытия, соответствующей настоящему изобретению, для получения смазывающего покрытия на поверхностях его находящихся в зацеплении частей, таких как резьбовая часть и нерезьбовая часть контакта металла с металлом, при помощи обычно использующихся средств увеличить шероховатость поверхности находящихся в зацеплении частей, которая в состоянии после машинной обработки составляет 3-5 микрометров, то тогда его стойкость к задиранию дополнительно улучшится. Это обуславливается тем, что функции смазок, заключающиеся в просачивании на поверхности фрикционного контакта или просачивании в зазор из других зазоров под действием гидростатического давления, создаваемого в находящейся в зацеплении части в результате затягивания соединения, реализуются благодаря локализации смазок в микровпадинах шероховатости поверхности. Интенсивность данных функций зависит от величины шероховатости поверхности вне зависимости от способа получения шероховатости поверхности. Диапазон шероховатости поверхности, подходящий для использования при улучшении стойкости к задиранию, составляет 5-40 микрометров при выражении через Rmax. В случае превышения шероховатостью поверхности 40 микрометров по Rmax достаточной герметизации по периметру впадин получить будет нельзя, и желательное гидростатическое давление не создастся, так что достаточного смазывания не получится. Более предпочтительный диапазон Rmax заключен в пределах от 10 до 30 микрометров.If a tubular threaded joint treated with a lubricating coating composition of the present invention has a surface that is used to increase the surface roughness by means of commonly used means to obtain a lubricating coating on the surfaces of its engaged parts, such as the threaded part and the non-threaded part of the metal-metal contact parts, which in the state after machining is 3-5 micrometers, then its resistance to scuffing will further improve. This is due to the fact that the functions of lubricants consisting of seeping on the friction contact surface or seeping into the gap from other gaps under the action of hydrostatic pressure created in the meshing part as a result of tightening the joint are realized due to the localization of the lubricants in the micro-cavities of the surface roughness. The intensity of these functions depends on the size of the surface roughness, regardless of the method of obtaining surface roughness. A surface roughness range suitable for use in improving scoring resistance is 5-40 micrometers when expressed in terms of Rmax. If the surface roughness exceeds 40 micrometers according to Rmax, sufficient sealing along the perimeter of the depressions cannot be obtained, and the desired hydrostatic pressure will not be created, so that sufficient lubrication does not work. A more preferred range of Rmax is in the range of 10 to 30 micrometers.
Способ придания поверхности шероховатостиThe method of imparting surface roughness
Несмотря на отсутствие ограничения для способа придания поверхности шероховатости возможными являются следующие способы:Despite the absence of restrictions for the method of surface roughening, the following methods are possible:
(1) Обдувка песком или дробью в качестве абразивных зерен: шероховатость поверхности, которую получают, можно контролировать по размеру абразивных зерен.(1) Blowing with sand or shot as abrasive grains: the surface roughness that is obtained can be controlled by the size of the abrasive grains.
(2) Травление кислотой: поверхности придают шероховатость в результате погружения в сильнокислотный раствор, такой как в случае серной кислоты, хлористоводородной кислоты, азотной кислоты или фтористоводородной кислоты.(2) Acid pickling: surfaces are roughened by immersion in a strongly acidic solution, such as in the case of sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid or hydrofluoric acid.
(3) Фосфатирование: получают конверсионное покрытие при использовании фосфата, такого как фосфат марганца, фосфат цинка, фосфат железа-марганца или фосфат цинка-кальция. По мере роста кристаллов фосфата, осажденных на поверхности в результате фосфатирования, шероховатость поверхности кристалла увеличивается.(3) Phosphating: a conversion coating is obtained by using a phosphate such as manganese phosphate, zinc phosphate, iron-manganese phosphate or zinc-calcium phosphate. As the phosphate crystals deposited on the surface as a result of phosphation grow, the surface roughness of the crystal increases.
(4) Электроосаждение: подходящими для использования являются омеднение или ожелезнение. Электроосаждение на поверхности преимущественно протекает на выступающих частях, что приводит к незначительному увеличению шероховатости поверхности.(4) Electrodeposition: Copper or iron deposition are suitable for use. The electrodeposition on the surface mainly proceeds on the protruding parts, which leads to a slight increase in surface roughness.
(5) Ударная металлизация по сухому способу: это способ металлизации, такой как обдувка цинковой крошкой или обдувка крошкой из железо-цинкового сплава, при котором поверхность, подвергаемую металлизации, обдувают частицами, имеющими железное ядро с нанесенным покрытием из металлического материала для металлизации (такого как цинк или цинковый сплав), при использовании центробежной силы или давления воздуха.(5) Dry plating: this is a plating process, such as zinc-crushed blasting or an iron-zinc alloy crumb blasting, in which the surface to be metallized is blown with particles having an iron core coated with a metallic material for metallization (such like zinc or zinc alloy) when using centrifugal force or air pressure.
Данными способами обработки для придания поверхности шероховатости легче пользоваться в случае поверхности коробки, но их можно использовать и для поверхности ниппеля или поверхностей как ниппеля, так и коробки. Способы от (3) до (5) в результате приводят к получению подслоя покрытия, характеризующегося повышенной шероховатостью поверхности, что предотвращает возникновение непосредственного контакта металла с металлом в находящихся в зацеплении частях после утраты смазывающего покрытия, так что данные способы являются предпочтительными благодаря одновременному улучшению стойкости к задиранию и противокоррозионных свойств. В частности, нанесение покрытия из фосфата марганца является предпочтительным, поскольку оно образовано из топорщащихся игольчатых кристаллов и, таким образом, легко может обеспечить достижение большой шероховатости поверхности, которая хорошо позволит удержать большое количество смазок.These processing methods for roughening the surface are easier to use in the case of the surface of the box, but they can be used for the surface of the nipple or surfaces of both the nipple and the box. Methods (3) to (5) result in a coating sublayer characterized by increased surface roughness, which prevents the direct contact of the metal with the metal in the meshing parts after the loss of the lubricating coating, so that these methods are preferred due to the simultaneous improvement of durability to scuffing and anticorrosion properties. In particular, the coating of manganese phosphate is preferred since it is formed from clumping needle crystals and, thus, can easily achieve a large surface roughness, which will well allow to retain a large number of lubricants.
Некоторые материалы стальной трубы для НГПТ, такие как высоколегированные стали, не могут быть подвергнуты фосфатированию непосредственно. В таких случаях фосфатирование может быть проведено после первоначального осуществления ожелезнения, описанного в приведенной ранее позиции (4). В случае получения подслоя покрытия, как это имеет место в описанных ранее способах от (3) до (5), толщина подслоя покрытия предпочтительно является большей, чем шероховатость поверхности у подслоя покрытия, поскольку подслой характеризуется хорошим удерживанием смазок и хорошей адгезией. Таким образом, толщина подслоя покрытия предпочтительно находится в диапазоне 5-40 микрометров.Some steel pipe materials for NGPTs, such as high alloy steels, cannot be phosphated directly. In such cases, phosphating can be carried out after the initial ironing, as described in the above position (4). In the case of obtaining a coating sublayer, as is the case in the previously described methods (3) to (5), the thickness of the coating sublayer is preferably greater than the surface roughness of the coating sublayer, since the sublayer is characterized by good lubricant retention and good adhesion. Thus, the thickness of the coating sublayer is preferably in the range of 5-40 micrometers.
ПримерыExamples
Следующие далее примеры представлены для дополнительного иллюстрирования настоящего изобретения. Данные примеры во всех отношениях должны рассматриваться как иллюстрации, а не ограничения.The following examples are presented to further illustrate the present invention. These examples should be construed in all respects as illustrations and not as limitations.
В примерах получали композиции смазывающих покрытий и определяли их биоразлагаемость при использовании следующих далее двух методов (а) и (b), которые обычно используют для оценки биоразлагаемости вещества в морской воде при оценке отрицательного воздействия на окружающую среду:In the examples, compositions of lubricating coatings were obtained and their biodegradability was determined using the following two methods (a) and (b), which are usually used to evaluate the biodegradability of a substance in sea water when assessing negative environmental impacts:
(а) OECD guidelines for testing of chemicals - 1992 OECD 306: Biodegradability in Seawater, Closed Bottle Method; и(a) OECD guidelines for testing of chemicals - 1992 OECD 306: Biodegradability in Seawater, Closed Bottle Method; and
(b) Modified seawater variant of ISO TC/147, SC5/WG4 N141 1990: BOD test for insoluble substances.(b) Modified seawater variant of ISO TC / 147, SC5 / WG4 N141 1990: BOD test for insoluble substances.
Говоря конкретно, биоразлагаемость каждого компонента в композиции покрытия по истечении 28 дней (БПК28) в морской воде определяли по одному из вышеупомянутых методов, надлежащим образом выбранных для этого. Говоря более конкретно, метод (а) использовали для уайт-спирита, петролатумного парафина и порошкообразной полиэтиленовой смолы (использующейся в сравнительном примере), в то время как метод (b) использовали для основного сульфоната кальция и стеарата кальция.Specifically, the biodegradability of each component in the coating composition after 28 days (BOD 28 ) in seawater was determined using one of the above methods, appropriately selected for this. More specifically, method (a) was used for white spirit, petrolatum paraffin, and powdered polyethylene resin (used in the comparative example), while method (b) was used for basic calcium sulfonate and calcium stearate.
При вынесении окончательного суждения о биоразлагаемости определяли совокупную биоразлагаемость композиции смазывающего покрытия в целом в результате объединения результатов для индивидуальных компонентов. Значение совокупной биоразлагаемости рассчитывали в виде средневзвешенного значения для значений биоразлагаемости индивидуальных компонентов при учете их уровней содержания в композиции.When making the final judgment on biodegradability, the total biodegradability of the lubricating coating composition as a whole was determined as a result of combining the results for the individual components. The value of the total biodegradability was calculated as the weighted average value for the biodegradability of the individual components, taking into account their levels in the composition.
Испытания на смазывающую способность каждой композиции смазывающего покрытия проводили при использовании трубного резьбового соединения, образованного из ниппеля, сформированного на внешней поверхности по обоим концам стальной трубы для НГПТ (внешний диаметр 17,8 см = 7 дюймов), изготовленной либо из углеродистой стали, либо из стали 13Cr, имеющих составы, продемонстрированные в таблице 1, и коробки, сформированной на внутренней поверхности муфты из материала той же самой стали.Lubrication tests of each lubricating coating composition were carried out using a pipe threaded joint formed from a nipple formed on the outer surface at both ends of a steel pipe for NGPT (outer diameter 17.8 cm = 7 inches) made of either carbon steel or 13Cr steels having the compositions shown in Table 1, and boxes formed on the inner surface of the coupling from a material of the same steel.
Все трубные резьбовые соединения, использующиеся для испытания, относились к типу, имеющему резьбовую часть и нерезьбовую часть контакта металла с металлом на каждом из элементов в виде ниппеля и коробки и способному обеспечить получение уплотнения по месту контакта металла с металлом. В последующем описании изобретения находящиеся в зацеплении поверхности ниппеля, которые включают поверхность его резьбовой части и нерезьбовой части контакта металла с металлом, будут называться «поверхностью ниппеля», а находящиеся в зацеплении поверхности коробки, которые включают поверхность резьбовой части и нерезьбовой части контакта металла с металлом, будут называться «поверхностью коробки».All pipe threaded joints used for testing were of the type having a threaded part and a non-threaded part of metal-to-metal contact on each of the elements in the form of a nipple and box and capable of providing a seal at the place of metal-metal contact. In the following description of the invention, the engaged surfaces of the nipple, which include the surface of its threaded part and the non-threaded part of the metal-metal contact, will be called the “surface of the nipple”, and the engaged surfaces of the box, which include the surface of the threaded part and the non-threaded part of the metal-metal contact will be called the “box surface”.
Для придания поверхности шероховатости трубные резьбовые соединения подвергали следующей далее обработке поверхности. Поверхность ниппеля у трубного резьбового соединения из углеродистой стали подвергали обработке в результате проведения фосфатирования с использованием фосфата цинка, а поверхность его коробки подвергали обработке в результате проведения фосфатирования с использованием фосфата марганца. На поверхность коробки у трубного резьбового соединения из стали 13Cr наносили покрытие, используя омеднение, а поверхность его ниппеля оставалась в состоянии, полученном после машинной обработки без обработки поверхности. Сталь 13Cr представляет собой тип высоколегированной стали и является более подверженной задиранию в сопоставлении с углеродистой сталью.In order to roughen the surface, pipe threaded joints were subjected to the following surface treatment. The surface of the nipple of the carbon steel pipe threaded joint was processed by phosphating using zinc phosphate, and the surface of its box was subjected to processing by phosphating using manganese phosphate. The box surface was coated using a copper-plated pipe threaded joint made of 13Cr steel, and the surface of its nipple remained in the state obtained after machining without surface treatment. 13Cr steel is a type of high alloy steel and is more susceptible to scuffing than carbon steel.
Подвергаемую испытанию композицию смазывающего покрытия наносили по способу нанесения покрытия кистью только на поверхность коробки у трубного резьбового соединения, поверхность которой подвергали описанной ранее обработке, и получали смазывающее покрытие, имеющее толщину 30 микрометров.The lubricating coating composition to be tested was applied by brush coating method only to the box surface at the pipe threaded joint, the surface of which was subjected to the previously described treatment, and a lubricating coating having a thickness of 30 micrometers was obtained.
Трубное резьбовое соединение, имеющее на поверхности коробки смазывающее покрытие, полученное из данной композиции, подвергали испытанию на неоднократные затягивание и ослабление соединения при крутящем моменте затягивания 20000 Н-м с проведением вплоть до десяти циклов, а смазывающую способность композиции смазывающего покрытия оценивали по количеству циклов затягивания соединения до возникновения в испытании задирания.A pipe threaded joint having a lubricating coating obtained from this composition on the surface of the box was tested for repeated tightening and loosening of the joint with a tightening torque of 20,000 Nm with up to ten cycles, and the lubricity of the lubricating coating composition was evaluated by the number of tightening cycles connections prior to occurrence in a scoring test.
Противокоррозионные свойства каждой композиции смазывающего покрытия оценивали по испытанию на стойкость к солевому туману (ССТ), указанному в документе JIS Z2371, при использовании листа для испытания, имеющего размеры 50×100 мм и толщину 2 мм и изготовленного из углеродистой стали или стали 13Cr, имеющих составы, продемонстрированные в таблице 1. Подвергаемое испытанию смазывающее покрытие для каждой композиции получали с толщиной в 30 микрометров на листе для испытания в состоянии после машинной обработки без обработки поверхности. Лист для испытания с нанесенным покрытием в течение 1000 часов подвергали испытанию на стойкость к солевому туману, а присутствие или отсутствие ржавчины определяли визуально.The anticorrosion properties of each lubricating coating composition were evaluated by the salt spray resistance test (CCT) specified in JIS Z2371 using a test sheet having dimensions 50 × 100 mm and a thickness of 2 mm and made of carbon steel or 13Cr steel having the compositions shown in table 1. The test lubricating coating for each composition was obtained with a thickness of 30 micrometers on a sheet for testing in the state after machining without surface treatment. A coated sheet for testing was subjected to salt fog test for 1000 hours, and the presence or absence of rust was visually determined.
Составы композиций смазывающих покрытий, которые подвергали испытаниям, и результаты испытаний продемонстрированы в таблице 2.The compositions of the lubricating coating compositions that were tested and the test results are shown in Table 2.
Пример 1Example 1
Получали композицию смазывающего покрытия, которая содержала 25% уайт-спирита в качестве растворяющей среды, 50% (66,7 части) основного сульфоната кальция, характеризующегося числом основности 400 мг-КОН/г, в качестве основной смазки и 17% (22,7 части) стеарата кальция и 8% (10,6 части) петролатумного воска в обоих случаях в качестве дополнительных смазок. Части в скобках представляют собой количества соответствующих компонентов в массовых частях при расчете на 100 мас.ч. совокупного количества компонентов в композиции за исключением растворяющей среды.A lubricating coating composition was obtained that contained 25% mineral spirit as a solvent, 50% (66.7 parts) of basic calcium sulfonate, characterized by a basic number of 400 mg-KOH / g, as the main lubricant and 17% (22.7 parts) of calcium stearate and 8% (10.6 parts) of petrolatum wax in both cases as additional lubricants. Parts in brackets represent the quantities of the respective components in parts by weight, based on 100 parts by weight. the total amount of components in the composition with the exception of the solvent medium.
Данная композиция смазывающего покрытия содержала растворяющую среду и, таким образом, характеризовалась низкой вязкостью и высокой растекаемостью, так что ее легко было наносить и при выдерживании комнатной температуры можно было наносить по способу нанесения покрытия кистью на поверхность коробки резьбового соединения для испытания, использующегося в испытании на неоднократные затягивание и ослабление соединения, и на поверхность листа для испытания, использующегося в испытании на стойкость к солевому туману. С другой стороны, вследствие присутствия растворяющей среды, которая не характеризуется хорошей биоразлагаемостью, биоразлагаемость (БПК28) совокупной композиции смазывающего покрытия в морской воде составляла 26%, что превышало минимальное приемлемое значение 20%, но уступало тому, что имеет место в случае композиции примера 2, не содержащей какой-либо растворяющей среды.This lubricating coating composition contained a solvent medium and was thus characterized by low viscosity and high flowability, so that it was easy to apply and, at room temperature, it could be applied by brush coating on the surface of a box of a threaded joint for testing used in the test for Repeatedly tightening and loosening the joint, and onto the surface of the test sheet used in the salt spray test. On the other hand, due to the presence of a solvent medium that is not characterized by good biodegradability, the biodegradability (BOD 28 ) of the total lubricating coating composition in seawater was 26%, which exceeded the minimum acceptable value of 20%, but was inferior to what is the case with the composition of the example 2 not containing any solvent medium.
В испытании на неоднократные затягивание и ослабление соединения при использовании резьбового соединения для испытания, имеющего смазывающее покрытие, полученное из композиции, как для соединения, изготовленного из углеродистой стали, так и для соединения, изготовленного из стали 13Cr, можно было провести 10 циклов затягивания и ослабления соединения без возникновения задирания, что и требуется в случае соединения для насосно-компрессорных труб. В дополнение к этому, в испытании на стойкость к солевому туману в течение 1000 часов с использованием листа для испытания, имеющего смазывающее покрытие, полученное из композиции, какой-либо ржавчины не обнаружено ни на углеродистой стали, ни на стали 13Cr.In the test for repeated tightening and loosening of the joint using a threaded joint for the test having a lubricating coating obtained from the composition, both for the joint made of carbon steel and the joint made of 13Cr steel, 10 cycles of tightening and loosening could be carried out connections without scuffing, which is required in the case of connections for tubing. In addition, in a salt fog test for 1000 hours using a test sheet having a lubricating coating obtained from the composition, no rust was detected on either carbon steel or 13Cr steel.
Пример 2Example 2
Получали композицию смазывающего покрытия, которая не содержала растворяющей среды, но содержала 65% того же самого основного сульфоната кальция, что и использованный в примере 1, в качестве основной смазки и 23% стеарата кальция и 12% петролатумного воска в обоих случаях в качестве дополнительных смазок.A lubricating coating composition was obtained that did not contain a solvent medium but contained 65% of the same basic calcium sulfonate as that used in Example 1 as the main lubricant and 23% calcium stearate and 12% petroleum wax in both cases as additional lubricants .
Поскольку данная композиция смазывающего покрытия растворяющей среды не содержала и, таким образом, при комнатной температуре характеризовалась высокой вязкостью, ранее для уменьшения ее вязкости ее нагревали до 60°С, а после этого по способу нанесения покрытия кистью наносили на поверхность коробки резьбового соединения для испытания, использующегося в испытании на неоднократные затягивание и ослабление соединения, и поверхность листа для испытания, использующегося для испытания на стойкость к солевому туману. С другой стороны, вследствие отсутствия растворяющей среды она характеризуется хорошей биоразлагаемостью, и биоразлагаемость (БПК28) для совокупной композиции смазывающего покрытия в морской воде составляла 36%, что значительно превышало минимальное приемлемое значение 20% и являлось большим, чем то, что имеет место в случае композиции примера 1, содержащей растворяющую среду.Since this composition of the lubricating coating did not contain a solvent medium and, therefore, was characterized by high viscosity at room temperature, it was previously heated to 60 ° C to reduce its viscosity, and then, using the coating method, brushed onto the box surface of the threaded joint for testing, used in the test for repeated tightening and loosening of the joint, and the surface of the sheet for the test used for testing the resistance to salt fog. On the other hand, due to the absence of a solvent medium, it is characterized by good biodegradability, and biodegradability (BOD 28 ) for the total lubricating coating composition in sea water was 36%, which significantly exceeded the minimum acceptable value of 20% and was greater than what occurs in the case of the composition of example 1 containing a solvent medium.
В испытании на неоднократные затягивание и ослабление соединения при использовании резьбового соединения для испытания, имеющего смазывающее покрытие, полученное из композиции, как для соединения, изготовленного из углеродистой стали, так и для соединения, изготовленного из стали 13Cr, можно было провести 10 циклов затягивания и ослабления соединения без возникновения задирания, что и требуется в случае соединения для насосно-компрессорных труб. В дополнение к этому, в испытании на стойкость к солевому туману в течение 1000 часов с использованием листа для испытания, имеющего смазывающее покрытие, полученное из композиции, какой-либо ржавчины не обнаружено ни на углеродистой стали, ни на стали 13Cr.In the test for repeated tightening and loosening of the joint using a threaded joint for the test having a lubricating coating obtained from the composition, both for the joint made of carbon steel and the joint made of 13Cr steel, 10 cycles of tightening and loosening could be carried out connections without scuffing, which is required in the case of connections for tubing. In addition, in a salt fog test for 1000 hours using a test sheet having a lubricating coating obtained from the composition, no rust was detected on either carbon steel or 13Cr steel.
Сравнительный примерComparative example
Получали композицию смазывающего покрытия, которая содержала 15% уайт-спирита в качестве растворяющей среды, 72% (84,7 части) того же самого основного сульфоната кальция, что и использованный в примере 1, и 8% (9,4 части) петролатумного воска и 5% (5,9 части) порошкообразной полиэтиленовой смолы (которая описывается в документе JP 2002-173692 A1 в качестве предпочтительной смазывающей добавки вследствие ее воздействия на улучшение стойкости к задиранию) в обоих случаях в качестве дополнительных смазок. Части в скобках представляют собой количества соответствующих компонентов в массовых частях при расчете на 100 массовых частей совокупного количества компонентов в композиции за исключением растворяющей среды.A lubricating coating composition was obtained that contained 15% mineral spirit as a solvent, 72% (84.7 parts) of the same basic calcium sulfonate as that used in Example 1, and 8% (9.4 parts) of petroleum wax and 5% (5.9 parts) of a powdered polyethylene resin (which is described in JP 2002-173692 A1 as a preferred lubricant due to its effect on improving scoring resistance) in both cases as additional lubricants. The parts in parentheses are the amounts of the respective components in parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of components in the composition, excluding the solvent medium.
Данная композиция смазывающего покрытия содержала растворяющую среду и, таким образом, характеризовалась низкой вязкостью и высокой растекаемостью, так что ее легко было наносить и при выдерживании комнатной температуры можно было наносить по способу нанесения покрытия кистью на поверхности резьбового соединения для испытания, использующегося в испытании на неоднократные затягивание и ослабление соединения, и листа для испытания, использующегося в испытании на стойкость к солевому туману. Однако вследствие присутствия растворяющей среды, которая не характеризуется хорошей биоразлагаемостью, высокого уровня содержания основной смазки и присутствия порошкообразной полиэтиленовой смолы биоразлагаемость (БПК28) совокупной композиции смазывающего покрытия в морской воде составляла 12%, что уступало минимальному приемлемому значению 20%.This lubricating coating composition contained a solvent medium and was thus characterized by low viscosity and high flowability, so that it was easy to apply and at room temperature it could be applied by brush coating on the surface of a threaded joint for testing used in repeated tests tightening and loosening the joint and the test sheet used in the salt spray test. However, due to the presence of a solvent medium that is not characterized by good biodegradability, a high level of basic lubricant, and the presence of powdered polyethylene resin, the biodegradability (BOD 28 ) of the total lubricating coating composition in sea water was 12%, which was inferior to the minimum acceptable value of 20%.
В испытании на неоднократные затягивание и ослабление соединения при использовании резьбового соединения для испытания, имеющего смазывающее покрытие, полученное из композиции, как для соединения, изготовленного из углеродистой стали, так и для соединения, изготовленного из стали 13Cr, можно было провести 10 циклов затягивания и ослабления соединения без возникновения задирания, что и требуется в случае соединения для насосно-компрессорных труб. В дополнение к этому, в испытании на стойкость к солевому туману в течение 1000 часов с использованием листа для испытания, имеющего смазывающее покрытие, полученное из композиции, какой-либо ржавчины не обнаружено ни на углеродистой стали, ни на стали 13Cr.In the test for repeated tightening and loosening of the joint using a threaded joint for the test having a lubricating coating obtained from the composition, both for the joint made of carbon steel and the joint made of 13Cr steel, 10 cycles of tightening and loosening could be carried out connections without scuffing, which is required in the case of connections for tubing. In addition, in a salt fog test for 1000 hours using a test sheet having a lubricating coating obtained from the composition, no rust was detected on either carbon steel or 13Cr steel.
Таким образом, в данном сравнительном примере желательные стойкость к задиранию и противокоррозионные свойства могли быть достигнуты, поскольку композиция, которую использовали, содержала большое количество основного сульфоната кальция, обладающего хорошими смазывающей способностью и противокоррозионными свойствами, совместно с порошкообразным полиэтиленом, обладающим хорошей смазывающей способностью. Однако композиция не могла удовлетворить желательному критерию биоразлагаемости и поэтому не может быть использована в стране или регионе, в которых введены в действие жесткие предписания по природоохранному законодательству.Thus, in this comparative example, the desired resistance to scuffing and anticorrosion properties could be achieved since the composition that was used contained a large amount of basic calcium sulfonate having good lubricity and anticorrosion properties, together with powdered polyethylene having good lubricity. However, the composition could not satisfy the desired biodegradability criterion and therefore cannot be used in a country or region in which strict regulations on environmental legislation have been enacted.
Стандартный примерStandard example
В стандартном примере оценивали эксплуатационные характеристики компаундной консистентной смазки, предусмотренной в технических условиях от АНИ BUL 5A2, которая содержала большое количество порошкообразного тяжелого металла. В испытании на неоднократные затягивание и ослабление соединения при использовании резьбового соединения для испытания, имеющего смазывающее покрытие, полученное из жира, как для соединения, изготовленного из углеродистой стали, так и для соединения, изготовленного из стали 13Cr, можно было провести 10 циклов затягивания и ослабления соединения без возникновения задирания, что и требуется в случае соединения для насосно-компрессорных труб. В дополнение к этому, в испытании на стойкость к солевому туману в течение 1000 часов с использованием листа для испытания, имеющего смазывающее покрытие, полученное из жира, какой-либо ржавчины не обнаружено ни на углеродистой стали, ни на стали 13Cr.In a standard example, the performance of the compound grease provided in the specifications from ANI BUL 5A2, which contained a large amount of powdered heavy metal, was evaluated. In a test for repeatedly tightening and loosening a joint using a threaded joint for a test having a grease coating derived from fat, for both the joint made of carbon steel and the joint made of 13Cr steel, 10 cycles of tightening and loosening could be carried out connections without scuffing, which is required in the case of connections for tubing. In addition, in a salt fog test for 1000 hours using a test sheet having a grease coating derived from fat, no rust was detected on either carbon steel or 13Cr steel.
Таким образом, было подтверждено то, что стойкость к задиранию и противокоррозионные свойства композиции смазывающего покрытия, соответствующей настоящему изобретению, которая характеризуется хорошей биоразлагаемостью, являются настолько же хорошими, как и то, что имеет место в случае компаундной консистентной смазки, которая содержит большое количество вредных тяжелых металлов, таких как свинец, и, таким образом, не может быть использована в регионе, в котором введены в действие жесткие предписания по природоохранному законодательству.Thus, it was confirmed that the resistance to scuffing and anticorrosion properties of the lubricating coating composition of the present invention, which is characterized by good biodegradability, are as good as those of a compound grease that contains a large amount of harmful heavy metals such as lead, and thus cannot be used in a region where strict environmental regulations have been enacted woo.
Claims (8)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006-280478 | 2006-10-13 | ||
| JP2006280478A JP5145684B2 (en) | 2006-10-13 | 2006-10-13 | Lubricating film forming composition suitable for threaded joints for steel pipes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009117854A RU2009117854A (en) | 2010-11-20 |
| RU2418041C2 true RU2418041C2 (en) | 2011-05-10 |
Family
ID=39282983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009117854/04A RU2418041C2 (en) | 2006-10-13 | 2007-10-12 | Lubricant coating composition suitable for use in threaded joints of pipes |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20090264326A1 (en) |
| EP (1) | EP2079822A4 (en) |
| JP (1) | JP5145684B2 (en) |
| CN (1) | CN101535458B (en) |
| AR (1) | AR063281A1 (en) |
| BR (1) | BRPI0717398A2 (en) |
| CA (1) | CA2665966C (en) |
| MX (1) | MX336519B (en) |
| NO (1) | NO20091381L (en) |
| RU (1) | RU2418041C2 (en) |
| WO (1) | WO2008044799A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2606388C1 (en) * | 2015-07-20 | 2017-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательское производственное предприятие"ВАЛЬМА" | Thread lubricant |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AR076167A1 (en) * | 2009-03-30 | 2011-05-26 | Sumitomo Metal Ind | APPLIANCE AND METHOD FOR THE APPLICATION OF A LUBRICANT TO A THREADED PORTION OF A STEEL PIPE |
| FR2966191B1 (en) | 2010-10-15 | 2013-11-01 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | TUBULAR THREADED COMPONENT AND RESULTING SEAL |
| DE202011104255U1 (en) | 2011-08-11 | 2011-11-15 | Voswinkel Entwicklungs- Und Verwaltungs-Gmbh & Co. Kg | Screw coupling for releasably connecting high pressure hydraulic lines |
| WO2015030252A1 (en) | 2013-09-02 | 2015-03-05 | 新日鐵住金株式会社 | Composition for forming lubricating coating film, and threaded joint for steel pipe |
| US9643206B2 (en) * | 2013-09-20 | 2017-05-09 | Nabors Industries, Inc. | Lubricant application to threaded pipe connections |
| JP5979795B2 (en) * | 2014-10-28 | 2016-08-31 | ヤマハ発動機株式会社 | Connecting rod, internal combustion engine and motor vehicle |
| CN109416140A (en) * | 2016-06-30 | 2019-03-01 | 新日铁住金株式会社 | The manufacturing method of pipe screw joint and pipe screw joint |
| MX2019004361A (en) * | 2016-10-18 | 2019-06-12 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | Threaded joint for pipe and method for manufacturing threaded joint for pipe. |
| US11732211B2 (en) | 2021-11-30 | 2023-08-22 | Rtx Scientific, Incorporated | Pipe sealing compound/adjunct lubricant |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2813375B1 (en) | 2000-08-31 | 2003-06-20 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | THREADED ELEMENT FOR TUBULAR THREAD-RESISTANT THREADED JOINT |
| JP4092871B2 (en) * | 2000-12-04 | 2008-05-28 | 住友金属工業株式会社 | Composition for forming a lubricating coating suitable for lubricating treatment of threaded joints |
| JP2003073681A (en) * | 2001-09-03 | 2003-03-12 | Hitachi Ltd | Working medium composition for refrigerator and refrigerator using the composition |
| JP2003301190A (en) * | 2002-02-06 | 2003-10-21 | Nsk Ltd | Grease composition and rotary apparatus |
| US6919301B2 (en) * | 2001-10-16 | 2005-07-19 | Nsk Ltd. | Grease composition and rolling apparatus |
| JP4218423B2 (en) * | 2002-05-31 | 2009-02-04 | 住友金属工業株式会社 | Threaded joints for steel pipes |
| DE60330164D1 (en) * | 2002-05-31 | 2009-12-31 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | SCREW CONNECTION FOR STEEL TUBE |
| JP4305631B2 (en) * | 2003-04-11 | 2009-07-29 | 株式会社ジャパンエナジー | Biodegradable lubricant |
| JP4599874B2 (en) * | 2004-04-06 | 2010-12-15 | 住友金属工業株式会社 | Threaded joint for oil well pipe and method for manufacturing the same |
| RU2360174C1 (en) | 2005-03-29 | 2009-06-27 | Сумитомо Метал Индастриз, Лтд. | Threaded connection for steel pipes |
-
2006
- 2006-10-13 JP JP2006280478A patent/JP5145684B2/en active Active
-
2007
- 2007-10-12 CA CA2665966A patent/CA2665966C/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-10-12 CN CN2007800427433A patent/CN101535458B/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-10-12 MX MX2009003864A patent/MX336519B/en unknown
- 2007-10-12 EP EP07830127.2A patent/EP2079822A4/en not_active Withdrawn
- 2007-10-12 AR ARP070104541A patent/AR063281A1/en active IP Right Grant
- 2007-10-12 WO PCT/JP2007/070393 patent/WO2008044799A1/en active Application Filing
- 2007-10-12 BR BRPI0717398-9A patent/BRPI0717398A2/en not_active Application Discontinuation
- 2007-10-12 RU RU2009117854/04A patent/RU2418041C2/en not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-04-03 NO NO20091381A patent/NO20091381L/en not_active Application Discontinuation
- 2009-04-10 US US12/385,531 patent/US20090264326A1/en not_active Abandoned
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2606388C1 (en) * | 2015-07-20 | 2017-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательское производственное предприятие"ВАЛЬМА" | Thread lubricant |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MX2009003864A (en) | 2009-07-02 |
| AR063281A1 (en) | 2009-01-21 |
| CN101535458A (en) | 2009-09-16 |
| US20090264326A1 (en) | 2009-10-22 |
| JP2008095019A (en) | 2008-04-24 |
| CA2665966C (en) | 2012-01-03 |
| BRPI0717398A2 (en) | 2013-10-15 |
| CA2665966A1 (en) | 2008-04-17 |
| JP5145684B2 (en) | 2013-02-20 |
| RU2009117854A (en) | 2010-11-20 |
| EP2079822A1 (en) | 2009-07-22 |
| EP2079822A4 (en) | 2014-08-20 |
| MX336519B (en) | 2016-01-21 |
| NO20091381L (en) | 2009-07-09 |
| WO2008044799A1 (en) | 2008-04-17 |
| CN101535458B (en) | 2013-06-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2418041C2 (en) | Lubricant coating composition suitable for use in threaded joints of pipes | |
| RU2281429C2 (en) | Threaded connection | |
| CA2602417C (en) | Threaded joint for steel pipes | |
| US7740285B2 (en) | Threaded joint for steel pipes | |
| RU2604526C2 (en) | Pipe threaded joint and forming lubricating coating composition for use therein | |
| RU2406003C1 (en) | Threaded joint for steel pipes | |
| US7883118B2 (en) | Threaded joint for steel pipes | |
| CA2816260C (en) | Tubular threaded joint having improved high torque performance | |
| JP6025994B2 (en) | Lubricating film forming composition and steel pipe threaded joint | |
| WO2018003455A1 (en) | Screw joint for pipe and manufacturing method for screw joint for pipe | |
| JP6872032B2 (en) | Threaded pipe fittings with a composition and a lubricating coating layer formed from the composition | |
| OA17268A (en) | Tubular threaded joint having improved high torque performance. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20140623 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201013 |