BRPI0717398A2

BRPI0717398A2 - Composição de revestimento lubrificante adequada para juntas tubulares rosqueadas

Info

Publication number: BRPI0717398A2
Application number: BRPI0717398-9A
Authority: BR
Inventors: Ryuichi Imai; Kunio Goto
Original assignee: Sumitomo Metal Ind; Vallourec Mannesmann Oil & Gas
Priority date: 2006-10-13
Filing date: 2007-10-12
Publication date: 2013-10-15
Also published as: NO20091381L; RU2418041C2; MX2009003864A; CN101535458A; MX336519B; EP2079822A1; US20090264326A1; JP2008095019A; CN101535458B; RU2009117854A; EP2079822A4; WO2008044799A1; CA2665966A1; JP5145684B2; CA2665966C; AR063281A1

Description

"COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO LUBRIFICANTE ADEQUADA PARA JUNTAS TUBULARES ROSQUEADAS".

Campo da Técnica

Esta invenção refere-se a uma composição de revestimento lubrificante adequada para o tratamento de revestimento lubrificante de juntas tubulares rosqueadas que são usadas para conectar produtos tubulares petrolíferos (abreviados como OCTG) uns aos outros.

Uma junta tubular rosqueada que possui um revestimento lubrificante formado através do tratamento com uma composição, de acordo com a presente invenção, pode ser usada para conectar os OCTG sem a aplicação de uma graxa lubrificante que contém uma grande quantidade de metais pesados e, portanto, aumenta a preocupação de causar poluição ambiental, mesmo se a junta do tipo que possui uma porção de contato metal a metal não tratada que dota a junta com capacidade de vedação, porém, que torna a junta suscetível a esfolamento. Fundamentos da Técnica

Os OCTG são tubagens e compartimentos que são usados para escavar poços de petróleo. Eles são, geralmente, montados no lugar conectando-se tubos de aço que têm um comprimento na ordem de algumas dezenas de metros uns nos outros utilizando juntas tubulares rosqueadas. Convencionalmente, a profundidade dos poços tem de 2.000 a 3.000 metros, porém, em campos de petróleo marítimos profundos recentes, a mesma pode atingir de 8.000 a 10.000 metros.

Neste ambiente de uso, uma junta rosqueada para conectar OCTG é submetida não somente a uma carga sob a forma de uma força de tensão axial causada pelo peso de OCTG e juntas conectadas a estes, mas, também, uma pressão interna e externa combinada e calor subterrâneo. Portanto, deve-se manter uma conexão hermética sem ruptura mesmo em um ambiente severo.

Durante a operação de redução de tubagem ou compartimento em um poço de petróleo, uma junta tubular rosqueada que foi apertada uma vez é, algumas vezes, afrouxada e, então, reapertada. O API (Instituto Americano de Petróleo)requer uma junta tubular rosqueada para que os OCTG tenham resistência ao esfolamento suficiente para tornar possível apertar (enroscar) e afrouxar (desenroscar) dez vezes uma junta para tubagem e três vezes uma junta para compartimento sem a ocorrência de esfolamento (emperramento severo irreparável) enquanto se mantém impermeável.

Uma junta tubular rosqueada que tem boa capacidade de vedação quando usada para conectar OCTG tem a estrutura pino-caixa capaz de formar uma vedação de contato metal a metal. Com uma junta tubular rosqueada típica deste tipo, um pino é formado na superfície externa de cada porção de extremidade de um tubo de aço e inclui uma porção rosqueada com uma rosca macho (externa) e uma porção de contato metal a metal não rosqueada, enquanto uma caixa é formada na superfície interna de um acoplamento, que consistem em um elemento de conexão separado, e inclui a porção rosqueada com uma rosca fêmea (interna) e uma porção de contato metal a metal não rosqueada. A junta tubular rosqueada é apertada inserindo-se o pino na caixa e apertando- se as roscas macho e fêmea até que a porções de contato metal a metal não rosqueadas do pino e da caixa entrem firmemente em contato umas com as outras para formarem uma vedação de contato metal a metal. Antes de apertar a junta, uma graxa lubrificante chamada de graxa composta é geralmente aplicada nas superfícies das porções rosqueadas e nas porções de contato metal a metal não rosqueadas que são as porções de engate da junta quando a mesma é apertada, a fim de dotar estas porções de resistência ao esfolamento e impermeabilidade aprimoradas. As porções de engate de uma junta tubular rosqueada podem ser pré-tratadas a fim de terem uma aspereza de superfície aumentada através de tratamento de superfície, tal como fosfatação a fim de aumentar a retenção de uma graxa composta.

Entretanto, a graxa composta contém uma grande quantidade de pó de metais pesados, tais como, chumbo, zinco e cobre, a fim de dotar a graxa composta de resistência à lubricidade e corrosão suficiente. Portanto, a graxa aplicada causa poluição ambiental se a mesma for lavada ou extraída em seus arredores. Além disso, o processo de aplicação de uma graxa composta piora o ambiente de trabalho e reduz a eficiência da operação de montagem de OCTG. Consequentemente, existe uma demanda de uma junta tubular rosqueada que complete sua função de maneira suficiente sem a aplicação de uma graxa composta. Com o objetivo de proporcionar uma junta tubular rosqueada que possa ser usada sem a aplicação de uma graxa composta, uma composição de revestimento lubrificante para formação de um revestimento lubrificante nas porções de engate de uma junta tubular rosqueada e um revestimento ou camada lubrificante formado a partir de tal composição são propost os nos documentos de patentes japonesas a seguir: Documento de Patente 1: JP 2002-173692 Al

Documento de Patente 2: JP 2004-53013 Al Documento de Patente 3: JP 2004-507698 Al. Descrição as Invenção

Uma vez que a Convenção OSPAR (Oslo-Paris) ligada à prevenção de poluição marítima no Atlântico Nordeste tornou-se efetiva em 1998, os regulamentos ambientais rígidos aumentaram em uma escala global. Na escavação de poços de gá s e poços de petróleo em sondas marítimas, a fim de minimizar a descarga de agentes causadores de poluição marinha, existe uma tendência recente de que qualquer substânci a usada em uma sonda e que é capaz de ser descarregada no ambiente requer uma avaliação de impacto ambiental da mesma. Se a substânci a d = não atender os padrões daquele país ou região, o uso da substância é proibido.

As propriedades a serem avaliadas nesta avaliação de impacto ambiental são prescritas na Convenção OSPAR como o HOCNF (Harmonized Offshore Chemical Notification Format). Entre estas propriedades, a biodegradabilidade (abreviada como BOD) é particularmente importante.

Para uma junta tubular rosqueada, uma avaliação de impacto ambiental de uma graxa composta certamente é requerida, uma vez que seu uso envolve de maneira inevitáve 1 operações de aplicação e lavagem em uma sonda. Os revestimentos lubrificantes e composições de revestimento para formação de tal revestimento, conforme propostos nos Documentos de Patente listados acima, também devem ser submetidos a tal avaliação, uma vez que existe a possibilidade de tal revestimento ser descarregado em seus arredores durante a lavagem de uma junta. Entretanto, embora as propriedades de lubricidade e anticorrosivas dos revestimentos lubrificantes e composições de revestimento que foram propostas na técnica anterior seja levadas em consideração, suas composições não são projetadas considerando a biodegradabilidade, que agora consiste em um item importante que requer avaliação, e elas não foram avaliadas em relação ao seu impacto ambiental. Portanto, seu uso tornou-se difícil sob condições recentes em que os regulamentos ambientais estão se tornando cada vez mais rígidos.

Um objetivo da presente invenção é proporcionar uma junta tubular rosqueada adequada ao uso na conexão de produtos tubulares petrolíferos (OCTG) que elimine os problemas da técnica anterior descritos acima.

Um objetivo mais específico da presente invenção é proporcionar uma junta tubular rosqueada que possa ser usada para conectar OCTG sem a aplicação de uma graxa lubrificante, tal como uma graxa composta, e sem problemas relacionados à lubricidade, que evita a ferrugem e exibe resistência ao esfolamento e impermeabilidade aprimorada, e que pode ser usada mesmo em países ou regiões que têm regulamentos ambientais rígidos. Outro objetivo da presente invenção é proporcionar uma composição de revestimento lubrificante para uso na fabricação de tal junta tubular rosqueada.

A fim de atingir os objetivos acima, os presentes inventores realizam investigações em diversas composições de revestimento lubrificantes adequadas para uma junta tubular rosqueada em relação às propriedades de biodegradabilidade, lubricidade e anticorrosivas.

(A) Biodegradabilidade (BOD)

A fim de determine a avaliação de impacto ambiental no oceano, os seguintes métodos de teste são geralmente usados para avaliar a biodegradabilidade de uma substância em águ a do mar:

(a) Diretrizes OECD para teste de produtos químicos - 1992 OECD 306:

Biodegradabilidade em Água do Mar, Método do Frasco Fechado; e

(b) Variante de água do mar modificada de ISO TC/147, SC5/WG4 N141 1990: teste de BOD para substâncias inso lúveis.

Entre estes métodos, aquele que é mais adequada para a amostra particular deve ser empregado. Em cada método de teste, o resultado do teste é indicado em porcentagem (por exemplo, BOD = 15%), e quanto maior o valor de BOD, mais alta é a biodegradabilidade, que indica um impacto mais baixo no ambiente. A biodegradabilidade avaliada por cada método é aceitável se o valor de BOD medido após 28 dias (daqui por diante referido como BODi8) for pelo menos 20% ou "BODi8 20%". No presente, o valor de BOD mínimo aceitável difere entre os países ou regiões, porém, o critério "BOD28 20%" pode atender o nível mínimo aceitável de BOD para as substâncias que podem ser usadas em uma sonda marítima, de acordo com as regulamentações da Noruega, que são conhecidas como as mais rígidas.

Um teste de biodegradabilidade para uso no projeto da composição de uma composição de revestimento lubrificante pode ser realizado separadamente em cada um dos componentes candidatos na composição. Entretanto, em vista da situação de embarque de juntas tubulares rosqueadas como um produto, o julgamento final de biodegradabilidade deve ser feito com base em uma avaliação total de uma composição de revestimento lubrificante que combine as avaliações dos componentes individuais.

(B) Lubricidade

Um lubrificante baseado em qualquer um entre um sal de sulfonato básic o, um sal de silicato básico, um sal de fenato básico e um sal de carboxilato bás ico se encontra sob a forma de um semi-sólido semelhante à graxa à temperatura ambiente e exibe fluidez sob pressão hidrostá tica. Quando sua lubricidade foi calculada através do número de ciclos de aperto e afrouxamento antes de o esfolamento ocorrer em um teste de aperto e afrouxamento repetido que usa juntas tubulares rosqueadas reais, descobriu-se que estes lubrificantes básicos exibem boa resistência ao esfolamento mesmo com um revestimento relativamente fino.

(C) Propriedades Anticorrosivas

Quando as propriedades anticorrosivas de sais de sulfonato, sais de salicilato, sais de fenato e sais de carboxilato foram avaliadas por um teste de aspersão de sal de acordo com JIS Z2371, descobriu-se que um sal básico apresentou propriedades anticorrosivas melhores que um sal neutro para cada um destes sais.

Mediante a investigação adicional baseada na descoberta de que qualquer um entre um sal de sulfonato básico, um sal de silicato bá sico, um sal de fenato básico e um sal de carboxilato básico pode exibir boa lubricidade e boas propriedades anticorrosivas com revestimento relativamente fino, descobriu-se que este tipo de lubrificante bá sico não tem boa biodegradabilidade, porém, ainda pode satisfazer o critério alvo "BOD28 = 20%" através da adição de um ou mais componentes lubrificantes no mesmo para formar uma composição de revestimento lubrificante enquanto mantém boas propriedades de lubricidade e anticorrosivas. A presente invenção proporciona uma composição de revestimento lubrificante que compreende pelo menos um lubrificante básico selecionado a partir de um sal de sulfonato básico, um sal de silicato básico, um sal de fenato básico e um sal de carboxilato bás ico, sendo que a composição tem um valor de biodegradabilidade (BOD) de pelo menos 20%, quando medido após 28 dias em água do mar. Em uma modalidade preferida, uma composição de revestimento

lubrificante, de acordo com a presente invenção, compreende adicionalmente pelo menos um lubrificante adicional selecionado a partir daqueles que têm uma biodegradabilidade mais alta (maior) que a do lubrificante bás ico. O lubrificante adicional é selecionado, de preferência, a partir de um sal de metal de ácido graxo e uma cera e, mais preferencialmente, o mesmo compreende pelo menos um sal de metal de ácido graxo e pelo menos uma cera. O sal de metal de ácido graxo é selecionado, de preferência, a partir de sais de metal alcalino-terroso de á cido esteár ico ou áci do oléico. Uma composição química preferida de uma composição de revestimento lubrificante, de acordo com a presente invenção, pode conter até 30% por massa de um meio de dissolução orgânica volátil (solvente) e o restante compreende, quando a quantidade total da composição restante é tomada como 100 partes por massa, 55 a 75 partes por massa de um lubrificante bás ico, 20 a 25 partes por massa de um sal de metal de ácido graxo e 10 a 20 partes por massa de uma cera.

A presente invenção também proporciona uma junta tubular rosqueada constituída por um pino e uma caixa que tem uma porção rosqueada e uma porção de contato metal a metal não rosqueada como porções de engate, caracterizada pelo fato de que as superfícies das porções de engate de pelo menos um pino e uma caixa são revestidas com a composição de revestimento lubrificante descrita acima com uma espessura de pelo menos 10 micrômetros que permitem, deste modo, que a junta seja apertada sem a aplicação de uma graxa composta. Na presente invenção, o termo "lubrificante" indica um agente de aperfeiçoamento de lubricidade. Um pino consiste em um elemento de uma junta tubular rosqueada que tem uma porção rosqueada macho (externa), enquanto uma caixa consiste no outro elemento da junta que tem uma porção rosqueada fêmea (interna).

Uma junta tubular rosqueada que tem um revestimento lubrificante formado a partir de uma composição de revestimento lubrificante, de acordo com a presente invenção, tem alta biodegradabilidade e ainda exibe resistência ao esfolamento e propriedades anticorrosivas satisfatórias no mesmo nível que o obtido com a aplicação de uma graxa composta. Como um resultado, a mesma pode ser usada sem a aplicação de uma graxa composta e sem qualquer preocupação com poluição ambiental mesmo em um país ou região que possui regulamentos ambientais rígidos.

Breve Descrição dos De senhos

A Figura 1 é um diagrama esquemático que mostra um tubo de aço para OCTG e um acoplamento que são montados juntos para transporte.

A Figura 2 é um diagrama esquemático que mostra uma junta tubular rosqueada que tem uma porção rosqueada e uma porção de contato metal a metal não rosqueada.

A Figura 3 é um diagrama esquemático que mostra pequenos vãos em uma porção rosqueada e uma porção de contato metal a metal não rosqueada de uma junta tubular rosqueada.

Melhor Modo para Realizar a Invenção

Na descrição a seguir, qualquer porcentagem que se refere a uma composição química é por massa, exceto quando indicada em contrário.

Os componentes que podem constituir uma composição de revestimento lubrificante, de acordo com a presente invenção, são descritos individualmente abaixo.

[Meio de Dissolução]

Um meio de dissolução ou solvente pode ser usado para dissolver ou dispersar o lubrificante básico e um ou mais lubrificantes opcionais, assim como outros aditivos, se usados, que facilitam, deste modo, a formação de um revestimento lubrificante que tem uma espessura uniforme e uma composição uniforme de uma maneira eficiente. Portanto, se um revestimento lubrificante satisfatório puder ser formado com os componentes lubrificantes sozinhos, é desnecessário usar um meio de dissolução em uma composição de revestimento.

Na presente invenção, uma vez que o componente principal de um revestimento lubrificante consiste em um ou mais lubrificantes, um meio de dissolução orgânica é usado. Não existe limitação quanto ao tipo de meio de dissolução desde que o mesmo tenha um alto poder de dissolução para os componentes lubrificantes na composição e volatilize facilmente. Os meios de dissolução preferidos são os solventes de petróleo, tais como aqueles que correspondem à gasolina industrial prescrita em JIS K2201 e que incluem essência solvente e mineral, nafta de petróleo aromático, xileno e Cellosolves. Um meio de dissolução que tem um ponto de fulgor de 300C ou mais alto, uma temperatura de ebulição inicial de 150°C ou mais alta e um ponto de ebulição final de 210°C ou mais baixo é adequado devido a sua facilidade de manuseio, evaporação rápida e tempo de secagem curto. A partir do ponto de vista da biodegradabilidade, a essência mineral é preferível.

A biodegradabilidade de um meio de dissolução orgânica geralmente não é muito alta. Portanto, se estiver presente em uma composição de revestimento lubrificante em uma grande quantidade, a biodegradabilidade de toda a composição é piorada. A quantidade de um meio de dissolução é preferencialmente selecionada, desde que a biodegradabilidade de uma composição de revestimento lubrificante satisfaça as condições para BOD definidas pela presente invenção, de modo que o meio de dissolução possa aperfeiçoar a molhabilidade da superfície a ser revestida e a capacidade de espalhamento da composição de revestimento e facilitar a adsorção dos agentes de aperfeiçoamento de lubricidade (lubrificantes) descritos abaixo pela superfície, além de sua função pretendida de dissolver ou dispersar uniformemente os lubrificantes.

A quantidade de um meio de dissolução em uma composição de revestimento lubrificante fica, de preferência, na faixa de 0% a 30% e, mais preferencialmente, de 5% a 25%. Se a quantidade for muito pequena, a viscosidade da composição de revestimento lubrificante pode ser tão alta, que é difícil para a composição formar um revestimento uniforme e exibir a função de adsorção descrita acima. Se a mesma for muito grande, é difícil a composição ter uma biodegradabilidade desejada.

[Lubrificante Básico]

Em uma composição, de acordo com a presente invenção, pelo menos um lubrificante básico selecionado a partir de sais de sulfonato básico, sais de silicato básico, sais de fenato básico e sais de carboxilato básico é usado como um componente principal de agentes de aperfeiçoamento de lubricidade (lubrificantes). O termo "componente principal" nem sempre significa que se encontra presente na maior quantidade, mas indica que o lubrificante bá sico desempenha um papel principal para obter o desempenho de lubrificação desejado. Todas as quatro classes descritas acima de lubrificantes básicos consistem em um sal formado a partir de um ácid o aromático e um excesso alcalino. Àtemperatura ambiente, eles consistem em um semi-sólidosemelhante à graxa substância que compreende um óleo e o excesso alcalino disperso no deo sob a forma de micropartículas coloidais. A biodegradabilidade de qualquer um destes lubrificantes básico s é baixa e não pode satisfazer o critério "BOD28 20%" por si só. Deste modo, à medida que a quantidade de um lubrificante bás ico em uma composição de revestimento lubrificante aumenta, a biodegradabilidade deste tende a diminuir. Consequentemente, um lubrificante bá sico se encontra presente em uma composição de revestimento lubrificante em uma quantidade que é eficaz no aperfeiçoamento da resistência ao esfolamento de propriedades anticorrosivas da composição, desde que a composição tenha, como um todo, uma biodegradabilidade que satisfaça o critério acima. A quantidade de um lubrificante bás ico fica, de preferência, na faixa de 55 a 70 partes por massa, quando a massa total da composição que exclui o meio de dissolução descrito acima (ou seja, a quantidade total de todos os componentes não voláte is que constituem um revestimento lubrificante) é tomada como 100 partes por massa.

Entre as quatro classes dos lubrificantes bás icos mencionados acima, um sal de sulfonato básico é mais vantajoso em termos de propriedades de lubricidade e anticorrosivas. O ác ido sulfôrico que constitui o sal de sulfonato pode ser um ácid o sulfônicode petróleo obtido através da sulfonação de componentes aromáticos de frações de petróleo ou um áci do sulfôiico sintético. Os exemplos de áci do sulfôrico sintético incluem ácido dodecil benzeno sulfônico,ácido dinonil naftaleno sulfôiico, e similares. O sal de um ácido sulfônico pode ser um sal de metal alcalino ou um sal de metal alcalino- terroso. De preferência, o mesmo é um sal de metal alcalino e, mais preferencialmente, um sal de cálcio (ou seja, um sulfonato de cálcio bás ico). De maneira similar, em relação a um sal de silicato bás ico, um sal de fenato básico e um sal de carboxilato básico, um sal de metal alcalino e, particularmente, um sal de cálcio é preferido.

Abaixo, a presente invenção será descrita em relação a uma modalidade na qual o lubrificante bási co é um sulfonato de cálcio bá sico, porém, a invenção não se restringe a esta modalidade. A explicação a seguir é, geralmente, aplicável a outras modalidades em que o lubrificante básico é um sulfonato básico diferente de um sulfonato de cálcio bá sico ou o mesmo é um sal de silicato básico, um sal de fenato básico ou um sal de carboxilato básico, embora a quantidade de lubrificante bás ico possa ser ajustada levando em consideração a biodegradabilidade e outras propriedades da composição. Um sulfonato de cálcio básico que pode ser usado na presente invenção é uma substância conhecida e comercialmente disponível sob o nome Sulfol 1040, disponível junto a Matsumura Oil Research Corp. e sob o nome Lubrizol 5318 disponível junto a Lubrizol Corp, por exemplo.

Um sulfonato de cálcio básico pode ser preparado dissolvendo-se um sal de sulfonato neutro em um solvente, que pode ser adequadamente selecionado a partir de hidrocarbonetos aromát icos, alcoóise óleo mineral e, então, adicionando-se à solução resultante uma quantidade de hidróxido de cálci o requerida para formar um sulfonato de cálcio bá sico desejado seguido pela mistura. O gás dió?ido de carbono é subseqüentemente passado através da mistura em uma quantidade em excesso, a fim de carbonatar de maneira suficiente o hidróxüo de cálcio adicionado, e a mistura de reação é filtrada apcs a adição de um auxiliar de filtro, tal como, argila ativada. O sulfonato de cálcio básico desejado é obtido através da destilação do filtrado em uma pressão reduzida para remover o solvente volát il.

Em cada forma de um produto comercialmente disponível e de um produto sintético, um sulfonato de cálcio básico consiste em ma substância semi-sólida semelhante à graxa que contém carbonato de cálcio sob a forma de micropartículas coloidais que são dispersas de maneira estável em um óleo. As micropartículas dispersas de carbonato de cálcio funcionam como um lubrificante solido e permitem que o sal de sulfonato básico exiba lubricidade significativamente aperfeiçoada sobre o deo lubrificante líquido comum, particularmente, sob condições de aperto severas que têm uma grande quantidade de interferência de rosca. Quando seus trabalhos lubrificantes entre as superfícies de atrito têm pequenas irregularidades (aspereza de superfície), os mesmos podem apresentar um efeito de prevenção de esfolamento ainda mais aperfeiçoado devido ao efeito micro-lubrificante através da pressão de fluido hidrostát ico do óleo combinado com a ação de lubrificação solida das micropartículas. Este efeito pode ser obtido de maneira similar em outros lubrificantes básicos.

Àmedida que o número de base (conforme especificado em JIS K2501) do lubrificante bás ico que é usado aumenta, sua lubricidade (resistência ao esfolamento) tende a aumentar, uma vez que a quantidade de micropartículas de carbonato de cá leio que servem como um lubrificante sóldo aumenta. Além disso, se o lubrificante tiver uma basicidade mais alta que um certo nível, o mesmo pode exercer sua atividade de neutralizar uma substância ácida de maneira eficaz tornando possível, deste modo, proporcionar um revestimento lubrificante com uma capacidade anti-ferrugem aumentada. Por estas razões, prefere-se que o lubrificante básico que é usado na presente invenção tenha um número de base (de acordo com JIS K2501) de pelo menos 50 mg-KOH/g. Se dois ou mais lubrificantes básicos forem usados, o número de base consiste em uma média ponderada de seus número de bases. Entretanto, se o lubrificante tem um número de base que excede 500 mg-KOH/g, sua natureza hidrofílica é aumentada, levando a uma redução das propriedades anticorrosivas e a uma fácil ocorrência de ferrugem. Uma faixa preferida para o número de base do lubrificante básico é de 100 a 500 mg-KOH/g e uma faixa mais preferida é de 250 a 450 mg-KOH/g.

[Lubrificantes Adicionais]

Além do lubrificante bá sico descrito acima que consiste em um lubrificante principal, uma composição de revestimento lubrificante, de acordo com a presente invenção, contém preferencialmente um ou mais lubrificantes adicionais as agentes de aperfeiçoamento de lubricidade. Aqueles que têm melhor biodegradabilidade (mais alta) que o lubrificante bás ico são usados como os lubrificantes adicionais. Como um resultado, mesmo no caso em que um lubrificante altamente básico que não tem boa biodegradabilidade é usado como um lubrificante principal é possível obter uma composição de revestimento lubrificante que satisfaça a condição de biodegradabilidade, de acordo com a presente invenção.

Os lubrificantes adicionais são selecionados, de preferência, a partir de sais de metal de ácido graxo e ceras. Mais preferencialmente, pelo menos um sal de metal de ácido graxo e pelo m enos uma cera são usados como lubrificantes adicionais.

< Sal de Metal de Ácid o Graxo > Um sal de metal alcalino de um ácido graxo é usado, de preferência, como

um sal de metal de ácido graxo, uma vez que sais de ácido graxo com outros metais têm biodegradabilidade inferior ou não são preferidos a partir de um ponto de vista ambiental. Um sal de metal de áci do graxo é ativo como um lubrificante, embora sua atividade seja mais baixa que a do lubrificante bás ico descrito acima, tal como um sulfonato de cálci o básico.

A porção de ácido graxo do sal é, de preferência, aquela que tem de 12 a átomos de carbono a partir dos pontos de vista de propriedades de lubricidade e anticorrosivas. O ácido graxo pode ser um áci do graxo misturado derivado de gordura natural ou óleo graxo, tal como sebo de carne bovina, banha de porco, gordura de lã, óleo de palma, óleo de semente de colza e óleo de côcoou um único ácido graxo, tal como ácido lá urico, ácid o tridecanóico, ác ido mirístico, ácido palmítico, ácido lanopalmítico, ácido esteárico, ácido isoesteár ico, ácido oléico, ácido elaídico, ácid o aráquico, ácido beênico, ácido erúcico, ácido lignocérico e ácido lanocérico.

Os sais de metal de áci do graxo particularmente preferidos em termos de biodegradabilidade são os sais de metal alcalino-terroso de ácid o esteárico ou áci do oléico e um sal de cál cio de tal ácido é particularmente adequado. O sal de metal de ácido graxo pode ser um sal neutro ou um sal básico.

Não existe limite na quantidade de um sal de metal de ácido graxo em uma composição de revestimento lubrificante, e o mesmo pode ser 0%. Entretanto, tal sal é geralmente adicionado em pelo menos uma certa quantidade, a fim de dotar a composição da biodegradabilidade desejada. Uma quantidade preferida do sal de metal de ácido graxo fica na faixa de 20 a 25 partes por massa, quando a massa total da composição que exclui o meio de dissolução é tomada como 100 partes por massa. Se esta quantidade for muito grande, a quantidade do lubrificante básico que é lubrificante principal torna-se relativamente pequena, levando a uma redução na lubricidade.

< Cera >

Uma cera pode ser adicionada a fim de melhorar a biodegradabilidade de uma composição de revestimento lubrificante, embora sua lubricidade seja menor que aquela do lubrificante básico descrito acima. Os exemplos de ceras que podem ser usadas incluem ceras animais, tais como cera de abelha e sebo de baleia; ceras vegetais, tais como cera japonesa, cera de carnaúba, cera de candelila e cera de arroz; ceras minerais, tais como cera de parafina, cera microcristalina, petrolato, cera de lignita, cera de ozoquerita e ceresina; e ceras sintéticas, tais como cera de óxido,cera de polietileno, cera Fischer-Tropsch, cera de amida e óleo de rícino endurecido (cera de rícino). Destes, o petrolato, que é um tipo de cera mineral, é preferido a partir do ponto de vista de biodegradabilidade.

Não existe limite na quantidade de uma cera em uma composição de revestimento lubrificante, e a mesma pode ser 0%. Entretanto, pelo menos certa quantidade de cera é, geralmente, adicionada a fim de dotar a composição com a biodegradabilidade desejada. Uma quantidade preferida de cera fica na faixa de 10 a 20 partes por massa quando a massa total da composição que exclui o meio de dissolução é tomada como 100 partes por massa. Se esta quantidade for muito grande, a quantidade do lubrificante básico que é um lubrificante principal torna-se relativamente pequena, levando a uma redução na lubricidade. [Junta Tubular Rosqueada]

Uma junta tubular rosqueada é constituída por um pino e uma caixa, sendo que cada um tem uma porção rosqueada e uma porção de contato metal a metal não rosqueada como porções de engate. Uma composição de revestimento lubrificante, de acordo com a presente invenção, pode ser aplicada na superfície das porções de engate de pelo menos um pino e uma caixa. Tipicamente, uma junta tubular rosqueada é transportada no estado mostrado na Figura 1. Ou seja, um tubo de aço A para produtos tubulares petrolíferos (OCTG) tem um pino com uma porção rosqueada macho 3 formada na superfície externa em ambas as extremidades da mesma, e um acoplamento B tem uma caixa com uma porção rosqueada fêmea 4 formada na superfície interna em ambas as laterais da mesma. Antes do transporte, o acoplamento B é conectado em uma extremidade do tubo de aço A. Nesta Figura, por uma questão de simplicidade, uma porção de contato metal a metal não rosqueada é omitida.

Uma junta tubular rosqueada não se limita ao tipo ilustrado na Figura 1. Um tipo diferente de junta tubular rosqueada chamado de tipo integral também pode ser usado. Este tipo, que tem um pino com uma rosca macho na superfície externa em uma extremidade de um tubo de aço para OCTG e uma caixa com uma rosca fêmea na superfície interna na extremidade externa do tubo, não precisa usar um acoplamento para aperto. Além disso, também é possível formar uma caixa em ambas as extremidades de um tubo de aço para OCTG e um pino em ambas as laterais de um acoplamento. Abaixo, a presente invenção será descrita em relação a um exemplo de uma junta tubular rosqueada que tem a forma mostrada na Figura 1.

A Figura 2 mostra de maneira esquemática um corte transversal da porção de conexão de uma junta tubular rosqueada. Nesta Figura, 1 é um pino, 2 é uma caixa, 3 é uma porção de rosca macho (externa), 4 é uma porção de rosca fêmea (interna) e 5 é uma porção de contato metal a metal não rosqueada de cada pino e caixa. As porções rosqueadas macho e fêmea 3 e 4 e as porções de contato metal a metal não rosqueadas 5 do pino e caixa servem como porções de engate da junta tubular rosqueada e formam interfaces de atrito durante o aperto da junta. De acordo com a presente invenção, uma composição de revestimento lubrificante é aplicada nas porções de engate de pelo menos um pino e caixa (isto é, na porção rosqueada 3 ou 4 e na porção de contato metal a metal não rosqueada 5) para formar um revestimento lubrificante semi-sóldo semelhante à graxa.

O pino e a caixa são conformados de modo que se encaixem uns nos outros, porém, quando eles são observados em detalhes, conforme mostrado na Figura 3, existem pequenos vãos 6 particularmente entre roscas de união macho e fêmea. Na ausência destes vãos entre as roscas de união, o aperto de uma junta tubular rosqueada torna-se praticamente impossível. Além disso, um pequeno vão maior 6 geralmente existe entre as porções de contato metal a metal não rosqueadas e as porções de rosca do pino e da caixa, conforme mostrado. Uma composição lubrificante, tal como uma graxa composta, é retida nestes vãos e pode sair em seus arredores sob a pressão exercida durante o aperto e, deste modo, evitar o esfolamento, de modo que estes pequenos vãos contribuam com a lubrificação. Um revestimento lubrificante formado a partir de uma composição de revestimento lubrificante, de acordo com a presente invenção, um semi- sólicb semelhante a uma graxa composta e que, deste modo, pode sair proporcionando, deste modo, lubricidade e impermeabilidade aperfeiçoada para a junta. Uma composição de revestimento lubrificante semelhante a uma graxa composta, de acordo com a presente invenção, também aperfeiçoou as propriedades anticorrosivas. Como um resultado, apcB uma junta tubular rosqueada ter sido transportada no estado mostrado na Figura 1, as porções de engate da junta nas quais a composição de revestimento lubrificante é aplicada são protegidas contra ferrugem.

[Espessura de Revestimento Lubrificante]

Um propósito primário da formação de um revestimento lubrificante em uma junta tubular rosqueada é a prevenção de esfolamento mesmo sob condições de lubrificação severas que podem ser acompanhadas pela deformação plástica à medida que encontradas quando a pressão aplicada na junta é localmente excessiva devido ao desalinhamento ou inclinação da junta causada por alguns problemas na montagem da junta para aperto devido à incorporação de corpo estranho. Com esta finalidade, é essencial introduzir lubrificantes (agentes de aperfeiçoamento de lubricidade) nas interfaces de atrito e manter os lubrificantes nas mesmas.

Consequentemente, uma composição de revestimento lubrificante deve ser aplicada em uma quantidade suficiente para preencher os pequenos vãos 6, tais como aqueles entre roscas de união nas porções de engate de uma junta tubular rosqueada. Se a quantidade aplicada for muito pequena, torna-se impossível esperar que os lubrificantes entrem nas interfaces de atrito ou entrem em um vão a partir de outros vãos sob a ação da pressão hidrostá tica gerada pelo aperto. Com esta finalidade, a espessura de um revestimento lubrificante tem, de preferência, pelo menos 10 micrômetros. Uma vez que as porções de engate de uma caixa e de um pino entram em contato umas com as outras quando uma junta tubular rosqueada é apertada, com o interesse de obter lubricidade, é suficiente formar um revestimento lubrificante nas porções de engate de apenas um entre o pino e a caixa. Entretanto, a fim de também proporcionar as porções de engate com propriedades anticorrosivas, é necessário formar um revestimento lubrificante nas porções de engate tanto do pico como da caixa. A espessura mínima necessária para as propriedades anticorrosivas também tem 10 micrômetros. Portanto, um revestimento lubrificante com uma espessura de pelo menos 10 micrômetrosé, de preferência, formado nas porções de engate de ambos os elementos. Entretanto, quando um acoplamento é conectado em uma extremidade de um tubo de aço para OCTG, conforme mostrado na Figura 1 antes do transporte, o pino e a caixa na lateral conectada são protegidos contra ferrugem formando-se um revestimento lubrificante nas porções de engate de apenas um entre o pino e a caixa. Mesmo em tal caso, nas laterais não conectadas opostas do pino e da caixa (o pino esquerdo e a caixa direita), é preferível que tanto o pino como a caixa tenham um revestimento lubrificante. Um revestimento lubrificante formado a partir de uma composição de revestimento lubrificante, de acordo com a presente invenção, não precisa ser extremamente espesso, uma vez que o mesmo contém um lubrificante básico , tal como um sulfonato de cálcio básico que tem uma lubricidade significativamente alta. Um revestimento muito espesso não somente desperdiça materiais, como trabalha contra o objetivo de evitar a poluição ambiental, que é um objetivo importante da presente invenção. Embora o limite superior da espessura de revestimento não seja limitado, o mesmo é, de preferência, de aproximadamente 200 micrômetros. Uma espessura mais preferível do revestimento lubrificante fica na faixa de

a 150 micrômetros. Entretanto, quando a aspereza de superfície é aumentada, conforme descrito abaixo, a espessura do revestimento lubrificante é, de preferência, maior que o valor da aspereza de superfície (Rmax). A espessura de um revestimento lubrificante formado em uma superfície áspera é definida na presente invenção como o valor médio da menor espessura e da maior espessura. Quando uma composição de revestimento lubrificante, de acordo com a presente invenção, contém um meio de dissolução, a própria composição pode ser sob a forma de um líquido que tem boa aplicabilidade, em vez de um semi-sólidoà temperatura ambiente, e a mesma pode ser aplicada sem aquecimento. Uma vez que tal composição é aplicada nas porções de engate de uma junta tubular rosqueada, o meio de dissolução, que é geralmente voláti 1, vaporiza a partir do revestimento aplicado e deixa um revestimento lubrificante semi-sólicb. A aplicação da composição de revestimento lubrificante pode ser realizada por qualquer método de revestimento adequado, tal como revestimento a pincel, revestimento por imersão ou revestimento por aspersão. Quando a viscosidade de uma composição de revestimento lubrificante for

muito baixa para que a mesma seja aplicada à temperatura ambiente, como no caso em que a quantidade de um meio de dissolução é pequena ou mesmo zero, a mesma pode ser aplicada após o aquecimento a uma temperatura suficiente para reduzir a viscosidade a um grau em que a composição possa ser facilmente aplicada. [Aspereza de Superfí cie de Porções de Engate]

Com uma junta tubular rosqueada tratada com uma composição de revestimento lubrificante, de acordo com a presente invenção, para formar um revestimento lubrificante nas superfícies de suas porções de engate, tal como uma porção rosqueada e uma porção de contato metal a metal não rosqueada, se a aspereza de superfície das porções de engate, que tem de 3 a 5 micrômetros em um estado conforme usinado, for aumentada através de um meio adequado, sua resistência ao esfolamento é adicionalmente aperfeiçoada. Isto ocorre porque as funções dos lubrificantes de entrarem nas interfaces de atrito ou entrarem em um vão a partir de outros vãos sob a ação da pressão hidrostát ica gerada na porção de engate através do aperto são causadas pelos lubrificantes confinados em pequenas endentações da aspereza de superfície. A intensidade destas funções depende da magnitude da aspereza de superfície independente do método de formação da aspereza de superfície. Uma faixa de aspereza de superfície adequada para o aperfeiçoamento na resistência ao esfolamento tem de 5 a 40 micrômetros expressa como Rmax. Se a aspereza de superfície excede 40 micrômetros Rmax, a vedação suficiente não pode ser obtida nas periferias das endentações, e a pressão hidrostática desejada não é gerada, de modo que a lubrificação suficiente não é obtida. Uma faixa mais preferível de Rmax é de 10 a 30 micrômetros.

< Método para Tornar a Superfí cie Áspera >

Embora não exista nenhuma restrição no método para tornar a superfície áspera, os seguintes métodos são possíveis:

(1) Jateamento com areia ou saibro como grãos abrasivos: A aspereza de superfície que é obtida pode ser controlada pelo tamanho dos grãos abrasivos.

(2) Gravação com um ácido: A superfície torna-se áspera através da imersão em uma solução fortemente ácida, tal como ácido sulfúrico, ácido hidroclóúco,

ácido nítrico ou ácido hidroflu órico.

(3) Fosfatação: Um revestimento de conversão química com um fosfato, tal como fosfato de manganês, fosfato de zinco, fosfato de ferro-manganês ou fosfato de zinco-cálcio é formado. Àmedida que os cristais de fosfato galvanizados na superfície através de fosfatação se desenvolvem, a aspereza da superfície de cristal aumenta.

(4) Eletrogalvanização: A galvanização de cobre ou a galvanização de

ferro é adequada. A eletrogalvanização ocorre, de preferência, em porções projetadas na superfície, que conduzem a um ligeiro aumento na aspereza de superfície.

(5) Galvanização de impacto de processo a seco: Este é um método de galvanização, tal como jateamento de zinco ou jateamento de liga de zinco-ferro, em que as partículas que têm um núcleo de ferro revestido com um material metálico para galvanização (tal como um zinco ou uma liga de zinco) são jateadas em uma superfície a ser galvanizada usando força centrífuga ou pressão a ar.

É mais fácil aplicar estes métodos de tratamento para tornar a superfíc ie áspera na superfície de uma caixa, porém, eles podem ser aplicados na superfície de um pino ou nas superfícies tanto do pino como da caixa.

Os métodos (3) a (5) resultam na formação de uma camada de revestimento interno que tem uma aspereza de superfície aumentada, que evita o contato metal a metal direto nas porções de engate após um revestimento lubrificante ter sido perdido, então, estes métodos são preferidos pelo fato de que a resistência ao esfolamento e as propriedades anticorrosivas são simultaneamente aperfeiçoadas. Em particular, um revestimento de fosfato de manganês é preferível, uma vez que o mesmo é feito de cristais aciculares eriçados e, portanto, podem obter facilmente uma grande aspereza de superfície, que é boa na retenção de uma grande quantidade de lubrificantes.

Alguns materiais de um tubo de aço para OCTG, tais como aços de alta liga não podem ser diretamente submetidos à fosfatação. Em tais casos, a fosfatação pode ser realizada após a galvanização de ferro pode ser realizada após a galvanização de ferro descrita em (4) acima ser inicialmente aplicada. Quando uma camada de revestimento interno é formada como nos métodos (3) a (5) acima, a espessura da camada de revestimento interno é, de preferência, maior que a aspereza de superfície da camada de revestimento interno, uma vez que a camada tem boa retenção de lubrificantes e boa adesão. Deste modo, a espessura da camada de revestimento interno fica, de preferência, na faixa de 5 a 40 micrômetros.

Exemplos

Os seguintes exemplos são apresentados para ilustrar adicionalmente a presente invenção. Estes exemplos devem ser considerados em todos os aspectos como ilustrativos e não restritivos.

Nos exemplos, as composições de revestimento lubrificantes foram preparadas e sua biodegradabilidade foi determinada usando os dois métodos (a) e (b) a seguir, que são comumente empregados para calcular a biodegradabilidade de uma substânc ia em água do mar na avaliação de impacto ambiental:

(a) diretrizes OECD para teste de produtos químicos - 1992 OECD 306: Biodegradabilidade em Água do mar, Método do Frasco Fechado; e

(b) Variante de água do mar modificada de ISO TC/147, SC5/WG4 N141 1990: teste de BOD para substâ ncias insolúveis. Especificamente, a biodegradabilidade de

cada componente em uma composição de revestimento após 28 dias (BOD28) em água do mar foi determinada por um dos métodos acima selecionados de maneira adequada para tal. Mais especificamente, o método (a) foi usado para a essência mineral, cera de petrolato e pôde resina de polietileno (usados em um exemplo comparativo), enquanto o método (b) foi usado para sulfonato de cálcio básico e estearato de cálcio. Como o julgamento final da biodegradabilidade, a biodegradabilidade total da composição de revestimento lubrificante como um todo, foi determinada combinando-se os resultados dos componentes individuais. O valor da biodegradabilidade total foi calculado como uma média ponderada dos valores de biodegradabilidade dos componentes individuais considerando-se seus conteúdos na composição. A lubricidade de cada composição de revestimento lubrificante foi testada usando uma junta tubular rosqueada constituída por um pino formado na superfície externa em ambas as extremidades de um tubo de aço para OCTG (diâmetro externo de 17,8 cm =7 polegadas) produzida a partir de aço carbono ou aço 13Cr que tem as composições mostradas na Tabela 1 e uma caixa formada na superfície interna de um acoplamento do mesmo material de aço. Todas as juntas tubulares rosqueadas usadas para teste eram do tipo que têm uma porção rosqueada e uma porção de contato metal a metal não rosqueada em cada um entre o pino e a caixa e capazes de formar uma vedação metal a metal. Na descrição a seguir, as superfícies de engate de um pino, que incluem a superfície de sua porção rosqueada e a porção de contato metal a metal não rosqueada, serão referidas como a "superfície de pino" e as superfícies de engate de uma caixa que inclui a superfície de sua porção rosqueada e a porção de contato metal a metal não rosqueada serão referidas como a "superfície de caixa".

As juntas tubulares rosqueadas foram submetidas ao seguinte tratamento de superfície para tornar a superfície áspera. A superfície de pino de uma junta tubular rosqueada do aço carbono foi tratada através de fosfatação de zinco e a superfície de caixa desta foi tratada através de fosfatação de manganês. A superfície de caixa de uma junta tubular rosqueada do aço 13 Cr foi revestida com galvanização de cobre e a superfície de pino desta permaneceu usinada sem o tratamento de superfície. O aço 13Cr é um tipo de aço de alta liga e é mais suscetível ao esfolamento do que o aço carbono. Uma composição de revestimento lubrificante a ser testada foi aplicada

através de revestimento a pincel apenas na superfície de caixa de uma junta tubular rosqueada que teve a superfície tratada conforme descrito acima a fim de formar um revestimento lubrificante que tem uma espessura de 30 micrômetros. A junta tubular rosqueada que tem um revestimento lubrificante formado a partir da composição na superfície de caixa foi submetida a um teste de aperto e afrouxamento repetido com um torque de aperto de 20.000 N-m por até dez ciclos, e a lubricidade da composição de revestimento lubrificante foi calculada pelo número de ciclos de aperto antes de ocorrer o esfolamento no teste. As propriedades anticorrosivas de cada composição de revestimento lubrificante foram calculadas através de um teste de aspersão de sal (SST) especificado em JIS Z2371 usando uma folha de teste com dimensões de 50 mm χ 100 mm e 2 mm de espessura feita de aço carbono ou aço 13Cr que tem as composições mostradas na Tabela 1. Um revestimento lubrificante a ser testado foi formado com uma espessura de 30 micrômetros a partir de cada composição na folha de teste conforme usinado sem o tratamento de superfície. A folha de teste revestida foi submetida ao teste de aspersão de sal durante 1.000 horas, e a presença ou ausência de ferrugem foi visualmente determinada.

As composições das composições de revestimento lubrificantes que foram testadas e os resultados de teste são mostrados na Tabela 2.

Tabela 1

C Si Mn P S Cu Ni Cr Mo Aço carbono 0,24 0,3 1,3 0,02 0,01 0,04 0,07 0,17 0,04 Aço 13Cr 0,19 0,25 0,8 0,02 0,01 0,04 0,01 13 0,04

(Conteúdos em % por massa, sendo que o equilíbrio consiste em Fe e

impurezas acidentais)

Tabela 2

Exemplo 1 Exemplo 2 Exemplo Comparativo Exemplo Convencion al Composição de revestimento lubrificante (% Essência Mineral 25% 15% Graxa especificada por API Sulfonato de Ca Básico 50% (66,7)* 65% (65)* 72% (84,7)* Estearato de 17% 23% (23)* por massa) Cálcio (22,7)* Cera de Petrolato 8% (10,6)* 12% (12)* 8% (9,4)* Pó de Polietileno 5% (5,9)* Facilidade de aplicação (*1) Boa Moderada Boa Boa Biodegradabili dade (em água do mar) BOD28 (*2) 26% 36% 12% Pobre (*4) Avaliação (*3) Boa Boa Pobre Lubricidade (*5) Aço Carbono 10 ciclos 10 ciclos 10 ciclos 10 ciclos Aço 13Cr 10 ciclos 10 ciclos 10 ciclos 10 ciclos Propriedades Anticorrosivas em SST Aço Carbono Sem ferrugem Sem ferrugem Sem ferrugem Sem ferrugem Aço 13 Cr Sem ferrugem Sem ferrugem Sem ferrugem Sem ferrugem

*os numerais em parênteses são partes por massa baseadas em 100 partes por massa da quantidade total da composição que exclui o meio de dissolução (essência mineral).

*1: Facilidade de aplicação: Boa: aplicável à temper atura ambiente

Moderada: aplicável apenas após a redução da viscosidade da composição através de aquecimento

*2: Avaliação total dos resultados dos componentes individuais medidos por cada um dos métodos a seguir: "OECD guidelines for testing of chemicals - 1992 OECD 306: Biodegradability in Seawater, Closed Bottle Method" e "modified seawater variant of ISSO TC/147, CS5/WG4 N141 1990: BOD test for insoluble substances". *3: Avaliação de biodegradabilidade:

Boa: BOD28 =20% (obteve o valor alvo para a presente invenção) Pobre: BOD <20% (não obteve o valor alvo para a presente invenção)

*4: Não pode ser usado independente de seu valor de BOD devido à presença de metais pesados, tal como chumbo contido neste.

*5: Número de ciclos de aperto antes de ocorrer o esfolamento em um teste de aperto e afrouxamento repetido em até dez ciclos.

[Exemplo 1]

Uma composição de revestimento lubrificante que foi preparada contém 25% de essência mineral como um meio de dissolução, 50% (66,7 partes) de sulfonato de cálcio básico que tem um número de base de 400 mg-KOH/g como um lubrificante básico e 17% (22,7 partes) de estearato de cálcio e 8% (10,6 partes) de cera de petrolato, ambos como lubrificantes adicionais. As partes em parênteses são as quantidades dos respectivos componentes em partes por massa com base em 100 partes por massa da quantidade total dos componentes na composição que exclui o meio de dissolução.

Esta composição de revestimento lubrificante contém um meio de dissolução e, deste modo, tem uma baixa viscosidade e uma alta capacidade de aspersão, então, é fácil de aplicar e pode ser aplicada através de revestimento a pincel na superfície de caixa de uma junta rosqueada de teste a ser usada em um teste de aperto e afrouxamento repetido e na superfície de uma folha de teste para um teste de aspersão de sal enquanto permanece à temperatura ambiente. Por outro lado, devido à presença de um meio de dissolução que não tem boa biodegradabilidade, a biodegradabilidade (BOD28) de toda a composição de revestimento lubrificante em água do mar é de 26 %, que é mais alta que o valor mínimo aceitável de 20%, porém, é mais baixa que a da composição do Exemplo 2 que não contém meio de dissolução.

No teste de aperto e afrouxamento repetido que usa uma junta rosqueada de teste que tem um revestimento lubrificante formado a partir da composição, 10 ciclos de aperto e afrouxamento que são requeridos para uma junta para tubagem podem ser realizados sem a ocorrência de esfolamento tanto em uma junta feita de aço carbono e uma feita de aço 13Cr. Além disso, no teste de aspersão de sal durante 1.000 horas que usa uma folha de teste que tem um revestimento lubrificante formado a partir da composição, nenhuma ferrugem foi encontrada no aço carbono nem no aço 13Cr.

[Exemplo 2]

Uma composição de revestimento lubrificante que foi preparada não contém um meio de dissolução, porém, contém 65% do mesmo sulfonato de cálcio básico usado no Exemplo 1 como um lubrificante básico, e 23 % de estearato de cálcio de 12% de cera de petrolato, ambos como lubrificantes adicionais. Uma vez que esta composição de revestimento lubrificante não contém um meio de dissolução e, deste modo, apresenta uma alta viscosidade à temperatura ambiente, a mesma foi previamente aquecida a 60°C para reduzir sua viscosidade e, então, aplicada através de revestimento a pincel na superfície de caixa de uma junta rosqueada de teste a ser usada em um teste de aperto e afrouxamento repetido e na superfície de uma folha de teste para um teste de aspersão de sal. Por outro lado, devido à ausência de um meio de dissolução, a mesma tem boa biodegradabilidade, e a biodegradabilidade (BOD28) de toda a composição de revestimento lubrificante em água do mar é de 36%, que excede muito o valor mínimo aceitável de 20%, e é mais alta que a da composição do Exemplo 1 que contém um meio de dissolução.

No teste de aperto e afrouxamento repetido que usa uma junta rosqueada de teste que tem um revestimento lubrificante formado a partir da composição, 10 ciclos de aperto e afrouxamento que são requeridos para uma junta para tubagem podem ser realizados sem a ocorrência de esfolamento, tanto em uma junta feita de aço carbono como em uma feita de aço 13Cr. Além disso, no teste de aspersão de sal durante 1.000 que usa uma folha de teste que tem um revestimento lubrificante formado a partir da composição, nenhuma ferrugem foi encontrada no aço carbono nem no aço 13Cr. [Exemplo Comparativo]

Uma composição de revestimento lubrificante que foi preparada contém 15% de essência mineral como um meio de dissolução, 72% (84,7 partes) do mesmo sulfonato de cálcio bás ico usado no Exemplo 1, e 8% (9,4 partes) de cera de petrolato e 5% (5,9 partes) de um pôde resina de polietileno (que é descrito em JP 2002-173692 Al como um aditivo lubrificante preferível devido ao seu efeito no aperfeiçoamento da resistência ao esfolamento), ambos como lubrificantes adicionais. As partes em parênteses são as quantidades dos respectivos componentes em parte por massa com base em 100 partes por massa da quantidade total dos componentes na composição que exclui o meio de dissolução.

Esta composição de revestimento lubrificante contém um meio de dissolução e, deste modo, tem uma baixa viscosidade e uma alta capacidade de aspersão, então, é fácil de aplicar e pode ser aplicada através do revestimento a pincel nas superfícies de uma junta rosqueada de teste a ser usada em um teste de aperto e afrouxamento repetido e uma folha de teste para um teste de aspersão de sal enquanto permanece à temperatura ambiente. Entretanto, devido à presença do meio de dissolução que não tem boa biodegradabilidade, um alto conteúdo do lubrificante básico, e à presença de um pôde resina de polietileno, a biodegradabilidade (BOD28) de toda a composição de revestimento lubrificante em ág ua do mar é de 12%, que fica abaixo do valor mínimo aceitável de 20%.

No teste de aperto e afrouxamento repetido que usa uma junta rosqueada de teste que tem um revestimento lubrificante formado a partir da composição, 10 ciclos de aperto e afrouxamento que são requeridos para uma junta para tubagem podem ser realizados sem a ocorrência de esfolamento, tanto em uma junta feita de aço carbono como em uma feita de aço 13Cr. Além disso, no teste de aspersão de sal durante 1.000 horas que usa uma folha de teste que tem um revestimento lubrificante formado da composição, nenhuma ferrugem foi encontrada em tanto no aço carbono como no aço 13Cr.

Deste modo, neste exemplo comparativo, a resistência ao esfolamento e as propriedades anticorrosivas desejadas podem ser obtidas, uma vez que a composição usada contém uma grande quantidade de um sulfonato de cálcio bás ico que tem boas propriedades de lubricidade e anticorrosivas junto com o pó de polietileno que tem boa lubricidade. Entretanto, a composição pode não satisfazer a biodegradabilidade desejada e, portanto, não pode ser usada em um país ou região que tem regulamentos ambientais rígidos.

[Exemplo Convencional] O desempenho de uma graxa composta conforme prescrita nas especificações API BUL 5A2 que contém uma grande quantidade de pôde metal pesado foi calculado como um exemplo convencional. No teste de aperto e afrouxamento repetido que usa uma junta rosqueada de teste que tem um revestimento lubrificante formado a partir da graxa, 10 ciclos de aperto e afrouxamento que são requeridos para uma junta pra tubagem podem ser realizados sem a ocorrência de esfolamento, tanto em uma junta feita de aço carbono como em uma junta feita de aço 13Cr. Além disso, no teste de aspersão de sal durante 1.000 horas que usa uma folha de teste que tem um revestimento lubrificante formado a partir da graxa, nenhuma ferrugem foi encontrada no aço carbono nem no aço 13Cr.

Deste modo, confirmou-se que a resistência ao esfolamento e as propriedades anticorrosivas de uma composição de revestimento lubrificante, de acordo com a presente invenção, que têm boa biodegradabilidade são tão boas quanto às de uma graxa composta que contém uma grande quantidade de metais pesados nocivos, tal como chumbo e, portanto, não pode ser usada em uma região que tem regulamentos ambientais rígidos.

Claims

1. Composição de revestimento lubrificante, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende pelo menos um lubrificante básico selecionado a partir de um sal de sulfonato básico, um sal de silicato bá sico, um sal de fenato bá sico e um sal de carboxilato bás ico, sendo que a composição tem um valor de biodegradabilidade (BOD) de pelo menos 20% quando medido após 28 dias em água do mar.

2. Composição de revestimento lubrificante, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende adicionalmente pelo menos um lubrificante adicional selecionado a partir daquele que tem uma biodegradabilidade mais alta que a do lubrificante básico.

3. Composição de revestimento lubrificante, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADA pelo fato de que o lubrificante adicional é selecionado a partir de um sal de metal de ácido graxo e um a cera.

4. Composição de revestimento lubrificante, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de que o lubrificante adicional compreende pelo menos um sal de metal de ácido graxo e pelo menos uma cera.

5. Composição de revestimento lubrificante, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADA pelo fato de que contém de 0 a 30% por massa de um meio de dissolução orgân ica voláti 1, sendo que o restante compreende, quando sua quantidade total é tomada como 100 partes por massa, de 55 a 75 partes por massa do lubrificante básico, 20 a 25 partes por massa do sal de metal de ácido graxo e 10 a 20 partes por massa da cera.

6. Composição de revestimento lubrificante, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, CARACTERIZADA pelo fato de que o sal de metal de ácido graxo é selecionado a partir de sais de metal alcalino-terroso de ácido esteárico ou ácido oléico.

7. Junta tubular rosqueada constituída por um pino e uma caixa, sendo que cada um tem uma porção rosqueada e uma porção de contato metal a metal não rosqueada como porções de engate, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADA pelo fato de que as superfícies das porções de engate de pelo menos um entre o pino e a caixa tem um revestimento formado a partir de uma composição de revestimento lubrificante e que tem uma espessura de pelo menos 10 micrômetros.

8. Junta tubular rosqueada, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADA pelo fato de que o revestimento tem uma espessura de 10 a 200 micrômetros.

9. Junta tubular rosqueada, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, CARACTERIZADA pelo fato de que as superfícies têm uma aspereza de superfície de 5 a 40 micrômetros Rnax.

10. Junta tubular rosqueada, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADA pelo fato de que a aspereza de superfície é formada tratando-se as superfícies com um método selecionado a partir de jateamento de areia ou saibro, gravação a ácido, fosfatação, eletrogalvanização com ferro ou cobre e galvanoplastia por sopro com zinco ou uma liga de zinco.