Producto de acero tratado en la superficie, método para la producción del mismo y solución de tratamiento de conversión química.

Un material de acero tratado en la superficie que comprende un material de acero que tiene una composición de acero que contiene un 0,

5 - 13% en masa de Cr y una película de conversión química formada sobre al menos una parte de la superficie del material de acero, donde la película de conversión química es una película de conversión química de tipo fosfato de cinc o de tipo fosfato de manganeso, y donde la película de conversión química contiene potasio en una cantidad de 0,1 - 1000 mg/m2 y tiene un grosor de 5 - 50 micrómetros.

Producto de acero tratado en la superficie, método para la producción del mismo y solución de tratamiento de conversión química

Campo técnico La presente invención se refiere a un método para formar una película de conversión química sobre la superficie de un acero que contiene Cr.

La presente invención también se refiere a un material de acero tratado en la superficie que se fabrica usando dicho método de tratamiento de superficie y particularmente a un material de acero tratado en la superficie que tiene una resistencia a la adherencia excelente.

Antecedentes de la técnica El tratamiento de conversión química es un tipo de tratamiento en el que la superficie de un material de acero y una solución corrosiva se hacen reaccionar químicamente entre sí para formar una película de un producto de corrosión que tiene buena adherencia a la superficie del material de acero. El tratamiento de conversión química se denomina frecuentemente tratamiento de fosfato, tratamiento de cromato, tratamiento de oxalato, etc. dependiendo del tipo de solución corrosiva se usa.

Sin embargo, no se puede formar una película de conversión química mediante dicho tratamiento de conversión química convencional sobre un acero tal como un acero de alto Cr.

Como se divulga en la Solicitud de Patente Japonesa No Examinada Publicada Nº 57-82478, por ejemplo, se conoce un método en el que el tratamiento de conversión química se realiza sobre la superficie del material de acero usando un tratamiento de conversión química basado en líquidos sobre un fosfato de metal alcalino y que contiene un compuesto de titanio y una sal de clorato, tras lo cual el tratamiento de conversión química adicional se realiza usando un líquido para el tratamiento de conversión química que contiene un fosfato de cinc. Sin embargo, este método presenta la desventaja de que el tratamiento se debe realizar dos veces. Además, este método no puede formar una película de conversión química profunda de un fosfato sobre un acero de alto Cr tal como un acero de Cr al 13%.

La Solicitud de Patente Japonesa No Examinada Publicada Nº 5-40034 divulga un método de tratamiento de superficies que usa un líquido para el tratamiento de conversión química que contiene manganeso y ácido fosfórico al que se añaden iones fluoruro. Sin embargo, incluso con este método, no es posible la formación de una película de conversión química sobre un acero que contiene Cr.

Los tubos de acero de los pozos de petróleo están conectados entre sí a través de acoplamientos. Para este fin, las roscas macho colocadas en los extremos de los tubos de acero inoxidable de los pozos de petróleo se acoplan con las roscas hembra colocadas en la superficie interna de los acoplamientos, y las roscas se aprietan para formar una unión estanca al gas y al líquido que conecta las tuberías. En el momento de la tensión, se aplica un gran par de torsión a las roscas, de modo que es fácil que se produzcan defectos tales como el desgaste en la superficie de la rosca, que reduce el número de veces que las tuberías de acero de los pozos de petróleo se pueden conectar repetidamente entre sí. Además, si la corrosión se produce en la superficie de la rosca, se hace difícil garantizar una estanqueidad al gas y estanqueidad al líquido adecuadas.

En consecuencia, en el pasado, la superficie de la rosca de una unión a rosca para tuberías de acero de los pozos de petróleo fabricados con un acero que contiene Cr se chapó con un metal blando tal como Cu para prevenir el desgaste. Sin embargo, debido al número de horas de mano de obra necesarias para el chapado, el método de chapado no es satisfactorio, y existe margen para mejoras.

La patente de Estados Unidos Nº 5.238.506 se refiere a un método para el revestimiento de superficies metálicas que incluyen acero revestido con cinc con cristales de fosfato de cinc, níquel y manganeso para los fines de mejorar la adherencia de la pintura, la resistencia a la corrosión y la resistencia a la solubilidad en bases. Los iones de potasio, sodio o amonio presentes en forma de sal de fosfato se combinan con iones de cinc e iones de níquel manganeso y en proporciones relativas para producir que los iones de níquel y manganeso formen un revestimiento cristalino sobre la superficie en combinación con el cinc y el fosfato.

El documento EP-A-0 786 616 describe una unión de tornillo de una tubería de pozo petrolífero donde la parte con rosca y la parte de sello de metal de la tubería tienen una capa de revestimiento de tratamiento de conversión con fosfato de manganeso o una doble capa de una capa de revestimiento con tratamiento de nitrógeno y una capa de revestimiento con tratamiento de conversión química con fosfato de manganeso.

Divulgación de la invención De este modo, ha habido una demanda de una técnica que pueda formar de manera estable una película de conversión química profunda tal como una película de fosfato de cinc o una película de fosfato de manganeso sobre la superficie de un acero que contiene Cr.

Un objeto de la presente invención es proporcionar un método de fabricación de un material de acero tratado en la superficie en el que el tratamiento de superficie se realiza de tal manera que se puede formar una película de conversión química de un fosfato de manera estable incluso en la superficie de un acero que contiene Cr que contiene de un 0, 5 a un 13% de Cr.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un material de acero tratado en la superficie que tiene una película de conversión química de un fosfato formada sobre el mismo.

Los presentes inventores encontraron que la adición de un compuesto de potasio a un líquido para el tratamiento de conversión química de tipo fosfato da como resultado una mejora significativa en la capacidad de formación de películas y hace posible que se forme de manera estable una película de conversión química de tipo fosfato incluso sobre un acero que contiene Cr, sobre el que ha sido difícil formar una película de conversión química.

En base a estos hallazgos, los presentes inventores continuaron la investigación y el desarrollo y encontraron adicionalmente que dicho efecto de un compuesto de potasio y particularmente de tetraborato potásico se observa generalmente en las películas de conversión química formadas mediante el tratamiento con cromato, el tratamiento con oxalato y similares, y completaron la presente invención.

En un sentido amplio, la presente invención es un material de acero tratado en la superficie que comprende un material de acero que tiene una composición de acero que contiene un 0, 5 - 13% en masa de Cr y una película de conversión química formada sobre al menos una parte de la superficie del material de acero, donde la película de conversión química es una película de conversión química de tipo fosfato de cinc o de tipo fosfato de manganeso, y donde la película de conversión química contiene potasio en una cantidad de 0, 1 - 1000 mg/m2 y tiene un espesor de 5 - 50 micrómetros y preferentemente de 5 - 35 micrómetros.

En el caso de tuberías de acero de los pozos de petróleo, es preferente que una película de conversión química manganeso de tipo fosfato de manganeso se forme sobre una parte de la unión de los acoplamientos y una película de conversión química de tipo fosfato de cinc se forme sobre una parte de la unión de las tuberías de acero de los pozos de petróleo.

De acuerdo con otro aspecto, la presente invención es un método de fabricación de un material de acero tratado en la superficie que comprende una película de conversión química de tipo fosfato de cinc o de tipo fosfato de manganeso, método que comprende la realización del tratamiento de conversión química sobre un material de acero que tiene una composición de acero que contiene un 0, 5 - 13% en masa de Cr, usando un líquido para el tratamiento de conversión química que contiene cinc y ácido fosfórico o manganeso y ácido fosfórico y que contiene adicionalmente potasio.

El líquido para el tratamiento de conversión química tiene preferentemente una concentración molar de iones que contienen potasio de al menos un 6 x 10-4% y como máximo un 7 x 10-1%.

El tratamiento de conversión química se puede realizar por inmersión del material de acero en el líquido para el tratamiento de conversión química durante al menos cinco minutos a una temperatura de 60 - 100 ºC y preferentemente de 70 - 100 ºC.

Como alternativa, el tratamiento de conversión química se puede realizar suministrando el líquido para el tratamiento de conversión química al material de acero durante al menos cinco minutos a una temperatura de... [Seguir leyendo]

1. Un material de acero tratado en la superficie que comprende un material de acero que tiene una composición de acero que contiene un 0.

5. 13% en masa de Cr y una película de conversión química formada sobre al menos una parte de la superficie del material de acero, donde la película de conversión química es una película de conversión química de tipo fosfato de cinc o de tipo fosfato de manganeso, y donde la película de conversión química contiene potasio en una cantidad de 0, 1 - 1000 mg/m2 y tiene un grosor d.

5. 50 micrómetros.

2. Un material de acero tratado en la superficie tal como se reivindica en la reivindicación 1 donde el material de acero es una tubería de acero sin soldaduras, y la película de conversión química se prepara sobre una parte la unión a rosca de la tubería.

3. Un material de acero tratado en la superficie tal como se reivindica en la reivindicación 2 donde la tubería de acero comprende una tubería de pozo de petróleo que tiene una parte a rosca.

4. Un material de acero tratado en la superficie tal como se reivindica en la reivindicación 2 donde la tubería de acero comprende un acoplamiento a rosca para una tubería de un pozo de petróleo.

5. Un método de fabricación de un material de acero tratado en la superficie que comprende una película de conversión química de tipo fosfato de cinc fosfato o de tipo fosfato de manganeso, método que comprende la realización de un tratamiento de conversión química sobre un material de acero que tiene una composición de acero que contiene un 0, 5 - 13% en masa de Cr, usando un líquido para el tratamiento de conversión química que contiene cinc y ácido fosfórico o manganeso y ácido fosfórico y que adicionalmente contiene potasio.

6. Un método de fabricación de un material de acero tratado en la superficie tal como se reivindica en la reivindicación 5 donde el líquido para el tratamiento de conversión química tiene una concentración molar de iones que contienen potasio de al menos un 6 x 10-4 % y como máximo 7 x 10-1 %.

7. Un método de fabricación de un material de acero tratado en la superficie tal como se reivindica en la reivindicación 5 donde el tratamiento de conversión química se realiza por inmersión de la superficie del material de acero en el líquido para el tratamiento de conversión química a una temperatura d.

60. 100 ºC durante al menos cinco minutos.

8. Un método de fabricación de un material de acero tratado en la superficie tal como se reivindica en la reivindicación 5 donde el tratamiento de conversión química se realiza suministrando el tratamiento de conversión química a la superficie del material de acero a una temperatura d.

60. 100 ºC durante al menos cinco minutos.

9. Un método de fabricación de un material de acero tratado en la superficie tal como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8 donde el tratamiento de conversión química se realiza en ausencia de iones fluoruro.