Tratamiento de ajuste de superficie previo al tratamiento químico de un producto de acero.

Método de fabricación de un elemento de acero con superficie tratada caracterizado por el tratamiento de un elemento de acero con una solución de acondicionamiento de superficie con un pH en el rango de 7,

8-9,8, que contiene tetraborato de potasio o tetraborato de sodio y no contiene iones de fosfato, seguido de la realización de un tratamiento por conversión química con fosfato.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2004/018123.

Solicitante: NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 6-1, Marunouchi 2-chome, Chiyoda-ku Tokyo 100-8071 JAPON.

Inventor/es: GOTO,KUNIO, IZAWA,MASARU, UJITA,Y, TAKANO,T.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C23C22/18 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C23 REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO QUIMICO DE LA SUPERFICIE; TRATAMIENTO DE DIFUSION DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL; MEDIOS PARA IMPEDIR LA CORROSION DE MATERIALES METALICOS, LAS INCRUSTACIONES, EN GENERAL.C23C REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO DE MATERIALES METALICOS POR DIFUSION EN LA SUPERFICIE, POR CONVERSION QUIMICA O SUSTITUCION; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL (aplicación de líquidos o de otros materiales fluidos sobre las superficies, en general B05; fabricación de productos revestidos de metal por extrusión B21C 23/22; revestimiento metálico por unión de objetos con capas preexistentes, ver las clases apropiadas, p. ej. B21D 39/00, B23K; mecanizado del metal por acción de una fuerte concentración de corriente eléctrica sobre un objeto por medio de un electrodo B23H; metalización del vidrio C03C; metalización de piedras artificiales, cerámicas o piedras naturales C04B 41/00; pinturas, barnices, lacas C09D; esmaltado o vidriado de metales C23D; medios para impedir la corrosión de materiales metálicos, las incrustaciones, en general C23F; tratamiento de superficies metálicas o revestimiento de metales mediante electrolisis o electroforesis C25D, C25F; crecimiento de monocristales C30B; mediante metalización de textiles D06M 11/83; decoración de textiles por metalización localizada D06Q 1/04; detalles de aparatos de sonda de barrido, en general G01Q; fabricación de dispositivos semiconductores H01L; fabricación de circuitos impresos H05K). › C23C 22/00 Tratamiento químico de la superficie de materiales metálicos por reacción de la superficie con un medio reactivo quedando productos de reacción del material de la superficie en el revestimiento, p. ej. revestimiento por conversión, pasivación de metales (pinturas primarias reactivas C09D 5/12). › que contienen cationes del manganeso.
  • C23C22/78 C23C 22/00 […] › Pretratamiento del material a revestir.
  • F16L15/00 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16L TUBERIAS O TUBOS; EMPALMES U OTROS ACCESORIOS PARA TUBERIAS; SOPORTES PARA TUBOS, CABLES O CONDUCTOS PROTECTORES; MEDIOS DE AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.Empalmes con rosca (uniones de entubado utilizadas en la perforación de pozos de gran profundidad E21B 17/08; empalmes cuya estanqueidad se consigue esencialmente por medios diferentes que el roscado, véanse los grupos apropiados propios a los dispositivos de estanqueidad considerados ); Formas de las roscas para estos empalmes.
  • F16L58/18 F16L […] › F16L 58/00 Protección de los tubos o de sus accesorios contra la corrosión o la incrustación (soporte de tubos en el interior de otros tubos o manguitos F16L 7/00; tubos de materiales compuestos F16L 9/14; limpieza de tubos o de conductos B08B 9/02). › especialmente concebido para los racores de los tubos.

PDF original: ES-2547901_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Tratamiento de ajuste de superficie previo al tratamiento químico de un producto de acero Campo técnico

La presente invención hace referencia a una solución de acondicionamiento de superficie que se utiliza para tratar un elemento de acero, y en particular a una junta roscada para tuberías de acero tales como las tuberías OCTG (tubos para pozos de petróleo y gas o tuberías para pozos de petróleo y gas), previamente al tratamiento de conversión química con fosfato, además, a un método para el tratamiento de superficie para un elemento de acero y a un elemento de acero con tratamiento de superficie y en particular a una junta roscada para tuberías de acero en las que se utiliza la solución de acondicionamiento de superficie. Realizando un acondicionamiento de superficie de acuerdo a la presente invención, la resistencia a la excoriación (o resistencia a escoriación) de una junta roscada para tuberías de acero tales como las tuberías OCTG, puede ser mejorada notablemente.

Arte previo

El tratamiento de conversión química de un elemento de acero es una reacción química del acero con un tipo de solución corrosiva para formar un revestimiento adherente de un producto de corrosión en la superficie del elemento de acero. Dependiendo del tipo de solución corrosiva que se utilice, el tratamiento de conversión química incluye tratamiento con fosfato, tratamiento con cromato, tratamiento con oxalato y similares. Entre otros, el tratamiento de conversión química con fosfato (también denominado tratamiento de fosfato o fosfatación), es ampliamente utilizado en la industria automovilística para formar un revestimiento de substrato para la preparación de la superficie previo al revestimiento por electrodeposición de una lámina de acero.

En una lámina de acero para un automóvil, se lleva a cabo un tratamiento de conversión química con fosfato para la preparación de la superficie previamente al revestimiento con pintura, para aumentar la adhesión de un revestimiento de pintura aplicada por electrodeposición. Es deseable para este tratamiento formar un revestimiento de fosfato denso compuesto de granos de cristal finos. Para asegurar que un revestimiento de fosfato de este tipo se forme mediante tratamiento de conversión química con fosfato, es conocido que una lámina de acero se somete, previamente al tratamiento, a un acondicionamiento de superficie utilizando una solución de acondicionamiento que contiene iones de fosfato e iones de metales alcalinos.

Por ejemplo, las patentes JP-A 57-82478 (Documento 1), JP-A 10-245685 (Documento 2), y JP-A 2000-96256 (Documento 3) revelan que puede formarse un revestimiento denso por conversión química que tiene granos de cristal extremadamente finos, tratando un material de acero con una solución de acondicionamiento de superficie que contenga una mezcla de "un fosfato de metales alcalinos como un componente principal y una pequeña cantidad de un compuesto de titanio y un clorato", "finas partículas de fosfato y una sal de metales alcalinos, una sal de amonio, o similares", o "finas partículas de fosfato y un acelerador (compuesto orgánico)", respectivamente, seguido de un tratamiento de conversión química con una solución de fosfato (tratamiento de fosfatación).

El propósito de cada una de estas técnicas de acondicionamiento de superficie reside en la densificación y refinamiento de un revestimiento con fosfato que se forma mediante fosfatación, y la propia solución de acondicionamiento de superficie contiene tanto iones de metales alcalinos como iones de fosfato.

Los productos OCTG tales como tubos y carcasas que se utilizan cuando se excavan pozos de petróleo, se conectan entre sí generalmente mediante juntas roscadas. La profundidad de los pozos de petróleo es habitualmente de 2.000 - 3.000 metros, pero en los últimos años se ha logrado en ocasiones los 8.000 - 10.000 metros de profundidad en pozos de campos petrolíferos en alta mar y similares.

Cuando se colocan en el entorno de su uso, dichas juntas roscadas que conectan las tuberías OCTG continúan recibiendo la acción de múltiples presiones incluyendo fuerzas de tracción axiales del peso de las OCTG y las propias juntas, y presiones de la superficie interna y externa, además del propio calor subterráneo. Por lo tanto, se requiere que las juntas mantengan estanqueidad al gas y estanqueidad a los líquidos sin romperse incluso en dichos entornos. En el momento de bajar las tuberías y carcasas a un pozo, existen casos en los que una junta que se ha apretado se afloja y a continuación se vuelve a apretar. Según el API (Instituto Americano del Petróleo), se requiere que la estanqueidad al gas y la estanqueidad a líquidos se mantengan sin que ocurra una excoriación, que es un gripado grave que no puede ser reparado, incluso cuando la acción de apretar (unión) y de aflojamiento (desconexión) se repiten 10 veces para una junta para tuberías o 3 veces para una junta para carcasas.

Una típica junta roscada para tuberías OCTG tiene una estructura de unión macho-hembra capaz de formar un sellado por contacto metal-metal. En una junta de ese tipo, se forma una rosca macho en el extremo de un tubo para pozos de petróleo para formar un acople macho, una rosca hembra se forma en la superficie interna de un elemento de conexión roscado (un acoplamiento) para formar un acople hembra, y se proporciona una parte de contacto del

metal no roscada en el extremo de la parte macho y en una posición correspondiente en la parte hembra. Al conectar los dos elementos, las partes de contacto del metal no roscadas de la unión macho y hembra entran en contacto entre sí y forman una junta por contacto metal-metal. En el momento del apriete, se aplica un lubricante líquido, al que se hace referencia como una grasa compuesta, que contiene polvo de metales pesados para mejorar la resistencia a la excoriación, la estanqueidad al gas, y la estanqueidad a líquidos. Existen también juntas roscadas que no necesitan un acoplamiento y que proporcionan una rosca macho y una parte de contacto del metal no roscada en un extremo de un tubo de acero para formar un acople macho, y proporcionan una rosca hembra y una parte de contacto del metal no roscada en el otro extremo para formar un acople hembra.

Las partes roscadas y las partes de contacto del metal no roscadas de una junta roscada están algunas veces sometidas a un tratamiento de conversión química con fosfato, y en particular a un tratamiento de conversión química con fosfato de manganeso, fundamentalmente con el objeto de mejorar su capacidad de retener la grasa compuesta sobre las mismas y de ese modo mejorar las propiedades de deslizamiento (resistencia a la excoriación) y la estanqueidad al gas y a líquidos de la junta. Sin embargo, si las técnicas descritas anteriormente para el tratamiento de conversión química con fosfato, que fue desarrollada para la preparación de la superficie de una lámina de acero para automóviles previamente a su revestimiento con pintura, y para el acondicionamiento de superficie que se realiza previamente al tratamiento con fosfato, se aplican sin modificación, puede que no sea posible lograr el objeto anterior.

Se han realizado una cantidad de propuestas en relación al tratamiento de conversión química con fosfato para mejorar la resistencia a la excoriación de una junta roscada para tuberías OCTG.

Por ejemplo, la patente JP-A 5-117870 (Documento 4) revela que la resistencia a la excoriación y la resistencia al desgaste se mejoran formando irregularidades en la superficie con una rugosidad media de 20 - 60 micrómetros en la superficie de una junta para tuberías OCTG antes de que la superficie sea sometida a tratamiento de conversión química con fosfato.

La patente JP-A 2001-335956 (Documento 5) revela, a continuación de un acondicionamiento de superficie o desbaste superficial estándar, la realización de un tratamiento de conversión química en la superficie de una junta para tuberías OCTG de acero que contiene Cr, utilizando una solución para el tratamiento de conversión química con fosfato que tenga una relación del número de acidez total, el valor de acidez libre, y de acidez ajustada para que se encuentre dentro de un rango prescrito. El revestimiento por conversión química con fosfato de manganeso que se forma es denso con granos de cristal finos.

Las patentes JP-A 60-121385 (Documento 6), JP-A 6-346988 (Documento 7), y JP-A 7-139665 (Documento 8) revelan que la resistencia a la excoriación de una junta roscada para tuberías OCTG realizadas de acero inoxidable con alto contenido en cromo, con un contenido en Cr de al menos aproximadamente 10 por ciento en peso, puede ser aumentada "formando un revestimiento con revestimiento electrolítico de Fe que... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Método de fabricación de un elemento de acero con superficie tratada caracterizado por el tratamiento de un elemento de acero con una solución de acondicionamiento de superficie con un pH en el rango de 7,8-9,8, que contiene tetraborato de potasio o tetraborato de sodio y no contiene iones de fosfato, seguido de la realización de un

5 tratamiento por conversión química con fosfato.

2. Método según la reivindicación 1 en donde el tratamiento por conversión química con fosfato es un tratamiento por conversión química con fosfato de manganeso.

3. Elemento de acero con superficie tratada que comprende un revestimiento por conversión química con fosfato de manganeso con un diámetro medio del grano de cristal de 10 - 110 micrómetros formado en la superficie de un

10 elemento de acero, donde dicho elemento de acero con superficie tratada se puede obtener mediante el método de la reivindicación 2.

4. Elemento de acero con superficie tratada según la reivindicación 3 en donde el elemento de acero es una junta roscada para tuberías de acero.

5. Elemento de acero con superficie tratada según la reivindicación 3 en donde el elemento de acero es una junta 15 roscada para tuberías OCTG (tubos para pozos de petróleo y gas).


 

Patentes similares o relacionadas:

Articulación de casquillo y mecanismo de sellado para boquilla de paso de líquido en módulo de membrana, del 2 de Octubre de 2019, de ASAHI KASEI MEDICAL CO., LTD.: Un acoplamiento de casquillo para su uso en el campo de la fabricación de productos farmacéuticos y médicos o fabricación de alimentos, comprendiendo […]

Junta roscada para tuberías de acero, del 2 de Octubre de 2019, de JFE STEEL CORPORATION: Una junta roscada para tuberias de acero que comprende: un pasador que incluye una porcion roscada externamente, una nariz que se extiende desde […]

Forma de rosca para conexiones tubulares, del 20 de Junio de 2019, de U.S. Steel Tubular Products, Inc: Una forma de rosca para hacer una conexión de tubería roscada que puede ser atornillada y posteriormente desatornillada, comprendiendo la forma de rosca: un extremo […]

Base de aspersor, del 5 de Junio de 2019, de Katco Holdings Pty Ltd: Base de aspersor que comprende un componente de plataforma y un componente de flujo , teniendo el componente de flujo un cuerpo tubular que rodea […]

Unión de tubo con una unidad de manguito, del 27 de Noviembre de 2018, de FERRUM AG: Unión de tubo para la unión de dos piezas de unión provistas en el lado extremo con secciones roscadas, que comprende una pieza de unión con […]

Conector de tubería y disposición con un conector de tubería, del 4 de Abril de 2018, de UPONOR INNOVATION AB: Un conector (RVS) de tubería para una instalación empotrada en la pared de un sistema de tuberías en serie o un sistema de tuberías en anillo, que consta […]

Conexión roscada para empalmar un sensor a un tubo de pared doble, del 29 de Noviembre de 2017, de AIRBUS MILITARY: Conexión roscada para enroscar tubos de pared doble, comprendiendo la conexión roscada : - un tubo exterior que comprende una proyección hacia fuera , […]

Acoplamiento, especialmente para unir barras de anclaje, del 15 de Noviembre de 2017, de FRIEDR. ISCHEBECK GMBH: Acoplamiento para unir miembros de soporte provistos de una rosca exterior, especialmente para unir barras de anclajes de perforación-inyección […]

Utilizamos cookies para mejorar nuestros servicios y mostrarle publicidad relevante. Si continua navegando, consideramos que acepta su uso. Puede obtener más información aquí. .