Резьбовое соединение труб, имеющее улучшенные характеристики при низкой температуре

Номер патента: 23140

Опубликовано: 29.04.2016

Авторы: Сасаки Масаeси, Гото Кунио

Есть еще 13 страниц.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Резьбовое соединение труб, содержащее ниппель и муфту, каждый из которых имеет контактную поверхность, включающую резьбу и ненарезанную металлическую контактную часть, отличающееся тем, что контактная поверхность по меньшей мере одной детали, ниппеля или муфты имеет термопластическое твердое смазочное покрытие, нанесенное как верхний слой покрытия при поверхностной обработке, причем указанное термопластическое твердое смазочное покрытие содержит частицы сополимера, включающего полимер, выбранный из кремнийорганического полимера и фторуглеродного полимера, и другой термопластический полимер, в термопластической полимерной матрице.

2. Резьбовое соединение труб по п.1, в котором термопластическое твердое смазочное покрытие нанесено на контактную поверхность ниппеля или муфты и контактная поверхность другой детали имеет твердое противокоррозионное покрытие на основе отверждаемого ультрафиолетовым излучением полимера в качестве верхнего слоя.

3. Резьбовое соединение труб по п.1 или 2, в котором частицы сополимера представляют собой акриловые кремнийорганические сополимерные частицы.

4. Резьбовое соединение труб по п.3, в котором акриловые кремнийорганические сополимерные частицы представляют собой сферические частицы, имеющие средний диаметр частиц от 10 до 40 мкм, и их содержание в покрытии составляет от 0,5 до 30 мас.%.

5. Резьбовое соединение труб по п.1 или 2, в котором термопластическая полимерная матрица содержит один или более полимеров, выбранных из полиолефинового полимера и сополимера этилена и винилацетата.

6. Резьбовое соединение труб по п.1 или 2, в котором термопластическое твердое смазочное покрытие содержит твердый смазочный материал.

7. Резьбовое соединение по п.6, в котором твердый смазочный материал представляет собой графит.

8. Резьбовое соединение труб по п.1 или 2, в котором толщина термопластического твердого смазочного покрытия составляет от 10 до 200 мкм.

9. Резьбовое соединение труб по п.2, в котором толщина твердого противокоррозионного покрытия составляет от 5 до 50 мкм.

10. Соединение нефтепромысловых трубных изделий, содержащее резьбовое соединение по п.1 или 2.

11. Композиция термопластического твердого смазочного покрытия для резьбового соединения труб, содержащая термопластический полимерный матричный материал и частицы сополимера, содержащего полимер, выбранный из кремнийорганического полимера и фторуглеродного полимера, и другой термопластический полимер.

12. Композиция по п.11, в которой частицы сополимера представляют собой акриловые кремнийорганические сополимерные частицы.

13. Композиция по п.12, в которой акриловые кремнийорганические сополимерные частицы представляют собой сферические частицы, имеющие средний диаметр от 20 до 40 мкм, и их содержание составляет от 0,5 до 30% суммарной массы твердых веществ, содержащихся в композиции.

14. Композиция по любому из пп.11-13, в которой термопластический полимерный матричный материал представляет собой один или более полимеров, выбранных из полиолефинового полимера и сополимера этилена и винилацетата.

15. Композиция по п.11, в которой твердый смазочный материал представляет собой графит.

16. Способ осуществления резьбового соединения ниппеля и муфты, имеющих контактную поверхность, включающую резьбу и ненарезанную металлическую контактную часть, согласно которому на контактной поверхности по меньшей мере одной детали, ниппеля или муфты образуют твердое смазочное покрытие в качестве верхнего слоя путем нанесения композиции по любому из пп.11-15, в которой термопластический полимерный матричный материал находится в расплавленном состоянии, с последующим охлаждением.

17. Способ по п.16, в котором на контактную поверхность ниппеля или муфты наносят твердое смазочное покрытие и образуют твердое противокоррозионное покрытие на контактной поверхности другой детали в качестве верхнего слоя покрытия при поверхностной обработке путем нанесения композиции на основе отверждаемого ультрафиолетовым излучением полимера с последующим облучением ультрафиолетовым светом.

Рисунок 1

Текст

Смотреть все

В изобретении, чтобы осуществить резьбовое соединение труб, образуемое ниппелем и муфтой, каждый из которых имеет резьбу и ненарезанную металлическую контактную часть,с превосходной устойчивостью к заклиниванию и газонепроницаемостью даже в окружающей среде с предельно низкой температурой от -60 до -20 С и свойствами защиты от коррозии без использования композитной смазки, термопластическое твердое смазочное покрытие, содержащее антифрикционные сополимерные частицы, состоящие из акрилового кремнийорганического сополимера, и предпочтительно дополнительно содержащее твердый смазочный материал(например, графит) в термопластической полимерной матрице (например, выбранной из полиолефиновых полимеров и сополимеров этилена и винилацетата), наносят на поверхности резьбы и ненарезанной металлической контактной части ниппеля и/или муфты.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: НИППОН СТИЛ ЭНД СУМИТОМО МЕТАЛ КОРПОРЕЙШН (JP); ВАЛЛУРЕК МАННЕСМАНН ОЙЛ ЭНД ГЭС ФРАНС (FR) РЕЗЬБОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТРУБ, ИМЕЮЩЕЕ УЛУЧШЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИ НИЗКОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ Настоящее изобретение относится к композиции для нанесения термопластического твердого смазочного покрытия, используемой в поверхностной обработке резьбовых соединений труб для свинчивания стальных труб и, в частности, нефтепромысловых трубных изделий, а также к резьбовому соединению труб, имеющему твердое смазочное покрытие, образованное из данной композиции. Резьбовое соединение труб согласно настоящему изобретению можно использовать без нанесения на него композитной смазки, причем оно способно проявлять повышенную устойчивость к заклиниванию и газонепроницаемость даже в окружающей среде с предельно низкой температурой таким образом, что его можно использовать для устройства нефтяных скважин, в частности, в предельно холодных регионах. Нефтепромысловые трубные изделия, такие как трубопроводы и обсадные трубы, используемые в устройстве нефтяных скважин для добычи сырой нефти или сжиженного нефтяного газа, как правило,соединяют друг с другом, используя резьбовые соединения труб. В прошлом глубина нефтяных скважин составляла от 2000 до 3000 м, но у глубоких скважин, таких как скважины на современных морских нефтяных месторождениях, глубина может достигать уровня от 8000 до 10000 м. Длина нефтепромыслового трубного изделия составляет, как правило, приблизительно 10 м, и система трубопроводов, содержащих текучую среду, такую как сырая нефть, текущая внутри нее, окружена множеством обсадных труб, и,следовательно, множество нефтепромысловых трубных изделий, которые соединяют друг с другом, может достигать огромного числа, составляющего тысячи или более. В окружающей среде применения резьбовых соединений труб для нефтепромысловых трубных изделий на них воздействуют нагрузки в форме растягивающих усилий в аксиальном направлении, которые вызваны весом нефтепромысловых трубных изделий и самих соединений, комбинированные давления, такие как внутренние и внешние давления, а также геотермальное тепло. Таким образом, они должны быть способными гарантировать газонепроницаемость без повреждений даже в таких жестких условиях окружающей среды. Типичное резьбовое соединение труб, используемое для соединения нефтепромысловых трубных изделий, имеет структуру типа "ниппель-муфта", которую образует деталь, имеющая внешнюю резьбу и называемая "ниппель", и деталь, имеющая внутреннюю резьбу и называемая "муфта". Как правило, ниппель образован на обоих концах нефтепромыслового трубного изделия, и муфта образована на внутренней поверхности обоих концов компонент резьбового соединения, называемого "соединительная втулка". Как представлено на фиг. 1, резьбовое соединение, которое обладает превосходной газонепроницаемостью и называется "специальное резьбовое соединение", имеет уплотнительную часть и выступающую часть (также называется "торсионный выступ") на каждой детали (ниппеле и муфте). Уплотнительная часть образована на внешней периферии около краевой поверхности ближе к краю ниппеля, чем внешняя резьба, и на внутренней периферии основания внутренней резьбы муфты, и выступающая часть образована на краевой поверхности у края ниппеля и на соответствующей крайней задней части муфты. Уплотнительная часть и выступающая часть составляют ненарезанную металлическую контактную часть ниппеля или муфты резьбового соединения труб, и ненарезанная металлическая контактная часть и нарезанная часть (внешняя или внутренняя резьба) составляют контактную поверхность ниппеля или муфты. Когда вставляют один конец (ниппель) нефтепромыслового трубного изделия в соединительную втулку(муфта) и затягивают внешнюю резьбу ниппеля и внутреннюю резьбу соединительной втулки до тех пор,пока выступающие части ниппеля и муфты не состыкуются, и затем прилагают подходящий крутящий момент, чтобы уплотнительные части ниппеля и муфты вошли в тесный контакт друг с другом и образовали герметическое соединение двух металлических изделий, в результате чего поддерживается газонепроницаемость резьбового соединения. Когда систему трубопроводов или обсадные трубы опускают в нефтяную скважину, вследствие разнообразные проблем резьбовое соединение, которое было ранее затянуто, иногда ослабляется, резьбовые соединения поднимают из нефтяной скважины, затем их повторно затягивают и опускают в скважину. Согласно требованиям Американского нефтяного института (API) устойчивость к заклиниванию должна быть такой, чтобы сохранялась газонепроницаемость, и не возникало неустранимое заедание, так называемое "заклинивание", даже когда соединение претерпевает затягивание (свинчивание) и ослабление (развинчивание) десять раз в случае соединения для системы трубопроводов и три раза в случае соединения для обсадных труб. Чтобы увеличивать устойчивость к заклиниванию и газонепроницаемость при осуществлении свинчивания резьбового соединения для нефтепромысловых трубных изделий вязкий жидкий смазочный материал (консистентная смазка), который называется "композитная смазка", и который содержит порошки тяжелых металлов, наносят на контактную поверхность резьбового соединения (а именно на резьбу и ненарезанную металлическую контактную часть ниппеля или муфты). Композитную смазку предписывает бюллетень API 5A2. В прошлом было предложено подвергать контактную поверхность резьбового соединения поверхностной обработке разнообразных типов, таких как азотирование, нанесение электролитического покрытия разнообразных типов, включая оцинкование и нанесение композитного электролитического покрытия, и фосфатная химическая конверсионная обработка, образуя один или более слоев, чтобы повышать удерживание композитной смазки или улучшать свойства скольжения. Однако, как описано ниже, использование композитной смазки создает угрозу неблагоприятных воздействий на окружающую среду и человека. Композитная смазка содержит большое количество порошков тяжелых металлов, таких как цинк,свинец и медь. Во время свинчивания резьбового соединения смазка, которая была нанесена, смывается или перетекает на внешнюю поверхность, и существует возможность того, что она будет производить неблагоприятные воздействия на окружающую среду и, в частности, на живые ресурсы моря вследствие вредных тяжелых металлов, таких как свинец. Кроме того, процесс нанесения композитной смазки ухудшает технологическую среду и эффективность работы, а также существует проблема ее токсичности по отношению к человеку. В последние годы в результате введения в действие Осло-Парижской конвенции (OSPAR) 1998 г.,направленной на предотвращение загрязнения морской среды в северо-восточной части Атлантического океана, в глобальном масштабе установлены строгие ограничения в целях защиты окружающей среды, а в некоторых регионах уже регулируется использование композитной смазки. Соответственно, чтобы предотвращать вредные воздействия на окружающую среду и человека во время устройства газовых и нефтяных скважин, развивается спрос на резьбовые соединения, которые могут проявлять превосходную устойчивость к заклиниванию без использования композитной смазки. В качестве резьбового соединения, которое можно использовать для соединения нефтепромысловых трубных изделий без применения композитной смазки, заявители настоящего изобретения предложили в международной патентной заявке WO 2006/104251 резьбовое соединение труб, в котором на контактную поверхность по меньшей мере одной детали (ниппеля или муфты) нанесено двухслойное покрытие, включающее вязкое жидкое или полутвердое смазочное покрытие и образованное поверх него сухое твердое покрытие. Сухое твердое покрытие можно изготавливать, используя термореактивный полимер,такой как акриловый полимер, или отверждаемый ультрафиолетовым излучением полимер. Вязкое жидкое или полутвердое смазочное покрытие имеет такую клейкость, что к нему легко приклеивается инородный материал, но за счет образования сухого твердого покрытия поверх него эта клейкость устраняется. Поскольку сухое твердое покрытие разрушается во время свинчивания резьбового соединения, оно не нарушает смазочные свойства нанесенногопод ним смазочного покрытия. В международной патентной заявке WO 2007/42231 заявители настоящего изобретения описали резьбовое соединение, имеющее тонкое смазочное покрытие, которое не обладает клейкостью, содержит частицы твердого смазочного материала, диспергированные в твердой матрице, и проявляет пластичное или вязкопластичное реологическое поведение (свойства текучести) на резьбе (ниппеля и муфты). Матрица предпочтительно имеет температуру плавления в интервале от 80 до 320 С и ее изготавливают, используя распылительное покрытие в расплавленном состоянии (распыление горячего расплава), газопламенное покрытие порошком, распылительное покрытие водной эмульсией. Композиция, используемая в способе распыление горячего расплава, содержит, например, полиэтилен в качестве термопластического полимера, воск (такой как карнаубский воск), карбоксилат металла (такой как стеарат цинка) в качестве смазочного компонента и сульфонат кальция в качестве ингибитора коррозии. В международной патентной заявке WO 2006/75774 заявители настоящего изобретения описали резьбовое соединение труб, в котором на контактную поверхность по меньшей мере одной детали (ниппеля или муфты) наносят двухслойное покрытие, включающее твердое смазочное покрытие, содержащее смазочный порошок и связующий материал, и твердое противокоррозионное покрытие, в котором не содержатся твердые частицы, образованные поверх твердого смазочного покрытия. Патентный документ 1: международная патентная заявка WO 2006/104251; патентный документ 2: международная патентная заявка WO 2007/42231; патентный документ 3: международная патентная заявка WO 2006/75774. Резьбовые соединения труб, описанные в вышеупомянутых патентных документах 1-3, проявляют превосходные свойства адгезии и скольжения твердого смазочного покрытия и достаточную устойчивость к заклиниванию в холодной и теплой окружающей среде при температуре от приблизительно -10 до приблизительно 50 С. Однако, когда на соединение воздействует предельно низкая температура окружающей среды от -60 до -20 С, легко возникает отслаивание твердого смазочного покрытия вследствие уменьшения адгезии и возникновение растрескивания, обусловленного охрупчиванием покрытия. Кроме того, если свинчивание и развинчивание резьбового соединения осуществляют при таких низких температурах, крутящий момент становится предельно высоким, и становится недостаточным число раз возможного осуществления соединения, которое является показателем устойчивости к заклиниванию. Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении резьбового соединения труб, которое подавляет образование ржавчины, проявляет превосходную устойчивость к заклиниванию и газонепроницаемость без использования композитной смазки даже в предельно холодной окружающей среде, а также не обладает клейкой поверхностью. В результате исследований, направленных на достижение достаточной устойчивости к заклиниванию, стойкости против ржавления и газонепроницаемости без предельного увеличения крутящих моментов свинчивания и развинчивания резьбового соединения даже при использовании не только в холодных,-2 023140 теплых и тропических регионах, в которых температура воздуха составляет от приблизительно -20 до приблизительно 50 С, но также и в предельно холодных регионах, где температура составляет от -60 до-20 С, были сделаны следующие наблюдения. 1) Термопластическое смазочное покрытие, содержащее определенные сополимерные частицы, такие как акриловые кремнийорганические сополимерные частицы в термопластической полимерной матрице, является эффективным. 2) Устойчивость к заклиниванию дополнительно улучшается, когда покрытие содержит твердый смазочный материал в дополнение к сополимерным частицам. 3) Полиолефиновый полимер или сополимер этилена и винилацетата представляет собой предпочтительный термопластический полимер, который служит в качестве матрицы (основного материала) покрытия, и графит представляет собой предпочтительный твердый смазочный материал. Настоящее изобретение, которое было выполнено на основе вышеупомянутых наблюдений, представляет собой композицию для нанесения термопластического твердого смазочного покрытия на резьбовое соединение труб, отличающуюся тем, что она содержит (1) термопластический полимер в качестве матрицы покрытия и (2) частицы сополимера, включающего полимер, выбранный из кремнийорганического полимера и фторуглеродного полимера, и термопластический полимер. С другой стороны, настоящее изобретение представляет собой резьбовое соединение труб, имеющее улучшенные характеристики при низкой температуре окружающей среды, которое составляют ниппель и муфта, причем каждая из этих деталей имеет контактную поверхность, включающую резьбу и ненарезанную металлическую контактную часть, отличающееся тем, что термопластическое твердое смазочное покрытие, которое содержит частицы сополимера, включающего полимер, выбранный из кремнийорганического полимера и фторуглеродного полимера, и термопластический полимер, в термопластическом полимере в качестве матрицы покрытия, изготавливают как наиболее верхний слой покрытия при поверхностной обработке на контактной поверхность одной или обеих деталей (ниппеля и муфты). Данное резьбовое соединение труб является подходящим для использования в соединении нефтепромысловых трубных изделий. В одном варианте осуществления термопластическое твердое смазочное покрытие образуется на контактной поверхности одной детали (ниппеля или муфты), а контактная поверхность другой детали (ниппеля или муфты) имеет твердое противокоррозионное покрытие на основе отверждаемого ультрафиолетовым излучением полимера как наиболее верхний слой покрытия при поверхностной обработке. В сополимере, включающем полимер, выбранный из кремнийорганического полимера и фторуглеродного полимера, и другой термопластический полимер, который используют в настоящем изобретении, и кремнийорганический полимер, и фторуглеродный полимер имеют низкую вязкость (в настоящем документе данные полимеры в совокупности называются "антифрикционные полимеры"), и сам сополимер обладает низкой вязкостью. Таким образом, частицы такого сополимера функционируют в качестве смазывающих частиц, способных придавать покрытию смазывающую способность. Частицы этого сополимера могут далее называться "антифрикционные сополимерные частицы". Частицы чистого кремнийорганического полимера или фторуглеродного полимера обладают недостаточной прочностью связывания с термопластическим полимером, который составляет матрицу смазочного покрытия. За счет сополимеризации частиц с термопластическим полимером частицы приобретают повышенную прочность связывания с термопластической полимерной матрицей. Во время образования смазочного покрытия антифрикционные сополимерные частицы выступают из поверхности покрытия, причем кремнийорганические или фторуглеродные полимерные части сополимерных частиц направлены наружу вследствие действия поверхностного натяжения и сродства термопластической полимерной матрицы, которое выше для составляющего сополимер термопластического полимера, чем для составляющего кремнийорганического или фторуглеродного полимера. В результате,как представлено на фиг. 5(а) и 5(b), на начальной стадии свинчивания резьбового соединения, когда поверхностное давление все еще является низким (в состояние соединения низкого выступа), поверхность противоположной детали вступает в контакт, главным образом, с антифрикционными сополимерными частицами, выступающими из поверхности смазочного покрытия, в результате чего уменьшается коэффициент трения покрытия. По мере дальнейшего свинчивания, когда создается высокое давление затягивания, выступающие антифрикционные сополимерные частицы погружаются в покрытие, главным образом, вследствие своей пластической деформации, и поверхность противоположной детали также вступает в контакт с термопластической полимерной матрицей, в результате чего увеличивается коэффициент трения всего покрытия по сравнению с коэффициентом трения при низком давлении затягивания. Когда операцию свинчивания повторяют, смазочное покрытие все же сохраняет состояние, представленное на фиг. 5(а) и 5(b), во втором и последующих циклах свинчивания, несмотря на то, что в некоторой степени происходит износ антифрикционных сополимерных частиц, и по-прежнему поддерживается удовлетворительная устойчивость к заклиниванию. В качестве примерного итога коэффициент трения покрытия, состоящего исключительно из термопластической полимерной матрицы, составляет приблизительно от 0,1 до 0,2, в то время как коэффициент трения покрытия, содержащего антифрикционные сополимерные частицы в матрице, составляет приблизительно от 0,01 до 0,1. В частности, коэффициент трения смазочного покрытия в состоянии,представленном на фиг. 5(а), составляет приблизительно 0,05. Как правило, коэффициент трения, составляющий 0,1 или более, рассматривают как высокий коэффициент трения, а коэффициент трения, составляющий 0,05 или менее, рассматривают как низкий коэффициент трения. Антифрикционные сополимерные частицы представляют собой предпочтительно акриловые кремнийорганические сополимерные частицы и предпочтительнее акриловые кремнийорганические сополимерные частицы, имеющие средний диаметр частиц от 10 до 40 мкм. Их содержание в покрытии составляет предпочтительно от 0,5 до 30 мас.%. Термопластическая полимерная матрица представляют собой предпочтительно один или более полимеров, выбранных из полиолефинового полимера и сополимера этилена и винилацетата. Термопластическое твердое смазочное покрытие предпочтительно дополнительно содержит твердый смазочный материал, и твердый смазочный материал представляет собой предпочтительно графит. С другой стороны, настоящее изобретение представляет собой способ изготовления резьбового соединения труб, имеющего слой покрытия при поверхностной обработке, причем данное резьбовое соединение труб образуют ниппель и муфта, и каждая из этих деталей имеет контактную поверхность,включающую резьбу и ненарезанную металлическую контактную часть, и данный способ отличается изготовлением твердого смазочного покрытия как наиболее верхнего слоя покрытия при поверхностной обработке на контактной поверхности по меньшей мере одной детали (ниппеля или муфты) путем нанесения композиции, содержащей антифрикционные сополимерные частицы в расплавленной термопластической полимерной матрице, после чего следует охлаждение для затвердевания матричного материала. В одном варианте осуществления данного способа твердое смазочное покрытие наносят на контактную поверхность одной детали (ниппеля или муфты), а твердое противокоррозионное покрытие наносят на контактную поверхность другой детали (ниппеля или муфты) как наиболее верхний слой покрытия при поверхностной обработке путем нанесения композиции на основе отверждаемым ультрафиолетовым излучением полимера, после чего следует облучение ультрафиолетовым светом. Посредством настоящего изобретения можно изготавливать термопластическое твердое смазочное покрытие, имеющее превосходную устойчивость к заклиниванию, на контактной поверхности резьбового соединения труб без использования композитной смазки. Твердое смазочное покрытие обладает превосходными характеристиками при низкой температуре окружающей среды и даже при предельно низкой температуре окружающей среды, составляющей от -60 до -20 С, причем крутящие моменты свинчивания и развинчивания резьбового соединения не увеличиваются в значительной степени, и почти не наблюдается разрушение твердого смазочного покрытия. Кроме того, данное покрытие проявляет такую же превосходную устойчивость к заклиниванию, газонепроницаемость и свойства защиты от коррозии,которые обеспечивает композитная смазка. Сущность изобретения поясняется на чертежах, где: фиг. 1 схематически представляет ненарезанные металлические контактные части (выступающие части и уплотнительные части) ниппеля и муфты специального резьбового соединения; фиг. 2 схематически представляет сборную структуру стальной трубы и соединительной втулки во время транспортировки стальной трубы; фиг. 3 схематически представляет соединяющиеся части резьбового соединения; фиг. 4 представляет пояснительные изображения, показывающие контактную поверхность резьбового соединения труб согласно настоящему изобретению; фиг. 4(а) представляет пример поверхностной шероховатости самой контактной поверхности и фиг. 4(b) представляет пример нанесения покрытия в ходе подготовительной поверхностной обработки для создания поверхностной шероховатости контактной поверхности; фиг. 5 схематически представляет механизм действия смазочного покрытия согласно настоящему изобретению. Далее варианты осуществления резьбового соединения труб согласно настоящему изобретению подробно разъясняют изобретение на примерах. Фиг. 2 схематически представляет состояние стальной трубы для нефтепромыслового трубного изделия и соединительной втулки во время транспортировки. Ниппель 1, имеющий внешнюю резьбу 3 на своей внешней поверхности, изготовлен на обоих концах стальной трубы А, и муфта 2, имеющая внутреннюю резьбу на своей внутренней поверхности, изготовлена на обеих сторонах соединительной втулки В. Ниппель представляет собой деталь резьбового соединения, имеющую внешнюю резьбу, и муфта представляет собой деталь резьбового соединения, имеющую внутреннюю резьбу. Соединительная втулка В предварительно присоединена к одному концу стальной трубы А. Перед транспортировкой протекторы (не показаны на чертеже) для защиты резьбы установлены на ниппеле стальной трубы А и муфте соединительной втулки В, которые не присоединены к другим деталям. Эти протекторы снимают перед использованием резьбового соединения. Как представлено на чертеже, в типичном резьбовом соединении труб ниппель изготовлен на внешней поверхности обоих концов стальной трубы и муфта изготовлена на внутренней поверхности соединительной втулки, которая представляет собой отдельный компонент. Существуют встроенные резьбовые соединения труб, для которых не используется соединительная втулка, которые имеют ниппель на одном конце стальной трубы и муфту на ее другом конце. Резьбовое соединение труб согласно настоящему изобретению может принадлежать к любому из этих типов резьбового соединения. Фиг. 3 схематически представляет структуру типичного резьбового соединения труб. Резьбовое соединение труб составляют ниппель 1, изготовленный на внешней поверхности конца стальной трубы А,и муфта 2, изготовленная на внутренней поверхности соединительной втулки В. Ниппель 1 имеет внешнюю резьбу 3 а, уплотнительную часть 4 а и выступающую часть 5, которые расположены на конце стальной трубы. Соответственно муфта 2 имеет внутреннюю резьбу 3b, уплотнительную часть 4b и выступающую часть на стороне резьбы, удаленной от конца муфты. В каждой детали, включая ниппель 1 и муфту 2, уплотнительная часть и выступающая часть составляют ненарезанную металлическую контактная часть, и резьба и ненарезанная металлическая контактная часть (а именно уплотнительная часть и выступающая часть) составляют контактную поверхность резьбового соединения. Для контактных поверхностей ниппеля и муфты требуются устойчивость к заклиниванию, газонепроницаемость и коррозионная стойкость. В прошлом для этой цели использовали композитную смазку, содержащую порошок тяжелого металла. Однако вследствие проблем неблагоприятных воздействий тяжелых металлов на человека и окружающую среду исследуют резьбовые соединения, имеющие твердое смазочное покрытие, которые можно использовать для соединения нефтепромысловых трубных изделий без применения композитной смазки. Твердое смазочное покрытие, как правило, представляет собой полимерное покрытие, содержащее твердый смазочный материал. Однако если традиционное твердое смазочное покрытие используют в предельно холодной окружающей среде при температуре от -60 до -20 С, существуют проблемы того, что начальный крутящий момент свинчивания становится высоким, ненарезанные металлические контактные части, которые гарантируют газонепроницаемость, не вступают в контакт с заданным давление свинчивания, и резьбы не полностью совмещены (это состояние называется отсутствием соединения выступа), легко происходит заклинивание во время свинчивания, и даже, если достигается свинчивание, начальный крутящий момент развинчивания во время развинчивания становится предельно высоким. Кроме того, когда ключи,используемые для свинчивания труб, имеют низкую мощность, может возникать проблема того, что свинчивание оказывается невозможным вследствие недостаточного крутящего момента. Согласно настоящему изобретению, как представлено на фиг. 4(а) и 4(b) по отношению к уплотнительной части, на контактную поверхность по меньшей мере одной детали (ниппеля или муфты) наносят определенное термопластическое твердое смазочное покрытие 31 а, получаемое путем поверхностной обработки как наиболее верхнее покрытие на стальной поверхности 30 а или 30b. Это твердое смазочное покрытие может проявлять функцию усиления смазки, даже когда на него воздействует предельно холодная окружающая среда при температуре от -60 до -20 С; оно способно предотвращать заклинивание резьбового соединения, препятствуя при этом увеличению крутящего момента во время свинчивания или развинчивания, и оно может гарантировать газонепроницаемость после свинчивания. Подложку для твердого смазочного покрытия 31 а (а именно контактную поверхность резьбового соединения) предпочтительно подвергают созданию поверхностной шероховатости. Как представлено на фиг. 4(а), поверхностную шероховатость можно создавать непосредственным способом получения поверхностной шероховатости, используя струйную обработку или травление поверхности стали 30 а, или ее можно создавать путем подготовительной поверхностной обработки для образования имеющего шероховатую поверхность покрытия 32, такого как фосфатное покрытие или электролитически нанесенное пористое покрытие из цинка (сплава), на поверхности стали 30b перед нанесением смазочного покрытия 31 а. Твердое смазочное покрытие 31 а можно получать нанесением образующей термопластическое твердое смазочное покрытие композиции, нагретой до температуры, достаточной для расплавления термопластической полимерной матрицы, подходящим способом, таким как распыление, нанесение кистью или погружение, и последующим затвердеванием покрытия известными способами охлаждения, такими как воздушное охлаждение или естественное охлаждение. В качестве альтернативы жидкую композицию, содержащую растворитель, можно наносить традиционным способом. Твердое смазочное покрытие можно наносить на контактные поверхности обеих деталей (ниппеля и муфты), но в случае ниппеля и муфты, которые были соединены друг с другом перед транспортировкой,как представлено на фиг. 2, достаточно наносить смазочное покрытие на контактную поверхность только одной детали (ниппеля или муфты). В этом случае удобно наносить смазочное покрытие на контактную поверхность соединительной втулки (обычно это контактная поверхность муфты), потому что покрытие легче наносить на соединительную втулку (короткую деталь), чем на длинную стальную трубу. В случае ниппеля и муфты, которые не были соединены перед транспортировкой, твердое смазочное покрытие можно наносить на контактные поверхности обеих деталей (ниппеля и муфты), чтобы одновременно придавать им смазочные свойства и свойства защиты от коррозии. В качестве альтернативы твердое смазочное покрытие можно наносить на контактную поверхность только одной детали, например муфты, и твердое противокоррозионное покрытие можно наносить на контактную поверхность другой детали, например ниппеля. В любом случае, резьбовому соединению можно придавать устойчивость к заклиниванию, газонепроницаемость и стойкость против ржавления. Твердое противокоррозионное покрытие предпочтительно представляет собой отверждаемое ультрафиолетовым излучением покрытие, и его предпочтительно наносить после подготовительной поверхностной обработки для создания поверхностной шероховатости. На все контактные поверхности ниппеля и/или муфты следует наносить смазочное покрытие, но настоящее изобретение также включает случай, в котором только покрывают только части контактной поверхности (например, только ненарезанные металлические контактные части). Термопластическое твердое смазочное покрытие. В настоящем изобретении термопластическое твердое смазочное покрытие наносят на контактную поверхность по меньшей мере одной детали (ниппеля или муфты), составляющей резьбовое соединение труб. Это твердое смазочное покрытие требуется, чтобы предотвращать ситуацию отсутствия соединения выступа, в которой крутящий момент свинчивания в начале свинчивания становится высоким, и чтобы препятствовать начальному крутящему моменту развинчивания становиться высоким и тем самым в достаточной степени предотвращать заклинивание, когда стальные трубы соединяют посредством резьбового соединения не только в холодных, умеренных и тропических регионах (при температуре от -20 до 50 С), но также и в предельно холодных регионах (при температуре от -60 до -20 С), а также, чтобы предотвращать ржавление во время хранения. Композиция для нанесения термопластического твердого смазочного покрытия содержит термопластическую полимерную матрицу и антифрикционные сополимерные частицы. Соответственно образуется термопластическое твердое смазочное покрытие, которое имеет структуру, содержащую антифрикционные сополимерные частицы, диспергированные в термопластической полимерной матрице. Поскольку покрытие содержит антифрикционные сополимерные частицы, покрытие проявляет эффект уменьшения трения, и оно способно в значительной степени повышать устойчивость к заклиниванию резьбового соединения. Кроме того, антифрикционные сополимерные частицы могут в достаточной степени проявлять эффект уменьшения трения даже при предельно низких температурах. Предпочтительно использовать термопластический полимер, у которого температура плавления или температура размягчения (это применяется и далее) составляет от 80 до 320 С, чтобы изготавливать термопластическую полимерную матрицу термопластического твердого смазочного покрытия. Температура плавления предпочтительнее составляет от 90 до 200 С. Если температура плавления термопластического полимера, который образует матрицу покрытия, является чрезмерно высокой, становится затруднительным его применение в расплавленном состоянии, например, в случае нанесения покрытия из горячего расплава. С другой стороны, если температура плавления является чрезмерно низкой, твердое смазочное покрытие размягчается при воздействии на него высокой температуры в тропических регионах или даже в летнее время в регионах с умеренным климатом, что приводит к ухудшению его характеристик. Примеры термопластических полимеров, которые можно использовать в качестве матричного материала в настоящем изобретении, включают, хотя и не ограничиваются этим, полиолефины, полистиролы, полиуретаны, полиамиды, сложные полиэфиры, поликарбонаты, акриловые полимеры и термопластические эпоксидные полимеры. Термопластический полимер может представлять собой гомополимер или сополимер. Как описано далее, контактную поверхность резьбового соединения труб, которая представляет собой подложку для образования смазочного покрытия, можно предварительно подвергать подготовительной поверхностной обработке, такой как химическая конверсионная обработка или нанесение электролитического покрытия. Принимая во внимание адгезию к подложке, пленкообразующие свойства, способность образования покрытия, вязкость во время плавления и способность диспергировать антифрикционные сополимерные частицы, предпочтительно, чтобы используемый термопластический полимер представлял собой смесь множества типов термопластических полимеров, имеющих различные свойства, такие как температура плавления, температура размягчения и температура стеклования. Особенно предпочтительные термопластические полимеры для использования в качестве матричного материала представляют собой полиолефиновые полимеры и сополимеры этилена и винилацетата, и особенно предпочтительней использовать смесь по меньшей мере двух полиолефиновых полимеров,имеющих различные температуры плавления или температуры размягчения и сополимер этилена и винилацетата. Антифрикционные сополимерные частицы, диспергированные в термопластической полимерной матрице, проявляют эффект уменьшения трения и снижения крутящего момента даже при предельно низких температурах. Таким образом, термопластическое твердое смазочное покрытие, содержащее эти частицы, может проявлять значительно уменьшенное трение при одновременном сохранении адгезии покрытия даже при предельно низких температурах от -60 до -20 С. Данный факт был впервые разъяснен авторами настоящего изобретения. Антифрикционные сополимерные частицы, которые используют в настоящем изобретении, присутствуют в форме порошка сополимера, полученного сополимеризацией антифрикционного полимера, выбранного из фторуглеродного полимера, такого как политетрафторэтилен, и кремнийорганического полимера, с мономером другого термопластического полимера. Этот сополимер может представлять собой блок-сополимер. Даже при использовании частиц сополимера антифрикционного полимера, такого как кремнийорганический полимер или фторуглеродный полимер, с термопластическим полимером, часть антифрикционного полимера, которая имеет хорошие свойства скольжения при низких температурах,всегда обращена к поверхностям скольжения, в результате чего становится возможным поддерживать приблизительно такой же уровень хороших смазочных свойств, как при использовании частиц, состоящих исключительно из антифрикционного полимера. Кроме того, поскольку часть термопластического полимера в сополимерных частицах является совместимой с термопластическим полимером, образующим матрицу покрытия, частицы прочно связаны с матрицей. Таким образом, даже при применении высокого давления затягивания частицы не отслаиваются с такой легкостью, как в случае использования частиц, состоящих исключительно из антифрикционного полимера. Даже несмотря на хорошие начальные смазочные свойства при использовании частиц, состоящих исключительно из антифрикционного полимера, такого как кремнийорганический полимер или фторуглеродный полимер, износоустойчивость и срок службы покрытия уменьшаются вследствие отслаивания частиц, и оказывается невозможным сохранение хороших смазочных свойств. В качестве термопластического полимера, который образует сополимер с антифрикционным полимером, предпочтительно выбирать полимер, имеющий сродство к термопластическому полимеру, используемому в качестве матрицы термопластического полимерного покрытия. Например, можно использовать термопластический полимер, который относится к тому же типу, как термопластический полимер,используемый в качестве матрицы покрытия. Некоторые примеры подходящего термопластического полимера представляют собой акриловые полимеры, уретановые полимеры, сложнополиэфирные полимеры, поликарбонатные полимеры, полиимидные полимеры и термопластические эпоксидные полимеры. Сополимер антифрикционного полимера и мономера термопластического полимера можно изготавливать сополимеризацией мономера термопластического полимера с реакционноспособным кремнийорганическим или фторуглеродным полимером, имеющим функциональную группу, способную реагировать с мономером термопластического полимера, которая была предварительно введена в полимер. Реакционноспособная функциональная группа, которую можно вводить в кремнийорганический или фторуглеродный полимер, представляет собой (мет)акриловую группу в случае сополимеризации с акриловым полимером, гидроксильную группу в сополимеризации с уретановым полимер, эпоксидную группу, карбоксильную группу или гидроксильную группу в сополимеризации с сложнополиэфирным полимером, фенольную группу в сополимеризации с поликарбонатным полимером, аминогруппу в сополимеризации с полиимидным полимером и гидроксильную группу в сополимеризации с термопластическим эпоксидным полимером. Пример антифрикционной сополимерной частицы, которую можно преимущественно использовать в настоящем изобретении, представляет собой частица акрилового кремнийорганического сополимера. Это твердый (порошкообразный) сополимер, который можно получить сополимеризацией кремнийорганического полимера с акриловым мономером и который можно изготавливать сополимеризацией полиорганосилоксана, имеющего концевую свободнорадикально полимеризуемую группу, такую как(мет)акриловая группа, со сложным эфиром (мет)акриловой кислоты. Массовое соотношение полиорганосилоксана и сложного эфира (мет)акриловой кислоты в данном сополимере составляет предпочтительно от 60:40 до 80:20. Размер сополимерных частиц предпочтительно является таким, что средний диаметр частиц находится в интервале от 10 до 400 мкм. Сополимеризацию можно осуществлять путем эмульсионной полимеризации или подобным способом, используя подходящую жидкую среду и инициатор свободнорадикальной полимеризации. Полученный в результате сополимер в форме эмульсии подвергают разделению твердой и жидкой фаз таким образом, чтобы получить твердую фазу, и желательные сополимерные частицы получают в форме вторичных частиц, которые представляют собой агрегаты мельчайших частиц в эмульсии (первичных частиц). В настоящем изобретении частицы и диаметры частиц означают вторичные частицы и диаметры вторичных частиц соответственно. Форма сополимерных частиц может быть аморфной или сферической,но предпочтительно она является сферической, т.е. они предпочтительно представляют собой сферические частицы. Сферические частицы акрилового кремнийорганического сополимера, имеющие средний диаметр частиц от 10 до 40 мкм, являются особенно подходящими для настоящего изобретения. Сферические частицы акрилового кремнийорганического сополимера, у которых средний диаметр частиц составляет 30 мкм, продает фирма Nissin Chemical Industry Co., Ltd. под товарным наименованием Chaline R-170S. Данный продукт можно использовать в качестве антифрикционных сополимерных частиц в настоящем изобретении. Термопластическое твердое смазочное покрытие содержит антифрикционные сополимерные частицы, предпочтительно акриловые кремнийорганические сополимерные частицы, диспергированные в термопластической полимерной матрице. В случае резьбового соединения труб для соединения нефтепромысловых трубных изделий содержание акриловых кремнийорганических сополимерных частиц в термопластическом твердом смазочном покрытии составляет предпочтительно от 0,5 до 30 мас.% и предпочтительнее от 1 до 20 мас.%. Если это содержание составляет менее чем 0,5 мас.%, эффект уменьшения трения и адгезия покрытия при предельно низких температурах становятся недостаточными, в то время как при содержании, превышающем 30 мас.%, снижается способность образования покрытия, и может становиться затруднительным образование качественного покрытия. Чтобы дополнительно улучшать смазочные свойства, термопластическое твердое смазочное покрытие может дополнительно содержать разнообразные твердые смазочные материалы. Твердый смазочный материал означает порошок, обладающий смазочными свойствами. Твердые смазочные материалы можно приблизительно классифицировать следующим образом:(1) материалы, которые проявляют смазочные свойства вследствие присутствия кристаллической структуры, которая легко скользит, такой как гексагональная слоистая кристаллическая структура (например, графит, оксид цинка и нитрид бора);(2) материалы, которые проявляют смазочные свойства вследствие присутствия реакционноспособного элемента, дополняющего кристаллическую структуру (например, дисульфид молибдена, дисульфид вольфрама, фторид графита, сульфид олова и сульфид висмута);(3) материалы, которые проявляют смазочные свойства вследствие присутствия химической реакционной способности (например, определенные тиосульфатные соединения); и(4) материалы, которые проявляют смазочные свойства вследствие пластичного или вязкопластичного поведения под воздействием силы трения (например, политетрафторэтилен (PTFE) и полиамиды). Можно использовать твердые смазочные материалы любого из этих типов, но тип (1) является предпочтительным. Твердые смазочные материалы типа (1) можно использовать в чистом виде или их можно использовать в сочетании с твердыми смазочными материалами типа (2) и/или типа (4). Графит представляет собой особенно предпочтительный твердый смазочный материал. Принимая во внимание невмешательство в воздействие акриловых кремнийорганических сополимерных частиц, а также адгезию и предотвращение ржавления, аморфный (землистый) графит все же является более предпочтительным с точки зрения способности образования покрытия. Содержание твердого смазочного материала в термопластическом твердом смазочном покрытии составляет предпочтительно от 2 до 15 мас.%. В дополнение к твердому смазочному материалу термопластическое твердое смазочное покрытие может содержать неорганический порошок для регулирования свойств скольжения. Примеры такого неорганического порошка представляют собой диоксид титана и оксид висмута. Для усиления противокоррозионных свойств покрытия термопластическое твердое смазочное покрытие может содержать противокоррозионное вещество. Пример предпочтительного противокоррозионного вещества представляет собой диоксид кремния, легированный ионами кальция. Можно также использовать имеющиеся в продаже реакционноспособные водоотталкивающие материалы. Эти неорганические порошки, противокоррозионные вещества и другие добавки могут присутствовать в термопластическом смазочном покрытии в суммарном количестве, составляющем вплоть до 20 мас.%. В дополнение к описанным выше компонентам термопластическое твердое смазочное покрытие может содержать в небольших количествах и другие добавки, в качестве которых выбирают поверхностно-активные вещества, красители, антиоксиданты и подобные материалы, количество которых составляет, например, не более чем 5 мас.%. Покрытие может также содержать противозадирное вещество, жидкий смазочный материал или подобный материал в предельно малом количестве, составляющем не более чем 2 мас.%. Согласно настоящему изобретению предложена образующая твердое смазочное покрытие композиция для изготовления описанного выше термопластического твердого смазочного покрытия (далее называется "покровная композиция"). Эта покровная композиция может представлять собой не содержащую растворитель композицию (композицию без растворителя), которая состоит в основном из описанных выше компонентов, или она может представлять собой композицию на основе растворителя, в которой термопластическая полимерная матрица растворена в растворителе. Не содержащую растворителя покровную композицию можно изготавливать, например, вводя акриловые кремнийорганические сополимерные частицы, твердый смазочный материал и другие добавки в расплавленную термопластическую полимерную матрицу, после чего следует перемешивание или растирание. В качестве альтернативы смешанный порошок, в котором смешаны все компоненты в порошкообразном состоянии, можно использовать в качестве покровной композиции. Преимущества не содержащего растворителя материала покрытия заключаются в том, что он способен образовывать смазочное покрытие в течение короткого периода времени и что отсутствует испарение органических растворителей,которые являются вредными для окружающей среды. Из такой не содержащей растворителя покровной композиции можно изготавливать термопластическое твердое смазочное покрытие способом нанесения из горячего расплава. Согласно данному спосо-8 023140 бу покровную композицию (содержащую описанную выше термопластическую полимерную матрицу и разнообразные порошки) нагревают, чтобы довести термопластическую полимерную матрицу до плавления и образования текучей композиции, имеющей достаточно низкую вязкость для нанесения покрытия с помощью пульверизатора, имеющего способность сохранять постоянную температуру (обычно приблизительно равную температуре композиции в расплавленном состоянии). Температура, до которой нагревают композицию, превышает предпочтительно на 10-50 С температуру плавления (температуру размягчения) термопластической полимерной матрицы. Для антифрикционных сополимерных частиц в покровной композиции (таких как акриловые кремнийорганические сополимерные частицы) является приемлемым частичное плавление во время нагревания. Покрываемую подложку (а именно контактную поверхность ниппеля и/или муфты) предпочтительно подогревают до температуры, превышающей температуру плавления термопластической полимерной матрицы. Осуществляя это предварительное нагревание, можно получить хорошую способность образования покрытия. Когда покровная композиция содержит небольшое количество (например, не более чем 2%) поверхностно-активного вещества, такого как полидиметилсилоксан, можно получить хорошее покрытие, даже если подложку не подогревали, или если температура предварительного нагревания является ниже, чем температура плавления полимерной матрицы. Покровную композицию нагревают и расплавляют внутри резервуара, оборудованного подходящим перемешивающим устройством, направляют в распылительную головку (которая поддерживается при заданной температуре) пульверизатора через дозирующий насос посредством компрессора и распыляют на подложку. Температура, которую поддерживают внутри резервуара и распылительной головки, регулируют в соответствии с температурой плавления полимерной матрицы в композиции. Подложку затем охлаждают, используя воздушное охлаждение или естественное охлаждение, для затвердевания термопластической полимерной матрицы и изготовления термопластического твердого смазочного покрытия согласно настоящему изобретению поверх подложки. Толщина термопластического твердого смазочного покрытия, изготовленного таким способом, составляет предпочтительно от 10 до 200 мкм и предпочтительнее от 25 до 100 мкм. Если толщина термопластического твердого смазочного покрытия является чрезмерно малой, смазочные свойства резьбового соединения труб оказываются недостаточными, и становится легче возникновение заклинивания во время свинчивания или развинчивание. Это термопластическое твердое смазочное покрытие обладает также коррозионной стойкостью в некоторой степени, но если толщина покрытия является чрезмерно малой, то коррозионная стойкость становится недостаточной и уменьшается коррозионная стойкость контактной поверхности резьбового соединения труб. С другой стороны, создание чрезмерно большой толщины термопластического твердого смазочного покрытия не только неоправданно расходует смазочный материал, но также противоречит предотвращению загрязнения окружающей среды, которое представляет собой одну из целей настоящего изобретения. Когда термопластическое твердое смазочное покрытие и описанное ниже твердое противокоррозионное покрытие, которое необходимо изготавливать, наносят поверх контактной поверхности, у которой поверхностная шероховатость увеличена посредством подготовительной поверхностной обработки, они оба предпочтительно имеют толщину покрытия, превышающую шероховатость Rmax подложки, у которой увеличивают поверхностную шероховатость. Если толщина не превышает данную шероховатость,иногда оказывается невозможным полностью покрывать поверхность подложки. Когда подложка имеет шероховатую поверхность, толщина покрытия представляет собой среднее значение толщины всего покрытия, которое можно вычислить, зная площадь поверхности, массу и плотность покрытия. Твердое противокоррозионное покрытие. Когда описанное выше термопластическое твердое смазочное покрытие изготавливают на контактной поверхности только одной детали (ниппеля или муфты), например муфты, резьбового соединения труб, причем контактная поверхность другой детали (например, ниппеля) может подвергаться описанной ниже подготовительной поверхностной обработке. Однако для придания свойств защиты от коррозии твердое противокоррозионное покрытие предпочтительно изготавливают как наиболее верхний слой покрытия при поверхностной обработке на контактной поверхности другой детали. Как описано выше по отношению к фиг. 1, вплоть до момента времени фактического использования резьбового соединения труб, часто устанавливают протекторы на ниппель и муфту, которые не были соединены с другой деталью. Твердое противокоррозионное покрытие не должно разрушаться, по меньшей мере, при воздействии усилия, приложенного при установлении на него протектора; оно не должно растворяться при воздействии воды, которая образуется путем конденсации вследствие достижения температуры конденсации во время транспортировки или хранения; и оно не должно легко размягчаться при высокой температуре, превышающей 40 С. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения твердое противокоррозионное покрытие, которое может обеспечивать данные свойства, изготавливают из композиции на основе отверждаемого ультрафиолетовым излучением полимера, которая известна своей способностью образовывать обладающее высокой прочностью покрытие. Известная полимерные композиции, содержащие, по меньшей мере, мономер, олигомер и инициатор фотополимеризации, можно использовать в качестве отверждаемого ультрафиолетовым излучением полимера. Не существует определенных ограничений в отношении компонентов или композиции отверждаемого ультрафиолетовым излучением полимера при том условии, что происходит реакция фотополимеризации под действием облучения ультрафиолетовым светом с образованием отвержденного покрытия. Некоторые неограничительные примеры мономеров представляют собой сложные полиэфиры (ди-,три- или высшие) многоатомных спиртов и (мет)акриловой кислоты, разнообразные (мет)акрилаты, Nвинилпирролидон, N-винилкаплолактам и стиролы. Некоторые неограничительные примеры олигомеров представляют собой эпоксидные (мет)акрилаты, уретановые (мет)акрилаты, сложнополиэфирные(мет)акрилаты, простополиэфирные (мет)акрилаты и кремнийорганические (мет)акрилаты. Полезные инициаторы фотополимеризации представляют собой соединения, имеющие поглощение в диапазоне длин волн от 260 до 450 нм, примерами которых являются бензоин и его производные, бензофенон и его производные, ацетофенон и его производные, кетон Михлера (Michler), бензил и его производные, тетраалкилтиураммоносульфиды и тиоксаны. Особенно предпочтительно использовать тиоксаны. Принимая во внимание прочность покрытия и свойства скольжения, твердое противокоррозионное покрытие, изготовленное из отверждаемого ультрафиолетовым излучением полимера, может содержать добавки, выбранные из смазочных материалов, волокнистых наполнителей и противокоррозионных веществ, которые содержатся в покрытие. Примеры смазочного материала представляют собой карбоксилаты металлов, такие как стеарат кальция и стеарат цинка, а также полимер политетрафторэтилен (PTFE). Пример волокнистого наполнителя представляет собой игольчатый карбонат кальция, такой как Whiskal, продаваемый фирмой MaruoCalcium Co., Ltd. Одну или более из этих добавок можно вводить в количестве, составляющем от 0,05 до 0,35 мас.ч. по отношению к 1 мас.ч. отверждаемого ультрафиолетовым излучением полимера. Если данное количество составляет менее чем 0,05 мас.ч., прочность покрытия иногда оказывается недостаточной. С другой стороны, если количество превышает 0,35 мас.ч., вязкость покровной композиции становится высокой и уменьшается легкость нанесения покрытия, а также это иногда приводит к уменьшению прочности покрытия. Примеры противокоррозионного вещества представляют собой триполифосфат алюминия и фосфит алюминия. Противокоррозионное вещество можно вводить в количестве, составляющем вплоть до 0,10 мас.ч. по отношению к 1 мас.ч. отверждаемого ультрафиолетовым излучением полимера. Твердое противокоррозионное покрытие, изготовленное из отверждаемого ультрафиолетовым излучением полимера,часто является прозрачным. С точки зрения упрощения проверки качества (например, проверки присутствия или отсутствия покрытия или однородности или неоднородности толщины покрытия) путем визуального наблюдения или путем обработки изображения изготавливаемого твердого противокоррозионного покрытия, твердое противокоррозионное покрытие может содержать красящее вещество. В качестве используемых красящих веществ можно выбирать пигменты, красители и флуоресцентные материалы. Флуоресцентные материалы иногда не придают окраску покрытию в видимом свете, но они придают окраску покрытию, по меньшей мере, в ультрафиолетовом свете. Таким образом, их используют в качестве красящих веществ в настоящем изобретении. Эти красящие вещества могут представлять собой имеющиеся в продаже вещества, и в данном отношении не существует определенных ограничений при том условии, что проверка качества твердого противокоррозионного покрытия является возможной путем визуального наблюдения или обработки изображения. Можно использовать как органические, так и неорганические красящие вещества. Прозрачность твердого противокоррозионного покрытия уменьшается или исчезает при добавлении пигмента. Если твердое противокоррозионное покрытие становится непрозрачном, становится затруднительной проверка в отношении повреждения резьбы ниппеля, который образует подложку. Соответственно, когда используют пигмент, предпочтительным является пигмент, имеющий высокую степень яркости, такой как желтый или белый пигмент. С точки зрения предотвращения коррозии диаметр частиц пигмента предпочтительно является предельно малым, насколько это возможно, и предпочтительно использовать пигмент, у которого средний диаметр частиц составляет не более чем 5 мкм. Красители не уменьшают в значительной степени прозрачность твердого противокоррозионного покрытия, таким образом отсутствуют проблемы при использовании красителя, имеющего интенсивный цвет, такой как красный или синий. Максимальное добавляемое количество пигмента или красителя составляет предпочтительно 0,05 мас.ч. по отношению к 1 мас.ч. отверждаемого ультрафиолетовым излучением полимера. Если данное количество превышает 0,05 мас.ч., коррозионная стойкость можно уменьшаться. Более предпочтительное добавляемое количество составляет не более чем 0,02 мас.ч. Флуоресцентный материал может представлять собой любой флуоресцентный пигмент, флуоресцентный краситель и люминофор, используемый во флуоресцентной краске. Флуоресцентные пигменты приблизительно разделяют на категории неорганических флуоресцентных пигментов и флуоресцентные пигменты для дневного света. Примеры неорганических флуоресцентных пигментов представляют собой пигменты на основе сульфида цинка иди двойного сульфида цинка и кадмия (содержащие металлический активатор), галоге- 10023140 нированные фосфаты кальция, активированные редкоземельными элементами стронциевые хлорапатиты и т.п. Часто можно использовать в сочетании два или более данных материалов. Неорганические флуоресцентные пигменты обладают превосходной устойчивостью к погодным условиям и нагреванию. Существуют несколько типов флуоресцентных пигментов для дневного света, но основные типы представляют собой типы твердых растворов синтетических полимеров, в которых флуоресцентный краситель внедряют в бесцветный синтетический полимер для получения пигмента. Флуоресцентные красители можно также использовать и в чистом виде. Разнообразные типы неорганических или органических флуоресцентных пигментов и, в частности, типы твердых растворов синтетических полимеров используют во флуоресцентных красках и флуоресцентных печатных красках, и данные люминофоры (флуоресцентные материалы) можно использовать в качестве флуоресцентных пигментов или флуоресцентных красителей. Твердое противокоррозионное покрытие, содержащее флуоресцентный пигмент или краситель, является бесцветным или имеет прозрачный цвет в видимом свете. Однако при облучении инфракрасным светом или ультрафиолетовым светом оно флуоресцирует и становится цветным, и тогда оказывается возможным определение присутствия или отсутствия покрытия или определение однородности или неоднородности толщины покрытия. Поскольку покрытие является прозрачным в видимом свете, можно визуально наблюдать подложку, находящуюся под твердым противокоррозионным покрытием, а именно поверхность этой подложки. Соответственно твердое противокоррозионное покрытие не препятствует визуальной проверке в отношении повреждения резьбы резьбового соединения. Добавляемое количество данных флуоресцентных материалов составляет предпочтительно вплоть до приблизительно 0,05 мас.ч. по отношению к 1 мас.ч. отверждаемого ультрафиолетовым излучением полимера. Если добавляемое количество превышает 0,05 мас.ч., коррозионная стойкость может уменьшаться. Более предпочтительное добавляемое количество составляет не более чем 0,02 мас.ч. Чтобы сделать возможным осуществление контроля качества не только твердого противокоррозионного покрытия, но также и нижележащий резьбы, предпочтительно использовать флуоресцентный материал и, в частности, флуоресцентный пигмент в качестве красящего вещества. После нанесения композиции на основе отверждаемого ультрафиолетовым излучением полимера (в том числе композиции, состоящей в основном из компонентов отверждаемого ультрафиолетовым излучением полимера) на контактную поверхность резьбового соединения покрытие отверждают облучением ультрафиолетовым светом, чтобы изготовить твердое противокоррозионное покрытие, состоящее из слоя отверждаемого ультрафиолетовым излучением полимера. За счет повторения покрытия и облучения ультрафиолетовым светом становится возможным изготовление твердого противокоррозионного покрытия, содержащего два или более слоев отверждаемого ультрафиолетовым излучением полимера. При использовании множества слоев противокоррозионного покрытия прочность покрытия дополнительно увеличивается, твердое противокоррозионное покрытие не разрушается даже в случае приложения большого усилия во время свинчивания резьбового соединения, и коррозионная стойкость резьбового соединения дополнительно увеличивается. Поскольку в настоящем изобретении смазочное покрытие не присутствует под твердым противокоррозионным покрытием, твердое противокоррозионное покрытие необязательно должно разрушаться во время свинчивания резьбового соединения. Сохранение твердого противокоррозионного покрытия увеличивает коррозионную стойкость резьбового соединения. Облучение ультрафиолетовым светом можно осуществлять, используя имеющееся в продаже устройство для облучения ультрафиолетовым светом, у которого выходная длина волны находится в диапазоне от 200 до 450 нм. Примеры источника ультрафиолетового света представляют собой ртутные лампы высокого давления, ртутные лампы ультравысокого давления, ксеноновые лампы, дуговые угольные лампы, металлогалогенидные лампы и солнечный свет. Продолжительность времени, в течение которого осуществляют облучение, и мощность облучающего ультрафиолетового света может надлежащим образом устанавливать специалист в данной области техники. Толщина твердого противокоррозионного покрытия (суммарная толщина покрытия в случае двух или более слоев отверждаемого ультрафиолетовым излучением полимера) составляет предпочтительно от 5 до 50 мкм и предпочтительнее от 10 до 40 мкм. Она предпочтительно является меньше, чем толщина твердого смазочного покрытия, изготовленного на противоположной детали. Если толщина твердого противокоррозионного покрытия является чрезмерно малой, оно не функционирует в достаточной степени в качестве противокоррозионного покрытия, и коррозионная стойкость резьбового соединения труб может оказываться недостаточной. С другой стороны, если толщина твердого противокоррозионного покрытия превышает 50 мкм, когда защитную деталь, такую как протектор, имеющий высокую газонепроницаемость, устанавливают на конец нефтепромыслового трубного изделия, твердое противокоррозионное покрытие может разрушаться усилием, прикладываемым во время установки протектора, и коррозионная стойкость резьбового соединения труб становится недостаточной. Кроме того, в этом случае порошок, образующийся при истирании, выбрасывается в окружающую среду, и ухудшается состояние окружающей среды предприятия. Более того, твердое противокоррозионное покрытие, у которого толщина превышает толщину твердого смазочного покрытия на противоположной детали, может препятст- 11023140 вовать смазочному действию смазочного покрытия. Поскольку твердое противокоррозионное покрытие на основе отверждаемого ультрафиолетовым излучением полимера является прозрачным, состояние подложки можно наблюдать без удаления покрытия, и резьбу можно проверять через вышеупомянутое покрытие перед свинчиванием. Соответственно посредством изготовления этого твердого противокоррозионного покрытия на контактной поверхности ниппеля, резьба которого находится на его внешней поверхности, и, следовательно, подвержена повреждению в большей степени, чем резьба муфты, становится возможным легко проверять резьбу ниппеля на наличие повреждений, оставляя при этом покрытие на своем месте. Подготовительная поверхностная обработка. Резьбы и уплотнительные части ниппеля и муфты, которые составляют контактные поверхности резьбового соединения труб, изготавливают посредством операций резания, которые включают нарезку резьбы. Как правило, их поверхностная шероховатость составляет приблизительно от 3 до 5 мкм. Если поверхностная шероховатость контактных поверхностей превышает данный уровень, адгезия образованного поверх них покрытия может увеличиваться, и в результате этого могут улучшаться эксплуатационные характеристики, такие как устойчивость к заклиниванию и коррозионная стойкость. Таким образом,перед изготовлением покрытия подготовительную поверхностную обработку, которая способна увеличивать поверхностную шероховатость, предпочтительно осуществляют на контактной поверхности по меньшей мере одной детали и предпочтительно обеих деталей (ниппеля и муфты). Примеры такой подготовительной обработки представляют собой струйная обработка при воздействии материала для струйной обработки, такого как сферическая дробь или угловатые песчинки, и травление погружением в раствор сильной кислоты, такой как серная кислота, хлористо-водородная кислота,азотная кислота или фтористо-водородная кислота, для придания поверхностной шероховатости. Эти виды обработки способны увеличивать поверхностную шероховатость самой подложки. Примеры другого типа подготовительной поверхностной обработки представляют собой химическая конверсионная обработка, такая как фосфатная обработка, оксалатная обработка или боратная обработка, а также нанесение электролитического покрытия из металла. Этими способами изготавливают грунтовочный слой, имеющий большую поверхностную шероховатость и высокую адгезию на поверхности подложки. Химическое конверсионное покрытие, изготовленное путем химической конверсионной обработки, состоит из игольчатых кристаллов, имеющих большую поверхностную шероховатость. Примеры нанесения электролитического покрытия из металлов представляют собой нанесение электролитического покрытия из меди, железа или их сплавов (предпочтительно покрываются выступы, в результате чего поверхность становится несколько более шероховатой); распылительное нанесение покрытия из цинка или цинкового сплава, в котором выступают частицы, имеющие железную сердцевину и покрытые цинком или сплавом цинка и железа, с использованием центробежной силы или давления воздуха, и таким способом изготавливают пористое металлическое покрытие в процессе осаждения частиц цинка или сплава цинка и железа; и нанесение композитного металлического электролитического покрытия, в котором диспергированы мельчайшие твердые частицы. Независимо от способа подготовительной поверхностной обработки, который используют для контактных поверхностей, поверхностная шероховатость Rmax в результате создания поверхностной шероховатости путем подготовительной поверхностной обработки составляет предпочтительно от 5 до 40 мкм. Если Rmax составляет менее чем 5 мкм, адгезия смазочного или противокоррозионного покрытия,которое наносят поверх шероховатой поверхности, может оказаться недостаточной. С другой стороны,если Rmax превышает 40 мкм, трение увеличивается, покрытие может оказаться неспособным выдерживать силы сдвига и силы сжатия и может легко разрушаться или отслаиваться при воздействии на него высокого давления затягивания. Можно использовать в сочетании два или более типов подготовительной поверхностной обработки для создания поверхностной шероховатости. Кроме того, для ниппеля и муфты можно осуществлять различные типы подготовительной поверхностной обработки. С точки зрения адгезии твердого противокоррозионного покрытия или твердого смазочного покрытия предпочтительной является подготовительная поверхностная обработка, с помощью которой можно изготавливать пористое покрытие. В частности, фосфатная обработка, использующая фосфат марганца,фосфат цинка, двойной фосфат железа и марганца или двойной фосфат цинка и кальция, или распылительное нанесение покрытия для изготовления покрытия из цинка или сплава цинка и железа является предпочтительной в качестве подготовительной поверхностной обработки. С точки зрения адгезии нанесенного поверх него покрытия, содержащее фосфат марганца покрытие является предпочтительным, и с точки зрения коррозионной стойкости можно ожидать, что предпочтительным является содержащее цинк или сплав цинка и железа покрытие, обладающее эффектом защитной коррозии, обусловленным цинком. Химическая конверсионная обработка фосфатом марганца является особенно предпочтительной в качестве подготовительной поверхностной обработки для твердого смазочного покрытия, и химическая конверсионная обработка фосфатом цинка и нанесение покрытия из цинка или сплава цинка и железа путем распыления являются особенно предпочтительными в качестве подготовительной поверхностной обработки для твердого противокоррозионного покрытия. Покрытие, изготовленное фосфатной обработкой, и содержащее цинк или сплав цинка и железа покрытие, изготовленное распылительным способом, представляют собой пористые покрытия. За счет образования твердого противокоррозионного покрытия или твердого смазочного покрытия поверх указанного пористого покрытия адгезия верхнего покрытия увеличивается вследствие так называемого анкерного эффекта нижнего пористого покрытия. В результате становится затруднительным возникновение отслаивания твердого смазочного покрытия или твердого противокоррозионного покрытия, даже если повторяют свинчивание и развинчивание, и дополнительно повышаются устойчивость к заклиниванию,газонепроницаемость и коррозионная стойкость. Фосфатную обработку можно осуществлять, используя погружение или распыление традиционным способом. Можно использовать кислый фосфатный раствор, который обычно используют для оцинкованных стальных материалов. Например, можно использовать раствор фосфата цинка, содержащий от 1 до 150 г/л фосфат-ионов, от 3 до 70 г/л ионов цинка, от 1 до 100 г/л нитрат-ионов и от 0 до 30 г/л ионов никеля. Можно также использовать раствор фосфата марганца, который обычно используют для резьбовых соединений. Температура раствора может составлять от комнатной температуры до 100 С, и продолжительность обработки может составлять вплоть до 15 мин в зависимости от желательной толщины покрытия. Чтобы ускорить образование покрытия, водный раствор для обработки поверхности, содержащий коллоидный титан, можно наносить перед фосфатной обработкой на поверхность, подлежащую обработке. После фосфатной обработки предпочтительно осуществляют промывание холодной или теплой водой, а затем высушивание. Распылительное нанесение покрытия можно осуществлять механическим нанесением покрытия, в котором частицы распыляют на покрываемый материал, расположенный внутри вращающегося барабана, или струйным нанесением покрытия, в котором частицы распыляют на покрываемый материал, используя устройство для струйной обработки. В настоящем изобретении, поскольку достаточно покрывать только контактную поверхность резьбового соединения, предпочтительно использовать струйное нанесение покрытия, которое можно осуществлять локализованным нанесением покрытия. Например, материал для струйной обработки в форме частиц, имеющих железную сердцевину, покрытую цинком или цинковым сплавом (таким как сплав цинка и железа), направляют на контактную поверхность, подлежащую покрытию. Содержание цинка или цинкового сплава в частицах составляет предпочтительно от 20 до 60 мас.%, и диаметр частиц составляет предпочтительно от 0,2 до 1,5 мм. Струйная обработка частицами заставляет только цинк или цинковый сплав, который представляет собой покровный слой частиц, прикрепляться к контактной поверхности, и пористое покрытие, состоящее из частиц цинка или цинкового сплава, образуется на контактной поверхности. Используя распылительное нанесение покрытия, можно изготавливать покрытие, обладающее хорошей адгезией к стальной поверхности, независимо от состава стали. Принимая во внимание как коррозионную стойкость, так и адгезию, толщина слоя из цинка или цинкового сплава, образующегося путем распылительного нанесения покрытия, составляет предпочтительно от 5 до 40 мкм. Если она составляет менее чем 5 мкм, невозможно получить достаточную коррозионную стойкость, в то время как если она превышает 40 мкм, это может приводить к уменьшению адгезии образующегося смазочного покрытия. Аналогичным образом, толщина фосфатного покрытия составляет предпочтительно от 5 до 40 мкм. Следующий возможный тип подготовительной поверхностной обработки представляет собой определенный тип электролитического нанесения однослойного или многослойного покрытия, который является эффективным для увеличения устойчивость к заклиниванию при использовании в изготовлении подложки для твердого смазочного покрытия, хотя он не создает эффект поверхностной шероховатости. Примеры такого нанесения электролитического покрытия представляют собой нанесение однослойного электролитического покрытия Cu, Sn, или Ni, нанесение однослойного электролитического покрытия сплава Cu и Sn, как описано в японском патенте JP 2003-74763 А, нанесение двухслойного электролитического покрытия, включающего слой Cu и слой Sn, и нанесение трехслойного электролитического покрытия, включающего слой Ni, слой Cu и слой Sn. Нанесение электролитического покрытия сплава Cu иSn, нанесение двухслойного электролитического покрытия, включающего слой Cu и слой Sn, и нанесение трехслойного электролитического покрытия, включающего слой Ni, слой Cu и слой Sn, являются предпочтительными для стальной трубы, изготовленной из стали, в которой содержание Cr составляет по меньшей мере 5%. Более предпочтительными являются нанесение двухслойного электролитического покрытия, включающего слой Cu и слой Sn, нанесение трехслойного электролитического покрытия,включающего слой Ni, слой Cu и слой Sn, и нанесение электролитического покрытия сплава Cu, Sn и Zn. Такое нанесение электролитического покрытия металла или сплава можно осуществлять способами,описанными в японском патенте JP 2003-74763 А. В случае нанесения многослойного электролитического покрытия наиболее нижний слой (обычно Ni) предпочтительно представляет собой предельно тонкий из нанесенных слоев, его толщина составляет менее чем 1 мкм, и его получают, используя так называемое ударное нанесение электролитического покрытия. Толщина нанесенного покрытия (суммарная толщина в случае нанесения многослойного покрытия) составляет предпочтительно от 5 до 15 мкм. Примеры Ниже будут описаны примеры настоящего изобретения. Однако настоящее изобретение не ограничено данными примерами. В примерах контактная поверхность ниппеля называется поверхностью ниппеля, и контактная поверхность муфты называется поверхностью муфты. Если не определены другие условия, проценты и части в примерах означают массовые процентные доли и массовые части соответственно. Пример 1. Поверхность ниппеля и поверхность муфты резьбового соединения труб (внешний диаметр 17,78 см (7 дюйм), толщина стенки 1,036 см (0,408 дюйм, изготовленных из углеродистой стали (С: 0,21%, Si: 0,25%, Mn: 1,1%, Р: 0,02%, S: 0,01%, Cu: 0,04%, Ni: 0,06%, Cr: 0,17%, Мо: 0,04%, остальная масса: железо и примеси) подвергали следующей подготовительной поверхностной обработке. Поверхность ниппеля, которую обрабатывали механическим шлифованием (поверхностная шероховатость составляла 3 мкм), выдерживали в течение 10 мин в растворе фосфата цинка при температуре от 75 до 85 С, чтобы получить содержащее фосфат цинка покрытие, имеющее толщину 8 мкм (поверхностная шероховатость составляла 8 мкм). Поверхность муфты, которую обрабатывали механическим шлифованием (поверхностная шероховатость составляла 3 мкм), выдерживали в течение 10 мин в растворе фосфата марганца при температуре от 80 до 95 С, чтобы получить содержащее фосфат марганца покрытие, имеющее толщину 12 мкм (поверхностная шероховатость составляла 10 мкм). Композицию для изготовления твердого смазочного покрытия, имеющую описанный ниже состав,нагревали до 160 С в резервуаре, оборудованном перемешивающим механизмом, чтобы перевести ее в расплавленное состояние, имеющее вязкость, подходящую для покрытия, и поверхность ниппеля и поверхность муфты, которые были подвергнуты описанной выше подготовительной поверхностной обработке, подогревали до 130 С, используя индукционное нагревание. Образующая твердое смазочное покрытие композиция, в которой матричный полимер находится в расплавленном состоянии, распыляли на обе поверхности (поверхность ниппеля и поверхность муфты), используя пульверизатор, имеющий распылительную головку с функцией поддержания температуры. После охлаждения получали твердое смазочное покрытие, имеющее толщину 50 мкм. Состав образующей смазочное покрытие композиции. Термопластическая полимерная матрица: 21,5% полиолефинового полимера (НМ 321 от Cemedine Co. Ltd., температура размягчения 130 С),21,5% сополимера этилена и винилацетата (HM221 от Cemedine Co., Ltd., температура размягчения 105 С),42% низкомолекулярного полиолефина (21 OP от Mitsui Chemicals, Inc., температура размягчения 123 С). Акриловые кремнийорганические сополимерные частицы: 10% Chaline R-170S (Nissin Chemical Industry Co., Ltd., средний диаметр частиц 30 мкм). Твердый смазочный материал: 5% аморфного графита (Blue P от Nippon Graphite Industries, Ltd., средний диаметр частиц 7 мкм). Испытание на повторное свинчивание и развинчивание осуществляли вплоть до 10 раз на резьбовом соединении труб, обработанном, как указано выше (скорость свинчивания составляла 10 об/мин и крутящий момент свинчивания составлял 20 кНм) при комнатной температуре (приблизительно 20 С) и при приблизительно -40 С путем охлаждения периферии резьбового соединения твердым диоксидом углерода. Исследовали относительный крутящий момент соединения выступа и относительный крутящий момент развинчивания в первом цикле (они представляли собой соответствующие значения по отношению к крутящему моменту соединения выступа и крутящему моменту развинчивания во время свинчивания при использовании композитной смазки, значения которых приняты равными 100), адгезию твердого смазочного покрытия (которую определяли по наличию отслаивания или растрескивания покрытия при воздействии каждой температуры и по состоянию покрытия после первого цикла свинчивания и развинчивания) и состояние заклинивания контактных поверхностей ниппеля и муфты после повторного свинчивания (число раз возможного осуществления свинчивания без возникновения заклинивания составляло вплоть до максимального (10 раз); когда возникало легкое заклинивание, которое можно быть устранить, осуществляли ремонт, и продолжали свинчивание). Результаты представлены в табл. 1. Как представлено в табл. 1, в сравнительном примере 1, в котором твердое смазочное покрытие не содержало описанные выше акриловые кремнийорганические сополимерные частицы, относительный крутящий момент при -40 С был предельно высоким, в то время как в примере 1, в котором твердое смазочное покрытие содержало описанные выше сополимерные частицы, уровень крутящего момента был приблизительно таким же, как при использовании композитной смазки, как при комнатной температуре,так и при -40 С. Покрытие также имело хорошую адгезию. Не наблюдалось возникновение заклинивания, и свинчивание и развинчивание можно было осуществлять 10 раз. Пример 2. Поверхность ниппеля и поверхность муфты одного резьбового соединения труб, изготовленных из такой же углеродистой стали, которую использовали в примере 1, подвергали следующей поверхностной обработке. Поверхность ниппеля, которую обрабатывали механическим шлифованием (поверхностная шероховатость составляла 3 мкм), выдерживали в течение 10 мин в растворе фосфата цинка при температуре от 75 до 85 С, чтобы получить содержащее фосфат цинка покрытие, имеющее толщину 8 мкм (поверхностная шероховатость составляла 8 мкм). Отверждаемые ультрафиолетовым излучением полимерные покровные композиции, изготовленные добавлением 0,05 мас.ч. фосфита алюминия в качестве противокоррозионного вещества и 0,01 мас.ч. полиэтиленового воска в качестве смазочного материала к 1 мас.ч. полимера, содержащегося в краске на основе отверждаемого ультрафиолетовым излучением акрилового полимера, изготовленной фирмой Chugoku Marine Paints Ltd., наносили поверх покрытой фосфатом цинка поверхности ниппеля и облучали ультрафиолетовым светом в следующих условиях для отверждения покрытия и изготовления отверждаемого ультрафиолетовым излучением полимерного покрытия, имеющего толщину 25 мкм, на поверхности ниппеля. Полученное в результате твердое противокоррозионное покрытие было бесцветным и прозрачным, и внешнюю резьбу ниппеля можно было наблюдать невооруженным глазом или с помощью увеличительного стекла с верхней стороны покрытия. Ультрафиолетовая лампа: охлаждаемая водой ртутная лампа, выходная мощность ультрафиолетовой лампы: 4 кВт, длина волны ультрафиолетового света: 260 нм. На поверхность муфты, которую обрабатывали механическим шлифованием (поверхностная шероховатость составляла 3 мкм), наносили электролитическое покрытие, включая сначала ударное никелирование и затем нанесение сплава Cu, Sn и Zn,чтобы получить покрытие, имеющее суммарную толщину 8 мкм. Образующую смазочное покрытие композицию, имеющую следующий состав, нагревали до 160 С в резервуаре, оборудованном перемешивающим механизмом, чтобы получить расплавленное состояние с вязкостью, подходящей для покрытия. После того как поверхность муфты, которую подвергали описанной выше подготовительной поверхностной обработке, подогревали до 130 С, используя индукционное нагревание, расплавленную композицию для изготовления твердого смазочного покрытия наносили на подогретую поверхность муфты, используя пульверизатор, имеющий распылительную головку с поддерживающим температуру механизмом. После охлаждения твердое смазочное покрытие, имеющее толщину 50 мкм, наносили на поверхность муфты. Состав образующей смазочное покрытие композиции. Термопластическая полимерная матрица: 22,5% полиолефинового полимера (НМ 321 от Cemedine Co., Ltd., температура размягчения 130 С),22,5% сополимера этилена и винилацетата (HM221 от Cemedine Co., Ltd., температура размягчения 105 С),45% низкомолекулярного полиолефина (21 OP от Mitsui Chemicals, Inc., температура плавления 123 С). Акриловые кремнийорганические сополимерные частицы: 5% Chaline R-170S (Nissin Chemical Industry Co., Ltd., средний диаметр частиц 30 мкм). Твердый смазочный материал: 5% аморфного графита (Blue P от Nippon Graphite Industries, Ltd., средний диаметр частиц 7 мкм). Испытание на повторное свинчивание и развинчивание резьбового соединения труб осуществляли при комнатной температуре и при приблизительно -40 С таким же способом, как в примере 1. Как представлено в табл. 1, в сравнительном примере 1, в котором твердое смазочное покрытие не содержало акриловые кремнийорганические сополимерные частицы, относительный крутящий момент при -40 С был предельно высоким, в то время как в примере 2, в котором твердое смазочное покрытие содержало акриловые кремнийорганические сополимерные частицы, уровень крутящего момента был приблизительно таким же, как при использовании композитной смазки, как при комнатной температуре, так и при -40 С. Покрытие имело хорошую адгезию. Кроме того, не наблюдалось возникновение заклинивания, и свинчивание и развинчивание можно было осуществлять 10 раз. Пример 3. Поверхность ниппеля и поверхность муфты резьбового соединения труб (внешний диаметр 24,448 см (95/8 дюйм), толщина стенки 1,105 см (0,435 дюйм, изготовленных из содержащей 13% хрома стали(С: 0,19%, Si: 0,25%, Mn: 0,9%, Р: 0,02%, S: 0,01%, Cu: 0,04%, Ni: 0,11%, Cr: 13%, Мо: 0,04%, остальная масса: железо и примеси), которая является более чувствительной к заклиниванию, чем углеродистая сталь, подвергали следующей поверхностной обработке. На поверхность ниппеля, которую обрабатывали механическим шлифованием (поверхностная шероховатость составляла 3 мкм), отверждаемую ультрафиолетовым излучением полимерную покровную композицию, изготовленную добавлением 0,05 мас.ч. триполифосфата алюминия в качестве противокоррозионного вещества, 0,01 мас.ч. полиэтиленового воска в качестве смазочного материала и 0,003 мас.ч. флуоресцентного пигмента к 1 мас.ч. содержания полимера в краске на основе отверждаемого ультрафиолетовым излучением акрилового полимера, изготовленной Chugoku Marine Paints Ltd., наносили и облучали ультрафиолетовым светом в следующих условиях для отверждения и образования отверждаемого ультрафиолетовым излучением полимерного покрытия, имеющего толщину приблизительно 25 мкм. Полученное в результате твердое противокоррозионное покрытие было бесцветным и прозрачным,и внешнюю резьбу ниппеля можно было наблюдать невооруженным глазом или с помощью увеличительного стекла с верхней стороны покрытия. Ультрафиолетовая лампа: охлаждаемая водой ртутная лампа, выходная мощность ультрафиолетовой лампы: 4 кВт, длина волны ультрафиолетового света: 260 нм. На поверхность муфты, которую обрабатывали механическим шлифованием (поверхностная шероховатость составляла 3 мкм), наносили электролитическое покрытие, включая сначала ударное никелирование и затем нанесение сплава Cu, Sn и Zn,чтобы получить покрытие, имеющее суммарную толщину 8 мкм. Образующую смазочное покрытие композицию, имеющую описанный ниже состав, затем нагревали до 160 С в резервуаре, оборудованном перемешивающим механизмом, чтобы превратить композицию в расплавленный матричный материал с вязкостью, подходящей для покрытия. Поверхность муфты, которую подвергали подготовительной поверхностной обработке описанным выше способом, подогревали до 150 С, используя индукционное нагревание, и затем расплавленную композицию для изготовления твердого смазочного покрытия наносили на подогретую поверхность муфты, используя пульверизатор, имеющий распылительную головку с поддерживающим температуру механизмом. После охлаждения получали твердое смазочное покрытие,имеющее толщину 100 мкм. Состав образующей смазочное покрытие композиции. Термопластическая полимерная матрица: 20% полиолефинового полимера (НМ 321 от Cemedine Co., Ltd., температура размягчения 130 С),20% сополимера этилена и винилацетата (НМ 221 от Cemedine Co., Ltd., температура размягчения 105 С),40% низкомолекулярного полиолефина (210 Р от Mitsui Chemicals, Inc., температура плавления 123 С). Акриловые кремнийорганические сополимерные частицы: 10% ChalineR-170S (Nissin Chemical Industry Co., Ltd., средний диаметр частиц 30 мкм). Твердый смазочный материал: 5% аморфного графита (Blue P от Nippon Graphite Industries, Ltd., средний диаметр частиц 7 мкм). Противокоррозионное вещество: 5% диоксида кремния с полученными обменом ионами кальция (Sylysia 52Mo от Fuji Silysia Chemical, Ltd.). Испытание на повторное свинчивание и развинчивание резьбового соединения труб осуществляли при комнатной температуре и при приблизительно -40 С таким же способом, как в примере 1. Как представлено в табл. 1, в сравнительном примере 1, в котором твердое смазочное покрытие не содержало акриловые кремнийорганические сополимерные частицы, относительный крутящий момент при -40 С был предельно высоким, в то время как в примере 3, в котором твердое смазочное покрытие содержало акриловые кремнийорганические сополимерные частицы, уровень крутящего момента был приблизительно одинаковым, когда использовали композитную смазку при комнатной температуре и при -40 С. Покрытие имело хорошую адгезию. Кроме того, не наблюдалось возникновение заклинивания, и свинчивание и развинчивание можно было осуществлять 10 раз. Свойства защиты от коррозии, которые являются необходимыми для резьбового соединения труб,оценивали, изготавливая такое же твердое смазочное покрытие, которое изготавливали в примерах 1-3,на поверхности муфты, используя отдельно изготовленную полоску исследуемого образца из такой же стали (70150 толщина 2 мм) и подвергая каждый исследуемый образец испытанию на коррозионную стойкость во влажной камере (температура 50 С, относительная влажность 98%, продолжительность 200 ч). В результате было подтверждено, что отсутствовало возникновение ржавчины в любом из примеров 1-3. Сравнительный пример 1. Поверхность ниппеля и поверхность муфты того же резьбового соединения труб, изготовленных из углеродистой стали, которые использовали в примере 1, подвергали следующей поверхностной обработке. Поверхность ниппеля, которую обрабатывали механическим шлифованием (поверхностная шероховатость составляла 3 мкм), выдерживали в течение 10 мин в растворе фосфата цинка при температуре от 75 до 85 С, чтобы получить содержащее фосфат цинка покрытие, имеющее толщину 8 мкм (поверхностная шероховатость составляла 8 мкм). Отверждаемую ультрафиолетовым излучением полимерную покровную композицию, полученную добавлением 0,05 мас.ч. фосфита алюминия в качестве противокоррозионного вещества и 0,01 мас.ч. полиэтиленового воска в качестве смазочного материала к 1 мас.ч. содержания полимера в краске на основе отверждаемого ультрафиолетовым излучением акрилового полимера, изготовленного Chugoku Marine Paint, Ltd., наносили поверх содержащего фосфат цинка покрытия и облучали ультрафиолетовым светом в следующих условиях для отверждения покрытия и получения отверждаемого ультрафиолетовым излучением полимерного покрытия, имеющего толщину 25 мкм на поверхности ниппеля. Полученное в результате твердое противокоррозионное покрытие было бесцветным и прозрачным, и внешнюю резьбу ниппеля можно было наблюдать невооруженным глазом или с помощью увеличительного стекла с верхней стороны покрытия. Ультрафиолетовая лампа: охлаждаемая воздухом ртутная лампа, выходная мощность ультрафиолетовой лампы: 4 кВт, длина волны ультрафиолетового света: 260 нм. На поверхность муфты, которую обрабатывали механическим шлифованием (поверхностная шероховатость составляла 3 мкм), наносили электролитическое покрытие, включая сначала ударное никелирование и затем нанесение сплава Cu, Sn и Zn, чтобы получить покрытие, суммарная толщина которого составляла 8 мкм. Образующую смазочное покрытие композицию, имеющую следующий состав (в котором не содержались акриловые кремнийорганические сополимерные частицы), нагревали до 120 С внутри резервуара, оборудованного перемешивающим механизмом, чтобы получить расплавленное состояние, имеющее вязкость, подходящую для покрытия, и после того, как поверхность муфты, которую подвергали описанной выше подготовительной поверхностной обработке, подогревали до 120 С, используя индукционное нагревание, расплавленную композицию для изготовления твердого смазочного покрытия наносили на подогретую поверхность муфты, используя пульверизатор, имеющий распылительную головку с поддерживающим температуру механизмом. После охлаждения получали твердое смазочное покрытие, имеющее толщину 50 мкм. Состав образующей смазочное покрытие композиции. Термопластическая полимерная матрица: 22,5% полиолефинового полимера (HM321 от Cemedine Co., Ltd., температура размягчения 130 С),22,5% сополимера этилена и винилацетата (HM221 от Cemedine Co., Ltd., температура размягчения 105 С),45% низкомолекулярного полиолефина (210 Р от Mitsui Chemicals, Inc., температура плавления 123 С). Твердый смазочный материал: 5% аморфного графита (Blue P от Nippon Graphite Industries, Ltd., средний диаметр частиц 7 мкм). Противокоррозионное вещество: 5% диоксида кремния с полученными обменом ионами кальция (Sylysia 52Mo от Fuji Silysia Chemical, Ltd.). Испытание на повторное свинчивание и развинчивание резьбового соединения труб осуществляли при комнатной температуре и при приблизительно -40 С таким же способом, как в примере 1. Как представлено в табл. 1, в сравнительном примере 1, в котором не содержались акриловые кремнийорганические сополимерные частицы, относительный крутящий момент был высоким по сравнению с примерами 1-3 даже при 20 С, и относительный крутящий момент был предельно высоким при -40 С. Не было никаких проблем в отношении адгезии покрытия даже при низких температурах, но заклинивание возникало при пятом свинчивании, и испытание прекратили. Сравнительный пример 2. Поверхность ниппеля и поверхность муфты того же резьбового соединения труб, изготовленных из углеродистой стали, которые использовали в примере 1, подвергали следующей поверхностной обработке. Поверхность ниппеля, которую обрабатывали механическим шлифованием (поверхностная шероховатость составляла 3 мкм), выдерживали в течение 10 мин в растворе фосфата цинка при температуре от 75 до 85 С, чтобы получить содержащее фосфат цинка покрытие, имеющее толщину 8 мкм (поверхностная шероховатость составляла 8 мкм). Отверждаемую ультрафиолетовым излучением полимерную покровную композицию, полученную добавлением 0,05 мас.ч. фосфита алюминия в качестве противокоррозионного вещества и 0,01 мас.ч. полиэтиленового воска в качестве смазочного материала к 1 мас.ч. содержания полимера в краске на основе отверждаемого ультрафиолетовым излучением акрилового полимера, изготовленной Chugoku Marine Paint, Ltd., наносили поверх содержащего фосфат цинка покрытие и облучали ультрафиолетовым светом в следующих условиях для отверждения покрытия и изготовления отверждаемого ультрафиолетовым излучением полимерного покрытия, имеющего толщину 25 мкм, на поверхности ниппеля. Полученное в результате твердое противокоррозионное покрытие было бесцветным и прозрачным, и внешнюю резьбу ниппеля можно было наблюдать невооруженным глазом или с помощью увеличительного стекла с верхней стороны покрытия. Ультрафиолетовая лампа: охлаждаемая воздухом ртутная лампа,выходная мощность ультрафиолетовой лампы: 4 кВт,длина волны ультрафиолетового света: 260 нм. На поверхность муфты, которую обрабатывали механическим шлифованием (поверхностная шероховатость составляла 3 мкм), наносили электролитическое покрытие, включая сначала ударное никелирование и затем нанесение сплава Cu, Sn и Zn, чтобы получить покрытие, суммарная толщина которого составляла 8 мкм. Образующую смазочное покрытие композицию, имеющую следующий состав, нагревали до 120 С внутри резервуара, оборудованного перемешивающим механизмом, чтобы получить расплавленное состояние, имеющее вязкость, подходящую для покрытие, и после того, как поверхность муфты, которую подвергали описанной выше подготовительной поверхностной обработке, подогревали до 120 С, используя индукционное нагревание, расплавленную композицию для изготовления твердого смазочного покрытия наносили на подогретую поверхность муфты, используя пульверизатор, имеющий распылительную головку с поддерживающим температуру механизмом. После охлаждения получали твердое смазочное покрытие, имеющее толщину 50 мкм. Состав образующей смазочное покрытие композиции: 9% полиэтиленового гомополимера (Licowax РЕ 520 от Clariant Corporation),15% карнаубского воска,15% стеарата цинка,5% жидкого полиалкилметакрилата (Viscoplex 6-950 от Rohmax Corporation),40% ингибитора коррозии (NA-SUL Ca/W1935 от King Industries Inc.),3,5% фторированного графита,1% оксида цинка,5% диоксида титана,5% триоксида висмута,1% частиц кремнийорганического полимера (KMP-590 от Nissin Chemical Industry Co., Ltd., средний диаметр частиц 2 мкм). Антиоксидант (производитель Ciba-Geigy Corporation): 0,3% Irganox L150,0,2% Irgafos 168. Испытание на повторное свинчивание и развинчивание резьбового соединения труб осуществляли при комнатной температуре и при приблизительно -40 С таким же способом, как в примере 1. Как представлено в табл. 1, относительный крутящий момент при -40 С в сравнительном примере 2, в котором твердое смазочное покрытие традиционного типа горячего расплава наносили на поверхность муфты,был приблизительно в 3 раза выше, чем в примерах 1-3. Кроме того, отслаивание покрытия наблюдали при -40 С. В ходе испытания заклинивание развивалось при шестом свинчивании; таким образом, испытание прекратили. Настоящее изобретение разъяснено выше по отношению к вариантам осуществления, которые считаются предпочтительными в настоящее время, но настоящее изобретение не ограничено описанными выше вариантами осуществления. Возможны и другие варианты, которые не противоречат идее настоящего изобретения, согласно истолкованию формулы изобретения и общего описания, и резьбовое соединение, которое включает такие варианты, следует понимать как входящее в технический объем настоящего изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Резьбовое соединение труб, содержащее ниппель и муфту, каждый из которых имеет контактную поверхность, включающую резьбу и ненарезанную металлическую контактную часть, отличающееся тем, что контактная поверхность по меньшей мере одной детали, ниппеля или муфты имеет термопластическое твердое смазочное покрытие, нанесенное как верхний слой покрытия при поверхностной обработке, причем указанное термопластическое твердое смазочное покрытие содержит частицы сополимера, включающего полимер, выбранный из кремнийорганического полимера и фторуглеродного полимера, и другой термопластический полимер, в термопластической полимерной матрице. 2. Резьбовое соединение труб по п.1, в котором термопластическое твердое смазочное покрытие нанесено на контактную поверхность ниппеля или муфты и контактная поверхность другой детали имеет твердое противокоррозионное покрытие на основе отверждаемого ультрафиолетовым излучением полимера в качестве верхнего слоя. 3. Резьбовое соединение труб по п.1 или 2, в котором частицы сополимера представляют собой акриловые кремнийорганические сополимерные частицы. 4. Резьбовое соединение труб по п.3, в котором акриловые кремнийорганические сополимерные частицы представляют собой сферические частицы, имеющие средний диаметр частиц от 10 до 40 мкм, и их содержание в покрытии составляет от 0,5 до 30 мас.%. 5. Резьбовое соединение труб по п.1 или 2, в котором термопластическая полимерная матрица содержит один или более полимеров, выбранных из полиолефинового полимера и сополимера этилена и винилацетата. 6. Резьбовое соединение труб по п.1 или 2, в котором термопластическое твердое смазочное покрытие содержит твердый смазочный материал. 7. Резьбовое соединение по п.6, в котором твердый смазочный материал представляет собой графит. 8. Резьбовое соединение труб по п.1 или 2, в котором толщина термопластического твердого смазочного покрытия составляет от 10 до 200 мкм. 9. Резьбовое соединение труб по п.2, в котором толщина твердого противокоррозионного покрытия составляет от 5 до 50 мкм. 10. Соединение нефтепромысловых трубных изделий, содержащее резьбовое соединение по п.1 или 2. 11. Композиция термопластического твердого смазочного покрытия для резьбового соединения труб, содержащая термопластический полимерный матричный материал и частицы сополимера, содержащего полимер, выбранный из кремнийорганического полимера и фторуглеродного полимера, и другой термопластический полимер. 12. Композиция по п.11, в которой частицы сополимера представляют собой акриловые кремнийорганические сополимерные частицы. 13. Композиция по п.12, в которой акриловые кремнийорганические сополимерные частицы представляют собой сферические частицы, имеющие средний диаметр от 20 до 40 мкм, и их содержание составляет от 0,5 до 30% суммарной массы твердых веществ, содержащихся в композиции. 14. Композиция по любому из пп.11-13, в которой термопластический полимерный матричный материал представляет собой один или более полимеров, выбранных из полиолефинового полимера и сополимера этилена и винилацетата. 15. Композиция по п.11, в которой твердый смазочный материал представляет собой графит. 16. Способ осуществления резьбового соединения ниппеля и муфты, имеющих контактную поверхность, включающую резьбу и ненарезанную металлическую контактную часть, согласно которому на контактной поверхности по меньшей мере одной детали, ниппеля или муфты образуют твердое смазочное покрытие в качестве верхнего слоя путем нанесения композиции по любому из пп.11-15, в которой термопластический полимерный матричный материал находится в расплавленном состоянии, с последующим охлаждением. 17. Способ по п.16, в котором на контактную поверхность ниппеля или муфты наносят твердое смазочное покрытие и образуют твердое противокоррозионное покрытие на контактной поверхности другой детали в качестве верхнего слоя покрытия при поверхностной обработке путем нанесения композиции на основе отверждаемого ультрафиолетовым излучением полимера с последующим облучением ультрафиолетовым светом.

МПК / Метки

МПК: C10M 155/02, F16L 15/04

Метки: температуре, характеристики, резьбовое, имеющее, низкой, улучшенные, труб, соединение

Код ссылки

<a href="http://easpatents.com/21-23140-rezbovoe-soedinenie-trub-imeyushhee-uluchshennye-harakteristiki-pri-nizkojj-temperature.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Резьбовое соединение труб, имеющее улучшенные характеристики при низкой температуре</a>

Похожие патенты