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WO 2013/098490
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COMPOSANT FILETE TUBULAIRE ET PROCEDE DE REVETEMENT D'UN TEL
COMPOSANT FILETE TUBULAIRE
[001] La présente invention concerne un élément tubulaire destiné au forage
et/ou à
l'exploitation de puits d'hydrocarbures, et plus précisément l'extrémité
filetée d'un tel
élément. Cette extrémité peut être de type mâle ou femelle, et est apte à être
raccordée à une extrémité correspondante d'un élément analogue pour former un
joint
ou une connexion.
[002] L'invention concerne aussi un joint fileté résultant du raccordement
par
vissage de deux éléments tubulaires.
[003] Par élément tubulaire destiné au forage et à l'exploitation des puits
d'hydrocarbures, on entend tout élément de forme sensiblement tubulaire apte à
être
assemblé à un autre élément, du même type ou non, en vue de constituer,
notamment,
soit une garniture apte à forer un puits d'hydrocarbures, soit une colonne
montante
sous-marine pour la maintenance (appelée aussi work over riser) ou
l'exploitation de
tels puits, telle qu'un riser, soit une colonne de cuvelage ou de production
intervenant
dans l'exploitation du puits. L'invention s'applique également aux éléments
utilisés
dans une garniture de forage, tels que, par exemple, les tiges de forage ou
Drill
Pipes , les tiges lourdes ou Heavy Weight Drill Pipes , les masses-tiges
ou Drill
Collars , et les parties de joints des tiges et des tiges lourdes, désignées
tool joint
en langue anglaise.
[004] Chaque élément tubulaire comporte une portion d'extrémité dotée
d'une zone
filetée mâle ou d'une zone filetée femelle destinée à être vissée avec une
portion
d'extrémité correspondante d'un élément analogue. Ainsi assemblés, les
éléments
composent ce que l'on appelle un joint ou une connexion.
[005] Ces composants tubulaires filetés d'une connexion sont assemblés sous
des
contraintes définies afin de répondre aux exigences de serrage et d'étanchéité
imposées par les conditions d'utilisation. En outre, il faut savoir que les
composants
tubulaires filetés peuvent avoir à subir plusieurs cycles de vissage et de
dévissage, en
particulier en service.
[006] Les conditions d'utilisation de ces composants tubulaires filetés
donnent lieu à
différents types de contraintes, qui rendent nécessaire l'utilisation de films
sur les
parties sensibles de ces composants, telles que les zones filetées, les zones
en butée,
ou encore les surfaces d'étanchéité.
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[007] Ainsi, les opérations de vissage se font généralement sous forte
charge
axiale, par exemple du fait du poids d'un tube de plusieurs mètres de longueur
à
assembler par le joint fileté, éventuellement aggravée par un léger
désalignement de
l'axe des éléments filetés à assembler. Ceci induit des risques de grippage au
niveau
des zones filetées et/ou au niveau des surfaces d'étanchéité métal / métal. On
revêt
couramment les zones filetées ainsi que les surfaces d'étanchéité métal/métal
avec
des lubrifiants.
[008] En outre, les composants tubulaires filetés sont souvent stockés,
puis vissés,
dans un environnement agressif. C'est par exemple le cas en situation off
shore en
présence de brouillard salin ou en situation (c on shore en présence de
sable, de
poussières, et/ou autres polluants. Il est donc nécessaire d'employer des
films contre
la corrosion sur les surfaces amenées à coopérer en vissage (cas des zones
filetées)
ou bien en contact serrant (cas des surfaces d'étanchéité métal/métal et des
butées).
[009] Toutefois, compte tenu des normes environnementales, il apparait que
l'emploi de graisses répondant au standard API RP 5A3 (American Petrol
lnstitute) ne
constitue pas une solution pour le long terme, dans la mesure où ces graisses
sont
amenées à être extrudées hors des composants tubulaires et à être relâchées
dans
l'environnement ou dans le puits, induisant des bouchons qui nécessitent des
opérations spéciales de nettoyage.
[010] Afin de répondre aux problématiques de résistance durable à la
corrosion, au
grippage, et aux prérogatives liées à l'environnement, des films solides et
secs (c'est-
à-dire non pâteux à la différence des graisses), lubrifiants et protecteurs
ont été
développés.
[011] De manière générale, l'ensemble des films secs mis en oeuvre sur des
systèmes filetés pour des applications liées au forage et à l'exploitation des
puits
d'hydrocarbures sont basés sur des matrices organiques ou inorganiques.
[012] Une première réponse satisfaisant aux critères de stabilité thermique
et de
résistance à l'abrasion sous des contraintes de cisaillement et de
compression, a été
apportée avec les matrices organiques de la famille des résines
thermodurcissables de
type époxy. Les résines époxy offrent une ténacité (90 MPa), une dureté (65 à
89
shore D) et une résistance à la compression (> 100 MPa), à chaque fois
élevées. En
combinant les propriétés de la résine avec les lubrifiants solides de type
MoS2 ou bien
PTFE, les films secs répondent aux exigences actuelles d'anti-grippage.
L'association
adéquate du liant organique et du lubrifiant solide permet d'assurer la
séparation des
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surfaces suffisamment longtemps pour empêcher le grippage. Les films
thermodurcissables amorphes présentent l'avantage d'offrir une structure en
réseau
tridimensionnel par réticulation leur conférant ainsi une dureté élevée. On
peut citer à
titre d'exemple les documents W02004033951 et W02007063079 qui divulguent des
films secs riches
en zinc lamellaire dispersé dans une résine époxy minoritaire comme
couche d'accrochage et de protection directement appliquée sur la préparation
de
surface.
[013] D'autres
solutions reposant sur des films secs à base de fluoropolymères de
type PTFE dans une résine époxy majoritaire ont été développées.
[014] Toutefois, ce
type de films incorporant des charges minérales dans des
proportions élevées, présente un caractère friable sous contrainte dans une
plage de
température inférieure à leur température de transition vitreuse.
[015] De plus, la mise en oeuvre de telles résines organiques nécessite
l'emploi de
solvants organiques pour favoriser le mouillage et l'application. Ces solvants
sont
généralement choisis dans la liste comprenant l'alcool isopropylique,
l'acétate de
butyle, le xylène ou le toluène, et sont l'objet actuellement de restriction
vis-à-vis des
nouvelles réglementations liées à l'environnement. En effet, certains sont
classés
comme c substances CMR (Cancérigène, Mutagène, Toxique pour la
Reproduction).
[016] Une seconde réponse, détaillée dans le document W02001016516, et
permettant d'obtenir une certaine résistance mécanique, thermique et chimique,
propose d'utiliser des matrices de type uniquement polymères inorganiques.
Avantageusement, les polymères inorganiques tels que les alkoxy titanates, les
alkoxy
zirconates et les polysilicates d'éthyle forment un réseau tridimensionnel
réticulé dense
et offrent une adhérence sur surface métallique élevée. Leur résistance
thermique peut
atteindre 1200 C. D'autres polymères butyl polytitanates incorporant des
solides
lubrifiants comme MoS2 ont été identifiées comme prometteurs pour leurs
propriétés
anti-grippantes.
[017] Toutefois, la mise en uvre de ces matrices de type polymères
inorganiques
repose sur des procédé d'obtention par polymérisation minérale en deux étapes
(hydrolyse et condensation) selon des techniques sol-gel qui font intervenir
des
catalyseurs acides ou alcalins ainsi que des solvants organiques polaires
(alcools,
cétones, hydrocarbures) dont l'utilisation est réglementée par les nouvelles
normes
environnementales.
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[018] Une troisième réponse basée sur l'emploi de résines thermoplastiques
acryliques ou leurs copolymères en émulsion aqueuse et décrite par exemple
dans le
document W02007042231, a été envisagée.
[019] Néanmoins, les résines acryliques copolymérisées avec des monomères
éthyléniques (styrène, vinyle ou ester méthacrylate) sont majoritairement semi-
cristallines. Ainsi, le comportement sous contrainte est soit élastomérique
soit rigide
mais pas suffisamment résistant au cisaillement. Dans les deux cas, les
lubrifiants
solides ne peuvent s'exprimer correctement pour optimiser la performance
d'anti-
grippage.
[020] Afin de contourner les problématiques environnementales et de générer
un
revêtement facilement applicable, adhérent, protecteur vis-à-vis de la
corrosion et
résistant à l'abrasion, la présente invention se propose de combiner les
propriétés des
polymères organiques et des polymères inorganiques afin de corriger leurs
défauts
respectifs. L'invention consiste à réaliser une couche de transfert à partir
d'un système
lubrifiant solide fixé en surface par un composite à matrice mixte organo-
minérale à la
fois résistant à l'usure et stable chimiquement vis-à-vis des agressions
extérieures.
[021] En particulier, la présente invention porte sur un élément tubulaire
destiné au
forage et/ou à l'exploitation de puits d'hydrocarbures présentant une
extrémité
comprenant au moins une zone filetée, caractérisé en ce que l'extrémité est au
moins
partiellement revêtue d'un film sec, comprenant une matrice comportant un
mélange
d'au moins un polysilicate alcalin et d'au moins un polymère organique
thermoplastique
semi-cristallin.
[022] Des caractéristiques optionnelles, complémentaires ou de
substitution, sont
énoncées ci-après.
[023] Le polymère organique thermoplastique semi-cristallin peut être un
copolymère styrène-acrylique.
[024] Le polysilicate alcalin peut appartenir à la famille définie par les
polysilicates
de sodium, les polysilicates de potassium, les polysilicates de lithium.
[025] Le polysilicate peut être un polysilicate alcalin de potassium
présentant un
ratio pondéral SiO2/K20 compris entre 1 et 3,5 et préférablement supérieur ou
égal à
2,5.
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[026] Le ratio pondéral dans le film sec entre le polysilicate alcalin et
le polymère
organique thermoplastique semi-cristallin peut être compris entre 0,2 et 3,5
et
préférablement inférieur ou égal à 0,5.
[027] L'extrémité revêtue par le film sec peut avoir au préalable subi une
préparation
5 de surface de type choisi parmi le groupe formé du sablage, des traitements
de
conversion, des dépôts électrolytiques, et des traitements non réactifs.
[028] Le film sec peut comprendre en outre au moins un lubrifiant solide
comme
réducteur de frottement, dans une proportion en masse comprise entre 5% et
30%.
[029] Le lubrifiant solide peut être choisi parmi le graphite, le B12S3, le
SnS2, les
cires d'amide secondaire, les cires de paraffine.
[030] Le film sec peut comprendre en outre un inhibiteur de corrosion.
[031] Le film sec peut comprendre en outre de la silice colloïdale.
[032] L'ensemble de ladite zone filetée peut être revêtue du film sec.
[033] Ladite extrémité filetée peut comprendre au moins une surface
d'étanchéité
destinée à un contact métal/métal, et ladite surface d'étanchéité peut être
revêtue du
film sec lubrifiant.
[034] L'invention a également pour objet un joint tubulaire destiné au
forage et/ou à
l'exploitation de puits d'hydrocarbures comprenant au moins un élément
tubulaire
présentant une extrémité filetée revêtue au moins partiellement d'un film sec
lubrifiant
conforme à l'invention.
[035] L'invention a également pour objet un procédé de réalisation d'un
film sec sur
un composant tubulaire fileté pour le forage ou l'exploitation des puits
d'hydrocarbures,
ledit composant tubulaire présentant en l'une de ses extrémités une zone
filetée
réalisée sur sa surface périphérique extérieure ou intérieure selon que
l'extrémité
filetée est du type mâle ou femelle, caractérisé en ce que le procédé comprend
les
étapes suivantes :
- L'élaboration d'un mélange comprenant une dispersion ou une émulsion
aqueuse de copolymères acryliques choisis parmi les styrène-acryliques, les
acrylique-méthacrylates, les styrène-acrylique-méthacrylates, les
polyuréthanes
aliphatique -acryliques, les polyacrylates, les terpolymères du type
vinylacétate-
éthylène-vinylchloride, avec une solution de polysilicates alcalins choisis
parmi
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les polysilicates de potassium, les polysilicates de sodium, les polysilicates
de
lithium.
- L'application dudit mélange à l'état liquide par pulvérisation sur une des
extrémités dudit composant tubulaire fileté à une température comprise entre
20 et 40 C.
- Le
séchage de l'extrémité revêtue du film à une température croissante depuis
la température d'application du mélange jusqu'à 80 C maximum et ce, pendant
une durée de 15 minutes au moins.
- La densification du film à une température comprise entre 80 C et 160 C
pendant une durée comprise entre 30 et 60 minutes.
[036] L'étape de densification peut être suivie d'une étape de durcissement
à 160 C
pendant une durée comprise entre 120 et 240 minutes.
[037] L'étape d'application du mélange par pulvérisation peut être réalisée
à une
température voisine de la température de l'extrémité du composant tubulaire
fileté.
[038]
L'étape d'élaboration du mélange entre la dispersion ou une émulsion
aqueuse de copolymères acryliques et la solution de polysilicates alcalins
peut
s'effectuer à un pH supérieur ou égal à 9,5.
[039] La
dispersion ou l'émulsion aqueuse de copolymères acryliques peut
comprendre un épaississant.
[040] La
dispersion ou l'émulsion aqueuse de copolymères acryliques peut
comprendre un stabilisant.
[041] La dispersion ou l'émulsion aqueuse de copolymères acryliques peut
comprendre un agent de coalescence.
[042] Le mélange entre la dispersion ou l'émulsion aqueuse de copolymères
acryliques et la solution de polysilicates alcalins peut comporter un
durcisseur.
[043] Le mélange entre la dispersion ou l'émulsion aqueuse de copolymères
acryliques et la solution de polysilicates alcalins peut comporter un
lubrifiant solide
choisi parmi le graphite, le Bi2S3, le SnS2, les cires d'amide secondaire, les
cires de
paraffine, dans une proportion en masse au final comprise entre 5% et 30%.
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[044] Le mélange entre la dispersion ou l'émulsion aqueuse de copolymères
acryliques et la solution de polysilicates alcalins peut comporter un
inhibiteur de
corrosion.
[045] Le mélange entre la dispersion ou l'émulsion aqueuse de copolymères
acryliques et la solution de polysilicates alcalins peut comporter de la
silice colloïdale.
[046] L'étape d'application dudit mélange sur une l'extrémité dudit
composant
tubulaire fileté, peut être précédée d'une étape de préparation de surface de
type
choisi parmi le groupe formé du sablage, des traitements de conversion, des
dépôts
électrolytiques, et des traitements non réactifs.
[047] Des caractéristiques et avantages de l'invention sont exposés plus en
détail
dans la description ci-après, avec référence aux dessins annexés.
[048] La figure 1 est une vue schématique d'un joint résultant de
l'assemblage par
vissage de deux composants tubulaires.
[049] La figure 2 est une vue schématique de la courbe de vissage de deux
composants tubulaires filetés.
[050] La figure 3 est une vue schématique d'un substrat revêtu d'un film
sec
lubrifiant.
[051] La figure 4 est une vue schématique d'une installation de test.
[052] Le joint fileté représenté sur la figure 1 comprend un premier
composant
tubulaire d'axe de révolution 10 et doté d'une extrémité mâle 1 et un second
composant tubulaire d'axe de révolution 10 et doté d'une extrémité femelle 2.
Les
extrémités 1 et 2 présentant chacune une surface terminale disposée
perpendiculairement à leur axe de révolution 10 respectif et sont
respectivement
dotées d'une zone filetée 3 et 4, lesquelles coopèrent entre elles pour
l'assemblage
mutuel par vissage des composants. Les zones filetées 3 et 4 peuvent être du
type à
filet trapézoïdal, autobloquantes, ou autre. De plus, des surfaces
d'étanchéité
métal/métal 5, 6, destinées à être en contact serrant étanche l'une contre
l'autre après
assemblage par vissage des deux composants filetés, sont ménagées
respectivement
sur les extrémités mâle 1 et femelle 2, au voisinage des zones filetées 3, 4.
La portion
d'extrémité mâle 1 présente une surface terminale 7 qui vient en butée,
lorsque les
deux composants sont vissés l'un à l'autre, contre une surface correspondante
8
ménagée sur l'extrémité femelle 2.
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,
[053]
Selon une variante de réalisation, la butée entre la surface terminale 7 et la
surface correspondante 8 peut être remplacée par des zones filetées 3, 4,
agencées
en coopération en serrage autobloquant du type décrit, par exemple, dans US 4
822
081, US RE 30 647 ou US RE 34467.
[054] Comme
représenté sur les figures 1 et 3, l'extrémité 1 ou 2 de l'un au moins
des composants tubulaires est revêtue au moins partiellement d'un film sec 12
comprenant une matrice constituée d'un mélange de polysilicates alcalins et de
polymères organiques thermoplastiques semi-cristallins. On en entend par film
sec un
film solide et non collant au toucher.
[055]
L'intérêt des polysilicates alcalins, est que ces derniers présentent un
comportement thermomécanique et tribologique similaire à celui d'une résine
époxy
thermo-réticulée. De plus, dans le cas de films minces, les polysilicates
alcalins
possèdent la capacité de générer des liaisons fortes et privilégiées avec les
surfaces
pour autant que celles-ci soient suffisamment polaires. Bien qu'ayant une
structure
amorphe, les polysilicates alcalins sont à l'état vitreux s'ils sont
sollicités dans une
plage de température inférieure à leur température de transition vitreuse.
Cela se
traduit par une viscoélasticité faible, c'est-à-dire par une rigidité élevée
et une faible
déformabilité du matériau sous contraintes.
[056] La figure ci-après est une représentation schématique de la structure
tridimensionnelle d'un polysilicate alcalin amorphe
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Arc.A. e de A ,iii-
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[057] Il est donc nécessaire de les plastifier en les associant avec un
polymère
organique thermoplastique semi-cristallin présentant une transition fragile-
ductile
inférieure à la température de sollicitation. L'élasticité supérieure dudit
polymère
organique augmente l'aptitude du matériau à subir des déformations plastiques
et lui
confère ainsi une bonne résistance aux chocs et à la fissuration. Cet effet
technique
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est lié à la densité d'enchevêtrement des chaînes moléculaires. Le choix des
monomères constituants les polymères organiques thermoplastiques semi-
cristallins
est donc important pour atteindre les propriétés mécaniques requises.
[058] La figure ci-après est une représentation schématique de
l'enchevêtrement
des réseaux de polymères organiques et inorganiques
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Organic pofymer Inorganic porymer
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[059] Avantageusement et concernant les polymères organiques thermoplastiques
semi-cristallins, la Demanderesse a privilégié les copolymères acryliques en
dispersions ou en émulsions aqueuses, et plus particulièrement les styrène-
acryliques,
les acrylique-méthacrylates, les styrène-acrylique-méthacrylates, les
polyuréthanes
aliphatiques acryliques. La Demanderesse a également privilégié les
dispersions ou
les émulsions aqueuses de polyacrylates et terpolymères tels que le
vinylacétate-
éthylène-vinylchloride, en milieu alcalin.
[060] Avantageusement, la Demanderesse a privilégié les solutions de
polysilicates
alcalins tels que les polysilicates de potassium, sodium et lithium avec un
ratio
pondéral SiO2/MO supérieur ou égal à 2 et préférentiellement supérieur à 2,5.
[061] La Demanderesse a par ailleurs élaboré un procédé pour former une
matrice
organique-inorganique résultant d'un mélange entre un copolymère styrène-
acrylique
et un polysilicate de sodium, de potassium ou de lithium.
[062] Les
solutions de polysilicates de sodium et polysilicates de potassium
apportent une excellente adhésion vis-à-vis des métaux, un pouvoir filmogène,
une
résistance à la corrosion, une excellente résistance en température et enfin,
une dureté
Mohs élevée équivalente à celle de la silice. Les films tridimensionnels
amorphes de
polysilicates alcalins obtenus seront particulièrement cohésifs, durs.
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[063] Les polysilicates de lithium diffèrent des polysilicates alcalins
traditionnels car
ils combinent à la fois les caractéristiques des polysilicates alcalins et des
silices
colloïdales, à savoir qu'ils offrent un meilleur liant, un meilleur effet
passivant en
combinaison avec une phosphatation et un meilleur effet barrière et protection
5 cathodique par inhibition du mécanisme d'oxydation. De plus, le ratio
pondéral
Si20/Li20 est supérieur à 10 ce qui fait que la quantité d'eau nécessaire est
inférieure à
celle qui est requise pour les polysilicates alcalins traditionnels.
Cependant, ils sont
peu filmogènes et par conséquent leur adhérence sur métaux est inférieure.
[064] Concernant le procédé d'obtention d'un film, en plus du séchage par
10 évaporation, un durcissement est nécessaire pour augmenter la résistance à
l'humidité. La nature du durcissement dépend du ratio pondéral SiO2/MO et peut
être
chimique au moyen d'un agent neutralisant (catalyseur acide) ou obtenue par
traitement thermique. Par exemple, un film totalement imperméable peut être
obtenu
par un traitement à 600 C en présence d'oxyde de zinc. Un film pratiquement
insoluble
consiste à sélectionner une solution de polysilicates de potassium plutôt que
de
sodium. La solution de polysilicates de potassium doit être de préférence
riche en
silice. Une solution de polysilicates dont la part alcaline (oxyde de
potassium) est trop
importante, se déshydrate lentement compte tenu de la forte affinité avec
l'eau.
L'évaporation doit être lente entre la température ambiante et 100 C pour
éviter la
formation de vapeur à l'interface puis suivi par un traitement thermique
compris entre
120 et 160 C et de préférence au-delà de 200 C pendant une à deux heures pour
éliminer l'eau résiduelle.
[065] Avantageusement, le processus peut être catalysé au moyen d'acide
organique ou minéral (bicarbonate de soude, hydroxyde d'aluminium, aluminium
triphosphate) pour neutraliser la part alcaline responsable de la solubilité
dans l'eau.
Cette neutralisation peut être réalisée en post-traitement par application
d'une solution
acide par pulvérisation.
[066] Avantageusement, il est préférable d'avoir un ratio pondéral SiO2/MO
élevé
pour garantir l'imperméabilité. Néanmoins, une solution avec un faible ratio
pondéral
SiO2/MO présente une meilleure ténacité et élasticité ainsi qu'une friabilité
réduite. En
cas de sélection d'une solution de polysilicates alcalins avec un faible ratio
pondéral
Si02/M,<O, une alternative consiste à enrichir la solution en silice
colloïdale pour
conserver les propriétés initiales et réduire la part alcaline.
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[067] Les films sont applicables sans contraintes de températures mais
surtout
suffisamment flexibles et déformables lorsque le liant inorganique est combiné
avec un
plastifiant. On entend par plastifiant, une substance qui, incorporé aux
polymères,
détruit partiellement les interactions entre chaînes responsables de la
cohésion
mécanique et transforme un matériau initialement rigide en matériau souple,
flexible.
[068] Le plastifiant de la solution de polysilicates alcalins est une
résine organique
choisie parmi les styrène-butadiènes, polystyrènes, néoprènes, chlorures de
polyvinyle, acétates de polyvinyle et polymères acryliques de préférence un
copolymère styrène-acrylique.
[069] Dans le cas des polysilicates de sodium et de potassium, la
proportion relative
par rapport au plastifiant peut être majoritaire pour le polymère inorganique.
En
revanche, la proportion est forcément minoritaire pour le polysilicate de
lithium.
[070] Bien entendu, le film sec lubrifiant 12 peut être appliqué selon
différentes
modalités sur les zones filetées.
[071] Le film sec lubrifiant 12 peut recouvrir tout ou partie de la zone
filetée 3, 4.
[072] Le film sec lubrifiant 12 peut recouvrir tout ou partie de la surface
d'étanchéité
métal/métal 5, 6.
[073] Les tests ont consisté à évaluer certains paramètres, en particulier
:
- des essais de vissage
- la force d'adhésion et le coefficient de frottement du film sur le substrat
(test
Scratch) ;
- le test du quadrillage;
- la résistance à la corrosion en condition humide ;
- la résistance à l'immersion dans l'eau.
[074] Les essais de vissage ont permis d'évaluer le couple sur butée (CSB),
appelé
aussi ToSR (pour Torque on Shoulder Resistance ). Ce couple intervient lors
des
opérations de vissage propres aux joints ou connexions appelés premium et
utilisés dans l'industrie du pétrole.
[075] La courbe en figure 2 exprime le couple de vissage (ou serrage) en
fonction
du nombre de tours de rotation effectués. Comme on peut l'observer, un profil
de
couple de vissage de joints premium peut être décomposé en quatre parties.
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[076] Pendant une première partie P1, les filets extérieurs de l'élément
fileté mâle
(ou pin > ) d'un premier composant de joint fileté tubulaire ne présentent
pas encore
de serrage radial avec les filets intérieurs d'un élément fileté femelle
correspondant (ou
box ),) d'un second composant de ce même joint fileté tubulaire.
[077] Pendant une deuxième partie P2, l'interférence géométrique des filets
des
éléments filetés mâle et femelle génère un serrage radial qui augmente au fur
et à
mesure du vissage (en générant un couple de vissage faible mais croissant).
[078] Pendant une troisième partie P3, une surface d'étanchéité en
périphérie
extérieure de la partie d'extrémité de l'élément fileté mâle interfère
radialement avec
une surface d'étanchéité correspondante de l'élément fileté femelle pour
réaliser une
étanchéité métal/métal.
[079] Pendant une quatrième partie P4, la surface frontale d'extrémité de
l'élément
fileté mâle est en butée axiale avec la surface annulaire d'une butée de
vissage de
l'élément fileté femelle. Cette quatrième partie P4 correspond à la phase
terminale du
vissage.
[080] Le couple de vissage qui correspond à la fin de la troisième partie
P3 et au
début de la quatrième partie P4 est appelé couple d'accostage butée (CAB) (ou
shouldering torque ).
[081] Le couple de vissage qui correspond à la fin de la quatrième partie
P4 est
appelé couple de plastification (CP) (ou plastification torque ). Au-delà
de ce couple
de plastification CP, on considère que la butée de vissage mâle (partie
d'extrémité de
l'élément fileté mâle) et/ou la butée de vissage femelle (zone située derrière
la surface
annulaire de butée de l'élément fileté femelle) font l'objet d'une déformation
plastique,
laquelle peut dégrader les performances d'étanchéité du contact entre surfaces
d'étanchéité par plastification également des surfaces d'étanchéité.
[082] La différence entre les valeurs du couple de plastification CP et du
couple
d'accostage butée CAB est appelée couple sur butée (ou torque on shoulder
resistance ) (CSB) : CSB = CP ¨ CAB. Un joint fileté tubulaire fait l'objet
d'un serrage
optimal en fin de vissage, qui garantit une résistance mécanique optimale de
l'assemblage fileté, par exemple aux efforts de traction mais aussi au
dévissage
accidentel en service, et des performances optimales d'étanchéité.
[083] Le concepteur de joint fileté est ainsi amené à définir pour un type
de joint
fileté donné une valeur de couple optimal de vissage, qui doit être, pour tous
les
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assemblages de ce type de joint, inférieure au couple de plastification CP
(pour éviter
la plastification des butées et les inconvénients qui en résultent) et
supérieure au
couple d'accostage butée CAB. Une fin de vissage sous un couple inférieur à
CAB ne
permet pas de garantir un positionnement relatif correct des éléments mâle et
femelle
et par là un serrage efficace entre leurs surfaces d'étanchéité. Il y a de
plus des
risques de dévissage. La valeur effective du couple d'accostage butée CAB peut
varier
d'un assemblage à l'autre pour un même type de joint car elle dépend des
tolérances
d'usinage diamétrales et axiales des filets et des surfaces d'étanchéité mâles
et
femelles. Il convient que le couple optimal de vissage soit substantiellement
plus élevé
que le couple d'accostage butée CAB.
[084] La valeur du couple sur butée CSB est importante, plus on a de marge
pour
définir le couple optimal de vissage, et plus le joint fileté sera résistant
aux sollicitations
en service.
[085] Le test Scratch, schématisé en figure 4, permet d'évaluer la force
d'adhésion,
ou l'adhérence, d'un film sur une surface ou préparation de surface. Cette
méthode
consistant à cisailler et déformer un film avec une bille sphérique soumise à
une
charge croissante permet également de déterminer le coefficient de frottement
et la
charge critique correspondant à l'apparition d'une décohésion du film, qui
sont deux
paramètres tribologiques importants relatifs à la résistance à l'usure.
[086] Les
conditions expérimentales mettent en oeuvre un pion sphérique en Inconel
718 de diamètre 5 mm et une éprouvette métallique en acier au Carbone ou
Z20C13
présentant une rugosité Ra inférieure à 1 micromètre, ainsi que les paramètres
suivants : une charge croissante de 10N à 310 N (avec une vitesse de montée en
charge de15 N/s), une vitesse de déplacement de la bille de 2 mm/s, une durée
de 20
s et une longueur de la piste de 40 mm.
[087] Le
test du quadrillage consiste à évaluer la résistance d'un revêtement mono
ou multi-couches à être séparé d'un substrat, lorsque l'on pratique dans le
revêtement
un quadrillage par incisions jusqu'audit substrat, suivant une classification
en six
niveaux. Une excellente adhérence du revêtement au substrat doit correspondre
à la
classe 0 de la norme ISO 2409 (2007) : bords des incisions parfaitement
lisses, aucun
des carrés du quadrillage détaché. Afin de tenir compte de l'environnement, le
test de
quadrillage est reproduit après mise en milieu humide (35 C et 90% HR). Pas de
changement d'aspect, de cloquage, de corrosion, de craquelure, d'écaillage
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correspondant aux classifications de la norme ISO 4628, ni de perte
d'adhérence sont
caractéristiques d'une bonne résistance à l'humidité.
[088] Les tests de corrosion en milieu humide consistent en un test au
brouillard
salin neutre réalisé en enceinte climatique à une température de 35 C avec une
solution saline à 50 g/L de densité comprise entre 1.029 et 1.036 à 25 C, de
pH
compris entre 6,5 et 7,2 à 25 C et récupérée à la vitesse moyenne de 1.5 ml/h.
Des
échantillons intacts sans enrouillement doivent correspondant à la classe Re0
de la
norme ISO 9227 après exposition. La méthode donne un moyen de vérifier que la
qualité comparative d'un matériau métallique, avec ou sans film protecteur
(film
métallique ou organique sur matériau métallique) contre la corrosion, est
maintenue.
Les tests de tenue à l'eau consistent à faire subir aux échantillons un essai
de
corrosion accéléré, selon la norme DIN 50017, réalisé en enceinte climatique.
Ce test
comportant un cycle par jour consiste à faire déposer par condensation de la
vapeur
d'eau dans les conditions suivantes : 35 C, 90% d'humidité relative pendant 8
heures
puis à laisser sécher l'échantillon. Après 7 cycles, on constate que le
substrat protégé
par le film sec n'est pas corrodé.
[089] Une excellente résistance doit correspondre aux classifications de la
norme
ISO 4628, à savoir : aucune corrosion, aucun cloquage, pas de craquelure, ni
d'écaillage sur plaque acier carbone traitée par phosphatation au zinc (dépôt
de 8 à 20
g/m2 de phosphate) ou traitée par un dépôt électrolytique d'un alliage
ternaire Cu-Sn-
Zn avec une couche intermédiaire de Ni.
[090] L'immersion dans l'eau en stockage ou en opération contribue à
dégrader les
revêtements selon des facteurs de défaillance relatifs au revêtement lui-même,
à une
contamination du substrat ou à une préparation de surface inadéquate. Le test
d'immersion adapté de la norme ASTM D870 évalue qualitativement et
quantitativement la résistance du revêtement au travers des modes de
dégradation de
la partie immergée dans de l'eau déminéralisée à 40 C pendant 168 heures. Une
excellente résistance doit correspondre aux classifications de la norme ISO
4628,
c'est-à-dire à aucune corrosion, aucun cloquage, pas de craquelure, ni
d'écaillage sur
une plaque en acier au carbone traitée par phosphatation au zinc (dépôt de 8 à
20
g/m2 de phosphate) ou traitée par un dépôt électrolytique d'un alliage
ternaire Cu-Sn-
Zn avec une couche intermédiaire de Ni. Une excellente résistance doit aussi
correspondre à une faible variation de l'adhésion à l'interface et/ou du
coefficient de
frottement mesurés au moyen du scratch test par rapport à la partie non
immergée.
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[091] La Demanderesse a évalué en particulier la combinaison entre des
polysilicates alcalins de potassium, sodium et lithium commercialisés par la
société
WOELLNER sous la dénomination BETOL et un polymère organique thermoplastique
semi-cristallin sélectionné parmi les dispersions ou les émulsions aqueuses de
résines
5 acryliques hautement compatibles avec les polymères inorganiques en
solution (à un
pH voisin de 11). La compatibilité au pH étant reliée à l'indice de
saponification, la
résine acrylique doit être suffisamment résistante à la saponification en
milieu très
alcalin. Une faible résistance à la saponification conduirait à un gel et la
formation du
film serait affectée. Un indice de saponification, correspondant à la masse de
potasse
10 (KOH) - en mg - nécessaire pour neutraliser les acides gras libres et
pour saponifier les
acides gras combinés dans un gramme de corps gras, supérieur à 48 mgKOH/g est
particulièrement recommandé. Parmi les résines acryliques, seuls les
copolymères
styrène-acryliques présentent un indice de saponification adéquate et
particulièrement
les copolymères de styrène-butyl acrylate (100 et 180 mgKOH/g). Les résines
15 copolymères styrène-acryliques, en dispersion ou en émulsion aqueuse,
évaluées sont
commercialisées par la société BASF sous la dénomination ACRONAL ou par la
société RHOM&HAAS sous la dénomination MAINCOTE .
[092] Concernant le procédé de réalisation, la formulation d'une matrice
hybride
organique/inorganique a consisté à diluer le polymère organique dans l'eau
puis à
ajouter lentement le polysilicate alcalin sous agitation. Il est alors
recommandé de
diluer considérablement la solution de polysilicates alcalins afin de limiter
la réactivité
et de maîtriser l'ordre d'incorporation. Naturellement moins hygroscopiques,
les
polysilicates de potassium sont préférés aux polysilicates de sodium pour les
besoins
de l'étude. En effet, la part alcaline potassium ou sodium forme des
carbonates avec le
CO2 et le K2CO3 est moins hygroscopique que Na2CO3.
[093] La stabilisation des préparations a nécessité d'ajouter des agents de
coalescence, des stabilisants, des dispersants et des épaississants. D'autres
précautions importantes ont consisté à éviter tout risque de floculation ou
précipitation
de l'acide silicique en contrôlant le pH ou à éviter des incompatibilités en
milieu alcalin
notamment avec des substances amphotériques comme l'alumine. La concentration
pigmentaire volumique (CPV) a particulièrement été prise en compte pour
garantir
l'imperméabilité du film, limiter les porosités, le risque de cloquage et
d'amorçage du
mécanisme de corrosion.
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[094] L'utilisation des polysilicates alcalins a nécessité également de
maîtriser le
mécanisme de formation du film notamment en favorisant la déshydratation et la
densification du réseau tridimensionnel (réseau alternant phases zéolithes et
gel de
silice) également au moyen de durcisseur. La neutralisation et la
précipitation
concomitantes pendant la densification ont permis l'obtention d'un film
suffisamment
imperméable à l'humidité et relativement insoluble en assurant une totale
élimination
de l'eau par un traitement thermique approprié.
[095] L'application a été effectuée au moyen d'un système de pulvérisation
pneumatique avec pistolet à godet. Les températures du mélange et du substrat
ont
été de préférence ajustées à la température de formation du film du liant
organique,
soit comprise entre 20 et 40 C selon les copolymères styrène-acryliques.
[096] Un pré-séchage à la température d'application d'une durée de 5
minutes a
avantageusement été prescrit et suivi d'un séchage de 10 minutes avec une
progression de la température comprise entre la température d'application et
80 C.
[097] Rappelons que la densification du réseau pour les polymères
inorganiques, et
particulièrement pour les polysilicates alcalins, est assurée entre 80 et 160
C dans le
cas où l'humidité relative est insuffisante et de préférence entre 120 et 160
C pendant
une durée comprise entre 30 minutes et 60 minutes.
[098] Un durcissement final à 160 C peut avantageusement être effectué
pendant
une durée comprise entre 120 et 240 minutes afin d'éliminer totalement l'eau
résiduelle.
[099] Les films secs ont été réalisés sur des éprouvettes en acier au
carbone ou en
acier faiblement allié avec ou sans traitement de surface comme une
phosphatation
dans le cas d'un acier carbone ou un dépôt électrolytique Cu-Sn-Zn comprenant
une
sous-couche de Nickel de Wood dans le cas d'un acier allié. Les épaisseurs des
films
secs étudiés sont comprises préférablement entre 30 et 50 pm.
[0100] Dans un premier temps, la Demanderesse a évalué au moyen du Scratch
test
la résistance à l'usure sous charge croissante de divers films secs de
polysilicates
alcalins commercialisés sous la dénomination BETOL .
[0101] Au moyen du test du quadrillage ISO 2409, la Demanderesse a évalué
l'adhérence de ces différents films y compris en conditions humides.
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[0102] Le tableau 1 montre qu'une large variété de ratio pondéral S102/K20 a
été
testée sur un acier au carbone revêtu par une phosphatation zinc, et ce, afin
de
déterminer le ratio pondéral Si02/K20 optimum.
Tableau 1
Nom du produit Rapport pondéral Si02/K20 Ech. A Ech. B Ech. C
BETOL K42 1,9 100%
BETOL K35 2,2 100%
BETOL K28 2,5 100%
Scratch test Charge critique : Lc (N) : 165 105 138
Test quadrillage Classe d'adhésion : 0 O 0
Test quadrillage
Classe d'adhésion : 4 4 0
après immersion
[0103] Il est préférable d'avoir un ratio pondéral élevé pour garantir
l'imperméabilité.
Néanmoins, une solution avec un faible ratio pondéral présente une meilleure
ténacité
et élasticité ainsi qu'une friabilité réduite.
[0104] Dans un deuxième temps, la Demanderesse a évalué les dispersions
aqueuses ou les émulsions aqueuses de copolymères acryliques les plus
performants
au regard toujours du Scratch test et du test du quadrillage. Les films secs
ont été
réalisés sur des éprouvettes en acier au carbone revêtus d'un dépôt
électrolytique Cu-
Sn-Zn.
Tableau 2
Charge critique : Classe
Nature chimique
Lc (N) d'adhésion
Copolymères styrène-acrylique 150-272 0
Copolymères acrylique-méthacrylate 38-50 0/1
Copolymères styrène-acrylique-méthacrylate 97 0
Copolymères polyuréthane-acrylique 228- >310 0
[0105] Selon les résultats du tableau 2, il apparaît que les copolymères
styrène-
acryliques et les copolymères polyuréthane-acryliques présentent le meilleur
comportement viscoélastique et donc la meilleure résistance à la rupture sous
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contrainte de cisaillement-compression. Les matrices sélectionnées sont donc
préférablement basées sur des mélanges de polysilicates de potassium et de
copolymères styrène-acryliques ou polyuréthane-acryliques.
[0106] Le tableau 3 illustre l'augmentation des performances pour un film à
matrice
organique-inorganique comportant un copolymère styrène-acrylique et un
polysilicate
alcalin sur une éprouvette en acier au carbone revêtue par un dépôt
électrolytique
CuSnZn. La comparaison est établie par rapport à un film sec basé uniquement
soit
sur un polysilicate alcalin, soit sur un copolymère styrène-acrylique.
[0107] L'échantillon F (Ech. F) résulte d'une dispersion d'un épaississant
dans de
l'eau suivi d'un ajout d'un stabilisant. Après mélange avec une dispersion
aqueuse de
copolymères styrène-acryliques, un coalescent choisi parmi les éthers de
propylène
glycol a été ajouté. Après dilution au préalable de la solution de
polysilicates de
potassium, cette dernière a été ajouté à la dispersion, et ce, très lentement
sous
agitation en vérifiant que le pH reste supérieur ou égal à 9,5. Le ratio
pondéral
organique-inorganique a été fixé à 0,2.
Tableau 3
Nom du produit Nature/fonction chimique Ech. D Ech. E Ech. F
Eau 24%
Epaississant/durcisseur (solution à 10%)
Laponite RDS 6%
Betolin 040 Stabilisateur 0,5%
Dispersion aqueuse de copolymère
ACRILEM IC26 100% 10%
styrène-acrylique (42% solides)
BETOL K28 Si02/K20 = 2,5 100% - 59%
Betolin A11 Régulateur de viscosité _ - 0,5%
Scratch test Charge critique : Lc (N) : 138 150 >310
Scratch test COF (10 - 310N) : 0,6 0,26 0,22
[0108] L'échantillon F présente une viscoélasticité intéressante sous
contrainte à
l'opposé du comportement friable et abrasif de l'échantillon D (polysilicate
alcalin) dans
un contact semi-ouvert.
[0109] Avantageusement et pour améliorer le frottement, les échantillons Ech.
G et
Ech. H comprennent un apport de lubrifiants solides de préférence lamellaire
(classe 1)
et réactif (classe 2). Le tableau 4 regroupe des résultats relatifs aux tests
Scratch.
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[0110] Les lubrifiants solides peuvent être pris parmi la liste suivante :
graphite,
B12S3, SnS2, cire de d'amide secondaire, cire de paraffine. On notera que les
lubrifiants solides comprenant des atomes de fluor sont prohibés à cause de
leur
réactivité en milieu très alcalin.
Tableau 4
Ech. Ech.
Nom du produit Nature/fonction chimique G H
Eau 23,2 23,2
Laponite RDS Epaississant/Durcisseur (solution à 10%) 5,4 5,4
Sapetin D27 Dispersant 0,5 0,5
Betolin 040 Stabilisateur 0,5 0,5
AustroTec Bis84 Bi2S3 2,2 2,2
Timrex KS4 Graphite 0,5 0,5
Printex 60 Noir de carbone 0,8 0,8
Baikalox CR125 Alumine 1,1 1,1
Aquasuperslip Dispersion aqueuse d'amide secondaire et
0,3 0,3
6550 polyoléfine
Dispersion aqueuse de copolymère styrène-
MAINCOTE 1071 8 10,5
acrylique (50% solides)
BETOL K28 Si02/K20 = 2,5 56 54.5
Betolin A11 Régulateur de viscosité 0,5 0,5
Ratio pondéral organique/inorganique : 0,25 0,3
CPV : 8% 8%
Scratch test Charge critique ou Lc (N) : >310 >310
Scratch test COF (10-310N) : 0,14 0,11
[0111] Dans le tableau 5, la Demanderesse a regroupé un certain nombre de
préconisations permettant d'atteindre des films optimisés.
[0112] Ainsi et avantageusement, un ratio pondéral organique/inorganique au
moins
égal à 0,3 est plus favorable à concentration pigmentaire volumique égale pour
assurer
un frottement faible. Cependant, la résistance à l'eau n'est pas totalement
assurée
avec un cloquage persistant et une protection contre la corrosion de la
surface
inférieure à 48 heures. En effet, l'incompatibilité entre une alumine de
nature
amphotérique et le polysilicate de potassium en milieu alcalin n'est pas de
nature à
densifier le réseau tridimensionnel.
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[0113] Avantageusement, un durcisseur de type hydroxyde d'aluminium est très
approprié pour un traitement thermique au voisinage de 600 C. Il convient donc
d'optimiser les formulations.
[0114] Au même titre que le durcisseur, les copolymères styrène-acrylique, du
fait de
5 leur indice de saponification élevé, participent à la neutralisation de
la part alcaline des
polysilicates alcalins lors de l'évaporation. Les échantillons J et K
illustrent parfaitement
l'augmentation globale des performances au moyen d'un copolymère styrène-
acrylate
de butyle et d'hydroxyde d'aluminium en tant que durcisseur.
[0115] De même, la température de transition vitreuse du monomère acrylate de
10 butyle offre une plus grande flexibilité au copolymère facilitant la
formation du film y
compris pour des températures inférieures à 10 C.
[0116] Enfin, la part totale de polysilicates de potassium a été diminuée afin
d'augmenter la CPV du film et la résistance à l'eau.
[0117] La Demanderesse a également constaté qu'il était possible d'optimiser
les
15 performances d'un film à matrice acrylique-polysilicate alcalin en
ajoutant de la silice
colloïdale. L'ajout de silice colloïdale permet entre autre d'ajuster le pH
pour faciliter la
dispersion des charges. La silice colloïdale contribue tout particulièrement à
diminuer
l'alcalinité globale en présence de polysilicate alcalin en modifiant le ratio
S102/M20.
La silice colloïdale contribue enfin à diminuer la part de polysilicate
alcalin pour avoir
20 des concentrations pigmentaires volumiques optimales.
[0118] La Demanderesse a également vérifié que les propriétés mécaniques du
film
sont maximales pour un ratio organique/inorganique au voisinage de 0,3 et un
rapport
de 2 entre les lubrifiants solides lamellaires réactifs de classe 2 et les
lubrifiants solides
déformables plastiquement de classe 4. La résistance à l'eau est renforcée
pour une
CPV supérieure à 30%.
[0119] Concernant la définition des lubrifiants solides de classes 2 et 4, on
se
reportera à la demande de brevet FR 2892174 incorporée ici par référence.
[0120] II est également avantageux de renforcer la propriété water-repellant
en
limitant la prise en eau du film formé au moyen d'une émulsion de polysiloxane
modifié.
Tableau 5
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Nom du produit Nature/fonction chimique Ech. I (%) Ech. J (%) Ech. K (%)
Eau- 30 23,2 23,2
Betolin V30 Epaississant 0,1 0,1 0,1
Walocel CRT1000P Epaississant 0,1 0,3 0,1
Sapetin D27 Dispersant 0,5 0,4 0,3
Betolin Q40 Stabilisateur 0,4 0,6 0,4
AustroTec B1s84 Bi2S3 7,9 11,2 6,5
Printex 60 Noir de carbone 1,3 0,3 1,1
Microspersion 528 Dispersion aqueuse de 3,9 8,2 3,2
cire d'amide secondaire
Martinal OL-107LE0 Hydroxyde d'aluminium 5,6 2,8 4,7
Betol KS402A Silice colloïdale dans 5,6 2,8 4,7
hydroxyde d'ammonium
Betolin AH250 Emulsion de polysiloxane 1,3 1,4 1,1
modifié
ACRONAL S559 Dispersion aqueuse de 42 8,4 8,7
copolymère styrène-
acrylique (50% solides)
BETOL K28 Si02/K20 = 2,5 - 27,9 46,4
Betolin A11 Régulateur de viscosité 0,7 0,7 0,5
Ratio pondéral organique/inorganique : - 0,6 0,3
CPV : 24% 32% 26%
Scratch test Charge critique ou Lc 85 402 740
(N) :
Scratch test COF (10-310N) : 0,19 0,09 0,09
Après immersion (observations) : Cloquage RAS Cloquage
5S5 3S2
[0121] La Demanderesse a également constaté que la résistance du film et le
coefficient de frottement d'une composition organique-inorganique décrits au
moyen du
test scratch sont comparables aux performances enregistrées pour des
revêtements
thermodurcissables de type fluoro-uréthane, tels que décrits dans le document
W02011076350.
[0122] La Demanderesse a également effectué des essais de vissage et de
dévissage (en rapport avec la courbe en figure 2) sur une connexion revêtue
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partiellement d'un film sec organique-inorganique conforme à l'invention, et
sur une
connexion de référence revêtue partiellement d'un film sec uniquement
organique.
[0123] Pour ce faire, un film sec, basé sur une composition organique-
inorganique
consistant en 23,2 % d'eau, 5,4 % de Laponite RDS (solution à 10%), 0,5 % de
Sapetin D27, 0,5 % de Betolin 040, 2,2 % de AustroTec Bis84, 0,5 % de Timrex
KS4,
0,8% de Printex 60, 1,1 % de Baikalox CR125, 0,3% de Aquasuperslip 6550, 10,5%
de MAINCOTE 1071, 54.5 % de BETOL K28, 0,5 % de Betolin A11, a été appliquée
sur l'extrémité femelle 2 d'une connexion du type 7" 29# CS L80 VAMTOP HT HH
PFBS, avec une préparation de surface consistant en un dépôt électrolytique
CuSnZn.
L'extrémité mâle 1 est revêtue d'une résine acrylique-epoxy réticulable UV
telle que
décrite dans le brevet W02006104251 avec une préparation de surface du type
phosphatation au zinc.
[0124] Concernant la connexion de référence, un film sec, basé sur une
composition
organique de polymère styrène-acrylique a été appliquée sur l'extrémité
femelle 2 et
l'extrémité mâle 1 d'une connexion du type 7" 29# CS L80 VAMTOP HH PFBS, avec
une préparation de surface consistant en une phosphatation zinc ou manganèse.
[0125] Le couple de vissage appliqué à la connexion revêtue du film organique-
inorganique s'est élevé à 29900 N.m contre 20100 N.m pour le couple de vissage
appliqué à la connexion de référence. La valeur du couple d'accostage a été
évaluée
entre 12000 et 13000 N.m pour la connexion revêtue du film organique-
inorganique
contre 16000 N.m pour la connexion de référence où les pressions de contact
dans le
filetage sont pourtant moins élevées.
[0126] En conclusion, les films secs, basés sur une composition organique-
inorganique conforme à l'invention permettent d'augmenter le nombre de
vissage/dévissage d'au moins 50% par rapport à un film sec à matrice
organique.
[0127] De manière générale, la combinaison des propriétés des polymères
organiques et des propriétés des polymères inorganiques dans un seul film sec
permet
d'augmenter :
- Le
glissement à l'interface des surfaces en frottement par l'augmentation de la
dureté au moyen d'un minéral amorphe stable en surface associé à une
quantité de lubrifiant solides ajoutée de façon adéquate,
CA 02858177 2014-06-04
WO 2013/098490 PCT/FR2012/000541
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- L'adhérence y compris en conditions humides sur des surfaces en acier
au
carbone ou bien sur des surfaces en acier allié avec ou sans préparation de
surface au moyen des polymères inorganiques réactifs,
- La résistance mécanique en associant la rigidité et la dureté du polymère
inorganique avec la flexibilité du polymère organique,
- La longévité par rapport à une préparation de surface totalement minérale
de
type phosphate de zinc obtenue par germination, puis cristallisation et cela
grâce à l'accroissement de la surface réelle de contact.
[0128] De plus, la présente invention permet, indépendamment de ces
performances
de lubrification, d'apporter dans des conditions critiques de température et
d'humidité,
et ce, grâce à ses excellentes propriétés d'accrochage sur différentes
surfaces ou
préparations de surface, une nouvelle réponse adaptée au développement de
systèmes mono-couche, remplissant à la fois un rôle de sous-couche et de
revêtement
(primer et top-coat).
