CN104334952A - 钢管用螺纹接头 - Google Patents

Abstract

本发明的钢管用螺纹接头，由分别具备接触表面的销和套筒构成，所述接触表面具有包含密封部的无螺纹金属接触部、和螺纹部，所述钢管用螺纹接头具有：紫外线固化树脂被膜，其形成于所述销和所述套筒至少一方的部件的所述接触表面；和丙烯酸硅树脂被膜，其形成于所述紫外线固化树脂被膜表面的至少一部分。

Description

钢管用螺纹接头

技术领域

本发明涉及润滑性能和防锈性能优异的钢管用螺纹接头。本发明涉及的钢管用螺纹接头，即使在保存环境严酷的情况下也显示出充分的防锈性能，并且对油井管的连结具备充分的润滑性能，并且也能够利用于简单的修复，因此特别适合用于油井管(OCTG：Oil Country Tubular Goods)的连结。

本申请基于2012年06月07日在日本提出的专利申请2012-130134号要求优先权，将其内容援引于此。

背景技术

用于原油、柴油的采掘的油井钻探所使用的油井管(例如，在内部流动原油等流体的配管(tubing)、以及包围配管的套管(casing)等)，一般而言长度为十多米，成为到达油井的长度为止使用螺纹接头进行连接。以往，油井的深度为2000～3000m。然而，在近年来的海洋油田等的深油井中，有时油井的深度到达8000～10000m或其以上。

对于油井管的连结所使用的钢管用螺纹接头，在其使用环境下，承受起因于油井管和螺纹接头自身重量的轴向拉伸力等的载荷、内外面压力等的复合的压力、以及由地下的热带来的作用。因此，对于上述螺纹接头，要求即使在这样严酷的环境下也能够不破损地保持油井管的气密性。

图1是示意性地表示油井管A与作为螺纹接头部件的接箍B的组装状态的图。油井管A在其两端的外表面，形成具有外螺纹11(参照图2)的销(pin)1。接箍B在其两端的内表面，形成具有内螺纹21(参照图2)的套筒(box)2。油井管A的一端事先与接箍B的一端拧紧。

图2是示意性地表示油井管A的连结所使用的典型的螺纹接头(也被称为特殊螺纹接头)的销-套筒结构的详情的图。销1是具有外螺纹11的接头元件，典型地形成于油井管A的端部。套筒2是具有内螺纹21的接头元件，典型地形成于螺纹接头部件(接箍B)的内表面。销1除了外螺纹11以外，还具备位于比该螺纹部靠钢管顶端侧的密封部13和台肩部14。与此对应，套筒2除了内螺纹21以外，在比该螺纹部靠内侧还具备密封部23、和销1的台肩部14抵接的台肩部24。销1和套筒2的各密封部13、23及台肩部14、24是钢管用螺纹接头的无螺纹金属接触部。标记12表示销1的顶端的凸缘部，标记31表示销1和套筒2未接触的部分(拧紧时渗出的油积存的部分)。

将油井管A的一端插入接箍B，将外螺纹11和内螺纹21拧紧，由此使销1的密封部13与套筒2的密封部23以适当干涉量抵接而形成金属密封。通过该金属密封，确保由接箍B连结的油井管A的气密性。在这种螺纹接头中，特别是在密封部13和23容易发生被称为擦伤(galling)的不可修复的咬死。

在配管、套管向油井降下的操作时，有时由于各种障碍使一次连结了的螺纹接头松开，将其从油井中暂时提起后再次连结并降下。API(美国石油协会)要求即使在配管接头进行10次、在套管接头进行3次拧紧(makeup)和松开(break out)也不发生擦伤，并且保持油井管的气密性的意义下的耐擦伤性和气密性。

为了谋求连结时的气密性和耐擦伤性的提高，以往含有重金属粉的粘稠的液态润滑剂(被称为「复合脂」)被涂布于螺纹接缝的接触表面(螺纹部和无螺纹金属接触部)。在API标准BUL5A2中规定了那样的复合脂。复合脂还能发挥防止已涂布的接触表面的生锈这一防锈性能。

但是，复合脂含有大量锌、铅和铜等重金属粉，因此有可能在螺纹接头的连结时涂布的脂被冲走、或溢出到外面，特别是铅等的有害的重金属对环境(特别是海洋生物)造成不利影响。另外，通过复合脂的涂布操作而使操作环境恶化，因此，也担心涂布操作带来的对人体的不利影响。因此，需求能够不使用复合脂而发挥优异的耐擦伤性的钢管用螺纹接头。

作为能够不涂布复合脂而用于油井管连结的螺纹接头，至今为止已经提出了许多由固体润滑被膜被覆了钢管用螺纹接头的接触表面的螺纹接头，所述固体润滑被膜由含有二硫化钼、石墨等的润滑性粉末的有机系或无机系树脂构成。

如上所述，在具有密封部的钢管用螺纹接头中，特别是在密封部容易发生咬死，因此需要确保密封部的防锈。因为如果产生锈则容易引起咬死。另外，密封部的形状由于腐蚀而变化会导致气密性能的下降。在不涂布复合脂的钢管用螺纹接头的情况下，由复合脂带来的防锈性能不发挥作用，因此密封部的防锈变得更加重要。但是，上述的固体润滑被膜在严酷的腐蚀环境中长期保存的情况下，对于防止包含密封部在内的接头的切削加工部位的生锈不具有充分的防锈性。

在下述专利文献1中提出了一种防锈性优异的钢管用螺纹接头，其在螺纹接头的接触表面具备由通过紫外线照射而固化的光固化性组合物形成的紫外线固化树脂被膜。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2011-12251号公报

发明内容

专利文献1所记载的钢管用螺纹接头，对防止钢管用螺纹接头的接触表面(销和套筒的螺纹部和无螺纹金属接触部)的生锈是有效的，但如果保存状态不合适、或保存环境严酷，则有时防锈性能不一定充分，不能完全防止生锈。油井管例如有时在沿岸部、沙漠这样严酷的环境下保存，因此需求即使保存环境恶劣也防止生锈。

另外，在涂布紫外线固化性的树脂组合物时，如果涂布表面的清洁度不充分，则有时在所形成的紫外线固化被膜上发生涂布缺陷，局部的防锈性能不足。在密封部即使例如点状地生锈，也会使螺纹接头的抗咬性、气密性明显劣化。因此，特别是密封部，需要完全被覆以不产生涂布缺陷。

并且，在由紫外线固化性树脂组合物形成的被膜中，有时不能充分得到必要的润滑性能。另外，存在即使在被膜中发现缺陷，也不容易修复这样的问题。

本发明是鉴于上述情况而完成的，目的是提供一种具备紫外线固化树脂被膜的钢管用螺纹接头，所述钢管用螺纹接头具有即使在严酷的保存环境下也能够防止用于油井管连结的钢管用螺纹接头的生锈的充分的防锈功能，并且作为用于油井管连结的钢管用螺纹接头也显示充分的润滑性能，进而在涂布时即使发生涂布不良，也能够容易地进行该部分的修复。

本发明为解决上述课题并实现相关目的而采用以下的手段。即：

(1)本发明的一方式涉及的钢管用螺纹接头，由分别具备接触表面的销和套筒构成，所述接触表面具有包含密封部的无螺纹金属接触部、和螺纹部，所述钢管用螺纹接头具有：紫外线固化树脂被膜，其形成于所述销和所述套筒至少一方的部件的所述接触表面；和丙烯酸硅树脂被膜，其形成于所述紫外线固化树脂被膜表面的至少一部分。

(2)在上述(1)所述的钢管用螺纹接头中，所述丙烯酸硅树脂被膜可以形成于所述紫外线固化树脂被膜表面之中至少覆盖着所述密封部的部分。

(3)在上述(1)或(2)所述的钢管用螺纹接头中，所述丙烯酸硅树脂被膜可以形成于所述紫外线固化树脂皮膜的全部表面。

(4)在上述(1)～(3)的任一项所述的钢管用螺纹接头中，所述紫外线固化树脂皮膜可以含有着色剂。

根据上述方式，能够提供一种钢管用螺纹接头，其将钢管用螺纹接头的接触表面的至少一部分，优选为包含特别容易发生咬死且对于接头的气密性能而言重要的密封部在内的部分，用紫外线固化树脂被膜和其上层的丙烯酸硅树脂这样2层结构的被膜进行被覆，由此即使在严酷的环境下保存也能够防止钢管用螺纹接头的生锈，并且能够发挥油井管的连结所要求的充分的润滑性能。

另外，即使假定接触表面的清洁度不充分而在紫外线固化树脂被膜发生涂布缺陷，也能够根据上述方式用丙烯酸硅树脂被膜进行修复，因此能够更加确实地得到防锈性能。

附图说明

图1是示意性地表示油井管与作为螺纹接缝部件的接箍的组装状态的图。

图2是示意性地表示钢管用螺纹接头的拧紧部的图。

图3是表示实施例1的防锈试验的结果的照片。

图4是表示钢管用螺纹接头的相对于圈数的扭矩变化的扭矩图。

具体实施方式

以下，对本发明的一实施方式进行说明。再者，本实施方式的钢管用螺纹接头的基本构成，与图1和图2所示的构成相同，因此在以下为了便于说明，一边参照图1和图2一边说明。

本实施方式的钢管用螺纹接头，由分别具备接触表面的销1和套筒2构成，所述接触表面具有螺纹部、和包含密封部及台肩部的无螺纹金属接触部。即，参照图1和图2，销1具备外螺纹11作为螺纹部，且具备密封部13和台肩部14作为无螺纹金属接触部。另外，套筒2具备内螺纹21作为螺纹部，且具备密封部23和台肩部24作为无螺纹金属接触部。

本实施方式的钢管用螺纹接头具备：紫外线固化树脂被膜，其形成于销1和套筒2至少一方的部件(即，仅销1、仅套筒2、或销1和套筒2两者)的接触表面(优选为接触表面的整个面)；和丙烯酸硅树脂被膜，其形成于该紫外线固化树脂被膜表面的至少一部分，优选为覆盖着密封部13、23的部分。

[紫外线固化树脂被膜]

紫外线固化树脂被膜可以使用能够应用于钢材的紫外线固化树脂涂料来形成。一般而言，紫外线固化树脂涂料至少含有单体、低聚物、和光聚合引发剂，除此以外可以含有颜料、防锈剂、消泡剂、流平剂等各种添加剂。这样的紫外线固化树脂涂料的一例，在上述的专利文献1中作为光固化性组合物已被公开，但并不限定于此。另外，也可以使用市售的紫外线固化性树脂涂料。

作为紫外线固化性树脂涂料，优选使用被膜的防锈性优异、固化速度快、能够厚膜化的涂料。另外，考虑涂布环境，优选使用无溶剂型的紫外线固化性树脂涂料。为提高所形成的紫外线固化树脂被膜的润滑性，可以在涂料中例如以固体成分基准计为30质量％以内的量配合选自蜡、金属皂、PTFE树脂、或纤维填料等中的至少一种润滑剂。作为用于提高紫外线固化树脂被膜的防锈性能的防锈剂，可以使用例如三聚磷酸铝或亚磷酸铝，该情况下的配合量优选以固体成分基准计为10质量％以下。作为用于将涂膜着色的颜料，可以使用不明显损害涂膜的透明性的颜料。作为那样的颜料的例子，可以举出荧光颜料、浅色的颜料等。

作为紫外线固化性树脂涂料，特别优选防锈性能优异的环氧丙烯酸树脂系。这种紫外线固化性树脂涂料，作为低聚物，含有向环氧树脂附加丙烯酸(或甲基丙烯酸)而得到的丙烯酸(或甲基丙烯酸)改性环氧树脂。但是，也可以使用除此以外的其它紫外线固化性树脂涂料(例如聚氨酯丙烯酸树脂系等)。作为市售的紫外线固化树脂涂料的一例，可以举出由中国涂料公司出售的商品名称为オーレックス(Aulrex)的环氧丙烯酸树脂系涂料。

紫外线固化树脂被膜，通过将紫外线固化性树脂涂料采用适当的方法涂布到钢管用螺纹接头的销1和套筒2的至少一方的接触表面(优选为接触表面的整个面)后照射紫外线而形成。作为紫外线固化性树脂涂料的涂布方法，优选采用喷雾涂布，也可以采用刷子涂布或浸渍涂布等其它涂布方法。紫外线照射可以根据使用的涂料中的光聚合引发剂而选择适当的光线源来实施。

紫外线固化树脂被膜的厚度可以设为1～100μm的范围内，优选为5～30μm的范围内。一般而言，紫外线固化树脂被膜是对基材(钢管用螺纹接头的接触表面)的密合性优异、且透明性优异的不透过性的被膜，因此防锈性能优异。

[丙烯酸硅树脂被膜]

丙烯酸硅树脂被膜，形成于上述紫外线固化树脂皮膜表面的至少一部分。即，在本实施方式的钢管用螺纹接头中，在销1和套筒2至少一方的接触表面的至少一部分，形成有下层的紫外线固化树脂被膜与上层的丙烯酸硅树脂被膜的二层结构的被膜。通过在紫外线固化树脂被膜的上层设置丙烯酸硅树脂被膜，除了上述的修复效果以外，钢管用螺纹接头的润滑性能提高，因此更加难以发生咬死。

在将丙烯酸硅树脂被膜仅形成于紫外线固化树脂皮膜表面的一部分的情况下，优选将紫外线固化树脂皮膜的表面之中、覆盖着最容易发生咬死的密封部的部分用丙烯酸硅树脂被膜被覆。例如，也可以螺纹部仅用紫外线固化树脂被膜被覆，而将密封部和台肩部(即无螺纹金属接触部)用下层的紫外线固化树脂被膜与上层的丙烯酸硅树脂被膜的二层结构的被膜进行被覆。被覆螺纹部和密封部的紫外线固化树脂被膜及丙烯酸硅树脂被膜的透明性优异，因此能够从被膜的上方观察螺纹部和密封部的状态。特别是在销1的情况下，螺纹部(外螺纹11)和密封部13形成在外表面而容易损坏，因此优选在每次拧紧时事先检查螺纹部的损伤情况，即使涂布有紫外线固化树脂被膜和丙烯酸硅树脂被膜两方，也与无被覆的情况同样地能够通过例如目测来检查接头的损伤状况。

但是，上层的丙烯酸硅树脂被膜，例如也可以出于修复的目的而形成于不包含密封部的接触表面的一部分。作为具体情况的一例，是在下层的紫外线固化树脂被膜发生针孔、涂布不均等的情况，或紫外线固化树脂被膜由于某种原因而部分地损伤的情况。那样的情况下，担心从损伤部位生锈等的防锈性的下降，但通过在该部分形成丙烯酸硅树脂被膜，能够修复损伤、防止防锈性的下降。在紫外线固化树脂被膜损伤的情况下，优选形成丙烯酸硅树脂被膜以被覆损伤部的周围。紫外线固化树脂被膜如果用荧光颜料等的着色剂着色，则能够通过目测或紫外线照射来检查被膜的损伤、涂布不均。

如果考虑防锈性和润滑性，则优选在紫外线固化树脂被膜的整个面形成丙烯酸硅树脂被膜作为上层。如果在接触表面的整个面形成下层的紫外线固化树脂被膜和上层的丙烯酸硅树脂被膜，则如后述的实施例中说明的那样，可进一步得到以下效果：扭矩台肩阻力增大，能够将该钢管用螺纹接头所规定的拧紧扭矩设定为高的值，钢管用螺纹接头的密封性(气密性)增大。

丙烯酸硅树脂涂料是以硅酮(silicone)树脂与丙烯酸树脂的反应生成物为皮膜形成成分的涂料。该涂料能够形成以硅氧烷键为骨架的致密的树脂被膜，对基底的附着力强。所形成的被膜除了由硅酮成分带来的憎水性以外，关于密合性、光泽保持性、保色性、耐水性、耐化学性(耐酸性、耐碱性)、耐油性、耐污性、长期耐候性也发挥高的性能。丙烯酸硅树脂涂料有油性型(溶剂型；强溶剂型、弱溶剂型)和水性型(反应固化型乳胶涂料)，可以使用任一种，但优选为在比较低温下短时间内形成干燥被膜的油性型。特别优选使用常温固化型。常温固化型的丙烯酸硅树脂涂料速干性优异，因此能够不需要加热而迅速形成被膜，且能够连续操作，因此不会对钢管用螺纹接头的生产率造成明显的不利影响。

本发明人作为形成为紫外线固化树脂被膜上层的树脂被膜，使用各种涂料研讨的结果，明确了在形成丙烯酸硅树脂被膜作为上层的情况下，与一般已知耐蚀性优异的丙烯酸树脂被膜、氟树脂被膜相比，尤其是防锈性被改善，在盐水喷雾条件这样的腐蚀性环境下发挥优异的防锈性能。

丙烯酸硅树脂涂料也可以使用市售品。作为市售的丙烯酸硅树脂涂料的一例，可以举出カンペハピオ公司制的油性硅漆喷雾所采用的丙烯酸硅树脂涂料。

丙烯酸硅树脂涂料可以采用与关于紫外线固化树脂涂料所述的同样的适当方法涂布到形成有紫外线固化树脂被膜的钢管用螺纹接头的接触表面，通过溶剂挥发使涂膜固化，由此形成固化被膜。

丙烯酸硅树脂被膜的膜厚优选为1～100μm的范围内。在丙烯酸硅树脂被膜的膜厚低于1μm的情况下，防锈性明显下降，在丙烯酸硅树脂被膜的膜厚超过100μm的情况下，润滑性明显下降。丙烯酸硅树脂被膜的膜厚，从防锈性和润滑性并存的观点出发更优选为5～10μm的范围内。

在丙烯酸硅树脂被膜的膜厚为5～10μm的范围的情况下，能够确认一定的防锈性能的提高，但在丙烯酸硅树脂被膜的膜厚比10μm厚的情况下，不能确认防锈性能的进一步提高。另一方面，如果丙烯酸硅树脂皮膜的膜厚增厚，则会损害抗咬性，减少拧紧松开的重复的允许次数。

再者，紫外线固化树脂皮膜是经过以下固化工艺而得到的：向含有单体、低聚物和光聚合引发剂等的涂料照射紫外线，从光聚合引发剂产生自由基，通过该自由基将单体转换为聚合物而使涂料固化。与此相对，丙烯酸硅树脂皮膜是经过以下固化工艺而得到的：使含有丙烯酸硅树脂、挥发性溶剂和固化剂等的涂料(例如油性硅漆喷雾)的溶剂挥发而使涂料固化。

即，紫外线固化树脂皮膜和丙烯酸硅树脂皮膜的固化工艺基本上完全不同。

[基底处理]

形成紫外线固化树脂被膜的钢管用螺纹接头的接触表面即螺纹部和无螺纹金属接触部，通过包含螺纹切削的切削加工而形成，一般其表面粗糙度为3～5μm左右。如果接触表面的表面粗糙度大于此范围，则能够提高形成在其上的被膜的密合性，其结果能够改善螺纹接头的拧紧性、防锈性这样的性能。因此，可以在紫外线固化树脂被膜的形成之前，在钢管用螺纹接头的接触表面实施能够增大表面粗糙度的基底处理。

作为这样的基底处理的例子，有将形状为球状的丸粒材料或角状的网格材料等的喷砂材料进行投射的喷砂处理，浸渍于硫酸、盐酸、硝酸或氢氟酸等强酸液而使表面粗糙的酸洗处理等。这些是能够使坯体本身的表面粗糙度增大的处理。

作为其它基底处理的例子，可以举出磷酸盐化学转化处理、草酸盐化学转化处理、或硼酸盐化学转化处理这些化学转化处理，以及金属质镀膜等。

化学转化处理，通过形成包含针状结晶的表面粗糙度大的化学转化被膜，能够增大表面粗糙度，提高形成在其上的固体防腐蚀被膜和固体润滑被膜的密合性。再者，为了使防锈性更加提高，优选利用磷酸锌或磷酸锰等形成基底层(紫外线固化树脂被膜的下层)。

金属质镀膜能够提高钢管螺纹接头的抗咬性，一部分的金属质镀膜也能够增大表面粗糙度。作为能够增大表面粗糙度的金属质镀膜，可以举出：采用电镀法的铜、铁、其合金等的镀膜；利用离心力或气压将在铁芯被覆了锌或锌-铁合金的粒子进行投射，形成锌或锌-铁合金粒子堆积的多孔质金属被膜的锌或锌合金的冲击镀膜；以及形成在金属中分散有固体微粒的被膜的复合金属镀膜。特别是上述冲击镀膜，对增大表面粗糙度是有效的。

接触表面的基底处理无论采用任一种方法，都优选通过基底处理的粗面化使得表面粗糙度Rz成为5～40μm。如果Rz低于5μm，则有时与形成于其上的被膜的密合性变得不充分。另一方面，如果Rz超过40μm，则有时表面的摩擦变高，不能承受形成于其上的被膜受到高表面压力时的剪切力和压缩力，容易发生破损或剥离。用于粗面化的基底处理可以并用2种以上的处理。

[其它被膜]

将下层的紫外线固化树脂被膜和上层的丙烯酸硅树脂被膜仅形成于钢管用螺纹接头的销1和套筒2的一方的部件(例如销1)的接触表面的情况下，对另一方的部件(例如套筒2)的接触表面的处理不特别规定。例如，可以仅形成下层的紫外线固化树脂被膜。或者，也可以应用在现有技术中提出的、或今后提出的各种钢管用螺纹接头的表面处理。

根据本发明的包含下层的紫外线固化树脂被膜和上层的丙烯酸硅树脂被膜的2层结构的被膜，其防锈性优异，但如果在销1和套筒2的两方的接触表面形成该2层结构的被膜，则有时钢管用螺纹接头的拧紧所需的抗咬性不足。该情况下，优选在销1和套筒2的一方的部件的接触表面形成根据本发明的2层结构的被膜，在另一方的部件的接触表面形成如下所述的固体润滑被膜。

固体润滑被膜的一例，是在有机或无机树脂中根据需要与其他成分一并含有润滑性粉末的被膜。润滑性粉末的例子，有二硫化钼、二硫化钨、石墨、或聚四氟乙烯。成为结合剂的树脂的例子，有环氧树脂、聚酰胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂等的有机树脂，以及能够形成硅质或氧化钛质的无机树脂被膜的硅或钛化合物(例如硅酸烷基酯、二氧化硅溶胶、二氧化钛溶胶等)。固体润滑被膜可以是如WO2007/042231号公报所公开那样的、使固体润滑剂粒子分散于显示塑性或粘塑性型的流变行为(流动特性)的固体基质中而形成的、无粘性的薄的润滑被膜。该润滑被膜例如可以通过采用热熔法涂布含有聚乙烯作为热塑性聚合物、含有蜡(例如巴西棕榈蜡等)和金属皂(例如硬脂酸锌等)作为润滑成分、且含有磺酸钙作为腐蚀抑制剂的组合物而形成。蜡、金属皂、磺酸钙等，可以包含于最初所述的树脂中含有润滑性粉末的固体润滑被膜中。

固体润滑被膜的膜厚不特别限制，一般为5～100μm的范围内，优选为5～50μm的范围内。在形成固体润滑被膜的情况下，为改善被膜密合性，优选在所涂布的接触表面实施用于使表面粗糙度增大的基底处理。

固体润滑皮膜一般是不透明的，因此优选适用于与销1相比难以发生螺纹部的损伤的套筒2的接触表面，根据本发明的包含下层的紫外线固化树脂被膜和上层的丙烯酸硅树脂被膜的2层被膜，优选形成于销1的接触表面。这样，上述的2层被膜的透明性优异，因此典型地形成在长的钢管两端的外表面，能够从被覆销1的2层被膜的上方通过目测观察容易发生损伤的销的螺纹部的状况。

再者，在上述实施方式中，例示具备台肩部14、24的钢管用螺纹接头进行了说明，但在例如楔型螺纹等在螺纹自身设置有使拧紧的旋转停止的锁定功能的螺纹等，不具备台肩部14、24的钢管用螺纹接头中，也能够应用本发明。

通过以下的实施例，例证本发明的效果。再者，以下，将销的包含螺纹部和无螺纹金属接触部的接触表面称为「销表面」，将套筒的包含螺纹部和无螺纹金属接触部的接触表面称为「套筒表面」。实施例中的％只要不特别指定，则表示质量％。

实施例

(实施例1)

在本实施例中，在被覆钢管用螺纹接头的接触表面的紫外线固化被膜的上面形成各种树脂被膜，调查了防锈性。为了参考，对于仅为紫外线固化树脂被膜、和在该紫外线固化树脂被膜的上面涂布已知具有高的防锈效果的浸透润滑剂的CRC5-56(呉工業KURE 5-56)的情况实施了相同的试验。

在碳钢制的钢管(外径为177.8mm)的管端长度约为120mm的部分实施螺纹切削加工，对该螺纹部喷雾涂布市售的环氧丙烯酸树脂系紫外线固化性树脂涂料(中国涂料公司制オーレックス(Aulrex)550)，在室温照射约60秒的紫外线，使涂膜固化。喷雾涂布和紫外线照射在使钢管旋转的同时实施。作为紫外线源使用高压汞灯，照射量约为500mJ/cm²。这样，在螺纹部的表面形成平均厚度为30μm的紫外线固化树脂被膜。

将这样形成有紫外线固化树脂被膜的螺纹部切断，制取多个带状的试验片，在这些带状的试验片的紫外线固化树脂被膜的上面，喷雾涂布市售的各种树脂涂料或上述的浸透润滑剂CRC5-56。使用的涂料为以下3种。

(1)热固化性丙烯酸树脂涂料：丙烯酸清漆喷雾α(大日本涂料)

(2)氟树脂涂料：由ヘンケルジャパン(日本汉高)得到的聚四氟乙烯的喷漆涂料

(3)丙烯酸硅树脂涂料：硅漆喷雾(丙烯酸硅树脂涂料)(カンペハピオ公司)

涂装后的涂膜的干燥，按照该涂料的指示实施，但都是自然干燥。各种树脂涂料或浸透润滑剂CRC5-56都涂布了5秒左右的时间。

将这样形成了下层的紫外线固化树脂被膜和上层的树脂被膜或浸透润滑剂的被膜的带状试验片供于根据JIS Z2371的盐水喷雾试验(5％NaCl水溶液，40℃)200小时。将通过目测评价盐水喷雾试验200小时后的试验片的生锈面积率的结果示于表1和图3。

[表1]

如表1和图3所示，在紫外线固化树脂被膜原样地不实施上层的树脂被覆的条件1-1中，在试验片的螺纹部的表面全体的50％以上观察到生锈。与此相对，在涂布了已知防锈效果高的浸透润滑剂CRC5-56作为上层的条件1-2中，生锈面积率有些许降低至40～50％。在上层涂布了氟树脂的条件1-4也为同样的结果。在上层为丙烯酸树脂的条件1-3中生锈面积率进一步降低至30～40％，但仍不充分。与此相对，在涂布丙烯酸硅树脂作为上层的条件1-5中，生锈面积率能够降低至约10％以下。可知作为用于提高紫外线固化树脂被膜的防锈性的上层树脂被膜，丙烯酸硅树脂的效果特别高。

(实施例2)

在实施例1中，已证实下层的紫外线固化树脂被膜和上层的丙烯酸硅树脂被膜的2层结构的被膜的防锈效果明显高。但是，钢管用螺纹接头的情况下，螺纹接头的拧紧特性成为最重要的性能，但也担心丙烯酸硅树脂被膜的形成会损害该性能。因此，调查了上述2层被膜对拧紧性能和气密性的影响。

在形成于外径为177.8mm的油井管用钢管的管端的、具有密封部的钢管用螺纹接头(VAMTOP：注册商标)的销表面，喷雾涂布与实施例1中使用的相同的环氧丙烯酸树脂系紫外线固化性树脂涂料，在室温照射约60秒的紫外线，使涂膜固化。喷雾涂布和紫外线照射在使钢管旋转的同时实施。紫外线源、照射量和涂膜厚度与实施例1相同。这样，在包含密封部和台肩部的销的整个面形成紫外线固化树脂被膜。

对于由该紫外线固化树脂被膜被覆的销表面，仅对销顶端的密封部和台肩部、或对包含螺纹部的销表面全体，喷雾涂布与实施例1中使用的相同的丙烯酸硅树脂涂料，通过自然干燥形成被膜。涂布仍然在使钢管旋转的同时实施。被膜的膜厚约为5μm。

如表2所示，条件2-1是不涂布丙烯酸硅树脂(仅为紫外线固化树脂被膜)的情况，条件2-2是仅在销顶端(密封部和台肩部)形成丙烯酸硅树脂被膜的情况，条件2-3是在包含螺纹部的销表面整体形成丙烯酸硅树脂被膜的情况。

在套筒表面，任一条件中，都形成了在蜡成分的基材中以强碱性磺酸钙为主成分的固体润滑被膜(膜厚为50μm)。

在形成紫外线固化树脂被膜前实施的基底处理，在销表面为磷酸锌处理，在套筒表面为铜-锡-锌3元合金镀膜处理。

使用这样进行了表面处理的螺纹接头，如下所述调查了拧紧性能和气密性。

(拧紧性能)

拧紧性能通过对台肩扭矩和扭矩台肩阻力的影响来评价。台肩扭矩是销和套筒的台肩部相互接触时(开始干涉时)的扭矩值。另外，扭矩台肩阻力是从上述台肩扭矩到台肩部的屈服变形的扭矩差。该扭矩台肩阻力越大，就能够将螺纹接头的拧紧时的规定扭矩值设定得越高，因此可以通过以规定扭矩拧紧时的密封部的干涉量，提高接头的气密性。在以最终规定的扭矩值拧紧螺纹接头时，规定扭矩值与台肩扭矩值的差对销/套筒的密封部的接触压力造成影响，因此台肩扭矩值和扭矩台肩阻力值的管理是重要的。

使用如上述那样处理了销表面和套筒表面的螺纹接头，以规定转速开始拧紧，监控相对于圈数的扭矩，并且持续施加扭矩进行拧紧直到确认接头台肩屈服为止。由监控结果(显示相对于圈数的扭矩变化的扭矩图：参照图4)，求出扭矩开始急升的点作为台肩扭矩Ts，并且，求出扭矩的急升结束的点的扭矩(屈服扭矩Ty)与台肩扭矩Ts的差量作为扭矩台肩阻力ΔT。每个条件的试验结果归纳示于表2。

[表2]

由表2的结果可知，台肩扭矩Ts的值，在条件2-2中比条件2-1低，在条件2-3中进一步降低。在将丙烯酸硅树脂被膜涂布于销整个面的条件2-3中，台肩扭矩Ts的值比条件2-1低11％左右。由该结果确认了，丙烯酸硅树脂被膜向紫外线固化树脂被膜上的形成，没有成为对接头的润滑的妨碍。台肩扭矩Ts大致相对于图4所示的最佳扭矩To，包含于下限为5～15％、上限为70～85％左右的范围内，上述的11％左右的变动，可称为完全没有问题的水平。

另一方面，关于从台肩扭矩Ts到台肩变形(屈服扭矩Ty)的扭矩差即扭矩台肩阻力ΔT，与没有丙烯酸硅树脂被膜的涂布时相比，特别是在销整个面形成丙烯酸硅树脂被膜的条件2-3中观察到11％左右的增大。扭矩台肩阻力ΔT的增大，意味着能够将规定的拧紧扭矩设定为高的值，因此，能够提高钢管用螺纹接头的密封性能。

(气密性)

将如上述那样处理了销表面和套筒表面的钢管用螺纹接头，以规定扭矩(7470ft-lbs)拧紧后，根据ISO13679的方法，将接头加热至180℃，在内压/外压、拉伸/压缩的复合载荷下实施气密试验。该气密试验的结果，确认出丙烯酸硅树脂被膜的有无在气密性能上没有差异。

由以上可知，如果在紫外线固化树脂被膜之上形成丙烯酸硅树脂被膜，则能够显著提高钢管用螺纹接头的防锈性，另一方面对钢管用螺纹接头的气密性不造成不利影响，并且由于扭矩台肩阻力ΔT增大而能够将规定扭矩设定为较高，具有改善钢管用螺纹接头的密封性的效果。

附图标记说明

A  油井管

B  接箍

1  销(pin)

2  套筒(box)

11  外螺纹

21  内螺纹

13、23  密封部

14、24  台肩部

Claims (4)

1.一种钢管用螺纹接头，由分别具备接触表面的销和套筒构成，所述接触表面具有包含密封部的无螺纹金属接触部、和螺纹部，

所述钢管用螺纹接头的特征在于，具有：

紫外线固化树脂被膜，其形成于所述销和所述套筒至少一方的部件的所述接触表面；和

丙烯酸硅树脂被膜，其形成于所述紫外线固化树脂被膜表面的至少一部分。

2.根据权利要求1所述的钢管用螺纹接头，其特征在于，所述丙烯酸硅树脂被膜形成于所述紫外线固化树脂被膜表面之中至少覆盖着所述密封部的部分。

3.根据权利要求1或2所述的钢管用螺纹接头，其特征在于，所述丙烯酸硅树脂被膜形成于所述紫外线固化树脂皮膜的全部表面。

4.根据权利要求1～3的任一项所述的钢管用螺纹接头，其特征在于，所述紫外线固化树脂皮膜含有着色剂。