EA040864B1 - THREADED JOINT FOR PIPE AND METHOD FOR MANUFACTURING THREADED JOINT FOR PIPE - Google Patents

THREADED JOINT FOR PIPE AND METHOD FOR MANUFACTURING THREADED JOINT FOR PIPE Download PDF

Info

Publication number
EA040864B1
EA040864B1 EA202090937 EA040864B1 EA 040864 B1 EA040864 B1 EA 040864B1 EA 202090937 EA202090937 EA 202090937 EA 040864 B1 EA040864 B1 EA 040864B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
cladding layer
alloy
contact surface
threaded
arithmetic mean
Prior art date
Application number
EA202090937
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Масахиро Осима
Масанари Кимото
Original Assignee
Ниппон Стил Корпорейшн
Валлурек Ойл Энд Гэс Франс
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ниппон Стил Корпорейшн, Валлурек Ойл Энд Гэс Франс filed Critical Ниппон Стил Корпорейшн
Publication of EA040864B1 publication Critical patent/EA040864B1/en

Links

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs

Настоящее изобретение относится к резьбовому соединению для труб и к способу изготовления резьбового соединения для труб.The present invention relates to a threaded connection for pipes and to a method for manufacturing a threaded connection for pipes.

Уровень техникиState of the art

Для бурения на нефтяном месторождении или месторождении природного газа применяются трубы нефтепромыслового сортамента (OCTG). Трубы нефтепромыслового сортамента (OCTG) формируются соединением многочисленных стальных труб друг с другом соответственно глубине скважины. Стальные трубы связываются между собой скреплением трубными резьбовыми соединениями, образованными на концевых участках стальных труб. Стальные трубы извлекают для обследования или других целей, развинчивают, инспектируют, и затем опять скрепляют и повторно используют.For drilling in an oil field or natural gas field, oilfield tubular goods (OCTG) are used. Oil country tubular goods (OCTG) are formed by connecting multiple steel pipes to each other according to the depth of the well. Steel pipes are interconnected by fastening pipe threaded connections formed at the end sections of the steel pipes. Steel pipes are removed for inspection or other purposes, unscrewed, inspected, and then reattached and reused.

Резьбовое соединение для труб включает ниппель и муфту. Ниппель имеет контактную поверхность, образованную на наружной периферической поверхности концевого участка стальной трубы и включающую участок с наружной резьбой. Муфта имеет контактную поверхность, образованную на внутренней периферической поверхности концевого участка стальной трубы и включающую участок с внутренней резьбой. Каждая из контактных поверхностей может включать безрезьбовой металлический контактный участок. Контактная поверхность каждых из ниппелей и муфт, которая включает резьбовой участок и безрезьбовой металлический контактный участок, многократно испытывает сильное трение, когда стальные трубы подвергают свинчиванию и развинчиванию. Если эти области не имеют достаточной износостойкости против трения, происходит заедание (не подлежащее ремонту заклинивание), когда повторяются затягивание и ослабление. Поэтому резьбовые соединения для труб должны иметь достаточную износостойкость против трения, т.е. превосходное сопротивление заеданию.A threaded connection for pipes includes a nipple and a socket. The nipple has a contact surface formed on the outer peripheral surface of the end section of the steel pipe and including a section with an external thread. The coupling has a contact surface formed on the inner peripheral surface of the end section of the steel pipe and includes a section with an internal thread. Each of the contact surfaces may include a threadless metal contact area. The contact surface of each of the pins and boxes, which includes a threaded portion and a non-threaded metal contact portion, repeatedly experiences strong friction when the steel pipes are subjected to make-up and break-out. If these areas do not have sufficient wear resistance against friction, seizing (non-repairable jamming) occurs when tightening and loosening are repeated. Therefore, threaded connections for pipes must have sufficient wear resistance against friction, i.e. excellent seizure resistance.

Для повышения сопротивления заеданию использовалась компаундная смазка, содержащая тяжелый металл, называемый присадкой. Нанесением компаундной смазки на поверхность резьбового соединения для труб может быть улучшено сопротивление заеданию резьбового соединения трубы. Тяжелый металл, такой как Pb, Zn и Cu, содержащийся в компаундной смазке, может оказывать влияние на окружающую среду. Поэтому желательна разработка резьбового соединения для труб без использования компаундной смазки.To increase galling resistance, a compound grease containing a heavy metal called an additive has been used. By applying a compound lubricant to the surface of a pipe threaded joint, the galling resistance of a pipe threaded joint can be improved. Heavy metal such as Pb, Zn and Cu contained in compound grease can have an impact on the environment. Therefore, it is desirable to develop a threaded connection for pipes without the use of compound lubricants.

Каждая из публикации международной заявки № WO2016/170031 (патентный документ 1) и публикации заявки на патент Японии № 2008-69883 (патентный документ 2) предлагает резьбовое соединение для труб, которое является превосходным в отношении сопротивления заеданию без компаундной смазки. Смазочное покрытие формируют на контактной поверхности (резьбового участка и безрезьбового металлического контактного участка) резьбового соединения для труб, описанного в каждом из патентных документов 1 и 2, чтобы повысить сопротивление заеданию.International Application Publication No. WO2016/170031 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Publication No. 2008-69883 (Patent Document 2) each propose a threaded connection for pipes that is excellent in galling resistance without compound lubrication. A lubricating coating is formed on the contact surface (of the threaded portion and the non-threaded metal contact portion) of the threaded pipe joint described in each of Patent Documents 1 and 2 to improve galling resistance.

В патентном документе 1 описано резьбовое соединение для труб, в котором на металлическом контактном участке ниппеля или муфты образовано антикоррозионное, устойчивое к заеданию металлическое покрытие. Вышеописанное антикоррозионное, устойчивое к заеданию металлическое покрытие главным образом содержит Zn. Описанное выше металлическое покрытие формируют обработкой в условиях электролитического плакирования. В абзаце [0173] патентного документа 1 описано, что электролитическое плакирование создает выглаживающий эффект. Выглаживающий эффект также раскрыт в табл. 1 в патентном документе 1. В табл. 1 в патентном документе 1 среднеарифметическая высота Ra микронеровностей на контактной поверхности после электролитического плакирования является меньшей, чем среднеарифметическая высота Ra микронеровностей на контактной поверхности до электролитического плакирования, независимо от того, проводилась ли или нет пескоструйная обработка поверхности.Patent Document 1 describes a threaded connection for pipes in which an anti-corrosion, seizing-resistant metal coating is formed on a metal contact portion of a pin or box. The above-described anti-corrosion, galling-resistant metal coating mainly contains Zn. The above-described metal coating is formed by processing under electrolytic cladding conditions. Paragraph [0173] of Patent Document 1 describes that electroplating produces a smoothing effect. The smoothing effect is also disclosed in table. 1 in patent document 1. In the table. 1 in Patent Document 1, the arithmetic mean height Ra of micro asperities on the contact surface after electroplating is smaller than the arithmetic mean height Ra of micro asperities on the contact surface before electroplating, regardless of whether the surface was sandblasted or not.

Резьбовое соединение для труб, описанное в патентном документе 2, образовано из ниппеля и муфты, в каждом случае имеющих контактную поверхность, включающую резьбовой участок и безрезьбовой металлический контактный участок. Резьбовое соединение для труб, описанное в патентном документе 2, имеет следующие слои, последовательно от нижнего до верхнего на контактной поверхности по меньшей мере одной детали из ниппеля и муфты: первый слой, образованный из первого металла или сплава; второй слой, образованный из второго металла или сплава, более мягкого, чем первый металл или сплав; и твердое смазочное покрытие, которое представляет собой самый верхний слой.The threaded pipe connection described in Patent Document 2 is formed from a pin and a box, each having a contact surface including a threaded portion and a threadless metal contact portion. The threaded pipe connection described in Patent Document 2 has the following layers, successively from bottom to top, on the contact surface of at least one of the pin and box: a first layer formed from a first metal or alloy; a second layer formed from a second metal or alloy softer than the first metal or alloy; and a solid lubricating coating, which is the topmost layer.

Список цитируемых документовList of cited documents

Патентные документы.Patent Documents.

Патентный документ 1: публикация международной заявки № WO2016/170031.Patent Document 1: International Application Publication No. WO2016/170031.

Патентный документ 2: публикация заявки на патент Японии № 2008-69883.Patent Document 2: Japanese Patent Application Publication No. 2008-69883.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Техническая задачаTechnical task

Резьбовое соединение должно не только иметь описанное выше сопротивление заеданию, но и подавлять повышение крутящего момента в многочисленных циклах затягивания. Фиг. 1 представляет график, иллюстрирующий взаимосвязь между числом оборотов резьбовых участков резьбового соединения для труб, имеющих заплечиковые участки, и крутящим моментом, когда затягивают резьбовое соединение для труб. Со ссылкой на фиг. 1, когда стягивают друг с другом ниппель и муфту, заплечиковые учаThe threaded connection must not only have the galling resistance described above, but also suppress the increase in torque in multiple tightening cycles. Fig. 1 is a graph illustrating the relationship between the number of revolutions of the threaded portions of a threaded joint for pipes having shoulder portions and the torque when the threaded joint for pipes is tightened. With reference to FIG. 1, when the nipple and sleeve are pulled together, the shoulder

- 1 040864 стки ниппеля и муфты приходят в контакт между собой, когда достигается определенное число оборотов. Крутящий момент, который возникает в этот момент, называется крутящим моментом на заплечике. Для затягивания резьбовых участков резьбового соединения для труб друг с другом, после достижения крутящего момента на заплечике, затягивание дополнительно выполняют, пока затягивание не завершается. Тем самым повышается газонепроницаемость резьбового соединения для труб. Дальнейшее затягивание после завершения свинчивания приводит к тому, что металлический материал, из которого образован по меньшей мере один из ниппеля и муфты, начинает испытывать пластическую деформацию. Крутящий момент, который возникает в этот момент, называется крутящим моментом на пределе текучести.- 1 040864 Pin and box joints come into contact with each other when a certain number of revolutions is reached. The torque that occurs at this moment is called shoulder torque. For tightening the threaded portions of the threaded connection for pipes with each other, after reaching the torque on the shoulder, the tightening is further performed until the tightening is completed. This increases the gas tightness of the threaded pipe connection. Further tightening after the make-up is complete causes the metal material from which at least one of the pin and box is formed to begin to undergo plastic deformation. The torque that occurs at this point is called the yield point torque.

Крутящий момент по завершении затягивания (далее называемый моментом затяжки) регулируют так, чтобы обеспечить достаточное герметизирующее давление на стыке независимо от степени заедания резьбы. Достаточная разность между крутящим моментом на заплечике и крутящим моментом на пределе текучести расширяет диапазон, в пределах которого достигается момент затяжки. В результате этого без труда корректируют момент затяжки. Для расширения диапазона, в пределах которого достигается момент затяжки, может быть снижен крутящий момент на заплечике. Поэтому резьбовое соединение для труб должно иметь не только описанное выше сопротивление заеданию, но и способность сохранять крутящий момент на заплечике малым, даже когда повторяют затягивание и ослабление.The torque after tightening (hereinafter referred to as tightening torque) is adjusted so as to provide sufficient sealing pressure at the joint regardless of the degree of thread galling. A sufficient difference between the torque at the shoulder and the torque at the yield point expands the range within which the tightening torque is reached. As a result, the tightening torque can be easily corrected. To extend the range within which the tightening torque is reached, the torque on the shoulder can be reduced. Therefore, a pipe threaded connection must have not only the galling resistance described above, but also the ability to keep the torque on the shoulder small even when tightening and loosening are repeated.

То же остается справедливым в отношении резьбового соединения для труб, не имеющего безрезьбовой металлический контактный участок (т.е. не имеющего заплечиковый участок). Достаточная разность между крутящим моментом на начальном этапе затягивания и крутящим моментом на заключительном этапе затягивания расширяет диапазон, в пределах которого достигается момент затяжки. В результате этого без труда корректируют момент затяжки. Для расширения диапазона, в пределах которого достигается момент затяжки, может быть снижен крутящий момент на начальном этапе затягивания. Крутящий момент на начальном этапе процесса затягивания резьбового соединения для труб, не имеющего безрезьбовой металлический контактный участок, соответствует крутящему моменту на заплечике в процессе затягивания резьбового соединения для труб, включающего заплечиковые участки.The same remains true for a threaded pipe connection that does not have a threadless metal contact area (i.e., does not have a shoulder area). A sufficient difference between the torque at the initial tightening stage and the torque at the final tightening stage expands the range within which the tightening torque is reached. As a result, the tightening torque can be easily corrected. To widen the range within which the tightening torque is reached, the torque can be reduced at the initial stage of tightening. The torque at the initial stage of the process of tightening a threaded pipe connection that does not have a threadless metal contact area corresponds to the torque on the shoulder in the process of tightening a threaded pipe connection that includes shoulder areas.

Однако патентные документы 1 или 2 не описывают вышеуказанный крутящий момент на заплечике.However, Patent Documents 1 or 2 do not describe the above shoulder torque.

С другой стороны, образование смазочного покрытия на плакирующем слое может повышать сопротивление заеданию резьбового соединения для труб, как раскрыто в патентных документах 1 и 2. Патентные документы 1 и 2 описывают, что струйная обработка или любая другая обработка, выполняемая перед образованием смазочного покрытия, создает шероховатость поверхности. Тем самым может быть повышена прочность сцепления смазочного покрытия, и поэтому может быть дополнительно увеличено сопротивление заеданию резьбового соединения для труб.On the other hand, the formation of a lubricating coating on the cladding layer can increase the galling resistance of a pipe thread as disclosed in Patent Documents 1 and 2. Patent Documents 1 and 2 describe that blasting or any other treatment performed prior to the formation of a lubricating coating creates surface roughness. Thereby, the adhesive strength of the lubricating coating can be improved, and therefore the galling resistance of the pipe thread can be further increased.

Однако авторы настоящего изобретения предположили, что поверхностная шероховатость, создаваемая в прототипе в два этапа, струйной обработкой и образованием плакирующего слоя на подвергнутой струйной обработке поверхности, или образованием плакирующего слоя и струйной обработкой, выполняемой на плакирующем слое, предпочтительно создается только на одном этапе образования плакирующего слоя.However, the inventors of the present invention assumed that the surface roughness created in the prior art in two steps, blasting and forming a cladding layer on a blasted surface, or forming a cladding layer and blasting performed on a cladding layer, is preferably created in only one step of forming a cladding layer. layer.

Цель настоящего изобретения состоит в создании резьбового соединения для труб, имеющего не только сопротивление заеданию, которое не требует струйной обработки, но проявляет такое же превосходное сопротивление заеданию, как обеспечиваемое струйной обработкой, но и малый крутящий момент на заплечике, даже при повторном затягивании и ослаблении, и способа, пригодного для получения резьбового соединения для труб.The object of the present invention is to provide a threaded connection for pipes having not only galling resistance that does not require blasting, but exhibits the same excellent galling resistance as that provided by blasting, but also low torque on the shoulder, even when re-tightening and loosening , and a method suitable for obtaining a threaded connection for pipes.

Решение задачиThe solution of the problem

Резьбовое соединение для труб согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения включает ниппель и муфту. Ниппель и муфта в каждом случае включают контактную поверхность, включающую резьбовой участок. Резьбовое соединение для труб включает плакирующий слой Zn-Ni-сплава и твердое смазочное покрытие. Плакирующий слой Zn-Ni-сплава образован на контактной поверхности по меньшей мере одного из ниппеля и муфты и содержит от 10 до 16 мас.% Ni. Твердое смазочное покрытие образовано на плакирующем слое Zn-Ni-сплава. Контактная поверхность, на которой образован плакирующий слой Zn-Ni-сплава, является отшлифованной. Теперь среднеарифметическая шероховатость поверхности плакирующего слоя Zn-Ni-сплава, измеренная с использованием лазерного микроскопа вдоль направления, в котором отшлифована контактная поверхность, определяется как Ra1. И среднеарифметическая шероховатость контактной поверхности, измеренная с использованием лазерного микроскопа вдоль направления шлифования, определяется как Ra2. Среднеарифметическая шероховатость Ra1 варьируется от 0,1 до 3,2 мкм. Среднеарифметическая шероховатость Ra1 является большей, чем среднеарифметическая шероховатость Ra2.A threaded connection for pipes according to one embodiment of the present invention includes a nipple and a box. The nipple and box in each case include a contact surface including a threaded section. The threaded joint for pipes includes a Zn-Ni alloy cladding layer and a solid lubricating coating. The cladding layer of the Zn-Ni alloy is formed on the contact surface of at least one of the pin and box and contains from 10 to 16 wt.% Ni. A solid lubricating coating is formed on the cladding layer of the Zn-Ni alloy. The contact surface on which the cladding layer of the Zn-Ni alloy is formed is polished. Now, the arithmetic mean surface roughness of the Zn-Ni alloy cladding layer, measured using a laser microscope along the direction in which the contact surface is ground, is defined as Ra1. And the arithmetic mean roughness of the contact surface, measured using a laser microscope along the grinding direction, is defined as Ra2. The arithmetic mean roughness Ra1 varies from 0.1 to 3.2 µm. The arithmetic mean roughness Ra1 is greater than the arithmetic mean roughness Ra2.

Способ изготовления резьбового соединения для труб согласно настоящему изобретению представляет собой способ получения резьбового соединения для труб, включающего ниппель и муфту, в каждом случае имеющих контактную поверхность, содержащую резьбовой участок. Способ изготовления включает этап образования плакирующего слоя Zn-Ni-сплава и этап образования твердого смазочного покрытия. На этапе образования плакирующего слоя Zn-Ni-сплава плакирующий слой Zn-Ni-сплава формируют в процессе электролитического плакирования на контактной поверхности по меньшей мере одного изThe method for manufacturing a threaded pipe joint according to the present invention is a method for producing a threaded pipe joint including a pin and a box, in each case having a contact surface containing a threaded portion. The manufacturing method includes the step of forming a cladding layer of the Zn-Ni alloy and the step of forming a solid lubricating coating. At the stage of formation of the cladding layer of the Zn-Ni alloy, the cladding layer of the Zn-Ni alloy is formed in the process of electrolytic cladding on the contact surface of at least one of

- 2 040864 ниппеля и муфты без выполнения струйной обработки. Плакирующий слой Zn-Ni-сплава содержит от 10 до 16 мас.% Ni. Плакирующий слой Zn-Ni-сплава имеет среднеарифметическую шероховатость Ra1, измеренную с использованием лазерного микроскопа вдоль направления, в котором отшлифована контактная поверхность, и варьирующуюся от 0,1 до 3,2 мкм. На этапе образования твердого смазочного покрытия твердое смазочное покрытие формируют на плакирующем слое Zn-Ni-сплава без выполнения струйной обработки.- 2 040864 nipples and sockets without blasting. The cladding layer of the Zn-Ni-alloy contains from 10 to 16 wt.% Ni. The cladding layer of the Zn-Ni alloy has an arithmetic mean roughness Ra1 measured using a laser microscope along the direction in which the contact surface is ground, and varies from 0.1 to 3.2 μm. In the step of forming a solid lubricating coating, a solid lubricating coating is formed on the cladding layer of the Zn-Ni alloy without performing blasting.

Преимущества изобретенияBenefits of the Invention

Резьбовое соединение для труб согласно настоящему изобретению не только имеет превосходное сопротивление заеданию, которое не требует струйной обработки, но является так же превосходным, как сопротивление заеданию, обеспечиваемое струйной обработкой, но и малый крутящий момент на заплечике, даже при повторном затягивании и ослаблении. Резьбовое соединение для труб получается с использованием описанного выше способа изготовления.The threaded pipe connection of the present invention not only has excellent galling resistance that does not require blasting, but is as excellent as galling resistance provided by blasting, but also has low shoulder torque even when re-tightening and loosening. A threaded connection for pipes is obtained using the manufacturing method described above.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Фиг. 1 представляет график, иллюстрирующий взаимосвязь между числом оборотов резьбовых участков резьбового соединения для труб, имеющих заплечиковые участки, и крутящим моментом, когда затягивают резьбовое соединение для труб.Fig. 1 is a graph illustrating the relationship between the number of revolutions of the threaded portions of a threaded joint for pipes having shoulder portions and the torque when the threaded joint for pipes is tightened.

Фиг. 2 представляет график, иллюстрирующий взаимосвязь между числом циклов затягивания резьбового соединения для труб и крутящим моментом на заплечике (%).Fig. 2 is a graph illustrating the relationship between the number of tightening cycles of a pipe threaded connection and the shoulder torque (%).

Фиг. 3 представляет схему, иллюстрирующую конфигурацию резьбового соединения для труб согласно настоящему варианту осуществления.Fig. 3 is a diagram illustrating the configuration of a threaded pipe connection according to the present embodiment.

Фиг. 4 представляет вид в разрезе резьбового соединения для труб согласно настоящему варианту осуществления.Fig. 4 is a sectional view of a threaded pipe connection according to the present embodiment.

Фиг. 5 представляет вид в разрезе контактной поверхности резьбового соединения для труб согласно настоящему варианту осуществления.Fig. 5 is a sectional view of the contact surface of a threaded pipe connection according to the present embodiment.

Описание вариантов осуществления изобретенияDescription of embodiments of the invention

Ниже будет подробно описан настоящий вариант осуществления со ссылкой на чертежи. Одинаковые элементы или соответствующие элементы на чертежах имеют одну и ту же ссылочную позицию и не будут повторно описаны.Below, the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. Like elements or corresponding elements in the drawings have the same reference numeral and will not be re-described.

Авторы настоящего изобретения провели многообразные исследования взаимосвязи между струйной обработкой и сопротивлением заеданию резьбового соединения для труб и крутящим моментом на заплечике, который возникает в резьбовом соединении для труб. В результате этого авторы настоящего изобретения получили следующие выявленные факты.The inventors of the present invention have made extensive studies on the relationship between blasting and galling resistance of a pipe threaded joint and shoulder torque that occurs in a pipe threaded joint. As a result, the inventors of the present invention obtained the following findings.

Цинковый (Zn) плакирующий слой повышает антикоррозионные характеристики. Однако цинковый плакирующий слой имеет более низкие твердость и температуру плавления, чем твердость и температура плавления медного (Cu) плакирующего слоя, применяемого в качестве плакирующего слоя. Исходя из вышеописанных предпосылок, авторы настоящего изобретения исследовали плакирующий слой цинкового сплава, который является превосходным в отношении антикоррозионных характеристик и имеет высокую твердость и высокую температуру плавления. В результате авторы настоящего изобретения нашли, что образование плакирующего слоя Zn-Ni-сплава, содержащего от 10 до 16 мас.% Ni, повышает сопротивление заеданию наряду с улучшением антикоррозионных характеристик. Плакирующий слой Zn-Ni-сплава, содержащий от 10 до 16 мас.% Ni, имеет достаточно высокую твердость сравнительно с Cu, и гораздо более высокую температуру плавления, чем Zn. Поэтому плакирующий слой Zn-Ni-сплава, содержащий от 10 до 16 мас.% Ni, может повышать сопротивление заеданию.Zinc (Zn) cladding layer improves anti-corrosion performance. However, the zinc cladding layer has a lower hardness and melting point than the hardness and melting point of the copper (Cu) cladding layer used as the cladding layer. Based on the above background, the present inventors have studied a zinc alloy cladding layer which is excellent in anti-corrosion performance and has a high hardness and a high melting point. As a result, the present inventors have found that the formation of a Zn-Ni alloy cladding layer containing 10 to 16 mass% Ni improves galling resistance along with improvement in anti-corrosion performance. The cladding layer of the Zn-Ni alloy containing 10 to 16 wt% Ni has a sufficiently high hardness compared to Cu, and a much higher melting point than Zn. Therefore, a Zn-Ni alloy cladding layer containing 10 to 16 mass% Ni can improve galling resistance.

Патентный документ 1 описывает, что формируют плакирующий слой Zn-Ni-сплава, и на плакирующем слое Zn-Ni-сплава формируют смазочное покрытие. Патентный документ 2 не раскрывает плакирующий слой Zn-Ni-сплава, но описывает, что формируют плакирующий слой, и на плакирующем слое формируют твердое смазочное покрытие.Patent Document 1 describes that a Zn-Ni alloy cladding layer is formed, and a lubricating coating is formed on the Zn-Ni alloy cladding layer. Patent Document 2 does not disclose a Zn-Ni alloy cladding layer, but describes that a cladding layer is formed and a solid lubricant coating is formed on the cladding layer.

Например, патентный документ 1 в абзаце [0160] описывает, что пескоструйную обработку выполняют на металлическом покрытии для повышения адгезионной способности смазочного покрытия на металлическом покрытии. Кроме того, патентный документ 1 в абзаце [0164] описывает, что пескоструйную обработку выполняют перед тем, как образовано металлическое покрытие, и металлическое покрытие формируют на подвергнутой струйной обработке поверхности. Кроме того, патентный документ 2 в абзаце [0026] описывает, что дробеструйную или пескоструйную обработку проводят перед образованием твердого смазочного покрытия для создания надлежащей степени поверхностной шероховатости для повышения прочности сцепления твердого смазочного покрытия.For example, Patent Document 1 in paragraph [0160] describes that sandblasting is performed on a metal coating to improve the adhesiveness of the lubricating coating on the metal coating. In addition, Patent Document 1 in paragraph [0164] describes that sandblasting is performed before the metal coating is formed, and the metal coating is formed on the blasted surface. In addition, Patent Document 2 in paragraph [0026] describes that shot blasting or sand blasting is carried out before the formation of a solid lubricating coating to create an appropriate degree of surface roughness to improve the adhesive strength of the solid lubricating coating.

В случае, где плакирующий слой формируют на поверхности резьбового соединения для труб, и смазочное покрытие формируют на плакирующем слое, может выполняться струйная обработка, как раскрыто в документах уровня техники. Поэтому может быть повышена адгезионная способность смазочного покрытия. В результате этого может быть повышено сопротивление заеданию резьбового соединения для труб. В настоящем описании струйная обработка подразумевает пескоструйную, дробеструйную обработку и обдувку металлической крошкой.In the case where a cladding layer is formed on the surface of a threaded pipe joint and a lubricating coating is formed on the cladding layer, blasting may be performed as disclosed in the prior art documents. Therefore, the adhesiveness of the lubricating coating can be improved. As a result, the galling resistance of the pipe threaded joint can be improved. As used herein, blasting refers to sandblasting, shot blasting, and metal powder blasting.

Струйную обработку проводят в некоторых случаях перед образованием плакирующего слоя, и вThe blasting is carried out in some cases before the formation of the cladding layer, and in

- 3 040864 других случаях после образования плакирующего слоя. Для выполнения струйной обработки перед образованием плакирующего слоя струйную обработку проводят непосредственно на каждой из контактных поверхностей, т.е. на поверхности базового материала. Поверхностная шероховатость, созданная на контактной поверхности, до некоторой степени снижается вследствие образования плакирующего слоя на контактной поверхности, но также сохраняется на поверхности плакирующего слоя. Поверхностная шероховатость на поверхности плакирующего слоя повышает прочность сцепления смазочного покрытия с плакирующим слоем. Таблица 1 в патентном документе 1 раскрывает, что поверхностная шероховатость снижается при типичном электролитическом плакировании.- 3 040864 other cases after the formation of the cladding layer. To perform blasting before the formation of the cladding layer, blasting is carried out directly on each of the contact surfaces, i. on the surface of the base material. The surface roughness created on the contact surface is somewhat reduced due to the formation of the cladding layer on the contact surface, but is also retained on the surface of the cladding layer. The surface roughness on the surface of the cladding layer increases the adhesion strength of the lubricating coating to the cladding layer. Table 1 in Patent Document 1 discloses that surface roughness is reduced with typical electroplating.

Для выполнения струйной обработки после того, как образован плакирующий слой, струйную обработку проводят на поверхности плакирующего слоя.To perform blasting, after the cladding layer is formed, blasting is carried out on the surface of the cladding layer.

С другой стороны, авторы настоящего изобретения предположили, что поверхностная шероховатость, традиционно создаваемая в два этапа, струйной обработкой и образованием плакирующего слоя на подвергнутой струйной обработке поверхности, и струйной обработкой, выполняемой на плакирующем слое, предпочтительно создается только на одном этапе образования плакирующего слоя.On the other hand, the present inventors have assumed that the surface roughness traditionally created in two steps, blasting and forming a cladding layer on a blasted surface, and blasting performed on a cladding layer, is preferably created in only one step of forming a cladding layer.

Более конкретно, авторы настоящего изобретения предположили, что сопротивление заеданию резьбового соединения для труб может поддерживаться более удовлетворительно, даже если струйная обработка не выполняется. Авторы настоящего изобретения исследовали способ повышения сопротивления заеданию резьбового соединения для труб почти до равного сопротивлению заеданию, создаваемому струйной обработкой, даже если струйная обработка не проводится.More specifically, the inventors of the present invention have assumed that the galling resistance of a threaded joint for pipes can be maintained more satisfactorily even if blasting is not performed. The inventors of the present invention have investigated a method of increasing the galling resistance of a threaded joint for pipes to almost equal to the galling resistance generated by blasting even when blasting is not performed.

Таблица 1Table 1

Номер испыта НИЯ Test number NIA Ниппель Nipple Муфта Coupling Сопротивлени е заеданию (число циклов затягивания и ослабления, которое вызывало заедание) Seizure resistance (number of tightening and loosening cycles that caused seizing) Плакирую щая обработка Zn-Niсплавом Cladding treatment with Zn-Ni alloy Предварите льная обработка Preliminary processing Среднеариф метическая шероховато сть Ra2 (мкм) контактной поверхност и Arithmetic mean roughness Ra2 (µm) contact surface and Среднеариф метическая шероховатое ть Rai (мкм) плакирующе го слоя ZnNi-сплава Arithmetic mean roughness Rai (µm) of the cladding layer of the ZnNi alloy Твердое смазочное покрытие Solid lubricant coating 2 2 выполнял и performed And проводили шлифовани е, и оставляли как есть grinding was carried out, and left as it is 0,061 0.061 0,276 0.276 образован о educated O 10 10 Контро льный пример control example выполнял и performed And проводили шлифовани е и пескоструй ную обработку carried out grinding e and sandblast processing 2,700 2,700 2,680 2,680 образован о educated O 10 10

Табл. 1 представляет собой таблицу, показывающую часть описываемых ниже примера и контрольного примера. Со ссылкой на табл. 1, в контрольном примере муфта была получена с использованием стандартного способа. Т.е. после того, как пескоструйную обработку выполнили на одной из контактных поверхностей, сформировали гладкий плакирующий слой Zn-Ni-сплава, и на гладком плакирующем слое Zn-Ni-сплава сформировали твердое смазочное покрытие. В контрольном примере образование плакирующего слоя Zn-Ni-сплава обусловило снижение среднеарифметической шероховатости Ra2 контактной поверхности, которая составляла 2,700, до среднеарифметической шероховатости Ra1 плакирующего слоя Zn-Ni-сплава, которая составила 2,680. Резьбовое соединение для труб имело высокое сопротивление заеданию, поскольку среднеарифметическая шероховатость Ra1 поверхности плакирующего слоя Zn-Ni-сплава сохранялась при большом значении 2,680. Более конкретно, затягивание и ослабление можно было повторять 10 раз, прежде чем возникало заедание.Tab. 1 is a table showing a portion of an example and a test case described below. With reference to Table. 1, in the control example, the sleeve was obtained using a standard method. Those. after sandblasting was performed on one of the contact surfaces, a smooth Zn-Ni alloy cladding layer was formed, and a hard lubricating coating was formed on the smooth Zn-Ni alloy cladding layer. In the control example, the formation of the Zn-Ni alloy cladding layer caused the reduction of the arithmetic mean roughness Ra2 of the contact surface, which was 2.700, to the arithmetic mean roughness Ra1 of the Zn-Ni alloy cladding layer, which was 2.680. The threaded pipe joint had a high galling resistance because the arithmetic mean surface roughness Ra1 of the Zn-Ni alloy cladding layer was maintained at a large value of 2.680. More specifically, the tightening and loosening could be repeated 10 times before sticking occurred.

В случае испытания номер 2 пескоструйную обработку не проводили. Поэтому среднеарифметическая шероховатость Ra2 контактной поверхности, имеющей кодовый номер 2, имела малое значение 0,061. Причина этого состоит в том, что контактная поверхность была отшлифована. В настоящем описании шлифование подразумевает отшлифовывание для образования резьбового участка. Среднеарифметическая шероховатость Ra2 контактной поверхности после шлифования имела малое значение. В случае испытания номер 2 муфту изготовили способом, отличающимся от стандартного способа. Т.е. пескоструйную обработку контактной поверхности не проводили, но сформировали негладкий плакирующийIn the case of test number 2, sandblasting was not carried out. Therefore, the arithmetic mean roughness Ra2 of the contact surface having the code number 2 had a small value of 0.061. The reason for this is that the contact surface has been ground. In the present description, grinding means grinding to form a threaded portion. The arithmetic mean roughness Ra2 of the contact surface after grinding had a small value. In the case of test number 2, the sleeve was made in a different way than the standard way. Those. sandblasting of the contact surface was not carried out, but a non-smooth cladding was formed

- 4 040864 слой Zn-Ni-сплава, и на негладком плакирующем слое Zn-Ni-сплава сформировали твердое смазочное покрытие. В результате этого образование негладкого плакирующего слоя Zn-Ni-сплава повысило среднеарифметическую шероховатость Ra2 контактной поверхности, которая составляла 0,061, до среднеарифметической шероховатости Ra1 плакирующего слоя Zn-Ni-сплава, которая составила 0,276. Сопротивление заеданию резьбового соединения для труб, имеющего кодовый номер 2, было высоким. Более конкретно, затягивание и ослабление можно было повторять 10 раз, прежде чем возникало заеданию. Сопротивление заеданию в случае испытания номер 2 было почти равным сопротивлению заеданию в контрольном примере, в котором проводили пескоструйную обработку.- 4 040864 Zn-Ni alloy layer, and a solid lubricating coating was formed on the non-smooth Zn-Ni alloy cladding layer. As a result, the formation of a non-smooth Zn-Ni alloy cladding layer increased the arithmetic mean roughness Ra2 of the contact surface, which was 0.061, to the arithmetic mean roughness Ra1 of the Zn-Ni alloy cladding layer, which was 0.276. Seizure resistance of a threaded connection for pipes having code number 2 was high. More specifically, the tightening and loosening could be repeated 10 times before seizing occurred. The galling resistance in the case of test number 2 was almost equal to the galling resistance in the control example, in which sandblasting was carried out.

Основываясь на описанном выше исследовании, авторы настоящего изобретения получили следующие обнаруженные данные. Т.е. совершенно в отличие от общепринятого знания, а именно, образованием негладкого плакирующего слоя Zn-Ni-сплава, даже если пескоструйная обработка не проводится, обеспечивается сопротивление заеданию, почти равное сопротивлению заеданию в случае, где пескоструйная обработка выполняется.Based on the study described above, the inventors of the present invention obtained the following findings. Those. quite contrary to conventional knowledge, namely, the formation of a non-smooth Zn-Ni alloy cladding layer, even if sandblasting is not carried out, provides galling resistance almost equal to galling resistance in the case where sandblasting is performed.

Как правило, поскольку в декоративных вариантах применения предпочтителен прекрасный внешний вид, во многих случаях применяется гладкое плакирование, имеющее малое количество поверхностных неровностей. Кроме того, некоторые гладкие плакирующие покрытия могут достигать дополнительного прекрасного внешнего вида с помощью выравнивающего эффекта, который уменьшает неровности, такие как царапины на подложке.Generally, since fine appearance is preferred in decorative applications, smooth cladding having few surface irregularities is used in many cases. In addition, some smooth claddings can achieve an additional fine appearance with a leveling effect that reduces irregularities such as scratches in the substrate.

Напротив, авторы настоящего изобретения нашли, что негладкий плакирующий слой Zn-Ni-сплава является эффективным в случае, где принимается во внимание сопротивление заеданию резьбового соединения для труб. Образование негладкого плакирующего слоя Zn-Ni-сплава позволяет увеличить среднеарифметическую шероховатость Ra1 плакирующего слоя Zn-Ni-сплава и, в свою очередь, повысить сопротивление заеданию резьбового соединения для труб. Среднеарифметическая шероховатость Ra1, создаваемая негладким плакирующим слоем Zn-Ni-сплава, склонна быть меньшей, чем среднеарифметическая шероховатость Ra1, обеспечиваемая на этапе создания поверхностной шероховатости, такой как пескоструйная обработка. Однако согласно проведенным авторами настоящего изобретения исследованиям, даже среднеарифметическая шероховатость Ra1, создаваемая негладким плакирующим слоем Zn-Ni-сплава, может в достаточной мере повышать сопротивление заеданию резьбового соединения для труб.On the contrary, the inventors of the present invention have found that a non-smooth Zn-Ni alloy cladding layer is effective in the case where galling resistance of a pipe threaded joint is taken into account. The formation of a non-smooth cladding layer of the Zn-Ni-alloy makes it possible to increase the arithmetic mean roughness Ra1 of the cladding layer of the Zn-Ni-alloy and, in turn, to increase the galling resistance of the threaded joint for pipes. The arithmetic mean roughness Ra1 created by the non-smooth Zn-Ni alloy cladding layer tends to be smaller than the arithmetic mean roughness Ra1 provided by a surface roughening step such as sandblasting. However, according to the present inventors' studies, even the arithmetic mean roughness Ra1 generated by the non-smooth Zn-Ni alloy cladding layer can sufficiently improve the galling resistance of a pipe threaded joint.

Кроме того, авторы настоящего изобретения предположили, что высокая прочность сцепления между твердым смазочным покрытием и плакирующим слоем предотвращает отделение твердого смазочного покрытия. Предотвращение отделения твердого смазочного покрытия позволяет сохранять высокую смазывающую способность даже при повторных затягивании и ослаблении. Поэтому крутящий момент на заплечике, который возникает в резьбовом соединении для труб, может удерживаться низким даже при повторных затягивании и ослаблении.In addition, the inventors of the present invention assumed that the high adhesive strength between the solid lubricant coating and the cladding layer prevents the separation of the solid lubricant coating. Prevention of separation of the solid lubricating coating allows high lubricity to be maintained even when repeatedly tightened and loosened. Therefore, the shoulder torque that occurs in a threaded pipe connection can be kept low even when repeatedly tightened and loosened.

Фиг. 2 представляет график, иллюстрирующий взаимосвязь между числом циклов затягивания резьбового соединения для труб и крутящим моментом на заплечике (%). Фиг. 2 была получена в примере, который будет описан позже. Символ Ο в фиг. 2 представляет результаты для испытания номер 2, которое представляет собой Пример согласно изобретению. В случае испытания номер 2 среднеарифметическая шероховатость Ra1 плакирующего слоя Zn-Ni-сплава составляла 0,276 мкм. Символ Δ в фиг. 2 представляет результаты для испытания номер 1, которое представляет собой контрольный пример. В случае испытания номер 1 среднеарифметическая шероховатость Ra1 плакирующего слоя Zn-Ni-сплава составляла 0,056 мкм. Со ссылкой на фиг. 2, в случае, где среднеарифметическая шероховатость Ra1 плакирующего слоя Zn-Ni-сплава является большей до некоторой степени, как в примере согласно изобретению, крутящий момент на заплечике может сохраняться на низком уровне даже при повторных затягивании и ослаблении. С другой стороны, в случае, где среднеарифметическая шероховатость Ra1 плакирующего слоя Zn-Ni-сплава является малой, как в Сравнительном примере, повторяющиеся затягивание и ослабление повышают крутящий момент на заплечике, и происходит заедание при пятом затягивании таким образом, что контактные поверхности становятся не поддающимися ремонту. Т.е. резьбовое соединение для труб, в котором плакирующий слой Zn-Ni-сплава под твердым смазочным покрытием имеет среднеарифметическую шероховатость Ra1, которая является высокой до некоторой степени, может сохранять крутящий момент на заплечике, который возникает в резьбовом соединении для труб, на низком уровне, даже когда повторяют затягивание и ослабление.Fig. 2 is a graph illustrating the relationship between the number of tightening cycles of a pipe threaded connection and the shoulder torque (%). Fig. 2 was obtained in an example to be described later. The symbol Ο in FIG. 2 represents the results for test number 2, which is an example according to the invention. In the case of test number 2, the arithmetic mean roughness Ra1 of the Zn-Ni alloy cladding layer was 0.276 µm. The symbol Δ in FIG. 2 represents the results for test number 1, which is a test case. In the case of test number 1, the arithmetic mean roughness Ra1 of the Zn-Ni alloy cladding layer was 0.056 µm. With reference to FIG. 2, in the case where the arithmetic mean roughness Ra1 of the Zn-Ni alloy cladding layer is larger to some extent, as in the example of the invention, the shoulder torque can be kept low even when repeatedly tightened and loosened. On the other hand, in the case where the arithmetic mean roughness Ra1 of the Zn-Ni alloy cladding layer is small, as in the Comparative Example, repeated tightening and loosening increase the torque on the shoulder, and seizing occurs at the fifth tightening so that the contact surfaces become repairable. Those. a pipe threaded joint in which the Zn-Ni alloy cladding layer under the hard lubricating coating has an arithmetic mean roughness Ra1 which is high to some extent, can keep the shoulder torque that occurs in the pipe threaded joint at a low level, even when tightening and loosening are repeated.

Кроме того, авторы настоящего изобретения провели исследования и нашли, что, когда среднеарифметическая шероховатость Ra1 поверхности плакирующего слоя Zn-Ni-сплава составляет 0,1 мкм или более, плакирующий слой Zn-Ni-сплава не только повышает сопротивление заеданию, но предотвращается отделение твердого смазочного покрытия, даже когда повторяют затягивание и ослабление, благодаря чему легко корректируется момент затяжки. В результате этого обеспечивается превосходная эффективность затягивания. С другой стороны, авторы настоящего изобретения дополнительно нашли, что, когда среднеарифметическая шероховатость Ra1 составляет свыше 3,2 мкм, снижается газонепроницаемость каждого из безрезьбовых металлических контактных участков (герметизирующих участков).In addition, the present inventors conducted research and found that when the arithmetic mean surface roughness Ra1 of the Zn-Ni alloy cladding layer is 0.1 µm or more, the Zn-Ni alloy cladding layer not only improves galling resistance, but separation of hard lubricating coating even when repeated tightening and loosening, so that the tightening torque can be easily corrected. This results in excellent tightening efficiency. On the other hand, the present inventors have further found that when the arithmetic mean roughness Ra1 is over 3.2 µm, the gas tightness of each of the threadless metal contact portions (sealing portions) is reduced.

- 5 040864- 5 040864

Поэтому среднеарифметическая шероховатость Ra1 составляет величину в диапазоне от 0,1 до 3,2 мкм.Therefore, the arithmetic mean roughness Ra1 is in the range from 0.1 to 3.2 µm.

Резьбовое соединение для труб согласно настоящему изобретению, образованное на основе описанных выше обнаруженных фактов, включает ниппель и муфту. Каждая деталь из ниппеля и муфты включает контактную поверхность, содержащую резьбовой участок. Резьбовое соединение для труб включает плакирующий слой Zn-Ni-сплава и твердое смазочное покрытие. Плакирующий слой Zn-Ni-сплава образован на контактной поверхности по меньшей мере одной детали из ниппеля и муфты и содержит от 10 до 16 мас.% Ni. На плакирующем слое Zn-Ni-сплава образовано твердое смазочное покрытие. Контактная поверхность, на которой образован плакирующий слой Zn-Ni-сплава, является отшлифованной. Теперь среднеарифметическая шероховатость поверхности плакирующего слоя Zn-Ni-сплава, измеренная с использованием лазерного микроскопа вдоль направления, в котором отшлифована контактная поверхность, определяется как Ra1. И среднеарифметическая шероховатость контактной поверхности, измеренная с использованием лазерного микроскопа вдоль направления шлифования, определяется как Ra2. Среднеарифметическая шероховатость Ra1 варьируется от 0,1 до 3,2 мкм. Среднеарифметическая шероховатость Ra1 является большей, чем среднеарифметическая шероховатость Ra2.The threaded joint for pipes according to the present invention, formed on the basis of the findings described above, includes a pin and a box. Each part of the nipple and box includes a contact surface containing a threaded section. The threaded joint for pipes includes a Zn-Ni alloy cladding layer and a solid lubricating coating. The cladding layer of the Zn-Ni-alloy is formed on the contact surface of at least one part of the pin and box and contains from 10 to 16 wt.% Ni. A solid lubricating coating is formed on the cladding layer of the Zn-Ni alloy. The contact surface on which the cladding layer of the Zn-Ni alloy is formed is polished. Now, the arithmetic mean surface roughness of the Zn-Ni alloy cladding layer, measured using a laser microscope along the direction in which the contact surface is ground, is defined as Ra1. And the arithmetic mean roughness of the contact surface, measured using a laser microscope along the grinding direction, is defined as Ra2. The arithmetic mean roughness Ra1 varies from 0.1 to 3.2 µm. The arithmetic mean roughness Ra1 is greater than the arithmetic mean roughness Ra2.

Резьбовое соединение для труб согласно настоящему изобретению имеет негладкий плакирующий слой Zn-Ni-сплава. Тем самым возрастает среднеарифметическая шероховатость Ra1 плакирующего слоя Zn-Ni-сплава. Т.е. среднеарифметическая шероховатость Ra1 плакирующего слоя Zn-Ni-сплава является большей, чем среднеарифметическая шероховатость Ra2 контактной поверхности. Поэтому увеличивается адгезионная способность твердого смазочного покрытия на плакирующем слое Zn-Ni-сплава. В результате этого, даже если струйная обработка не проводится, может быть обеспечено сопротивление заеданию, почти равное величине сопротивления заеданию в случае, где выполняется струйная обработка. Кроме того, резьбовое соединение для труб согласно настоящему изобретению имеет низкий крутящий момент на заплечике даже при повторяющихся затягивании и ослаблении. В настоящем описании шлифование подразумевает отшлифовывание для образования резьбового участка. В настоящем описании струйная обработка подразумевает пескоструйную, дробеструйную обработку и обдувку металлической крошкой.A threaded pipe joint according to the present invention has a non-smooth Zn-Ni alloy cladding layer. This increases the arithmetic mean roughness Ra1 of the cladding layer of the Zn-Ni alloy. Those. the arithmetic mean roughness Ra1 of the Zn-Ni alloy cladding layer is greater than the arithmetic mean roughness Ra2 of the contact surface. Therefore, the adhesive ability of the solid lubricating coating on the cladding layer of the Zn-Ni alloy increases. As a result, even if blasting is not performed, a galling resistance nearly equal to the amount of galling resistance in a case where blasting is performed can be provided. In addition, the threaded pipe connection according to the present invention has a low shoulder torque even when repeatedly tightened and loosened. In the present description, grinding means grinding to form a threaded portion. As used herein, blasting refers to sandblasting, shot blasting, and metal powder blasting.

Среднеарифметическая шероховатость Ra1 поверхности описанного выше плакирующего слоя Zn-Ni-сплава может варьировать от 0,1 до 0,4 мкм.The arithmetic mean surface roughness Ra1 of the above-described Zn-Ni alloy cladding layer can vary from 0.1 to 0.4 µm.

Кроме того, описанная выше контактная поверхность может включать безрезьбовой металлический контактный участок.In addition, the contact surface described above may include a threadless metal contact area.

Безрезьбовой металлический контактный участок включает металлический герметизирующий участок и заплечиковый участок.The threadless metal contact section includes a metal sealing section and a shoulder section.

Способ изготовления резьбового соединения для труб согласно настоящему изобретению представляет собой способ получения резьбового соединения для труб, включающего ниппель и муфту, каждый(ая) из которых включает контактную поверхность, содержащую резьбовой участок. Способ изготовления включает этап образования плакирующего слоя Zn-Ni-сплава и этап образования твердого смазочного покрытия. На этапе образования плакирующего слоя Zn-Ni-сплава плакирующий слой Zn-Ni-сплава формируют в процессе электролитического плакирования на контактной поверхности по меньшей мере одной детали из ниппеля и муфты без выполнения струйной обработки. Плакирующий слой Zn-Ni-сплава содержит от 10 до 16 мас.% Ni. Среднеарифметическая шероховатость Ra1 поверхности плакирующего слоя Zn-Ni-сплава, измеренная с использованием лазерного микроскопа вдоль направления, в котором отшлифована контактная поверхность, варьируется от 0,1 до 3,2 мкм. На этапе образования твердого смазочного покрытия твердое смазочное покрытие формируют на плакирующем слое Zn-Ni-сплава без выполнения струйной обработки.The method for manufacturing a threaded pipe connection according to the present invention is a method for producing a threaded pipe connection including a pin and a box, each of which includes a contact surface containing a threaded portion. The manufacturing method includes the step of forming a cladding layer of the Zn-Ni alloy and the step of forming a solid lubricating coating. At the stage of formation of the Zn-Ni alloy cladding layer, the Zn-Ni alloy cladding layer is formed in the process of electrolytic cladding on the contact surface of at least one part of the pin and the box without blasting. The cladding layer of the Zn-Ni-alloy contains from 10 to 16 wt.% Ni. The arithmetic mean roughness Ra1 of the surface of the Zn-Ni alloy cladding layer, measured using a laser microscope along the direction in which the contact surface is ground, varies from 0.1 to 3.2 μm. In the step of forming a solid lubricating coating, a solid lubricating coating is formed on the cladding layer of the Zn-Ni alloy without performing blasting.

В способе изготовления резьбового соединения для труб согласно настоящему изобретению негладкий плакирующий слой Zn-Ni-сплава формируют без выполнения струйной обработки. Кроме того, твердое смазочное покрытие формируют на негладком плакирующем слое Zn-Ni-сплава без выполнения струйной обработки. Способ изготовления создает резьбовое соединение для труб, имеющее сопротивление заеданию, почти равное величине сопротивления заеданию в случае, где проводится струйная обработка, и имеющее низкий крутящий момент на заплечике даже при повторяющихся затягивании и ослаблении. В настоящем описании струйная обработка подразумевает пескоструйную, дробеструйную обработку и обдувку металлической крошкой. Направление, в котором контактная поверхность отшлифовывается, называется направлением шлифования для образования резьбового участка на контактной поверхности.In the method for manufacturing a threaded joint for pipes according to the present invention, a non-smooth Zn-Ni alloy cladding layer is formed without performing blasting. In addition, a solid lubricating coating is formed on the non-smooth cladding layer of the Zn-Ni alloy without performing blasting. The manufacturing method creates a threaded pipe joint having a galling resistance almost equal to the galling resistance in a case where blasting is carried out, and having a low shoulder torque even with repeated tightening and loosening. As used herein, blasting refers to sandblasting, shot blasting, and metal powder blasting. The direction in which the contact surface is ground is called the direction of grinding to form a threaded portion on the contact surface.

Ниже будут подробно описаны резьбовое соединение для труб и способ изготовления резьбового соединения для труб согласно настоящему изобретению.Below, a threaded pipe connection and a method for manufacturing a threaded pipe connection according to the present invention will be described in detail.

Резьбовое соединение 50 для труб.Threaded connection 50 for pipes.

Резьбовое соединение 50 для труб включает ниппель 13 и муфту 14. Фиг. 3 показывает конфигурацию резьбового соединения 50 для труб согласно настоящему варианту исполнения. Со ссылкой на фиг. 3, резьбовое соединение 50 для труб включает стальную трубу 11 и соединительный фитинг 12. Ниппель 13 имеет участок с наружной резьбой, образованной на наружной поверхности и образованный на обоих концах стальной трубы 11. Муфта 14 имеет участок внутренней резьбы, образованный на внутреннейThreaded pipe connection 50 includes a nipple 13 and a socket 14. FIG. 3 shows the configuration of a threaded pipe connection 50 according to the present embodiment. With reference to FIG. 3, the threaded pipe connection 50 includes a steel pipe 11 and a connection fitting 12. The nipple 13 has a male thread portion formed on the outer surface and formed on both ends of the steel pipe 11. The coupling 14 has a female thread portion formed on the female

- 6 040864 поверхности, и образованный на обоих концах соединительного фитинга 12. Затягивание ниппелей 13 и муфт 14 друг с другом позволяет присоединить соединительный фитинг 12 к концам стальных труб 11. С другой стороны, существует резьбовое соединение интегрального типа для труб нефтепромыслового сортамента (OCTG), в котором соединительный фитинг 12 не применяется, с одним концом стальной трубы 11, служащим в качестве ниппеля 13, и другим концом стальной трубы 11, служащим в качестве муфты 14. Резьбовое соединение для труб согласно настоящему варианту исполнения может быть использовано как в резьбовом соединении типа с соединительным фитингом, так и в резьбовом соединении интегрального типа.- 6 040864 surface, and formed at both ends of the connection fitting 12. Tightening the nipples 13 and couplings 14 together allows the connection fitting 12 to be connected to the ends of the steel pipes 11. On the other hand, there is an integral type threaded connection for oil country tubular goods (OCTG) , in which the connection fitting 12 is not used, with one end of the steel pipe 11 serving as a nipple 13, and the other end of the steel pipe 11 serving as a socket 14. type with a connecting fitting, and in a threaded connection of an integral type.

Ниппель 13 и муфта 14 в каждом случае имеют контактную поверхность, имеющую резьбовой участок. Фиг. 4 представляет вид в разрезе резьбового соединения 50 для труб согласно настоящему варианту исполнения. Со ссылкой на фиг. 4, ниппель 13 включает участок 15 наружной резьбы и безрезьбовой металлический контактный участок. Безрезьбовой металлический контактный участок образован на переднем конце ниппеля 13 и включает металлический уплотнительный участок 16 и заплечиковый участок 17. Муфта 14 включает участок 20 внутренней резьбы и безрезьбовой металлический контактный участок. Безрезьбовой металлический контактный участок образован в муфте 14 и включает металлический уплотнительный участок 19 и заплечиковый участок 18. Участок, где ниппель 13 и муфта 14 приходят в контакт друг с другом, когда они скрепляются, называется контактными поверхностями. Более конкретно, когда ниппель 13 и муфта 14 затягиваются друг с другом, заплечиковые участки (заплечиковые участки 17 и 18), металлические уплотнительные участки (металлические уплотнительные участки 16 и 19), и резьбовые участки (участок 15 наружной резьбы и участок 20 внутренней резьбы) приходят в контакт между собой. Т.е. контактные поверхности включают заплечиковые участки, металлические уплотнительные участки и резьбовые участки.The nipple 13 and the box 14 each have a contact surface having a threaded portion. Fig. 4 is a sectional view of a threaded pipe connection 50 according to the present embodiment. With reference to FIG. 4, the nipple 13 includes an external thread section 15 and a threadless metal contact section. A threadless metal contact area is formed at the front end of the nipple 13 and includes a metal sealing area 16 and a shoulder area 17. The sleeve 14 includes an internal thread area 20 and a threadless metal contact area. A threadless metal contact area is formed in the box 14 and includes a metal seal area 19 and a shoulder area 18. The area where the pin 13 and the box 14 come into contact with each other when they are fastened together is called the contact surfaces. More specifically, when the pin 13 and the box 14 are tightened together, the shoulder portions (the shoulder portions 17 and 18), the metal seal portions (the metal seal portions 16 and 19), and the threaded portions (the male thread portion 15 and the female thread portion 20) come into contact with each other. Those. contact surfaces include shoulder portions, metal seal portions, and threaded portions.

Хотя это не показано, резьбовое соединение 50 для труб может не включать безрезьбовой металлический контактный участок. В этом случае контактные поверхности включают резьбовые участки. Более конкретно, ниппель 13 включает участок 15 наружной резьбы. Муфта 14 включает участок 20 внутренней резьбы.Although not shown, the threaded pipe connection 50 may not include a threadless metal contact area. In this case, the contact surfaces include threaded sections. More specifically, the nipple 13 includes a portion 15 of the external thread. The sleeve 14 includes a portion 20 of the internal thread.

Фиг. 5 представляет вид в разрезе контактной поверхности резьбового соединения 50 для труб согласно настоящему варианту осуществления. Со ссылкой на фиг. 5, резьбовое соединение 50 для труб имеет плакирующий слой 21 Zn-Ni-сплава и твердое смазочное покрытие 23, образованные на контактной поверхности одной детали из ниппеля 13 и муфты 14 и последовательно от стороны контактной поверхности. Теперь среднеарифметическая шероховатость поверхности плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава, измеренная с использованием лазерного микроскопа вдоль направления, в котором отшлифована контактная поверхность, определяется как Ra1. И среднеарифметическая шероховатость контактной поверхности, измеренная с использованием лазерного микроскопа вдоль направления шлифования, определяется как Ra2. Среднеарифметическая шероховатость Ra1, когда измерена с использованием лазерного микроскопа вдоль направления шлифования, варьируется от 0,1 до 3,2 мкм. Среднеарифметическая шероховатость Ra1 является большей, чем среднеарифметическая шероховатость Ra2.Fig. 5 is a sectional view of the contact surface of a threaded pipe joint 50 according to the present embodiment. With reference to FIG. 5, the threaded pipe connection 50 has a Zn-Ni alloy cladding layer 21 and a hard lubricant coating 23 formed on the contact surface of one piece of the pin 13 and the box 14 and sequentially from the side of the contact surface. Now, the arithmetic mean surface roughness of the Zn-Ni alloy cladding layer 21, measured using a laser microscope along the direction in which the contact surface is ground, is defined as Ra1. And the arithmetic mean roughness of the contact surface, measured using a laser microscope along the grinding direction, is defined as Ra2. The arithmetic mean roughness Ra1, when measured using a laser microscope along the grinding direction, ranges from 0.1 to 3.2 µm. The arithmetic mean roughness Ra1 is greater than the arithmetic mean roughness Ra2.

Среднеарифметическая шероховатость Ra2 контактной поверхности.Arithmetic mean roughness Ra2 of the contact surface.

Среднеарифметическая шероховатость Ra2 контактной поверхности, измеренная с использованием лазерного микроскопа вдоль направления шлифования, является меньшей, чем среднеарифметическая шероховатость Ra1 поверхности плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава, которая будет описана позже, измеренная с использованием лазерного микроскопа вдоль направления шлифования.The arithmetic mean surface roughness Ra2 of the contact surface, measured using a laser microscope along the grinding direction, is smaller than the arithmetic mean surface roughness Ra1 of the surface of the Zn-Ni alloy cladding layer 21, which will be described later, measured using a laser microscope along the grinding direction.

Контактная поверхность представляет собой отшлифованную поверхность. Под отшлифованной поверхностью подразумевается контактная поверхность, подвергнутая шлифованию для образования резьбового участка и оставленная как есть. Т.е. отшлифованная контактная поверхность означает контактную поверхность, подвергнутую шлифованию для образования резьбового участка, но не имеющую образованного на ней покрытия.The contact surface is a polished surface. By ground surface is meant a contact surface that has been ground to form a threaded portion and left as is. Those. ground contact surface means a contact surface that has been ground to form a threaded portion, but has not been coated thereon.

Отшлифованную контактную поверхность получают шлифованием исходного материала резьбового соединения 50 для труб с использованием шлифовального станка или любого другого инструмента с образованием выступов и впадин профиля резьбы. Поэтому отшлифованная поверхность имеет штрихи, протяженные по направлению шлифования.The ground contact surface is obtained by grinding the parent material of the threaded connection 50 for pipes using a grinder or any other tool to form the ridges and valleys of the thread profile. Therefore, the ground surface has strokes extended in the direction of grinding.

Шероховатость отшлифованной поверхности по осевому направлению трубы и шероховатость по направлению шлифования весьма различаются между собой. Шероховатость по осевому направлению трубы, которую измеряют поперек оставленных шлифованием штрихов, имеет большее значение. Напротив, шероховатость по направлению шлифования имеет исключительно низкое значение.The roughness of the ground surface in the axial direction of the pipe and the roughness in the direction of grinding are very different from each other. The roughness along the axial direction of the pipe, which is measured across the strokes left by grinding, is of greater importance. On the contrary, the roughness in the direction of grinding has an exceptionally low value.

Среднеарифметическую шероховатость, описываемая в данном описании, измеряют как среднеарифметическую шероховатость Ra на основе стандарта JIS B0601 (2001). Для измерения поверхностной шероховатости резьбового соединения 50 для труб обычно применяют измеритель шероховатости контактного типа. Измеритель шероховатости контактного типа представляет собой, например, профилометр SURFCORDER SEF-30D производства фирмы Kosaka Laboratory, Ltd. Измерение с помощью измерителя шероховатости контактного типа дает измеренное значение, представляющее среднеарифметическую шероховатость, которое в некоторых случаях оказывается превышающим правильное значение.The arithmetic mean roughness described in this specification is measured as the arithmetic mean roughness Ra based on JIS B0601 (2001). To measure the surface roughness of a threaded pipe joint 50, a contact-type roughness meter is generally used. The contact type roughness tester is, for example, a SURFCORDER SEF-30D profilometer manufactured by Kosaka Laboratory, Ltd. Measurement with a contact type roughness meter gives a measured value representing the arithmetic mean of the roughness, which in some cases turns out to be greater than the correct value.

- 7 040864- 7 040864

Причина этого состоит в том, что измерение выполняется только в одном направлении, и направление измерения корректируется визуально. В этом случае погрешность в отношении угла, под которым размещают измеритель шероховатости, приводит к тому, что оставленные шлифованием штрихи нежелательно измеряются как среднеарифметическая шероховатость.The reason for this is that the measurement is performed in only one direction, and the measurement direction is corrected visually. In this case, the error in relation to the angle at which the roughness meter is placed leads to the fact that the strokes left by grinding are undesirably measured as the arithmetic mean roughness.

Поэтому среднеарифметическую шероховатость в настоящем изобретении измеряют не измерителем шероховатости контактного типа, а посредством лазерного микроскопа. В качестве лазерного микроскопа используют лазерный микроскоп VK-X110 производства фирмы KEYENCE Corporation. Данные, измеренные в пределах квадрата величиной 1,25 мм с интервалами 0,85 мкм, собирают в форме карты. Критическую величину λc и длину измерения для расчета кривой шероховатости заимствуют из стандартных величин в стандарте JIS B0601 (1994). Среднеарифметическую шероховатость Ra2 контактной поверхности измеряют вдоль направления, по которому отшлифована контактная поверхность. Вдоль направления шлифования подразумевает вдоль направления параллельно оставленным шлифованием штрихам для образования резьбового участка. Направление параллельно оставленным шлифованием штрихам допускает погрешности в ±0,5 градуса при допущении, что направление параллельно оставленным шлифованием штрихам определяется как 0 градусов. Когда погрешность составляет свыше ±0,5 градуса, среднеарифметическая шероховатость Ra измеряется с большой ошибкой. В настоящем варианте исполнения шероховатость, обусловленная оставленными шлифованием штрихами, не измеряется как шероховатость поверхности, и тем самым поверхностная шероховатость измеряется более точно. Направление, в котором измеряют шероховатость поверхности, определяют на основе результата картирования, наблюдаемого с помощью лазерного микроскопа.Therefore, the arithmetic mean roughness in the present invention is not measured by a contact-type roughness meter, but by a laser microscope. As the laser microscope, a VK-X110 laser microscope manufactured by KEYENCE Corporation was used. Data measured within a 1.25 mm square at 0.85 µm intervals are collected in the form of a map. The critical value λ c and the measurement length for calculating the roughness curve are taken from the standard values in JIS B0601 (1994). The arithmetic mean roughness Ra2 of the contact surface is measured along the direction in which the contact surface is ground. Along the direction of grinding means along the direction parallel to the left grinding strokes to form a threaded section. The direction parallel to the left grinding strokes allows errors of ±0.5 degrees, assuming that the direction parallel to the left grinding strokes is defined as 0 degrees. When the error is more than ±0.5 degrees, the arithmetic mean roughness Ra is measured with a large error. In the present embodiment, the roughness due to the left grinding strokes is not measured as surface roughness, and thus the surface roughness is measured more accurately. The direction in which the surface roughness is measured is determined based on the mapping result observed with a laser microscope.

В настоящем варианте исполнения плакирующий слой Zn-Ni-сплава формируют на контактной поверхности. Поэтому среднеарифметическая шероховатость Ra2 контактной поверхности также может быть измерена как шероховатость контактной поверхности после того, как плакирующий слой Zn-Niсплава на контактной поверхности отделен от нее. Плакирующий слой Zn-Ni-сплава на контактной поверхности отделяют с использованием соляной кислоты, к которой добавлено надлежащее количество имеющегося в продаже на рынке ингибитора коррозии. Имеющийся в продаже на рынке ингибитор коррозии представляет собой, например, продукт под наименованием Ibit 710 производства фирмы ASAHI Chemical CO., LTD.In the present embodiment, a Zn-Ni alloy cladding layer is formed on the contact surface. Therefore, the arithmetic mean roughness Ra2 of the contact surface can also be measured as the roughness of the contact surface after the Zn-Ni alloy cladding layer on the contact surface is separated from it. The plating layer of the Zn-Ni alloy on the contact surface is separated using hydrochloric acid to which is added an appropriate amount of a commercially available corrosion inhibitor. A commercially available corrosion inhibitor is, for example, the product named Ibit 710 manufactured by ASAHI Chemical CO., LTD.

Плакирующий слой 21 Zn-Ni-сплава.Cladding layer 21 of Zn-Ni-alloy.

Плакирующий слой 21 Zn-Ni-сплава формируют на контактной поверхности по меньшей мере одной детали из ниппеля 13 и муфты 14. Плакирующий слой 21 Zn-Ni-сплава может быть образован на контактных поверхностях как ниппеля 13, так и муфты 14. Плакирующий слой 21 Zn-Ni-сплава может быть образован только на контактной поверхности ниппеля 13 или только на контактной поверхности муфты 14.The Zn-Ni alloy cladding layer 21 is formed on the contact surface of at least one of the pin 13 and the box 14. The Zn-Ni alloy cladding layer 21 can be formed on the contact surfaces of both the pin 13 and the box 14. The cladding layer 21 The Zn-Ni alloy may be formed only on the contact surface of the nipple 13 or only on the contact surface of the box 14.

Плакирующий слой 21 Zn-Ni-сплава представляет собой нанесенный электролитическим плакированием слой, состоящий из Zn-Ni-сплава. Плакирующий слой 21 Zn-Ni-сплава имеет высокую твердость и высокую температуру плавления. В случае, где плакирующий слой 21 Zn-Ni-сплава имеет высокую твердость, плакирующий слой на контактной поверхности едва ли повреждается при повторяющихся затягивании и ослаблении. Кроме того, в случае, где плакирующий слой 21 Zn-Ni-сплава имеет высокую температуру плавления, плакирующий слой едва ли расплавляется, когда при повторяющихся затягивании и ослаблении возникает локальное повышение температуры. Поэтому возрастает сопротивление заеданию резьбового соединения 50 для труб. Кроме того, поскольку Zn, содержащийся в плакирующем слое 21 Zn-Ni-сплава, является базовым металлом, повышается способность резьбового соединения 50 для труб противостоять коррозии.The Zn-Ni alloy cladding layer 21 is an electroplated cladding layer composed of a Zn-Ni alloy. The cladding layer 21 of the Zn-Ni alloy has a high hardness and a high melting point. In the case where the Zn-Ni alloy cladding layer 21 has high hardness, the cladding layer on the contact surface is hardly damaged by repeated tightening and loosening. In addition, in the case where the Zn-Ni alloy cladding layer 21 has a high melting point, the cladding layer is hardly melted when a local temperature increase occurs by repeated tightening and loosening. Therefore, the galling resistance of the threaded pipe connection 50 increases. In addition, since the Zn contained in the Zn-Ni alloy cladding layer 21 is the base metal, the ability of the pipe threaded joint 50 to resist corrosion is improved.

Содержание Ni в Zn-Ni-сплаве, из которого составлен плакирующий слой 21 Zn-Ni-сплава, варьируется от 10 до 16 мас.%. Описанный выше композиционный диапазон обусловливает то, что Zn-Niсплав имеет почти одно-у-фазную микроструктуру. Конфигурированный таким образом плакирующий слой 21 Zn-Ni-сплава имеет не только способность противостоять коррозии, но и высокую твердость и высокую температуру плавления.The content of Ni in the Zn-Ni alloy of which the Zn-Ni alloy cladding layer 21 is composed varies from 10 to 16 mass%. The compositional range described above causes the Zn-Ni alloy to have an almost single-y-phase microstructure. Thus configured, the Zn-Ni alloy cladding layer 21 not only has a corrosion resistance capability, but also a high hardness and a high melting point.

Предпочтительная толщина плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава варьируется от 1 до 20 мкм. Когда плакирующий слой 21 Zn-Ni-сплава имеет толщину 1 мкм или более, могут быть дополнительно стабильно повышены сопротивление заеданию и способность противостоять коррозии резьбового соединения 50 для труб. Когда плакирующий слой 21 Zn-Ni-сплава имеет толщину 20 мкм или менее, более стабильной является адгезионная способность плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава. Поэтому предпочтительная толщина плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава варьируется от 1 до 20 мкм. Плакирующий слой 21 Zn-Ni-сплава может иметь толщину, которая не находится внутри этого диапазона. Нижний предел толщины плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава более предпочтительно составляет 3 мкм, еще более предпочтительно 5 мкм. Верхний предел толщины плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава более предпочтительно составляет 18 мкм, еще более предпочтительно 15 мкм.The preferred thickness of the Zn-Ni alloy cladding layer 21 varies from 1 to 20 µm. When the Zn-Ni alloy cladding layer 21 has a thickness of 1 µm or more, the galling resistance and corrosion resistance of the pipe threaded joint 50 can be further stably improved. When the Zn-Ni alloy cladding layer 21 has a thickness of 20 µm or less, the adhesion property of the Zn-Ni alloy cladding layer 21 is more stable. Therefore, the preferred thickness of the Zn-Ni alloy cladding layer 21 varies from 1 to 20 µm. The Zn-Ni alloy cladding layer 21 may have a thickness that is not within this range. The lower limit of the thickness of the Zn-Ni alloy cladding layer 21 is more preferably 3 µm, even more preferably 5 µm. The upper limit of the thickness of the Zn-Ni alloy cladding layer 21 is more preferably 18 µm, even more preferably 15 µm.

Среднеарифметическая шероховатость Ra1 поверхности плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава.Arithmetic mean surface roughness Ra1 of the cladding layer 21 of the Zn-Ni alloy.

Среднеарифметическая шероховатость Ra1 поверхности плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава, изArithmetic mean roughness Ra1 of the surface of the cladding layer 21 Zn-Ni-alloy, from

- 8 040864 меренная с помощью лазерного микроскопа вдоль направления шлифования, является большей, чем среднеарифметическая шероховатость Ra2 контактных поверхностей ниппеля 13 и муфты 14, измеренная с помощью лазерного микроскопа вдоль направления шлифования. Среднеарифметическая шероховатость Ra1, будучи измеренной с помощью лазерного микроскопа по направлению шлифования, варьируется от 0,1 до 3,2 мкм.- 8 040864 measured with a laser microscope along the direction of grinding, is greater than the arithmetic mean roughness Ra2 of the contact surfaces of the pin 13 and box 14, measured with a laser microscope along the direction of grinding. The arithmetic mean roughness Ra1, measured with a laser microscope in the direction of grinding, varies from 0.1 to 3.2 µm.

Когда плакирующий слой 21 Zn-Ni-сплава имеет среднеарифметическую шероховатость Ra1, варьирующуюся от 0,1 до 3,2 мкм, обусловленный шероховатостью эффект сцепления повышает адгезионную способность твердого смазочного покрытия 23. Когда возрастает адгезионная способность твердого смазочного покрытия 23, повышается сопротивление заеданию резьбового соединения 50 для труб. Кроме того, когда возрастает адгезионная способность твердого смазочного покрытия 23, также может поддерживаться на низком уровне крутящий момент на заплечике при затягивании.When the Zn-Ni alloy cladding layer 21 has an arithmetic mean roughness Ra1 ranging from 0.1 to 3.2 µm, the adhesion effect due to roughness increases the adhesiveness of the solid lubricant coating 23. When the adhesiveness of the solid lubricant coating 23 increases, the galling resistance of the threaded connections 50 for pipes. In addition, when the adhesiveness of the solid lubricating coating 23 increases, the tightening torque on the shoulder can also be kept low.

В случае, где среднеарифметическая шероховатость Ra1 составляет менее 0,1 мкм, описанные выше эффекты не проявляются. С другой стороны, в случае, где среднеарифметическая шероховатость Ra1 составляет свыше 3,2 мкм, снижается газонепроницаемость каждого из безрезьбовых металлических контактных участков (герметизирующих участков). Поэтому среднеарифметическая шероховатость Ra1 составляет величину в диапазоне от 0,1 до 3,2 мкм. Среднеарифметическая шероховатость Ra1 может варьировать от 0,1 до 0,4 мкм.In the case where the arithmetic mean roughness Ra1 is less than 0.1 μm, the above-described effects do not appear. On the other hand, in the case where the arithmetic mean roughness Ra1 is more than 3.2 μm, the gas tightness of each of the threadless metal contact portions (sealing portions) is reduced. Therefore, the arithmetic mean roughness Ra1 is in the range from 0.1 to 3.2 µm. The arithmetic mean roughness Ra1 can vary from 0.1 to 0.4 µm.

Среднеарифметическая шероховатость Ra1 поверхности плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава может быть измерена таким же способом, каким измеряется среднеарифметическая шероховатость Ra2 контактной поверхности.The arithmetic mean surface roughness Ra1 of the Zn-Ni alloy cladding layer 21 can be measured in the same manner as the arithmetic mean roughness Ra2 of the contact surface is measured.

В настоящем варианте исполнения образование негладкого плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава обеспечивает возможность того, что среднеарифметическая шероховатость Ra1 поверхности плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава является большей, чем среднеарифметическая шероховатость Ra2 контактной поверхности. В этом случае, даже если струйная обработка не проводится, может получаться сопротивление заеданию, почти равное сопротивлению заеданию в случае, где выполняется струйная обработка.In the present embodiment, the formation of a non-smooth Zn-Ni alloy cladding layer 21 makes it possible that the arithmetic average surface roughness Ra1 of the Zn-Ni alloy cladding layer 21 is greater than the arithmetic average contact surface roughness Ra2. In this case, even if blasting is not performed, a galling resistance nearly equal to that in a case where blasting is performed can be obtained.

Твердое смазочное покрытие 23.Solid lubricant coating 23.

Твердое смазочное покрытие 23 формируют на плакирующем слое 21 Zn-Ni-сплава, имеющем среднеарифметическую шероховатость Ra1, варьирующуюся от 0,1 до 3,2 мкм. Поскольку плакирующий слой 21 Zn-Ni-сплава имеет среднеарифметическую шероховатость Ra1, варьирующуюся от 0,1 до 3,2 мкм, является высокой прочность сцепления между плакирующим слоем 21 Zn-Ni-сплава и твердым смазочным покрытием 23.A solid lubricating coating 23 is formed on a Zn-Ni alloy cladding layer 21 having an arithmetic mean roughness Ra1 ranging from 0.1 to 3.2 µm. Since the Zn-Ni alloy cladding layer 21 has an arithmetic mean roughness Ra1 ranging from 0.1 to 3.2 μm, the adhesive strength between the Zn-Ni alloy cladding layer 21 and the solid lubricant coating 23 is high.

Твердое смазочное покрытие 23 повышает смазываемость резьбового соединения 50 для труб. В качестве твердого смазочного покрытия 23 может быть использовано общеизвестное твердое смазочное покрытие. Например, твердое смазочное покрытие 23 содержит частицы смазочного материала и связующий материал. Твердое смазочное покрытие 23 может содержать растворитель и другие компоненты, как потребуется.The solid lubricating coating 23 improves the lubricity of the threaded pipe connection 50. As the solid lubricating coating 23, a well-known solid lubricating coating can be used. For example, the solid lubricant coating 23 contains lubricant particles and a binder. The solid lubricating coating 23 may contain a solvent and other components as required.

Частицы смазочного материала снижают коэффициент трения на поверхности твердого смазочного покрытия 23. Частицы смазочного материала не ограничиваются конкретными частицами, и могут быть любыми частицами смазочных материалов, имеющими смазывающую способность. Например, частицы смазочного материала могут быть частицами одного или многих типов, выбранными из группы, состоящей из графита, MoS2 (дисульфида молибдена), WS2 (дисульфида вольфрама), BN (нитрида бора), PTFE (политетрафторэтилена), CFx (фторида графита), и CaCO3 (карбоната кальция). Частицы смазочного материала предпочтительно представляют собой частицы одного или многих типов, выбранные из группы, состоящей из графита, фторида графита, MoS2, и PTFE. Содержание частиц смазочного материала варьируется, например, от 1 до 40 мас.%, при условии, что все компоненты, кроме растворителя, составляют 100 мас.%.The lubricant particles reduce the coefficient of friction on the surface of the solid lubricant coating 23. The lubricant particles are not limited to specific particles, and may be any lubricant particles having lubricity. For example, the lubricant particles may be one or more types of particles selected from the group consisting of graphite, MoS 2 (molybdenum disulfide), WS 2 (tungsten disulfide), BN (boron nitride), PTFE (polytetrafluoroethylene), CF x (fluoride graphite), and CaCO 3 (calcium carbonate). The lubricant particles are preferably one or more types of particles selected from the group consisting of graphite, graphite fluoride, MoS2, and PTFE. The content of lubricant particles varies, for example, from 1 to 40 wt.%, provided that all components, except the solvent, are 100 wt.%.

Связующий материал связывает частицы смазочного материала в твердом смазочном покрытии 23. Связующий материал представляет собой материал одного или двух типов, выбранный из группы, состоящей из органической смолы и неорганической смолы. В случае, где используется органическая смола, связующий материал представляет собой материал одного или двух типов, выбранный из группы, состоящей из термореактивной смолы и термопластичной смолы. Например, термореактивная смола представляет собой смолу одного или многих типов, выбранную из группы, состоящей из эпоксидной смолы, полиимидной смолы, полиуретановой смолы, поликарбодиимидной смолы, простого полиэфирсульфона, смолы на основе простого полиэфирэфиркетона, фенольной смолы, фурановой смолы, мочевинной смолы и акриловой смолы. Термопластичная смола представляет собой, например, смолу одного или многих типов, выбранную из группы, состоящей из полиамидимидной смолы, полиэтиленовой смолы, полипропиленовой смолы, полистирольной смолы и этилен-винилацетатной смолы.The binder binds the lubricant particles in the solid lubricant coating 23. The binder is one or two types of material selected from the group consisting of organic resin and inorganic resin. In the case where an organic resin is used, the binder material is one or two types selected from the group consisting of a thermosetting resin and a thermoplastic resin. For example, the thermosetting resin is one or more types of resin selected from the group consisting of epoxy resin, polyimide resin, polyurethane resin, polycarbodiimide resin, polyether sulfone, polyether ether ketone resin, phenolic resin, furan resin, urea resin, and acrylic resin. . The thermoplastic resin is, for example, one or more types of resin selected from the group consisting of polyamideimide resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polystyrene resin, and ethylene-vinyl acetate resin.

В случае, где в качестве связующего материала используют неорганическую смолу, может быть применена полиметаллоксановая смола. Полиметаллоксан имеет отношение к полимеру, в котором повторяющиеся металл-кислородные связи образуют каркас основной цепи. Предпочтительно применяются полититаноксан (Ti-O) и полисилоксан (Si-O). Эти неорганические смолы получаются гидролизом и конденсацией алкоксида металла. Например, алкоксигруппа алкоксида металла представляет собой низIn the case where an inorganic resin is used as the binder, a polymetalloxane resin may be used. Polymetalloxane refers to a polymer in which repeated metal-oxygen bonds form the backbone of the backbone. Preferably, polytitanoxane (Ti-O) and polysiloxane (Si-O) are used. These inorganic resins are obtained by hydrolysis and condensation of a metal alkoxide. For example, the alkoxy group of a metal alkoxide is lower

- 9 040864 шую алкоксигруппу, такую как метоксигруппа, этоксигруппа, пропоксигруппа, изопропоксигруппа, изобутоксигруппа, бутоксигруппа и трет-бутоксигруппа.- 9 040864 an alkoxy group such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, an isobutoxy group, a butoxy group and a tert-butoxy group.

Т.е. связующий материал представляет собой материал одного или многих типов, выбранных из группы, состоящей из эпоксидной смолы, полиимидной смолы, полиуретановой смолы, поликарбодиимидной смолы, простого полиэфирсульфона, смолы на основе простого полиэфирэфиркетона, фенольной смолы, фурановой смолы, мочевинной смолы, акриловой смолы, полиамидимидной смолы, полиэтиленовой смолы, полипропиленовой смолы, полистирольной смолы, этилен-винилацетатной смолы, и полиметаллоксана. Содержание связующего материала варьируется, например, от 60 до 99 мас.%, при условии, что все компоненты, кроме растворителя, составляют 100 мас.%.Those. the binder material is one or more types selected from the group consisting of epoxy resin, polyimide resin, polyurethane resin, polycarbodiimide resin, polyethersulfone, polyetheretherketone resin, phenolic resin, furan resin, urea resin, acrylic resin, polyamideimide resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polystyrene resin, ethylene-vinyl acetate resin, and polymetalloxane. The content of the binder varies, for example, from 60 to 99 wt.%, provided that all components, except the solvent, are 100 wt.%.

Твердое смазочное покрытие 23 может содержать другие компоненты, как требуется. Например, другие компоненты представляют собой материалы одного или многих типов, выбранных из группы, состоящей из антикоррозионного средства, ингибитора коррозии, поверхностно-активного вещества, воска, регулятора трения, пигмента и растворителя. Содержание каждого из частиц смазочного материала, связующего материала и других компонентов регулируют надлежащим образом. Например, содержание других компонентов составляет 10 мас.% или менее, при условии, что все компоненты, кроме растворителя, составляют 100 мас.%.Solid lubricant coating 23 may contain other components as required. For example, the other components are one or more types of materials selected from the group consisting of an anti-corrosion agent, a corrosion inhibitor, a surfactant, a wax, a friction regulator, a pigment, and a solvent. The content of each of the particles of the lubricant, binder and other components is appropriately controlled. For example, the content of other components is 10 wt.% or less, provided that all components except the solvent are 100 wt.%.

Твердое смазочное покрытие 23 формируют нанесением описанной выше композиции на контактную поверхность по меньшей мере одного из ниппеля 13 и муфты 14, и отверждением нанесенной композиции.The solid lubricating coating 23 is formed by applying the composition described above to the contact surface of at least one of the pin 13 and the box 14, and curing the applied composition.

В случае резьбового соединения 50 для труб со свинченными друг с другом ниппелем 13 и муфтой 14 при отгрузке, твердое смазочное покрытие 23 может быть образовано на контактной поверхности одного из ниппеля 13 и муфты 14, и затем ниппель 13 и муфта 14 могут быть свинчены друг с другом. В этом случае композицию проще наносить на соединительный фитинг 12, который имеет меньшую длину, чем на стальные трубы 11, каждая из которых является более длинной. Поэтому твердое смазочное покрытие 23 предпочтительно формируют на контактной поверхности муфты 14 соединительного фитинга 12. Вне участков, которые образуют резьбовое соединение 50 для труб, передний концевой участок трубы, где ниппель 13 и муфта 14 не свинчены между собой во время перевозки, может быть конфигурирован так, что твердое смазочное покрытие 23 формируют на контактных поверхностях как ниппеля 13, так и муфты 14, чтобы обеспечить защиту от коррозии наряду со смазывающей способностью. Вместо этого твердое смазочное покрытие 23 может быть образовано на контактной поверхности одного из ниппеля 13 и муфты 14, и твердое антикоррозионное покрытие, которое будет описано позже, может быть образовано на контактной поверхности другой детали из ниппеля 13 и муфты 14. В любом случае резьбовому соединению 50 для труб могут быть приданы сопротивление заеданию, газонепроницаемость и способность противостоять коррозии.In the case of a threaded pipe connection 50 with pin 13 and box 14 screwed together at shipment, a solid lubricant coating 23 may be formed on the contact surface of one of the pin 13 and box 14, and then the pin 13 and box 14 may be screwed together. friend. In this case, the composition is easier to apply to the connecting fitting 12, which is shorter than the steel pipes 11, each of which is longer. Therefore, a solid lubricating coating 23 is preferably formed on the contact surface of the socket 14 of the connection fitting 12. Outside the portions that form the threaded pipe connection 50, the front end portion of the pipe, where the pin 13 and the socket 14 are not screwed together during transport, can be configured as that a solid lubricating coating 23 is formed on the contact surfaces of both pin 13 and box 14 to provide corrosion protection along with lubricity. Instead, a solid lubricating coating 23 may be formed on the contact surface of one of the pin 13 and box 14, and a hard anti-corrosion coating, which will be described later, may be formed on the contact surface of the other part of the pin 13 and box 14. In any case, the threaded connection 50 for pipes can be given galling resistance, gas tightness and corrosion resistance.

Твердое смазочное покрытие 23 предпочтительно покрывает всю контактную поверхность по меньшей мере одного из ниппеля 13 и муфты 14. Твердое смазочное покрытие 23 может покрывать только честь контактной поверхности (например, только металлические уплотнительные участки 16 и 19).The solid lubricating coating 23 preferably covers the entire contact surface of at least one of the pin 13 and the box 14. The solid lubricating coating 23 may cover only a fraction of the contact surface (eg, only the metal sealing areas 16 and 19).

Твердое смазочное покрытие 23 может представлять собой единственный слой или многочисленные слои. Многочисленные слои подразумевают состояние, в котором два твердых смазочных покрытия 23 или более наслоены друг на друга, считая от стороны контактной поверхности. Два или более твердых смазочных покрытий 23 могут быть образованы повторением нанесения и отверждения композиции. Твердое смазочное покрытие 23 может быть образовано непосредственно на контактной поверхности, или может быть образовано после выполнения предварительной обработки, которая будет описана позже.Solid lubricant coating 23 may be a single layer or multiple layers. Multiple layers means a state in which two solid lubricant coatings 23 or more are layered on top of each other counted from the side of the contact surface. Two or more solid lubricant coatings 23 may be formed by repeating the application and curing of the composition. The solid lubricating coating 23 may be formed directly on the contact surface, or may be formed after performing pre-treatment, which will be described later.

Твердое смазочное покрытие 23 предпочтительно имеет толщину, варьирующуюся от 5 до 50 мкм. Когда твердое смазочное покрытие 23 имеет толщину 5 мкм или более, может быть обеспечена стабильная смазывающая способность. С другой стороны, когда твердое смазочное покрытие 23 имеет толщину 50 мкм или менее, обеспечивается стабильная адгезионная способность твердого смазочного покрытия 23. Кроме того, когда твердое смазочное покрытие 23 имеет толщину 50 мкм или менее, снижается давление на границе фаз, которое возникает, когда резьбовые участки скользят друг по другу, поскольку увеличивается допуск (зазор) в резьбовых участках на поверхности скольжения. Поэтому предотвращается чрезмерное повышение момента затяжки. Поэтому твердое смазочное покрытие 23 предпочтительно варьируется от 5 до 50 мкм. Нижний предел толщины твердого смазочного покрытия 23 более предпочтительно составляет 8 мкм, еще более предпочтительно 10 мкм. Верхний предел толщины твердого смазочного покрытия 23 более предпочтительно составляет 40 мкм, еще более предпочтительно 30 мкм.The solid lubricating coating 23 preferably has a thickness ranging from 5 to 50 microns. When the solid lubricant coating 23 has a thickness of 5 µm or more, stable lubricity can be ensured. On the other hand, when the solid lubricating coating 23 has a thickness of 50 μm or less, stable adhesiveness of the solid lubricating coating 23 is ensured. In addition, when the solid lubricating coating 23 has a thickness of 50 μm or less, the interfacial pressure that occurs when the threaded sections slide over each other as the tolerance (clearance) in the threaded sections on the sliding surface increases. Therefore, excessive tightening torque is prevented. Therefore, the solid lubricant coating 23 preferably ranges from 5 to 50 µm. The lower limit of the thickness of the solid lubricant coating 23 is more preferably 8 µm, even more preferably 10 µm. The upper limit of the thickness of the solid lubricant coating 23 is more preferably 40 µm, even more preferably 30 µm.

Твердое антикоррозионное покрытие.Hard anti-corrosion coating.

Описанное выше резьбовое соединение 50 для труб может включать твердое смазочное покрытие 23 на контактной поверхности одной детали из ниппеля 13 и муфты 14, и твердое антикоррозионное покрытие на другой детали из ниппеля 13 и муфты 14. Резьбовое соединение 50 для труб в некоторых случаях хранится в течение длительного периода времени, пока фактически не используется. В этом случае образование твердого антикоррозионного покрытия повышает способность ниппеля 13 и муфты 14 противостоять коррозии.The threaded pipe connection 50 described above may include a solid lubricant coating 23 on the contact surface of one part of the pin 13 and the box 14, and a hard anti-corrosion coating on the other part of the pin 13 and the box 14. The threaded pipe connection 50 in some cases is stored for long period of time until it is actually used. In this case, the formation of a hard anti-corrosion coating increases the ability of the pin 13 and the box 14 to resist corrosion.

- 10 040864- 10 040864

Твердое антикоррозионное покрытие представляет собой, например, хроматное покрытие, выполненное из хромата. Хроматное покрытие формируют общеизвестным хроматированием с образованием соединения трехвалентного хрома.The hard anti-corrosion coating is, for example, a chromate coating made of chromate. The chromate coating is formed by the well-known chromating to form a trivalent chromium compound.

Твердое антикоррозионное покрытие не ограничивается хроматным покрытием. Еще одно твердое антикоррозионное покрытие содержит, например, отверждаемую ультрафиолетовым излучением смолу. В этом случае твердое антикоррозионное покрытие является достаточно прочным, чтобы не разрушаться воздействующими на него силами, когда на него нанесен протектор. Кроме того, твердое антикоррозионное покрытие не расплавляется, даже если температура достигает точки росы, и поэтому твердое антикоррозионное покрытие подвергается воздействию водного конденсата во время перевозки или хранения резьбового соединения 50 для труб. Более того, твердое антикоррозионное покрытие с трудом размягчается даже при высокой температуре свыше 40°C. Отверждаемая ультрафиолетовым излучением смола представляет собой известную композицию смолы. Отверждаемая ультрафиолетовым излучением смола не ограничивается конкретной смолой, и может представлять собой любую смолу, которая содержит мономер и олигомер, и инициатор фотополимеризации, и реакция фотополимеризации начинается, когда проводится облучение ультрафиолетовым излучением с образованием отвержденного покрытия.Hard anti-corrosion coating is not limited to chromate coating. Another hard anti-corrosion coating contains, for example, a UV curable resin. In this case, the hard anti-corrosion coating is strong enough not to be destroyed by the forces acting on it when it is treaded. In addition, the hard anti-corrosion coating does not melt even if the temperature reaches the dew point, and therefore the hard anti-corrosion coating is exposed to water condensate during transportation or storage of the threaded pipe connection 50. Moreover, the hard anti-corrosion coating is difficult to soften even at high temperatures above 40°C. The UV curable resin is a known resin composition. The UV-curable resin is not limited to a specific resin, and may be any resin that contains a monomer and an oligomer and a photopolymerization initiator, and the photopolymerization reaction starts when UV irradiation is conducted to form a cured coating.

Плакирующий слой может быть образован на наружной контактной поверхности резьбового соединения 50 для труб, и на плакирующем слое может быть образовано описанное выше твердое антикоррозионное покрытие. Вместо этого твердое антикоррозионное покрытие может быть образовано непосредственно на наружной контактной поверхности.A cladding layer may be formed on the outer contact surface of the threaded pipe joint 50, and the above-described hard anti-corrosion coating may be formed on the cladding layer. Instead, a hard anti-corrosion coating can be formed directly on the outer contact surface.

Базовый материал резьбового соединения 50 для труб.Base material of threaded connection 50 for pipes.

Состав базового материала резьбового соединения 50 для труб не является конкретно ограниченным. Базовый материал резьбового соединения 50 для труб представляет собой, например, углеродистую сталь, нержавеющую сталь или легированную сталь. Среди легированных сталей высокие антикоррозионные характеристики имеет дуплексная нержавеющая сталь, содержащая Cr, Ni, Мо, и другие легирующие элементы, и Ni-сплав. Поэтому применение легированной стали любого из вышеописанных типов в качестве базового материала резьбового соединения 50 для труб обеспечивает превосходные антикоррозионные характеристики в коррозионно-агрессивной среде, содержащей сероводород, диоксид углерода или любое другое вещество.The composition of the base material of the threaded connection 50 for pipes is not particularly limited. The base material of the pipe fitting 50 is, for example, carbon steel, stainless steel, or alloy steel. Among alloy steels, duplex stainless steel containing Cr, Ni, Mo, and other alloying elements, and Ni-alloy has high anti-corrosion performance. Therefore, the use of an alloy steel of any of the above-described types as the base material of the threaded pipe connection 50 provides excellent anti-corrosion performance in a corrosive environment containing hydrogen sulfide, carbon dioxide, or any other substance.

Способ изготовления.Preparation method.

Ниже будет описан способ изготовления резьбового соединения 50 для труб согласно настоящему варианту осуществления.The manufacturing method of the threaded pipe connection 50 according to the present embodiment will be described below.

Способ изготовления резьбового соединения 50 для труб согласно настоящему варианту осуществления включает этап образования плакирующего слоя Zn-Ni-сплава и этап образования твердого смазочного покрытия.The method for manufacturing a threaded pipe joint 50 according to the present embodiment includes a step of forming a Zn-Ni alloy cladding layer and a step of forming a solid lubricant coating.

В настоящем варианте исполнения формируют негладкий плакирующий слой Zn-Ni-сплава. Поэтому среднеарифметическая шероховатость Ra1 поверхности плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава может быть большей, чем среднеарифметическая шероховатость Ra2 контактных поверхностей без выполнения струйной обработки. Т.е. в резьбовом соединении для труб, полученном способом согласно настоящему варианту осуществления, пескоструйную обработку, дробеструйную обработку и обдувку металлической крошкой не проводят.In the present embodiment, a non-smooth Zn-Ni alloy cladding layer is formed. Therefore, the arithmetic average surface roughness Ra1 of the Zn-Ni alloy cladding layer 21 can be larger than the arithmetic average roughness Ra2 of the contact surfaces without performing blasting. Those. in the threaded pipe joint obtained by the method of the present embodiment, sand blasting, shot blasting, and metal powder blasting are not performed.

Этап образования плакирующего слоя Zn-Ni-сплава.The stage of formation of the cladding layer of the Zn-Ni-alloy.

На этапе образования плакирующего слоя Zn-Ni-сплава обработку для плакирования Zn-Ni-сплавом проводят с образованием негладкого плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава на контактной поверхности по меньшей мере одного из ниппеля 13 и муфты 14 без выполнения струйной обработки. Плакирующий слой 21 Zn-Ni-сплава может быть образован на контактных поверхностях как ниппеля 13, так и муфты 14. Обработку для плакирования Zn-Ni-сплавом выполняют с использованием способа электролитического плакирования. Электролитическую плакирующую обработку для образования негладкого плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава проводят с использованием общеизвестного способа. Например, электролитическую плакирующую обработку выполняют таким способом, что контактную поверхность по меньшей мере одного из ниппеля 13 и муфты 14 погружают в плакирующую ванну, содержащую ионы цинка и никеля, и пропускают ток. Может быть использована имеющаяся в продаже на рынке ванна для негладкого плакирования. Полученный плакирующий слой Zn-Ni-сплава содержит от 10 до 16 мас.% Ni.In the step of forming the Zn-Ni alloy cladding layer, the Zn-Ni alloy cladding treatment is carried out to form a non-smooth Zn-Ni alloy cladding layer 21 on the contact surface of at least one of the pin 13 and the box 14 without performing blasting. The Zn-Ni alloy cladding layer 21 may be formed on the contact surfaces of both the pin 13 and the box 14. The Zn-Ni alloy cladding treatment is performed using an electrolytic cladding method. An electrolytic cladding treatment to form a non-smooth Zn-Ni alloy cladding layer 21 is carried out using a publicly known method. For example, the electrolytic cladding treatment is performed in such a manner that the contact surface of at least one of the pin 13 and the box 14 is immersed in a plating bath containing zinc and nickel ions and current is passed through. A commercially available non-smooth cladding bath may be used. The obtained cladding layer of the Zn-Ni-alloy contains from 10 to 16 wt.% Ni.

В настоящем варианте осуществления выполнение обработки с образованием негладкого плакирующего слоя Zn-Ni-сплава позволяет обеспечить среднеарифметическую шероховатость Ra1 поверхности плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава в диапазоне от 0,1 до 3,2 мкм. В результате этого эффект сцепления на основе шероховатости повышает адгезионную способность твердого смазочного покрытия 23. Когда адгезионная способность твердого смазочного покрытия 23 повышается, возрастает сопротивление заеданию резьбового соединения 50 для труб. Кроме того, когда повышается адгезионная способность твердого смазочного покрытия 23, также может поддерживаться на низком уровне крутящий момент на заплечике.In the present embodiment, performing the processing to form a non-smooth Zn-Ni alloy cladding layer makes it possible to achieve an arithmetic mean surface roughness Ra1 of the Zn-Ni alloy cladding layer 21 in the range of 0.1 to 3.2 µm. As a result, the adhesion effect based on the roughness increases the adhesiveness of the solid lubricant coating 23. When the adhesiveness of the solid lubricant coating 23 is increased, the galling resistance of the pipe threaded connection 50 increases. In addition, when the adhesiveness of the solid lubricating coating 23 is increased, the shoulder torque can also be kept low.

На этапе образования плакирующего слоя Zn-Ni-сплава содержание ионов никеля в плакирующей ванне для образования негладкого плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава, например, варьируется от 12 доIn the step of forming the Zn-Ni alloy cladding layer, the content of nickel ions in the cladding bath to form the non-smooth Zn-Ni alloy cladding layer 21, for example, varies from 12 to

- 11 040864 мас.%, как композиционное соотношение между ионами цинка и ионами никеля. Более конкретно, состав плакирующей ванны для образования негладкого плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава содержит, например, цинк: 20 г/л, хлорид никеля: 21 г/л, хлорид аммония: 240 г/л, и присадку: 100 мл/л. В этом случае содержание ионов никеля составляет 12,0 мас.%. Присадка представляет собой, например, продукт с наименованием DAIN Zinalloy AD2 производства фирмы Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. (лаборатория). Применение плакирующей ванны, имеющей описанный выше состав, позволяет сформировать негладкий плакирующий слой 21 Zn-Ni-сплава, имеющий среднеарифметическую шероховатость Ra1, варьирующуюся от 0,1 до 3,2 мкм. Применение плакирующей ванны, имеющей описанный выше состав, дополнительно позволяет обеспечить более высокую среднеарифметическую шероховатость Ra1 поверхности плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава, чем среднеарифметическая шероховатость Ra2 контактных поверхностей. Состав плакирующей ванны для образования негладкого плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава не ограничивается описанным выше составом, и может быть отрегулирован надлежащим образом до такой степени, чтобы мог быть получен негладкий плакирующий слой 21 Zn-Ni-сплава.- 11 040864 wt.%, as a compositional ratio between zinc ions and nickel ions. More specifically, the cladding bath composition for forming the non-smooth Zn-Ni alloy cladding layer 21 contains, for example, zinc: 20 g/l, nickel chloride: 21 g/l, ammonium chloride: 240 g/l, and an additive: 100 ml/ l. In this case, the nickel ion content is 12.0% by weight. The additive is, for example, a product named DAIN Zinalloy AD2 manufactured by Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. (laboratory). The use of a cladding bath having the composition described above makes it possible to form a non-smooth Zn-Ni alloy cladding layer 21 having an arithmetic mean roughness Ra1 ranging from 0.1 to 3.2 μm. The use of a cladding bath having the composition described above further makes it possible to provide a higher arithmetic mean roughness Ra1 of the surface of the Zn-Ni alloy cladding layer 21 than the arithmetic mean roughness Ra2 of the contact surfaces. The composition of the cladding bath for forming the non-smooth Zn-Ni alloy cladding layer 21 is not limited to the composition described above, and can be appropriately adjusted to such an extent that a non-smooth Zn-Ni alloy cladding layer 21 can be obtained.

Условия электролитической плакирующей обработки могут быть отрегулированы надлежащим образом. Примеры условий электролитической плакирующей обработки могут включать значение pH плакирующей ванны: от 1 до 10, температуру плакирующей ванны: от 10 до 60°C, плотность тока: от 1 до 100 А/дм2, и продолжительность обработки: от 0,1 до 30 мин. Толщина плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава предпочтительно варьируется от 1 до 20 мкм, как описано выше.The conditions of the electroplating cladding treatment can be adjusted appropriately. Examples of electrolytic cladding treatment conditions may include plating bath pH: 1 to 10, plating bath temperature: 10 to 60°C, current density: 1 to 100 A/dm 2 , and treatment time: 0.1 to 30 min. The thickness of the Zn-Ni alloy cladding layer 21 preferably ranges from 1 to 20 µm as described above.

Этап образования твердого смазочного покрытия.The stage of formation of a solid lubricating coating.

После этапа образования плакирующего слоя Zn-Ni-сплава проводят этап образования твердого смазочного покрытия. На этапе образования твердого смазочного покрытия сначала получают композицию твердого смазочного покрытия (далее также называемую композицией). Композицию получают смешением описанных выше частиц смазочного материала и связующего материала. Кроме того, композиция может содержать растворитель и другие компоненты, описанные выше.After the stage of formation of the cladding layer of the Zn-Ni alloy, the stage of formation of a solid lubricating coating is carried out. In the step of forming a solid lubricating coating, first, a solid lubricating coating composition (hereinafter also referred to as a composition) is prepared. The composition is obtained by mixing the above-described lubricant particles and a binder. In addition, the composition may contain a solvent and other components described above.

Полученную композицию наносят на плакирующий слой 21 Zn-Ni-сплава. Способ нанесения не ограничивается конкретным способом. Например, может быть использован пульверизатор для напыления композиции в растворителе на плакирующий слой 21 Zn-Ni-сплава. В этом случае композицию равномерно наносят на плакирующий слой 21 Zn-Ni-сплава. Ниппель 13 или муфту 14, на которые была нанесена композиция, высушивают или нагревают и высушивают. Нагревание и высушивание могут быть выполнены, например, с использованием имеющейся в продаже на рынке сушилки с нагретым воздухом. При этом композиция отверждается, и отвержденная композиция образует твердое смазочное покрытие 23 на плакирующем слое 21 Zn-Ni-сплава. Условия нагревания и сушки могут быть отрегулированы надлежащим образом с учетом температуры кипения, температуры плавления и других характеристик каждого из содержащихся в композиции компонентов.The resulting composition is applied to the cladding layer 21 of the Zn-Ni alloy. The application method is not limited to a particular method. For example, a spray gun can be used to spray the composition in a solvent onto the cladding layer 21 of the Zn-Ni alloy. In this case, the composition is uniformly applied to the cladding layer 21 of the Zn-Ni alloy. The pin 13 or sleeve 14 to which the composition has been applied is dried or heated and dried. Heating and drying can be performed, for example, using a commercially available heated air dryer. When this composition is cured, and the cured composition forms a solid lubricating coating 23 on the cladding layer 21 of the Zn-Ni alloy. The conditions for heating and drying can be adjusted appropriately, taking into account the boiling point, melting point and other characteristics of each of the components contained in the composition.

Для образования твердого смазочного покрытия 23 с использованием композиции без применения растворителя может быть использован, например, способ горячего расплава. В способе горячего расплава композицию нагревают до жидкого состояния. Для напыления композиции в жидком состоянии используют, например, пульверизатор, имеющий функцию поддерживания температуры. Тем самым композицию равномерно наносят на плакирующий слой 21 Zn-Ni-сплава. Температура, до которой нагревают композицию, может быть отрегулирована с учетом температуры плавления и температуры размягчения связующего материала и других компонентов, описанных выше. Ниппель 13 или муфту 14, на которые была нанесена композиция, охлаждают на воздухе или охлаждают иным способом. Тем самым композиция затвердевает с образованием твердого смазочного покрытия 23 на плакирующем слое 21 Zn-Ni-сплава.For the formation of a solid lubricating coating 23 using a composition without the use of a solvent, for example, a hot melt method can be used. In the hot melt process, the composition is heated to a liquid state. For spraying the composition in the liquid state, for example, a spray gun with a temperature maintenance function is used. Thereby, the composition is evenly applied to the cladding layer 21 of the Zn-Ni alloy. The temperature to which the composition is heated can be adjusted to take into account the melting and softening temperatures of the binder and other components described above. The pin 13 or sleeve 14 to which the composition has been applied is cooled in air or otherwise cooled. Thereby, the composition solidifies to form a solid lubricating coating 23 on the cladding layer 21 of the Zn-Ni alloy.

Образование твердого антикоррозионного покрытия (хроматирование с образованием соединения трехвалентного хрома).Formation of a solid anti-corrosion coating (chromating with the formation of a trivalent chromium compound).

Этап образования плакирующего слоя Zn-Ni-сплава и этап образования твердого смазочного покрытия могут быть проведены на контактной поверхности одной детали из ниппеля 13 и муфты 14 с образованием плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава и твердого смазочного покрытия 23, как описано выше.The step of forming the Zn-Ni alloy cladding layer and the step of forming the solid lubricant coating can be carried out on the contact surface of one piece of the pin 13 and the box 14 to form the Zn-Ni alloy cladding layer 21 and the solid lubricant coating 23 as described above.

С другой стороны, на контактной поверхности другой детали из ниппеля 13 и муфты 14 могут быть образованы плакирующий слой 21 Zn-Ni-сплава и твердое смазочное покрытие 23, или плакирующий слой 21 Zn-Ni-сплава и/или твердое антикоррозионное покрытие. Нижеследующее описание будет приведено для случая, где на другой контактной поверхности образованы плакирующий слой 21 Zn-Ni-сплава и твердое антикоррозионное покрытие, образованное в виде хроматного покрытия.On the other hand, a Zn-Ni alloy cladding layer 21 and a hard lubricating coating 23, or a Zn-Ni alloy cladding layer 21 and/or a hard anti-corrosion coating can be formed on the contact surface of the other part from the pin 13 and the box 14. The following description will be given for a case where a Zn-Ni alloy cladding layer 21 and a hard anti-corrosion coating formed as a chromate coating are formed on the other contact surface.

В этом случае описанную выше этап образования плакирующего слоя Zn-Ni-сплава проводят с образованием плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава. После этапа образования плакирующего слоя Zn-Ni-сплава выполняют хроматирование с образованием соединения трехвалентного хрома как твердого антикоррозионного покрытия.In this case, the above-described step of forming the Zn-Ni alloy cladding layer is carried out to form the Zn-Ni alloy cladding layer 21 . After the stage of formation of the cladding layer of the Zn-Ni-alloy, chromating is performed with the formation of a trivalent chromium compound as a solid anti-corrosion coating.

Хроматирование с образованием соединения трехвалентного хрома представляет собой обработку для образования покрытия хромата на основе соединения трехвалентного хрома (хроматного покрытия). Хроматное покрытие, образованное при хроматировании с образованием соединения трехвалентного хрома, предотвращает появление белых выцветов на поверхности плакирующего слоя Zn-сплава. ПоэтоTrivalent chromium compound chromating is a treatment for forming a chromate coating based on a trivalent chromium compound (chromate coating). The chromate coating formed by chromating to form a trivalent chromium compound prevents white efflorescence on the surface of the Zn alloy cladding layer. Poeto

- 12 040864 му улучшается внешний вид изделия. Хроматирование с образованием соединения трехвалентного хрома может быть проведено с использованием общеизвестного способа. Например, контактную поверхность по меньшей мере одного из ниппеля 13 и муфты 14 погружают в жидкость для хроматирования, или жидкость для хроматирования распыляют и наносят на контактную поверхность. Затем контактную поверхность промывают. Вместо этого контактная поверхность может быть промыта после того, как контактная поверхность погружена в жидкость для хроматирования, и через нее пропущен ток. Или же вместо этого жидкость для хроматирования может быть нанесена на контактную поверхность, и затем нагрета и высушена. Условия хроматирования с образованием соединения трехвалентного хрома могут быть отрегулированы надлежащим образом.- 12 040864 mu improves the appearance of the product. Chromatization to form a trivalent chromium compound can be carried out using a commonly known method. For example, the contact surface of at least one of the pin 13 and the box 14 is immersed in the chromate fluid, or the chromate fluid is sprayed and applied to the contact surface. Then the contact surface is washed. Instead, the contact surface may be rinsed after the contact surface has been immersed in the chromating fluid and current has been passed through it. Or, instead, the chromating fluid can be applied to the contact surface, and then heated and dried. The conditions for chromating to form a trivalent chromium compound can be suitably adjusted.

Подготовительный этап.Preparatory stage.

Если требуется, описанный выше способ изготовления может включать подготовительный этап перед этапом образования плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава. Например, подготовительный этап представляет собой травление и щелочное обезжиривание. На подготовительном этапе удаляют, например, смазку и другие вещества, налипшие на контактную поверхность. Кроме того, подготовительный этап может включать шлифование, такое как механическое отшлифовывание, в качестве окончательной обработки. Применяемое здесь шлифование, такое как механическое отшлифовывание в качестве окончательной обработки, имеет отношение к снижению поверхностной шероховатости резанием.If required, the above-described manufacturing method may include a preparatory step before the step of forming the Zn-Ni alloy cladding layer 21 . For example, the preparatory step is pickling and alkaline degreasing. In the preparatory step, for example, grease and other substances adhering to the contact surface are removed. In addition, the preparatory step may include grinding, such as mechanical grinding, as finishing. The grinding used here, such as mechanical grinding as finishing, is related to the reduction of surface roughness by cutting.

Резьбовое соединение 50 для труб согласно настоящему варианту осуществления получают проведением описанных выше технологических этапов.The threaded pipe connection 50 according to the present embodiment is obtained by carrying out the process steps described above.

Пример.Example.

Ниже будет описан пример. Однако следует отметить, что пример не ограничивает настоящее изобретение. В примере контактная поверхность ниппеля 13 называется поверхностью ниппеля, и контактная поверхность муфты 14 называется поверхностью муфты. Кроме того, символ % в примере означает мас.%, если конкретно не оговорено иное.An example will be described below. However, it should be noted that the example does not limit the present invention. In the example, the contact surface of the pin 13 is called the pin surface, and the contact surface of the box 14 is called the box surface. In addition, the symbol % in the example means wt.%, unless specifically stated otherwise.

В настоящем примере использовали сталь марки SM13CRS-110 для трубных соединений VAM21 (зарегистрированная торговая марка) производства фирмы NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL CORPORATION. Сталь марки SM13CRS-110 для трубных соединений VAM21 (зарегистрированная торговая марка) представляет собой резьбовое соединение для труб, имеющей наружный диаметр 177,80 мм (7 дюймов) и толщину стенки 11,506 мм (0,453 дюйма). Тип стали представлен сталью 13Cr. Состав стали 13Cr был следующим: C: 0,03% или менее; Si: 0,5% или менее, Mn: 0,5% или менее, Ni: от 5,0 до 6,5%, Cr: от 11,5 до 13,5%, Мо: от 1,5 до 3,0%; и остальное количество: Fe и примеси.In this example, SM13CRS-110 pipe joint steel VAM21 (registered trademark) manufactured by NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL CORPORATION was used. SM13CRS-110 Pipe Connection Steel VAM21 (Registered Trademark) is a threaded connection for pipes with an outer diameter of 177.80 mm (7 inches) and a wall thickness of 11.506 mm (0.453 inches). The steel type is represented by 13Cr steel. The composition of the 13Cr steel was as follows: C: 0.03% or less; Si: 0.5% or less, Mn: 0.5% or less, Ni: 5.0 to 6.5%, Cr: 11.5 to 13.5%, Mo: 1.5 to 3 .0%; and the rest: Fe and impurities.

Механическое шлифование как окончательную обработку выполняли на поверхности ниппеля и поверхности муфты в испытании с каждым номером. Табл. 1 показывает среднеарифметическую шероховатость Ra2 контактной поверхности в испытании с каждым номером. Среднеарифметическую шероховатость Ra2 измеряли на основе стандарта JIS B0601 (2001). Для измерения среднеарифметической шероховатости Ra применяли лазерный микроскоп VK-X110 производства фирмы KEYENCE Corporation. Данные, измеренные в пределах квадрата величиной 1,25 мм с интервалами 0,85 мкм, собирали в форме карты. Критическую величину λc и длину измерения для расчета кривой шероховатости заимствовали из стандартных величин в стандарте JIS B0601 (1994). Среднеарифметическую шероховатость измеряли по направлению шлифования.Mechanical grinding as finishing was performed on the surface of the pin and the surface of the box in the test with each number. Tab. 1 shows the arithmetic mean roughness Ra2 of the contact surface in the test with each number. The arithmetic mean roughness Ra2 was measured based on JIS B0601 (2001). To measure the arithmetic mean roughness Ra, a VK-X110 laser microscope manufactured by KEYENCE Corporation was used. Data measured within a 1.25 mm square at 0.85 µm intervals were collected in the form of a map. The critical value λ c and the measurement length for calculating the roughness curve were taken from the standard values in JIS B0601 (1994). The arithmetic mean roughness was measured in the direction of grinding.

Содержание Ni в плакирующем слое 21 Zn-Ni-сплава варьировало от 10 до 16 мас.%.The content of Ni in the cladding layer 21 of the Zn-Ni-alloy varied from 10 to 16 wt.%.

- 13 040864- 13 040864

Таблица 2table 2

Номер Number Ниппель Nipple Муфта Coupling Сопротивле Resist испытания tests Плакирую crying Предварите Preview Среднеарифм arithm mean Среднеари Sredneari Твердое solid ние nie щая schaya льная linen етическая ethical фметическ fmetically смазочное lubricant заеданию jamming обработка Zn-Niсплавом treatment Zn-Ni alloy обработка treatment шероховатост ь Ra2 (мкм) контактной поверхности roughness Ra2 (µm) contact surfaces ая шероховат ость Rai (мкм) плакирую щего слоя Zn-Ni- сплава and I roughness Rai (µm) of the cladding layer Zn-Ni- alloy покрытие coating (число циклов затягивания и ослабления, которое вызывало заедание) (number of tightening and loosening cycles that caused seizing) 1 1 выполнял и performed And проводили шлифовани е, и оставляли как есть grinding was carried out, and left as it is 0,061 0.061 0,056 0.056 образован о educated O 5 5 2 2 выполнял и performed And проводили шлифовани е, и оставляли как есть carried out grinding e, and left as it is 0,061 0.061 0,276 0.276 образован о educated O 10 10 Контрольн ый Пример Test Case выполнял и performed And проводили шлифовани е и пескоструй ную обработку carried out grinding e and sandblasting 2,700 2,700 2,680 2,680 образован о educated O 10 10

Плакирующий слой и покрытие сформировали следующим образом.The cladding layer and coating were formed as follows.

Испытание номер 1.Test number 1.

В случае испытания номер 1, выполнили электролитическое плакирование с образованием гладкого слоя Zn-Ni-сплава на поверхностях ниппеля 13 и муфты 14 для получения гладкого плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава, имеющего толщину 10 мкм. Электролитическое плакирование проводили в следующих условиях: значение pH плакирующей ванны: 6,5; температура плакирующей ванны: 25°C; плотность тока: 2 А/дм2; и продолжительность обработки: 18 мин. Состав плакирующей жидкости был следующим: Zn: 5 г/л; Ni: 24 г/л; хлорид аммония: 206 г/л; борная кислота: 120 г/л; и присадка: 20 мл/л. Присадка представляла собой продукт с наименованием DAIN Zinalloy ADI производства фирмы Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. (лаборатория). Состав гладкого плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава был следующим: Zn: 87%; и Ni: 13%. Среднеарифметическую шероховатость Ra после обработки плакированием для получения гладкого слоя Zn-Ni-сплава измеряли с использованием такого же метода измерения, как использованный для измерения среднеарифметической шероховатости Ra2 контактных поверхностей. Значение λc составляло 0,25 мм, и длина измерения составляла 0,67 мм. Для муфты 14 сформировали на ней твердое смазочное покрытие 23. Твердое смазочное покрытие 23 представляло собой покрытие из имеющейся в продаже на рынке термоотверждаемой эпоксидной смолы. Твердое смазочное покрытие 23 имело толщину пленки 25 мкм.In the case of test number 1, electrolytic cladding was performed to form a smooth Zn-Ni alloy layer on the surfaces of the pin 13 and box 14 to obtain a smooth Zn-Ni alloy cladding layer 21 having a thickness of 10 µm. Electrolytic plating was carried out under the following conditions: pH value of the plating bath: 6.5; cladding bath temperature: 25°C; current density: 2 A/dm 2 ; and processing time: 18 min. The composition of the cladding liquid was as follows: Zn: 5 g/l; Ni: 24 g/l; ammonium chloride: 206 g/l; boric acid: 120 g/l; and additive: 20 ml/l. The additive was a product with the name DAIN Zinalloy ADI manufactured by Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. (laboratory). The composition of the smooth cladding layer 21 of the Zn-Ni alloy was as follows: Zn: 87%; and Ni: 13%. The arithmetic mean roughness Ra after the cladding treatment to obtain a smooth Zn-Ni alloy layer was measured using the same measurement method as that used to measure the arithmetic mean roughness Ra2 of the contact surfaces. The λ c value was 0.25 mm and the measurement length was 0.67 mm. A solid lubricating coating 23 was formed on the sleeve 14. The solid lubricating coating 23 was a coating of a commercially available thermoset epoxy resin. The solid lubricant coating 23 had a film thickness of 25 µm.

Испытание номер 2.Test number 2.

В случае испытания номер 2, выполнили электролитическое плакирование с образованием негладкого слоя Zn-Ni-сплава на поверхностях ниппеля 13 и муфты 14 для получения негладкого плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава, имеющего толщину 10 мкм. Электролитическое плакирование проводили в следующих условиях: значение pH плакирующей ванны: 5,5; температура плакирующей ванны: 35°C; плотность тока: 6 А/дм2; и продолжительность обработки: 400 секунд. Состав плакирующей жидкости был следующим: Zn: 25 г/л; Ni: 28 г/л; хлорид аммония: 240 г/л; и присадка: 100 мл/л. Присадка представляла собой продукт с наименованием DAIN Zinalloy AD2 производства фирмы Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. (лаборатория). Состав негладкого плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава был следующим: Zn: 87%; и Ni: 13%. Среднеарифметическую шероховатость Ra после обработки плакированием для получения негладкого слоя Zn-Ni-сплава измеряли с использованием такого же метода измерения, как использованный дляIn the case of test number 2, electrolytic cladding was performed to form a non-smooth Zn-Ni alloy layer on the surfaces of the pin 13 and box 14 to obtain a non-smooth Zn-Ni alloy cladding layer 21 having a thickness of 10 μm. Electrolytic plating was carried out under the following conditions: pH value of the plating bath: 5.5; cladding bath temperature: 35°C; current density: 6 A/dm 2 ; and processing time: 400 seconds. The composition of the cladding liquid was as follows: Zn: 25 g/l; Ni: 28 g/l; ammonium chloride: 240 g/l; and additive: 100 ml/l. The additive was a product named DAIN Zinalloy AD2 manufactured by Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. (laboratory). The composition of the non-smooth Zn-Ni alloy cladding layer 21 was as follows: Zn: 87%; and Ni: 13%. The arithmetic mean roughness Ra after cladding treatment to obtain a non-smooth Zn-Ni alloy layer was measured using the same measurement method as used for

- 14 040864 измерения среднеарифметической шероховатости Ra2 контактных поверхностей. Значение λc составляло 0,8 мм, и длина измерения составляла 1,25 мм. Для муфты 14 сформировали на ней твердое смазочное покрытие 23. Твердое смазочное покрытие 23 представляло собой покрытие из имеющейся в продаже на рынке термоотверждаемой эпоксидной смолы. Твердое смазочное покрытие 23 имело толщину пленки 25 мкм.- 14 040864 measurements of the arithmetic mean roughness Ra2 of the contact surfaces. The λ c value was 0.8 mm and the measurement length was 1.25 mm. A solid lubricating coating 23 was formed on the sleeve 14. The solid lubricating coating 23 was a coating of a commercially available thermoset epoxy resin. The solid lubricant coating 23 had a film thickness of 25 µm.

Контрольный пример.Test case.

В контрольном примере на поверхности муфты 14 провели пескоструйную обработку. Среднеарифметическую шероховатость Ra2 поверхности подвергнутой пескоструйной обработке муфты 14 измеряли с использованием описанного выше метода. Критическая величина λc и длина измерения для расчета кривой шероховатости были заимствованы из стандартных значений в стандарте JIS B0601 (1994). Среднеарифметическую шероховатость измеряли по направлению шлифования. Электролитическое плакирование для нанесения гладкого слоя 21 Zn-Ni-сплава выполняли на поверхностях ниппеля 13 и муфты 14 с образованием гладкого плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава, имеющего толщину 10 мкм. Электролитическое плакирование проводили в следующих условиях: значение pH плакирующей ванны: 6,5; температура плакирующей ванны: 25°C; плотность тока: 2 А/дм2; и продолжительность обработки: 18 мин. Состав плакирующей жидкости был следующим: Zn: 5 г/л; Ni: 24 г/л; хлорид аммония: 206 г/л; борная кислота: 120 г/л; и присадка: 20 мл/л. Присадка представляла собой продукт с наименованием DAIN Zinalloy ADI производства фирмы Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. (лаборатория). Состав гладкого плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава был следующим: Zn: 87%; и Ni: 13%. Среднеарифметическую шероховатость Ra после обработки плакированием для получения гладкого слоя Zn-Ni-сплава измеряли с использованием такого же метода измерения, как использованный для измерения среднеарифметической шероховатости Ra2 контактных поверхностей. Критическую величину λc и длину измерения для расчета кривой шероховатости заимствовали из стандартных величин в стандарте JIS B0601 (1994). Среднеарифметическую шероховатость измеряли по направлению шлифования. Для муфты 14 сформировали на ней твердое смазочное покрытие 23. Твердое смазочное покрытие 23 представляло собой покрытие из имеющейся в продаже на рынке термоотверждаемой эпоксидной смолы. Твердое смазочное покрытие 23 имело толщину пленки 25 мкм.In the control example, the surface of the sleeve 14 was sandblasted. The arithmetic mean surface roughness Ra2 of the sandblasted sleeve 14 was measured using the method described above. The critical value λ c and the measurement length for calculating the roughness curve were taken from the standard values in JIS B0601 (1994). The arithmetic mean roughness was measured in the direction of grinding. Electrolytic cladding to deposit a smooth Zn-Ni alloy layer 21 was performed on the surfaces of the pin 13 and box 14 to form a smooth Zn-Ni alloy clad layer 21 having a thickness of 10 μm. Electrolytic plating was carried out under the following conditions: pH value of the plating bath: 6.5; cladding bath temperature: 25°C; current density: 2 A/dm 2 ; and processing time: 18 min. The composition of the cladding liquid was as follows: Zn: 5 g/l; Ni: 24 g/l; ammonium chloride: 206 g/l; boric acid: 120 g/l; and additive: 20 ml/l. The additive was a product with the name DAIN Zinalloy ADI manufactured by Daiwa Fine Chemicals Co., Ltd. (laboratory). The composition of the smooth cladding layer 21 of the Zn-Ni alloy was as follows: Zn: 87%; and Ni: 13%. The arithmetic mean roughness Ra after the cladding treatment to obtain a smooth Zn-Ni alloy layer was measured using the same measurement method as that used to measure the arithmetic mean roughness Ra2 of the contact surfaces. The critical value λ c and the measurement length for calculating the roughness curve were taken from the standard values in JIS B0601 (1994). The arithmetic mean roughness was measured in the direction of grinding. A solid lubricating coating 23 was formed on the sleeve 14. The solid lubricating coating 23 was a coating of a commercially available thermoset epoxy resin. The solid lubricant coating 23 had a film thickness of 25 µm.

Оценивали сопротивление заеданию и крутящий момент на заплечике. В контрольном примере оценивали только сопротивление заеданию, но крутящий момент на заплечике не оценивали.Seizure resistance and shoulder torque were evaluated. In the control example, only the galling resistance was evaluated, but the shoulder torque was not evaluated.

Оценочное испытание сопротивления заеданию.Seizure resistance evaluation test.

Оценочное испытание сопротивления заеданию проводили в соответствии со стандартом ISO 13679 (2011). Более конкретно, ниппели 13 и муфты 14 в испытаниях номер 1 и 2 свинчивали друг с другом с затягиванием вручную (затягиваем с приложением мускульного усилия), пока резьбовые участки не входили в зацепление между собой на начальном этапе затягивания. После затягивания вручную использовали приводной трубный ключ для повторения затягивания и ослабления, чтобы оценивать сопротивление заеданию. Поверхности ниппелей 13 и поверхности муфт 14 визуально обследовали всякий раз, как только проводили затягивание и ослабление. Происходило ли заедание, проверяли визуальным обследованием. В случае, где степень заедания была малой, и поэтому поверхность была пригодной для ремонта, обусловленные заеданием задиры ремонтировали, и испытание продолжали. Измеряли число циклов затягивания и ослабления в момент времени, когда происходило такое заедание, что поверхность становилась непригодной для ремонта. Результат измерения показан в поле сопротивление заеданию в табл. 2.The seizing resistance evaluation test was carried out in accordance with ISO 13679 (2011). More specifically, the nipples 13 and boxes 14 in test numbers 1 and 2 were screwed together with hand tightening (muscle tightening) until the threaded portions engaged with each other in the initial tightening step. After hand tightening, a power tong was used to repeat the tightening and loosening to evaluate galling resistance. The surfaces of the nipples 13 and the surfaces of the boxes 14 were visually inspected each time tightening and loosening were performed. Whether jamming occurred was checked by visual inspection. In the case where the degree of seizing was small and therefore the surface was repairable, the seizing caused by seizing was repaired and the test was continued. The number of tightening and loosening cycles was measured at the point in time when seizing occurred such that the surface became unsuitable for repair. The result of the measurement is shown in the Jam Resistance field in Table 1. 2.

Испытание для измерения крутящего момента на заплечике.Shoulder torque test.

Ниппели 13 и муфты 14 в испытаниях номер 1 и 2 свинчивали друг с другом, и число циклов затягивания (одно действие для свинчивания и действие для развинчивания считались как один цикл затягивания), и измеряли крутящий момент. Измеренные число оборотов и крутящий момент наносили на график для определения крутящего момента на заплечике. Повторяли свинчивание и развинчивание (затягивание), и каждый раз измеряли крутящий момент на заплечике. Полученный крутящий момент на заплечике использовали для расчета отношения крутящего момента на заплечике к целевому моменту затяжки (ShT%). Целевой момент затяжки был настроен на фиксированное значение. Табл. 3 показывает результаты расчета. В случае испытания номер 1, заедание происходило таким образом, что контактная поверхность была неремонтируемой при пятом затягивании и ослаблении, после чего последующие испытания ввиду этого не проводили.The nipples 13 and box 14 in test numbers 1 and 2 were screwed together and the number of tightening cycles (one make-up action and one break-out action counted as one tightening cycle) and the torque was measured. The measured RPM and torque were plotted on a graph to determine shoulder torque. Make-up and break-out (tightening) were repeated, and the torque at the shoulder was measured each time. The resulting shoulder torque was used to calculate the ratio of shoulder torque to target torque (ShT%). The target torque has been set to a fixed value. Tab. 3 shows the calculation results. In the case of test number 1, seizing occurred in such a way that the contact surface was unrepairable at the fifth tightening and loosening, after which subsequent tests were therefore not carried out.

--

Claims (1)

Результаты оценки.Evaluation results. В случае испытания номер 2 сформировали негладкий плакирующий слой 21 Zn-Ni-сплава. Поэтому не проводили этап создания поверхностной шероховатости, такую как пескоструйная обработка, но среднеарифметическая шероховатость Ra1 поверхности плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава варьировала от 0,1 до 3,2 мкм. В результате этого сопротивление заеданию составляло 10, которое является высоким значением. Сопротивление заеданию в случае испытания номер 2 является почти равным величине сопротивления заеданию, достигнутого в контрольном примере, в котором проводили пескоструйную обработку. Кроме того, в случае испытания номер 2, в котором негладкий плакирующий слой 21 Zn-Niсплава сформировали без выполнения пескоструйной обработки, среднеарифметическая шероховатость Ra1 поверхности плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава была большей, чем среднеарифметическая шероховатость Ra2 контактной поверхности. Более того, в случае испытания номер 2 крутящий момент на заплечике сохранялся при более низком значении, чем крутящий момент на заплечике в случае испытания номер 1, даже после повторения затягивания и ослабления.In the case of test number 2, a non-smooth Zn-Ni alloy cladding layer 21 was formed. Therefore, a surface roughening step such as sandblasting was not carried out, but the arithmetic average surface roughness Ra1 of the 21 Zn-Ni alloy cladding layer varied from 0.1 to 3.2 µm. As a result, the galling resistance was 10, which is a high value. The galling resistance in the case of test number 2 is almost equal to the amount of galling resistance achieved in the control example in which sandblasting was carried out. In addition, in the case of test number 2, in which the non-smooth Zn-Ni alloy cladding layer 21 was formed without performing sandblasting, the arithmetic average surface roughness Ra1 of the Zn-Ni alloy cladding layer 21 was larger than the arithmetic average roughness Ra2 of the contact surface. Moreover, in the case of test number 2, the shoulder torque was maintained at a lower value than the shoulder torque in case of test number 1, even after repeated tightening and loosening. В случае испытания номер 1, в котором сформировали гладкий плакирующий слой 21 Zn-Ni-сплава, среднеарифметическая шероховатость Ra1 поверхности плакирующего слоя 21 Zn-Ni-сплава составляла менее 0,1 мкм. Поэтому сопротивление заеданию было плохим. Кроме того, в случае испытания номер 1 крутящий момент на заплечике возрастал по мере повторения затягивания и ослабления.In the case of test No. 1, in which a smooth Zn-Ni alloy cladding layer 21 was formed, the arithmetic average surface roughness Ra1 of the Zn-Ni alloy cladding layer 21 was less than 0.1 µm. Therefore, galling resistance was poor. In addition, in the case of test number 1, the torque on the shoulder increased as tightening and loosening were repeated. Выше был описан вариант осуществления настоящего изобретения. Однако описанный выше вариант осуществления представляет собой только один пример осуществления настоящего изобретения. Поэтому настоящее изобретение не ограничивается описанным выше вариантом осуществления, и описанный выше вариант осуществления может быть изменен надлежащим образом в такой мере, что изменение не выходит за пределы предмета настоящего изобретения, и исполняется в измененной форме.The embodiment of the present invention has been described above. However, the embodiment described above is only one embodiment of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the above-described embodiment can be appropriately modified to the extent that the change does not go beyond the scope of the present invention, and is executed in an amended form. Список ссылочных позиций.List of reference positions. 11 - стальная труба,11 - steel pipe, 12 - соединительный фитинг,12 - connecting fitting, 13 - ниппель,13 - nipple, 14 - муфта,14 - clutch, 15 - участок наружной резьбы,15 - external thread section, 16 , 19 - металлический уплотнительный участок,16, 19 - metal sealing area, 17 , 18 - заплечиковый участок,17, 18 - shoulder section, 20 - участок внутренней резьбы,20 - internal thread section, 21 - плакирующий слой Zn-Ni-сплава 23 твердое смазочное покрытие,21 - cladding layer of Zn-Ni-alloy 23 solid lubricating coating, 50 - резьбовое соединение для труб.50 - threaded connection for pipes. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Резьбовое соединение для труб, включающее ниппель и муфту, каждый из которых включает контактную поверхность, включающую резьбовой участок, причем резьбовое соединение для труб содержит:1. A threaded connection for pipes, including a nipple and a sleeve, each of which includes a contact surface, including a threaded section, and a threaded connection for pipes contains: плакирующий слой Zn-Ni-сплава, образованный на контактной поверхности по меньшей мере одного из ниппеля и муфты и содержащий от 10 до 16 мас.% Ni; и твердое смазочное покрытие, образованное на плакирующем слое Zn-Ni-сплава, причем контактная поверхность, на которой образован плакирующий слой Zn-Ni-сплава, является отшлифованной, и когда среднеарифметическая шероховатость поверхности плакирующего слоя Zn-Ni-сплава, измеренная с использованием лазерного микроскопа вдоль направления, в котором отшлифована контактная a Zn-Ni alloy cladding layer formed on the contact surface of at least one of the pin and box and containing 10 to 16 wt % Ni; and a solid lubricant coating formed on the Zn-Ni alloy clad layer, wherein the contact surface on which the Zn-Ni alloy clad layer is formed is ground, and when the arithmetic mean surface roughness of the Zn-Ni alloy clad layer measured using a laser microscope along the direction in which the contact --
EA202090937 2017-10-13 2018-10-12 THREADED JOINT FOR PIPE AND METHOD FOR MANUFACTURING THREADED JOINT FOR PIPE EA040864B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-199005 2017-10-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA040864B1 true EA040864B1 (en) 2022-08-09

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108474502B (en) Threaded joint for pipes and method for manufacturing threaded joint for pipes
CA3008781C (en) Threaded connection for pipe or tube and method for producing the threaded connection for pipe or tube
US11493155B2 (en) Threaded connection for pipe and method for producing threaded connection for pipe
RU2729482C1 (en) Threaded joint for pipes or tubes and method of making threaded joint for pipes or tubes
EA024642B1 (en) Process for coating a threaded tubular component, threaded tubular component and resulting connection
EA040864B1 (en) THREADED JOINT FOR PIPE AND METHOD FOR MANUFACTURING THREADED JOINT FOR PIPE
JP2018123831A (en) Screw joint for pipe and manufacturing method of screw joint for pipe
OA20120A (en) Threaded joint for pipes and method for producing threaded joint for pipes.
WO2020021691A1 (en) Screw joint for pipe and method for manufacturing screw joint for pipe
JP2018123349A (en) Screw joint for tube and manufacturing method of screw joint for tube
BR112020007202B1 (en) THREADED PIPE CONNECTION AND METHOD FOR PRODUCING THE THREADED TUBE CONNECTION
EA045795B1 (en) METAL PIPE FOR OIL WELL AND METHOD OF ITS MANUFACTURE
OA18803A (en) Threaded joint for pipe, and manufacturing method of threaded joint for pipe.
OA18804A (en) Threaded Joint for pipe and manufacturing method of threaded Joint for pipe.