JP2003042353A - 耐焼付き性に優れた鋼管用ねじ継手 - Google Patents

耐焼付き性に優れた鋼管用ねじ継手

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ねじ部とねじ無し金属接触部とを含む接触表
面をそれぞれ有するピンとボックスとから構成される鋼
管用ねじ継手に、重金属粉を含む液状潤滑剤を塗布せず
に、締付けと緩めを繰り返すことができるように、耐焼
付き性を付与する。 【解決手段】 ピンおよびボックスの少なくとも一方の
接触表面に、投射もしくは溶射めっきまたは分散めっき
後の分散物の除去により、気孔率５〜80％、厚み１〜30
μｍ、好ましくはＨv 50〜250 の多孔質の金属質下地処
理層を形成し、その上に固体潤滑被膜または重金属粉を
含まない液状潤滑被膜の層を、下層との合計厚みが100
μｍを超えないように形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原油掘削に使用さ
れる油井管の締結に使用するのに適した鋼管用ねじ継手
に関し、より具体的には、従来は締結ごとに焼付き防止
のため実施されてきた、重金属粉を含むコンパウンドグ
リスの塗布が不要となる、耐焼付き性および防錆性に優
れた鋼管用ねじ継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】油井掘削に用いられる鋼管である油井管
は、雄ねじを備えたピンと雌ねじを備えたボックスとか
ら構成される、鋼管用ねじ継手によって連結される。図
１に模式的に示すように、通常は鋼管Ａの両端の外面に
雄ねじ3Aを形成してピン１とし、別部材のスリーブ型の
継手部材Ｂの内面に両側から雌ねじ3Bを形成してボック
ス２とする。図１に示す通り、鋼管Ａは、その一方の端
部に予め継手部材Ｂを締め付けた状態で出荷されるのが
普通である。
【０００３】この鋼管用ねじ継手には、鋼管と継手の重
量に起因する軸方向引張力や地中での内外面圧力などの
複合した圧力に加え、地中での熱が作用するので、この
ような環境下でも破損せずに気密性 (シール性) を保持
することが要求される。また、油井管の降下作業では、
一度締め込んだ継手を緩め、再度締め直して締結するこ
とがよくある。そのため、ＡＰＩ (米国石油協会) で
は、チュービング継手においては10回の、より大径のケ
ーシング継手では３回の締め付けと緩めを行っても、ゴ
ーリングと呼ばれる焼付きの発生が無く、気密性が保持
されることが望ましいとしている。
【０００４】近年では、気密性向上の観点から、金属対
金属接触によるメタルシールが可能な特殊なねじ継手が
一般に使用されるようになっている。この種のねじ継手
では、図２に示すように、雄ねじのねじ部３を備えたピ
ン１の先端と、対応する雌ねじのねじ部３を備えたボッ
クス２の内部のそれぞれに、ねじ無し金属接触部４が形
成されている。図２に示す締結状態では、ねじ部３及び
ねじ無し金属接触部４の両方がピン１とボックス２との
間の接触表面となる。ねじ無し金属接触部４は、金属−
金属間の接触によるメタルシール部を形成し、気密性の
向上に寄与する。
【０００５】このようなメタルシール型ねじ継手では、
接触表面、特にねじ無し金属接触部の焼付きを防止する
ため、コンパウンドグリスと呼ばれる高潤滑の液状潤滑
剤が使用されてきた。このグリスを、締め付け前にピン
とボックスの少なくとも一方の部材の接触表面に塗布す
る。しかし、このグリスは有害な重金属を多量に含有し
ており、締め付けに伴って周囲にはみ出たグリスを洗浄
液で洗浄するが、この作業でコンパウンドグリスやその
洗浄液が海洋や土壌に流出して環境汚染を引き起こすこ
とが問題視されるようになった。また、締め付けを繰り
返すたびに必要となる洗浄とグリス塗布がリグ現場での
作業効率を低下させるという問題もあった。
【０００６】そこで、コンパウンドグリスの塗布が不要
な鋼管用ねじ継手として、特開平８−103724号、特開平
８−233163号、特開平８−233164号、特開平９−72467
号各公報には、ピンとボックスの少なくとも一方のねじ
部とねじ無し金属接触部 (即ち、接触表面) に、結合剤
の樹脂と固体潤滑剤の二硫化モリブデンまたは二硫化タ
ングステンとからなる固体潤滑被膜を形成したねじ継手
が開示されている。
【０００７】これらの公報には、固体潤滑被膜と基材と
の密着性を高めるため、固体潤滑被膜の下地処理層とし
て、燐酸マンガン系化成処理被膜層や、窒化層と燐酸マ
ンガン系化成処理被膜層を形成するか、あるいは接触表
面にＲmax ５〜40μｍの凹凸を設けることも開示されて
いる。
【０００８】特開平８−105582号公報には、10％Cr以上
のステンレス鋼製の油井管用のねじ継手に関して、窒化
処理層、鉄または鉄合金めっき層および固体潤滑被膜層
を形成することが開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】原油採掘では高深度油
井が増えており、油井管の使用温度が 150〜250 ℃に達
することも珍しくはない。しかし、接触表面に固体潤滑
被膜を形成した従来のコンパウンドグリス不要の鋼管用
ねじ継手は、コンパウンドグリスを塗布した場合に得ら
れるような高い焼付き防止効果を示すことができず、締
め付け・緩めの繰り返しを数回繰り返すだけでゴーリン
グと呼ばれる焼付き疵を生じることがあり、また、高温
に保持されると固体潤滑被膜が剥離し易く、焼付き防止
効果が不十分であるのが実情であった。また、特開平８
−105582号公報に記載の３層被覆は、処理工程が複雑で
コスト高となる上、ステンレス鋼部分と鉄系めっきとの
間でガルバニック腐食が発生し、耐食性が劣化する原因
となる。
【００１０】本発明は、高深度油井等の高温環境下の原
油採掘において、コンパウンドグリスなどの重金属粉を
含む液状潤滑剤を用いることなく、高Cr鋼といった比較
的焼付きの起こり易い材質のねじ継手であっても、繰り
返しの締め付け・緩めの際の焼付き発生や気密性低下を
防止することのできる、耐焼付き性に優れた鋼管用ねじ
継手を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】従来技術においても、固
体潤滑被膜の密着性を高めるため、機械加工またはリン
酸塩処理等により下地を粗面化していた。しかし、表面
凹凸に依存したアンカー効果による密着性改善は、固体
潤滑被膜と下地との間に明瞭な界面が存在するため、改
善には自ずと限界がある。特に、200 ℃以上の高温にな
ると、固体潤滑被膜の樹脂と基材との熱膨張差により、
固体潤滑被膜と基材との界面において、被膜が剥離し易
くなって、耐焼付き性の低下原因となる。
【００１２】そこで、本発明者らは、固体潤滑被膜が下
地中に食い込んで、上記の明瞭な界面がなくなるよう
に、下地を多孔質にすることに着目した。そして、多孔
質の金属質下地層の上に固体潤滑被膜を形成すると、高
温でも固体潤滑被膜の密着性が確保され、著しく優れた
耐焼付き性が得られること、固体潤滑被膜の代わりに液
状潤滑層でも同様の耐焼付き性が得られることを見出
し、本発明に到達した。
【００１３】ここに、本発明は、ねじ部とねじ無し金属
接触部とを含む接触表面をそれぞれ有するピンおよびボ
ックスから構成される鋼管用ねじ継手であって、ピンと
ボックスの少なくとも一方の接触表面が、金属質下地処
理層とその上の潤滑被膜層とで被覆されており、下地処
理層は５〜80％の気孔率と１〜30μｍの厚みとを有し、
潤滑被膜層は固体潤滑被膜または重金属粉を含まない液
状潤滑被膜の層であり、下地処理層と潤滑被膜層との厚
みの合計が100 μｍ以下であることを特徴とする、鋼管
用ねじ継手である。下地処理層は硬さがＨv 50〜250 で
あることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明に係る鋼管用ねじ継手は、
図２に示すように、それぞれが、ねじ部３とねじ無し金
属接触部４とを有するピン１とボックス２とから構成さ
れる。このピンおよびボックスのそれぞれのねじ部とね
じ無し金属接触部がねじ継手の接触表面であり、この接
触表面には、耐焼付き性と気密性が要求される。従来
は、そのために、多量の重金属粉を含むコンパウンドグ
リスを塗布していたが、このグリスの使用には環境面と
作業面で問題が多い。
【００１５】本発明によれば、ピンとボックスの少なく
とも一方の接触表面に、多孔質の金属質下地処理層と、
その上に固体潤滑被膜または重金属粉を含まない液状潤
滑被膜からなる潤滑被膜の層を形成する。それにより、
コンパウンドグリスを使用せずに、ねじ継手の接触表面
に要求される性能を付与することができ、これらの性能
が高温環境でも有効に発揮されるようになる。
【００１６】本発明では、多孔質の下地処理層の気孔の
中に、上層の潤滑被膜の材料 (以下、便宜上、潤滑剤と
いう) が侵入して、気孔内に含浸されるため、潤滑被膜
は下地処理層に強固に固定され、密着性が著しく高ま
る。また、下地処理層は金属質であるため、同じ金属質
である基材の油井管との密着性が高く、延性、熱伝導率
が高いものの、ゴーリングの発生を抑止し易い。その結
果、潤滑被膜と基材の油井管との密着性が著しく高ま
る。また、潤滑被膜が磨滅もしくは破損により失われた
り、局所的な面圧の上昇により摩擦面より枯渇しても、
下地処理層中に含浸された潤滑剤が下地処理層から供給
されるので、潤滑被膜の消耗による焼付き発生を防止す
ることができる。そのため、鋼管用ねじ継手に著しく優
れた耐焼付き性を付与することが可能となる。
【００１７】この目的のために、下地処理層は、気孔率
が５〜80％の多孔質被膜とする。下地処理層の気孔率が
５％未満では、下地処理層の気孔への含浸により保持さ
れる潤滑剤の量が少なく、高面圧下では潤滑剤の供給が
不足して、焼付きが発生するようになる。一方、下地処
理層の気孔率が80％を超えると、下地処理層の強度が不
足して、締め付け時に下地処理層の変形が発生し、焼付
きが発生するようになる。下地処理層の気孔率は、好ま
しくは10〜70％、より好ましくは10〜50％である。
【００１８】本発明において、下地処理層の気孔率の測
定は、下地処理層の長手方向断面の中央部における一定
面積を光学顕微鏡で観察して気孔の面積率を算出し、５
視野の平均値を求めることにより実施した。
【００１９】本発明では下地処理層が金属質であり、リ
ン酸塩被膜に比べて軟らかい。この金属質の下地処理層
の硬度は、ビッカース硬度 (Ｈv)で50〜250 の範囲内で
あることが好ましい。この硬度が50より小さいと、締め
付け時の下地処理層の磨滅が速くなり、締め付け・緩め
を何回も繰り返した時に焼付きが発生することがある。
下地処理層の硬度がＨv 250 を超えると、この被膜が硬
すぎて締め付けの際にピンあるいはボックスに疵が発生
し易くなるため、耐焼付き性が低下することがある。
【００２０】下地処理層は、気孔率が５〜80％の多孔質
の金属質被膜を形成できれば、特にその形成方法は制限
されない。このような下地処理層は、例えば、次のよう
なめっき方法により形成することができる。
【００２１】(1) 電気めっき法：後で除去可能な分散粒
子を含有する電気めっき液中で電気めっきを行って、分
散した粒子を含有するめっき被膜 (分散めっき被膜) を
形成する。めっき液は攪拌して、粒子を浴中に均一に分
散させる。分散粒子としては、例えば、PTFE (ポリテト
ラフルオロエチレン) などのプラスチック粒子、あるい
は鉄粒子を使用できるが、これらに制限されない。分散
粒子の粒径は通常は５μｍ程度が好ましい。
【００２２】形成された分散めっき被膜から、分散粒子
を除去する。この除去は、分散粒子がプラスチックであ
る場合には、加熱により粒子を燃焼し、ガス化すること
により実施できる。分散粒子が鉄である場合には、酸洗
により除去すればよい。こうして、分散粒子が存在して
いた場所に加え、これがガス化した時の放出経路または
酸洗液の侵入経路が気孔となった、多孔質の電気めっき
被膜が形成される。この電気めっき被膜の気孔率は、め
っき液中の分散粒子の含有量により調節することができ
る。
【００２３】このような分散めっきにより形成された下
地処理層の気孔の状況を図３(a) に模式的に示す。図示
のように、下地処理層の上に潤滑被膜を形成する時に、
気孔内に潤滑被膜の材料 (潤滑剤) の一部が侵入するの
で、下地処理層は潤滑剤を保持することができる。
【００２４】(2) 投射めっき法または溶射法 投射めっき法は固体粒子 (投射粒) を表面に投射してめ
っきする方法である。一方、溶射法は、金属を燃焼炎や
アーク等により溶融して吹き飛ばし、表面に積層する方
法である。いずれも、偏平な粒が積み上げられた形で被
膜が形成され、図３(b) に模式的に示すように、粒と粒
の間に空隙が残った多孔質の被膜となる。この場合も、
この空隙からなる気孔に潤滑剤が保持される。
【００２５】投射めっき法は、例えば、特公昭59−9312
号公報に記載のように、鉄もしくは鉄合金の芯の周囲に
亜鉛または亜鉛合金を被覆した粒子を投射粒として行う
ことができる。この場合、投射粒の表面の亜鉛または亜
鉛合金が表面に付着し、亜鉛または亜鉛合金からなる多
孔質めっき被膜が形成される。
【００２６】なお、特開昭62−258283号公報には、この
投射めっき被膜を油井管用ねじ継手の表面に形成するこ
とが記載されているが、これはコンパウンドグリスの使
用を前提とする技術である。
【００２７】溶射法は周知であり、上記以外にも、熱源
としてプラズマや爆発エネルギーを利用するものなど、
各種の方法が知られており、気孔率が本発明の範囲内の
被膜を形成できれば、いずれを利用してもよい。また、
この方法は、ほぼ全ての金属および合金に対して適用す
ることができる。
【００２８】これらの方法で形成された多孔質被膜の気
孔率は、投射めっき法の場合には投射粒の粒径や投射速
度により制御することができる。溶射法の場合にも、被
膜の気孔率は溶射される金属粒の粒径と溶射速度に依存
するが、これらは溶射時のガス流速、温度、雰囲気等の
条件により調節することができる。
【００２９】下地処理層の金属の材質は特に制限されな
いが、油井管の防錆性を高めることができる金属または
合金とすることが好ましい。下地処理層を耐食性に優れ
た金属から形成すれば、この層が多孔質であっても、そ
の気孔は潤滑被膜の材料により充填されるため、下地処
理層がねじ継手を十分に保護することができ、下地処理
層によって優れた防錆性も付与することができる。
【００３０】好ましい下地処理層の材質は、鉄より著し
く卑で犠牲防食能による優れた防錆性を示すZnおよびZn
合金、ならびにそれ自体が防錆性に優れているCu、Ni、
Sn、Cr、Al、Co、および貴金属（Au、Ag、Pd等）、なら
びにこれらの合金である。
【００３１】下地処理層の厚みは１〜30μｍとする。こ
の厚みが１μｍ未満であると、下地処理層により保持さ
れる潤滑剤の量が少なく、耐焼付き性が不足する。下地
処理層の厚みが30μｍを超えると、この被膜の強度が低
下し、締め付け中に油井管の素地と下地処理層との層間
から被膜剥離を生ずるようになる。下地処理層の好まし
い厚みは５〜15μｍである。
【００３２】上述した多孔質の金属質下地処理層の上
に、液状または固体潤滑被膜を形成する。液状潤滑被膜
は、通常の潤滑油のようなものでよく、多量の重金属を
含有するコンパウンドグリスは使用しない。固体潤滑被
膜は、固体潤滑剤の粉末を適当なバインダーで結合した
被膜であり、バインダーを適当な溶媒に溶解させた液状
組成物の状態で塗布し、必要に応じて加熱しながら、塗
膜を乾燥させることにより形成される。
【００３３】液状と固体のいずれの潤滑被膜であって
も、被膜形成時に塗布された液状の材料の一部が下地処
理層の気孔内に侵入するため、潤滑剤が下地処理層に含
浸・保持される。こうして、潤滑被膜が下地処理層に強
固に密着することと、高面圧下での下地処理層からの潤
滑剤の供給とにより、重金属粉を含有するコンパウンド
グリスを塗布しなくても、優れた耐焼付き性が得られ
る。
【００３４】下地処理層と上層の潤滑被膜との厚みの合
計は100 μｍ以下とする。この合計厚みが100 μｍを超
えると、締め付け中に面圧が上昇し、焼付きが発生する
ようになる。合計厚みは好ましくは80μｍ以下である。
【００３５】液状潤滑被膜は、潤滑油に使用されてい
る、鉱物油、合成エステル油、動植物油等の油から形成
することができる。この油には、潤滑油の添加剤として
周知の防錆添加剤、極圧添加剤等の各種添加剤を目的に
応じて１種もしくは２種以上添加してもよい。また、こ
れらの添加剤それ自体が液体である場合、その添加剤を
単独で液状潤滑被膜の形成に使用することができる。
【００３６】防錆添加剤としては、塩基性金属スルホネ
ート塩、塩基性金属フェネート塩、塩基性金属カルボキ
シレート塩などの公知のものが用いられ、これらは一般
に液状であるので、それ単独でも潤滑被膜の形成に使用
することができる。極圧添加剤としては、硫黄系、リン
系、塩素系、有機金属塩等の公知のものが使用できる。
また、塗布された油の膜厚を大きくするため、高分子ポ
リマー、樹脂もしくは無機化合物の微粉末もしくは繊維
等を添加することができる。これらの中でも、油に塩基
性金属スルホネート塩を含有させ、場合によりさらに有
機亜鉛化合物系極圧添加剤と樹脂の微粉末の一方または
両方を添加したもの、または塩基性金属スルホネート塩
単独の使用が好ましい。
【００３７】固体潤滑被膜の固体潤滑剤としては、金属
カルコゲナイド (酸化鉛、二硫化モリブデン、二硫化タ
ングステン、二セレン化タングステン等) 、黒鉛、窒化
ホウ素、PTFEなどが使用でき、バインダーとしては、有
機樹脂 (例、エポキシ、アクリル、フェノール、ポリア
ミド、ポリアミドイミド等の樹脂) と無機被膜形成性化
合物 (例、珪酸塩、リン酸塩) のいずれも使用できる。
また、ゾルゲル法により金属酸化物型の無機被膜 (例、
酸化チタン被膜) を形成できる有機金属化合物(例、チ
タンアルコキシドなどの金属アルコキシド) をバインダ
ーとして使用することもできる。固体潤滑被膜の形成
は、公知の各種方法に従って実施することができる。
【００３８】
【実施例】以下、実施例により、本発明を更に詳しく説
明する。表１に示す炭素鋼Ａ、13％Cr鋼Ｂ、13％Cr系ス
テンレス鋼Ｃ、または高合金鋼Ｄ (Ｄが最も焼付きを起
こし易く、Ｃ、Ｂ、Ａの順に焼付きが起こりにくくな
る) からなるねじ継手（外径：７インチ、肉厚：0.4 イ
ンチ）のピンとボックス表面の一方または両方の接触表
面 (即ち、ねじ部とねじ無し金属接触部) に、表２に示
す表面処理 (下地処理層の形成と潤滑被膜の形成) を施
した。
【００３９】下地処理層の形成方法 (表２の方法) のう
ち、Cuに対して適用した溶射は、プラズマ溶射装置を用
い、Cuの微粉末をキャリア用Arガスで加速し、溶融状態
で投射して被膜を形成した。Arの流量を変化させること
で、基材 (ピンの接触表面)への溶融粒子の衝突速度を
調整した。
【００４０】Znに対して適用した投射めっきは、Fe芯に
Znを被覆した粒子 (同和鉄粉工業製Ｚアイアン) を用い
て、投射用の粒子の粒径と投射速度を調整して、形成さ
れた被膜の気孔率を調整した (粒径が大きく、投射速度
が低い方が、気孔率が大となる) 。
【００４１】Ni、Au、SnおよびCuに対して適用した電気
めっきは、それぞれの金属または合金用の通常の電気め
っき液に、ボックスの接触表面に、有機樹脂 (PTFE樹
脂) の微粉末を添加して攪拌しながら、電気めっき (分
散めっき) を実施して、分散した樹脂微粉末を含有する
めっき被膜を形成した。その後、大気中で約 600℃に加
熱して有機物を燃焼し、逃散させて、気孔を形成した。
気孔率は、めっき液への樹脂粒子の添加量により調整し
た。
【００４２】比較のため、窒化とリン酸マンガン化成処
理被膜からなる下地処理層も作製した。下地処理層の厚
みおよび気孔率は、光学顕微鏡で測定した。気孔率につ
いては、ねじ部を長手方向に略５等分し、それぞれのね
じ部のねじ山に形成されている下地処理層の断面方向中
央部を光学顕微鏡(500倍) で観察して気孔の面積率を求
め、合計５ヶ所の面積率の平均値を気孔率として記録し
た。下地処理層の硬度 (Ｈv)は、ビッカース硬度試験機
により測定した。
【００４３】潤滑被膜のうち、液状潤滑被膜は、鉱物油
に塩基性金属スルホネート塩 (具体的には塩基価が200
mg KOH/gの塩基性カルシウムスルホネート塩) を約50質
量％とさらに少量の有機亜鉛化合物系極圧添加剤を添加
したもの (表２の「鉱物油＋スルホネート」) 、または
この塩基性金属スルホネート塩単独 (表２の「スルホネ
ート」) のいずれかであった。この液状潤滑剤を下地処
理層の上にハケ塗りして、液状潤滑被膜を形成した。厚
みは、主に液状潤滑剤の粘度に依存する。場合により、
必要な厚みの被膜を形成するために、増粘剤としてフェ
ノール樹脂粉末を適量配合した。
【００４４】固体潤滑被膜の固体潤滑剤としては、平均
粒径が約15μｍの二硫化モリブデン粉末(MoS2)または平
均粒径が約１μｍの黒鉛粉末を使用した。バインダーの
うち、有機樹脂としてフェノール樹脂、ポリアミドイミ
ド樹脂またはポリアミド樹脂を使用した。無機被膜を形
成できるバインダーとして、チタンアルコキシド (具体
的にはチタンイソプロポキシド) を使用した。チタンア
ルコキシドは加水分解と縮合を経て、無機系の酸化チタ
ン被膜を形成する。
【００４５】バインダーの溶液に固体潤滑剤の粉末を分
散させた液を下地処理層の上にハケで塗布し、加熱によ
り乾燥させた固体潤滑被膜を形成した。加熱温度はバイ
ンダーに応じて異なり、フェノール樹脂では約 230℃、
ポリアミドイミド樹脂では約260 ℃、ポリアミド樹脂で
は約 260℃、チタンアルコキシドでは約 150℃であっ
た。
【００４６】形成された液状または固体潤滑被膜の厚み
の測定は断面のミクロ観察(100倍)により行った。こう
して下地処理層と潤滑被膜を形成したピンおよびボック
スからなるねじ継手を用い、締め付け・緩め試験を、締
め付け速度10 rpm、締め付けトルク10340ft・lbs で10
回行った。途中で焼付きが発生した場合には、手入れを
しながらその後の締め付けを実施したが、焼付きがひど
く、手入れしても締め付けができないか、緩めが不可能
な場合には、その時点で試験を中止した。焼付き発生ま
での締め付け・緩め回数により耐焼付き性を評価した。
【００４７】同じように処理したピンおよびボックスを
使用して、上記条件で締め付けを行った後、250 ℃の高
温に100 時間保持した。この高温保持後に緩めを行っ
て、表面処理 (下地処理層＋潤滑被膜) の剥離状況を目
視で調査した。
【００４８】以上の測定および試験結果を、表２に併せ
て示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】
【表２】
【００５１】表２からわかるように、本発明に係る鋼管
用ねじ継手は、いずれも耐焼付き性に優れていた。特
に、下地処理層の硬度がＨv 50〜250 の好ましい範囲内
であるものについては、いずれも10回以上の締め付け・
緩めが可能で、耐焼付き性が極めて良好であった。ま
た、締め付けた状態で250 ℃に100 時間保持した後に緩
めても、被膜剥離が見られず、高温でも被膜の密着性に
問題がなかった。従って、高温になる油井においてもそ
の耐焼付き性を十分に発揮できる。
【００５２】一方、比較例において、下地処理層が多孔
質でないか、または多孔質であってもその厚みが小さい
と、多孔質の下地処理層による耐焼付き性の向上効果が
得られず、耐焼付き性が著しく低下した。多孔質下地処
理層の気孔率が大きすぎるか、厚みが大きすぎるか、あ
るいは下地処理層と潤滑被膜との合計厚みが大きすぎる
場合にも、耐焼付き性が低下した。また、下地処理層が
リン酸マンガン被膜であると、潤滑被膜の密着性が不足
するため、高温保持後に潤滑被膜が剥離した。
【００５３】
【発明の効果】本発明により、高温環境になる原油採掘
や、高Cr鋼といった比較的焼付きの起こり易い材質のね
じ継手であっても、コンパウンドグリスなどの重金属粉
を含む液状潤滑剤を用いることなく、繰り返しの締め付
け・緩めの際の焼付き発生や気密性低下を防止すること
のできる、耐焼付き性に優れた鋼管用ねじ継手が、比較
的低コストで提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋼管出荷時の鋼管とねじ継手部材の組立てを模
式的に示す概要図である。
【図２】鋼管用ねじ継手の締付け部を模式的に示す概要
図である。
【図３】本発明にかかる鋼管用ねじ継手の下地処理層と
潤滑被膜の構造を模式的に示す説明図であり、図３(a)
は下地処理層が分散めっき被膜である場合、図３(b) は
下地処理層が投射めっき法または溶射法による被膜であ
る場合を示す。
【符号の説明】
A ：鋼管、 B：ねじ継手部材、1 ：ピン、
2：ボックス、3 ：ねじ部、 4：ねじ無し金
属接触部、5 ：ショルダー部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 圭司 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 永作 重夫 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3H013 JA04 4K031 AA02 AA08 AB02 AB08 AB09 CB08 CB09 CB18 CB21 CB31 CB32 CB35 CB36 CB37 CB39 DA04 EA10 EA12

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ねじ部とねじ無し金属接触部とを含む接
    触表面をそれぞれ有するピンおよびボックスから構成さ
    れる鋼管用ねじ継手であって、 ピンとボックスの少なくとも一方の接触表面が、金属質
    下地処理層とその上の潤滑被膜層とで被覆されており、
    下地処理層は５〜80％の気孔率と１〜30μｍの厚みとを
    有し、潤滑被膜層は固体潤滑被膜または重金属粉を含ま
    ない液状潤滑被膜の層であり、下地処理層と潤滑被膜層
    との厚みの合計が100 μｍ以下であることを特徴とす
    る、鋼管用ねじ継手。
  2. 【請求項２】 下地処理層の硬さがＨv 50〜250 であ
    る、請求項１記載の鋼管用ねじ継手。
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