JP4613899B2 - 油井管用特殊ねじ継手およびその製造方法 - Google Patents
油井管用特殊ねじ継手およびその製造方法 Download PDFInfo
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Description
油井管用特殊ねじ継手は、図1に示すように、ねじ結合される雄側のピン1と雌側のボックス(またはカップリング)2とからなり、これらの双方が互いに対応する箇所に、ねじ締結部3と、ねじ締結部3の片側に連なる、メタル‐メタル接触によるシール部4、あるいはさらにこれに連なるショルダー部5を有するねじ継手である。ねじ締結部3にはテーパねじが設けられている。なお、ピン側のねじ締結部のテーパねじをピンねじ、ボックス側のそれをボックスねじと呼ぶ。
JFE技報No.9(2005年8月)p.46−50
一方、締付け‐締戻し作業に伴うゴーリング防止の目的で、ボックス側表面に厚さ5〜20μm程度のCuめっき,Cu‐Snめっき等のめっきが施される。このゴーリング防止用めっきは、締付け時に削られあるいは剥がれることにより地肌を露呈させるようなものでない、硬質めっきであることが肝要である。もっとも、このゴーリング防止用めっきでは、ゴーリングに伴うリークパス発生を抑止する効果はあるものの、ピン側の表面性状に起因するリークパスを抑止する効果はないので、さらなるシール性向上効果は望めない。
軟質めっきの材料は、締付け工程での締付け力により容易に削られる程度の軟らかさをもつ材料でなければならず、かかる材料として、Sn,Al,Pb,Bi,Auなどの金属あるいはこれらの合金が挙げられる。軟質めっき層の厚さは、1μmに満たないとシール性向上効果に乏しいため、1μm以上とする。なお、軟質めっき層の厚さは、厚すぎると干渉量管理の点で不利なので、20μm以下とするのが好ましい。
ピン側シール部の表面粗さは、小さすぎるとゴーリング防止効果に乏しく、大きすぎるとリークパスの封鎖が困難となるので、Ra1.0〜3.0μmとする。
13%Cr鋼からなる外径5.5”、肉厚0.415”の110ksiグレード油井管用特殊ねじ継手において、実質シール干渉量を通常公差の最小値の70%とした限界調査サンプルについて、ガスシール試験を行なった。この試験に供したNo.1〜3のサンプルの概略仕様を表1に示す。なお、いずれも締付けは1回のみ(最大トルク24877N・m)とした。その結果、No.3では、図3に示す95%VME(フォンミーゼス[Von Mises]の相当応力)曲線上の点LP2(ISOのロードポイント‘2’)でリークが発生したのに対し、No.1及びNo.2では、リーク発生はなく合格した。
表1のNo.1と同じ仕様のサンプル10本のうち、5本について、ピンねじとボックスねじとの螺合に3回の締付け(最大トルク24877N・m)‐締戻しを行った後最終締付けを行い(グループAとする)、残りの5本は、参考例と同様に1回だけの締付けを行った(グループBとする)。これらについて、参考例と同様にガスシール試験を行なった。その結果、グループBでは、5本中、前記点LP2(ISOのロードポイント‘2’)でリークが発生したものが2本あった(3本はリーク発生なしの合格)が、グループAでは、5本の全数リーク発生はなく合格した。
2 ボックス(カップリング)
3 ねじ締結部
4 シール部
5 ショルダー部
10 ゴーリング防止用めっき層
11 軟質めっき層
Claims (1)
- ピンとボックスとのねじ締結部とメタル‐メタル接触によるシール部とを有する油井管用特殊ねじ継手の製造方法において、ピンねじとボックスねじを螺合する前に、ピン側の少なくともシール部をブラスト処理してその表面粗さをRa1.0〜3.0μmとし、ボックス側の少なくともシール部に厚さ5〜20μmのゴーリング防止用めっきを施し、その上に厚さ1μm以上の軟質めっきを施した後、前記ねじ締結部を形成するにあたり、ピンねじとボックスねじを螺合して1回以上の締付け‐締戻しを行った後に最終締付けを行うことにより局所的な過度の表面粗さをなくすとともに表面の微細な凹み部を潤滑剤で埋めることを特徴とする油井管用特殊ねじ継手の製造方法。
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