JPH0699354A - 鋼管継手の表面処理方法 - Google Patents
鋼管継手の表面処理方法Info
- Publication number
- JPH0699354A JPH0699354A JP27677792A JP27677792A JPH0699354A JP H0699354 A JPH0699354 A JP H0699354A JP 27677792 A JP27677792 A JP 27677792A JP 27677792 A JP27677792 A JP 27677792A JP H0699354 A JPH0699354 A JP H0699354A
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- Japan
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- metal
- seal portion
- metal seal
- roughness
- surface roughness
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- Earth Drilling (AREA)
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 シール性の限界値のばらつきが少なく、シー
ル性の優れた鋼管継手の表面処理方法を提供すること。 【構成】 メタル対メタルシール部を有する鋼管継手の
表面処理方法において、メタル対メタルシール部の表面
にショットピーニングを施すものであり、該メタル対メ
タルシール部のショットピーニング後の表面平均粗さを
ｘ（μｍ）、最大粗さをｙ（μｍ）とするとき、1.50≦
ｘ≦ 5.0、10≦ｙ≦30の関係を満たすようにしたもので
ある。
ル性の優れた鋼管継手の表面処理方法を提供すること。 【構成】 メタル対メタルシール部を有する鋼管継手の
表面処理方法において、メタル対メタルシール部の表面
にショットピーニングを施すものであり、該メタル対メ
タルシール部のショットピーニング後の表面平均粗さを
ｘ（μｍ）、最大粗さをｙ（μｍ）とするとき、1.50≦
ｘ≦ 5.0、10≦ｙ≦30の関係を満たすようにしたもので
ある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シール性に優れた鋼管
継手の表面処理方法に係り、特に油井管用ねじ継手に用
いて好適な鋼管継手の表面処理方法に関する。
継手の表面処理方法に係り、特に油井管用ねじ継手に用
いて好適な鋼管継手の表面処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】油井の深さは数千ｍにおよび、近年では
1万ｍにも達しようとしている。このような油井に竪て
込まれる油井管は膨大な数にのぼるが、これらは総て管
継手によって一連に接続される。かかる管継手には、管
及び管継手自体の重量に起因する軸方向の引張力、周囲
から外周面に及ぼされる地圧力、内部流体による内周面
への押圧力等、各種の苛酷な力が作用する。
1万ｍにも達しようとしている。このような油井に竪て
込まれる油井管は膨大な数にのぼるが、これらは総て管
継手によって一連に接続される。かかる管継手には、管
及び管継手自体の重量に起因する軸方向の引張力、周囲
から外周面に及ぼされる地圧力、内部流体による内周面
への押圧力等、各種の苛酷な力が作用する。
【０００３】これらの力が油井深度の増大に従い、一層
苛酷なものとなることはいうまでもない。このような厳
しい条件下において使用し得る管継手にあっては、強大
な引張荷重に耐え得ると同時に確実なシール性を有する
ことが要求される。そこで、上記要求に応ずるべく従来
より多くの提案がなされてきた。
苛酷なものとなることはいうまでもない。このような厳
しい条件下において使用し得る管継手にあっては、強大
な引張荷重に耐え得ると同時に確実なシール性を有する
ことが要求される。そこで、上記要求に応ずるべく従来
より多くの提案がなされてきた。
【０００４】耐引張荷重に関しては、継手部分における
ねじ部の形状、ピッチ等を改良することで良好な結果が
得られている。一方、シール性に関しては、図３に示す
ように一般に継手の雄ねじ側と雌ねじ側の両方のねじな
し部にメタル対メタルシール部を設けることでシール性
を確保するようにしている。尚、図３において、１は油
井管、２は継手、３はねじ部、４はメタル対メタルシー
ル部である。
ねじ部の形状、ピッチ等を改良することで良好な結果が
得られている。一方、シール性に関しては、図３に示す
ように一般に継手の雄ねじ側と雌ねじ側の両方のねじな
し部にメタル対メタルシール部を設けることでシール性
を確保するようにしている。尚、図３において、１は油
井管、２は継手、３はねじ部、４はメタル対メタルシー
ル部である。
【０００５】然るに、メタル対メタルシール部にあって
は、締め付け時の焼付きの問題があった。該シール部
は、通常 100〜 200kg/mm2の高面圧力が加えられてお
り、締め付け時の潤滑が不足するとシール部に焼付きが
生じ易い。この焼付きが発生すると、シール性能が損な
われて、管継手全体としてのシール性に対する信頼が失
われ、原油もしくはガス漏れ等の事故に至ることがあっ
た。
は、締め付け時の焼付きの問題があった。該シール部
は、通常 100〜 200kg/mm2の高面圧力が加えられてお
り、締め付け時の潤滑が不足するとシール部に焼付きが
生じ易い。この焼付きが発生すると、シール性能が損な
われて、管継手全体としてのシール性に対する信頼が失
われ、原油もしくはガス漏れ等の事故に至ることがあっ
た。
【０００６】そのため、その対策の１つとして従来、メ
タル対メタルシール部の耐焼付き性改善の方法として、
特公平1-12995 に示されているように銅、亜鉛等のメッ
キ或いは、特開昭63-50462に示されているように、メタ
ルシール部にイオン化した粒子を照射しメタルシール部
の表面改質が行なわれている。ステンレス鋼管継手につ
いては、継手の雄ねじあるいは雌ねじの一方にショット
ピーニングを施し、他方には前述のコーティングが一般
に実施されている。
タル対メタルシール部の耐焼付き性改善の方法として、
特公平1-12995 に示されているように銅、亜鉛等のメッ
キ或いは、特開昭63-50462に示されているように、メタ
ルシール部にイオン化した粒子を照射しメタルシール部
の表面改質が行なわれている。ステンレス鋼管継手につ
いては、継手の雄ねじあるいは雌ねじの一方にショット
ピーニングを施し、他方には前述のコーティングが一般
に実施されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、上記の如
き従来方法では、焼付き発生という致命的な事故はほぼ
防げるものの依然として、継手全体としてのシール性に
対する信頼を完全に回復し得ない。なぜなら、継手を構
成する雄ねじあるいは雌ねじについて一度締め付けた後
緩めて２度あるいは３度と再使用する場合にシール性が
失われる軸方向引張力あるいはガス内圧の限界値にはば
らつきが大きいという問題が残されたままであるからで
ある。
き従来方法では、焼付き発生という致命的な事故はほぼ
防げるものの依然として、継手全体としてのシール性に
対する信頼を完全に回復し得ない。なぜなら、継手を構
成する雄ねじあるいは雌ねじについて一度締め付けた後
緩めて２度あるいは３度と再使用する場合にシール性が
失われる軸方向引張力あるいはガス内圧の限界値にはば
らつきが大きいという問題が残されたままであるからで
ある。
【０００８】この発明は、かかる点からシール性の優れ
た鋼管継手の表面処理方法を提供することを目的とす
る。
た鋼管継手の表面処理方法を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、Ｃｒを重量比で 2％以下含有するとともに、メタル
対メタルシール部を有する鋼管継手において、メタル対
メタルシール部の少なくとも一方にショットピーニング
を施し、該メタル対メタルシール部のショットピーニン
グ後の表面平均粗さをｘ（μｍ）、最大粗さをｙ（μ
ｍ）とするとき、 1.50≦ｘ≦5.0 、 10≦ｙ≦30 の関係を満たすように表面粗度を調整するようにしたも
のである。
は、Ｃｒを重量比で 2％以下含有するとともに、メタル
対メタルシール部を有する鋼管継手において、メタル対
メタルシール部の少なくとも一方にショットピーニング
を施し、該メタル対メタルシール部のショットピーニン
グ後の表面平均粗さをｘ（μｍ）、最大粗さをｙ（μ
ｍ）とするとき、 1.50≦ｘ≦5.0 、 10≦ｙ≦30 の関係を満たすように表面粗度を調整するようにしたも
のである。
【００１０】請求項２に記載の本発明は、Ｃｒを重量比
で11％以上含有するとともに、メタル対メタルシール部
を有するステンレス鋼管継手において、メタル対メタル
シール部の一方に銅メッキ、ニッケルメッキあるいは二
硫化モリブデンコーティングのいずれか１つを施し、他
方にショットピーニングを施し、該メタル対メタルシー
ル部のショットピーニング後の表面平均粗さをｘ（μ
ｍ）、最大粗さをｙ（μｍ）とするとき、 1.50≦ｘ≦5.0 、 10≦ｙ≦30 の関係を満たすように表面粗度を調整するようにしたも
のである。
で11％以上含有するとともに、メタル対メタルシール部
を有するステンレス鋼管継手において、メタル対メタル
シール部の一方に銅メッキ、ニッケルメッキあるいは二
硫化モリブデンコーティングのいずれか１つを施し、他
方にショットピーニングを施し、該メタル対メタルシー
ル部のショットピーニング後の表面平均粗さをｘ（μ
ｍ）、最大粗さをｙ（μｍ）とするとき、 1.50≦ｘ≦5.0 、 10≦ｙ≦30 の関係を満たすように表面粗度を調整するようにしたも
のである。
【００１１】
【作用】本発明者は、油井管継手において、ねじ継手の
シール性に関して調査したところ、メタル対メタルシー
ル部のショットピーニング後の表面平均粗さと最大粗さ
が大きく影響していることが確認できた。シール性は、
メタル対メタルシール部のショットピーニング後の表面
平均粗さと最大粗さが小さいあるいは大きいほど、シー
ル性は悪くかつばらつきが大きいことが明らかとなっ
た。
シール性に関して調査したところ、メタル対メタルシー
ル部のショットピーニング後の表面平均粗さと最大粗さ
が大きく影響していることが確認できた。シール性は、
メタル対メタルシール部のショットピーニング後の表面
平均粗さと最大粗さが小さいあるいは大きいほど、シー
ル性は悪くかつばらつきが大きいことが明らかとなっ
た。
【００１２】従って、シール性は、メタル対メタルシー
ル部のショットピーニング後の表面平均粗さと最大粗さ
により大きく変化することがわかった。この理由は、メ
タル対メタルシール部のショットピーニング後の表面平
均粗さ及び最大粗さが粗いと、一度締め付けた後緩めて
２度あるいは３度と再使用するにつれ相手側のシール部
のコーティング層が削りとられ、メタル対メタルシール
部のシール径が大きくなりシール性が損なわれるためと
考えられる。また、表面粗さが小さ過ぎると焼付きが発
生しやすいためである。
ル部のショットピーニング後の表面平均粗さと最大粗さ
により大きく変化することがわかった。この理由は、メ
タル対メタルシール部のショットピーニング後の表面平
均粗さ及び最大粗さが粗いと、一度締め付けた後緩めて
２度あるいは３度と再使用するにつれ相手側のシール部
のコーティング層が削りとられ、メタル対メタルシール
部のシール径が大きくなりシール性が損なわれるためと
考えられる。また、表面粗さが小さ過ぎると焼付きが発
生しやすいためである。
【００１３】尚、表面粗さは、ショットピーニング剤の
粒径、噴出圧力、噴出時間、噴出量で調整できる。
粒径、噴出圧力、噴出時間、噴出量で調整できる。
【００１４】この検討結果より、本発明の目的を有効に
達成するために必要とされるべき要件を見出すため、メ
タル対メタルシール部の表面平均粗さと最大粗さを種々
変化させてシール性について調査したところ、次のよう
な要件(1) 、(2) が新たに見出された。
達成するために必要とされるべき要件を見出すため、メ
タル対メタルシール部の表面平均粗さと最大粗さを種々
変化させてシール性について調査したところ、次のよう
な要件(1) 、(2) が新たに見出された。
【００１５】尚、Ｃｒを重量比で11％以上含有するステ
ンレス鋼からなる鋼管継手においては、上述のメタル対
メタルシール部の表面平均粗さと最大粗さの調整のみで
は、シール部の焼付き防止が不可能であるため、メタル
対メタルシール部の片面にめっきを施すことを必須とし
て焼付き防止を達成可能とした。
ンレス鋼からなる鋼管継手においては、上述のメタル対
メタルシール部の表面平均粗さと最大粗さの調整のみで
は、シール部の焼付き防止が不可能であるため、メタル
対メタルシール部の片面にめっきを施すことを必須とし
て焼付き防止を達成可能とした。
【００１６】(1) メタル対メタルシール部の表面平均粗
さｘ（μｍ）に関して 1.5≦ｘ≦5.0の関係にあるこ
と。 図１に、メタル対メタルシール部の表面平均粗さとシー
ル性の関係を示す。この図は、メタル対メタルシール部
の表面最大粗さｙ（μｍ）が10≦ｙ≦30の条件下で、表
面平均粗さに対するシール性について調べた結果であ
る。鋼種は炭素鋼と13％Ｃｒ鋼であり、前者はメタル対
メタルシール部の両面に、ショットピーニング処理を実
施している。後者は、片面に銅めっき、他方の面にショ
ットピーニング処理を実施している。これより、メタル
対メタルシール部の表面平均粗さがシール性に大きな影
響を及ぼしていることがわかる。定量的には、表面平均
粗さが 1.5μｍより小さい領域では焼付きが発生しやす
く、 5μｍより大きくなると極端にシール性が悪くな
る。従って、 1.5≦ｘ≦ 5.0で、シール性が保たれてい
ることがわかる。
さｘ（μｍ）に関して 1.5≦ｘ≦5.0の関係にあるこ
と。 図１に、メタル対メタルシール部の表面平均粗さとシー
ル性の関係を示す。この図は、メタル対メタルシール部
の表面最大粗さｙ（μｍ）が10≦ｙ≦30の条件下で、表
面平均粗さに対するシール性について調べた結果であ
る。鋼種は炭素鋼と13％Ｃｒ鋼であり、前者はメタル対
メタルシール部の両面に、ショットピーニング処理を実
施している。後者は、片面に銅めっき、他方の面にショ
ットピーニング処理を実施している。これより、メタル
対メタルシール部の表面平均粗さがシール性に大きな影
響を及ぼしていることがわかる。定量的には、表面平均
粗さが 1.5μｍより小さい領域では焼付きが発生しやす
く、 5μｍより大きくなると極端にシール性が悪くな
る。従って、 1.5≦ｘ≦ 5.0で、シール性が保たれてい
ることがわかる。
【００１７】(2) メタル対メタルシール部の表面最大粗
さｙ（μｍ）に関して10≦ｙ≦30の関係にあること。 図２に、メタル対メタルシール部の表面平均粗さとシー
ル性の関係を示す。この図は、メタル対メタルシール部
の表面平均粗さｘ（μｍ）が 1.5≦ｘ≦ 5.0の条件下
で、表面最大粗さに対するシール性について調べた結果
である。鋼種は炭素鋼と13％Ｃｒ鋼であり、前者はメタ
ル対メタルシール部の両面に、ショットピーニング処理
を実施している。後者は、片面に銅めっき、他方の面に
ショットピーニング処理を実施している。これより、メ
タル対メタルシール部の表面最大粗さがシール性に大き
な影響を及ぼしていることがわかる。定量的には、表面
最大粗さが10μｍより小さい領域では焼付きが発生し易
く、30μｍより大きくなると、極端にシール性が悪くな
る。従って、10≦ｙ≦30では、シール性が保たれている
ことがわかる。
さｙ（μｍ）に関して10≦ｙ≦30の関係にあること。 図２に、メタル対メタルシール部の表面平均粗さとシー
ル性の関係を示す。この図は、メタル対メタルシール部
の表面平均粗さｘ（μｍ）が 1.5≦ｘ≦ 5.0の条件下
で、表面最大粗さに対するシール性について調べた結果
である。鋼種は炭素鋼と13％Ｃｒ鋼であり、前者はメタ
ル対メタルシール部の両面に、ショットピーニング処理
を実施している。後者は、片面に銅めっき、他方の面に
ショットピーニング処理を実施している。これより、メ
タル対メタルシール部の表面最大粗さがシール性に大き
な影響を及ぼしていることがわかる。定量的には、表面
最大粗さが10μｍより小さい領域では焼付きが発生し易
く、30μｍより大きくなると、極端にシール性が悪くな
る。従って、10≦ｙ≦30では、シール性が保たれている
ことがわかる。
【００１８】
【実施例】本発明の実施例を以下に説明する。外径88.9
mm、 肉厚6.45mmの油井管を用いて、次の実験を実施し
た。油井管の鋼種は、表１にその成分を示す３種類であ
る。ショットピーニング剤として 210〜 297μｍのガラ
スビーズを用いて噴出圧力 5kg/cm2、噴出量2500g/分、
噴出時間40秒でショットピーニング処理を実施した。そ
れぞれの継手について、パイプが降伏する圧力の80％の
ガス内圧と軸方向引張力をかけてシール性を調査した。
実験結果の詳細を表２に示す。表２において、本発明に
基づいて、メタル対メタルシール部のショットピーニン
グ後の表面平均粗さ、最大粗さを適当な範囲に規制した
No.1〜10はほとんどリークの発生がなかった。これに対
して、比較例No.11 、12はシール部の表面平均粗さ
（ｘ）が 1.5より小さいため、No.13 、14は表面最大粗
さ（ｙ）が10より小さいため、No.15、16は表面平均粗
さ（ｘ）と表面最大粗さ（ｙ）が共に所定の関係を満足
しないため、いずれもリークが数多く発生している。
mm、 肉厚6.45mmの油井管を用いて、次の実験を実施し
た。油井管の鋼種は、表１にその成分を示す３種類であ
る。ショットピーニング剤として 210〜 297μｍのガラ
スビーズを用いて噴出圧力 5kg/cm2、噴出量2500g/分、
噴出時間40秒でショットピーニング処理を実施した。そ
れぞれの継手について、パイプが降伏する圧力の80％の
ガス内圧と軸方向引張力をかけてシール性を調査した。
実験結果の詳細を表２に示す。表２において、本発明に
基づいて、メタル対メタルシール部のショットピーニン
グ後の表面平均粗さ、最大粗さを適当な範囲に規制した
No.1〜10はほとんどリークの発生がなかった。これに対
して、比較例No.11 、12はシール部の表面平均粗さ
（ｘ）が 1.5より小さいため、No.13 、14は表面最大粗
さ（ｙ）が10より小さいため、No.15、16は表面平均粗
さ（ｘ）と表面最大粗さ（ｙ）が共に所定の関係を満足
しないため、いずれもリークが数多く発生している。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】即ち、本発明に基づいて、メタル対メタル
シール部のショットピーニング後の表面平均粗さと最大
粗さを適当な範囲に規制することによりシール性に優れ
た油井管継手の表面処理方法が得られる。
シール部のショットピーニング後の表面平均粗さと最大
粗さを適当な範囲に規制することによりシール性に優れ
た油井管継手の表面処理方法が得られる。
【００２２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、シール性
の限界値のばらつきが少なく、信頼性の高い、シール性
の優れた油井管継手の表面処理方法を得ることができ
る。
の限界値のばらつきが少なく、信頼性の高い、シール性
の優れた油井管継手の表面処理方法を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はシール性に及ぼす表面平均粗さの影響を
示す線図である。
示す線図である。
【図２】図２はシール性に及ぼす表面最大粗さの影響を
示す線図である。
示す線図である。
【図３】図３は継手部を示す要部断面図である。
１ 油井管（雄ねじ側） ２ 継手（雌ねじ側） ３ ねじ部 ４ メタル対メタルシール部
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃｒを重量比で 2％以下含有するととも
に、メタル対メタルシール部を有する鋼管継手におい
て、メタル対メタルシール部の少なくとも一方にショッ
トピーニングを施し、該メタル対メタルシール部のショ
ットピーニング後の表面平均粗さをｘ（μｍ）、最大粗
さをｙ（μｍ）とするとき、 1.50≦ｘ≦5.0 、 10≦ｙ≦30 の関係を満たすように表面粗度を調整することを特徴と
するシール性に優れた鋼管継手の表面処理方法。 - 【請求項２】 Ｃｒを重量比で11％以上含有するととも
に、メタル対メタルシール部を有するステンレス鋼管継
手において、メタル対メタルシール部の一方に銅メッ
キ、ニッケルメッキあるいは二硫化モリブデンコーティ
ングのいずれか１つを施し、他方にショットピーニング
を施し、該メタル対メタルシール部のショットピーニン
グ後の表面平均粗さをｘ（μｍ）、最大粗さをｙ（μ
ｍ）とするとき、 1.50≦ｘ≦5.0 、 10≦ｙ≦30 の関係を満たすように表面粗度を調整することを特徴と
するシール性に優れた鋼管継手の表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27677792A JPH0699354A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 鋼管継手の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27677792A JPH0699354A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 鋼管継手の表面処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0699354A true JPH0699354A (ja) | 1994-04-12 |
Family
ID=17574217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27677792A Withdrawn JPH0699354A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 鋼管継手の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0699354A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005075873A1 (ja) | 2004-02-06 | 2005-08-18 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 油井管用ネジ継手、及びその製造方法 |
| WO2020254349A1 (en) * | 2019-06-17 | 2020-12-24 | Tenaris Connections B.V. | Torque shoulder for tubular goods connection |
| NL2023877B1 (en) * | 2019-09-23 | 2021-05-25 | Tenaris Connections Bv | Torque shoulder for tubular goods connection |
-
1992
- 1992-09-22 JP JP27677792A patent/JPH0699354A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005075873A1 (ja) | 2004-02-06 | 2005-08-18 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 油井管用ネジ継手、及びその製造方法 |
| US7677069B2 (en) | 2004-02-06 | 2010-03-16 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Threaded joint for an oil well pipe and method for manufacturing same |
| WO2020254349A1 (en) * | 2019-06-17 | 2020-12-24 | Tenaris Connections B.V. | Torque shoulder for tubular goods connection |
| NL2023877B1 (en) * | 2019-09-23 | 2021-05-25 | Tenaris Connections Bv | Torque shoulder for tubular goods connection |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991130 |