管用螺纹接头及管用螺纹接头的制造方法技术

本发明专利技术提供一种管用螺纹接头及其制造方法。管用螺纹接头具备公扣部(4)、母扣部(5)、和Zn‑Ni合金镀层(6)。公扣部(4)具有包含公扣部侧螺纹部(41)的公扣部侧接触表面(40)。母扣部(5)具有包含母扣部侧螺纹部(51)的母扣部侧接触表面(50)。Zn‑Ni合金镀层(6)配置在公扣部侧接触表面(40)和母扣部侧接触表面(50)中的至少一者上。Zn‑Ni合金镀层(6)由Zn、Ni、微量Cr和杂质组成。Zn‑Ni合金镀层(6)的微量Cr的含量以通过使用O

Pipe thread joint and manufacturing method of pipe thread joint

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】管用螺纹接头及管用螺纹接头的制造方法
本专利技术涉及管用螺纹接头及管用螺纹接头的制造方法。
技术介绍
油井管被用于油田、天然气田的开采。油井管是根据井的深度连接多根钢管而形成的。钢管的连接通过将形成于钢管端部的管用螺纹接头彼此紧螺纹而进行。油井管因检查等而被拉上来并松螺纹，检查后被再次紧螺纹并再度使用。管用螺纹接头具备公扣部和母扣部。公扣部包含形成于钢管前端部的外周面的外螺纹部。母扣部包含形成于钢管前端部的内周面的内螺纹部。公扣部和母扣部有时还包含无螺纹金属接触部。无螺纹金属接触部包含金属密封部和台肩部。钢管彼此被紧螺纹时，外螺纹部和内螺纹部、金属密封部彼此、以及台肩部彼此会接触。公扣部和母扣部的螺纹部和无螺纹金属接触部在钢管紧螺纹和松螺纹时会反复受到强烈的摩擦。若这些位置没有相对于摩擦的充分的耐久性，则会在反复紧螺纹和松螺纹时发生粘扣(不能修复的烧结)。因此，管用螺纹接头要求相对于摩擦的充分的耐久性，即优异的耐烧结性。以往，为了提高耐烧结性，使用了含有重金属的复合油脂。通过在管用螺纹接头的表面涂布复合油脂，可以改善管用螺纹接头的耐烧结性。但是，复合油脂中所含的Pb等重金属可能对环境造成影响。因此，期望开发不使用复合油脂的管用螺纹接头。提出了一种使用不含重金属的油脂(被称为绿色涂料)代替复合油脂的管用螺纹接头。例如，国际公开第2008/108263号(专利文献1)中记载了一种即使使用不含重金属的油脂、耐烧结性也优异的管用螺纹接头。国际公开第2008/108263号(专利文献1)中记载的管用螺纹接头的特征在于，公扣部和母扣部中的至少一者的接触表面具有由选自Cu-Zn合金和Cu-Zn-M1合金(M1为选自Sn、Bi和In中的1种或2种以上的元素)的Cu合金构成的第1镀层。专利文献1中记载：由此，在涂布绿色涂料的情况下，甚至是无涂布的情况下，也可得到显示充分的耐粘扣性的管用螺纹接头。国际公开第2016/170031号(专利文献2)中记载的管用螺纹接头的特征在于，具备螺纹部和第1密封表面，螺纹部和第1密封表面被以重量计锌(Zn)为主要成分的金属制的耐腐蚀和耐烧结层覆盖。现有技术文献专利文献专利文献1:国际公开第2008/108263号专利文献2:国际公开第2016/170031号
技术实现思路
专利技术要解决的问题根据专利文献1和专利文献2中记载的技术，通过在管用螺纹接头的接触表面上形成镀层可以提高耐烧结性。但是，即使使用上述的技术，有时也无法得到充分的耐烧结性。本专利技术的目的在于提供具有优异的耐烧结性的管用螺纹接头及其制造方法。用于解决问题的方案本实施方式的管用螺纹接头具备公扣部、母扣部、和Zn-Ni合金镀层。公扣部具有包含公扣部侧螺纹部的公扣部侧接触表面。母扣部具有包含母扣部侧螺纹部的母扣部侧接触表面。Zn-Ni合金镀层配置在公扣部侧接触表面和母扣部侧接触表面中的至少一者上。Zn-Ni合金镀层由Zn、Ni、微量Cr和杂质组成。Zn-Ni合金镀层的微量Cr的含量以通过使用O2+作为照射离子的二次离子质谱分析得到的Cr强度计为5.0×10计数/秒以上。本实施方式的管用螺纹接头的制造方法具备浸渍工序和通电工序。浸渍工序中，首先，准备具有包含公扣部侧螺纹部的公扣部侧接触表面的公扣部、和具有包含母扣部侧螺纹部的母扣部侧接触表面的母扣部。然后，将公扣部侧接触表面和母扣部侧接触表面中的至少一者浸渍于镀液中。镀液含有锌离子、镍离子和铬离子。镀液中的铬离子的浓度为30～2000ppm。通电工序中，对浸渍于镀液中的公扣部侧接触表面和母扣部侧接触表面中的至少一者通电。由此，在公扣部侧接触表面和母扣部侧接触表面中的至少一者上形成Zn-Ni合金镀层。专利技术的效果本实施方式的管用螺纹接头具有优异的耐烧结性。本实施方式的管用螺纹接头可以通过例如上述的制造方法得到。附图说明图1是示出镀液中的微量金属离子浓度与Zn-Ni合金镀层的硬度的关系的图。图2是示出不含Cr时的Ni含量与Zn-Ni合金镀层的硬度的关系的图。图3是在图2的基础上，追加了含有微量的Cr的Zn-Ni合金镀层的硬度数据的图。图4是示出镀液中的Cr浓度与Zn-Ni合金镀层的表面的光泽度的关系的图。图5是示出根据本实施方式的接箍型的管用螺纹接头的构成的图。图6是示出根据本实施方式的整体型的管用螺纹接头的构成的图。图7是管用螺纹接头的一个例子的截面图。图8是示出不具有金属密封部和台肩部时的根据本实施方式的管用螺纹接头的构成的图。图9是根据本实施方式的管用螺纹接头的一个例子的截面图。图10是根据不同于图9的其它实施方式的管用螺纹接头的一个例子的截面图。图11是根据不同于图9和图10的其它实施方式的管用螺纹接头的一个例子的截面图。图12是具备固体润滑覆膜时的管用螺纹接头的截面图。图13是示出试验编号2、6、10、14、18和22的二次离子质谱分析的测定结果的图表。具体实施方式以下，参照附图对本实施方式进行详细说明。对图中相同或相应的部分标注相同的附图标记，并省略重复说明。本专利技术人等对管用螺纹接头的耐烧结性进行了研究。其结果，得到了下述见解。为了提高紧螺纹和松螺纹时的管用螺纹接头的耐烧结性，在包含螺纹部的接触表面形成具有高硬度和高熔点的镀层是有效的。若镀层的硬度高，则管用螺纹接头紧螺纹和松螺纹时镀层不容易受到损伤。进一步地，若镀层的熔点高，则管用螺纹接头紧螺纹和松螺纹时，即使在镀层局部变为高温时，也可以抑制镀层硬度的降低。其结果，可以提高管用螺纹接头的耐烧结性。作为Zn合金的Zn-Ni合金具有充分的高硬度和高熔点。因此，若由Zn-Ni合金构成镀层，可以提高管用螺纹接头的耐烧结性。本说明书中，将由Zn-Ni合金和杂质组成的镀层称为Zn-Ni合金镀层。本专利技术人等对提高Zn-Ni合金镀层的硬度的方法进行了研究。以往，作为提高镀层的硬度的方法，已知(1)有机添加剂、(2)合金化和(3)复合镀层这3种。(1)添加有机添加剂的方法是在镀液中添加提高硬度的有机添加剂。由此，可以提高镀层的硬度。提高硬度的有机添加剂特别地被称为硬化剂。硬化剂是市售品。例如，大和特殊株式会社制造的硫酸铜镀液COSMOG(商品名)含有硬化剂G-1。其它硬化剂的例子可以列举出聚丙烯酰胺。(2)合金化的方法是添加几％～几十％的合金化元素，对镀层进行合金化。由此，可以提高镀层的硬度。合金化镀层例如为Zn-Ni合金镀层和Ni-P镀层。Ni-P镀层含有2～15质量％的P，余量为Ni和杂质。(3)形成复合镀层的方法是在镀层中共析出碳化硅、氧化铝和金刚石等硬质颗粒。由此，可以提高镀层的硬度。但是，本专利技术人等得到了与以往完全不同的见解，即通过使Zn-Ni合金镀层含有微量的金属元素，可以提高Zn-Ni合金镀层的硬度。以往，认为Zn-Ni合金镀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管用螺纹接头，其具备：/n公扣部，其具有包含公扣部侧螺纹部的公扣部侧接触表面；/n母扣部，其具有包含包括母扣部侧螺纹部的母扣部侧接触表面；以及，/nZn-Ni合金镀层，其在所述公扣部侧接触表面和所述母扣部侧接触表面中的至少一者上，由Zn、Ni、微量Cr和杂质组成，所述微量Cr的含量以通过使用O

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170904 JP 2017-1690971.一种管用螺纹接头，其具备：
公扣部，其具有包含公扣部侧螺纹部的公扣部侧接触表面；
母扣部，其具有包含包括母扣部侧螺纹部的母扣部侧接触表面；以及，
Zn-Ni合金镀层，其在所述公扣部侧接触表面和所述母扣部侧接触表面中的至少一者上，由Zn、Ni、微量Cr和杂质组成，所述微量Cr的含量以通过使用O2+作为照射离子的二次离子质谱分析得到的Cr强度计为5.0×10计数/秒以上。


2.根据权利要求1所述的管用螺纹接头，其中，
所述Zn-Ni合金镀层表面的光泽度为100以上。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的管用螺纹接头，其中，
所述Zn-Ni合金镀层的厚度为1～20μm。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的管用螺纹接头，其中，
所述Zn-Ni合金镀层的维氏硬度Hv为600以上。


5.根据权利要求1～3中任一项所述的管用螺纹接头，其中，
所述Zn-Ni合金镀层含有6.0～16.0质量％的Ni，含有γ相，所述γ相的(411)面的间距为以上。


6.根据权利要求1～5中任一项所述的管用螺纹接头，
其进一步在所述公扣部侧接触...

【专利技术属性】
技术研发人员：木本雅也，大岛真宏，
申请(专利权)人：日本制铁株式会社，瓦卢瑞克石油天然气法国有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP