管用螺纹接头以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具有优异的耐烧结性和优异的外观的管用螺纹接头及其制造方法。本实施方式的管用螺纹接头具备公扣部(3)和母扣部(4)。公扣部(3)和母扣部(4)具有包括螺纹部(31)和(41)、金属密封部(32)和(42)以及台肩部(33)和(43)的接触表面(34)和(44)。管用螺纹接头在公扣部(3)和母扣部(4)中的至少一者的接触表面(34)或(44)上具备Zn‑Ni合金镀层(100)。Zn‑Ni合金镀层(100)含有Cu。Zn‑Ni合金镀层(100)的Cu含有率为4.5质量％以下(不包括0)。

Manufacturing Method of Thread Joints for Pipes and Thread Joints for Pipes

The invention provides a pipe threaded joint with excellent sintering resistance and excellent appearance and a manufacturing method thereof. The pipe threaded joint of the embodiment has a public fastener (3) and a female fastener (4). The public button part (3) and the mother button part (4) have contact surfaces (34) and (44) including threaded parts (31) and (41), metal sealing parts (32) and (42) and shoulder parts (33) and (43). The pipe threaded joint has a zinc-nickel alloy coating (100) on the contact surface (34) or (44) of at least one of the public fastener (3) and the master fastener (4). The zinc-nickel alloy coating (100) contains copper. The Cu content of Zn-Ni alloy coating (100) is less than 4.5 mass percent (excluding 0).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】管用螺纹接头以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以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。油井管会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。公扣部包括形成于钢管前端部的外周面的外螺纹部和无螺纹金属接触部。母扣部包括形成于钢管前端部的内周面的内螺纹部和无螺纹金属接触部。无螺纹金属接触部分别包括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、以及台肩部彼此会发生接触。公扣部和母扣部的螺纹部以及无螺纹金属接触部在钢管的紧螺纹和松螺纹时会反复受到强烈的摩擦。若这些部位对摩擦没有充分的耐久性，则会在反复紧螺纹和松螺纹时发生粘扣(无法修复的烧结)。因此，要求管用螺纹接头对摩擦具有充分的耐久性，即优异的耐烧结性。以往，为了提高耐烧结性，使用了加入重金属的复合油脂。通过在管用螺纹接头的表面涂布复合油脂，能够改善管用螺纹接头的耐烧结性。但是，复合油脂中含有的Pb等重金属有可能对环境造成影响。因此，希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)来代替复合油脂的管用螺纹接头。例如，日本特开2008-215473号公报(专利文献1)和日本特开2003-074763号公报(专利文献2)中记载了一种即便使用不含重金属的油脂，耐烧结性也优异的管用螺纹接头。日本特开2008-215473号公报(专利文献1)中记载的钢管用螺纹接头是由公扣部和母扣部构成的钢管用螺纹接头，所述公扣部和母扣部分别具备具有螺纹部和无螺纹金属接触部的接触表面。该钢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Cu-Zn合金构成的第1镀层。专利文献1中记载了：由此，即使在涂布绿色涂料的情况下，甚至在无涂料的情况下，也显示出充分的耐漏性和耐烧结性，进而耐腐蚀性也优异，即使在镀层上存在绿色涂料、润滑覆膜也可防止间隙腐蚀的发生。专利文献1中公开的技术中，通过在接触表面形成特定的合金镀层，即使在使用绿色涂料的情况下，也能提高耐烧结性。日本特开2003-074763号公报(专利文献2)中记载的油井钢管用接头是一种由公扣部和接箍形成的油井钢管用接头，所述公扣部在含有9质量％以上的Cr的钢管的一端具有外螺纹和金属-金属密封部，所述接箍在两端设有相同材质并具有内螺纹和金属-金属密封部的母扣部。该油井钢管用接头的特征在于：在接箍的内螺纹和金属-金属密封部的表面进一步设置1层Cu-Sn合金层而成。专利文献2中记载了：由此，即使使用绿色涂料，密封性也比以往良好，且能够显著抑制接头上发生的粘扣。国际公开第2016/170031号(专利文献3)提出了一种通过形成耐腐蚀性高的镀层，由此不仅提高耐烧结性，还提高耐腐蚀性的技术。国际公开第2016/170031号(专利文献3)中记载的管用螺纹接头的特征在于，具备攻丝部和第1密封表面，攻丝部和第1密封表面被覆有以重量计锌(Zn)为主要成分的金属制的耐腐蚀和耐烧结层。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-215473号公报专利文献2：日本特开2003-074763号公报专利文献3：国际公开第2016/170031号
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，管用螺纹接头被运送至开采现场后，在实际使用前是不进行紧螺纹来保管的。即，管用螺纹接头在使用前会被保管规定时间。若管用螺纹接头的镀层的外观比以往的镀层的外观差、或出现了不均等，则用户可能会担心混入了异物、发生了性能劣化。因此，有时会对管用螺纹接头要求与以往的镀层相同或更好的外观。通过使用上述专利文献1～专利文献3中记载的技术，能够改善管用螺纹接头的耐烧结性。但是，要求进一步提高管用螺纹接头的耐烧结性。进而要求外观好的管用螺纹接头。本专利技术的目的在于提供具有优异的耐烧结性和优异的外观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和母扣部。公扣部和母扣部分别具有包括螺纹部、金属密封部和台肩部的接触表面。管用螺纹接头在公扣部和母扣部中的至少一者的接触表面上具备Zn-Ni合金镀层。Zn-Ni合金镀层含有Cu。Zn-Ni合金镀层的Cu含有率为4.5质量％以下(不包括0)。本实施方式的管用螺纹接头的制造方法是制造具备公扣部和母扣部的管用螺纹接头的方法。公扣部和母扣部分别具有包括螺纹部、金属密封部和台肩部的接触表面。制造方法具备准备工序和Zn-Ni合金镀层形成工序。准备工序中，准备公扣部、母扣部和镀液。镀液含有锌离子、镍离子和铜离子。镀液的铜离子的浓度为1g/L以下(不包括0)。Zn-Ni合金镀层形成工序中，使镀液与公扣部和母扣部中的至少一者的接触表面接触并通过电镀形成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和优异的外观。附图说明图1是示出Zn-Ni合金镀层中的Cu含有率与硬度的关系的图。图2是图1的Cu含有率0.00～0.10质量％部分的放大图。图3是示出Zn-Ni合金镀层中的Cu含有率、L值以及硬度的关系的图。图4是示出本实施方式的管用螺纹接头的结构的图。图5是本实施方式的管用螺纹接头的截面图。图6是本实施方式的管用螺纹接头的接触表面的一个例子的截面图。具体实施方式以下，参照附图对本实施方式进行详细说明。图中相同或相应的部分用相同的附图标记表示，不对其进行重复说明。本专利技术人等对管用螺纹接头的耐烧结性和外观进行了研究。其结果，得到了下述见解。专利文献3中对在管用螺纹接头上使用锌(Zn)镀覆或锌合金镀覆、特别是Zn-Ni合金镀覆的情况进行了研究。Zn-Ni合金镀层具有高硬度和高熔点。若镀层的硬度高，则在管用螺纹接头的紧螺纹和松螺纹时，镀层不易损坏。进而，若镀层的熔点高，则在管用螺纹接头的紧螺纹和松螺纹时，即使镀层局部变为高温，也能够抑制镀层的硬度降低。其结果，能够提高管用螺纹接头的耐烧结性。因此，若通过Zn-Ni合金来构成镀层，则能够提高管用螺纹接头的耐烧结性。根据专利文献3，Zn-Ni合金镀层的耐腐蚀性也优异。因此，若通过Zn-Ni合金来形成镀层，则不仅能够提高管用螺纹接头的耐烧结性，还能够提高耐腐蚀性。本专利技术人等对进一步提高Zn-Ni合金镀层的耐烧结性的方法进行了研究。其结果，得到了下述见解。以往，在Zn-Ni合金镀层中，除了锌(Zn)和镍(Ni)以外的金属被认为是杂质。通常，在镀覆领域中，镀覆中的杂质被认为有时会引起镀覆不良。镀覆不良是指例如外观不良和物性不良。外观不良例如为凹坑、粗糙、模糊、颜色不均和无镀覆等。物性不良例如为镀层的硬度降低、延展性降低，密合性降低和耐腐蚀性降低等。迄今为止，为了抑制镀覆不良，尝试了减少镀覆中的杂质。但是，本专利技术人等获得了完全不同于以往的见解。即，在特定的条件下，若使Zn-Ni合金镀层中含有迄今被认为是杂质的Cu，则能够提高Zn-Ni合金镀层的硬度。图1是示出Zn-Ni合金镀层中的Cu含有率(以下，亦简称为Cu含有率)与Zn-Ni合金镀层的硬度的关系的图。图1是根据后述的实施例得到的。图1的纵轴表示后述的实施例中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管用螺纹接头，所述管用螺纹接头具备公扣部和母扣部，所述公扣部和母扣部分别具有包括螺纹部、金属密封部和台肩部的接触表面，所述公扣部和所述母扣部中的至少一者的所述接触表面上具备Zn‑Ni合金镀层，所述Zn‑Ni合金镀层含有4.5质量％以下且不包括0的Cu。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.18 JP 2016-2047091.一种管用螺纹接头，所述管用螺纹接头具备公扣部和母扣部，所述公扣部和母扣部分别具有包括螺纹部、金属密封部和台肩部的接触表面，所述公扣部和所述母扣部中的至少一者的所述接触表面上具备Zn-Ni合金镀层，所述Zn-Ni合金镀层含有4.5质量％以下且不包括0的Cu。2.根据权利要求1所述的管用螺纹接头，其中，所述Zn-Ni合金镀层含有0.05～4.5质量％的Cu。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...

【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：新日铁住金株式会社，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