润滑被膜形成用组合物及钢管用螺纹接头的制作方法_3

文档序号:9731583阅读:来源:国知局
滑被膜形成用组合物整体(100%),基油在40~80质量%,干 化剂在5~20质量%,固体润滑剂在10~40质量%的范围内。更优选相对于润滑被膜形成用 组合物整体(100%),基油为40~65质量%,干化剂为5~10质量%,固体润滑剂为10~25质 量%。
[0087][配合方法]
[0088]本实施方式的润滑被膜形成用组合物通过将上述基油、干化剂、固体润滑剂进行 简单地混合,良好地搅拌进行均匀化来获得。在该情况下,干化剂(石蜡)优选以粉末化了的 状态进行供给。此外,该粉末的粒径优选比后述的被膜化时的膜厚小。固体润滑剂的粒径也 同样。
[0089] 此外,除了上述基油、干化剂、固体润滑剂以外,在将其它成分进行混合时,只要根 据该成分的性质使用公知的混合方法即可。
[0090] 为了提高所形成的润滑被膜的耐粘性,可以将均匀地混合了成分的润滑被膜形成 用组合物升温直至所使用的石蜡的熔点以上的温度将石蜡进行液状化,使基油与该液状化 了的石蜡混合之后进行冷却。该升温可以在涂布之前在储存容器内进行,也可以在混合了 的状态下涂布于螺纹接头,然后利用加热器等将表面的涂布物升温使其相容后进行冷却。 在该情况下,形成了石蜡以实质上均匀的浓度分布于被膜中的润滑皮膜。
[0091] 作为其它方法,本实施方式的润滑被膜形成用组合物还可以制成包含作为干化剂 的石蜡以外的其它成分的混合物和石蜡的2成分型组合物。在该情况下,涂布石蜡以外的混 合物来形成被膜。所形成的被膜有粘性。如果在其上散布规定量的石蜡,加热至石蜡的熔点 以上的温度来使石蜡混合于被膜中,则越是被膜的上层石蜡浓度越高。即,获得了石蜡浓度 在被I旲的厚度方向上变化的润滑皮I旲,耐粘性进一步提尚。
[0092] [钢管用螺纹接头]
[0093] 本实施方式的润滑被膜形成用组合物涂布于钢管用螺纹接头中的销1和套筒2的 至少一者的嵌合部表面。这里,钢管用螺纹接头的销1和套筒2分别具有螺纹部3、4和无螺纹 金属接触部5作为各自的嵌合部。
[0094] 关于钢管用螺纹接头,典型地以图1所示的状态被出库。即,在对两端形成了具有 雄螺纹部3的销1的油井管A的一方的销1,预先拧紧了内面形成有具有雌螺纹部4的套筒2的 接箍B的状态被出库。在该图中,为了将附图简单化,无螺纹金属接触部被省略了。
[0095] 然而,钢管用螺纹接头的构成不仅限于图1所示的构成。也使用了在油井管的一端 的外表面形成了具有雄螺纹部3的销1,在另一端的内面形成了具有雌螺纹部4的套筒2的整 体方式的钢管用螺纹接头。对于该钢管用螺纹接头,连结时不需要接箍B。此外,也能够在油 井管A上形成套筒2,在接箍B上形成销1。以下,以图1所示的形态的钢管用螺纹接头为例进 行说明。
[0096] 图2为示意性示出图1的钢管用螺纹接头的拧紧部的截面的说明图。钢管用螺纹接 头的嵌合部为雄螺纹部3和雌螺纹部4、以及无螺纹金属接触部5。在本实施方式中,在销1与 套筒2的至少一者的嵌合部(即,螺纹部3或4与无螺纹金属接触部5)涂布润滑被膜形成用组 合物,形成润滑脂状半固体的润滑被膜。
[0097] 销1和套筒2具有彼此嵌合的形状,但如果细微地观察,则如图3所示,特别是在销1 的雄螺纹部3和套筒2的雌螺纹部4之间存在微小的间隙6。此外,在无螺纹金属接触部5和螺 纹部3之间也设置有稍大的间隙6。如果没有这样的间隙6,则实质上不能进行拧紧作业。通 过在该间隙6积存润滑成分,其由于拧紧中的压力而在周围浸出来,从而防止咬死,因此该 间隙6有助于润滑。由本实施方式的润滑被膜形成用组合物形成的润滑被膜与复合润滑脂 的被膜同样地为半固体,因此能够进行该浸出,赋予优异的润滑性和气密性。
[0098] 此外,本实施方式的润滑被膜形成用组合物与复合润滑脂同样地防锈性也优异, 因此即使以图1所示的状态被出库后,也可以进行防护以使涂布有润滑被膜形成用组合物 的嵌合部不生锈。
[0099] [润滑被膜的厚度]
[0100] 由于伴随组装不良状况的钢管用螺纹接头的偏芯、倾斜、异物的混入等,因而在连 结钢管用螺纹接头时,有时面压局部变得过大,伴随塑性变形。在钢管用螺纹接头形成润滑 被膜的目的在于,即使在这样的苛刻的润滑条件下,也可防止咬死。因此,润滑性赋予成分 向摩擦面的导入和维持变得不可缺少。
[0101] 因此,润滑皮膜形成用组合物需要涂布对于填埋图3所示的螺纹山间等嵌合部的 微小间隙6而言必要的量。如果涂布量少,则由于连结时所产生的静水压,因而变得不能期 待油剂在摩擦面浸出的作用、或润滑性赋予成分从其它间隙绕进的作用。因此润滑被膜的 厚度优选为10M1以上。
[0102] 关于销1与套筒2的嵌合部,为了在钢管用螺纹接头的连结时彼此接触,在确保润 滑性的含义下,润滑被膜只要仅对销1和套筒2的任一者的嵌合部进行处理就是充分的。然 而,为了确保防锈性,需要在销1与套筒2两者的嵌合部形成润滑被膜。由于对于该防锈而言 必要的最低膜厚也为ΙΟμπι,因此优选在两者的嵌合部以?ομπι以上的厚度形成润滑被膜。然 而,如图1所示,在出库时在油井管Α的一端拧紧接箍Β的情况下,对于进行了拧紧一侧的销1 和套筒2,如果仅对其一方的构件的嵌合部形成润滑被膜,则销1与套筒2两者的嵌合部被润 滑被膜被覆,也赋予防锈性。然而,对于相反侧的销1与套筒2(在图示例中左侧的销与右侧 的套筒),在两者形成润滑被膜。
[0103] 由本实施方式的润滑被膜形成用组合物形成的润滑被膜的润滑性高,因此不需要 将润滑被膜增厚至必要以上。如果变得过厚则不仅浪费材料,而且也违反了作为本实施方 式的目的之一的防止环境污染。因此,被膜厚度的上限没有特别规定,但优选为大致200μπι。 润滑被膜的更优选的膜厚为30~150μπι。然而,如以下所说明的那样,在要增大所涂布的嵌 合部的表面粗糙度的情况下,优选润滑被膜的膜厚大于嵌合面的表面粗糙度Rmax。有表面 粗糙度的情况下的润滑被膜的膜厚取膜厚的最大部和最小部的中间值。
[0104] 为了使涂布变得容易,本实施方式的润滑被膜形成用组合物可以含有溶解基剂。 在该情况下,组合物本身不是半固体,可以制成涂布性优异的液状。然而,如果将该组合物 涂布于钢管用螺纹接头的嵌合部,则溶解基剂一般具有挥发性,因此溶解基剂从所形成的 润滑被膜蒸发而被除去,成为半固体的润滑被膜。作为溶解基剂,可以使用一般的有机溶 剂,但作为适合于在本实施方式中使用的溶解基剂的例子,可举出以矿油精为代表的石油 系洛剂。
[0105] 作为涂布方法,只要根据本实施方式的润滑被膜形成用组合物的性状选择适当的 方法即可。例如,如果润滑被膜形成用组合物含有溶解基剂,在室温下为液状,则可以采用 喷涂、浸渍、刷涂等一般的涂布法。另一方面,在润滑被膜形成用组合物不含溶解基剂,在室 温下为半固体的情况下,可以使用具备加热机构的涂布装置(例如,热熔涂布用的喷枪),在 作为干化剂的石蜡熔融了的状态下进行涂布。在该情况下,为了形成均匀的膜厚的涂膜,优 选从带有可以将预先预热了的润滑被膜形成用组合物保持于一定温度的保温装置的喷枪 涂布于同样地预热了的嵌合部。
[0106] [嵌合部的表面粗糙度]
[0107] 通过本实施方式的润滑被膜形成用组合物进行了被膜处理的钢管用螺纹接头的、 螺纹部3、4、无螺纹金属接触部5等的嵌合部中,通过切削加工来获得3~5μπι的表面粗糙度。 如果通过适当的方法使该表面粗糙度变得更大,则润滑性进一步提高。这是因为,发生下述 作用:通过封入表面粗糙度的微小的凹凸中的油剂,由于上述嵌合部的静水压作用而油剂 在摩擦面浸出的作用;和润滑性赋予成分从其它间隙绕进的作用。该作用与赋予表面粗糙 度的方法没有关系而取决于表面粗糙度来得到。对于润滑性的提高而言优选的表面粗糙度 以Rmax计为5~40μηι。如果表面粗糙度以Rmax计超过40μηι,则凹部的周围不能充分地密封, 不产生静水压作用而得不到充分的润滑性。Rmax的更优选的范围为10~30μπι的范围。
[0108] <粗糙度赋予方法>
[0109] 表面粗糙度的赋予方法没有特别规定,可举出如下的方法。
[0110] (1)砂或磨石的投射:可以通过投射的磨粒的大小来变更表面粗糙度。
[0111] (2)利用酸进行的腐蚀:浸渍于硫酸、盐酸、硝酸、氢氟酸等强酸液的方法。
[0112] (3)磷酸盐处理:磷酸锰、磷酸锌、磷酸铁锰、磷酸锌钙等的被膜处理(伴随所生成 的结晶的生长而结晶表面的粗糙度增加)。
[0113] (4)电镀:镀铜、镀铁(由于凸部优先被镀敷,因此虽然是少量但是表面也变得粗 糙)。镀铜如上述那样,有时以提高钢管用螺纹接头的润滑性为目的而被施用。
[0114] (5)干式冲击镀敷:将锌冲击物、锌-铁合金冲击物等对铁芯被覆有镀材的粒子利 用离心力或空气压进行投射并镀敷的方法。
[0115] 这些粗糙度赋予处理易于对套筒2侧进行处理,但也可以对销1侧进行,可以对两 者进行。此外,上述(3)~(5)的方法是形成表面粗糙度大的基底处理被膜的方法,因此在中 断油膜时通过该被膜来防止金属间接触,因此在同时获得润滑性和防锈性的提高方面是优
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