管用螺纹接头和管用螺纹接头的制造方法与流程

本发明涉及一种管用螺纹接头和管用螺纹接头的制造方法，更具体地说，涉及一种油井管用螺纹接头和油井管用螺纹接头的制造方法。

背景技术：

油井管被用于开采油田、天然气田。油井管是根据井的深度连接多根钢管而形成的。钢管通过将形成于钢管端部的管用螺纹接头彼此紧螺纹而连接。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。若这些部位没有充分的抗摩擦耐久性，则会在反复紧螺纹和松螺纹时发生咬合(不能修复的咬死)。因此，管用螺纹接头要求充分的抗摩擦耐久性，即优异的耐咬死性。

以往，为了提高耐咬死性，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，能够改善管用螺纹接头的耐咬死性。但是，复合油脂中所含的pb、zn和cu等重金属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(被称作绿色涂布油或黄色涂布油)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)、日本特表2005-514573号公报(专利文献2)和日本特开2003-074763号公报(专利文献3)中记载了一种即便使用不含重金属的油脂，耐咬死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，即使在涂布绿色涂布油的情况下，甚至在无涂布油的情况下，也显示出充分的耐泄漏性和耐咬死性，并且耐腐蚀性也优异，即使在镀层上存在绿色涂布油、润滑覆膜也可防止间隙腐蚀的发生。

日本特表2005-5145733号公报(专利文献2)中记载的管状构件在一端具有金属的内螺纹和/或金属的外螺纹。内螺纹和外螺纹的螺纹牙的至少一部分被铜和锡的合金包覆。铜和锡的合金包括20重量％～80重量％的铜。专利文献2中记载了：由此，可以提供一种不使用对环境有害的油脂而得以改良的金属-金属密封结合部。专利文献2还记载了：将该管状构件彼此螺纹结合时，使用ptfe基础润滑剂或石墨基础润滑剂。

日本特开2003-074763号公报(专利文献3)中记载的油井钢管用接头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以相同材质具有内螺纹和金属-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配置cu-sn合金层而成。专利文献3中记载了：由此，即使使用绿色涂布油，密封性也比以往良好，且能够显著抑制接头发生的咬合。

在上述专利文献1～专利文献3中公开的技术中，通过在接触表面形成特定的合金镀层，即使在使用绿色涂布油的情况下，也能提高耐咬死性。然而，日本特开2008-095019号公报(专利文献4)和国际公开第2009/057754号(专利文献5)中提出了不同的技术。专利文献4和专利文献5提出了一种代替绿色涂布油的油脂。

日本特开2008-095019号公报(专利文献4)中记载的润滑覆膜形成用组合物含有1种或2种以上选自碱性磺酸盐、碱性水杨酸盐、碱性酚盐和碱性羧酸盐中的碱性油剂。该组合物在海水中28天后的生物降解性(bod)为20％以上。专利文献4中记载了：该组合物显示出与涂布复合油脂时同等水平的耐咬死性和防锈性，且由于生物降解性高，即使在环境法规严格的国家或地区，对于不涂布复合油脂的钢管用螺纹接头也可不用担心环境污染地使用。

国际公开第2009/057754号(专利文献5)中记载的组合物是用于在管螺纹接头形成润滑覆膜的组合物。该组合物包含松香和氟化钙中的一者或两者、金属皂、蜡以及碱性芳香族有机酸金属盐。专利文献5中记载了：由此，形成了一种不含对地球环境带来负担的铅等有害重金属，可以赋予耐咬死性、气密性、防锈性，且可以确保高δt的润滑皮膜。

除上述专利文献1～5中公开的技术以外，利用固体润滑覆膜也能够提高耐咬死性。例如，日本特开2002-327874号公报(专利文献6)中记载的钢管用螺纹接头的特征在于：在公扣部和母扣部中的至少一者的构件的接触表面形成了2层以上分别含有润滑性粉末的固体润滑覆膜层。专利文献6中记载了：由此，获得了无需涂布包含重金属粉末的复合油脂的、耐咬死性和气密性优异的钢管用螺纹接头。

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：日本特表2005-514573号公报

专利文献3：日本特开2003-074763号公报

专利文献4：日本特开2008-095019号公报

专利文献5：国际公开第2009/057754号

专利文献6：日本特开2002-327874号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

然而，在钢管彼此进行紧螺纹时，结束紧螺纹的最佳扭矩已预先确定。图1为示出具有台肩部的管用螺纹接头在紧螺纹时的钢管转数n与扭矩t的关系的图。参照图1，在管用螺纹接头进行紧螺纹时，初始时扭矩t与转数n成比例地上升。此时的扭矩t的上升率低。若进一步进行紧螺纹，台肩部彼此接触。此时的扭矩t称为台肩扭矩ts。若达到台肩扭矩ts之后进一步进行紧螺纹，扭矩t再次与转数n成比例地上升。此时的扭矩t的上升率高。扭矩t达到规定的数值(紧固扭矩、to)时，紧螺纹完成。若紧螺纹时的台肩扭矩ts满足0.05to<ts<0.8to，则金属密封部彼此以适当的表面压力互相干涉。在这一情况下，管用螺纹接头的气密性高。

若达到紧固扭矩to之后进一步实施紧螺纹，则扭矩t变得过高。若扭矩t变得过高，公扣部和母扣部的一部分发生塑性变形。此时的扭矩t称为屈服扭矩ty。若台肩扭矩ts与屈服扭矩ty的差(以下称为台肩摩阻扭矩δt)大，则紧固扭矩to的范围有富余。其结果，紧固扭矩to的调整变得容易。因此，优选台肩摩阻扭矩(torque-on-shoulderresistance)δt大。

通过使用上述专利文献1～专利文献6中记载的技术，可以改善管用螺纹接头的耐咬死性。但是，专利文献1～专利文献6中公开的管用螺纹接头和用于形成润滑覆膜的组合物虽然能够改善耐咬死性，但有时台肩摩阻扭矩δt小。

本发明的目的在于，提供一种易于调整紧固扭矩to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、zn-ni合金镀层、以及cu-sn-zn合金镀层。公扣部和母扣部分别具备具有螺纹部、金属密封部和台肩部的接触表面。zn-ni合金镀层配置于公扣部和母扣部中的一者的接触表面上。cu-sn-zn合金镀层配置于公扣部和母扣部中的另一者的接触表面上。管用螺纹接头还在zn-ni合金镀层和cu-sn-zn合金镀层中的至少一者上具备液态或半固态的润滑覆膜。

本实施方式的管用螺纹接头的制造方法是具备公扣部和母扣部的管用螺纹接头的制造方法。公扣部和母扣部分别具备具有螺纹部、金属密封部和台肩部的接触表面。制造方法具备zn-ni合金镀层形成工序、cu-sn-zn合金镀层形成工序、以及成膜工序。zn-ni合金镀层形成工序中，在公扣部和母扣部中的一者的接触表面上形成由zn-ni合金构成的zn-ni合金镀层。cu-sn-zn合金镀层形成工序中，在公扣部和母扣部中的另一者的接触表面上形成由cu-sn-zn合金构成的cu-sn-zn合金镀层。成膜工序中，在zn-ni合金镀层和cu-sn-zn合金镀层中的至少一者上形成液态或半固态的润滑覆膜。

发明的效果

本实施方式的管用螺纹接头在公扣部和母扣部中的一者的接触表面上具有zn-ni合金镀层、以及在另一者的接触表面上具有cu-sn-zn合金镀层。因此，台肩摩阻扭矩δt大，紧固扭矩to的调整是容易的。

附图说明

图1为示出管用螺纹接头的转数n与扭矩t的关系的图。

图2为示出本实施方式的管用螺纹接头的结构的图。

图3为本实施方式的管用螺纹接头的截面图。

图4为本实施方式的管用螺纹接头(公扣部)的接触表面的一个例子的截面图。

图5为本实施方式的管用螺纹接头(母扣部)的接触表面的一个例子的截面图。

图6为用于说明实施例中的台肩摩阻扭矩(δt’)的图。

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。

本申请发明人等对于管用螺纹接头的接触表面上的表面处理与台肩摩阻扭矩δt的关系进行了各种研究。结果得到了以下见解。

为了增大台肩摩阻扭矩δt，降低台肩扭矩ts或提高屈服扭矩ty是有效的。液态或半固态的润滑覆膜会随着受到的压力而变形。因此，液态或半固态的润滑覆膜比固态的润滑覆膜的摩擦阻力小。摩擦阻力小时，台肩扭矩ts和屈服扭矩ty均降低。在不发生咬死的情况下，屈服扭矩ty明显降低。其结果，台肩摩阻扭矩δt变小。

但是，液态或半固态的润滑覆膜受到的压力越大，其厚度越薄。在紧螺纹的最终阶段，会对润滑覆膜施加较大压力。因此，润滑覆膜局部破裂，母材彼此会直接接触。母材彼此的化学组成通常是相同或者相近的。在这种情况下，容易发生咬死。若局部发生咬死，在紧螺纹的转数n低的状态下，施加在管用螺纹接头上的负荷会急剧上升。因此，紧固扭矩to的调整变得困难。

在如专利文献6这样的固态的润滑覆膜的情况下，由于随着压力而产生的变形量小，因而很难发生上述问题。另一方面，如上所述，在液态或半固态的润滑覆膜的情况下，紧螺纹时母材彼此容易直接接触。

本申请发明人等发现，通过在公扣部和母扣部的接触表面配置特定的合金镀层，使得台肩摩阻扭矩δt增大。具体而言，在公扣部和母扣部中的一者的接触表面上配置由zn-ni合金构成的zn-ni合金镀层。在公扣部和母扣部中的另一者的接触表面上配置由cu-sn-zn合金构成的cu-sn-zn合金镀层。由此，可以维持屈服扭矩ty较高。

对于通过配置上述合金镀层可以维持屈服扭矩ty较高的理由推测如下。zn-ni合金镀覆和cu-sn-zn合金镀覆具有适度的摩擦系数。因此，若zn-ni合金镀层与cu-sn-zn合金镀层接触，则摩擦力增高，屈服扭矩ty提高。进而，zn-ni合金镀覆和cu-sn-zn合金镀覆的硬度以及熔点高。因此，即使在紧螺纹的最终阶段，zn-ni合金镀覆和cu-sn-zn合金镀覆的损伤也少，抑制了母材彼此的直接接触。其结果，屈服扭矩ty可以维持较高，紧固扭矩to的调整变得容易。

基于以上见解而完成的本实施方式的管用螺纹接头具备公扣部和母扣部、zn-ni合金镀层、以及cu-sn-zn合金镀层。公扣部和母扣部分别具备具有螺纹部、金属密封部和台肩部的接触表面。zn-ni合金镀层配置于公扣部和母扣部中的一者的接触表面上。cu-sn-zn合金镀层配置于公扣部和母扣部中的另一者的接触表面上。管用螺纹接头还在zn-ni合金镀层和cu-sn-zn合金镀层中的至少一者上具备液态或半固态的润滑覆膜。

本实施方式的管用螺纹接头在公扣部和母扣部中的一者的接触表面上具有zn-ni合金镀层、以及在另一者的接触表面上具有cu-sn-zn合金镀层。因此，台肩摩阻扭矩δt大，紧固扭矩to的调整是容易的。

优选上述zn-ni合金镀层的厚度为1～20μm、cu-sn-zn合金镀层的厚度为1～20μm、润滑覆膜的厚度为30～300μm。

在这一情况下，台肩摩阻扭矩δt更稳定地增大。

优选的是，上述zn-ni合金含有85～91质量％的zn和9～15质量％的ni，余量为杂质。

优选的是，上述cu-sn-zn合金含有40～70质量％的cu、20～50质量％的sn以及2～20质量％的zn，余量为杂质。

本实施方式的管用螺纹接头的制造方法是具备公扣部和母扣部的管用螺纹接头的制造方法。公扣部和母扣部分别具备具有螺纹部、金属密封部和台肩部的接触表面。制造方法具备zn-ni合金镀层形成工序、cu-sn-zn合金镀层形成工序、以及成膜工序。zn-ni合金镀层形成工序中，在公扣部和母扣部中的一者的接触表面上形成由zn-ni合金构成的zn-ni合金镀层。cu-sn-zn合金镀层形成工序中，在公扣部和母扣部中的另一者的接触表面上形成由cu-sn-zn合金构成的cu-sn-zn合金镀层。成膜工序中，在zn-ni合金镀层和cu-sn-zn合金镀层中的至少一者上形成液态或半固态的润滑覆膜。

通过本实施方式的制造方法，可以制造在公扣部和母扣部中的一者的接触表面上具有zn-ni合金镀层、以及在另一者的接触表面上具有cu-sn-zn合金镀层的管用螺纹接头。管用螺纹接头的台肩摩阻扭矩δt大，紧固扭矩to的调整是容易的。

以下，对本实施方式的管用螺纹接头及其制造方法进行详细说明。

[管用螺纹接头]

管用螺纹接头具备公扣部和母扣部。图2为示出本实施方式的管用螺纹接头的结构的图。参照图2，管用螺纹接头具备钢管1和接箍2。钢管1的两端形成有在外表面具有外螺纹部的公扣部3。接箍2的两端形成有在内表面具有内螺纹部的母扣部4。通过将公扣部3和母扣部4紧螺纹，从而在钢管1的端部安装接箍2。另外，也有不使用接箍2，以钢管1的一端为公扣部3、另一端为母扣部4的整体形式的油井管用螺纹接头。接箍方式和整体形式这两者的管用螺纹接头均可使用本实施方式的管用螺纹接头。

公扣部3和母扣部4具备具有螺纹部、金属密封部和台肩部的接触表面。图3为本实施方式的管用螺纹接头的截面图。参照图3，公扣部3具备外螺纹部31、金属密封部32和台肩部33。母扣部4具备内螺纹部41、金属密封部42和台肩部43。将公扣部3和母扣部4紧螺纹时相接触的部分称为接触表面34和44。具体而言，公扣部3和母扣部4进行紧螺纹时，螺纹部彼此(外螺纹部31和内螺纹部41)、金属密封部彼此(金属密封部32和42)以及台肩部彼此(台肩部33和43)互相接触。也就是说，接触表面34和44包括螺纹部31和41、金属密封部32和42、以及台肩部33和43。

图4和图5为本实施方式的管用螺纹接头的接触表面34和44的一个例子的截面图。在公扣部3的接触表面上和母扣部4的接触表面上，本实施方式的管用螺纹接头的合金镀层是不同的。图4中，管用螺纹接头在公扣部3的接触表面34上具备zn-ni合金镀层100。图5中，管用螺纹接头在母扣部4的接触表面44上具备cu-sn-zn合金镀层110。管用螺纹接头还在zn-ni合金镀层100上和cu-sn-zn合金镀层110上均具备润滑覆膜200。

本实施方式的合金镀层的配置不限定于图4和图5。也可以在公扣部3的接触表面34上配置cu-sn-zn合金镀层110、在母扣部4的接触表面44上配置zn-ni合金镀层100。

通常，金属镀覆是以提高耐咬死性或耐腐蚀性为目的而在管用螺纹接头上施加的。在这一情况下，管用螺纹接头仅在公扣部3或母扣部4的任意一者的接触表面上具备镀层。即使在公扣部3和母扣部4两者的接触表面上都具备镀层的情况下，管用螺纹接头也会在公扣部3和母扣部4的接触表面上具备相同化学组成的镀层。但是，本实施方式的管用螺纹接头则在公扣部3的接触表面上和母扣部4的接触表面上具备化学组成不同的合金镀层。本实施方式的管用螺纹接头的各合金镀层还具有特定的化学组成。

[zn-ni合金镀层]

zn-ni合金镀层100配置于公扣部3和母扣部4中的一者的接触表面上。zn-ni合金镀层100由zn-ni合金构成。zn-ni合金含有zn和ni，余量为杂质。优选的是，zn-ni合金含有85～91质量％的zn和9～15质量％的ni，余量为杂质。

zn-ni合金镀层100的化学组成通过如下的方法进行分析。使用olympusinnov-x社制造的手持式x射线荧光分析计(deltapremiumdp-2000)对zn-ni合金镀层100的任意5处测定点进行测定。测定条件如下。x射线束直径：3mm、检测时间：120秒钟、测定模式：b1、分析软件：alloyplus。将5处的测定结果的算术平均作为zn-ni合金镀层100的化学组成。

zn-ni合金镀层100的厚度没有特别限定。zn-ni合金镀层100的厚度例如为1～20μm。zn-ni合金镀层100的厚度为1μm以上时，可以稳定地提高台肩摩阻扭矩δt。即使zn-ni合金镀层100的厚度超过20μm，上述效果也会饱和。

zn-ni合金镀层100的厚度通过以下方法测定。在形成有zn-ni合金镀层100的接触表面34和44上，使依据iso(internationalorganizationforstandardization)21968(2005)的涡流相位式膜厚测定器的探针与之接触。测定探针输入侧的高频磁场与由此激发的zn-ni合金镀层100上的涡流之间的相位差。将该相位差转换为zn-ni合金镀层100的厚度。

管用螺纹接头可以在公扣部3和母扣部4中的一者的接触表面34或44上的一部分具备zn-ni合金镀层100。管用螺纹接头也可以在公扣部3和母扣部4中的一者的整个接触表面34或44上具备zn-ni合金镀层100。金属密封部32和42在紧螺纹最终阶段中表面压力会变得尤其高。因此，zn-ni合金镀层100局部地配置于接触表面34和44上的情况下，优选将其配置于金属密封部32或42。也就是说，管用螺纹接头也可以仅在公扣部3和母扣部4中的一者的接触表面34或44上的金属密封部32或42上具备zn-ni合金镀层100。另一方面，将zn-ni合金镀层100配置于整个接触表面34和44上时，管用螺纹接头的生产效率提高。

[cu-sn-zn合金镀层]

cu-sn-zn合金镀层110配置于公扣部3和母扣部4中的未形成zn-ni合金镀层100的一者的接触表面上。cu-sn-zn合金镀层110由cu-sn-zn合金构成。cu-sn-zn合金含有cu、sn以及zn，余量为杂质。优选的是，cu-sn-zn合金含有40～70质量％的cu、20～50质量％的sn以及2～20质量％的zn，余量为杂质。cu-sn-zn合金镀层110的组成通过与上述zn-ni合金镀层100同样的方法进行测定。

cu-sn-zn合金镀层110的厚度没有特别限定。cu-sn-zn合金镀层110的厚度例如为1～20μm。cu-sn-zn合金镀层110的厚度为1μm以上时，可以稳定地提高台肩摩阻扭矩δt。即使cu-sn-zn合金镀层110的厚度超过20μm，上述效果也会饱和。cu-sn-zn合金镀层110的厚度通过与上述zn-ni合金镀层100同样的方法进行测定。

与zn-ni合金镀层100同样地，cu-sn-zn合金镀层110可以配置于接触表面34和44上的一部分，也可以配置于整体。也就是说，管用螺纹接头可以在公扣部3和母扣部4中的未形成zn-ni合金镀层100的另一者的接触表面34或44上的一部分具备cu-sn-zn合金镀层110。管用螺纹接头也可以在公扣部3和母扣部4中的未形成zn-ni合金镀层100的另一者的整个接触表面34或44上具备cu-sn-zn合金镀层110。cu-sn-zn合金镀层110局部地配置于接触表面34和44上的情况下，优选将其配置于金属密封部32或42。也就是说，管用螺纹接头也可以仅在公扣部3和母扣部4中的未形成zn-ni合金镀层100的另一者的接触表面34或44上的金属密封部32或42上具备cu-sn-zn合金镀层110。另一方面，将zn-ni合金镀层100配置于整个接触表面34和44上时，管用螺纹接头的生产效率提高。

zn-ni合金镀层100和cu-sn-zn合金镀层110的硬度和熔点高。因此，即便反复进行紧螺纹和松螺纹，也能抑制zn-ni合金镀层100和cu-sn-zn合金镀层110的损伤。其结果，即便反复进行紧螺纹和松螺纹，屈服扭矩ty也能维持较高。

另外，与作为钢管主要成分的铁(fe)相比，zn-ni合金镀层100和cu-sn-zn合金镀层110所含的锌(zn)是贱金属。因此，具有牺牲防腐的效果，管用螺纹接头的耐腐蚀性提高。

[润滑覆膜]

管用螺纹接头在zn-ni合金镀层100和cu-sn-zn合金镀层110中的至少一者上具备润滑覆膜200。如图4和图5所示，管用螺纹接头可以在zn-ni合金镀层100和cu-sn-zn合金镀层110两者上均具备液态或半固态的润滑覆膜200。管用螺纹接头也可以仅在zn-ni合金镀层100上具备液态或半固态的润滑覆膜200。管用螺纹接头也可以仅在cu-sn-zn合金镀层110上具备液体或半固态的润滑覆膜200。

润滑覆膜200为液态或半固态。液态是指物质的一种形态，虽具有一定体积，但不具备一定形状的状态。润滑覆膜200为液态时，可以在接触表面34和44上自由变形并流动。半固态是指受到外部负荷(压力和热等)，可以与液态同样地在接触表面34和44上自由变形并流动的状态。液态或半固态包括如油脂这样的高粘性体。

润滑覆膜200含有公知的润滑剂。润滑剂例如为jet-lube株式会社制造的seal-guard^tmecf^tm。其他润滑剂例如为含有松香、金属皂、蜡和润滑性粉末的润滑剂。润滑性粉末例如为土状石墨。配置于zn-ni合金镀层100上的润滑覆膜200与配置于cu-sn-zn合金镀层110上的润滑覆膜200的化学组成可以相同，也可以不同。

润滑覆膜200的厚度没有特别限定。润滑覆膜200的厚度例如为30～300μm。润滑覆膜200的厚度为30μm以上时，降低台肩扭矩ts的效果进一步提高。即使润滑覆膜200的厚度超过300μm，紧螺纹时也会从接触表面34和44上排除过量的润滑覆膜200，因此上述效果饱和。

润滑覆膜200的厚度通过以下方法测定。用渗透了乙醇的脱脂棉擦拭管用螺纹接头的金属密封部32或42的任意测定位置(面积：5mm×20mm)。基于擦拭前的脱脂棉重量和擦拭后的脱脂棉重量的差，计算润滑剂的涂布量。基于润滑剂的涂布量和润滑剂的密度以及测定位置的面积，计算润滑覆膜200的平均膜厚。

与固态的润滑覆膜不同，液态或半固态的润滑覆膜200受到压力会发生变形。因此，摩擦阻力小。其结果，台肩扭矩ts降低。并且，与固态的润滑覆膜不同，液态或半固态的润滑覆膜200即使反复进行紧螺纹和松螺纹也不会磨耗。液态或半固态的润滑覆膜200在紧螺纹时发生变形从而移动到表面压力小的位置。然后在松螺纹时，再次铺展在整个接触表面。因此，本实施方式的管用螺纹接头即使反复进行紧螺纹和松螺纹，台肩扭矩ts也可以维持较低。

并且，与固态的润滑覆膜不同，液态或半固态的润滑覆膜200在表面压力大时(紧螺纹时等)其部分会破裂，或者移动到表面压力小的位置。因此，从紧螺纹时的初始阶段开始zn-ni合金镀层100与cu-sn-zn合金镀层110接触。其结果，摩擦增加、屈服扭矩ty提高但不发生咬死。

[管用螺纹接头的母材]

管用螺纹接头的母材的化学组成没有特别限定。母材例如为碳钢、不锈钢和合金钢等。在合金钢中，含有cr、ni和mo等合金元素的双相不锈钢和ni合金等高合金钢的耐腐蚀性高。因此，在母材中使用这些高合金钢时，管用螺纹接头的耐腐蚀性提高。

[制造方法]

本实施方式的管用螺纹接头的制造方法为上述管用螺纹接头的制造方法。制造方法具备zn-ni合金镀层100形成工序、cu-sn-zn合金镀层110形成工序、以及成膜工序。

[zn-ni合金镀层形成工序]

zn-ni合金镀层100形成工序中，在公扣部3和母扣部4中的一者的接触表面上形成由zn-ni合金构成的zn-ni合金镀层100。zn-ni合金镀层100通过电镀形成。将公扣部3和母扣部4中的一者的接触表面浸渍于含有锌离子和镍离子的镀浴中并通电从而进行电镀。镀浴中优选含有锌离子：1～100g/l、以及镍离子：1～50g/l。电镀的条件可以适当设定。电镀的条件例如是镀浴ph：1～10、镀浴温度：10～60℃、电流密度：1～100a/dm²、以及处理时间：0.1～30分钟。

[cu-sn-zn合金镀层形成工序]

cu-sn-zn合金镀层110形成工序中，在公扣部3和母扣部4中的未形成zn-ni合金镀层100的一者的接触表面上形成由cu-sn-zn合金构成的cu-sn-zn合金镀层110。cu-sn-zn合金镀层110通过电镀形成。将公扣部3和母扣部4中的未形成zn-ni合金镀层100的一者的接触表面浸渍于含有铜离子、锡离子和锌离子的镀浴中并通电从而进行电镀。镀浴中优选含有铜离子：1～50g/l、锡离子：1～50g/l、以及锌离子：1～50g/l。电镀的条件可以适当设定。电镀的条件例如是镀浴ph：1～14、镀浴温度：10～60℃、电流密度：1～100a/dm²、以及处理时间：0.1～40分钟。

[成膜工序]

在公扣部3和母扣部4的接触表面上形成上述合金镀层之后，实施成膜工序。成膜工序中，在zn-ni合金镀层100和cu-sn-zn合金镀层110中的至少一者上形成液态或半固态的润滑覆膜200。

通过在上述合金镀层上涂布上述润滑剂，可以形成润滑覆膜200。涂布方法没有特别限定。涂布方法例如为喷涂、刷涂和浸渍。在采用喷涂的情况下，可以加热润滑剂，在流动性提高的状态下进行喷雾。润滑覆膜200可以形成于接触表面的一部分，但优选均匀地形成于整个接触表面。可以对具备zn-ni合金镀层100的公扣部3或母扣部4、具备cu-sn-zn合金镀层110的公扣部3或母扣部4均实施成膜工序，也可以仅对其中一者实施。

[基底处理工序]

制造方法也可以根据需要，在zn-ni合金镀层100形成工序和cu-sn-zn合金镀层110形成工序之前具备基底处理工序。基底处理工序例如为酸洗和碱脱脂。基地处理工序中，清洗附着在接触表面上的油分等。基地处理工序可以进一步具备喷砂和机械精磨等磨削加工。这些基底处理可以仅实施1种，也可以组合实施多种基底处理。

实施例

以下，对实施例进行说明。实施例中，将公扣部的接触表面称为公扣部表面，将母扣部的接触表面称为母扣部表面。另外，实施例中的％表示质量％。

本实施例中使用的钢管为新日铁住金株式会社制造的vam21ht(注册商标)。钢管的外径：127.00mm(5英寸)、壁厚：9.19mm(0.362英寸)。钢种为13cr钢。钢管的化学组成为c：0.19％、si：0.25％、mn：0.8％、p：0.02％、s：0.01％、cu：0.04％、ni：0.1％、cr：13％、mo：0.04％、余量：fe和杂质。

对各试验编号的公扣部表面和母扣部表面实施机械精磨(表面粗糙度ra：3μm)。然后，实施表1所示的基底处理，形成表1所示的镀层和润滑覆膜，从而准备各试验编号的公扣部和母扣部。

[表1]

表1

[基底处理工序]

在试验编号4～试验编号7的公扣部表面实施喷砂作为基底处理。对于喷砂后的各公扣部的表面粗糙度，jisb0601：2013中规定的算术平均粗糙度ra为1.0μm、以及最大高度粗糙度rz为5.2μm。

[镀层形成工序]

在各试验编号的公扣部表面和母扣部表面形成镀层。镀层的形成通过电镀来实施。各试验编号的镀层的详细制造条件如表2所示。作为镀层在形成zn-ni合金镀层的情况下(试验编号1、试验编号2和试验编号8的公扣部表面，以及试验编号3、试验编号7和试验编号8的母扣部表面)，镀浴使用了大和化成株式会社制造的商品名dainzinalloyn-pl进行建浴。作为镀层在形成cu-sn-zn合金镀层的情况下(试验编号3的公扣部表面，以及试验编号1、试验编号2和试验编号6的母扣部表面)，镀浴使用了日本化学产业株式会社制造的镀浴。作为镀层在形成cu镀层的情况下(试验编号4和试验编号5的母扣部表面)，镀浴使用了含有铜离子：20～50g/l、游离氰：7～20g/l的氰化铜浴。

[表2]

[成膜工序]

常温下将润滑剂涂布于各试验编号的公扣部表面和母扣部表面，从而形成润滑覆膜。润滑覆膜j和润滑覆膜d通过利用毛刷的涂布来涂布润滑剂。润滑覆膜s是通过用矿物油精(mineralspirits)稀释润滑剂并进行喷涂而形成的。形成润滑覆膜时使用了以下润滑剂。

·润滑覆膜j……jet-lube株式会社制造、商标名seal-guard^tmecf^tm

·润滑覆膜s……松香：10％

硬脂酸ca：15％

蜡：10％

土状石墨：5％

碱性ca磺酸盐：余量

·润滑覆膜d……americanpetroleuminstitute(api)bulletin5a2中规定的复合油脂

润滑覆膜j是按照harmonisedoffshorechemicalsnotificationformat(hocnf)的基准分类为“yellow”的所谓的黄色涂布油。润滑覆膜s是不含重金属的油脂状的润滑覆膜。形成润滑覆膜s时用矿物油精稀释上述润滑剂后使用。润滑覆膜d是含有铅(pb)等重金属的复合油脂。事先求出使各润滑覆膜的厚度达到表1所示厚度的涂布条件，并以该涂布条件形成润滑覆膜。

[台肩摩阻扭矩测定试验]

使用各试验编号的公扣部和母扣部测定台肩摩阻扭矩。具体而言，以紧固速度10rpm、紧固扭矩42.8kn·m进行紧螺纹。在紧螺纹时测定扭矩，并制作如图6所示的扭矩图表。图6中的n表示螺纹的转数。图6中的t表示扭矩。图6中的ts表示台肩扭矩。图6中的mtv表示线段l与扭矩图表相交的扭矩值。线段l是具有与轴肩后的扭矩图表中的线性区域的倾向度相同的倾向度，转数比上述线性区域多0.2％的直线。通常，在测定台肩摩阻扭矩时使用ty(屈服扭矩)。但是在本实施例中，屈服扭矩(轴肩后的扭矩图表中的线性区域与非线性区域的边界)不清晰。因此，使用线段l来规定mtv。将mtv与ts的差作为台肩摩阻扭矩(δt’)。台肩摩阻扭矩(δt’)以试验编号4为基准(100％)求出相对值。结果示于表3。试验编号4是使用复合油脂时的一般管用螺纹接头的表面处理的组合。

[表3]

表3

[评价结果]

参照表1和表3，试验编号1～试验编号3的管用螺纹接头在公扣部和母扣部中的一者的接触表面上具备zn-ni合金镀层、以及在另一者的接触表面上具备cu-sn-zn合金镀层。试验编号1～试验编号3的管用螺纹接头在zn-ni合金镀层和cu-sn-zn合金镀层中的至少一者上具备润滑覆膜。因此，台肩摩阻扭矩超过100％。

比较试验编号2和试验编号3时，即便更换了公扣部表面和母扣部表面的合金镀层，台肩摩阻扭矩仍然高。因此，可推测即使更换合金镀层的种类，对效果也没有大的影响。

试验编号4和试验编号5的管用螺纹接头在公扣部表面和母扣部表面均不具备zn-ni合金镀层和cu-sn-zn合金镀层。因此，台肩摩阻扭矩低至100％以下。

试验编号6的管用螺纹接头虽然在母扣部表面具备cu-sn-zn合金镀层，但在公扣部表面不具备镀层。因此，台肩摩阻扭矩低至91％。

试验编号7的管用螺纹接头虽然在母扣部表面具备zn-ni合金镀层，但在公扣部表面不具备镀层。因此，台肩摩阻扭矩低至88％。

试验编号8的管用螺纹接头的公扣部表面和母扣部表面均具备zn-ni合金镀层，而不具备cu-sn-zn合金镀层。因此，台肩摩阻扭矩低至90％。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，上述实施方式只不过是用于实施本发明的示例。因此，本发明不限定于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内可以适当变更上述实施方式而加以实施。

附图标记说明

3公扣部

4母扣部

31、41螺纹部

32、42金属密封部

33、43台肩部

100zn-ni合金镀层

110cu-sn-zn合金镀层

200润滑覆膜