阅读说明：本技术 油井管用螺纹接头及油井管用螺纹接头的制造方法 (Threaded joint for oil well pipe and method for manufacturing threaded joint for oil well pipe ) 是由 木本雅也 大岛真宏 于 2018-05-10 设计创作，主要内容包括：本发明提供具有优异的耐腐蚀性和耐烧结性的油井管用螺纹接头及其制造方法。特别是,油井管用螺纹接头的制造方法为具备公扣部(3)和母扣部(4)的油井管用螺纹接头的制造方法。制造方法具备：形成Zn-Ni合金镀层(100)的Zn-Ni合金镀层形成工序；以及,在Zn-Ni合金镀层形成工序后形成铬酸盐覆膜(200)的铬酸盐覆膜形成工序。铬酸盐覆膜形成工序具备铬酸盐处理工序和干燥工序。铬酸盐覆膜形成工序满足选自以下条件1～条件3中的1个或2个以上的条件。条件1：铬酸盐处理工序中的铬酸盐处理液的搅拌速度：以线速度计为0.5m/s以上；条件2：铬酸盐处理工序中的铬酸盐处理时间：不足50秒；条件3：干燥工序中的干燥温度：60℃以下。(The invention provides a threaded joint for an oil well pipe having excellent corrosion resistance and seizure resistance, and a method for manufacturing the same. In particular, the method for manufacturing a threaded joint for an oil well pipe is a method for manufacturing a threaded joint for an oil well pipe having a pin portion (3) and a box portion (4). The manufacturing method comprises: a Zn-Ni alloy plating layer forming step for forming a Zn-Ni alloy plating layer (100); and a chromate film forming step of forming a chromate film (200) after the Zn-Ni alloy plating layer forming step. The chromate coating forming step includes a chromate treatment step and a drying step. The chromate coating film forming step satisfies 1 or 2 or more conditions selected from the following conditions 1 to 3. Condition 1: stirring speed of chromate treatment liquid in chromate treatment step: the linear velocity is more than 0.5 m/s; condition 2: chromate treatment time in chromate treatment process: less than 50 seconds; condition 3: drying temperature in the drying step: below 60 ℃.)

油井管用螺纹接头及油井管用螺纹接头的制造方法

技术领域

本发明涉及油井管用螺纹接头及油井管用螺纹接头的制造方法。

背景技术

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。

油井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。母扣部包括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包括无螺纹金属接触部。无螺纹金属接触部分别包括金属密封部和台肩部。在钢管彼此进行紧螺纹时，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，油井管用螺纹接头要求对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。通过在油井管用螺纹接头的表面涂布复合油脂，能够改善油井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，期望开发一不使用复合油脂的油井管用螺纹接头。

已提出了一种使用不含重金属的油脂(称为绿色涂料)来代替复合油脂的油井管用螺纹接头。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)中记载了即使使用不含重金属的油脂但耐烧结性仍优异的油井管用螺纹接头。

专利文献1中记载的油井管用螺纹接头是由公扣部和母扣部构成的油井管用螺纹接头，所述公扣部和母扣部分别具备接触表面，所述接触表面具有螺纹部和无螺纹金属接触部。该油井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，即使镀层上存在绿色涂料、润滑覆膜，也能够防止间隙腐蚀的发生。

在专利文献1所公开的技术中，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，也能够提高耐烧结性。

专利文献2中记载的油井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。该油井管用接头的特征在于，其是在接箍的内螺纹和金属-金属密封部的表面进一步设置Cu-Sn合金层而成的。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。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-215473号

专利文献2：日本特开2003-074763号

发明内容

发明要解决的问题

然而，油井管在制造后会通过船舶等运输，在使用之前会被保存一定时间。油井管的运输和保存有时会经历长时间。进而，油井管有时会被保存于室外。在长期保存于室外的情况下，油井管用的螺纹接头(以下称为油井管用螺纹接头)会产生白锈，有时油井管用螺纹接头的气密性、耐烧结性降低。

专利文献1和2所公开的油井管用螺纹接头以及用于形成润滑覆膜的组合物在长期保存于室外的情况下，有时油井管用螺纹接头上产生白锈，耐腐蚀性降低。此时，还存在油井管用螺纹接头的气密性、耐烧结性降低的情况。

本发明的目的在于，提供具有优异的耐腐蚀性的油井管用螺纹接头及其制造方法。

用于解决问题的方案

本实施方式的制造方法为油井管用螺纹接头的制造方法。油井管用螺纹接头具备公扣部和母扣部。公扣部具有包括公扣部侧螺纹部的公扣部侧接触表面。母扣部具有包括母扣部侧螺纹部的母扣部侧接触表面。油井管用螺纹接头的制造方法具备：Zn-Ni合金镀层形成工序、以及在Zn-Ni合金镀层形成工序之后的铬酸盐覆膜形成工序。Zn-Ni合金镀层形成工序中，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含有锌离子和镍离子的镀液中，通过电镀在公扣部侧接触表面和母扣部侧接触表面中的至少一者之上形成Zn-Ni合金镀层。Zn-Ni合金镀层由Zn-Ni合金和杂质组成。铬酸盐覆膜形成工序中，在Zn-Ni合金镀层之上形成铬酸盐覆膜。铬酸盐覆膜形成工序具备：铬酸盐处理工序、以及在铬酸盐处理工序之后的干燥工序。铬酸盐处理工序中，将形成有Zn-Ni合金镀层的公扣部侧接触表面和/或母扣部侧接触表面浸渍于含有铬离子的铬酸盐处理液中而实施铬酸盐处理。干燥工序中，在铬酸盐处理工序后对公扣部侧接触表面和/或母扣部侧接触表面实施干燥处理。铬酸盐覆膜形成工序满足选自以下的条件1～条件3中的1个或2个以上的条件。

条件1：铬酸盐处理工序中的铬酸盐处理液的搅拌速度：以线速度计0.5m/s以上；

条件2：铬酸盐处理工序中的铬酸盐处理时间：不足50秒；

条件3：干燥工序中的干燥温度：60℃以下。

本实施方式的油井管用螺纹接头具备：公扣部、母扣部、Zn-Ni合金镀层和铬酸盐覆膜。公扣部具有包括公扣部侧螺纹部的公扣部侧接触表面。母扣部具有包括母扣部侧螺纹部的母扣部侧接触表面。Zn-Ni合金镀层设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之上。Zn-Ni合金镀层由Zn-Ni合金和杂质组成。铬酸盐覆膜设置在Zn-Ni合金镀层上。铬酸盐覆膜表面的亮度L值小于65。

发明的效果

本实施方式的油井管用螺纹接头具有优异的耐腐蚀性。

附图说明

图1为示出铬酸盐覆膜表面的亮度L值与盐水喷雾试验(SST)300小时后的白锈产生面积率(％)的关系的图。

图2为示出铬酸盐处理工序中的铬酸盐处理液的搅拌速度(m/s)与铬酸盐覆膜表面的亮度L值的关系的图。

图3为示出铬酸盐处理工序中的铬酸盐处理时间(s)与铬酸盐覆膜表面的亮度L值的关系的图。

图4为示出干燥工序中的干燥温度(℃)与铬酸盐覆膜表面的亮度L值的关系的图。

图5为示出本实施方式的接箍型的油井管用螺纹接头的结构的图。

图6为示出本实施方式的整体型的油井管用螺纹接头的结构的图。

图7为油井管用螺纹接头的截面图。

图8为示出不具有本实施方式的金属密封部及台肩部的油井管用螺纹接头的结构的图。

图9为本实施方式的油井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。对图中相同或相应的部分标记相同的附图标记，其说明不再重复。

本发明人等对油井管用螺纹接头的接触表面上的表面处理和耐腐蚀性进行了各种研究。其结果，得到了以下的见解。

锌(Zn)与以往镀层中所使用的铜(Cu)相比，硬度和熔点低。但是，作为Zn合金的Zn-Ni合金具有足够的高硬度和高熔点。因此，若利用Zn-Ni合金来构成镀层，则能够提高油井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。

作为抑制白锈产生的技术，有铬酸盐处理。以往，铬酸盐处理液含有6价铬。6价铬有可能对环境造成影响。因此，期望开发不含有6价铬的所谓的3价铬酸盐处理。3价铬酸盐处理例如使用作为市售品的大和化成株式会社制造的DAIN CHROMATE TR-02(商品名)来实施。以下，在本说明书中，只要无特别说明，则铬酸盐处理表示3价铬酸盐处理。

然而判明，在油井管用螺纹接头中，即使对Zn-Ni合金镀层实施铬酸盐处理，有时也会在比预想更短的时间内产生白锈。

本发明人等研究的结果发现，可以将铬酸盐覆膜表面的亮度L值用作耐腐蚀性的指标。

油井管用螺纹接头的耐腐蚀性可以从油井管用螺纹接头表面所产生的白锈的面积率(以下称为“白锈产生面积率”)来判断。在本实施方式中，若盐水喷雾试验(SST)300小时后的白锈产生面积率小于50％，则判断为耐腐蚀性优异。对于盐水喷雾试验和白锈产生面积率，将在后述实施例中进行详细叙述。以下，在本说明书中，只要无特别说明，则“白锈产生面积率”表示“盐水喷雾试验(SST)300小时后的白锈产生面积率”。

本发明人等发现，白锈产生面积率与铬酸盐覆膜表面的亮度L值相关。图1为示出铬酸盐覆膜表面的亮度L值与盐水喷雾试验(SST)300小时后的白锈产生面积率(％)的关系的图。图1是通过后述的实施例得到的。

图1的纵轴表示白锈产生面积率(％)。图1的横轴表示铬酸盐覆膜表面的亮度L值。参照图1，铬酸盐覆膜表面的亮度L值与白锈产生面积率处于大致相关的关系，存在铬酸盐覆膜表面的亮度L值越低则白锈产生面积率越降低的倾向。若铬酸盐覆膜表面的亮度L值小于65，则白锈产生面积率小于50％。

即，若铬酸盐覆膜表面的亮度L值小于65，则油井管用螺纹接头具有优异的耐腐蚀性。进而，存在铬酸盐覆膜表面的亮度L值越低则耐腐蚀性越高的倾向。

接着，本发明人等发现了如下在油井管用螺纹接头中用于获得优异的耐腐蚀性的铬酸盐处理的条件。

形成铬酸盐覆膜的铬酸盐覆膜形成工序通常包括铬酸盐处理工序和干燥工序。以往，在铬酸盐处理工序中，将被处理材料浸渍于铬酸盐处理液中。在干燥工序中，在铬酸盐处理工序后对被处理材料进行干燥。

[铬酸盐处理工序中的铬酸盐处理液的搅拌速度]

铬酸盐处理一般是将被处理材料浸渍于处理液中而实施的。3价铬酸盐处理用市售品的制造商所推荐的方法也是浸渍处理。

另一方面，油井管用螺纹接头的公扣部和母扣部为螺纹牙顶/牙底所形成的数mm高的多个凹凸以数mm间距多个连续而成的复杂形状。进而，油井管用螺纹接头的公扣部位于数米以上的管的端部。在整体形式的油井管用螺纹接头中，母扣部也同样位于管的端部。因此，在油井管用螺纹接头的情况下，仅使被处理部附近与处理液接触，实施铬酸盐处理。另外，对于油井管用螺纹接头，在通过一般的浸渍实施铬酸盐处理的情况下，还存在反应气体滞留在被处理材料表面而发生铬酸盐处理不均的可能。若边使铬酸盐处理液循环边实施铬酸盐处理，则可以抑制铬酸盐处理不均。在这一情况下，可以抑制铬酸盐未附着的部分或铬酸盐薄的部分的产生。因此，即使在长期保存后，油井管用螺纹接头的耐腐蚀性仍然高。

图2为示出铬酸盐处理工序中的铬酸盐处理液的搅拌速度(m/s)与铬酸盐覆膜表面的亮度L值的关系的图。图2是通过后述的实施例得到的。图2中，对除铬酸盐处理液的搅拌速度以外的条件均相同的试验编号进行了比较。图2中记载了试验编号4～6、8～9以及13。

参照图2，若铬酸盐处理液的搅拌速度以线速度计为0.5m/s以上，则铬酸盐覆膜表面的亮度L值小于65。即，油井管用螺纹接头具有优异的耐腐蚀性。

[铬酸盐处理工序中的铬酸盐处理时间]

以往认为，铬酸盐覆膜的附着量越大，则被处理材料的耐腐蚀性越高。因此预想为：铬酸盐处理时间越长，则油井管用螺纹接头的耐腐蚀性越高。但是，本发明人等研究的结果发现，以某种程度缩短铬酸盐处理时间对于提高油井管用螺纹接头的耐腐蚀性而言是有效的。

图3为示出铬酸盐处理工序中的铬酸盐处理时间(s)与铬酸盐覆膜表面的亮度L值的关系的图。图3是通过后述的实施例得到的。图3中，对除铬酸盐处理时间以外的条件均相同的试验编号进行了比较。图3中记载了试验编号1和4～7。

参考图3，若铬酸盐处理工序中的铬酸盐处理时间不足50秒，则铬酸盐覆膜表面的亮度L值小于65。即，油井管用螺纹接头具有优异的耐腐蚀性。

[干燥工序中的干燥温度]

以往，为了提高生产效率，尝试了在铬酸盐处理后的干燥工序中提高干燥温度。若干燥温度高，则直至干燥完成为止时所需要的时间缩短，生产效率提高。但是，本发明人等研究的结果发现，干燥工序中的干燥温度在一定程度上低时，对于提高油井管用螺纹接头的耐腐蚀性而言是有效的。

图4为示出干燥工序中的干燥温度(℃)与铬酸盐覆膜表面的亮度L值的关系的图。图4是通过后述的实施例得到的。图4中，对除干燥温度以外的条件均相同的试验编号进行了比较。图4中记载了试验编号2～6。

参考图4，若干燥工序中的干燥温度为60℃以下，则铬酸盐覆膜表面的亮度L值小于65。即，油井管用螺纹接头具有优异的耐腐蚀性。

如上所述，在本实施方式的铬酸盐覆膜形成工序中，若满足选自铬酸盐处理液的搅拌速度、铬酸盐处理时间和铬酸盐处理液干燥温度中的1个或2个以上的条件，则油井管用螺纹接头具有优异的耐腐蚀性。

基于以上见解而完成的本实施方式的制造方法为油井管用螺纹接头的制造方法。油井管用螺纹接头具备公扣部和母扣部。公扣部具有包括公扣部侧螺纹部的公扣部侧接触表面。母扣部具有包括母扣部侧螺纹部的母扣部侧接触表面。油井管用螺纹接头的制造方法具备：Zn-Ni合金镀层形成工序、以及在Zn-Ni合金镀层形成工序之后的铬酸盐覆膜形成工序。Zn-Ni合金镀层形成工序中，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含有锌离子和镍离子的镀液中，通过电镀在公扣部侧接触表面和母扣部侧接触表面中的至少一者之上形成Zn-Ni合金镀层。Zn-Ni合金镀层由Zn-Ni合金和杂质组成。铬酸盐覆膜形成工序中，在Zn-Ni合金镀层之上形成铬酸盐覆膜。铬酸盐覆膜形成工序具备：铬酸盐处理工序、以及在铬酸盐处理工序之后的干燥工序。铬酸盐处理工序中，将形成有Zn-Ni合金镀层的公扣部侧接触表面和/或母扣部侧接触表面浸渍于含有铬离子的铬酸盐处理液中而实施铬酸盐处理。干燥工序中，在铬酸盐处理工序后对公扣部侧接触表面和/或母扣部侧接触表面实施干燥处理。铬酸盐覆膜形成工序满足选自以下条件1～条件3中的1个或2个以上的条件。

条件1：铬酸盐处理工序中的铬酸盐处理液的搅拌速度：以线速度计0.5m/s以上；

条件2：铬酸盐处理工序中的铬酸盐处理时间：不足50秒；

条件3：干燥工序中的干燥温度：60℃以下。

在本实施方式的油井管用螺纹接头的制造方法中，铬酸盐覆膜形成工序的条件可适当调整。因此，能够制造具备表面的亮度L值低的铬酸盐覆膜的油井管用螺纹接头。油井管用螺纹接头显示出优异的耐腐蚀性。

对于上述制备方法，铬酸盐覆膜形成工序至少满足条件1，铬酸盐覆膜形成工序可以进一步具备无搅拌浸渍工序。无搅拌浸渍工序在铬酸盐处理工序之后且干燥工序之前实施。无搅拌浸渍工序中，在停止铬酸盐处理液的搅拌的状态下，将公扣部侧接触表面和/或母扣部侧接触表面在铬酸盐处理液中浸渍一定时间。

在上述制造方法中，公扣部侧接触表面可以进一步包括公扣部侧金属密封部和公扣部侧台肩部。上述母扣部侧接触表面可以进一步包括母扣部侧金属密封部和母扣部侧台肩部。

本实施方式的油井管用螺纹接头具有：公扣部、母扣部、Zn-Ni合金镀层和铬酸盐覆膜。公扣部具有包括公扣部侧螺纹部的公扣部侧接触表面。母扣部具有包括母扣部侧螺纹部的母扣部侧接触表面。Zn-Ni合金镀层设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之上。Zn-Ni合金镀层由Zn-Ni合金和杂质组成。铬酸盐覆膜设置在Zn-Ni合金镀层上。铬酸盐覆膜表面的亮度L值小于65。

本实施方式的油井管用螺纹接头的铬酸盐覆膜表面的亮度L值小于65。因此，油井管用螺纹接头显示出优异的耐腐蚀性。

上述油井管用螺纹接头的铬酸盐覆膜的附着量以铬换算计可以为10～300mg/m²。

在铬酸盐覆膜的附着量为上述范围的情况下，油井管用螺纹接头的耐腐蚀性稳定地提高。

在上述油井管用螺纹接头中，公扣部侧接触表面可以进一步包括公扣部侧金属密封部和公扣部侧台肩部。上述母扣部侧接触表面可以进一步包括母扣部侧金属密封部和母扣部侧台肩部。

以下，对本实施方式的油井管用螺纹接头及其制造方法进行详细叙述。

[油井管用螺纹接头]

油井管用螺纹接头具备公扣部和母扣部。图5为示出本实施方式的接箍型的油井管用螺纹接头的结构的图。参照图5，油井管用螺纹接头具备钢管1和接箍2。钢管1的两端形成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。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。虽未图示，但为了保护各个螺纹部，有时在未安装对应构件的钢管1的公扣部3以及接箍2的母扣部4上安装保护装置。

另一方面，也可以使用不使用接箍2而以钢管1的一端为公扣部3、另一端作为母扣部4的整体形式的油井管用螺纹接头。图6为示出本实施方式的整体型的油井管用螺纹接头的结构的图。参照图6，油井管用螺纹接头具备钢管1。钢管1的一端形成在外表面具有外螺纹部的公扣部3。钢管1的另一端形成在内表面具有内螺纹部的母扣部4。将公扣部3和母扣部4紧螺纹，从而可以将钢管1彼此连接。接箍方式和整体形式的油井管用螺纹接头中均可以使用本实施方式的油井管用螺纹接头。

图7为油井管用螺纹接头的截面图。图7中，公扣部3具备公扣部侧螺纹部31、公扣部侧金属密封部32以及公扣部侧台肩部33。图7中，母扣部4具备母扣部侧螺纹部41、母扣部侧金属密封部42以及母扣部侧台肩部43。将公扣部3和母扣部4紧螺纹时接触的部分称为接触表面34、44。具体而言，将公扣部3和母扣部4紧螺纹时，螺纹部彼此(公扣部侧螺纹部31和母扣部侧螺纹部41)、金属密封部彼此(公扣部侧金属密封部32和母扣部侧金属密封部42)、以及台肩部彼此(公扣部侧台肩部33和母扣部侧台肩部43)相互接触。图7中，公扣部侧接触表面34包括公扣部侧螺纹部31、公扣部侧金属密封部32以及公扣部侧台肩部33。图7中，母扣部侧接触表面44包括母扣部侧螺纹部41、母扣部侧金属密封部42以及母扣部侧台肩部43。

图7中，在公扣部3中，从钢管1的端部起以公扣部侧台肩部33、公扣部侧金属密封部32和公扣部侧螺纹部31的顺序来配置。另外，在母扣部4中，从钢管1或接箍2的端部起以母扣部侧螺纹部41、母扣部侧金属密封部42和母扣部侧台肩部43的顺序来配置。但是，公扣部侧螺纹部31和母扣部侧螺纹部41、公扣部侧金属密封部32和母扣部侧金属密封部42、以及公扣部侧台肩部33和母扣部侧台肩部43的配置不限定于图7的配置，可以适当变更。例如，如图6所示那样，在公扣部3中，可以从钢管1的端部起以公扣部侧金属密封部32、公扣部侧螺纹部31、公扣部侧金属密封部32、公扣部侧台肩部33、公扣部侧金属密封部32和公扣部侧螺纹部31的顺序来配置。在母扣部4中，可以从钢管1或接箍2的端部起以母扣部侧金属密封部42、母扣部侧螺纹部41、母扣部侧金属密封部42、母扣部侧台肩部43、母扣部侧金属密封部42和母扣部侧螺纹部41的顺序来配置。

图5～图7中图示了具有金属密封部(公扣部侧金属密封部32和母扣部侧金属密封部42)及台肩部(公扣部侧台肩部33和母扣部侧台肩部43)的所谓特殊扣。但也可以没有金属密封部(公扣部侧金属密封部32和母扣部侧金属密封部42)及台肩部(公扣部侧台肩部33和母扣部侧台肩部43)。将不具有金属密封部32、42及台肩部33、43的油井管用螺纹接头示于图8中。本实施方式的油井管用螺纹接头也能够适宜地用于不具有金属密封部32、42及台肩部33、43的油井管用螺纹接头。在不具有金属密封部32、42及台肩部33、43的情况下，公扣部侧接触表面34包括公扣部侧螺纹部31。在不具有金属密封部32、42及台肩部33、43的情况下，母扣部侧接触表面44包括母扣部侧螺纹部41。

图9为本实施方式的油井管用螺纹接头的接触表面34、44的一个例子的截面图。油井管用螺纹接头在公扣部侧接触表面34和母扣部侧接触表面44中的至少一者之上具备Zn-Ni合金镀层100。油井管用螺纹接头在Zn-Ni合金镀层100上进一步具备铬酸盐覆膜200。油井管用螺纹接头也可以在公扣部侧接触表面34和母扣部侧接触表面44的两者之上具备Zn-Ni合金镀层100和铬酸盐覆膜200。

油井管用螺纹接头可以在公扣部侧接触表面34上具备Zn-Ni合金镀层100和铬酸盐覆膜200、在母扣部侧接触表面44上仅具备Zn-Ni合金镀层100。油井管用螺纹接头也可以在公扣部侧接触表面34上具备Zn-Ni合金镀层100和铬酸盐覆膜200、在母扣部侧接触表面44上仅具备铬酸盐覆膜200。

油井管用螺纹接头可以在母扣部侧接触表面44上具备Zn-Ni合金镀层100和铬酸盐覆膜200、在公扣部侧接触表面34上仅具备Zn-Ni合金镀层100。油井管用螺纹接头也可以在母扣部侧接触表面44上具备Zn-Ni合金镀层100和铬酸盐覆膜200、在公扣部侧接触表面34上仅具备铬酸盐覆膜200。

[Zn-Ni合金镀层]

Zn-Ni合金镀层100设置在公扣部侧接触表面34和母扣部侧接触表面44中的至少一者之上。Zn-Ni合金镀层100可以直接连接于公扣部侧接触表面34和/或母扣部侧接触表面44之上。Zn-Ni合金镀层100与公扣部侧接触表面34之间也可以配置其他镀层。Zn-Ni合金镀层100与母扣部侧接触表面44之间也可以配置其他镀层。

Zn-Ni合金镀层100由Zn-Ni合金和杂质组成。Zn-Ni合金包含锌(Zn)和镍(Ni)。Zn-Ni合金有时含有杂质。其中，Zn-Ni合金镀层100的杂质以及Zn-Ni合金的杂质是指Zn和Ni以外的物质，其包括油井管用螺纹接头的制造等中Zn-Ni合金镀层100所含的、且以不对本发明的效果造成影响的范围的含量含有的物质。对于Zn-Ni合金镀层100，在设Zn和Ni的总计为100质量％时，其具备Ni的比例为10～20质量％的组成。Zn-Ni合金镀层100的Ni含量的下限优选为11质量％、更优选为12质量％。Zn-Ni合金镀层100的Ni含量的上限优选为18质量％、更优选为16质量％。

[Zn-Ni合金镀层的化学组成的测定方法]

Zn-Ni合金镀层100的化学组成通过以下方法测定。测定中使用台式荧光X射线分析装置(株式会社Fisher Instruments制造的FISCHERSCOPE X-RAY XDAL)。使用市售的Zn-Ni合金镀层钢板标准板，制作标准曲线。关于测定，在Zn-Ni合金镀层100的表面的4处(油井管用螺纹接头的管周方向0°、90°、180°、270°的4处)测定Ni含量(质量％)，将这4处的测定结果的算术平均作为Zn-Ni合金镀层100的Ni含量(质量％)。

[Zn-Ni合金镀层的厚度]

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。若Zn-Ni合金镀层100的厚度在1μm以上，则可以得到充分的耐烧结性。Zn-Ni合金镀层100的厚度即便超过20μm，上述效果也是饱和的。Zn-Ni合金镀层100的厚度的下限优选为3μm、更优选为5μm。Zn-Ni合金镀层100的厚度的上限优选为18μm、更优选为15μm。

Zn-Ni合金镀层100的厚度通过以下方法测定。在Zn-Ni合金镀层100上，使基于ISO(International Organization for Standardization)21968(2005)的涡流相位式的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上的涡电流之间的相位差。将该相位差转换为Zn-Ni合金镀层100的厚度。

Zn-Ni合金镀层100可以配置在接触表面34、44上的局部，也可以配置在整个面。金属密封部32、42在紧螺纹最终阶段中尤其是表面压力升高。因此，将Zn-Ni合金镀层100局部配置在接触表面34、44上时，优选至少配置于金属密封部32、42。另一方面，若将Zn-Ni合金镀层100配置在整个接触表面34、44上，则油井管用螺纹接头的生产效率提高。

对于Zn-Ni合金镀层100的硬度和熔点，其比以往作为油井管用螺纹接头的镀层使用的Cu镀层的硬度高，熔点也与Cu镀层同等高。因此，即使反复紧螺纹和松螺纹，Zn-Ni合金镀层100的损伤也能得到抑制。其结果，即使反复紧螺纹和松螺纹，也能维持耐烧结性。

进而，Zn-Ni合金镀层100中所含的锌(Zn)与作为钢管主成分的铁(Fe)相比是贱金属。因此，具有牺牲防腐蚀的效果，油井管用螺纹接头的耐腐蚀性提高。

[铬酸盐覆膜]

本实施方式的油井管用螺纹接头在Zn-Ni合金镀层100上具备铬酸盐覆膜200。如上所述，油井管用螺纹接头在直至实际使用为止的期间，有时会长期保存于室外。此时，若形成有铬酸盐覆膜200，则公扣部3和母扣部4的耐腐蚀性提高。

铬酸盐覆膜200是包含3价铬的铬酸盐的覆膜。铬酸盐覆膜200是通过后述的铬酸盐覆膜形成工序而形成的。

[铬酸盐覆膜的L值]

铬酸盐覆膜200的表面的亮度L值小于65。在铬酸盐覆膜200的表面的亮度L值为65以上的情况下，白锈产生面积率(％)会超过50％。此时，油井管用螺纹接头的耐腐蚀性降低。从外观上的美观程度的观点出发，铬酸盐覆膜表面的亮度L值优选为45以上。铬酸盐覆膜200的表面的亮度L值的上限优选为63、更优选为60。铬酸盐覆膜200的表面的亮度L值的下限优选为48、更优选为50。

铬酸盐覆膜200的表面的亮度L值如下测定。根据JIS Z8730(2009)进行色差测定。具体而言，使用KONICA MINOLTA株式会社制造的CR-300，算出n为2次的平均值。测定位置优选为金属密封部32、42或台肩部33、43。测定面积设为φ10mm。对于数值，使用L＊a＊b＊色度体系，并使用表示亮度的L值(亮度L值)作为指标。

[铬酸盐覆膜的附着量]

铬酸盐覆膜200的厚度，即附着量没有特别限定。铬酸盐覆膜200的附着量以铬换算计可以为10～300mg/m²。若铬酸盐覆膜200的附着量以铬换算计为10mg/m²以上，则油井管用螺纹接头的耐腐蚀性会稳定提高。若铬酸盐覆膜200的附着量以铬换算计为300mg/m²以下，则可以抑制在铬酸盐覆膜200的结构中产生空隙等缺陷。因此，油井管用螺纹接头的耐腐蚀性稳定地提高。铬酸盐覆膜200的附着量的下限(铬换算)更优选为20mg/m²、进一步优选为50mg/m²。铬酸盐覆膜200的附着量的上限(铬换算)更优选为250mg/m²、进一步优选为200mg/m²。

铬酸盐覆膜200的附着量通过以下方法测定。从具备铬酸盐覆膜200的公扣部3或母扣部4中切取5mm×20mm的试验片。将试验片浸渍于在1L的纯水中溶解有***50g和氢氧化钠5g而得到的水溶液中。以15A/dm²通电1分钟而进行阴极电解，使试验片的铬酸盐覆膜200溶解。使用株式会社岛津制作所制造的电感耦合等离子体质谱仪(ICPMS-2030)对铬酸盐覆膜200的溶解液进行分析。

[润滑覆膜]

参照图9，油井管用螺纹接头可以在铬酸盐覆膜200上进一步具备润滑覆膜300。在油井管用螺纹接头具备润滑覆膜300的情况下，油井管用螺纹接头的润滑性提高。

润滑覆膜300可以是固体，也可以是半固体状和液体状。润滑覆膜300可以使用市售的润滑剂。润滑覆膜300例如含有润滑性颗粒和结合剂。润滑覆膜300可以根据需要含有溶剂和其他成分。

对于润滑性颗粒，只要是具有润滑性的颗粒就没有特别限定。润滑性颗粒例如为选自由石墨、MoS₂(二硫化钼)、WS₂(二硫化钨)、BN(氮化硼)、PTFE(聚四氟乙烯)、CFx(氟化石墨)和CaCO₃(碳酸钙)组成的组中的1种或2种以上。

结合剂例如为选自由有机结合剂和无机结合剂组成的组中的1种或2种。有机结合剂例如为选自由热固性树脂和热塑性树脂组成的组中的1种或2种。热固性树脂例如为选自由聚乙烯树脂、聚酰亚胺树脂和聚酰胺酰亚胺树脂组成的组中的1种或2种以上。无机系结合剂例如为选自由烷氧基硅烷和含有硅氧烷键的化合物组成的组中的1种或2种。

市售的润滑剂例如为JET-LUBE株式会社制造的SEAL-GUARD ECF(商品名)。其它的润滑覆膜300例如为含有松香、金属皂、蜡和润滑性粉末的润滑覆膜300。形成于公扣部3侧的润滑覆膜300的化学组成与形成于母扣部4侧的润滑覆膜300的化学成分可以是相同的，也可以是不同的。

润滑覆膜300的厚度没有特别限定。润滑覆膜300的厚度例如为10～100μm。若润滑覆膜300的厚度为10μm以上，则油井管用螺纹接头的润滑性稳定地提高。润滑覆膜300的厚度即便超过100μm，由于紧螺纹时会排除过量的润滑覆膜300，因此上述效果也会饱和。

润滑覆膜300的厚度通过以下方法测定。准备具备润滑覆膜300的公扣部3或母扣部4。将公扣部3或母扣部4以垂直于管的轴方向的方式切断。对包含润滑覆膜300的截面进行显微镜观察。显微镜观察的倍率设为500倍。由此，求出润滑覆膜300的膜厚。

[油井管用螺纹接头的母材]

油井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、不锈钢以及合金钢等。在合金钢中，尤其是含有Cr、Ni和Mo等合金元素的双相不锈钢以及Ni合金等的高合金钢的耐腐蚀性高。因此，若在母材中使用这些高合金钢，则油井管用螺纹接头的耐腐蚀性提高。

[制造方法]

本实施方式的油井管用螺纹接头的制造方法具备Zn-Ni合金镀层形成工序和铬酸盐覆膜形成工序。在Zn-Ni合金镀层形成工序之后实施铬酸盐覆膜形成工序。

如上所述，油井管螺纹接头具备公扣部3和母扣部4。公扣部3具有包括公扣部侧螺纹部31的公扣部侧接触表面34。母扣部4具有包括母扣部侧螺纹部41的母扣部侧接触表面44。公扣部侧接触表面34可以进一步包括公扣部侧金属密封部32和公扣部侧台肩部33。母扣部侧接触表面44可以进一步包括母扣部侧金属密封部42和母扣部侧台肩部43。

[Zn-Ni合金镀层形成工序]

Zn-Ni合金镀层形成工序中，在公扣部侧接触表面34和母扣部侧接触表面44中的至少一者之上形成由Zn-Ni合金和杂质组成的Zn-Ni合金镀层100。Zn-Ni合金镀层100通过电镀形成。通过将公扣部侧接触表面34和前述母扣部侧接触表面44中的至少一者浸渍于含有锌离子和镍离子的镀液中并通电而进行电镀。镀液中优选含有锌离子：1～100g/L、镍离子：1～50g/L。电镀的条件可以适当设定。电镀的条件例如为镀液pH：1～10、镀液温度：10～60℃、电流密度：1～100A/dm²、以及处理时间：0.1～30分钟。

[铬酸盐覆膜形成工序]

铬酸盐覆膜形成工序中，在Zn-Ni合金镀层100之上形成铬酸盐覆膜200。在本实施方式中，铬酸盐处理是指形成含有3价铬的铬酸盐的覆膜(铬酸盐覆膜200)的处理。通过铬酸盐处理形成的铬酸盐覆膜200会抑制Zn-Ni合金镀层100的表面的白锈。由此，油井管用螺纹接头的耐腐蚀性提高。

铬酸盐覆膜形成工序具备铬酸盐处理工序和干燥工序。在铬酸盐处理工序之后实施干燥工序。

[铬酸盐处理工序]

在铬酸盐处理工序中，实施铬酸盐处理。铬酸盐处理将形成有Zn-Ni合金镀层100的公扣部侧接触表面34和/或母扣部侧接触表面44浸渍于铬酸盐处理液中。铬酸盐处理液含有3价的铬离子。例如可以通过溶解氯化铬(III)和硫酸铬(III)从而含有3价的铬离子。在铬酸盐处理液中，也可以使用市售的铬酸盐处理液。市售的铬酸盐处理液例如为大和化成株式会社制造的DAIN CHROMATE TR-02(商品名)。铬酸盐处理液的温度例如为常温。

[干燥工序]

在干燥工序中，对公扣部侧接触表面34和/或母扣部侧接触表面44实施干燥处理。在干燥处理中，对铬酸盐处理后的公扣部侧接触表面34和/或母扣部侧接触表面44立即进行水洗并干燥。干燥可以利用热风炉等实施。干燥时间例如为1～100分钟。

铬酸盐覆膜形成工序中的处理条件满足选自以下条件1～条件3中的1个或2个以上的条件。在本实施方式中，只要满足任意一个条件，油井管用螺纹接头就具有优异的耐腐蚀性。铬酸盐覆膜形成工序可以满足以下条件中的2个，也可以满足全部条件。

条件1：铬酸盐处理工序中的铬酸盐处理液的搅拌速度：以线速度计为0.5m/s以上；

条件2：铬酸盐处理工序中的铬酸盐处理时间：不足50秒；

条件3：干燥工序中的干燥温度：60℃以下。

[条件1：铬酸盐处理工序中的铬酸盐处理液的搅拌速度：以线速度计为0.5m/s以上]

参照图2，若铬酸盐处理工序中的铬酸盐处理液的搅拌速度以线速度计为0.5m/s以上，则油井管用螺纹接头具有优异的耐腐蚀性。铬酸盐处理液的搅拌优选以尽可能在油井管用螺纹接头的螺纹的切削方向上产生液体流动的方式来实施。螺纹的切削方向是指钢管的周方向。此时，能够进一步抑制铬酸盐处理时的反应气体的滞留。

搅拌速度的下限优选为0.6m/s、更优选为0.7m/s、进一步优选为0.8m/s。搅拌速度的上限没有特别限定，但优选为2.0m/s、更优选为1.5m/s、进一步优选为1.2m/s。

[条件2：铬酸盐处理工序中的铬酸盐处理时间：不足50秒]

参照图3，若铬酸盐处理工序中的铬酸盐处理时间不足50秒，则具有优异的耐腐蚀性。以往认为，铬酸盐覆膜200的附着量越大，则被处理材料的耐腐蚀性越高。因此预想到的是，铬酸盐处理时间越长，则油井管用螺纹接头的耐腐蚀性越高。然而，对于提高油井管用螺纹接头的耐腐蚀性而言，铬酸盐处理时间在短至不足50秒是有效的。

铬酸盐处理时间的上限优选为48秒、更优选为45秒、进一步优选为40秒。铬酸盐处理时间的下限没有特别限定，但优选为5秒、更优选为8秒、进一步优选为10秒。

[条件3：干燥工序中的干燥温度：60℃以下]

参照图4，在干燥工序中，若干燥温度为60℃以下，则油井管用螺纹接头具有优异的耐腐蚀性。因此，干燥工序中的干燥温度为60℃以下。以往，为了提高生产效率，尝试了在铬酸盐处理工序之后的干燥工序中提高干燥温度。若干燥温度高，则直至干燥完成为止时所需要的时间缩短，生产效率提高。然而，对于提高油井管用螺纹接头的耐腐蚀性而言，干燥工序中的干燥温度低至60℃以下是有效的。

干燥温度的上限优选为58℃、更优选为55℃、进一步优选为50℃。干燥温度的下限没有特别限定，但优选为20℃、更优选为25℃、进一步优选为30℃。

通过以上工序，能够制造本实施方式的油井管用螺纹接头。

[无搅拌浸渍工序]

上述制造方法的铬酸盐覆膜形成工序至少满足上述条件1，可以进一步具备无搅拌浸渍工序。无搅拌浸渍工序在铬酸盐处理工序之后且干燥工序之前实施。

以往，铬酸盐覆膜200的形成是通过将被处理材料浸渍于铬酸盐处理液中而进行的。但是，也可以设有对铬酸盐处理液进行搅拌并进一步在停止搅拌的状态下进行浸渍的工序。由此，在搅拌的初始阶段，形成细小颗粒的铬酸盐覆膜200，铬酸盐覆膜200的被覆率提高。接着，通过以无搅拌进行浸渍，从而能够在维持高被覆率的状态下高效地获得充分附着量的铬酸盐覆膜200。

铬酸盐覆膜形成工序满足上述条件1，因此，铬酸盐处理工序中的铬酸盐处理液的搅拌速度为0.5m/s以上。无搅拌浸渍工序在铬酸盐处理工序之后进行。无搅拌浸渍工序中，在停止铬酸盐处理液的搅拌的状态下，将公扣部侧接触表面34和/或母扣部侧接触表面44在铬酸盐处理液中浸渍一定时间。对于无搅拌浸渍工序，继铬酸盐处理工序之后，将公扣部侧接触表面34和/或母扣部侧接触表面44直接浸渍于相同的铬酸盐处理液中即可。可以通过在铬酸盐处理工序后停止搅拌来实施无搅拌浸渍工序。

无搅拌浸渍工序中，将公扣部侧接触表面34和/或母扣部侧接触表面44浸渍一定时间。其中，一定时间是指任意的时间。无搅拌浸渍工序的浸渍时间例如为10～100秒。无搅拌浸渍工序的浸渍时间的下限优选为15秒、更优选为20秒、进一步优选为30秒。无搅拌浸渍工序的浸渍时间的上限优选为80秒、更优选为70秒、进一步优选为60秒。

[基底处理工序]

本实施方式的制造方法可以根据需要在Zn-Ni合金镀层100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。在基底处理工序中，清洗附着于接触表面上的油分等。基底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。

[成膜工序]

形成上述铬酸盐覆膜200之后，可以实施成膜工序。成膜工序中，在铬酸盐覆膜200上形成润滑覆膜300。

可以通过在上述铬酸盐覆膜200上涂布含有上述润滑覆膜300的成分的组合物或润滑剂从而形成润滑覆膜300。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，可以将组合物或润滑剂加热，在提高了流动性的状态下进行喷雾。润滑覆膜300可以形成在接触表面34、44的局部，但优选均匀地形成在整个接触表面34、44。成膜工序既可以在公扣部3和母扣部4两者上实施，也可以仅在一者上实施。

实施例

以下，对实施例进行说明。另外，实施例中的％表示质量％。

在本实施例中，设想螺纹接头的母材而使用了市售的冷轧钢板。冷轧钢板为长150mm×宽100mm(镀面为长100mm×宽100mm)。钢种为超低碳钢。钢板的化学组成为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。

[Zn-Ni合金镀层形成工序]

在各试验编号的冷轧钢板上形成镀层。Zn-Ni合金镀层的形成是通过电镀来实施的。镀液使用了大和化成株式会社制造的DAIN ZINALLOY N-PL(商品名)。用泵使镀液循环而进行搅拌。镀液的搅拌速度设为以镀液的线速度计为0.5m/s。镀覆电流密度设为6A/dm²。镀覆时间设为345秒。所得Zn-Ni合金镀层的膜厚为约8μm。所得Zn-Ni合金镀层的Ni含有率约为13％。

[铬酸盐覆膜形成工序]

[铬酸盐处理工序]

在Zn-Ni合金镀层之上形成铬酸盐覆膜。铬酸盐覆膜的形成是通过铬酸盐处理而实施的。铬酸盐处理液使用了大和化成株式会社制造的DAIN CHROMATE TR-02(商品名)。在搅拌铬酸盐处理液时，用泵使其循环而进行搅拌。铬酸盐处理液的搅拌速度和处理时间如表1所示。表1中，“铬酸盐处理液的搅拌速度(m/s)”为铬酸盐处理液的搅拌速度，是以铬酸盐处理液的线速度来表示用泵使铬酸盐处理液循环时的循环量的值。

[干燥工序]

立即用纯水对铬酸盐处理后的被处理材料进行水洗，用热风炉干燥。干燥工序中，将热风炉的设定温度设为50～90℃，将时间设为5～15分钟。将各试验编号的干燥工序的条件示于表1。

[无搅拌浸渍工序]

如上所述，试验编号15和试验编号16中实施了无搅拌浸渍工序。表1中示出无搅拌浸渍工序中的浸渍时间。

[表1]

[亮度L值测定试验]

通过上述方法测定铬酸盐覆膜表面的亮度L值。将结果示于表1。

[铬酸盐覆膜的附着量的测量试验]

对于试验编号10～试验编号16，通过上述方法测定铬酸盐覆膜的附着量(铬换算)。将结果示于表1的Cr附着量一栏中。需要说明的是，表1中，试验编号1～试验编号9的“-”表示未测定Cr附着量，并非表示未检测出Cr。

[耐腐蚀性试验]

耐腐蚀性是通过盐水喷雾试验(SST)300小时后的白锈产生面积率(％)进行评价的。对试验编号1～试验编号16实施盐水喷雾试验。试验片的大小为70mm×150mm，厚度为1mm。盐水喷雾试验是基于JIS Z2371(2015)中记载的方法而实施的。在35℃的气氛下制成5％的盐水。盐水喷雾时间设为300小时。通过目视观察来确定各试验编号的试验片表面上产生白锈的部分，并对面积进行测量。将产生白锈的部分相对于试验片表面整体的面积作为白锈产生面积率(％)。将结果示于表1。试验编号10～试验编号16中进一步实施了直至528小时和1008小时的盐水喷雾试验。将结果示于表1。需要说明的是，试验编号1～试验编号9中，在300小时结束了盐水喷雾试验。因此，表1中，对于试验编号1～试验编号9而言，“-”表示未测定白锈产生面积率(％)。

[评价结果]

参照表1，试验编号1、试验编号2和试验编号8～试验编号16在铬酸盐处理工序中满足选自条件1～条件3中的1个或2个以上的条件。因此，L值小于65。其结果，白锈产生面积率小于50％，具有优异的耐腐蚀性。

另一方面，试验编号3～试验编号7中，条件1～条件3均不满足。因此，L值为65以上。其结果，白锈产生面积率达到50％以上，耐腐蚀性差。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，上述实施方式仅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，可以在不脱离其主旨的范围内对上述实施方式进行适当变更而实施。

附图标记说明

1 钢管

2 接箍

3 公扣部

31 公扣部侧螺纹部

32 公扣部侧金属密封部

33 公扣部侧台肩部

34 公扣部侧接触表面

4 母扣部

41 母扣部侧螺纹部

42 母扣部侧金属密封部

43 母扣部侧台肩部

44 母扣部侧接触表面

100 Zn-Ni合金镀层

200 铬酸盐覆膜

300 润滑覆膜