管用螺紋接頭用鍍液及管用螺紋接頭的制造方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供用于形成抗咬死性、耐隙間腐蝕性及耐暴露腐蝕性優(yōu)異的鍍覆膜的管用螺紋接頭用鍍液。本實(shí)施方式的管用螺紋接頭用的鍍液不含有氰化物，含有焦磷酸銅、焦磷酸錫、焦磷酸鋅、作為金屬絡(luò)合劑的焦磷酸鹽、以及40g/L以下(不包括0)的含硫化合物。所述含硫化合物為通過(guò)化學(xué)式(1)定義的巰基化合物及硫醚化合物、巰基化合物的基于二硫鍵的二聚體、及它們的鹽類中的1種或2種以上。RS?(CHX1)m?(CHX2)n?CHX3X4(1)，此處，m、n為1或0的整數(shù)。X1、X2、X3及X4為氫、OH、NH2、SO3H及CO2H中的任意者。但是，X1、X2、X3及X4不全為氫。R為氫、甲基及乙基中的任意者。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及鍍液，更詳細(xì)而言，涉及管用螺紋接頭用鍍液及使用該鍍液的管用螺紋接頭的制造方法。
技術(shù)介紹
油田、天然氣田中使用的鋼管(稱為油井管(OCTG))具有十幾米的單位長(zhǎng)度。鋼管彼此通過(guò)螺紋接頭被連結(jié)、油井管的全長(zhǎng)為數(shù)千米。管用螺紋接頭分為T&C(ThreadedandCoupled)型和整體型。T&C型的管用螺紋接頭包括：在2個(gè)鋼管的端部形成的2個(gè)公扣部和在外徑比鋼管大一圈的短管的接箍的兩端形成的2個(gè)母扣部。各個(gè)公扣部具有形成有外螺紋的外表面。各個(gè)母扣部具有形成有內(nèi)螺紋的內(nèi)表面。各個(gè)公扣部被插入到各個(gè)母扣部并被擰緊。即，T&C型的管用螺紋接頭中，借助接箍將2個(gè)鋼管連接。另一方面，整體型的管用螺紋接頭包括在第1鋼管的端部形成的母扣部和在第2鋼管的端部形成的公扣部。第2鋼管的公扣部被插入到第1鋼管的母扣部并擰緊，從而第1及第2鋼管相互連結(jié)。總之，在整體型的管用螺紋接頭中，第1鋼管被直接連結(jié)于第2鋼管上。如果利用整體型的管用螺紋接頭，則不需要接箍。因此，不存在接箍的壁厚部分向外側(cè)的突出，不與處于外側(cè)的鋼管的內(nèi)表面產(chǎn)生干涉。因此，整體型的管用螺紋接頭被用于水平挖掘等特殊用途。通常，對(duì)管用螺紋接頭要求耐受基于所連接的鋼管的自重的軸向的拉伸力以及耐內(nèi)外流體的壓力。對(duì)管用螺紋接頭進(jìn)而要求抗咬死性。具體而言，對(duì)于套管(大徑尺寸)即使反復(fù)使用4次以上、對(duì)于管道(小徑尺寸)即使反復(fù)使用10次以上，仍要求良好的抗咬死性。以往，為了提高抗咬死性，在管用螺紋接頭的公扣部或母扣部的接觸表面形成銅鍍覆膜、或?qū)嵤┝姿猁}處理等表面處理。此處，接觸表面為公扣部及母扣部相互接觸的表面部分，包括形成有螺紋的螺紋部和未形成螺紋的無(wú)螺紋金屬接觸部。密封部相當(dāng)于無(wú)螺紋金屬接觸部。為了進(jìn)一步提高抗咬死性，在擰緊(makeup)前在公扣部或母扣部的接觸表面涂布涂料(dope)。涂料是指含有Pb等重金屬的復(fù)合脂。但是，由于重金屬有可能給環(huán)境帶來(lái)影響，因此含有重金屬的涂料的使用受到限制。因此，最近，開(kāi)發(fā)了不含有Pb、Zn及Cu等重金屬的涂料(稱為綠色涂料)。但是，綠色涂料比以往的涂料的抗咬死性低。作為不使用涂料而提高抗咬死性的技術(shù)，提出了如下方法：1)將氟樹脂的粉末分散混合至鍍覆膜中的方法、2)通過(guò)濺射形成潤(rùn)滑性保護(hù)覆膜的方法、及3)使用固體潤(rùn)滑覆膜代替復(fù)合脂的方法等。但是，對(duì)于這些技術(shù)，與以往的涂料相比，抗咬死性低。日本特開(kāi)2003-74763號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)及日本特開(kāi)2008-215473號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)中提出了抗咬死性(耐磨傷性)優(yōu)異的管用螺紋接頭。專利文獻(xiàn)1中，在管用螺紋接頭中，在螺紋部和無(wú)螺紋金屬接觸部上形成Cu-Sn合金層。進(jìn)而，專利文獻(xiàn)2中，在螺紋部和無(wú)螺紋金屬接觸部上形成Cu-Zn-M1合金層(M1為選自Sn、Bi及In中的1種或2種以上的元素)。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2003-74763號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2008-215473號(hào)公報(bào)但是，專利文獻(xiàn)1中，在公扣部與母扣部的界面(形成有鍍覆膜的表面與未形成鍍覆膜的表面的接觸面)容易發(fā)生腐蝕(隙間腐蝕)。特別是，在利用綠色涂料或固體潤(rùn)滑劑時(shí)，容易發(fā)生隙間腐蝕。專利文獻(xiàn)2中，抑制了隙間腐蝕。但是，在不連結(jié)鋼管、長(zhǎng)期保管的情況下，根據(jù)其環(huán)境，有時(shí)會(huì)通過(guò)鍍覆膜的缺陷(氣孔(porosity))而產(chǎn)生點(diǎn)銹。即，有時(shí)會(huì)發(fā)生暴露腐蝕。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的為，提供用于形成抗咬死性、耐隙間腐蝕性及耐暴露腐蝕性優(yōu)異的鍍覆膜的管用螺紋接頭用鍍液、及使用該鍍液的管用螺紋接頭的制造方法。本實(shí)施方式的鍍液為管用螺紋接頭用鍍液。鍍液不含有氰化物，含有焦磷酸銅、焦磷酸錫、焦磷酸鋅、作為金屬絡(luò)合劑的焦磷酸鹽、以及40g/L以下(不包括0)的含硫化合物。含硫化合物為通過(guò)化學(xué)式(1)定義的巰基化合物、硫醚化合物、巰基化合物的基于二硫鍵的二聚體、及它們的鹽類中的1種或2種以上。RS-(CHX1)m-(CHX2)n-CHX3X4(1)此處，m、n為1或0的整數(shù)。X1、X2、X3及X4為氫、OH、NH2、SO3H及CO2H中的任意者。但是X1、X2、X3及X4不全為氫。R為氫、甲基及乙基中的任意者。本實(shí)施方式的管用螺紋接頭的制造方法具備以下工序：準(zhǔn)備上述鍍液的工序；用上述鍍液對(duì)管用螺紋接頭的公扣部或母扣部實(shí)施電鍍處理，從而在公扣部或母扣部上形成Cu-Sn-Zn合金鍍覆膜的工序。使用本實(shí)施方式的鍍液而制造的管用螺紋接頭的抗咬死性、耐隙間腐蝕性及耐暴露腐蝕性優(yōu)異。具體實(shí)施方式本專利技術(shù)人等對(duì)在管用螺紋接頭的咬死、及腐蝕的發(fā)生機(jī)制進(jìn)行研究，并針對(duì)其對(duì)策進(jìn)行了研究。其結(jié)果，本專利技術(shù)人等得到如下見(jiàn)解。在管用螺紋接頭反復(fù)進(jìn)行擰緊(makeup)和松開(kāi)(breakup)時(shí)，公扣部及母扣部的接觸表面彼此接觸并滑動(dòng)。在這種情況下，由于變形阻力，接觸表面會(huì)發(fā)熱。此時(shí)，存在一部分接觸表面的溫度局部上升到熔點(diǎn)以上的情況。在溫度上升到熔點(diǎn)以上的表面部分，金屬會(huì)彼此熔接、發(fā)生咬死。在管用螺紋接頭中，接觸表面部分的熔點(diǎn)高并且硬度高時(shí)，變形阻力小。在這種情況下，可得到優(yōu)異的抗咬死性。如果在公扣部或母扣部的接觸表面上形成的鍍覆膜為金屬間化合物，則鍍覆膜的硬度及熔點(diǎn)變高。因此，可得到優(yōu)異的抗咬死性。另一方面，認(rèn)為在專利文獻(xiàn)1的Cu-Sn合金鍍覆膜中，隙間腐蝕是由于以下理由而發(fā)生的。在電化學(xué)上，F(xiàn)e為比Cu電位低的金屬。因此，在Cu-Sn合金鍍覆膜形成于管用螺紋接頭的表面上時(shí)，在鍍覆膜中的Cu和與Cu接觸的電位低的鋼(Fe)之間，形成了微型原電池。因此，在與鍍覆膜接觸的非鍍覆部分(Fe)發(fā)生腐蝕(隙間腐蝕)。為了抑制隙間腐蝕，使Cu-Sn合金中含有比Fe電位低的金屬。具體而言，使Cu-Sn合金中含有Zn，制成Cu-Sn-Zn合金鍍覆膜。在這種情況下，隙間腐蝕的發(fā)生被抑制。專利文獻(xiàn)2中也公開(kāi)了Cu-Sn-Zn合金鍍覆膜。但是，專利文獻(xiàn)2中，在形成Cu-Sn-Zn合金鍍覆膜時(shí)，使用由包含氰化物的水溶液形成的鍍液(以下稱為氰化物鍍液)。在氰化物鍍液中，通過(guò)氰化物絡(luò)合Cu，從而形成金屬絡(luò)合物。通過(guò)將Cu制成金屬絡(luò)合物，能夠使Cu的析出電位向低電位移動(dòng)(shift)。因此，在電鍍處理中，Cu不過(guò)度析出，適當(dāng)量的Cu會(huì)與析出電位低的Zn一起析出(共析)。其結(jié)果，形成了Cu-Sn-Zn合金鍍覆膜。但是，使用基于氰化物的鍍液形成Cu-Sn-Zn合金鍍覆膜時(shí)，根據(jù)保管環(huán)境、保管期間等，有時(shí)會(huì)在Cu-Sn-Zn合金鍍覆膜上產(chǎn)生點(diǎn)銹。即，對(duì)于該Cu-Sn-Zn合金鍍覆膜，不能說(shuō)耐暴露腐蝕性高。認(rèn)為產(chǎn)生點(diǎn)銹的機(jī)制如下。在利用氰化物時(shí)，在電鍍處理中的電流效率降低。在電鍍處理中，在金屬的析出反應(yīng)的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生氫。在利用氰化物的電鍍處理中，電量大多被用于氫的產(chǎn)生。因此，由于產(chǎn)生的氫，在鍍覆膜中形成微細(xì)的空孔缺陷(氣孔)。如果氣孔被連結(jié)起來(lái)，則氧借助氣孔從鍍覆膜的外表面浸入到鍍覆膜內(nèi)，并到鍍覆膜下的鋼材(Fe)上。在這種情況下，會(huì)產(chǎn)生點(diǎn)銹。進(jìn)而，在氰化物的鍍液與酸性的液體混合時(shí)，會(huì)產(chǎn)生有毒的氰化氫。在電鍍處理中，通常在形成鍍覆膜前形成非常薄的鍍覆膜(Ni鍍覆膜等)。將該處理稱為閃鍍(strike)處理。如果實(shí)施閃鍍處理來(lái)形成薄膜的本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種管用螺紋接頭用鍍液，其不含有氰化物，含有焦磷酸銅、焦磷酸錫、焦磷酸鋅、作為金屬絡(luò)合劑的焦磷酸鹽、以及40g/L以下但不包括0在內(nèi)的含硫化合物，所述含硫化合物為通過(guò)化學(xué)式(1)定義的巰基化合物及硫醚化合物、所述巰基化合物的基于二硫鍵的二聚體、及它們的鹽類中的1種或2種以上，RS?(CHX1)m?(CHX2)n?CHX3X4??(1)此處，m、n為1或0的整數(shù)，X1、X2、X3及X4為氫、OH、NH2、SO3H及CO2H中的任意者，但X1、X2、X3及X4不全為氫，R為氫、甲基及乙基中的任意者。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】2014.05.15 JP 2014-1017951.一種管用螺紋接頭用鍍液，其不含有氰化物，含有焦磷酸銅、焦磷酸錫、焦磷酸鋅、作為金屬絡(luò)合劑的焦磷酸鹽、以及40g/L以下但不包括0在內(nèi)的含硫化合物，所述含硫化合物為通過(guò)化學(xué)式(1)定義的巰基化合物及硫醚化合物、所述巰基化合物的基于二硫鍵的二聚體、及它們的鹽類中的1種或2種以上，RS-(CHX1)m-...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：木本雅也，石井一也，后藤邦夫，山本達(dá)也，大島真宏，中尾誠(chéng)一郎，山口大輔，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：新日鐵住金株式會(huì)社，瓦盧瑞克石油天然氣法國(guó)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：日本;JP