(57)【要約】【課題】筒状金属部品の端部の耐食性を高めることができる表面処理装置、及び、それを用いた筒状金属部品の製造方法を提供する【解決手段】筒状金属部品用表面処理装置（１）は、処理筐体（２）と、クロメート処理液貯留槽（３）と、供給管（４１）と、排出管（５）と、供給機構（６）と、噴射機構（４）と、開閉機構（８）と、制御装置（９）とを備える。表面処理装置（１）は、流動クロメート処理の後、続けて滞留クロメート処理を実施する。流動クロメート処理の際、制御装置（９）は、開閉機構（８）を制御して供給管（４１）及び排出管（５）を開き、かつ、供給機構（６）を駆動してクロメート処理液を処理筐体（２）に供給する。滞留クロメート処理の際、制御装置（９）は、開閉機構（８）を制御して供給管（４１）及び排出管（５）を閉じ、かつ、供給機構（６）を停止してクロメート処理液の供給を停止させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ部を有する内周面又はねじ部を有する外周面を有する端部を含む筒状金属部品の前記内周面又は前記外周面に表面処理を実施するための表面処理装置であって、
前記筒状金属部品の前記端部に取り付け可能であり、前記端部に取り付けられたときに、前記ねじ部を有する前記内周面又は前記外周面と、クロメート処理液とを収容可能である処理筐体と、
前記処理筐体に供給される前記クロメート処理液及び前記処理筐体から排出される前記クロメート処理液を貯留可能なクロメート処理液貯留槽と、
前記クロメート処理液貯留槽から前記処理筐体に供給される前記クロメート処理液が流れる供給管と、
前記処理筐体から前記クロメート処理液貯留槽に排出される前記クロメート処理液が流れる排出管と、
前記クロメート処理液貯留槽内の前記クロメート処理液を、前記供給管を通して前記処理筐体に供給する供給機構と、
前記供給管の端部に接続して前記処理筐体内に配置され、前記供給機構により前記処理筐体内に供給される前記クロメート処理液を噴射する噴射機構と、
前記供給管と前記排出管とを開閉可能な開閉機構と、
前記供給機構及び前記開閉機構を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記クロメート処理液貯留槽から前記供給管を通して前記処理筐体に前記クロメート処理液を供給し、かつ、前記処理筐体から前記排出管を通して前記クロメート処理液貯留槽に前記クロメート処理液を排出しながらクロメート処理を実施する流動クロメート処理を実施するとき、前記開閉機構を制御して前記供給管及び前記排出管を開いた状態とし、かつ、前記供給機構を駆動して前記クロメート処理液を前記供給管を通して前記処理筐体に供給し、
前記流動クロメート処理後、前記処理筐体内の前記クロメート処理液を滞留させてクロメート処理を実施する滞留クロメート処理を実施するとき、前記開閉機構を制御して前記供給管及び前記排出管を閉じた状態とし、かつ、前記供給機構を停止して前記クロメート処理液を前記処理筐体内に供給するのを停止させる、
筒状金属部品用表面処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の筒状金属部品用表面処理装置であって、
前記制御装置は、
前記流動クロメート処理から前記滞留クロメート処理に切り替えるとき、
前記開閉機構を制御して、前記供給管及び前記排出管を閉じた状態とし、その後、前記供給機構を停止して前記クロメート処理液を前記処理筐体内に供給するのを停止する、筒状金属部品用表面処理装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の筒状金属部品用表面処理装置であって、
前記クロメート処理液貯留槽は、前記処理筐体よりも下方に配置される、筒状金属部品用表面処理装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の筒状金属部品用表面処理装置であってさらに、
前記処理筐体に供給されるめっき液及び前記処理筐体から排出される前記めっき液を貯留可能なめっき液貯留槽と、
前記供給管から分岐し、前記めっき液貯留槽内に配置され前記めっき液を前記分岐供給管内に流入させることが可能な端部を含む分岐供給管と、
前記排出管から分岐し、前記めっき液貯留槽内に配置され前記分岐排出管内の前記めっき液を排出することが可能な端部を含む分岐排出管と、
前記供給管上に、前記クロメート処理液貯留槽及び前記めっき液貯留槽のいずれから前記処理筐体に前記クロメート処理液又は前記めっき液を供給するか切替える、供給切替え機構と、
前記排出管上に、前記クロメート処理液貯留槽と前記めっき液貯留槽のいずれに前記クロメート処理液又は前記めっき液を排出するか切替える、排出切替え機構とを備える、筒状金属部品用表面処理装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の筒状金属部品用表面処理装置であって、
前記噴射機構は、前記クロメート処理液を、前記筒状金属部品の中心軸に直交する方向から、前記筒状金属部品の端部に向かって２０〜９０°傾斜した方向に噴射する、筒状金属部品用表面処理装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の筒状金属部品用表面処理装置であって、
前記筒状金属部品は、鋼管、ケーシングハンガー、ケーシングヘッド、チュービングハンガー、チュービングヘッド又はフロートシューである、筒状金属部品用表面処理装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の筒状金属部品用表面処理装置を用いた、ねじ部を有する内周面又はねじ部を有する外周面を有する端部を含む筒状金属部品の製造方法であって、
前記端部の前記内周面又は前記外周面を流動している前記クロメート処理液に浸漬し、前記クロメート処理液が流動した状態でクロメート処理する流動クロメート処理する工程と、
前記流動クロメート処理する工程に続けて、前記クロメート処理液の流動の発生を停止して、前記クロメート処理液を滞留させた状態で前記クロメート処理する滞留クロメート処理する工程とを備える、筒状金属部品の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の筒状金属部品の製造方法であって、
前記流動クロメート処理する工程では、０．６〜１．５ｍ／ｓの流速で、１０〜３０秒の前記クロメート処理を実施し、
前記滞留クロメート処理する工程では、１５〜９０秒前記クロメート処理を実施する、筒状金属部品の製造方法。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載の筒状金属部品の製造方法であって、
前記筒状金属部品は、鋼管、ケーシングハンガー、ケーシングヘッド、チュービングハンガー、チュービングヘッド又はフロートシューである、筒状金属部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、筒状金属部品用表面処理装置及び筒状金属部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
油井やガス井の採掘のために、油井管が使用される。油井管は、井戸の深さに応じて、複数の鋼管を連結して形成される。鋼管の端部には、内周面又は外周面にねじが形成されている。鋼管の連結は、鋼管の端部に形成されたねじ同士をねじ締めすることによって行われる。油井管は、油井やガス井の上に形成されたリグと呼ばれる掘削装置の中に吊り下げられる。リグは海上に建設される場合もある。
【０００３】
リグは、油井管を吊り下げるためのアクセサリーと呼ばれる器具を備える。アクセサリーはたとえば、ケーシングハンガー、ケーシングヘッド、チュービングハンガー及びチュービングヘッドである。アクセサリーは筒状であり、内周面又は外周面にねじが形成されている。アクセサリーと鋼管とがねじ締結される。これにより、油井管がリグに吊り下げられる。
【０００４】
鋼管は、使用されるまでリグ上で保管される。鋼管及びアクセサリーは塩分及び水分を多量に含む環境に曝される。そのため、鋼管及びアクセサリーには高い耐食性が求められる。鋼管と鋼管との接続部、及び、鋼管とアクセサリーとの接続部には特に高い耐食性が求められる。
【０００５】
金属の耐食性を高める方法として、クロメート処理が知られている。クロメート処理は、最も代表的な化成処理の一つである。クロメート処理では、クロム酸塩を含む溶液に対象材を浸漬する。これにより、対象材の表面にクロム酸を含有する被膜が形成される。
【０００６】
鋼材の耐食性を高めるクロメート処理方法がたとえば、特開平０１−２４０６７２号公報（特許文献１）に提案されている。特許文献１のクロメート処理方法は、亜鉛又は亜鉛を主成分とする合金によってメッキされた鋼材の表面処理方法において、全クロム含有量が３〜５０ｇ／Ｌ、ジルコニアをＺｒ／Ｃｒ比として０．１〜６．０含有する水性処理液を塗布し、水洗することなく乾燥することを特徴とする。これにより、着色等の問題なく高い耐食性が得られる、と特許文献１に記載されている。
【０００７】
機械的めっき品の耐食性を高めるクロメート処理方法がたとえば、特開昭５８−２２１２８７号公報（特許文献２）に提案されている。特許文献２のクロメート処理方法は、機械的めっきを施しためっき品を超音波槽内のクロメート液中に浸漬し、超音波振動を与えつつ、クロメート処理することを特徴とする。これにより、耐食性を向上させることができる、と特許文献２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０１−２４０６７２号公報
【特許文献２】特開昭５８−２２１２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１及び２の技術を用いれば、鋼材にクロメート被膜を形成し耐食性を高めることができる。ここで、油井管や上述のアクセサリーのように、一部又は全体が筒状で、ねじ部を有する内周面又はねじ部を有する外周面を有する端部を含む金属部品を本明細書では「筒状金属部品」と定義する。筒状金属部品の端部の外周面又は内周面にクロメート被膜を形成することが困難な場合がある。しかしながら、上述のとおり、このような筒状金属部品の端部においても耐食性の高いクロメート被膜を形成することが望まれている。
【００１０】
本開示の目的は、筒状金属部品の端部の耐食性を高めることができる表面処理装置、及び、この表面処理装置を用いた筒状金属部品の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本開示の筒状金属部品用表面処理装置は、筒状金属部品にクロメート処理するための表面処理装置である。筒状金属部品は、ねじ部を有する内周面又はねじ部を有する外周面を有する端部を含む。筒状金属部品用表面処理装置は、筒状金属部品の内周面又は外周面に表面処理を実施する。筒状金属部品用表面処理装置は、処理筐体と、クロメート処理液貯留槽と、供給管と、排出管と、供給機構と、噴射機構と、開閉機構と、制御装置とを備える。処理筐体は、筒状金属部品の端部に取り付け可能である。処理筐体は、筒状金属部品の端部に取り付けられたときに、ねじ部を有する内周面又は外周面と、クロメート処理液とを収容可能である。クロメート処理液貯留槽は、処理筐体に供給されるクロメート処理液及び処理筐体から排出されるクロメート処理液を貯留可能である。供給管内には、クロメート処理液貯留槽から処理筐体に供給されるクロメート処理液が流れる。排出管内には、処理筐体からクロメート処理液貯留槽に排出されるクロメート処理液が流れる。供給機構は、クロメート処理液貯留槽内のクロメート処理液を、供給管を通して処理筐体に供給する。噴射機構は、供給管の端部に接続して処理筐体内に配置される。噴射機構は、供給機構により処理筐体内に供給されるクロメート処理液を噴射する。開閉機構は、供給管と排出管とを開閉可能である。制御装置は、クロメート処理液貯留槽から供給管を通して処理筐体にクロメート処理液を供給し、かつ、処理筐体から排出管を通してクロメート処理液貯留槽にクロメート処理液を排出しながらクロメート処理を実施する流動クロメート処理を実施するとき、開閉機構を制御して供給管及び排出管を開いた状態とし、かつ、供給機構を駆動してクロメート処理液を供給管を通して処理筐体に供給し、流動クロメート処理後、処理筐体内のクロメート処理液を滞留させてクロメート処理を実施する滞留クロメート処理を実施するとき、開閉機構を制御して供給管及び排出管を閉じた状態とし、かつ、供給機構を停止してクロメート処理液を処理筐体内に供給するのを停止させる。
【００１２】
本開示の筒状金属部品の製造方法は、上記表面処理装置を用いた製造方法である。筒状金属部品は、ねじ部を有する内周面又はねじ部を有する外周面を有する端部を含む。製造方法は、流動クロメート処理工程と、滞留クロメート処理工程とを含む。流動クロメート処理工程では、端部の内周面又は外周面を、流動しているクロメート処理液に浸漬し、クロメート処理液が流動した状態でクロメート処理する。滞留クロメート処理工程は、流動クロメート処理工程に続けて実施する。滞留クロメート処理工程では、クロメート処理液の流動の発生を停止して、クロメート処理液を滞留させた状態でクロメート処理する。
【発明の効果】
【００１３】
本開示の筒状金属部品用表面処理装置、及び、それを用いた筒状金属部品の製造方法によれば、筒状金属部品の端部の耐食性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本実施形態の筒状金属部品用表面処理装置の全体図である。
【図２】図２は、処理筐体の概略構成を示す縦断面図である。
【図３】図３は、噴射機構を筒状金属部品の軸方向から見た模式図である。
【図４】図４は、流動クロメート処理を説明するための図である。
【図５】図５は、滞留クロメート処理を説明するための図である。
【図６】図６は、制御装置の機能ブロック図である。
【図７】図７は、制御装置のハードウェア構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図８】図８は、本実施形態による筒状金属部品用表面処理装置の動作フロー図である。
【図９】図９は、図８の動作フローに対応した、制御装置から供給機構及び開閉機構に出力される信号のタイミングチャート図である。
【図１０】図１０は、図８とは異なる他の実施形態による筒状金属部品用表面処理装置の動作フロー図である。
【図１１】図１１は、図１０の動作フローに対応した、制御装置から供給機構及び開閉機構に出力される信号のタイミングチャート図である。
【図１２】図１２は、図８及び図１０とは異なる他の実施形態による筒状金属部品用表面処理装置の動作フロー図である。
【図１３】図１３は、図１２の動作フローに対応した、制御装置から供給機構及び開閉機構に出力される信号のタイミングチャート図である。
【図１４】図１４は、めっき液貯留槽を備える場合の、筒状金属部品用表面処理装置の全体図である。
【図１５】図１５は、電極を備える場合の処理筐体の概略構成を示す縦断面図である。
【図１６】図１６は、ノズルを本体部の延在方向から見た模式図である。
【図１７】図１７は、図２とは異なる他の実施形態による処理筐体の概略構成を示す縦断面図である。
【図１８】図１８は、図１７の処理筐体内のノズルを本体部の延在方向から見た模式図である。
【図１９】図１９は、図１７とは異なる他の実施形態による電極を備える処理筐体の概略構成を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本開示の実施の形態について説明する。図中同一又は相当部分には同一の符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１６】
本明細書において、一部又は全体が筒状で、ねじ部を有する内周面又はねじ部を有する外周面を有する端部を含む金属部品を「筒状金属部品」と定義する。本発明者らは、筒状金属部品の端部の耐食性を高めることが可能なクロメート処理について検討した。その結果、次の知見を得た。
【００１７】
一般に、クロメート処理においては、クロメート被膜が金属部品の表面に均一に形成される必要がある。クロメート被膜が不均一に形成されれば、金属部品の耐食性が低下する。具体的には、クロメート被膜が薄い箇所では腐食が進行しやすくなる。また、クロメート被膜が厚すぎればクロメート被膜にクラックが入りやすくなる。そのため、クロメート被膜は金属部品の表面に均一に形成される必要がある。
【００１８】
クロメート被膜を均一に形成するには、クロメート処理中に処理条件が変化しないことが望ましいと考えられてきた。処理条件とはたとえば、温度、ｐＨ、クロメート処理液の濃度、クロメート処理液の撹拌速度等である。
【００１９】
そこで本発明者らは、鋼板の表面にクロメート処理を実施し、処理条件と耐食性との関係を調査した。具体的には、市販の冷延鋼板の表面に、Ｚｎ−Ｎｉ合金めっき層を形成した。Ｚｎ−Ｎｉ合金めっき層は、厚さ約８μｍ、Ｎｉ含有量約１３％、残部はＺｎ及び不純物からなるめっき層であった。Ｚｎ−Ｎｉ合金めっき層を備える冷延鋼板の表面にクロメート処理を実施した。クロメート処理液は、大和化成株式会社製ダインクロメート（商品名）を用いた。クロメート処理を実施した後、冷延鋼板に対して塩水噴霧試験を実施した。表１に、クロメート処理の条件及び塩水噴霧試験の結果を示す。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
表１中、撹拌速度（ｍ／ｓ）とはクロメート処理液の撹拌速度（ｍ／ｓ）を示す。撹拌速度が０ｍ／ｓである場合には、撹拌しなかったことを示す。試験番号１及び試験番号２では、クロメート処理液を撹拌しないで冷延鋼板をクロメート処理液に浸漬してクロメート処理を実施した。試験番号３及び試験番号４では、クロメート処理液を撹拌しながらクロメート処理を実施した。表１中、処理１と処理２とは、処理を行った時系列を示す。処理１の処理条件でクロメート処理を実施した後、続けて、処理２の条件でクロメート処理を実施した。試験番号５及び試験番号６では、撹拌しながらクロメート処理を実施した後、続けて、撹拌なしでクロメート処理を実施した。試験番号５は、撹拌速度１．２ｍ／ｓで１５秒処理した後、続けて、撹拌速度０ｍ／ｓで３０秒処理した。試験番号６は、撹拌速度１．２ｍ／ｓで１５秒処理した後、続けて、撹拌速度０ｍ／ｓで６０秒処理した。撹拌速度及び処理時間以外のクロメート処理の条件は、試験番号１〜試験番号６で同一であった。塩水噴霧試験は、ＪＩＳ  Ｚ２３７１（２０１５）に準拠した方法で実施した。表１には、５２８時間経過後の冷延鋼板表面の錆の面積率（％）を示す。
【００２２】
試験番号１〜試験番号４と比較して、試験番号５及び試験番号６では、塩水噴霧試験後の錆の面積率が低かった。つまり、試験番号１〜試験番号４と比較して、試験番号５及び試験番号６の冷延鋼板の耐食性は高かった。試験番号５及び試験番号６では、１回のクロメート処理を実施している間に、クロメート処理液を撹拌する工程（流動クロメート処理という）と、クロメート処理液を撹拌しない工程（滞留クロメート処理という）とが含まれていた。試験番号１〜試験番号４は、１回のクロメート処理中において、流動クロメート処理又は滞留クロメート処理のいずれかの処理方法であった。つまり、試験番号１〜試験番号４は、流動クロメート処理及び滞留クロメート処理の両方を備えなかった。
【００２３】
以上の検討から、本発明者らは、従来と全く異なる知見を得た。それは、１回のクロメート処理中に、処理条件を変化させることによって金属部品の耐食性を高めることができるという知見である。具体的には、１回のクロメート処理中に、クロメート処理液を撹拌する工程と、クロメート処理液を撹拌しない工程とを順次実施することによって、金属部品の耐食性を高めることができる。本明細書において、クロメート処理液を撹拌しながらクロメート処理を実施する工程を、流動クロメート処理という。クロメート処理液を撹拌しないでクロメート処理を実施する工程を、滞留クロメート処理という。
【００２４】
ところで、筒状金属部品の一例である鋼管は一本当たり十数メートルの長さを有する。また、筒状金属部品の一例であるアクセサリーも数メートルの高さを有する。鋼管やアクセサリーに代表される筒状金属部品の全体をクロメート処理液に浸漬するためには、筒状金属部品全体にクロメート処理液を接触させるための大型の装置が必要となる。一方で、鋼管やアクセサリーに代表される筒状金属部品において耐食性が特に要求されるのは、ねじ部を有する端部である。そこで本発明者らは、筒状金属部品の少なくとも端部にクロメート処理を実施すればよいと考えた。筒状金属部品の少なくとも端部にクロメート処理を実施する場合、筒状金属部品の少なくとも端部がクロメート処理液に接触すればよい。
【００２５】
本発明者らは、鋼管やアクセサリーの様な大型の筒状金属部品の端部にクロメート処理を実施し、かつ、上述の流動クロメート処理と滞留クロメート処理とを一連の処理として実施するための装置を検討した。その結果、本発明者らは、流動クロメート処理ではクロメート処理液が供給及び排出される機構とし、かつ、流動クロメート処理後の滞留クロメート処理では処理筐体内にクロメート処理液を貯留できる機構に切り替えることができれば、従来には無い、流動クロメート処理の後続けて滞留クロメート処理が実施できる装置となることを知見した。
【００２６】
以上の知見に基づいて完成した本開示の筒状金属部品用表面処理装置は、筒状金属部品にクロメート処理するための表面処理装置である。筒状金属部品は、ねじ部を有する内周面又はねじ部を有する外周面を有する端部を含む。筒状金属部品用表面処理装置は、筒状金属部品の内周面又は外周面に表面処理を実施する。筒状金属部品用表面処理装置は、処理筐体と、クロメート処理液貯留槽と、供給管と、排出管と、供給機構と、噴射機構と、開閉機構と、制御装置とを備える。処理筐体は、筒状金属部品の端部に取り付け可能である。処理筐体は、筒状金属部品の端部に取り付けられたときに、ねじ部を有する内周面又は外周面と、クロメート処理液とを収容可能である。クロメート処理液貯留槽は、処理筐体に供給されるクロメート処理液及び処理筐体から排出されるクロメート処理液を貯留可能である。供給管内には、クロメート処理液貯留槽から処理筐体に供給されるクロメート処理液が流れる。排出管内には、処理筐体からクロメート処理液貯留槽に排出されるクロメート処理液が流れる。供給機構は、クロメート処理液貯留槽内のクロメート処理液を、供給管を通して処理筐体に供給する。噴射機構は、供給管の端部に接続して処理筐体内に配置される。噴射機構は、供給機構により処理筐体内に供給されるクロメート処理液を噴射する。開閉機構は、供給管と排出管とを開閉可能である。制御装置は、クロメート処理液貯留槽から供給管を通して処理筐体にクロメート処理液を供給し、かつ、処理筐体から排出管を通してクロメート処理液貯留槽にクロメート処理液を排出しながらクロメート処理を実施する流動クロメート処理を実施するとき、開閉機構を制御して供給管及び排出管を開いた状態とし、かつ、供給機構を駆動してクロメート処理液を供給管を通して処理筐体に供給し、流動クロメート処理後、処理筐体内のクロメート処理液を滞留させてクロメート処理を実施する滞留クロメート処理を実施するとき、開閉機構を制御して供給管及び排出管を閉じた状態とし、かつ、供給機構を停止してクロメート処理液を処理筐体内に供給するのを停止させる。
【００２７】
本開示による筒状金属部品用表面処理装置は、開閉機構、供給機構及びそれらを制御する制御装置を備える。制御装置が開閉機構及び供給機構を制御することにより、供給管及び排出管が開いた状態となる。制御装置が供給機構を起動してクロメート処理液を流動させる。これにより、処理筐体内にクロメート処理液を滞留させず、流動させ、流動クロメート処理を実施できる。制御装置が開閉機構を制御することにより、供給管及び排出管が閉じた状態となる。これにより、処理筐体内にクロメート処理液を滞留させて滞留クロメート処理を実施できる。筒状金属部品用表面処理装置は、開閉機構及び制御機構により、上記の２段階モードの切り替えを可能とする。１回のクロメート処理中に流動クロメート処理と滞留クロメート処理とを実施することにより、筒状金属部品の耐食性が高まる。
【００２８】
上記制御装置は、流動クロメート処理から滞留クロメート処理に切り替えるとき、開閉機構を制御して、供給管及び排出管を閉じた状態とし、その後、供給機構を停止してクロメート処理液を処理筐体内に供給するのを停止してもよい。
【００２９】
この場合、供給管及び排出管を閉じた後に供給機構を停止すれば、処理筐体内にクロメート処理液を溜めやすい。そのため、滞留クロメート処理に必要な量のクロメート処理液を処理筐体内に溜めやすい。
【００３０】
上記筒状金属部品用表面処理装置は、クロメート処理液貯留槽が、処理筐体よりも下方に配置されてもよい。
【００３１】
クロメート処理液貯留槽が処理筐体よりも下方に配置されれば、処理筐体から自然落下によりクロメート処理液を排出できる。そのため、クロメート処理液の排出が容易になる。
【００３２】
上記筒状金属部品用表面処理装置はさらに、めっき液貯留槽と、分岐供給管と、分岐排出管と、供給切替え機構と、排出切替え機構とを備えてもよい。めっき液貯留槽は、処理筐体に供給されるめっき液及び処理筐体から排出されるめっき液を貯留可能である。分岐供給管は、供給管から分岐している。分岐供給管は、めっき液貯留槽内に配置され、めっき液を分岐供給管内に流入させることが可能な端部を含む。分岐排出管は、排出管から分岐している。分岐排出管は、めっき液貯留槽内に配置され、分岐排出管内のめっき液を排出することが可能な端部を含む。供給切替え機構は、供給管上に配置される。供給切替え機構は、クロメート処理液貯留槽及びめっき液貯留槽のいずれから処理筐体にクロメート処理液又はめっき液を供給するか切替える。排出切替え機構は、排出管上に配置される。排出切替え機構は、クロメート処理液貯留槽とめっき液貯留槽のいずれにクロメート処理液又はめっき液を排出するか切替える。
【００３３】
筒状金属部品用表面処理装置がさらにめっき液貯留槽を備え、処理筐体と接続されれば、めっき処理を実施可能である。処理筐体とめっき液貯留槽とが、分岐供給管と、分岐排出管とでつながっていれば、製造設備の省スペース化が可能になる。供給切替え機構及び排出切替え機構により、クロメート処理を実施するか、めっき処理を実施するか切替えることができる。
【００３４】
上記噴射機構は、クロメート処理液を、筒状金属部品の中心軸に直交する方向から、筒状金属部品の端部に向かって２０〜９０°傾斜した方向に噴射してもよい。
【００３５】
噴射機構が、クロメート処理液を上記の傾斜した方向に噴射すれば、より均一な厚さのクロメート被膜を形成できる。
【００３６】
上記筒状金属部品は、一部又は全体が筒状で、ねじ部を有する内周面又はねじ部を有する外周面を有する端部を含む金属部品である。筒状金属部品は、全体が筒状であってもよいし、一部が筒状であってもよい。筒状金属部品は一端が開口した筒状であり、他端は閉塞していてもよい。筒状金属部品は中心軸に垂直な断面が環状であってもよい。筒状金属部品はたとえば、鋼管、ケーシングハンガー、ケーシングヘッド、チュービングハンガー、チュービングヘッド又はフロートシューである。
【００３７】
本実施形態の筒状金属部品の製造方法は、上記表面処理装置を用いた製造方法である。筒状金属部品は、ねじ部を有する内周面又はねじ部を有する外周面を有する端部を含む。製造方法は、流動クロメート処理工程と、滞留クロメート処理工程とを含む。流動クロメート処理工程では、端部の内周面又は外周面を、流動しているクロメート処理液に浸漬し、クロメート処理液が流動した状態でクロメート処理する。滞留クロメート処理工程は、流動クロメート処理工程に続けて実施する。滞留クロメート処理工程では、クロメート処理液の流動の発生を停止して、クロメート処理液を滞留させた状態でクロメート処理する。
【００３８】
１回のクロメート処理中に、流動クロメート処理工程と、滞留クロメート処理工程とを実施すれば、筒状金属部品の耐食性が高まる。
【００３９】
上記流動クロメート処理工程では、０．６〜１．５ｍ／ｓの流速で、１０〜３０秒のクロメート処理を実施し、上記滞留クロメート処理工程では、１５〜９０秒クロメート処理を実施してもよい。
【００４０】
各クロメート処理工程の条件を上記のとおり調整することで、筒状金属部品の耐食性が安定して高まる。
【００４１】
上記製造方法において、筒状金属部品は、鋼管、ケーシングハンガー、ケーシングヘッド、チュービングハンガー、チュービングヘッド又はフロートシューであってもよい。
【００４２】
以下、図面を参照して、本実施形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００４３】
［第１の実施形態］
［筒状金属部品用表面処理装置］
本実施形態の筒状金属部品用表面処理装置は、筒状金属部品にクロメート処理するための表面処理装置である。図１は、本実施形態の筒状金属部品用表面処理装置の全体図である。図１を参照して、筒状金属部品用表面処理装置１は、処理筐体２と、クロメート処理液貯留槽３と、供給管４１と、排出管５と、供給機構６と、噴射機構４と、開閉機構８と、制御装置９とを備える。
【００４４】
［筒状金属部品］
クロメート処理の対象となる筒状金属部品１０は、一部又は全体が筒状で、ねじ部を有する内周面又はねじ部を有する外周面を有する端部を含む金属部品である。筒状金属部品１０はたとえば、鋼管、ケーシングハンガー、ケーシングヘッド、チュービングハンガー、チュービングヘッド又はフロートシューである。鋼管は全体が筒状である。鋼管のねじ部を有する内周面又はねじ部を有する外周面を有する端部を管用ねじ継手という。本実施形態の筒状金属部品用表面処理装置１は管用ねじ継手に好適に使用可能である。筒状金属部品１０は、亜鉛を含有するめっき層を最表層に備えてもよい。
【００４５】
［処理筐体］
処理筐体２は、筒状金属部品１０の端部に取り付け可能である。処理筐体２は、筒状金属部品１０の端部に取り付けられたときに、ねじ部を有する内周面又は外周面と、クロメート処理液とを収容可能である。図２は、処理筐体２の概略構成を示す縦断面図である。図２を参照して、処理筐体２は、第１シール部材２１と、第２シール部材２２と、噴射機構４とを備える。
【００４６】
第１シール部材２１は、筒状金属部品１０の内部に配置される。第１シール部材２１は、筒状金属部品１０の端部に取り付けられる。第１シール部材２１は、筒状金属部品１０の内周面に全周にわたって密着して、筒状金属部品１０の内部を閉塞する。第１シール部材２１の材質は、特に限定されない。第１シール部材２１はたとえば、ヘキサプラグである。
【００４７】
第２シール部材２２は、筒状金属部品１０の外部に配置される。第２シール部材２２は、筒状金属部品１０の端部に取り付けられる。第２シール部材２２は、筒状金属部品１０の端部を外周側から覆うように筒状金属部品１０に取り付けられる。
【００４８】
第２シール部材２２は、筒状金属部品１０の軸方向の一端２２０が封鎖されている。第２シール部材２２の他端２２１は、筒状金属部品１０の外周面に密着する。第２シール部材２２の他端２２１は、筒状金属部品１０の雄ねじ部１１よりも筒状金属部品１０の軸方向内側で筒状金属部品１０の外周面と密着する。これにより、第１シール部材２１と第２シール部材２２とは処理筐体２の内部に空間を形成する。処理筐体２内には、筒状金属部品１０の雄ねじ部１１を有する外周面が収容される。クロメート処理の際には、処理筐体２にさらにクロメート処理液が収容される。これにより、筒状金属部品１０の雄ねじ部１１を含む外周面にクロメート被膜が形成される。
【００４９】
第２シール部材２２は排出口２２２を備える。排出口２２２は、排出管５と接続する。流動クロメート処理中、及び、使用後のクロメート処理液は、排出口２２２を通って処理筐体２の外に排出される。クロメート処理液は、排出口２２２において、自然落下により排出してもよいし、ポンプを用いて排出してもよい。クロメート処理液を自然落下させる場合、排出口２２２は、第２シール部材２２を筒状金属部品１０に取り付けた状態で筒状金属部品１０よりも下方に配置されてもよい。
【００５０】
第２シール部材２２はさらに、空気穴２２３を備えてもよい。空気穴２２３は、使用後のクロメート処理液の排出を促進するために利用される。空気穴２２３は、第２シール部材２２を筒状金属部品１０に取り付けた状態で筒状金属部品１０よりも上方に配置されてもよい。空気穴２２３は、電磁弁等の開閉装置により開閉可能な構成としてもよい。流動クロメート処理中、又は、クロメート処理後に空気穴２２３を開放して処理筐体２からクロメート処理液の排出を促進してもよい。空気穴２２３から圧縮空気を供給して、クロメート処理液の排出を促進してもよい。空気穴２２３には、上方に延びる管が接続されてもよい。この場合、処理筐体２の外部にクロメート処理液が吹き出すのを抑制できる。空気穴２２３から上方に延びる管の長さは、必要に応じて調整できる。また、空気穴２２３から上方に延びる管は、分岐して排出管５と接続してもよい。この場合、空気穴２２３から溢れたクロメート処理液が、排出管５を通ってクロメート処理液貯留槽３に流入する。これにより、余分なクロメート処理液をクロメート処理液貯留槽３に回収できる。
【００５１】
［噴射機構］
噴射機構４は、クロメート処理液を処理筐体２内に噴射する。噴射機構４は、供給管４１の下流端４１０に接続して処理筐体２内に配置される。噴射機構４は、供給機構６により処理筐体２内に供給されるクロメート処理液を噴射する。図２を参照して、噴射機構４は、ノズル４２と配管４３とを備える。
【００５２】
配管４３は、供給口４３０を有する。供給口４３０は、処理筐体２の外部に配置されている。供給管４１の下流端４１０は、供給口４３０と接続している。供給口４３０を通って処理筐体２内にクロメート処理液が流入する。
【００５３】
処理筐体２内に配置された配管４３の端部には、複数のノズル４２が接続されている。複数のノズル４２は、処理筐体２内において、筒状金属部品１０の中心軸Ｘ１の周りに配置されている。複数のノズル４２は、筒状金属部品１０の軸方向から見たときに、放射状且つ等間隔に配置されている。しかしながら、ノズル４２の配置の間隔は特に限定されない。
【００５４】
本実施形態では、筒状金属部品１０の端と第２シール部材２２の一端２２０との間に各ノズル４２が配置されている。各ノズル４２は、配管４３内に供給されたクロメート処理液を雄ねじ部１１の表面に噴射する。
【００５５】
図３は、噴射機構４を筒状金属部品１０の軸方向から見た模式図である。図３に示すように、本実施形態では８本のノズル４２が配管４３の端部に接続している。ノズル４２の数は、特に限定されない。ノズル４２の数は２本でもよいし、４本でもよいし、６本でもよいし、８本でもよいし、１０本以上であってもよい。好ましくは、ノズル４２は、６本以上である。各ノズル４２は、噴射方向Ｓ１にクロメート処理液を噴射する。噴射機構４は、ノズル４２に限定されない。たとえば、配管４３に断面積の小さい噴射孔を空けて、圧力差によりクロメート処理液を噴射してもよい。
【００５６】
処理筐体２は、図２及び図３に限定されない。処理筐体２は、筒状金属部品１０の端部に取り付け可能であり、雄ねじ部１１を有する外周面と、クロメート処理液とを収容可能であれば特に限定されない。
【００５７】
［供給管］
供給管４１内には、クロメート処理液貯留槽３から処理筐体２に供給されるクロメート処理液が流れる。供給管４１は、２つの端部を含む。供給管４１の２つの端部のうち、クロメート処理液貯留槽３側に位置する端部を上流端４１１、処理筐体２側に位置する端部を下流端４１０と定義する。図２を参照して、供給管４１の下流端４１０は、処理筐体２の外部に配置された供給口４３０と接続している。
【００５８】
図１を参照して、供給管４１の上流端４１１はクロメート処理液貯留槽３の内部に配置されている。供給管４１の上流端４１１はクロメート処理液貯留槽３と接続してもよい。供給管４１は、クロメート処理液貯留槽３の側面を貫通してクロメート処理液貯留槽３内に延びてもよい。クロメート処理液貯留槽３に天板が設けられている場合は、供給管４１は、天板を貫通してクロメート処理液貯留槽３内に延びてもよい。
【００５９】
供給管４１の数は特に限定されない。供給管４１は、１本でもよいし、２本以上でもよい。供給管４１の材質や大きさは特に限定されない。供給管４１の断面は円でもよいし、円でなくてもよい。供給管４１には、不純物を取り除くフィルターが取り付けられてもよい。供給管４１には、チャッキバルブ、ストレーナ及び逆流防止弁が取り付けられてもよい。
【００６０】
［排出管］
排出管５内には、処理筐体２からクロメート処理液貯留槽３に排出されるクロメート処理液が流れる。排出管５は、２つの端部を含む。排出管５の２つの端部のうち、処理筐体２側に位置する端部を上流端５１１、クロメート処理液貯留槽３側に位置する端部を下流端５１０と定義する。図２を参照して、排出管５の上流端５１１は、処理筐体２の排出口２２２と接続する。流動クロメート処理中、及び、使用後のクロメート処理液は、排出口２２２を通って排出管５内に流入する。
【００６１】
図１を参照して、排出管５の下流端５１０は、クロメート処理液貯留槽３内に配置される。排出管５の下流端５１０は、クロメート処理液貯留槽３と接続してもよい。排出管５は、クロメート処理液貯留槽３の側面を貫通してクロメート処理液貯留槽３内に延びてもよい。クロメート処理液貯留槽３に天板が設けられている場合は、排出管５は、天板を貫通してクロメート処理液貯留槽３内に延びてもよい。
【００６２】
クロメート処理液は、排出管５を通ってクロメート処理液貯留槽３内に排出される。排出管５の数は特に限定されない。排出管５は１本でもよいし、２本以上でもよい。排出管５の材質や大きさは特に限定されない。排出管５の断面は円でもよいし、円でなくてもよい。排出管５には、不純物を取り除くフィルターが取り付けられてもよい。排出管５には、チャッキバルブ、ストレーナ及び逆流防止弁が取り付けられてもよい。
【００６３】
［クロメート処理液貯留槽］
クロメート処理液貯留槽３は、処理筐体２に供給されるクロメート処理液、及び、処理筐体２から排出されるクロメート処理液を貯留可能である。図１では、クロメート処理液貯留槽３は、直方体状の筐体である。クロメート処理液貯留槽３の上面は開口していてもよいし、天板が設けられていてもよい。クロメート処理液貯留槽３の形状は、クロメート処理液を貯留可能であれば特に限定されない。クロメート処理液貯留槽３内に、供給管４１の上流端４１１と、排出管５の下流端５１０とが配置される。
【００６４】
［供給機構］
供給機構６は、クロメート処理液貯留槽３内のクロメート処理液を、供給管４１を通して処理筐体２に供給する。供給機構６は特に限定されない。供給機構６はたとえばポンプである。供給機構６の配置は特に限定されない。図１に示すように、供給機構６は供給管４１上に配置されてもよい。
【００６５】
［開閉機構］
開閉機構８は、供給管４１と排出管５とを開閉可能である。開閉機構８が供給管４１を開くことにより、供給管４１内にクロメート処理液が流れる。開閉機構８が供給管４１を閉じることにより、供給管４１内のクロメート処理液の処理筐体２への流入を止める。開閉機構８が排出管５を開くことにより、排出管５内にクロメート処理液が流れる。開閉機構８が排出管５を閉じることにより、処理筐体２内のクロメート処理液の排出を止める。
【００６６】
より具体的には、開閉機構８は、供給管開閉機構８１と、排出管開閉機構８２とを含む。供給管開閉機構８１は、供給管４１上に配置される。供給管開閉機構８１は、供給管４１を開閉する。排出管開閉機構８２は、排出管５上に配置される。排出管開閉機構８２は、排出管５を開閉する。図１では、供給管開閉機構８１と、排出管開閉機構８２とはそれぞれ１つである。しかしながら、開閉機構８の数は特に限定されない。開閉機構８は、供給管４１上と排出管５上とで同じ数でもよいし、異なる数でもよい。
【００６７】
開閉機構８の構成は特に限定されない。供給管開閉機構８１はたとえばゲートバルブ、グローブバルブ、ボールバルブ、バタフライバルブ、及び、へポートバルブである。排出管開閉機構８２はたとえばゲートバルブ、グローブバルブ、ボールバルブ、バタフライバルブ、及び、へポートバルブである。開閉機構８の具体的な構成は、供給管開閉機構８１と排出管開閉機構８２とで同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００６８】
［制御装置］
制御装置９は、供給機構６及び開閉機構８を制御する。これにより、筒状金属部品用表面処理装置１は、流動クロメート処理を実施し、その後滞留クロメート処理を実施する。制御装置９を説明する前に、流動クロメート処理と滞留クロメート処理とを説明する。
【００６９】
［流動クロメート処理］
図４は、流動クロメート処理を説明するための図である。図４を参照して、流動クロメート処理では、処理筐体２内のクロメート処理液を流動させながらクロメート処理を実施する。流動クロメート処理では、クロメート処理液貯留槽３から供給管４１を通して処理筐体２にクロメート処理液を供給しながら、かつ、処理筐体２から排出管５を通してクロメート処理液貯留槽３にクロメート処理液を排出しながらクロメート処理を実施する。
【００７０】
［滞留クロメート処理］
図５は、滞留クロメート処理を説明するための図である。滞留クロメート処理は、流動クロメート処理に引き続いて実施される。図５を参照して、滞留クロメート処理では、処理筐体２内にクロメート処理液を滞留させてクロメート処理を実施する。滞留クロメート処理では、処理筐体２からクロメート処理液貯留槽３へのクロメート処理液の排出を停止し、かつ、クロメート処理液貯留槽３から処理筐体２へのクロメート処理液の供給を停止した状態でクロメート処理を実施する。本明細書において、滞留クロメート処理とは、クロメート処理液を撹拌しないでクロメート処理を実施することをいう。
【００７１】
本実施形態の筒状金属部品用表面処理装置１を用いることにより、流動クロメート処理後に滞留クロメート処理が実施される。このとき、流動クロメート処理と滞留クロメート処理とは続けて実施される。つまり、流動クロメート処理と滞留クロメート処理とは、１回のクロメート処理中に実施される。より具体的には、流動クロメート処理後に、処理筐体２を取り外すことなく、滞留クロメート処理が実施される。流動クロメート処理後、連続して滞留クロメート処理が行われることで、筒状金属部品１０の耐食性が高まる。
【００７２】
図６は制御装置９の機能ブロック図である。図６を参照して、制御装置９は、供給機構制御部９１と、開閉機構制御部９２とを含む。
【００７３】
供給機構制御部９１は、実施されるクロメート処理の種類に応じて供給機構６を制御する。具体的には、筒状金属部品用表面処理装置１が流動クロメート処理を実施するとき、供給機構制御部９１は、供給機構６を駆動してクロメート処理液を供給管４１を通して処理筐体２に供給する。
【００７４】
筒状金属部品用表面処理装置１が、流動クロメート処理に引き続いて滞留クロメート処理を実施するとき、供給機構制御部９１は、供給機構６を停止してクロメート処理液を処理筐体２内に供給するのを停止させる。
【００７５】
開閉機構制御部９２は、実施されるクロメート処理の種類に応じて開閉機構８を制御する。具体的には、流動クロメート処理を実施するとき、筒状金属部品用表面処理装置１はクロメート処理液貯留槽３から供給管４１を通して処理筐体２にクロメート処理液を供給し、かつ、処理筐体２から排出管５を通してクロメート処理液貯留槽３にクロメート処理液を排出しながらクロメート処理を実施する。このとき、開閉機構制御部９２は、開閉機構８を制御して供給管４１及び排出管５を開いた状態とする。
【００７６】
筒状金属部品用表面処理装置１が流動クロメート処理に引き続いて滞留クロメート処理を実施するとき、開閉機構制御部９２は、開閉機構８を制御して供給管４１及び排出管５を閉じた状態とする。
【００７７】
図７は、制御装置９のハードウェア構成の一例を示す機能ブロック図である。図７を参照して、制御装置９は、中央演算処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）９３と、メモリ９４と、インターフェース９５（図７では、Ｉ／Ｆと表示されている）と、ハードディスク９６（図７では、ＨＤＤと表示されている）とを備える。これらの構成はバスにより互いに接続されている。ハードディスク９６には、流動及び滞留クロメート処理プログラムが格納されている。流動及び滞留クロメート処理プログラムがメモリ９４にロードされ、ＣＰＵ９３で実行されることにより、上述の供給機構制御部９１及び開閉機構制御部９２の動作を実現する。ハードディスク９６は、記憶媒体であれば特に限定されない。たとえば、ＳＳＤでもよい。
【００７８】
［筒状金属部品用表面処理装置の動作について］
上述の構成を有する筒状金属部品用表面処理装置１の動作について説明する。図８は、本実施形態による筒状金属部品用表面処理装置１の動作フロー図である。図９は、図８の動作フローに対応した、制御装置９から供給機構６及び開閉機構８に出力される信号のタイミングチャート図である。以下、図８〜図１３の説明では、供給機構６をポンプ６、供給管開閉機構８１を供給バルブ８１、排出管開閉機構８２を排出バルブ８２として説明する。しかしながら、供給機構６、供給管開閉機構８１及び排出管開閉機構８２の構成はこれに限定されない。
【００７９】
クロメート処理が開始されると、制御装置９は初めに流動クロメート処理を実施する。図８を参照して、開閉機構制御部９２は、排出バルブ開放信号を出力して排出バルブ８２を開放する（Ｓ１及びＳ８２１）。開閉機構制御部９２はさらに、供給バルブ開放信号を出力して供給バルブ８１を開放する（Ｓ１及びＳ８１１）。具体的には、図８及び図９を参照して、開閉機構制御部９２は、時刻ｔ０において（図９参照）、排出バルブ８２への排出バルブ開放信号をＬ（Ｌｏｗ）（閉鎖）からＨ（Ｈｉｇｈ）（開放）に切り替える（Ｓ１）。Ｈ（Ｈｉｇｈ）レベルの排出バルブ開放信号を受けた排出バルブ８２は、排出管５を開く（Ｓ８２１）。開閉機構制御部９２はさらに、時刻ｔ０において、供給バルブ８１への供給バルブ開放信号をＬ（閉鎖）からＨ（開放）に切り替える（Ｓ１）。Ｈレベルの供給バルブ開放信号を受けた供給バルブ８１は、供給管４１を開く（Ｓ８１１）。以上の動作により、時刻ｔ０において、排出管５及び供給管４１がともに開いて、クロメート処理液が流通可能になる。
【００８０】
続いて、供給機構制御部９１は、ポンプ起動信号を出力してポンプ６を起動する（Ｓ２及びＳ６１）。具体的には、図８及び図９を参照して、排出管５及び供給管４１が開いた時刻ｔ０の後の時刻ｔ１において、供給機構制御部９１はポンプ６へのポンプ起動信号をＬ（停止）からＨ（起動）に切り替える。Ｈレベルのポンプ起動信号を受けたポンプ６が駆動して（Ｓ６１）、クロメート処理液貯留槽３から処理筐体２にクロメート処理液が供給される。クロメート処理液が処理筐体２に供給されると、流動クロメート処理が開始される。つまり、時刻ｔ１から流動クロメート処理が開始する。流動クロメート処理中において、ポンプ６が供給するクロメート処理液の流量は、流動クロメート処理に適した流量に調整可能である。
【００８１】
制御装置９は、処理時間ｔｆ（ｔｆ＝ｔ２−ｔ１）が、流動クロメート処理に必要な処理時間Ｔ１を経過したか判断する（Ｓ３）。処理時間ｔｆが処理時間Ｔ１を超えた場合、制御装置９は、流動クロメート処理から滞留クロメート処理に切り替える。処理時間Ｔ１は対象材や処理条件等によって適宜調整可能である。
【００８２】
滞留クロメート処理に切り替わると、開閉機構制御部９２は、排出バルブ閉鎖信号を出力して排出バルブ８２を閉鎖する（Ｓ４及びＳ８２２）。開閉機構制御部９２はさらに、供給バルブ閉鎖信号を出力して供給バルブ８１を閉鎖する（Ｓ４及びＳ８１２）。具体的には、図８及び図９を参照して、開閉機構制御部９２は、時刻ｔ２において（図９参照）、排出バルブ８２への排出バルブ開放信号をＨ（開放）からＬ（閉鎖）に切り替える（Ｓ４）。排出バルブ開放信号がＬ（Ｌｏｗ）レベルに切り替わると、排出バルブ８２は排出管５を閉じる（Ｓ８２２）。開閉機構制御部９２はさらに、時刻ｔ２において、供給バルブ８１への供給バルブ開放信号をＨ（開放）からＬ（閉鎖）に切り替える（Ｓ４）。供給バルブ開放信号がＬレベルに切り替わると、供給バルブ８１は供給管４１を閉じる（Ｓ８１２）。以上の動作により、時刻ｔ２において、排出管５及び供給管４１が閉鎖して、クロメート処理液が流通できなくなる。また、処理筐体２内のクロメート処理液の流動の発生が停止し、クロメート処理液が滞留する。クロメート処理液の流動の発生が停止した時点（時刻ｔ２）で、滞留クロメート処理が開始する。
【００８３】
続いて、供給機構制御部９１は、ポンプ停止信号を出力してポンプ６を停止する（Ｓ５）。具体的には、図８及び図９を参照して、排出管５及び供給管４１がともに閉じた時刻ｔ２の後の時刻ｔ３において、供給機構制御部９１はポンプ６へのポンプ起動信号をＨ（起動）からＬ（停止）に切り替える。ポンプ起動信号がＬレベルに切り替わると、ポンプ６が停止して（Ｓ６２）、クロメート処理液貯留槽３から処理筐体２へのクロメート処理液の供給が停止する。
【００８４】
制御装置９は、処理時間ｔｒ（ｔｒ＝ｔ４−ｔ２）が、滞留クロメート処理に必要な処理時間Ｔ２を経過したか判断する（Ｓ６）。処理時間ｔｒが処理時間Ｔ２を超えた場合、制御装置９は、クロメート処理を終了する。開閉機構制御部９２は、排出バルブ開放信号を出力して排出バルブ８２を開放する（Ｓ７及びＳ８２３）。具体的には、図８及び図９を参照して、開閉機構制御部９２は、クロメート処理液貯留槽３から処理筐体２へのクロメート処理液の供給が停止した後の時刻ｔ４において（図９参照）、排出バルブ８２への排出バルブ開放信号をＬ（閉鎖）からＨ（開放）に切り替える（Ｓ７）。Ｈレベルの排出バルブ開放信号を受けた排出バルブ８２は、排出管５を開く（Ｓ８２３）。以上の動作により、時刻ｔ４において、排出管５が開いて処理筐体２内のクロメート処理液がクロメート処理液貯留槽３に排出される。
【００８５】
以上の動作により、本実施形態の筒状金属部品用表面処理装置１は、供給管４１及び排出管５を開いた状態とし、かつ、供給機構６を駆動してクロメート処理液を処理筐体２に供給する。筒状金属部品用表面処理装置１はさらに、供給管４１及び排出管５を閉じた状態とし、かつ、供給機構６を停止してクロメート処理液の処理筐体２への供給を停止する。筒状金属部品用表面処理装置１は、上記２つの処理状態を続けて実施する。そのため、処理筐体２内のクロメート処理液が流動した状態と、処理筐体２内のクロメート処理液が滞留した状態との２種類のクロメート処理を一連の処理として実施できる。本実施形態の筒状金属部品用表面処理装置１であれば、１回のクロメート処理中に、流動クロメート処理と滞留クロメート処理とを続けて実施できる。
【００８６】
供給バルブ８１、排出バルブ８２及びポンプ６への各信号のタイミングは図８及び図９に限定されない。供給バルブ８１、排出バルブ８２及びポンプ６への各信号の出力のタイミングは、バルブの開放及び閉鎖の速度、クロメート処理液の流量及びクロメート処理液の粘度などの条件によって適宜変更できる。流動クロメート処理を実施するとき、供給管４１及び排出管５を開いた状態とし、かつ、供給機構６を駆動してクロメート処理液を処理筐体２に供給できればよい。また、滞留クロメート処理を実施するとき、供給管４１及び排出管５を閉じた状態とし、かつ、供給機構６を停止してクロメート処理液の処理筐体２への供給を停止できればよい。また、流動クロメート処理から滞留クロメート処理へと切替えができればよい。
【００８７】
供給バルブ８１、排出バルブ８２及びポンプ６への信号の出力は同時でもよい。たとえば、供給バルブ８１及び排出バルブ８２の閉鎖速度がポンプ６の停止速度と同等以上に早ければ、供給バルブ８１、排出バルブ８２及びポンプ６への信号の出力は同時でもよい。また、供給バルブ８１及び排出バルブ８２の閉鎖速度がポンプ６の停止速度よりも遅い場合であっても、処理筐体２内に十分なクロメート処理液を滞留させることが可能な速度で供給バルブ８１及び排出バルブ８２が閉鎖するのであれば、供給バルブ８１、排出バルブ８２及びポンプ６への信号の出力は同時でもよい。
【００８８】
図１０は、図８とは異なる他の実施形態による筒状金属部品用表面処理装置１の動作フロー図である。図１１は、図１０の動作フローに対応した、制御装置９から供給機構６及び開閉機構８に出力される信号のタイミングチャート図である。
【００８９】
図８の動作フロー図と比較して、図１０の動作フロー図では、工程Ｓ１及び工程Ｓ２の代わりに工程Ｓ１０を含み、工程Ｓ４及び工程Ｓ５の代わりに工程Ｓ１１を含む。工程Ｓ１０は、図８における工程Ｓ１及び工程Ｓ２を同時に実施する。工程Ｓ１１は、図８における工程Ｓ４及び工程Ｓ５を同時に実施する。図１０のその他の動作フローは、図８と同じである。
【００９０】
具体的には、流動クロメート処理を実施する際、開閉機構制御部９２は、排出バルブ開放信号及び供給バルブ開放信号を出力して排出バルブ８２及び供給バルブ８１を開放する（Ｓ１０、Ｓ８１１及びＳ８２１）。同時に、供給機構制御部９１は、ポンプ起動信号を出力してポンプ６を起動する（Ｓ１０及びＳ６１）。
【００９１】
図１０及び図１１を参照して、開閉機構制御部９２は、時刻ｔ５において（図１１参照）、排出バルブ８２への排出バルブ開放信号をＬ（閉鎖）からＨ（開放）に切り替える（Ｓ１０）。開閉機構制御部９２はさらに、時刻ｔ５において、供給バルブ８１への供給バルブ開放信号をＬ（閉鎖）からＨ（開放）に切り替える（Ｓ１０）。時刻ｔ５において、供給機構制御部９１はポンプ６へのポンプ起動信号をＬ（停止）からＨ（起動）に切り替える。時刻ｔ５において、流動クロメート処理が開始する。
【００９２】
制御装置９は、処理時間ｔｆ（ｔｆ＝ｔ６−ｔ５）が、流動クロメート処理に必要な処理時間Ｔ１を経過したか判断する（Ｓ３）。処理時間ｔｆが処理時間Ｔ１を超えた場合、制御装置９は、流動クロメート処理から滞留クロメート処理に切り替える。
【００９３】
流動クロメート処理から滞留クロメート処理に切り替わると、開閉機構制御部９２は、排出バルブ閉鎖信号及び供給バルブ閉鎖信号を出力して排出バルブ８２及び供給バルブ８１を閉鎖する（Ｓ１１、Ｓ８１２及びＳ８２２）。同時に、供給機構制御部９１は、ポンプ停止信号を出力してポンプ６を停止する（Ｓ１１及びＳ６２）。
【００９４】
図１０及び図１１を参照して、開閉機構制御部９２は、供給管４１と排出管５とがともに開き、ポンプ６が起動した時刻ｔ５の後の時刻ｔ６において（図１１参照）、排出バルブ８２への排出バルブ開放信号をＨ（開放）からＬ（閉鎖）に切り替える（Ｓ１１）。開閉機構制御部９２はさらに、時刻ｔ６において、供給バルブ８１への供給バルブ開放信号をＨ（開放）からＬ（閉鎖）に切り替える（Ｓ１１）。以上の動作により、時刻ｔ６において、排出管５及び供給管４１が閉鎖して、クロメート処理液が流通できなくなる。これにより、滞留クロメート処理が開始する。時刻ｔ６において、供給機構制御部９１はポンプ６へのポンプ起動信号をＨ（起動）からＬ（停止）に切り替える。
【００９５】
制御装置９は、処理時間ｔｒ（ｔｒ＝ｔ４−ｔ６）が、滞留クロメート処理に必要な処理時間Ｔ２を経過したか判断する（Ｓ６）。処理時間ｔｒが処理時間Ｔ２を超えた場合、制御装置９は、クロメート処理を終了する。以降の動作は、上述のとおりである。
【００９６】
クロメート処理の開始時、つまり、流動クロメート処理の開始時と、滞留クロメート処理への切り替え時とで、供給バルブ８１、排出バルブ８２及びポンプ６への信号の出力のタイミングを変化させてもよい。たとえば、流動クロメート処理を実施する際、開閉機構制御部９２及び供給機構制御部９１は、排出バルブ開放信号、供給バルブ開放信号及びポンプ起動信号を同時に出力し、滞留クロメート処理に切り替える際には、排出バルブ閉鎖信号及び供給バルブ閉鎖信号とポンプ停止信号とを時間差で出力してもよい。
【００９７】
滞留クロメート処理に切り替える際、供給バルブ８１、排出バルブ８２及びポンプ６への信号の出力のタイミングのうち、排出バルブ８２への信号の出力、すなわち排出バルブ８２の閉鎖が最も早ければ、処理筐体２内にクロメート処理液を溜めやすい。そのため、滞留クロメート処理を実施するのに十分な量のクロメート処理液を処理筐体２内に溜めやすい。したがって、流動クロメート処理から滞留クロメート処理に切り替えるとき、開閉機構８を制御して排出管５を閉じた状態とし、その後、開閉機構８を制御して供給管４１を閉じた状態とし、同時に供給機構６を停止してクロメート処理液を処理筐体２内に供給するのを停止してもよい。
【００９８】
図１２は、図８及び図１０とは異なる他の実施形態による筒状金属部品用表面処理装置１の動作フロー図である。図１３は、図１２の動作フローに対応した、制御装置９から供給機構６及び開閉機構８に出力される信号のタイミングチャート図である。
【００９９】
図１０の動作フロー図と比較して、図１２の動作フロー図では、工程Ｓ１１の代わりに工程Ｓ１２及び工程Ｓ１３を含む。工程Ｓ１２及び工程Ｓ１３は、それぞれ図１０における工程Ｓ１１に含まれる動作の一部を実施する。図１２のその他の動作フローは図１０と同じである。
【０１００】
流動クロメート処理は上述の図１０及び図１１と同様に開始する。図１２及び図１３を参照して、制御装置９は、処理時間ｔｆ（ｔｆ＝ｔ８−ｔ５）が、流動クロメート処理に必要な処理時間Ｔ１を経過したか判断する（Ｓ３）。処理時間ｔｆが処理時間Ｔ１を超えた場合、制御装置９は、流動クロメート処理から滞留クロメート処理に切り替える。
【０１０１】
流動クロメート処理から滞留クロメート処理に切り替わると、開閉機構制御部９２は、排出バルブ閉鎖信号を出力して排出バルブ８２を閉鎖する（Ｓ１２及びＳ８２２）。その後、開閉機構制御部９２は、供給バルブ閉鎖信号を出力して供給バルブ８１を閉鎖する（Ｓ１３及びＳ８１２）。同時に、供給機構制御部９１は、ポンプ停止信号を出力してポンプ６を停止する（Ｓ１３及びＳ６２）。
【０１０２】
開閉機構制御部９２は、供給管４１と排出管５とがともに開き、かつ、ポンプ６が起動した時刻ｔ５の後の時刻ｔ７において（図１３参照）、排出バルブ８２への排出バルブ開放信号をＨ（開放）からＬ（閉鎖）に切り替える（Ｓ１２）。以上の動作により、処理筐体２からのクロメート処理液の排出が停止する。排出管５が閉じた時刻ｔ７の後の時刻ｔ８において、開閉機構制御部９２は、供給バルブ８１への供給バルブ開放信号をＨ（開放）からＬ（閉鎖）に切り替える（Ｓ１３）。時刻ｔ８において、供給機構制御部９１は、ポンプ６へのポンプ起動信号をＨ（起動）からＬ（停止）に切り替える。以上の動作により、時刻ｔ８において、供給管４１が閉じて処理筐体内のクロメート処理液の流動の発生が停止する。クロメート処理液の流動の発生が停止した時点（時刻ｔ８）で、滞留クロメート処理が開始する。
【０１０３】
制御装置９は、処理時間ｔｒ（ｔｒ＝ｔ４−ｔ８）が、滞留クロメート処理に必要な処理時間Ｔ２を経過したか判断する（Ｓ６）。処理時間ｔｒが処理時間Ｔ２を超えた場合、制御装置９は、クロメート処理を終了する。以降の動作は、上述のとおりである。
【０１０４】
［筒状金属部品の製造方法］
本実施形態の筒状金属部品１０の製造方法は、上記筒状金属部品用表面処理装置１を用いた製造方法である。製造方法は、流動クロメート処理工程と、その後に滞留クロメート処理工程とを含む。滞留クロメート処理工程は、流動クロメート処理工程に続けて実施する。つまり、本実施形態の製造方法は、１回のクロメート処理中に、流動クロメート処理工程と、滞留クロメート処理工程とを含む。
【０１０５】
初めに、クロメート処理を実施する筒状金属部品１０を準備する。筒状金属部品１０は、一部又は全体が筒状で、ねじ部を有する内周面又はねじ部を有する外周面を有する端部を含む金属部品である。筒状金属部品１０はたとえば、鋼管、ケーシングハンガー、ケーシングヘッド、チュービングハンガー、チュービングヘッド又はフロートシューである。本実施形態の製造方法は管用ねじ継手の製造に好適に適用可能である。
【０１０６】
［流動クロメート処理工程］
流動クロメート処理工程では、筒状金属部品１０の端部の内周面又は外周面を、流動しているクロメート処理液に浸漬する。流動クロメート処理工程では、クロメート処理液が流動した状態でクロメート処理する。流動クロメート処理の処理条件は適宜設定できる。流動クロメート処理の処理条件はたとえば次のとおりである。クロメート処理液の温度：１０〜１００℃、処理時間：１〜６００秒、クロメート処理液の流速：０．１〜１０．０ｍ／ｓ。
【０１０７】
［滞留クロメート処理工程］
滞留クロメート処理工程は、流動クロメート処理工程に続けて実施する。滞留クロメート処理工程では、クロメート処理液の流動の発生を停止して、クロメート処理液を滞留させた状態でクロメート処理する。滞留クロメート処理の処理条件は適宜設定できる。滞留クロメート処理の処理条件はたとえば次のとおりである。クロメート処理液の温度：１０〜１００℃、処理時間：１〜６００秒。
【０１０８】
上記製造方法により、１回のクロメート処理中に、流動クロメート処理工程と、滞留クロメート処理工程とを実施すれば、筒状金属部品１０の耐食性が高まる。
【０１０９】
流動クロメート処理工程では、０．６〜１．５ｍ／ｓの流速で、１０〜３０秒のクロメート処理を実施し、滞留クロメート処理工程では、１５〜９０秒のクロメート処理を実施してもよい。この場合、筒状金属部品１０の耐食性がより安定して高まる。
【０１１０】
［第２の実施形態］
本実施形態の筒状金属部品用表面処理装置１はクロメート処理に加えて、他の表面処理を実施してもよい。他の表面処理とはたとえば、めっき処理及びリン酸塩化成処理などである。以下、筒状金属部品用表面処理装置１が、クロメート処理に加えてめっき処理を実施する場合について説明する。
【０１１１】
図１４は、めっき液貯留槽を備える場合の、筒状金属部品用表面処理装置１の全体図である。図１４を参照して、筒状金属部品用表面処理装置１は、めっき液貯留槽３００と、分岐供給管４１２と、分岐排出管５１２と、供給切替え機構８１０と、排出切替え機構８２０とを備える。図１４の筒状金属部品用表面処理装置１のその他の構成は図１と同じである。図１５は、電極を備える場合の処理筐体２の概略構成を示す縦断面図である。筒状金属部品用表面処理装置１が、クロメート処理に加えてめっき処理を実施する場合、筒状金属部品用表面処理装置１は、処理筐体２内に、電極７００と、通電棒７１０とを備える。図１５の処理筐体２の他の構成は、図２の処理筐体２の構成と同じである。
【０１１２】
［めっき液貯留槽］
めっき液貯留槽３００は、処理筐体２に供給されるめっき液及び処理筐体２から排出されるめっき液を貯留可能である。図１４では、めっき液貯留槽３００は、直方体状の筐体である。めっき液貯留槽３００の上面は開口していてもよいし、天板が設けられていてもよい。めっき液貯留槽３００の形状は、めっき液を貯留可能であれば特に限定されない。
【０１１３】
［分岐供給管］
分岐供給管４１２は、供給管４１から分岐している。分岐供給管４１２内には、めっき液貯留槽３００から処理筐体２に供給されるめっき液が流れる。分岐供給管４１２は、２つの端部を含む。分岐供給管４１２の２つの端部のうち、めっき液貯留槽３００側に位置する端部を上流端４１４、処理筐体２側に位置する端部を下流端４１３と定義する。
【０１１４】
分岐供給管４１２の下流端４１３は供給管４１に接続する。分岐供給管４１２の上流端４１４は、めっき液貯留槽３００内に配置される。分岐供給管４１２の上流端４１４は、めっき液貯留槽３００に接続されてもよい。分岐供給管４１２の上流端４１４は、めっき液を分岐供給管４１２内に流入させることが可能である。分岐供給管４１２内のめっき液は、供給管４１に流入する。めっき液は、供給管４１を通って処理筐体２に運ばれる。図１４では、分岐供給管４１２の数は１本であるが、２本以上でもよい。分岐供給管４１２の数は特に限定されない。分岐供給管４１２の断面は円でも良いし、円でなくてもよい。分岐供給管４１２には、不純物を取り除くフィルターが取り付けられてもよい。
【０１１５】
［分岐排出管］
分岐排出管５１２は、排出管５から分岐している。分岐排出管５１２内には、処理筐体２からめっき液貯留槽３００に排出されるめっき液が流れる。分岐排出管５１２は、２つの端部を含む。分岐排出管５１２の２つの端部のうち、処理筐体２側に位置する端部を上流端５１４、めっき液貯留槽３００側に位置する端部を下流端５１３と定義する。
【０１１６】
分岐排出管５１２の上流端５１４は、排出管５に接続する。分岐排出管５１２の下流端５１３は、めっき液貯留槽３００内に配置される。分岐排出管５１２の下流端５１３は、めっき液貯留槽３００に接続されてもよい。分岐排出管５１２の下流端５１３は、分岐排出管５１２内のめっき液を排出することが可能である。排出管５内のめっき液は、分岐排出管５１２内に流入する。めっき液は、排出管５から、分岐排出管５１２を通ってめっき液貯留槽３００に排出される。図１４では、分岐排出管５１２の数は１本であるが、２本以上でもよい。分岐排出管５１２の数は特に限定されない。分岐排出管５１２の断面は円でも良いし、円でなくてもよい。分岐排出管５１２には、不純物を取り除くフィルターが取り付けられてもよい。
【０１１７】
［供給切替え機構］
供給切替え機構８１０は、供給管４１上に配置される。供給切替え機構８１０は、クロメート処理液貯留槽３及びめっき液貯留槽３００のいずれから処理筐体２にクロメート処理液又はめっき液を供給するか切替える。具体的には、供給切替え機構８１０は、供給管４１と分岐供給管４１２とを接続又は遮断する。供給切替え機構８１０はさらに、供給管４１と分岐供給管４１２とを接続している間、供給管４１の分岐供給管４１２との接続箇所よりクロメート処理液貯留槽３側を遮断する。開閉機構８が、供給切替え機構８１０の機能を有しても良い。図１４では、供給管開閉機構８１が、供給切替え機構８１０の機能を有する。この様な供給切替え機構８１０はたとえば、ボールバルブ及びへポートバルブである。
【０１１８】
めっき処理を実施する場合、供給切替え機構８１０は、めっき液貯留槽３００から処理筐体２にめっき液が供給されるように流路を切り替える。具体的には、分岐供給管４１２と供給管４１とをつないで、分岐供給管４１２内のめっき液を供給管４１に流入させる。同時に、供給管４１の、分岐供給管４１２との接続箇所よりクロメート処理液貯留槽３側を遮断する。これにより、めっき液のみを処理筐体２内に供給する。
【０１１９】
めっき処理の後にクロメート処理を実施する場合、供給切替え機構８１０は、分岐供給管４１２と供給管４１とを遮断する。これにより、供給管４１へのめっき液の流入を止める。同時に、供給管４１の流路をクロメート処理液貯留槽３から処理筐体２までつなげる。これにより、処理筐体２へクロメート処理液の供給が可能になる。
【０１２０】
供給切替え機構８１０は、開閉機構８とは独立した構造であってもよい。たとえば、供給切替え機構８１０をボールバルブ又はヘポートバルブとし、開閉機構８をゲートバルブ、グローブバルブ又はバタフライバルブとしてもよい。
【０１２１】
［排出切替え機構］
排出切替え機構８２０は、排出管５上に配置される。排出切替え機構８２０は、クロメート処理液貯留槽３とめっき液貯留槽３００のいずれにクロメート処理液又はめっき液を排出するか切替える。具体的には、排出切替え機構８２０は、排出管５と分岐排出管５１２とを接続又は遮断する。排出切替え機構８２０はさらに、排出管５と分岐排出管５１２とを接続している間、排出管５の分岐排出管５１２との接続箇所よりクロメート処理液貯留槽３側を遮断する。開閉機構８が、排出切替え機構８２０の機能を有しても良い。図１４では、排出管開閉機構８２が、排出切替え機構８２０の機能を有する。この様な排出切替え機構８２０はたとえば、ボールバルブ及びへポートバルブである。
【０１２２】
めっき処理を実施する場合、排出切替え機構８２０は、処理筐体２からめっき液貯留槽３００にめっき液が排出されるように流路を切り替える。具体的には、分岐排出管５１２と排出管５とをつないで、めっき液を分岐排出管５１２に流入させる。同時に、排出管５の分岐排出管５１２との接続箇所よりクロメート処理液貯留槽３側を遮断する。これにより、めっき液のクロメート処理液貯留槽３への排出を抑制する。
【０１２３】
めっき処理の後にクロメート処理を実施する場合、排出切替え機構８２０は、分岐排出管５１２と排出管５とを遮断する。これにより、分岐排出管５１２へのクロメート処理液の流入を止める。同時に、排出管５の流路を処理筐体２からクロメート処理液貯留槽３までつなげる。これにより、クロメート処理液貯留槽３にクロメート処理液の排出が可能になる。
【０１２４】
排出切替え機構８２０は、開閉機構８とは独立した構造であってもよい。たとえば、排出切替え機構８２０をボールバルブ又はヘポートバルブとし、開閉機構８をゲートバルブ、グローブバルブ又はバタフライバルブとしてもよい。
【０１２５】
［処理筐体（電極付き）］
図１５は、電極７００を備える処理筐体２の図である。図１５を参照して、処理筐体２は電極７００と、通電棒７１０とを備える。処理筐体２のその他の構成は、上述の処理筐体２と同じである。
【０１２６】
電極７００は、電気めっき処理に使用される公知の不溶性陽極である。電極７００はたとえば、酸化イリジウムで被覆されチタン板や、ステンレス鋼板等である。電極７００の形状は特に限定されない。電極７００の形状はたとえば円筒状である。
【０１２７】
電極７００には、通電棒７１０が接続されている。通電棒７１０はたとえば、チタン棒や、ステンレス鋼棒などである。
【０１２８】
電極７００は、筒状金属部品１０の外周側に配置される。電極７００の形状が円筒状の場合、電極７００は筒状金属部品１０と同軸に配置される。電極７００は、筒状金属部品１０の雄ねじ部１１に対向する。電極７００と雄ねじ部１１との間にめっき液を供給し、電極７００と金属部品の筒状金属部品１０との間に電位差を与えることにより、雄ねじ部１１を含む筒状金属部品１０の表面にめっき層が形成される。
【０１２９】
［製造方法］
筒状金属部品用表面処理装置１を用いて、クロメート処理とめっき処理とを実施する場合の筒状金属部品１０の製造方法を説明する。製造方法は、めっき処理工程と、クロメート処理工程とを含む。
【０１３０】
［めっき処理工程］
めっき処理工程では、筒状金属部品１０の内周面又は外周面をめっき液に浸漬する。めっき液はたとえば、亜鉛イオン：１〜１００ｇ／Ｌ及びニッケルイオン：１〜１００ｇ／Ｌを含むＺｎ−Ｎｉ合金めっき液である。めっき液は他には、Ｚｎ−Ｆｅ合金めっき液、Ｚｎ−Ｃｏ合金めっき液、Ｃｕ−Ｓｎ合金めっき液、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｚｎ合金めっき液及びＣｕ−Ｓｎ−Ｂｉ合金めっき液でもよい。めっき液の種類は特に限定されない。めっき処理は電気めっきにより実施される。電気めっきの処理条件は適宜設定できる。電気めっきの処理条件はたとえば次のとおりである。めっき液の温度：１〜１００℃、めっき液のｐＨ：１〜１４、処理時間：１〜１００分。
【０１３１】
めっき処理工程が完了したら、処理筐体２からめっき液を排出する。本実施形態の筒状金属部品用表面処理装置１によれば、めっき処理工程の後にクロメート処理工程を実施する際、処理筐体２を取り外すことなく、クロメート処理工程を実施できる。
【０１３２】
［クロメート処理工程］
クロメート処理工程では、流動クロメート処理と滞留クロメート処理とを実施する。流動クロメート処理及び滞留クロメート処理は上述のとおりに実施する。
【０１３３】
以上の製造工程により、めっき層の上にクロメート被膜が形成された筒状金属部品１０が製造できる。クロメート処理工程では、流動クロメート処理工程と滞留クロメート処理工程が実施される。そのため、筒状金属部品１０の耐食性は高い。
【０１３４】
［その他の槽］
上記説明では、筒状金属部品用表面処理装置１が、クロメート処理に加えてめっき処理を実施する場合について説明した。しかしながら、筒状金属部品用表面処理装置１は、クロメート処理に加えて、他の表面処理を実施してもよい。表面処理の種類に応じて、処理液を貯留する槽を追加してもよい。また、各槽に接続した分岐供給管４１２と分岐排出管５１２とを追加してもよい。
【０１３５】
たとえば、クロメート処理の前後に筒状金属部品１０、供給管４１及び排出管５等の水洗を行う場合、筒状金属部品用表面処理装置１はさらに、水貯留槽と、水貯留槽に接続した分岐供給管４１２と、分岐排出管５１２とを備えてもよい。リン酸塩処理を実施する場合は、筒状金属部品用表面処理装置１はさらに、リン酸塩処理液貯留槽と、リン酸塩処理液貯留槽に接続した分岐供給管４１２と、分岐排出管５１２とを備えてもよい。他の表面処理は、水洗及びリン酸塩処理に限定されない。さらに貯留槽、分岐供給管４１２及び分岐排出管５１２を追加して、酸洗や脱脂等の前処理を実施しても良い。
【０１３６】
［他の製造工程］
上記製造方法は、めっき処理工程及びクロメート処理工程に加えて、他の製造工程を含んでもよい。他の製造工程はたとえば、水洗、酸洗、脱脂、リン酸塩化成処理である。他の製造工程については、上述のとおり、筒状金属部品用表面処理装置１にさらに、貯留槽、分岐供給管４１２及び分岐排出管５１２を追加して筒状金属部品用表面処理装置１を用いて実施しても良いし、筒状金属部品用表面処理装置１を用いずに実施しても良い。筒状金属部品用表面処理装置１を用いない場合、従来の方法（たとえば浸漬、スプレー等）で行ってもよい。
【０１３７】
［第３の実施形態］
噴射機構４は、噴射の角度を適宜調整可能である。噴射の角度を調整することで、より均一な厚さのクロメート被膜を形成できる。以下、クロメート液の噴射角度を調整する場合の実施形態について説明する。第３の実施形態において、筒状金属部品用表面処理装置１の構成は第１の実施形態の筒状金属部品用表面処理装置１と同じである。ただし、噴射機構４の噴射方向Ｓ１が調整されている。
【０１３８】
図３は、噴射機構４を筒状金属部品１０の軸方向から見た模式図である。図３を参照して、各ノズル４２は、本体部４２ａと、先端部４２ｂとを含む。本体部４２ａは、筒状金属部品１０の中心軸Ｘ１に直交する平面と平行に伸びている。本体部４２ａは、筒状金属部品１０の中心軸Ｘ１側から筒状金属部品１０の径方向外側に向かって延びている。
【０１３９】
先端部４２ｂは、本体部４２ａと連続して設けられている。クロメート処理液は、本体部４２ａ内を通り、先端部４２ｂの噴射口から噴射される。先端部４２ｂの噴射口は、筒状金属部品１０の軸方向から見たときに、雄ねじ部１１よりも筒状金属部品１０の径方向外側に配置される。
【０１４０】
各ノズル４２は、先端部４２ｂの噴射口から、筒状金属部品１０の中心軸Ｘ１周りの一方向にクロメート処理液を噴射する。すなわち、各ノズル４２の噴射方向Ｓ１は、筒状金属部品１０の中心軸Ｘ１を中心として、右回り又は左回りに設定されている。各ノズル４２から噴射されたクロメート処理液は、筒状金属部品１０の中心軸Ｘ１を中心とする螺旋流を形成する。各ノズル４２の噴射方向Ｓ１は、雄ねじ部１１のねじの溝の方向と一致していることが好ましい。
【０１４１】
図１６は、ノズル４２を本体部４２ａの延在方向Ｒ１から見た模式図である。先端部４２ｂは、筒状金属部品１０の中心軸Ｘ１に直交する平面に対して雄ねじ部１１側に傾いている。筒状金属部品１０の中心軸Ｘ１に直交する平面に沿う方向を基準方向Ｖ１とする。
【０１４２】
基準方向Ｖ１と、ノズル４２のクロメート処理液の噴射方向Ｓ１とがなす角を、傾斜角α１とする。図１６に示すように、ノズル４２を本体部４２ａの延在方向Ｒ１から見たとき、先端部４２ｂは、基準方向Ｖ１から雄ねじ部１１側へ傾斜角α１だけ傾いている。すなわち、ノズル４２のクロメート処理液の噴射方向Ｓ１は、基準方向Ｖ１から雄ねじ部１１側へ傾斜角α１だけ傾いている。
【０１４３】
傾斜角α１は特に限定されない。一方で、傾斜角α１は２０〜９０°であってもよい。この場合、より均一な厚さのクロメート被膜を形成できる。傾斜角α１のより好ましい下限は３０°である。傾斜角α１のより好ましい上限は６０°である。
【０１４４】
本実施形態では、ノズル４２の本体部４２ａが筒状金属部品１０の中心軸Ｘ１に直交する平面と平行に延び、ノズル４２の先端部４２ｂが当該平面に対して傾斜している。しかしながら、噴射方向Ｓ１の調整方法はこれに限定されない。たとえば、ノズル４２の全体を筒状金属部品１０の中心軸Ｘ１に直交する平面に対して傾斜させてもよい。
【０１４５】
［製造方法］
製造方法は、クロメート処理工程を含む。クロメート処理工程では、流動クロメート処理工程と、滞留クロメート処理工程を実施する。各クロメート処理工程では、噴射方向Ｓ１を調整してクロメート処理液を噴射する。これにより、より均一なクロメート被膜を形成できる。クロメート処理の条件は上述のクロメート処理の条件と同じである。
【０１４６】
［第４の実施形態］
第１〜第３の筒状金属部品用表面処理装置１は、筒状金属部品１０の外周面に表面処理を実施する場合について説明した。筒状金属部品用表面処理装置１は、筒状金属部品１０の内周面に表面処理を実施してもよい。筒状金属部品１０の内表面に表面処理を実施する場合であっても、筒状金属部品用表面処理装置１の各構成は変わらない。しかしながら、処理筐体２内の各部の配置が第１〜第３の実施形態に係る処理筐体２と異なる。
【０１４７】
［処理筐体］
図１７は、図２とは異なる他の実施形態による処理筐体２の概略構成を示す縦断面図である。図１７の処理筐体２を用いることにより、筒状金属部品１０の雌ねじ部１２を含む内周面にクロメート被膜を形成できる。
【０１４８】
図１７に示すように、処理筐体２は、第１の実施形態に係る処理筐体２と同様に、第１シール部材２１と、第２シール部材２２と、噴射機構４とを備える。
【０１４９】
第１シール部材２１は、筒状金属部品１０内に配置される。第１シール部材２１は、第１実施形態と同様に、筒状金属部品１０の内周面に全周にわたって密着して、筒状金属部品１０の内部を閉塞する。本実施形態の第１シール部材２１は、筒状金属部品１０内において、雌ねじ部１２よりも筒状金属部品１０の軸方向内側に配置されている。
【０１５０】
第２シール部材２２は、第１実施形態と同様に、筒状金属部品１０の端部に取り付けられる。ただし、本実施形態では、クロメート処理の対象である雌ねじ部１２が筒状金属部品１０の内周面に形成されているため、筒状金属部品１０の外周面において第２シール部材２２が筒状金属部品１０の外周面に接触する位置は特に限定されない。第２シール部材２２は、より端部側で筒状金属部品１０の外周面に接触することができる。
【０１５１】
噴射機構４はノズル４２及び配管４３を含む。各ノズル４２は、雌ねじ部１２と第１シール部材２１との間に配置されている。すなわち、各ノズル４２は、筒状金属部品１０内において、雌ねじ部１２よりも筒状金属部品１０の軸方向内側に配置されている。
【０１５２】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、各ノズル４２は放射状且つ等間隔に配置されている。ノズル４２の本数及び配置の間隔は特に限定されない。各ノズル４２は、本体部４２ａと先端部４２ｂとを含む。本体部４２ａは、筒状金属部品１０の中心軸Ｘ１と実質的に平行に延びている。
【０１５３】
各ノズル４２は、第１の実施形態のノズル４２と同様に、先端部４２ｂの噴射口から中心軸Ｘ１周りの一方向にクロメート処理液を噴射する。各ノズル４２から噴射されたクロメート処理液により、筒状金属部品１０の中心軸Ｘ１を中心とする螺旋流が形成される。螺旋流の方向は、雌ねじ部１２のねじの溝の方向と一致していることが好ましい。
【０１５４】
図１８は、図１７の処理筐体２内のノズル４２を本体部４２ａの延在方向Ｒ１から見た模式図である。先端部４２ｂは、筒状金属部品１０の中心軸Ｘ１に直交する平面に対して雌ねじ部１２側に傾いている。傾斜角α１は特に限定されない。一方で、傾斜角α１は２０〜９０°であってもよい。この場合、より均一な厚さのクロメート被膜を形成できる。傾斜角α１のより好ましい下限は３０°である。傾斜角α１のより好ましい上限は６０°である。
【０１５５】
クロメート処理液の噴射方向Ｓ１をどちらに傾かせるかは、雄ねじ部１１又は雌ねじ部１２とノズル４２との相対的な位置関係に応じて決定すればよい。要するに、各ノズル４２の噴射方向Ｓ１は、クロメート処理液が雄ねじ部１１又は雌ねじ部１２側に噴射されるように筒状金属部品１０の中心軸Ｘ１に直交する平面に対してねじ側に傾いていればよい。
【０１５６】
処理筐体２は、図１７及び図１８に限定されない。処理筐体２は、筒状金属部品１０の端部に取り付け可能であり、雌ねじ部１２を有する内周面と、クロメート処理液とを収容可能であれば特に限定されない。
【０１５７】
［第５の実施形態］
第４の実施形態に示した処理筐体２を用いることにより、筒状金属部品１０の内周面にクロメート被膜が形成できる。筒状金属部品１０の内周面に対して、クロメート処理に加えてめっき処理を実施する場合、処理筐体２はさらに電極７００及び通電棒７１０を備える。この場合、筒状金属部品用表面処理装置１の各構成は第２の実施形態において示した筒状金属部品用表面処理装置１と同じである。ただし、処理筐体２内の各構成の配置が異なる。また、処理筐体２は、第４の実施形態において示した処理筐体２の構成に加えて、第５の実施形態では、電極７００と通電棒７１０とを備える。電極７００及び通電棒７１０以外の処理筐体２内の各構成の配置は、第４の実施形態において示した配置と同じである。
【０１５８】
図１９は、図１７とは異なる他の実施形態による電極７００を備える処理筐体２の概略構成を示す縦断面図である。図１９の処理筐体２は、図１７の処理筐体２の構成としてさらに、電極７００と、通電棒７１０とを備える。その他の構成は、図１７の処理筐体２と同じである。
【０１５９】
電極７００は、筒状金属部品１０の内周側に配置される。電極７００は、筒状金属部品１０の雌ねじ部１２に対向する。電極７００と雌ねじ部１２との間にめっき液を供給し、電極７００と金属部品の筒状金属部品１０との間に電位差を与えることにより、雌ねじ部１２を含む筒状金属部品１０の表面にめっき層が形成される。
【０１６０】
第４の実施形態及び第５の実施形態において示した筒状金属部品用表面処理装置１を用いた筒状金属部品１０の製造方法は、第１〜第３の実施形態の製造方法のとおりである。
【０１６１】
［変形例］
以上、実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【０１６２】
クロメート処理液貯留槽３の配置は図１に限定されない。クロメート処理液貯留槽３は、処理筐体２の上方に配置されてもよいし、下方に配置されてもよいし、処理筐体２と水平に配置されてもよい。クロメート処理液貯留槽３が処理筐体２よりも下方に配置されれば、処理筐体２から自然落下によりクロメート処理液を排出できる。そのため、クロメート処理液の排出が容易になる。したがって、クロメート処理液貯留槽３は、処理筐体２の下方に配置されてもよい。
【０１６３】
クロメート処理液貯留槽３を処理筐体２の上方に配置する場合は、供給機構６は排出管５上に配置されてもよい。この場合、供給機構６は、排出管５内のクロメート処理液を処理筐体２からクロメート処理液貯留槽３に送る。クロメート処理液貯留槽３から自然落下により処理筐体２にクロメート処理液が供給される。
【実施例】
【０１６４】
以下、本開示の実施例を説明する。ただし、本開示は実施例により制限されるものではない。
【０１６５】
対象材として、外径：１７．７８ｃｍ（７インチ）、肉厚１．１５０６ｃｍ（０．４５３インチ）、鋼種：Ｐ１１０の鋼管に形成された管用ねじ継手ＶＡＭ２１（登録商標）のピン（鋼管の外周面に形成された雄ねじ部を含む鋼管の端部）を用いた。管用ねじ継手のピンにはＺｎ−Ｎｉ合金めっき層が形成されていた。Ｚｎ−Ｎｉ合金めっき層は、厚さ約１０μｍ、Ｎｉ含有量約１３％、残部はＺｎ及び不純物からなるめっき層であった。Ｚｎ−Ｎｉ合金めっき層を備えるピンの表面にクロメート処理を実施した。クロメート処理液は、大和化成株式会社製ダインクロメート（商品名）を用いた。クロメート処理を実施した後、目視によりクロメート被膜の品質（厚さの均一性及び付着量）を評価した。クロメート被膜は青〜黒に着色した被膜である。そのため、厚さの均一性及び付着量については、クロメート処理後のピンの表面の発色に基づいて評価を実施した。クロメート処理の条件を表２に示す。
【０１６６】
【表２】
2020070479.tif 000004
【０１６７】
表２中、流速（ｍ／ｓ）とは、供給管内のクロメート処理液の流量から算出した、クロメート処理液の移動速度である。傾斜角（°）とは、管用ねじ継手（鋼管）の軸方向に直交する方向に対する、クロメート処理液の噴射方向の傾斜角である。クロメート処理液の噴射方向は、鋼管の端部に向かって傾斜角（°）に表示された角度だけ傾斜していた。均一性とは、クロメート被膜の厚さの均一性を意味する。流動クロメート処理と滞留クロメート処理とは続けて実施した。
【０１６８】
表２中、均一性についてＥ（Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ）とは、均一にクロメート被膜が形成されていたことを示す。均一性についてＡ（Ａｃｃｅｐｔａｂｌｅ）とは、やや不均一な部分が見られたものの、許容範囲内であったことを示す。均一性についてＮ（Ｎｏｔ  Ａｃｃｅｐｔａｂｌｅ）とは、クロメート被膜が不均一に形成されていたことを示す。
【０１６９】
表２中、付着量についてＥ（Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ）とは、クロメート被膜が十分付着していたことを示す。付着量についてＡ（Ａｃｃｅｐｔａｂｌｅ）とは、やや少ないものの、許容範囲の量でクロメート被膜が付着していたことを示す。付着量についてＮ（Ｎｏｔ  Ａｃｃｅｐｔａｂｌｅ）とは、クロメート被膜の付着量が不十分であったことを示す。
【０１７０】
［評価結果］
表２を参照して、試験番号１〜試験番号３では、流動クロメート処理の後に続けて滞留クロメート処理を実施した。そのため、クロメート被膜の均一性及び付着量がＥ（Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ）又はＡ（Ａｃｃｅｐｔａｂｌｅ）であった。
【０１７１】
一方、試験番号４及び試験番号５では、クロメート処理の間中撹拌を続けた。つまり、滞留クロメート処理を実施しなかった。そのため、クロメート被膜の均一性及び付着量がＮ（Ｎｏｔ  Ａｃｃｅｐｔａｂｌｅ）であった。
【０１７２】
以上、本開示の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本開示を実施するための例示に過ぎない。したがって、本開示は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。
【符号の説明】
【０１７３】
１        筒状金属部品用表面処理装置
２        処理筐体
３        クロメート処理液貯留槽
４        噴射機構
５        排出管
６        供給機構
８        開閉機構
９        制御装置
１０      筒状金属部品
１１      雄ねじ部
１２      雌ねじ部
４１      供給管
３００    めっき液貯留槽
４１２    分岐供給管
５１２    分岐排出管
８１０    供給切替え機構
８２０    排出切替え機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2020070479.tif 000020
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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