(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管ねじ継手のピンまたはボックスを構成する鋼管端部の外面または内面に設けられたねじ部に潤滑剤を塗布する装置であって、
前記鋼管をその中心軸回りに回転させながら支持する鋼管支持装置と、
噴霧可能な粘度に調整された潤滑剤を貯留するタンク、この潤滑剤が循環して流れる配管、およびこの配管内で潤滑剤を循環させるポンプを有する潤滑剤循環系と、
前記潤滑剤循環系を循環する潤滑剤を定量供給するための定量ポンプからなる定量供給装置と、
定量供給装置から定量供給される潤滑剤を送るための潤滑剤供給路、この潤滑剤供給路から独立して噴霧用のエアーを送るためのエアー供給路、およびエアーにより霧化された潤滑剤を、先端のノズルから前記鋼管のねじ部へ噴霧する少なくとも１つのスプレーガンを有し、潤滑剤供給路とエアー供給路の合流部を前記ノズルの近傍に有する潤滑剤噴霧装置と、
前記スプレーガンを鋼管の軸方向および／または半径方向へ移動自在に支持するスプレーガン支持装置と、
を備え、
前記ピンを構成する鋼管端部の外面に設けられたねじ部に潤滑剤を塗布するスプレーガンを複数有し、該複数のスプレーガンが前記鋼管の周方向に異なる位置に設置され、一方のスプレーガンが鋼管の軸に垂直な面に対して端部側に２０〜４０°傾斜し、別のスプレーガンが鋼管の軸に垂直な面に対して反端部側に２０〜４０°傾斜して支持されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記定量ポンプがロータリー式プランジャーポンプである、請求項１記載の潤滑剤塗布装置。
【請求項３】
前記潤滑剤が、塩基性スルホネート、塩基性サリシレート、塩基性フェネートおよび塩基性カルボキシレートから選んだ１種または２種以上の塩基性油剤を含有し、海水中における２８日後の生分解性（ＢＯＤ）が２０％以上である、請求項１または２記載の潤滑剤塗布装置。
【請求項４】
前記潤滑剤の粘度調整が、潤滑剤の揮発性溶解基材による希釈または潤滑剤の加熱により行われる、請求項１または２記載の潤滑剤塗布装置。
【請求項５】
前記タンクが、このタンクに収容された潤滑剤を攪拌する攪拌機構を有する、請求項１または２記載の潤滑剤塗布装置。
【請求項６】
前記スプレーガンから噴射された潤滑剤の鋼管表面における噴射パターンの長径をＬ（ｍｍ）とし、鋼管の回転速度をｎ（ｒｐｍ）とし、鋼管の軸方向に関するノズルの数をｍ（個）とするとともに、前記スプレーガン支持装置による軸方向へのスプレーガンの移動速度をＶ（ｍｍ／ｍｉｎ）とした場合に（１）式：Ｖ≦ｍ×ｎ×Ｌの関係が満たされるように、鋼管支持装置による鋼管の回転速度、およびスプレーガン支持装置によるスプレーガンの移動速度を制御する制御装置をさらに備える、請求項１または２記載の潤滑剤塗布装置。
【請求項７】
管ねじ継手のピンまたはボックスを構成する鋼管端部の外面または内面に設けられたねじ部に潤滑剤を塗布する方法であって、スプレーガンに、噴霧可能な粘度に調整されて循環する潤滑剤を定量供給するとともに、この潤滑剤とは別に噴霧用のエアーを供給し、供給された潤滑剤および噴霧用のエアーをスプレーガンの先端のノズルの近傍で混合し、噴霧用のエアーとの混合により霧化された潤滑剤を、中心軸回りに回転しながら支持される鋼管の少なくとも軸方向および／または半径方向へ向けて移動する、鋼管の周方向に異なる位置に設置された複数のスプレーガンのノズルから、一方のスプレーガンからは鋼管の軸に垂直な面に対して端部側に２０〜４０°傾斜し、別のスプレーガンからは鋼管の軸に垂直な面に対して反端部側に２０〜４０°傾斜して、鋼管のねじ部へ向けて噴霧することを特徴とする方法。
【請求項８】
前記スプレーガンから噴射された潤滑剤の鋼管表面における噴射パターンの長径をＬ（ｍｍ）とし、鋼管の回転速度をｎ（ｒｐｍ）とし、鋼管の軸方向に関するノズルの数をｍ（個）とするとともに、前記スプレーガンを鋼管の軸方向および／または半径方向へ移動自在に支持するスプレーガン支持装置による軸方向へのスプレーガンの移動速度をＶ（ｍｍ／ｍｉｎ）とした場合に（１）式：Ｖ≦ｍ×ｎ×Ｌの関係が満たされるように鋼管の回転速度とスプレーガンの移動速度を制御する、請求項７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管のねじ部への潤滑剤塗布装置および塗布方法に関するものであり、具体的には、鋼管の管端部に形成される管ねじ継手、すなわち、管端部の外面に形成される雄ねじ部や内面に形成される雌ねじ部の表面に、高粘性液状（セミドライ）タイプの潤滑剤を塗布するのに適した潤滑剤塗布装置および塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
油井掘削に使用されるチュービングやケーシングといった油井管は、長さが十数メートル程度の鋼管を、管ねじ継手によって現場で順次締結することによって、必要な長さに組み立てられる。この管ねじ継手は、一般に、雄ねじ部を有する一方の継手要素であるピンと、雌ねじ部を有する他方の相手方継手要素であるボックスとを用いるピン−ボックス構造をとる。油井管の締結に典型的に用いられるカップリング方式のねじ継手は、油井管となる鋼管の両側の管端の外面にピンが形成されるとともに、カップリングと呼ばれる短い別の継手部材の両側の内面にボックスが形成される。鋼管の一端の外面にピンを形成するとともに他端の内面にボックスを形成するインテグラル方式の管ねじ継手が採用されることもある。【０００３】
通常の油井の深さは２０００〜３０００ｍであるが、近年の海洋油田等の深油井では８０００〜１００００ｍ、さらにはそれ以上の深さに達することもある。そのため、油井管の締結に使用される管ねじ継手には、使用環境下で油井管および継手自体の重量に起因する軸方向引張力に加えて、内外面圧力が複合した圧力や熱が作用するため、過酷な使用環境下でも破損せずに気密性を維持できることが要求される。また、チュービングやケーシングの降下作業時には、一度締め込んだ継手を緩めて再度締め直すことがあり、ＡＰＩ（米国石油協会）規格では、チュービング継手で１０回の締付け、ケーシング継手では３回の締付け（メイクアップ）、緩め戻し（ブレークアウト）を行っても、ゴーリングと呼ばれる修復不可能な焼付きを発生せずに気密性が維持されることを要求している。【０００４】
高応力下での気密性に優れた管ねじ継手として、プレミアムジョイントと呼ばれる、メタルシール可能な管ねじ継手がある。プレミアムジョイントは、ピンおよびボックスのいずれもがねじ部に加えてねじ無し金属接触部を備え、ピン及びボックスそれぞれのねじ無し金属接触部同士が直接接触してメタルシールを形成して優れた気密性を有する。ピンのねじ無し金属接触部は、ピン外周面のねじ部より先端側に位置するメタルシール面と、ピン先端のトルクショルダ面とから構成される。対応して、ボックス内周面にもメタルシール面およびトルクショルダ面が設けられる。ピンをボックスに挿入し、両者のトルクショルダ面が当接するまでねじで締め付けると、ピンとボックスのメタルシール面同士が所定の干渉量で密着してメタルシールを形成する。締付けによる圧縮荷重の一部を互いに当接するトルクショルダ部が負担するため、ねじ部による応力負担が軽減される。【０００５】
しかし、プレミアムジョイントでは、特にねじ無し金属接触部、中でもメタルシール部で焼付きが起こり易いので、潤滑性を与えて焼付きを防止することが重要となる。これまで、油井管用の管ねじ継手のねじ部やねじ無し金属接触部といった、締付け時にピンとボックスとが互いに接触する表面（以下、単に「ねじ継手の接触表面」という）に対しては、耐焼付き性および気密性の向上を図り、かつ使用時までこの接触表面を発錆から保護するために、一般に、ドープまたはコンパウンドグリスと呼ばれる高粘性液状のグリス潤滑剤(以下、ドープという)が出荷前に塗布される。また、カップリング型の油井管用の管ねじ継手では、長い鋼管の端面の真円度と形状精度を高めて管内を流れる流体がこの接合面で乱されることを防止するために、ボックスとの接合面となるピン端面、すなわち鋼管の端面の管内面側に、テーパ状に切削されたリセス又はチャンファと呼ばれる逃がし部を設けることが多い。このピンのリセス部にも防錆を目的としてドープが塗布される。【０００６】
このように、ピンとなる鋼管の管端部には、ボックスとの接触表面である鋼管の外面および端面のみならず、リセス部が形成される鋼管の内面にもドープが塗布される。従来のドープは、潤滑性および防錆性（耐食性）を確保するため、ＰｂやＺｎといった重金属の粉末を多量に含有するものであった。ドープの塗布は、通常、刷毛塗り、すなわち適量をねじ継手の接触表面に垂らした後に、刷毛（ブラシ）で延ばすことによって行われる。【０００７】
下記特許文献１、２には、グリスなどの潤滑剤を管ねじ継手のねじ部に塗布する装置として、潤滑剤を噴射するノズルヘッドと噴射された潤滑剤を延ばすブラシとを備える潤滑剤塗布装置が開示されている。【０００８】
１９９８年に北東大西洋の海洋汚染防止に関するオスパール条約（オスロ・パリ条約ＯＳＰＡＲ）が発効したのを契機に、地球規模での環境に対する厳しい規則が進んでおり、特に北海油田では、海洋汚染を防ぐ目的で重金属類を含まない潤滑剤を使用することが規定されている。このため、海上リグにおけるガス井や油井の掘削作業においても、海洋汚染の原因物質の排出を最小にすべく、環境への排出の可能性があるリグでの使用物質には、環境影響度の評価を求め、その国または地域の基準を満たさないものの使用は禁止される傾向にある。そこで、近年、これに対応した潤滑剤が開発されている。そのような潤滑剤は、完全に海洋に放出されない固形の潤滑剤（完全ドライタイプ）と、海洋に放出されても有害性の低い高粘性液状の潤滑剤（セミドライタイプ）とに大別される。【０００９】
完全ドライタイプは、典型的には無機または有機樹脂バインダー中に潤滑性粉末を分散させた固体潤滑被膜である。この潤滑被膜は流動性を有していないため、管ねじ継手の締付けにより高い面圧を受けると被膜が破損することがあり、その部分で焼付きが起こるため、潤滑性に劣る。これに対し、セミドライタイプの潤滑剤から形成された潤滑被膜は、締付け時に高い面圧を受けると被膜が流動して潤滑剤が不足する個所に回りこむため、潤滑性に優れる。しかし、締付け時にはみ出た潤滑剤が海洋に放出されることがあるため、環境面では完全ドライタイプより劣る。このように、潤滑性（耐焼付き性）を重視する場合にはセミドライタイプが有利である。特に、メタルシール部を有する気密性に優れたプレミアムジョイントでは、メタルシール部で焼付きが起こり易いので、耐焼付き性と気密性に優れたセミドライタイプの潤滑剤が好適である。【００１０】
特許文献３には、グリーンドープとも呼ばれる有害性が低い高粘性液状の潤滑剤として、塩基性スルホネート、塩基性サリシレート、塩基性フェネートおよび塩基性カルボキシレートから選んだ１種又は２種以上の塩基性油剤を含有し、海水中における２８日後の生分解性（ＢＯＤ、生物学的酸素要求量）が２０％以上である潤滑剤が開示されている。特許文献３には、この潤滑剤は、塩基性油剤より生分解性が高い少なくとも１種の他の油剤（好ましくは脂肪酸金属塩およびワックス類から選ばれた１種又は２種以上の）と、必要に応じて揮発性の有機溶解基剤とをさらに含有してもよいことも開示されている。【００１１】
ここで「高粘性液状」潤滑剤とは、常温での粘度がそのまま噴霧するには高すぎ、噴霧のためには粘度調整が必要である潤滑剤を意味する。
特許文献１:特開昭５８−２１９９６４号公報
特許文献２:特開昭６２−６１６６７号公報
特許文献３:ＵＳ２００９／０２６４３２６Ａ１
【発明の概要】
【００１２】
重金属の粉末を多量に含有する従来のドープ（コンパウンドグリスなど）は、最低の塗布量が規定されるだけであり、塗布量を厳密に管理する必要性が低かった。このため、必要な塗布量は刷毛塗りでも十分に確保できた。
【００１３】
しかし、グリーンドープには、有害性が低くとも、環境汚染、特に海洋汚染を極力低減するために、管ねじ継手の締付け時における潤滑剤のはみ出し量をできるだけ抑制することが求められる。また、はみ出し量が少ないと、締付けの作業性や作業環境も良好となる。そのため、グリーンドープの塗布量の範囲はかなり狭く設定される。このように、管ねじ継手の表面にグリーンドープを塗布する場合には、その塗布量を、潤滑性を確保できる範囲内でなるべく薄く均一に制御することが要求される。
【００１４】
特許文献１、２に開示されている潤滑剤塗布装置は、いずれもブラシを用いて潤滑剤を管端部のピンやボックスに塗布するため、高粘性液状の潤滑剤を薄く均一に塗布することには限界がある。ブラシの毛が当たる部分と当たらない部分とで付着した潤滑剤の厚みに僅かな差が生じ、特にねじ山では、ブラシの毛が強く当たるために潤滑剤が擦れて薄くなり、さらにブラシを使用した塗布では、塗布厚みを薄くすること自体に限界があるからである。このように、グリーンドープを含むドープのような高粘性液状の潤滑剤は粘度が非常に高いため、例えば１０μｍ以下といった薄さで塗布することは実際には不可能であった。
【００１５】
本発明の目的は、長い鋼管の管端部に形成されたねじ部の表面に、高粘性液状の高粘性を有する潤滑剤を、制御された付着量で薄く均一に塗布することができる、鋼管のねじ部への潤滑剤塗布装置および塗布方法を提供することである。
【００１６】
本発明は、管ねじ継手のピンまたはボックスを構成する鋼管端部の外面または内面に設けられたねじ部に潤滑剤を塗布する装置であって、(ａ)前記鋼管をその中心軸回りに回転させながら支持する鋼管支持装置と、(ｂ)噴霧可能な粘度に調整された潤滑剤を貯留するタンク、この潤滑剤が循環して流れる配管、およびこの配管内で潤滑剤を循環させるポンプを有する潤滑剤循環系と、(ｃ)前記潤滑剤循環系を循環する潤滑剤を定量供給するための定量ポンプからなる定量供給装置と、(ｄ)定量供給装置から定量供給される潤滑剤を送るための潤滑剤供給路、この潤滑剤供給路から独立して噴霧用のエアーを送るためのエアー供給路、およびエアーにより霧化された潤滑剤を、先端のノズルから前記鋼管のねじ部へ噴霧する少なくとも１つのスプレーガンを有し、潤滑剤供給路とエアー供給路の合流部を前記ノズルの近傍に有する潤滑剤噴霧装置と、(ｅ)前記スプレーガンを鋼管の軸方向および／または半径方向へ移動自在に支持するスプレーガン支持装置とを備え、前記ピンを構成する鋼管端部の外面に設けられたねじ部に潤滑剤を塗布するスプレーガンを複数有し、該複数のスプレーガンが前記鋼管の周方向に異なる位置に設置され、一方のスプレーガンが鋼管の軸に垂直な面に対して端部側に２０〜４０°傾斜し、別のスプレーガンが鋼管の軸に垂直な面に対して反端部側に２０〜４０°傾斜して支持されていることを特徴とする装置である。
【００１７】
本発明に係る鋼管のねじ部への潤滑剤塗布装置の好適態様を列挙すると次の通りである。
・前記定量ポンプがロータリー式プランジャーポンプである。
【００１８】
・前記スプレーガン支持装置が、スプレーガンを鋼管のねじ部に対して傾斜自在に支持する。
・前記潤滑剤が、塩基性スルホネート、塩基性サリシレート、塩基性フェネートおよび塩基性カルボキシレートから選んだ１種または２種以上の塩基性油剤を含有し、海水中における２８日後の生分解性（ＢＯＤ）が２０％以上である。
【００１９】
・前記潤滑剤の粘度調整が、潤滑剤の揮発性溶解基材による希釈または潤滑剤の加熱により行われる。
・前記タンクが、このタンクに収容された潤滑剤を攪拌する攪拌機構を有する。
【００２０】
・前記スプレーガンから噴射された潤滑剤の鋼管表面における噴射パターンの長径をＬ（ｍｍ）とし、鋼管の回転速度をｎ（ｒｐｍ）とし、鋼管の軸方向に関するノズルの数をｍ（個）とするとともに、前記スプレーガン支持装置による軸方向へのスプレーガンの移動速度をＶ（ｍｍ／ｍｉｎ）とした場合に（１）式：Ｖ≦ｍ×ｎ×Ｌの関係が満たされるように、鋼管支持装置による鋼管の回転速度、およびスプレーガン支持装置によるスプレーガンの移動速度を制御する制御装置をさらに備える。
【００２１】
別の観点からは、本発明は、管ねじ継手のピンまたはボックスを構成する鋼管端部の外面または内面に設けられたねじ部に潤滑剤を塗布する方法であって、スプレーガンに、噴霧可能な粘度に調整されて循環する潤滑剤を定量供給するとともに、この潤滑剤とは別に噴霧用のエアーを供給し、供給された潤滑剤および噴霧用のエアーをスプレーガンの先端のノズルの近傍で混合し、噴霧用のエアーとの混合により霧化された潤滑剤を、中心軸回りに回転しながら支持される鋼管の少なくとも軸方向および／または半径方向へ向けて移動する、鋼管の周方向に異なる位置に設置された複数のスプレーガンのノズルから、一方のスプレーガンからは鋼管の軸に垂直な面に対して端部側に２０〜４０°傾斜し、別のスプレーガンからは鋼管の軸に垂直な面に対して反端部側に２０〜４０°傾斜して、鋼管のねじ部へ向けて噴霧することを特徴とする方法である。
【００２２】
本発明によれば、鋼管の管端の外面または内面に設けられたねじ継手のねじ部、特に典型的には長い鋼管の端部に形成され、塗布作業がより困難なピンの表面に対して、高粘性液状の潤滑剤を、所定の付着量で薄く均一に塗布すること、具体的には、従来に比べて（１／１０）程度の薄い厚みでかつ均一に高粘性液状の潤滑剤を塗布することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る鋼管のねじ部への潤滑剤塗布装置の構成を模式的に示す説明図である。
【図２】鋼管のピンの断面形状を示す説明図である。
【図３】図３(ａ)は２つのスプレーガンをねじ面に対して直角に向けて潤滑剤を噴霧する状況を模式的に示す説明図であり、図３(ｂ)は２つのスプレーガンをねじ面に対して異なる角度で傾斜させて潤滑剤を噴霧する状況を模式的に示す説明図である。
【図４】傾斜した噴射角度によるねじ山への噴射状況を示す説明図。
【図５】管円周方向に異なる位置に噴射角度の異なるスプレーガンを設ける態様を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照しながらより具体的に説明する。本明細書では、特に断りがない限り、組成に関する「％」は「質量％」を意味する。
図１は、本発明に係る鋼管のねじ部への潤滑剤塗布装置の構成を模式的に示す説明図である。潤滑剤が管端部に塗布される鋼管Ｐ（例えば、油井管またはライザ管用の鋼管）は、管端部８の外面に雄ねじ部８ａと内面に雌ねじ部８ｂを有する。雄ねじ部８ａは管ねじ継手のピンを構成する。一方、雌ねじ部８ｂは管ねじ継手のボックスを構成する。以下では、雄ねじ部８ａをピン、雌ねじ部８ｂをボックスという。
【００２５】
但し、当業者には明らかなように、実際には鋼管の一方の管端の外面にピンが、内面にボックスが同時に形成されることはない。ボックスは、カップリング方式の管ねじ継手では別部材のカップリングの内面に、インテグラル方式の管ねじ継手では別の鋼管Ｐの他端の内面に形成される。従って、鋼管Ｐの管端部にはピンまたはボックスのいずれか一方が設けられる。図１は、本発明に係る潤滑剤塗布装置が管ねじ継手のピンとボックスのどちらにも潤滑剤の塗布が可能であることを示すために、説明の便宜上、鋼管Ｐの管端部８の内外両面にねじ部を有するように示されている。
【００２６】
前述したように、管ねじ継手のピンの端面、すなわち、鋼管Ｐの端面の内面側には、図１に示されるようなねじ部ではなく、テーパ状に切削されたリセス（またはチャンファ）が形成されることが多い（図２を参照）。本発明に係る潤滑剤塗布装置はピン、すなわち鋼管管端部の外面だけでなく、内面側のリセスにも潤滑剤を塗布することができる。すなわち、本発明に係る潤滑剤塗布装置は、鋼管管端部の内面または外面のねじ部（管ねじ継手ではピンまたはボックス）だけでなく、管端部の反対側の面にも潤滑剤を塗布することができる。
【００２７】
図１に示すように、潤滑剤塗布装置１は、鋼管支持装置２と、潤滑剤循環系３と、潤滑剤定量供給装置４と、潤滑剤噴霧装置５と、スプレーガン支持装置６と、好ましくはさらに制御装置７とを備えるので、これらの構成要素を順次説明する。
【００２８】
［鋼管支持装置２］
鋼管支持装置２は、管端部に刻設されたねじ部であるピン８ａまたはボックス８ｂを有する鋼管Ｐを、その中心軸回りに図１における矢印方向へ回転させながら、支持するためのものである。
【００２９】
図１では、鋼管支持装置２として、管端部にねじ部を有する鋼管Ｐの下部を支持するとともに図１における矢印方向へ駆動回転するターニングローラー２ａ、２ｂを用いたが、これに限定されるものではなく、この種の鋼管支持装置として公知のものは等しく適用可能である。このため、鋼管支持装置２に関するこれ以上の説明は省略する。
【００３０】
［潤滑剤循環系３］
潤滑剤循環系３は、噴霧に適した粘度に調整された潤滑剤９を循環させておくことにより潤滑剤９の流れを安定させ、これにより後述する潤滑剤噴霧装置５からスプレーされる潤滑剤９の吐出量の定量性を高めるものである。
【００３１】
図１に示す潤滑剤循環系３は、噴霧可能な粘度に調整された潤滑剤９を貯留するタンク１０と、この潤滑剤９が循環して流れる配管１１と、配管１１に潤滑剤を流すことができるポンプ１２とを有する。
【００３２】
使用する潤滑剤９は、高粘性液状（セミドライ）の潤滑被膜を形成できるものである。好ましくは、この高粘性液状潤滑剤は、環境に流出しても悪影響の少ないグリーンドープ、より好ましくは、前述した特許文献３（ここに援用する）に記載されている塩基性スルホネート、塩基性サリシレート、塩基性フェネートおよび塩基性カルボキシレートから選んだ１種または２種以上の塩基性油剤（好ましくはＣａ塩）を含有し、海水中における２８日後の生分解性（ＢＯＤ）が２０％以上であるグリーンドープである。
【００３３】
高粘性液状潤滑剤の粘度を噴霧可能な粘度に調整するための手段としては、潤滑剤を揮発性溶解基材で希釈するか、または潤滑剤を加熱することが例示される。揮発性溶解基材で希釈した場合の前記グリーンドープの組成の例は、石油系溶剤（溶解基材）：２０〜３０％、石油系ワックス：５〜１０％、ロジン：５％〜１０％、黒鉛：３〜５％、残部：塩基性Ｃａスルホネート塩（塩基性油剤）である。上記組成を有する希釈された潤滑剤の１例は、大同化学工業株式会社から製品名CWSD EVSとして市販されている。
【００３４】
タンク１０には、タンク１０に収容された潤滑剤９を攪拌する公知の攪拌機構１０ａが設けられている。攪拌機構１０ａによりタンク１０に収容された潤滑剤９を攪拌することによって、潤滑剤９を安定させ、これにより、後述する潤滑剤噴霧装置５からスプレーされる潤滑剤９の吐出量の定量性を高めることができる。
【００３５】
配管１１には、三方弁１３が設けられており、この三方弁１３に接続される一の流路には電磁弁１４が設けられる。三方弁１３のコックを開くとともに電磁弁１４を適宜切り替えることによって、潤滑剤循環系３を流れている潤滑剤９を、ピン８ａまたはボックス８ｂのいずれかを塗布するように供給することができる。
【００３６】
［定量供給装置４］
定量供給装置４は、潤滑剤循環系３内を循環している、粘度調整された潤滑剤９を定量供給するための装置であり、定量ポンプから構成される。図示の態様では、定量ポンプとしてロータリー式プランジャーポンプを用いているが、噴霧可能な粘稠液体の定量供給が可能であれば他の方式の定量ポンプを利用可能である。
【００３７】
定量供給装置４はピン８ａ（管端外面）に潤滑剤９を塗布するための第１の潤滑剤噴霧装置５ａに潤滑剤を定量供給するための第１の定量ポンプ４ａと、ボックス８ｂ（管端内面）に潤滑剤９を塗布するための第２の潤滑剤噴霧装置５ｂに潤滑剤を定量供給するための第２の定量ポンプ４ｂとにより構成される。
【００３８】
第１の定量ポンプ４ａおよび第２の定量ポンプ４ｂは、いずれも、潤滑剤９の供給量を制御するために、回転数に比例して吐出量を制御することができるロータリー式プランジャーポンプである。第１の定量ポンプ４ａはサーボモーター４ｃにより、第２の定量ポンプ４ｂはサーボモーター４ｄにより、吐出量を制御される。この吐出量の制御によって、後述する潤滑剤噴霧装置５からスプレーされる潤滑剤９の噴霧量の均一性を高めることができる。
【００３９】
［潤滑剤噴霧装置５］
本発明における潤滑剤噴霧装置５は、特許文献１、２により開示される潤滑剤塗布装置のように潤滑剤９をブラシで延ばしてピン８ａまたはボックス８ｂへ塗布するのではなく、霧化された潤滑剤９を鋼管Ｐのピン８ａまたはボックス８ｂへスプレーするための装置であり、上述したように、ピン８ａへ潤滑剤９を塗布するための第１の潤滑剤噴霧装置５ａと、ボックス８ｂへ潤滑剤９を塗布するための第２の潤滑剤噴霧装置５ｂとを有する。
【００４０】
第１の潤滑剤噴霧装置５ａは、第１の定量ポンプ４ａから定量供給される潤滑剤９を送るための潤滑剤供給路１５ａ、１６ａと、潤滑剤から独立して噴霧用のエアーを送るためのエアー供給路１７ａ、１８ａと、ピン８ａに向けられたノズル１９ａ、２０ａを先端に有する２つのスプレーガン１９、２０とから構成される。潤滑剤供給路１５ａ、１６ａとエアー供給路１７ａ、１８ａはスプレーガン１９、２０の先端ノズル１９ａ、２０ａ近傍に位置しているとの合流部（図示しない）で合流し、それによって潤滑剤９は霧化され、霧化された潤滑剤９は先端のノズル１９ａ、２０ａから鋼管Ｐのピン８ａへ向けてスプレーされる
同様に、第２の潤滑剤噴霧装置５ｂは、第２の定量ポンプ４ｂから定量供給される潤滑剤９を送るための潤滑剤供給路２１ａと、潤滑剤供給路２１ａから独立して噴霧用のエアーを送るためのエアー供給路２２ａと、噴霧用のエアーにより霧化された潤滑剤９を先端のノズル２３ａから鋼管Ｐのボックス８ｂへ向けてスプレーするスプレーガン２３とを有する。潤滑剤供給路２１ａとエアー供給路２２ａと先端ノズル２３ａの近傍に位置する合流部（図示しない）で合流して潤滑剤が霧化され、霧化された潤滑剤がノズルからスプレーされる。
【００４１】
図示例では、潤滑剤噴霧装置は１つまたは２つのスプレーガンを有しているが、本噴霧装置に３つ以上のスプレーガンを設置することも可能である。また、図示例では、ピンに潤滑剤を噴霧するスプレーガン１９、２０は、軸方向にのみ異なる位置に設置されているが、周方向または軸方向と周方向の両方に異なる位置に設置することも可能である。
【００４２】
第１の潤滑剤噴霧装置５ａおよび第２の潤滑剤噴霧装置５ｂは、いずれも、噴霧可能な粘度に調整された潤滑剤９を、空気圧で霧化して均一に霧状としてから、エアー圧により開閉可能なノズル１９ａ、２０ａまたは２３ａを用いて、鋼管Ｐのピン８ａまたはボックス８ｂへ向けて噴霧する。これにより、後述する潤滑剤噴霧装置５からスプレーされる潤滑剤９の量を一定に保持することができる。
【００４３】
［スプレーガン支持装置６］
スプレーガン支持装置６は、スプレーガン１９、２０、２３を、鋼管Ｐの軸方向および／または半径方向へ移動自在に支持する機能を有する装置である。図１に示す例では、本装置はさらに、スプレーガン２３をボックス８ｂに対して傾斜自在に支持する機能をも有する。なお、図１には示していないが、スプレーガン支持装置６は、さらに、スプレーガン１９、２０をもピン８ａに対しても傾斜自在に支持する機能を有していてもよい。
【００４４】
スプレーガン支持装置６は、スプレーガン１９、２０を支持する第１のスプレーガン支持装置２４と、スプレーガン２３を支持する第２のスプレーガン支持装置２５とを有する。
【００４５】
第１のスプレーガン支持装置２４は、鋼管Ｐの上方に配置されており、スプレーガン１９、２０の支持部２４ｆを鋼管Ｐの軸方向へ移動させる軸方向移動用ボールスクリュー２４ａと、軸方向移動用ボールスクリュー２４ａを駆動する軸方向移動用サーボモーター２４ｂと、軸方向移動用ボールスクリュー２４ａを搭載するベース板２４ｃと、ベース板２４ｃを鋼管Ｐの半径方向へ移動自在に支持する半径方向移動用ボールスクリュー２４ｄと、半径方向移動用ボールスクリュー２４ｄを駆動する半径方向移動用サーボモーター２４ｅとを有する。そして、半径方向移動用ボールスクリュー２４ｄは、本体前後進移動用エアーシリンダー２６によって前後進移動自在に構成された、直方体状の本体２７の前面に固定支持される。
【００４６】
このようにして、スプレーガン１９、２０は、鋼管Ｐの軸方向および半径方向に移動可能に配置され、その移動量および移動速度は、サーボモーター２４ｂおよび２４ｅにより、所望の値に正確に制御される。また、鋼管Ｐのピン８ａの半径方向へのノズル１９ａ、２０ａの位置、すなわちスプレーガン１９、２０の高さは、鋼管Ｐのピン８ａの表面における潤滑剤９の噴射長径が所定の値Ｌとなるように、サーボモーター２４ｅで設定する。
【００４７】
一方、第２のスプレーガン支持装置２５は、鋼管Ｐの端部側方に配置されており、スプレーガン２３の支持部２５ｆを鋼管Ｐの軸方向へ支持させる軸方向移動用ボールスクリュー２５ａと、軸方向移動用ボールスクリュー２５ａを駆動する軸方向移動用サーボモーター２５ｂと、軸方向移動用ボールスクリュー２５ａを搭載するベース板２５ｃと、ベース板２５ｃを鋼管Ｐの半径方向へ移動自在に支持する半径方向移動用ボールスクリュー２５ｄと、半径方向移動用ボールスクリュー２５ｄを駆動する半径方向移動用サーボモーター２５ｅとを有する。支持部２５ｆには、スプレーガン２３のボックス８ｂの表面に対する傾斜角度を調整するための貫通ねじ２５ｇが設けられている。そして、半径方向移動用ボールスクリュー２５ｄは、本体前後進移動用エアーシリンダー２６によって前後進移動自在に構成された、直方体状の本体２７の前面に固定支持される。
【００４８】
このようにして、スプレーガン２３は、鋼管Ｐの軸方向および半径方向に移動可能に配置され、その移動量及び移動速度は、サーボモーター２５ｂおよび２５ｅにより、所望の値に正確に制御される。また、鋼管Ｐのボックス８ｂの半径方向へのノズル２３ａの位置、すなわちスプレーガン２３の高さは、鋼管Ｐのボックス８ｂの表面における潤滑剤９の噴射長径が所定の値Ｌとなるような位置となるように、サーボモーター２５ｅで設定する。
【００４９】
ノズル１９ａ、２０ａとピン８ａとの距離、ノズル２３ａとボックス８ｂとの距離が近過ぎると、ノズル１９ａ、２０ａ、２３ａと鋼管Ｐとが接触する可能性があり、また、遠すぎると噴霧された潤滑剤９が飛散して所望の膜厚を得られなくなる可能性がある。このため、設備干渉が生じない範囲で可能な限り近づけた方が良い。このような観点から、ノズル１９ａ、２０ａとピン８ａとの距離、およびノズル２３ａとボックス８ｂとの距離は、それぞれ３０ｍｍ以上、８０ｍｍ以下とすることが望ましい。また、ノズルからの噴射流の噴霧角は５〜１５°程度とすることが好ましい。
【００５０】
図２は、鋼管Ｐのピン８ａの断面形状を示す説明図である。
図２に示すように、ピン８ａに形成されている雄ねじは、鋼管Ｐの外面（雄ねじのねじ底面を形成）８ｃに平行なねじ山面８ｄと、鋼管外面８ｃに垂直な面に対して１０°傾斜している側面（挿入面）８ｅと、鋼管外面８ｃに垂直な面に対して−３°傾斜している側面（荷重面）８ｆとを有する。これらの挿入面８ｅおよび荷重面８ｆの傾斜角度は例示であり、変動しうる。荷重面の傾斜角度は０°またはプラスの値をとることもある。以下では、傾斜角度が正である側面８ｅをＰ側面、傾斜角度が負である側面８ｆをＮ側面と称する。
【００５１】
図３(ａ)はスプレーガン１９、２０をねじ山面８ｄに対して直角に向けて潤滑剤９を噴霧する状況を模式的に示す説明図であり、図３(ｂ)はスプレーガン１９、２０をねじ面に対して傾斜させて潤滑剤９を噴霧する状況を模式的に示す説明図である。なお、図３(ａ)および図３(ｂ)における左方向きの矢印は、スプレーガン１９、２０の軸方向移動方向を示す。ねじ山形状は、図２に示すものと同様である。
【００５２】
ピン８ａに形成されている雄ねじの形状が、図２と同様に、傾斜角度が正のＰ側面８ｅと傾斜角度が負のＮ側面８ｆとを有する場合、図３(ａ)に示すように、スプレーガン１９、２０をねじ山面８ｄに対して直角に向けて潤滑剤９を噴霧すると、ねじ底面８ｃおよびねじ山面８ｄには潤滑剤９を厚く塗ることができるものの、Ｐ側面８ｅおよびＮ側面８ｆでは潤滑剤９の十分な膜厚を確保できなくなり、ピン８ａに均一に潤滑剤９を塗布することができないことがある。
【００５３】
そこで、図３(ｂ)に示すように、スプレーガン１９を鋼管Ｐの端部側（図３(ｂ)における右方向）に２０〜４０°程度傾斜させるとともに、スプレーガン２０を鋼管Ｐの反端部側（図３(ｂ)における左方向）に２０〜４０°程度傾斜させた状態で潤滑剤９を同じ雄ねじ山に噴霧することにより、ねじ底面８ｃ、ねじ山面８ｄ、Ｐ側面８ｅおよびＮ側面８ｆのいずれにも、潤滑剤９を均一に塗布することができる。
【００５４】
この点についてさらに詳しく説明する。図４に示すように、ねじ部への潤滑剤の噴射方向角度α（噴霧ノズルが管軸と垂直な平面となす角度）とねじ山形状（ねじ山の高さと両側面の傾斜角度）によって、ねじ底面と側面には、噴射された潤滑剤が当たる面と、ねじ山形状の干渉によって影になり、潤滑剤が当たらない面とが発生する。図示例では、ねじ底面とＰ側面が影になっている。また、各面が噴射方向となす角度がかわると、その面への投影面積が変わり、塗布される膜厚が変化する。
【００５５】
この点についてさらに検討した結果、図２に示したねじ山形状の場合、Ｎ側面とＰ側面とも約０°を境に側面が影になって塗布ができなくなる。スプレーガン１９のノズルは２０〜４０°、スプレーガン２０のノズルは−２０°〜−４０°に傾斜させると、それぞれの側面に有効に塗布でき、ねじ山のすべての面にほぼ一様に塗布できることが判明した。
【００５６】
上記のようにノズルの噴霧方向が互いに異なる２つのスプレーガン（それぞれねじのＮ側面用とＰ側面用）を使用して、傾斜角度が負の側面を有するピンの雄ねじに均一塗布のためににねじ山の両側から塗布する場合、２つのノズルからの噴射流が互いに干渉することは望ましくない。図５に示すように、軸方向に関しては同じ位置に（同じねじ山を噴霧するように、またはそれらのノズルが同じねじ山を向くように）２つのスプレーガンが設置される場合は、それらを鋼管周方向に異なる位置に設置して、同じねじ山に噴霧される２つの噴射流の干渉を回避することが好ましい。同じ雄ねじ山の２つの側面に噴霧するように向けられた図３(ｂ)に示した２つのスプレーガン１９、２０は、図からはわからないが、周方向に互いに異なる位置に配置されている。
【００５７】
このように、スプレーガン支持装置６を用いて、噴霧可能な粘度に調整された潤滑剤９を、空気圧で霧化して均一に霧状にし、エアー圧により開閉可能なノズル１９ａ、２０ａまたは２３ａを用いて、鋼管Ｐのピン８ａまたはボックス８ｂへ向けて噴霧する。
【００５８】
第１のスプレーガン支持装置２４や第２のスプレーガン支持装置２５に替えて、スプレーガン１９、２０、２３を、例えば汎用型の多関節型ロボットにより支持させてもよいことはいうまでもない。それにより、各スプレーガンの傾斜が可能となる。
【００５９】
［制御装置７］
制御装置７は、必ずしも設ける必要はないが、潤滑剤９の噴霧状態を安定させるためには設けることが望ましい。
【００６０】
制御装置７は、スプレーガン１９、２０または２３から円錐状に噴射された潤滑剤９の、ピン８ａまたはボックス８ｂ（鋼管表面）における噴射パターンの長径をＬ（ｍｍ）、ターニングローラー２ａ、２ｂによる鋼管Ｐの回転速度をｎ（ｒｐｍ）、鋼管Ｐの軸方向におけるノズルの個数をｍ（個）、スプレーガン支持装置６による軸方向へのスプレーガン１９、２０または２３の軸方向移動速度をＶ（ｍｍ／ｍｉｎ）とした場合に、下記（１）式で示される関係が充足されるように、鋼管支持装置２による鋼管Ｐの回転速度、およびスプレーガン支持装置６によるスプレーガン１９、２０または２３の軸方向移動速度を制御する機能を有するものである。
【００６１】
Ｖ≦ｍ×ｎ×Ｌ  ・・・  (１)
なお、鋼管Ｐの軸方向位置が同じで、周方向にのみ異なる複数のノズルが存在する場合は、それらノズルを１セットと考え、ｍの値は１とする。
【００６２】
制御装置７がこのような機能を有することが望ましい理由を説明する。
本発明に係る潤滑剤塗布装置１は、ターニングローラー２ａ、２ｂにより矢印方向に回転する鋼管Ｐのピン８ａに対して鋼管Ｐの軸方向へ移動するスプレーガン１９、２０のノズル１９ａ、２０ａから、または、ボックス８ｂに対してスプレーガン２３のノズル２３ａから、噴霧可能な粘度に調整された潤滑剤９を円錐状に噴霧することによって、鋼管Ｐのピン８またはボックス８ｂに螺旋状に潤滑剤９を塗布するものである。このため、軸方向へのスプレーガン１９、２０または２３の移動速度Ｖが上述した値（ｍ×ｎ×Ｌ）を上回ってしまうと、螺旋状の塗膜の間に鋼管Ｐの軸方向への非塗装部分が断続的に形成される。逆に、軸方向へのスプレーガン１９、２０または２３の移動速度Ｖが遅過ぎると、生産性が低下するとともに潤滑剤９の塗膜厚が大きくなり過ぎ、ピン８ａまたはボックス８ｂに塗布された潤滑剤９が流れるおそれがある。
【００６３】
ここで、スプレーガン１９、２０または２３の、鋼管Ｐの軸方向への移動速度Ｖ（ｃｍ／ｓｅｃ）と、潤滑剤９の塗布膜厚Ｗ（ｃｍ）と、ノズル１９ａ、２０ａまたは２３ａの全潤滑剤供給量ｑ（ｍｌ／ｓｅｃ）と、鋼管Ｐの外径Ｄ（ｃｍ）と、付着効率ηとの間には、（２）式：ｑ＝Ｗ×πＤ×Ｖ÷ηの関係があり、この（２）式の関係が成り立つ範囲で、例えば、全潤滑剤供給量ｑを０.１〜０.６（ｍｌ／ｓｅｃ）、移動速度Ｖを４〜１２（ｍｍ／ｓｅｃ）と設定することが例示される。
【００６４】
また、図１に例示するように、サイクルタイムを短縮して生産性を高めるためには、鋼管Ｐのピン８ａに潤滑剤９を噴射するためのスプレーガン１９、２０を、鋼管Ｐの軸方向へ複数（図示例では２個）配置することが望ましい。これにより、スプレーガン１９、２０の移動速度Ｖを高めることが容易になる。
【００６５】
これに対し、鋼管Ｐのボックス８ｂに対して潤滑剤９を噴霧する範囲は、通常の場合には、一つのスプレーガン２３を鋼管Ｐの軸方向へ移動させて噴霧することでカバーできる程度に短いことが多い。このため、一つのスプレーガン２３の噴射パターンでも十分に塗布可能である場合には、スプレーガン２３を一つだけ配置すればよい。もちろん、一つのスプレーガン２３の噴射パターンでは塗布し切れない場合や塗布の生産性を高めたい場合には、鋼管Ｐのボックス８ｂに潤滑剤９を噴射するためのスプレーガンを、鋼管Ｐの軸方向へ複数並設させて配置してもよいことはいうまでもない。その場合、軸方向に異なる位置に配置された複数のスプレーガンは、後で実施例において述べるように、鋼管表面で複数の噴射流が互いにいくらかオーバーラップして、噴出流間に未被覆部分が出現しないようにすることが好ましい。
【００６６】
なお、鋼管Ｐのねじ切り上げ部や内面の奥側の塗布の終点部では、無駄に塗布することを防止するためには、螺旋状に塗布せずに円周状に塗布することが望ましいため、スプレーガン１９、２０、２３の、鋼管Ｐの軸方向への移動を停止し、さらに０.８〜２.３（ｓｅｃ）程度（鋼管Ｐの一回転に要する時間）噴射してから噴射を終了することが望ましい。
【００６７】
鋼管Ｐのピン８ａまたはボックス８ｂにおける潤滑剤９のウェット膜厚は、はみ出しがなく、良好な潤滑を得られるためには、６μｍ以上、８μｍ以下であることが望ましい。
本発明に係る潤滑剤塗布装置１は、任意の膜厚の潤滑剤９の被膜を形成することも可能であり、上述した（２）式の関係が満足されるようにすればよい。
【００６８】
制御装置７を用いることにより、潤滑剤噴霧装置５からスプレーされる潤滑剤９の噴霧量の定量性を高めることができる。制御装置７を使用して、塗布装置本体の移動、ノズルの軸方向移動および半径方向移動、鋼管の回転、ポンプの回転または他の動作、噴射のオン・オフなどのすべての動きを制御することができる。
【００６９】
本発明に係る潤滑剤塗布装置１は以上のように構成される。次に、この潤滑剤塗布装置１を用いて、鋼管Ｐの管端部のピン８ａへ潤滑剤９を塗布する方法の一例を説明する。
はじめに、ターニングローラー２ａ、２ｂの上に、管端部に刻設されたねじ部であるピン８ａを有する鋼管Ｐを搭載してセットし、ターニングローラー２ａ、２ｂを図１における矢印方向へ駆動回転させることにより、鋼管Ｐを図１における矢印方向へ回転させる。
【００７０】
また、潤滑剤循環系３のタンク１０に、高粘性液状の潤滑剤（前述した海水中２８日後のＢＯＤが２０％以上のグリーンドープ）を揮発性溶解基材で希釈して噴霧可能な粘度に調整された潤滑剤９（例、大同化学工業株式会社製CWSD EVS）を貯留させる。攪拌機構１０ａによりタンク１０内の潤滑剤９を攪拌する。
【００７１】
三方弁１３のコックを循環側にセットしてからポンプ１２を起動することにより、潤滑剤９を潤滑剤循環系３で循環させる。
この後、電磁弁１４を切り替えることにより、ピン８ａに潤滑剤９を塗布することを選択するとともに、ピン８ａへ潤滑剤９を塗布するための第１の潤滑剤噴霧装置５ａへ定量供給するための第１の定量ポンプ４ａを起動する。これにより、第１の定量ポンプ４ａへ潤滑剤９が供給される。
【００７２】
第１の定量ポンプ４ａは、潤滑剤供給路１５ａ、１６ａを介してスプレーガン１９、２０へ潤滑剤９を定量供給するとともに、図示しない噴霧用のエアー供給系よりスプレーガン１９、２０へ噴霧用のエアーがエアー供給路１７ａ、１８ａを介して供給される。スプレーガン１９、２０へ供給された潤滑剤９および噴霧用のエアーは、スプレーガン１９、２０の先端のノズル１９ａ、２０ａの近傍で混合され、噴霧用のエアーとの混合により霧化された潤滑剤９は、ノズル１９ａ、２０ａを介して、鋼管Ｐのピン８ａへ向けて噴霧される。
【００７３】
また、この噴霧の開始と同時に、第１のスプレーガン支持装置２４を起動して、ピン８ａに対して所定の傾斜角度に配置されたスプレーガン１９、２０を、鋼管Ｐの軸方向へ所定の移動速度Ｖ≦ｍ×ｎ×Ｌで移動させるとともに、鋼管Ｐの半径方向へ所定の移動速度で移動させる。
【００７４】
鋼管支持装置２による鋼管Ｐの回転速度、および第１のスプレーガン支持装置２４によるスプレーガン１９、２０の軸方向移動速度は制御装置７により制御することが好ましい。
【００７５】
これにより、潤滑剤９を、中心軸回りに回転しながら支持される鋼管Ｐのピン８ａへ向けて噴霧することができる。
以上説明したように、本発明に係る鋼管Ｐのねじ部８ａ、８ｂへの潤滑剤塗布装置１および塗布方法によれば、鋼管Ｐのピン８ａにおける潤滑剤９の膜厚を、はみ出しがないだけではなく良好な潤滑を得られる膜厚に制御することができるようになる。
【００７６】
具体的には、本発明に係る鋼管Ｐのねじ部８ａ、８ｂへの潤滑剤塗布装置１および塗布方法によれば、
（ｉ）高粘性液状の潤滑剤を揮発性溶解基材による希釈または加熱によって噴霧可能な粘度に事前に調整すること、
（ii）噴霧可能な粘度に事前に調整された潤滑剤９を潤滑剤循環系３で循環させておくこと、
（iii）タンク１０に収容された潤滑剤９を攪拌機構１０ａにより攪拌しておくこと、
（iv）サーボモーター４ｃにより吐出量を制御される第１の定量ポンプ４ａを用いて、スプレーガン１９、２０へ潤滑剤９を供給すること、
（ｖ）サーボモーター２４ｂ、２４ｄを駆動源とする第１のスプレーガン支持装置２４を用いて、スプレーガン１９、２０の移動速度を高精度で制御すること、
（vi）スプレーガン１９、２０の噴射角度を最適に設定すること、および
（vii）制御装置７を用いて、スプレーガン支持装置６による軸方向へのスプレーガン１９、２０の移動速度Ｖ（ｍｍ／ｍｉｎ）が（１）式：Ｖ≦ｍ×ｎ×Ｌの関係を充足するように、鋼管支持装置２による鋼管Ｐの回転速度、およびスプレーガン支持装置６によるスプレーガン１９、２０の移動速度を、１５ｍｍ／ｍｉｎ以上２５ｍｍ以下／ｍｉｎの範囲に高精度に制御すること
によって、鋼管Ｐのピン８ａのねじ山の各面における潤滑剤９の膜厚を、はみ出しがないだけではなく、良好な潤滑を得られる６μｍ以上、８μｍ以下に制御することができるようになる。
【００７７】
なお、以上の説明では、鋼管Ｐの管端部のピン８ａへ潤滑剤９を塗布する状況を例にとって説明したが、鋼管Ｐのボックス８ｂへ潤滑剤９を塗布する場合も、電磁弁１４を切り替えることによりボックス８ｂに潤滑剤９を塗布することを選択するだけの相違であり、それ以外の状況は全く同じであるので、鋼管Ｐのボックス８ｂへ潤滑剤９を塗布する場合の説明は省略する。
【００７８】
また、本発明に係る潤滑剤塗布装置は、鋼管の管端の内面と外面に対して同時に潤滑剤を塗布するように設計することもできる。したがって、例えば、鋼管の管端の外面側のピンと内面側のリセス部とに同時に潤滑剤を塗布することができる。
【００７９】
このようにして、本発明に係る潤滑剤塗布装置１によれば、鋼管Ｐのピン８ａ又はボックス８ｂ、特に典型的には長い鋼管Ｐの端部に形成され、塗布作業がより困難なピン８ａの表面に対して、高粘性液状の潤滑剤であるグリーンドープを、所定の付着量で薄く均一に塗布すること、具体的には、従来に比べて（１／１０）程度の薄い厚みでかつ均一に塗布することが初めて可能になる。
【００８０】
また、本発明に係る鋼管Ｐのねじ部８ａ、８ｂへの潤滑剤塗布装置１では、第１の定量ポンプ４ａによる潤滑剤９の供給量または第２の定量ポンプ４ｂによる潤滑剤９の供給量と、ポンプ１２による潤滑剤９の循環量と、ノズル１９ａ、２０ａとピン８ａとの距離、またはノズル２３ａとボックス８ｂとの距離と、スプレーガン１９、２０、２３に噴射時の角度とをいずれも予め定めた値で一定とすれば、制御装置７によって鋼管支持装置２による鋼管Ｐの回転速度と、第１のスプレーガン支持装置２４によるスプレーガン１９、２０の移動速度または第２のスプレーガン支持装置２５によるスプレーガン２３の移動速度とだけを制御することにより、鋼管Ｐの外径に関わらず、鋼管Ｐのピン８ａまたはボックス８ｂに所望の膜厚で潤滑剤９を塗布することができるようになる。
【実施例１】
【００８１】
図１に示す本発明に係る潤滑剤塗布装置１を用いて、外径ＯＤが２.３７５インチ（６０.３ｍｍ）の鋼管１本と、２.８７５インチ（７３.０ｍｍ）の鋼管３本と、３.５インチ（８８.９ｍｍ）の鋼管３本と、４インチ（１０１.６ｍｍ）の鋼管３本と、４.５インチ（１１４.３ｍｍ）の鋼管３本と、５インチ（１２７.０ｍｍ）の鋼管１本と、５.５インチ（１３９.７ｍｍ）の鋼管１本と、６.６２５インチ（１６８.３ｍｍ）の鋼管１本と、７インチ（１７７.８ｍｍ）の鋼管１本の合計１７本の鋼管Ｐの管端に形成されたピン８ａに対して、希釈により粘度調整された高粘性液状型潤滑剤９（大同化学工業株式会社製CWSD EVS）を塗布した。各鋼管のピンのねじ山形状は、図２に示すものであった。【００８２】
ピンへの潤滑剤の塗布に使用したスプレーガン１９、２０のノズルは、図１に示す通り、どちらも鋼管表面（ねじ山面）に対して直角に向けられていた。即ち、図３(ｂ)に示すようなスプレーガンのノズルの噴射角度が互いに異なるのではなく、図３(ａ)に示すような同一の噴射角度を有していた。この場合、管軸方向に離間させて２つのスプレーガンを使用するのは、塗布効率を高めるためである。この場合、鋼管Ｐの軸方向へのスプレーガン１９、２０の設置間隔は、螺旋状の塗膜の間に鋼管Ｐの軸方向への非塗装部分が断続的に形成されることを防ぐため、スプレーガン１９、２０から円錐状に噴射された潤滑剤９の、ピン８ａにおける噴射長径Ｌが２０ｍｍであることから、噴射長径Ｌの１５％（両側で３０％）をオーバーラップさせるために、１７ｍｍとした。【００８３】
鋼管Ｐが１回転に要する時間Ｔ’（ｓｅｃ）は、ターニングローラー２ａ、２ｂの直径をＨ（ｍｍ）とし、ターニングローラー２ａ、２ｂの回転数をＲ（ｒｐｍ）とすると、ＯＤ／（Ｈ×Ｒ／６０）となるので、塗布時間Ｔ（ｓｅｃ）は、塗布長さをＬ（ｍｍ）とし、スプレーガン１９、２０の移動速度をＰ（ｍｍ／ｒｅｖ）とすると、噴き始めと噴き終りにムラにならないように１回転ずつ停止するので、Ｔ＝Ｔ’×（Ｌ／Ｐ＋２）となる。【００８４】
この塗布では、第１の定量ポンプ４ａの吐出量Ｖ：８.６５ｇ／ｍｉｎ、第１の定量ポンプ４ａの回転数：２５.４４ｒｐｍと、鋼管Ｐの外径に関わらず一定とした。このため、塗布量は、Ｔ／６０×Ｖとして求められる。【００８５】
塗布公差（Ｍｉｎ、Ｍａｘおよび中央値，単位：ｇ）は総塗布量の公差であり、実測により求めた。
結果を表１にまとめて示す。なお、表１における符号ＷＴはパイプの肉厚を示し、符号Ｔ／Ｒはターニングローラーを示し、定量ポンプとは第１の定量ポンプ４ａ（回転数可変の回転式プランジャーポンプ）を示す。ポンプ定数はポンプ１回転あたりの吐出量を意味し、ポンプ定数およびポンプ回転数も第１の定量ポンプ４ａの値である。【００８６】
【表１】
0005513489.tif 000002
【００８７】
表１に示すように、本発明に係る潤滑剤塗布装置１は、第１の定量ポンプ４ａによる潤滑剤９の供給量と、ポンプ１２による潤滑剤９の循環量と、ノズル１９ａ、２０ａとピン８ａとの距離と、スプレーガン１９、２０に噴射時の角度とをいずれも予め定めた値で一定とすれば、制御装置７によって鋼管支持装置２による鋼管Ｐの回転速度と、第１のスプレーガン支持装置２４によるスプレーガン１９、２０の移動速度とを制御するだけで、鋼管Ｐの外径に関わらず、鋼管Ｐのピン８ａに公差を満足する所望の膜厚で潤滑剤９を塗布することができることがわかる。【００８８】
なお、塗布厚さの微調整も、第１の定量ポンプ４ａの回転数を変更して潤滑剤９の供給量を変更することにより簡便に行うことができる。
このようにして、本発明によれば、管ねじ継手のピンまたはボックス、特に典型的には長い鋼管の端部に形成され、塗布作業がより困難なピンの表面に対して、高粘性液状の潤滑剤を、所定の付着量で薄く均一に塗布すること、具体的には、従来に比べて１／１０程度といった薄い厚みでかつ均一に高粘性液状の潤滑剤を塗布することができるようになる。
【図１】
0005513489.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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