(57)【要約】【課題】  鋼管ネジ継手の耐腐食性及びシール性の双方を改善する。【解決手段】  鋼管１０，２０の先端に形成した管状ピン１２，２２と該ピンに嵌合するカップリング３０とからなる鋼管ネジ継手において、管状ピン１２，２２はネジ溝を有した雄ネジ部１３，２３と、カップリング３０と共働して鋼管内を流れる流体の漏れをシールするピンシール部１４，２４とを備え、カップリング３０は連結しようとする２本の鋼管の各雄ネジ部１３，２３が嵌合可能な２つの雌ネジ部３３と、ピンシール部１４，２４と共働して流体の漏れをシールするカップリングシール部３５とを備え、ピンシール部１４，２４及びカップリングシール部３５を、それらを構成する母材より腐食性に優れた金属の０．１ｍｍを越える厚さの層１７，２７，３７で被覆した。【選択図】  図１
2006112594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管の先端に形成した管状ピンと該ピンに嵌合するカップリングとからなる鋼管ネジ継手において、
前記管状ピンはネジ溝を有した雄ネジ部と、前記カップリングと共働して前記鋼管内を流れる流体の漏れをシールするピンシール部とを備え、
前記カップリングは連結しようとする２本の鋼管の各雄ネジ部が嵌合可能な２つの雌ネジ部と、前記ピンシール部と共働して前記流体の漏れをシールするカップリングシール部とを備え、
前記ピンシール部及び前記カップリングシール部を、それらを構成する母材より腐食性に優れた金属の０．１ｍｍを越える厚さの層で被覆したことを特徴とする金属被覆鋼管ネジ継手。
【請求項２】
前記ピンシール部を前記雄ネジ部の先端から突出した筒体として形成し、
前記カップリングシール部を前記２つの雌ネジ部間において前記筒体の先端面及び外周面を受け止める面を備えたインターナルショルダとして形成したことを特徴とする請求項１に記載の金属被覆鋼管ネジ継手。
【請求項３】
前記流体の漏れをシールするシールリングを、連結される左右の管状ピンの前記筒体間に配置したことを特徴とする請求項２に記載の金属被覆鋼管ネジ継手。
【請求項４】
前記流体の漏れをシールするシールリングを、前記筒体の先端面と前記インターナルショルダとの間に配置したことを特徴とする請求項２に記載の金属被覆鋼管ネジ継手。
【請求項５】
前記雄ネジ部の中間部と前記雌ネジ部の中間部に、前記管状ピンと前記カップリングとを突き合わせる中間ショルダを設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の金属被覆鋼管ネジ継手。
【請求項６】
勘合している前記ネジ部のネジフランク面を互いに接触させた事を特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の金属被覆鋼管ネジ継手。
【請求項７】
鋼管の先端に形成した管状ピンと鋼管の先端に形成した前記ピンに嵌合する管状ボックスとからなる鋼管ネジ継手において、
前記管状ピンはネジ溝を有した雄ネジ部と、前記ボックスと共働して前記鋼管内を流れる流体の漏れをシールするピンシール部とを備え、
前記ボックスは前記雄ネジ部が嵌合可能な雌ネジ部と、前記ピンシール部と共働して前記流体の漏れをシールするボックスシール部とを備え、
前記ピンシール部及び前記ボックスシール部を、それらを構成する母材より耐腐食性に優れた金属の０．１ｍｍを越える厚さの層で被覆したことを特徴とする金属被覆鋼管ネジ継手。
【請求項８】
前記ピンシール部を前記雄ネジ部の先端から突出した筒体として形成し、
前記ボックスシール部を前記筒体の先端面及び外周面を受け止める面を備えたインターナルショルダとして形成したことを特徴とする請求項７に記載の金属被覆鋼管ネジ継手。
【請求項９】
前記流体の漏れをシールするシールリングを、前記筒体の先端面と前記インターナルショルダとの間に配置したことを特徴とする請求項８に記載の金属被覆鋼管ネジ継手。
【請求項１０】
前記雄ネジ部の中間部と前記雌ネジ部の中間部に、前記管状ピンと前記管状ボックスとを突き合わせる中間ショルダを設けたことを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の金属被覆鋼管ネジ継手。
【請求項１１】
勘合している前記ネジ部のネジフランク面を互いに接触させた事を特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の金属被覆鋼管ネジ継手。
【請求項１２】
前記金属被覆が溶接によりなされたものであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の金属被覆鋼管ネジ継手。
【請求項１３】
前記ネジ継手に熱処理を施した請求項１乃至１２のいずれかに記載の金属被覆鋼管ネジ継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐腐食性及びシール性を有する金属被覆鋼管ネジ継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
油井管等に使用されるクラッド鋼管のネジ継手には、耐腐食性及びシール性が要求される。このため、母材が腐食環境に直接晒される管端部分（カップリングを使用する場合にはカップリング内面も含める）に、Ｎｉメッキ層を１〜１００ミクロン厚被覆する技術がある（例えば、特許文献１参照）。また、ピンとカップリングを用いたネジ継手において、ピンの先端部とカップリングの中央部を耐食性金属材料に置き換える技術がある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開昭５７−９２１８２号公報（請求項１、図１）
【特許文献２】ＷＯ９９／４３９７４号公報（第７頁第１６行〜第８頁第４行、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、１〜１００ミクロンの厚みの被覆では、管内部を流れる流体が被覆面の内側に侵入したり、締め付け締め戻し時の圧力により被覆されたＮｉメッキ層が減少して、耐腐食性が維持出来ない場合がある。さらに、管端部分とそれに一体に用いられるカップリング等との接触シール部において、管端部分とカップリングとの双方のシール面を被覆することは考慮されていないため、その部分での腐食が進んでシール性が保てなくなる場合がある。
また、ピンの先端部とカップリングの中央部を他の金属材料で置き換えるには、強度及び耐腐食性の双方を兼ね備えた材料を多く使うこととなって、材料コストがかなり高くなることに加え、高強度のシール部が得られにくくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は上記課題を解決するため、以下のような金属被覆鋼管ネジ継手を採用する。
（１）鋼管の先端に形成した管状ピンと該ピンに嵌合するカップリングとからなる鋼管ネジ継手において、前記管状ピンはネジ溝を有した雄ネジ部と、前記カップリングと共働して前記鋼管内を流れる流体の漏れをシールするピンシール部とを備え、前記カップリングは連結しようとする２本の鋼管の各雄ネジ部が嵌合可能な２つの雌ネジ部と、前記ピンシール部と共働して前記流体の漏れをシールするカップリングシール部とを備え、前記ピンシール部及び前記カップリングシール部を、それらを構成する母材より腐食性に優れた金属の０．１ｍｍを越える厚さの層で被覆したことを特徴とする。
（２）前記ピンシール部を前記雄ネジ部の先端から突出した筒体として形成し、前記カップリングシール部を前記２つの雌ネジ部間において前記筒体の先端面及び外周面を受け止める面を備えたインターナルショルダとして形成したことを特徴とする。
（３）前記流体の漏れをシールするシールリングを、連結される左右の管状ピンの前記筒体間に配置したことを特徴とする。
（４）前記流体の漏れをシールするシールリングを、前記筒体の先端面と前記インターナルショルダとの間に配置したことを特徴とする。
（５）前記雄ネジ部の中間部と前記雌ネジ部の中間部に、前記管状ピンと前記カップリングとを突き合わせる中間ショルダを設けたことを特徴とする。
（６）95％管体YSにまで及ぶ圧縮応力が負荷される場合に、ネジフランク面も接触させる事により、インターナルショルダだけでなく、ネジフランク面でも圧縮応力を負担する事を特徴とする。
【０００５】
（７）鋼管の先端に形成した管状ピンと鋼管の先端に形成した前記ピンに嵌合する管状ボックスとからなる鋼管ネジ継手において、前記管状ピンはネジ溝を有した雄ネジ部と、前記ボックスと共働して前記鋼管内を流れる流体の漏れをシールするピンシール部とを備え、前記ボックスは前記雄ネジ部が嵌合可能な雌ネジ部と、前記ピンシール部と共働して前記流体の漏れをシールするボックスシール部とを備え、前記ピンシール部及び前記ボックスシール部を、それらを構成する母材より耐腐食性に優れた金属の０．１ｍｍを越える厚さの層で被覆したことを特徴とする。
（８）前記ピンシール部を前記雄ネジ部の先端から突出した筒体として形成し、前記ボックスシール部を前記筒体の先端面及び外周面を受け止める面を備えたインターナルショルダとして形成したことを特徴とする。
（９）前記流体の漏れをシールするシールリングを、前記筒体の先端面と前記インターナルショルダとの間に配置したことを特徴とする。
（１０）前記雄ネジ部の中間部と前記雌ネジ部の中間部に、前記管状ピンと前記管状ボックスとを突き合わせる中間ショルダを設けたことを特徴とする。
（１１）95％管体YSにまで及ぶ圧縮応力が負荷される場合に、ネジフランク面も接触させる事により、インターナルショルダだけでなく、ネジフランク面でも圧縮応力を負担する事を特徴とする。
【０００６】
（１２）さらに、上記の各金属被覆が溶接によりなされたものであることを特徴とする。
（１３）さらに、熱処理により内部応力を開放し鋼管の機械的特性を維持できることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の金属被覆鋼管ネジ継手は、継手内面及びシール部をそれらの母材より耐腐食性に優れた耐腐食性金属の０．１ｍｍを越える厚さの層で被覆する構成としたので、母材の強度を生かした低コストの耐腐食性対策が可能となる。また、耐腐食性金属の層を０．１ｍｍを越える厚さで被覆しているため、継手内面及びシール部の耐腐食性及びシール性もより長期間にわたって保持可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は本発明のネジ継手の一例を示す組付構成図である。連結しようとする鋼管１０，２０は通過流体に曝されるその内面に耐腐食性に優れた耐腐食性金属１１，２１が被覆れたクラッド鋼管であり、それらの先端部は連結用の管状ピン１２，２２に形成されている。管状ピン１２，２２はネジ溝が形成された雄ネジ部１３，２３と、その先端で平滑な外周面の筒体であるピンシール部１４，２４から構成されている。ネジ溝はネジフランク面７０で接触し、ネジを形成する。ピンシール部１４，２４は、管状ピン１２，２２と締結されるカップリング３０のカップリングシール部と共働して鋼管内を流れる流体の漏れをシールする部分である。そして、ピンシール部１４，２４の先端面及び外周面を、鋼管内面と同様、それらを構成する母材より耐腐食性に優れたＮｉなどの耐腐食性金属で被覆する。なお、ピンシール部１４，２４の外周面の金属被覆は、必ずしもその全表面に施す必要はなく、ピンシール部１４，２４の先端面からカップリング３０のカップリングシール部と共働作用により実際にシール作用が行われている外周面部分までが被覆されているだけでも良い。
【０００９】
２つの鋼管１０，２０を連結固定するカップリング３０は、その両端に管状ピン１２，２２の雄ネジ部１３，２３と嵌合する雌ネジ部３３がそれぞれ形成され、２つの雌ネジ部３３，３３の間には、ピンシール部１４，２４と共働して鋼管内を流れる流体の漏れをシールするカップリングシール部が形成されている。このカップリングシール部は、具体的には、ピンシール部１４，２４の先端面及び外周面を受け止める面を備えたインターナルショルダ３５として形成されている。そして、インターナルショルダ３５の周囲表面（側壁面３５ａ、上面３５ｂ及び底面３５ｃ）を、それらを構成する母材より耐腐食性に優れたＮｉなどの耐腐食性金属で被覆する。
【００１０】
なお、ピンシール部１４，２４の先端面とインターナルショルダ３５との対応面は、管状ピン１２，２２のカップリング３０内への挿入時にそれらが互いに突き合わされる構造になっていれば良い。すなわち、ピンシール部１４，２４である筒体の先端面とそれに対応するインターナルショルダ３５の受止面とは、図示したように必ずしも互いに直立面として形成する必要はなく、それらが互いに対向した傾斜面となっていても良い。
【００１１】
これら管状ピン１２，２２とカップリング３０のインターナルショルダ３５の金属被覆層の厚さは、０．１ｍｍを越える厚さで、特に好ましくは０．５ｍｍ以上の厚さとする。この理由は、厚さが被覆層の厚さがこれらの値より薄いと、被覆層の内側に流体が入り込んで鋼管を劣化させ易く、また、締め付け締め戻しによる被覆層の減少も考慮したためである。
【００１２】
この継手では、管状ピン１２，２２の雄ネジ部１３，２３とカップリング３０の雌ネジ部３３との締付嵌合により２本の鋼管が連結され、管状ピン１２，２２のピンシール部１４，２４とカップリング３０のインターナルショルダ３５との接触面圧により鋼管内を流れる流体の漏れがシールされる。
【００１３】
図２は図１に示すネジ継手の変形例であり、図１との相違点は、管状ピン１２，２２とカップリング３０の互いの嵌合ネジ部の間に、管状ピン１２，２２とカップリング３０とを突き合わせる中間ショルダ１６，３６及び２６，３６を設けたことである。そして、管状ピン１２，２２とカップリング３０との連結時、これらの中間ショルダ１６，３６及び２６，３６が、管状ピン１２，２２のカップリング３０内への進入圧力を制限する作用を果たす。これにより、ピンシール部１４，２４とインターナルショルダ３５だけを利用して管状ピン１２，２２のカップリング３０内への進入圧力を制限していた場合に比べて、ネジ継手の強度等に関して信頼性が向上する。
【００１４】
なお、中間ショルダ１６，３６及び中間ショルダ２６，３６は、先述したピンシール部１４，２４と対応するインターナルショルダ３５の場合と同様、管状ピン１２，２２のカップリング３０内への挿入時にそれらが互いに突き合わされる構造になっていれば良い。すなわち、それらの突き合わせ面は、図示したように必ずしも互いに直立面として形成する必要はなく、それらが互いに対向した傾斜面となっていても良い。
【００１５】
次に、管状ピン１２，２２のピンシール部１４，２４と、カップリング３０のインターナルショルダ３５についてさらに詳しく説明する。図３はピンシール部１４の拡大図であって、ピンシール部１４は円筒体形状となっており、その先端面１４ａ、外周面１４ｂ及び内周面１４ｃを、その母材より耐腐食性に優れた金属膜層１７で被覆している（斜線部が被覆部）。なお、図示していないがもう一方のピンシール部２４も同様に構成される。
【００１６】
これに対して、図４はカップリング３０のインターナルショルダ３５を詳細に示した部分拡大図である。インターナルショルダ３５は左右の雌ネジ部３３の間に突出する突出部を有して構成されており、ピンシール部１４の先端面１４ａと外周面１４ｂとを受け止める側壁面３５ａと上面３５ｂと、突出部の底面すなわちインターナルショルダ３５の底面３５ｃを備える。そして、このインターナルショルダ３５の周囲表面（側壁面３５ａ、上面３５ｂ及び底面３５ｃ）を、その母材より耐腐食性に優れた金属膜層１７で被覆している（点集合部が被覆部）。
【００１７】
図３、図４に示すピンシール部１４並びにインターナルショルダ３５を有するネジ継手は、締め付け完了時、管状ピン１２，２２とカップリング３０との締め付けトルクにより、シールの接触面圧が全部又は一部形成されるいわゆる突き合わせタイプのメタル−to−メタルシールネジ継手に適用できる。また、図３、図４に示すピンシール部１４並びにインターナルショルダ３５を有するネジ継手の基本構成は、締め付け完了時、管状ピン１２，２２とカップリング３０の接触面圧が締め付けトルクではなく、それらのシール締代により決定される別のメタル−to−メタルシールネジ継手にも適用できる。
【００１８】
図５は管状ピン１２，２２とカップリング３０の接触面圧がそれらのシール締代により決定されるタイプのメタル−to−メタルシールのネジ継手の説明図である。この継手の場合、ピンシール部２４である筒体の外周面２４ｂは外側に膨らんだ曲面を有して形成されており、そのタンジェントポイントの外径Ｓを、インターナルショルダ３５の上面３５ｂの対応するタンジェントポイントの内径Ｇより大きくしている。これにより、管状ピン２２とカップリング３０との締め付け完了時、これらのタンジェントポイントでのピンシール部外周面１４ｂとインターナルショルダ上面３５ｂとの接触面圧が両者のシール締代にて決定され、締め付けトルクに左右されない継手を得ることができる。
【００１９】
さらに、これまで説明してきた継手構造にシールリングを付加する構成も採用できる。例えば、図６は、カップリング３０のインターナルショルダ３５の側壁面高さをこれまでに説明してきたものより短くし、それにより形成された２つのピンシール部１４，２４の先端面間の隙間にシールリング４０を配置したものである。この場合、シールリング４０は、ピンシール部１４，２４の両先端面及びインターナルショルダ３５の底面に密接して配置されている。これにより、ピンシール部１４，２４の先端面とインターナルショルダ３５の隙間が塞がれて、流体の漏れがシールされる。
なお、図７に示すように、シールリング４１，４２を、ピンシール部１４，２４の先端面とインターナルショルダ３５の各側壁面との間にそれぞれ配置する構成としても、上記と同様の効果が得られる。
【００２０】
次に、鋼管の先端を増肉加工してピンとボックスとを形成し、そのピンとボックスとを利用して鋼管を連結するいわゆるインテグラルタイプのネジ継手を示す。図８はその継手の一例を示す組付構成図である。鋼管５０，６０は、通過流体に曝されるその内面が耐腐食性金属５１，６１により被覆されたクラッド鋼管であり、鋼管５０は先端が増肉加工された管状ピン５２を、そして鋼管６０は先端が増肉加工された管状ボックス６２をそれぞれ備えている。
【００２１】
管状ピン５２は、ネジ溝が形成された雄ネジ部５３と、その先端で平滑な外周面の筒体であるピンシール部５４とを備える。ピンシール部５４は、ピンボックス６２と共働して鋼管内部を流れる流体が漏れるのをシールするものである。そして、ピンシール部５４の先端面及び外周面は、それらを構成する母材より耐腐食性に優れたＮｉなどの耐腐食性金属５７で被覆しておく。なお、ピンシール部５４の外周面に対する金属被覆は、必ずしもその全てに施す必要はなく、ピンシール部５４の先端面からピンボックス６２と共働して実際にシ−ル作用が働く部分までが被覆されているだけでも良い。
【００２２】
管状ボックス６２は、雄ネジ部５３と嵌合する雌ネジ部６３と、ピンシール部５４の先端面及び外周面を受け止める側壁面及び上面を備えそれらと共働して鋼管内部を流れる流体が漏れるのをシールするインターナルショルダ６５とを備える。そして、インターナルショルダ６５の周囲表面（側壁面６５ａ及び上面６５ｂ）を、それらを構成する母材より耐腐食性に優れたＮｉなどの耐腐食性金属６７で被覆しておく。なお、これら管状ピン５２と管状ボックス６２の金属被覆層の厚さも、先に記載した理由により、０．１ｍｍを越える厚さとし、特に好ましくは０．５ｍｍ以上の厚さとする。
【００２３】
この図８に示すネジ継手は、管状ピン５２と管状ボックス６２との連結時、ピンシール部５４の先端面及び外周面とインターナルショルダ６５の側壁面及び上面との間に接触面圧が発生し、これにより管内を流れる流体が管外に漏れるのをシールする。
【００２４】
この管状ピン５２と管状ボックス６２を利用したネジ継手の場合にも、図２と同様、雄ネジ部５３及び雌ネジ部６３の互いに対応する中簡部に管状ピン５２と管状ボックス６２とを突き合わるための中間ショルダを設けて、そこを管状ピン５２の管状ボックス６２内への進入圧力を制限するいわゆるトルクストップとして機能させることができる。また、図５に示したような、いわゆる締代を利用したタイプのメタル−to−メタルシールネジ継手とすることもできる。さらに、図９に示すように、管状ピン５２のピンシール部５４と管状ボックス６２のインターナルショルダ６５との間にシールリング４３を配置して、シール性をより高める構成も採用できる。
【００２５】
ところで、金属被覆部の強度が母材強度より弱い場合、継手に管体強度の95％YSまで及ぶ圧縮応力が負荷された場合には、筒体の先端面及び外周面を受け止める面であるインターナルショルダ単独では、当該圧縮応力を負担出来ない。しかし、勘合している互いのネジ部のネジフランク面７０が接触するタイプの継手の場合は、当該フランク面７０にて圧縮応力を負担する事が出来る。これに対して、ネジフランク面が接触しないタイプの継手では、当該フランク面にて圧縮応力を負担出来ない。そこで、本発明のネジ継手は、ネジ勘合しているネジ部のネジフランク面が接触するようにするのが好ましい。
【００２６】
なお、上記実施形態で説明したピンシール部やインターナルショルダに対する金属被覆は、プラズマ粉体溶接（粉体プラズマ溶接も同じ）、肉盛溶接、又はそれらの組み合わせにより行うことができる。また、鋼管の内周面（管状ピンや管状ボックスの内周面も含む）に対する金属被覆は、肉盛溶接、メカニカルボンディング、又は鋼管組立時のビレット熱間圧延拡散接合等により行うことができる。
プラズマ粉体溶接は、プラズマトーチ内の電極と母材の表面との間に形成されているプラズマ柱に溶接材料の粉体を供給して溶滴を形成し、その溶滴を母材表面に溶着して肉盛溶接するものである。
【００２７】
本発明に係る金属被覆鋼管ネジ継手を製作し、かじり試験、気密試験、耐食性試験を実施した。以下にその実験の方法及び結果を示す。
１．試験用ネジ継手構造
本発明継手：本明細書の図１に示されるネジ継手。
比較用継手：図１に示される形状のネジ継手であって、被覆金属層１７，２７，３７が
ないもの。
【００２８】
２．本発明ネジ継手の製作緒言
（１）金属管の製作緒言
ア．クラッド金属管母材のサイズと鋼種・・・１水準
・サイズ：外径１７７．８mm×厚さ１０．３６mm
・鋼種：炭素鋼（Fe-0.3C-0.2Si-1.4Mn-0.2Cu）
イ．母管内面被覆金属＆形成方法・・・１水準
・被覆金属：Ｎｉ基耐食合金（Ni-17Cr-17Mo-6Fe-4W）
・被覆方法：プラズマ粉末溶接法（ＰＰＷ）による肉盛溶接
・被覆金属肉盛厚さ：２．３±０．７ｍｍ
・機械加工：なし（肉盛溶接状態のまま）
ウ．ピンシール部14の先端面14a及び外周面14bの被覆金属・・・２水準
上記ア〜イ工程にて作製されたクラッド金属管の端部をネジ形成のための開先機械
加工を行い、ピンシール部14の先端面14a及び外周面14bに下記２水準の被覆用金属を
準備した。
・第１水準（Ａ）：Ｎｉ基耐食合金（Ni-17Cr-17Mo-6Fe-4W）・・・母管内面被覆合金に
同じ。
・第２水準（Ｂ）：Ｃｏ基耐食耐磨耗合金（Co-27Cr-5Mo-3Ni-0.25C）
エ．ピンシール部14の先端面14a及び外周面14bの金属被覆方法・・・１水準
・被覆方法：プラズマ粉末溶接法（ＰＰＷ）による肉盛溶接
・被覆金属肉盛厚さ：２．３±０．７ｍｍ
オ．熱処理（上記金属被覆後に金属管全体を熱処理）・・・３水準
・第１水準（なし）：熱処理なし。
・第２水準（ＳＲ）：残留応力除去処理（６２０℃×１ｈ→空冷）
溶接肉盛で発生した内部応力のみを開放することを目的とした。
・第３水準（ＱＴ）：焼入れ焼戻し処理（９００℃×１ｈ→水冷＋６２０℃×０．５
ｈ→空冷）
溶接肉盛で加えられた熱により肉盛層近傍のＬ８０の母材組織が粗
大化、かつ、焼鈍した状態になっているので母材本来の組織及び軟
化による強度回復を目的とした。
カ．ピンシルー部14の機械加工・・・１水準
・熱処理後（熱処理しないものはそのまま）に、ピンシール部14の内周面14c、先端面
14a及び外周面14bに機械加工（切削）を施した。
・機械加工後の被覆金属層厚さ：１．５±０．５ｍｍ
キ．その他
・ねじ部の形成方法等は、周知の従来管と同じ方法にて行った。
（２）カップリング30の製作緒言
ア．カップリング30の母材のサイズと鋼種・・・１水準
・サイズ：外径１９４．５mm×厚さ３０．０mm
・鋼種：炭素鋼（Fe-0.3C-0.2Si-1.4Mn-0.2Cu）・・・クラッド管母材に同じ。
イ．カップリング30のインターナルショルダ部の被覆金属・・・２水準（クラッド管に
同じ）
第１水準（Ａ）：Ｎｉ基耐食合金（Ni-17Cr-17Mo-6Fe-4W）
第２水準（Ｂ）：Ｃｏ基耐食耐磨耗合金（Co-27Cr-5Mo-3Ni-0.25C）
ウ．インターナルショルダ部の金属被覆方法・・・１水準
・被覆方法：プラズマ粉末溶接法（ＰＰＷ）による肉盛溶接
・被覆金属肉盛厚さ：２．３±０．７ｍｍ
エ．熱処理（上記金属被覆後にカプリング全体を熱処理）・・・３水準
・第１水準（なし）：熱処理なし。
・第２水準（ＳＲ）：残留応力除去処理（６２０℃×１ｈ→空冷）。
溶接肉盛で発生した内部応力のみを開放することを目的とした。
・第３水準（ＱＴ）：焼入れ焼戻し処理（９００℃×１ｈ→水冷＋６２０℃×０．５
ｈ→空冷）。
溶接肉盛で加えられた熱により肉盛層近傍の母材組織が粗大化、か
つ、焼鈍した状態になっているので母材本来の組織及び軟化による
強度回復を目的とした。
オ．インターナルショルダー部被覆合金層の機械加工・・・１水準
・熱処理後（熱処理しないものはそのまま）に、インターナルショルダー部の被覆合
金層に機械加工（切削）を施した。
・機械加工後の被覆金属層厚さ：１．５±０．５ｍｍ
カ．その他
・ねじ部の形成方法等は、周知従来方法にて行った。
【００２９】
３．比較用ネジ継手（比較例）の製作方法
上記本発明ネジ継手で使用した金属管用母材およびカップリング用母材を用いて、図１
に示される形状のネジ継手を従来法にて製作した。
【００３０】
４．試験用継手
上記第２項に示す緒言にて製作された６個（組）の本発明継手（実施例）と上記第３項に示す緒言にて製作された従来継手（比較例）を１個（組）準備した。これらのピンシール部とインターナルショルダ部の被覆金属の種類および熱処理方法を表１に示す。
【００３１】
【表１】
2006112594.tif 000003
【００３２】
５．試験項目
（１）かじり試験
１０回の締付締戻し試験を実施し、かじり（焼き付き）の有無で評価した。
（２）気密試験
気密試験は７０％ＶＭＥ、８０％ＶＭＥ、８５％ＶＭＥおよび９０％ＶＭＥレベルで
の試験によりリークの有無で評価した。（加圧：80ksi）
（３）耐食性試験
内面被覆金属と同組成の試験片を溶解作成し、２００℃の１ｂａｒ Ｈ2Ｓと２００℃の１０ｂａｒＣＯ2を並行させた２０％ＮａＣｌ水溶液中に３０日間応力を負荷した状態で保持し、腐食および割れの有無で評価した。
【００３３】
６．試験結果
上記第５項の試験結果を表２に示す。
【００３４】
【表２】
2006112594.tif 000004
【００３５】
以上の結果より、以下の（イ）〜（ニ）のことが考察できる。
（イ）比較例（従来継手）は、かじり試験および気密試験ともに良好であったが、腐食試験では腐食が発生した。従来例は、高腐食環境下での使用に耐え得ないことが分かる。
（ロ）実施例１〜６（本発明継手）は、全て、腐食および割れが発生しなかった。本発明継手が、高腐食環境下での使用に充分耐ええることが分かる。
（ハ）熱処理を行わなかった実施例１は、８０％ＶＭＥ気密試験でリークが発生した。残留応力除去熱処理を行った実施例２および３は、８５％ＶＭＥまではリークの発生はなかったが、９０％ＶＭＥでリークが発生した。焼入れ焼き戻し熱処理を行った実施例４〜６は、９０％ＶＭＥでもリークが発生せず、従来例と同等の気密性が確保できた。
本発明継手、特に、母材金属への変態温度以上（約４００℃以上）の入熱が伴う肉盛溶接等の被覆方法では、母材金属の内部応力の除去あるいは軟化（強度不足）を回復するために、被覆金属の被覆処理後であって被覆金属の機械加工前に、金属熱処理を行うことが気密性を確保するために有効であることが分かる。なお、この熱処理としては、残留応力除去熱処理より焼入れ焼戻し熱処理の方がその効果が大きい。
（ニ）このかじり試験は、本発明継手の金属管とカップリングの被覆金属が同一であった場合にかじりの発生が予想されるために、その確認のために行った試験である。
金属管とカップリングの被覆金属が同一金属であるものを含め、全ての実施例において、でかじりの発生は見られなかった。実施例の被覆金属では、両者（「金属管の被覆金属」と「カップリングの被覆金属」）が同一であってもかじりが発生しなかった。しかし、かじりが発生する被覆金属の場合は、両者を異種金属にすることが、かじり発生抑制に有効であると思われる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態を示すネジ継手の組付構成図。
【図２】図１に示すネジ継手が中間ショルダを備えている場合の組付構成図。
【図３】管状ピンのピンシール部拡大図。
【図４】カップリングのインターナルショルダ拡大図。
【図５】メタル−to−メタルシールのネジ継手の説明図。
【図６】ピンシール部の先端にシールリングを配置した例を示す組付構成図。
【図７】ピンシール部の先端にシールリングを配置した別の例を示す組付構成図。
【図８】本発明の実施形態に係るインテグラルタイプのネジ継手の組付構成図。
【図９】インテグラルタイプのネジ継手におけるピンシール部の先端にシールリングを配置した例を示す組付構成図。
【符号の説明】
【００３７】
１０，２０：鋼管
１１，２１：鋼管内面の耐腐食性金属
１２，２２：管状ピン
１３，２３：雄ネジ部
１４，２４：ピンシール部
１７，２７：母材より耐腐食性に優れた金属層
３０：カップリング
３３：雌ネジ部
３５：インターナルショルダ（カップリングシール部）
１６，２６，３６：中間ショルダ
３７：母材より耐腐食性に優れた金属層
４０，４１，４２、４３：シールリング
５０，６０：鋼管
５２：管状ピン
５３：雄ネジ部
５４：ピンシール部
６２：管状ボックス
６３：雄ネジ部
６５：インターナルショルダ
７０：フランク面
【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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