JPH05231569A - 異種金属管継手 - Google Patents
異種金属管継手Info
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- JPH05231569A JPH05231569A JP3107592A JP3107592A JPH05231569A JP H05231569 A JPH05231569 A JP H05231569A JP 3107592 A JP3107592 A JP 3107592A JP 3107592 A JP3107592 A JP 3107592A JP H05231569 A JPH05231569 A JP H05231569A
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Landscapes
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 油，ガス井および地熱井において、ガルバニ
ック腐食を起こさずに異種金属管どうしを連結するネジ
継手を提供する。 【構成】 継手嵌合部において曲率半径０．３mm以上の
形状の表面を有する構造の異種金属どうしのピンおよび
ボックスの少なくとも一方の嵌合面に電気的に絶縁物で
あるセラミックスの皮膜を形成させる。 【効果】 異種金属管どうしを電気的絶縁を確保して連
結することが可能であるためガルバニック腐食が防止で
きる。
ック腐食を起こさずに異種金属管どうしを連結するネジ
継手を提供する。 【構成】 継手嵌合部において曲率半径０．３mm以上の
形状の表面を有する構造の異種金属どうしのピンおよび
ボックスの少なくとも一方の嵌合面に電気的に絶縁物で
あるセラミックスの皮膜を形成させる。 【効果】 異種金属管どうしを電気的絶縁を確保して連
結することが可能であるためガルバニック腐食が防止で
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、油ガス井および地熱井
などにおける異種金属のケーシングパイプまたはチュー
ビングパイプの連結に使用される異種金属接触腐食を起
こさない管継手に関する。
などにおける異種金属のケーシングパイプまたはチュー
ビングパイプの連結に使用される異種金属接触腐食を起
こさない管継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】油ガス井、地熱井におけるケーシングパ
イプまたはチュービングストリングスは、同一金属のパ
イプで構成され同一金属のネジ継手によって連結される
のが通例である。しかしながら、井戸の特定深度域にお
いてのみ腐食が集中的に発生しその他の深度域では激し
い腐食が生じないような井戸においては、全深度のケー
シングまたはチュービングを耐食性材料で構成するのは
コストの面から望ましくない。すなわち、このような井
戸においては、激しい腐食損傷が懸念される部位におい
てのみステンレス鋼等の耐食性材料を配し、その他の部
分には炭素鋼などの廉価な材料を配するのが、コストと
耐食性の相反する条件を両立させる基本的な考えであ
る。この考え方でケーシングまたはチュービングストリ
ングスを構成する場合の例を図４に示す。即ち、図４は
異種金属によって構成したチュービングストリングスの
例であり、１は炭素鋼のピン、２はステンレス鋼のボッ
クス、３は炭素鋼のボックス、４はステンレス鋼のピ
ン、５はステンレス鋼／炭素鋼の継手部である。
イプまたはチュービングストリングスは、同一金属のパ
イプで構成され同一金属のネジ継手によって連結される
のが通例である。しかしながら、井戸の特定深度域にお
いてのみ腐食が集中的に発生しその他の深度域では激し
い腐食が生じないような井戸においては、全深度のケー
シングまたはチュービングを耐食性材料で構成するのは
コストの面から望ましくない。すなわち、このような井
戸においては、激しい腐食損傷が懸念される部位におい
てのみステンレス鋼等の耐食性材料を配し、その他の部
分には炭素鋼などの廉価な材料を配するのが、コストと
耐食性の相反する条件を両立させる基本的な考えであ
る。この考え方でケーシングまたはチュービングストリ
ングスを構成する場合の例を図４に示す。即ち、図４は
異種金属によって構成したチュービングストリングスの
例であり、１は炭素鋼のピン、２はステンレス鋼のボッ
クス、３は炭素鋼のボックス、４はステンレス鋼のピ
ン、５はステンレス鋼／炭素鋼の継手部である。
【０００３】図５はステンレス鋼／炭素鋼の継手部の断
面の概要を模式的に示したものであり、１は炭素鋼のピ
ン、２はステンレス鋼のボックス、４はステンレス鋼の
ピン、６はガルバニック腐食を示す。この場合、必然的
に炭素鋼（図４中１，３）とステンレス鋼（図４中２）
のように耐食性の異なる金属同士を連結しなければなら
ない。したがって、この継手部分では、本来使用できる
はずの炭素鋼部分（図５中１）がステンレス鋼（図５中
２）と接続されているが故に短期間で腐食されるという
所謂ガルバニック腐食６の問題が発生することになる。
面の概要を模式的に示したものであり、１は炭素鋼のピ
ン、２はステンレス鋼のボックス、４はステンレス鋼の
ピン、６はガルバニック腐食を示す。この場合、必然的
に炭素鋼（図４中１，３）とステンレス鋼（図４中２）
のように耐食性の異なる金属同士を連結しなければなら
ない。したがって、この継手部分では、本来使用できる
はずの炭素鋼部分（図５中１）がステンレス鋼（図５中
２）と接続されているが故に短期間で腐食されるという
所謂ガルバニック腐食６の問題が発生することになる。
【０００４】ガルバニック腐食の原理からして、これを
防止するために最も確実な方法は、異種金属同士を電気
的に絶縁することである。しかしながら、従来のネジ継
手においては、この観点からの研究開発が成されておら
ず、専ら同一金属材料のパイプを同一金属材料のネジ継
手で連結することによってガルバニック腐食の問題を回
避しているのが実状である。
防止するために最も確実な方法は、異種金属同士を電気
的に絶縁することである。しかしながら、従来のネジ継
手においては、この観点からの研究開発が成されておら
ず、専ら同一金属材料のパイプを同一金属材料のネジ継
手で連結することによってガルバニック腐食の問題を回
避しているのが実状である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる背景
に鑑み、ガルバニック腐食を起こさずに異種金属同士を
連結するためのネジ継手を提供することを目的とするも
のである。
に鑑み、ガルバニック腐食を起こさずに異種金属同士を
連結するためのネジ継手を提供することを目的とするも
のである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ガルバニ
ック腐食防止のための最も確実な方法が異種金属同士を
電気的に絶縁することであるとのガルバニック腐食の原
理に基づいて研究開発を行った結果、特定形状の嵌合部
表面に対しセラミックスの絶縁コーティング層を施した
ピンまたはボックスより成るネジ継手によって、この目
的が達成できることを知見した。
ック腐食防止のための最も確実な方法が異種金属同士を
電気的に絶縁することであるとのガルバニック腐食の原
理に基づいて研究開発を行った結果、特定形状の嵌合部
表面に対しセラミックスの絶縁コーティング層を施した
ピンまたはボックスより成るネジ継手によって、この目
的が達成できることを知見した。
【０００７】すなわち、本発明の要旨は、異種金属同士
のピン及びボックスよりなる金属管継手部において、継
手嵌合部表面各部位のＲ部の曲率半径を０．３mm以上と
するとともに、ピンまたはボックスの少なくとも一方の
嵌合面にセラミックス皮膜を形成させたことを特徴とす
る異種金属管継手継手である。
のピン及びボックスよりなる金属管継手部において、継
手嵌合部表面各部位のＲ部の曲率半径を０．３mm以上と
するとともに、ピンまたはボックスの少なくとも一方の
嵌合面にセラミックス皮膜を形成させたことを特徴とす
る異種金属管継手継手である。
【０００８】以下、本発明について詳細に説明する。先
ず、絶縁コーティングは、少なくともピンまたはボック
スのいずれか一方の嵌合部に対して行わなければならな
い。ここで言う嵌合部とは、ピンとボックスを螺合した
際にピン、ボックスの表面が互いに接触し電気的導通を
示す部分を総称するものであり、いわゆるネジ部、ショ
ルダー部、シール部を含むものである。
ず、絶縁コーティングは、少なくともピンまたはボック
スのいずれか一方の嵌合部に対して行わなければならな
い。ここで言う嵌合部とは、ピンとボックスを螺合した
際にピン、ボックスの表面が互いに接触し電気的導通を
示す部分を総称するものであり、いわゆるネジ部、ショ
ルダー部、シール部を含むものである。
【０００９】次に、コーティングの材料は、言うまでも
なく絶縁物でなければならない。絶縁物質としてはセラ
ミックスの他高分子材料などもあるが、螺合しても皮膜
が損傷しないためには高分子材料では不十分でありセラ
ミックスが妥当である。絶縁セラミックスとしては、Ａ
ｌ2 Ｏ3 ，ＭｇＯ，ＣａＯ，Ｓｉ3 Ｎ4 ，ＢＮなど種々
存在する。これらを単体または複合して溶射法あるいは
蒸着法により嵌合面に地鉄を露出させることなく施さな
ければならない。
なく絶縁物でなければならない。絶縁物質としてはセラ
ミックスの他高分子材料などもあるが、螺合しても皮膜
が損傷しないためには高分子材料では不十分でありセラ
ミックスが妥当である。絶縁セラミックスとしては、Ａ
ｌ2 Ｏ3 ，ＭｇＯ，ＣａＯ，Ｓｉ3 Ｎ4 ，ＢＮなど種々
存在する。これらを単体または複合して溶射法あるいは
蒸着法により嵌合面に地鉄を露出させることなく施さな
ければならない。
【００１０】第３に、絶縁コーティングを施す嵌合面に
は曲率半径Ｒが０．３mm未満の形状を有する部分が含ま
れてはならない。この理由は、Ｒ＜０．３mmの部分には
絶縁コーティング層を厚く形成するのが困難であると共
に形成されたコーティング層がネジを螺合する際に損傷
を受け易いため、異種金属間の電気的絶縁が達成できな
くなることによる。
は曲率半径Ｒが０．３mm未満の形状を有する部分が含ま
れてはならない。この理由は、Ｒ＜０．３mmの部分には
絶縁コーティング層を厚く形成するのが困難であると共
に形成されたコーティング層がネジを螺合する際に損傷
を受け易いため、異種金属間の電気的絶縁が達成できな
くなることによる。
【００１１】
【実施例】次に、実施例に基づき本発明をさらに説明す
る。炭素鋼のボックスと２相ステンレス鋼のピン（外径
２４４．５mm×肉厚１０．０３mm）を螺合して電気絶縁
性を評価した。本実施例ではＡＰＩ（アメリカ石油技術
協会）規格のラウンドネジ継手：Ａ、バットレスネジ継
手：Ｂを主に用いたが、金属対金属シール部を有しネジ
部がバットレスネジの特殊ネジ継手：Ｃについても試験
を行った。ラウンドネジ：Ａ、バットレスネジ：Ｂ、特
殊ネジ：Ｃの２相ステンレス鋼ピンおよび炭素鋼ボック
スの断面形状を図１，２，３にそれぞれ示す。
る。炭素鋼のボックスと２相ステンレス鋼のピン（外径
２４４．５mm×肉厚１０．０３mm）を螺合して電気絶縁
性を評価した。本実施例ではＡＰＩ（アメリカ石油技術
協会）規格のラウンドネジ継手：Ａ、バットレスネジ継
手：Ｂを主に用いたが、金属対金属シール部を有しネジ
部がバットレスネジの特殊ネジ継手：Ｃについても試験
を行った。ラウンドネジ：Ａ、バットレスネジ：Ｂ、特
殊ネジ：Ｃの２相ステンレス鋼ピンおよび炭素鋼ボック
スの断面形状を図１，２，３にそれぞれ示す。
【００１２】即ち図において、図１は実施例で用いたラ
ウンドネジのピンの断面形状の概要を示す。４はステン
レス鋼のピン、３は炭素鋼のボックス、７はコーティン
グ層、８はピンの管体外表面、９はチャンファー面、１
０はピンエンド、Ｒ1 〜Ｒ4は曲率半径変化箇所を示
す。
ウンドネジのピンの断面形状の概要を示す。４はステン
レス鋼のピン、３は炭素鋼のボックス、７はコーティン
グ層、８はピンの管体外表面、９はチャンファー面、１
０はピンエンド、Ｒ1 〜Ｒ4は曲率半径変化箇所を示
す。
【００１３】図２は実施例で用いたバットレスネジのピ
ンの断面形状の概要を示す。１１はピンエンド、１２は
スタビングフランク面、１３はロードフランク面、１４
はクレスト面、Ｒ1 〜Ｒ5 は曲率半径変化箇所を示す。
図３は実施例で用いた特殊ネジのピンの断面形状の概要
を示す。１５は第１ショルダー面、１６はシール面、１
７は第２ショルダー面、Ｒ1 〜Ｒ7 は曲率半径変化箇所
を示す。
ンの断面形状の概要を示す。１１はピンエンド、１２は
スタビングフランク面、１３はロードフランク面、１４
はクレスト面、Ｒ1 〜Ｒ5 は曲率半径変化箇所を示す。
図３は実施例で用いた特殊ネジのピンの断面形状の概要
を示す。１５は第１ショルダー面、１６はシール面、１
７は第２ショルダー面、Ｒ1 〜Ｒ7 は曲率半径変化箇所
を示す。
【００１４】曲率半径は各図中Ｒ1 〜Ｒ7 の箇所を変化
させてネジ切り加工を行った。すなわち、ラウンドネジ
においては、ピン最先端のチャンファー面とネジ切り加
工面がなす角をＲ1 、ピンエンドとチャンファー面がな
す角をＲ2 、不完全ネジ部において管体外表面がネジ山
となる部分のうち管体外表面とネジ切り加工面のなす角
のうちピン先端側をＲ3 、ピン後端側をＲ4 とし、その
他をＡＰＩ規格どおりとした。
させてネジ切り加工を行った。すなわち、ラウンドネジ
においては、ピン最先端のチャンファー面とネジ切り加
工面がなす角をＲ1 、ピンエンドとチャンファー面がな
す角をＲ2 、不完全ネジ部において管体外表面がネジ山
となる部分のうち管体外表面とネジ切り加工面のなす角
のうちピン先端側をＲ3 、ピン後端側をＲ4 とし、その
他をＡＰＩ規格どおりとした。
【００１５】バットレスネジにおいては、ピン最先端の
チャンファー面とネジ切り加工面がなす角をＲ1 、ピン
エンドとチャンファー面がなす角をＲ2 、完全ネジ部の
ネジ山においてクレスト面とロードフランク面がなす角
をＲ3 、不完全ネジ部において管体外表面とネジ切り加
工面のなす角のうちスタビングフランク面側Ｒ4 、ロー
ドフランク面側をＲ5 とし、その他をＡＰＩ規格どおり
とした。
チャンファー面とネジ切り加工面がなす角をＲ1 、ピン
エンドとチャンファー面がなす角をＲ2 、完全ネジ部の
ネジ山においてクレスト面とロードフランク面がなす角
をＲ3 、不完全ネジ部において管体外表面とネジ切り加
工面のなす角のうちスタビングフランク面側Ｒ4 、ロー
ドフランク面側をＲ5 とし、その他をＡＰＩ規格どおり
とした。
【００１６】特殊ネジにおいては、第１ショルダー面と
シール面のなす角をＲ1 、シール面と第２ショルダー面
のなす角をＲ2 、第２ショルダー面とネジ切り加工開始
の面がなす角をＲ3 、第１ネジ山の山頂部をＲ4 、完全
ネジ山においてクレスト面とロードフランク面がなす角
をＲ5 、不完全ネジ部において管体外表面とネジ切り加
工面のなす角のうちスタビングフランク面側をＲ6 、ロ
ードフランク面側をＲ7 とし、その他をＡＰＩ規格のバ
ットレスネジと同じとした。
シール面のなす角をＲ1 、シール面と第２ショルダー面
のなす角をＲ2 、第２ショルダー面とネジ切り加工開始
の面がなす角をＲ3 、第１ネジ山の山頂部をＲ4 、完全
ネジ山においてクレスト面とロードフランク面がなす角
をＲ5 、不完全ネジ部において管体外表面とネジ切り加
工面のなす角のうちスタビングフランク面側をＲ6 、ロ
ードフランク面側をＲ7 とし、その他をＡＰＩ規格のバ
ットレスネジと同じとした。
【００１７】２相ステンレス鋼ピンの嵌合部表面は、シ
ョットブラストの後溶射法によってＡｌ2 Ｏ3 皮膜をコ
ーティングした。コーティング厚みは８０μm 狙いとし
た。炭素鋼ボックスはネジ切り加工の後Ｚｎメッキを１
０μm 厚みで施した。ＡＰＩ規格のコンパウンドグリー
スをピン嵌合部に２０ｇ塗布して螺合し、その状態でピ
ン、ボックス間の電気的絶縁性をテスターにより評価し
た。結果を表１に示す。
ョットブラストの後溶射法によってＡｌ2 Ｏ3 皮膜をコ
ーティングした。コーティング厚みは８０μm 狙いとし
た。炭素鋼ボックスはネジ切り加工の後Ｚｎメッキを１
０μm 厚みで施した。ＡＰＩ規格のコンパウンドグリー
スをピン嵌合部に２０ｇ塗布して螺合し、その状態でピ
ン、ボックス間の電気的絶縁性をテスターにより評価し
た。結果を表１に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】表１より、比較例ではネジ種によらず最小
曲率半径が０．３mm未満となる形状のピン、ボックスを
用いると螺合時にアルミナ皮膜が損傷を受けるため電気
的絶縁性が維持されないが、本発明によればネジ種を問
わず螺合の状態で電気的絶縁性を確保できることが明ら
かである。本実施例ではアルミナを用いたが他の絶縁性
セラミックスでも同様の効果が期待できる。
曲率半径が０．３mm未満となる形状のピン、ボックスを
用いると螺合時にアルミナ皮膜が損傷を受けるため電気
的絶縁性が維持されないが、本発明によればネジ種を問
わず螺合の状態で電気的絶縁性を確保できることが明ら
かである。本実施例ではアルミナを用いたが他の絶縁性
セラミックスでも同様の効果が期待できる。
【００２０】
【発明の効果】以上より、本発明によれば異種金属管同
士を電気的絶縁を確保して連結することが可能であり、
結果としてガルバニック腐食が防止できるものである。
士を電気的絶縁を確保して連結することが可能であり、
結果としてガルバニック腐食が防止できるものである。
【図１】実施例で用いたラウンドネジのピンの断面形状
の概要を示すものである。
の概要を示すものである。
【図２】実施例で用いたバットレスネジのピンの断面形
状の概要を示すものである。
状の概要を示すものである。
【図３】実施例で用いた特殊ネジのピンの断面形状の概
要を示すものである。
要を示すものである。
【図４】異種金属管によって構成したチュービングスト
リングスの例である。
リングスの例である。
【図５】図１におけるステンレス鋼／炭素鋼の継手部の
断面の概要を模式的に示したものである。
断面の概要を模式的に示したものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津留 英司 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内
Claims (1)
- 【請求項１】 異種金属同士のピン及びボックスよりな
る金属管継手部において、継手嵌合部表面各部位のＲ部
の曲率半径を０．３mm以上とするとともに、ピンまたは
ボックスの少なくとも一方の嵌合面にセラミックス皮膜
を形成させたことを特徴とする異種金属管継手。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3107592A JPH05231569A (ja) | 1992-02-18 | 1992-02-18 | 異種金属管継手 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3107592A JPH05231569A (ja) | 1992-02-18 | 1992-02-18 | 異種金属管継手 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05231569A true JPH05231569A (ja) | 1993-09-07 |
Family
ID=12321322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3107592A Withdrawn JPH05231569A (ja) | 1992-02-18 | 1992-02-18 | 異種金属管継手 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05231569A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140308539A1 (en) * | 2013-04-12 | 2014-10-16 | Alstom Technology Ltd | Configuration for joining a ceramic thermal insulating material to a metallic structure |
-
1992
- 1992-02-18 JP JP3107592A patent/JPH05231569A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140308539A1 (en) * | 2013-04-12 | 2014-10-16 | Alstom Technology Ltd | Configuration for joining a ceramic thermal insulating material to a metallic structure |
| US9764530B2 (en) * | 2013-04-12 | 2017-09-19 | Ansaldo Energia Ip Uk Limited | Method for obtaining a configuration for joining a ceramic material to a metallic structure |
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