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鋼管用螺紋接頭用鍍液以及鋼管用螺紋接頭的制造方法與流程

文檔序號:12285561閱讀:167來源:國知局
本發(fā)明涉及鍍液,更詳細(xì)而言,涉及鋼管用螺紋接頭的鍍液以及使用該鍍液的鋼管用螺紋接頭的制造方法。
背景技術(shù)
::油田、天然氣田中使用的鋼管(被稱為油井管(OCTG))具有十幾米的單位長度。鋼管彼此通過螺紋接頭而連接,油井管的總長甚至達(dá)到數(shù)千米。鋼管用螺紋接頭被分類為T&C(ThreadedandCoupled)型和整體型。T&C型鋼管用螺紋接頭包括在2個鋼管端部形成的2個公扣部以及在外徑比鋼管大一圈的短管的接箍(coupling)的兩端形成的2個母扣部。各公扣部具有形成有外螺紋的外表面。各母扣部具有形成有內(nèi)螺紋的內(nèi)表面。各公扣部被插入各母扣部中,被螺紋擰緊。即,T&C型鋼管用螺紋接頭中,2個鋼管經(jīng)由接箍而被連接。另一方面,整體型鋼管用螺紋接頭包括在第1鋼管端形成的母扣部以及在第2鋼管端形成的公扣部。第1鋼管的母扣部中插入有第2鋼管的公扣部,被螺紋擰緊,第1鋼管和第2鋼管被互相連接??傊w型鋼管用螺紋接頭中,第1鋼管被直接連接于第2鋼管。若使用整體型鋼管用螺紋接頭,則不需要接箍。因此,不存在接箍的壁厚量的向外側(cè)的邊緣鼓出,不會對位于外側(cè)的鋼管的內(nèi)表面產(chǎn)生干擾。因此,整體型鋼管用螺紋接頭被用于水平挖掘等特殊用途。通常,對鋼管用螺紋接頭要求能夠耐受與被連接的鋼管的自重帶來的軸向的拉力以及能夠耐受內(nèi)外的流體的壓力。對鋼管用螺紋接頭還要求抗咬性。具體而言,要求套管(大徑尺寸)即使重復(fù)使用4次以上、配管(小徑尺寸)即使重復(fù)使用10次以上,仍然有良好的抗咬性。以往,為了提高抗咬性,在鋼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,或者實施磷酸鹽處理等表面處理。此處,接觸表面為公扣部和母扣部互相接觸的表面部分,包括形成有螺紋的螺紋部以及未形成螺紋的無螺紋金屬接觸部。密封部相當(dāng)于無螺紋金屬接觸部。為了進(jìn)一步提高抗咬性,在螺紋擰緊(make-up)之前,公扣部或母扣部的接觸表面涂布有涂布油(dope)。涂布油是指含有Pb等重金屬的復(fù)合油脂。然而,重金屬存在對環(huán)境產(chǎn)生影響的可能性,因此含有重金屬的涂布油的使用逐漸受到限制。因此,最近,正在開發(fā)不含有Pb、Zn以及Cu等重金屬的涂布油(稱為綠色涂布油(greendope))。然而,與現(xiàn)有的涂布油相比,綠色涂布油的抗咬性更低。作為不使用涂布油而提高抗咬性的技術(shù),提出了:1)將含氟樹脂的粉末分散混合于鍍覆膜中的方法;2)通過濺射來形成潤滑性保護(hù)覆膜的方法;以及3)代替復(fù)合油脂而使用固體潤滑覆膜的方法等。然而,這些技術(shù)與現(xiàn)有的涂布油相比,抗咬性低。日本特開2003-74763號公報(專利文獻(xiàn)1)和日本特開2008-215473號公報(專利文獻(xiàn)2)提出了抗咬性(gallingresistance)優(yōu)異的鋼管螺紋接頭。專利文獻(xiàn)1中,在鋼管螺紋接頭中的螺紋部和無螺紋金屬接觸部形成Cu-Sn合金層。而且,專利文獻(xiàn)2中,在螺紋部和無螺紋金屬接觸部形成Cu-Zn-M1合金層(M1為選自Sn、Bi以及In中的1種或2種以上的元素)?,F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開2003-74763號公報專利文獻(xiàn)2:日本特開2008-215473號公報然而,專利文獻(xiàn)1中,在公扣部和母扣部的界面(形成有鍍覆膜的表面和未形成鍍覆膜的表面的接觸面)容易產(chǎn)生腐蝕(裂隙腐蝕)。尤其,在使用綠色涂布油或固體潤滑劑時,容易產(chǎn)生裂隙腐蝕。專利文獻(xiàn)2中,能夠抑制裂隙腐蝕。然而,鋼管在不連接而長期保管時,由于其環(huán)境,存在通過鍍覆膜的缺陷(氣孔)而產(chǎn)生點銹的情況。即,存在發(fā)生暴露腐蝕的情況。技術(shù)實現(xiàn)要素:發(fā)明要解決的問題本發(fā)明的目的在于,提供用于形成抗咬性、耐裂隙腐蝕性以及耐暴露腐蝕性優(yōu)異的鍍覆膜的鋼管用螺紋接頭用鍍液以及使用該鍍液的鋼管用螺紋接頭的制造方法。本實施方式的鍍液為鋼管用螺紋接頭用鍍液。鍍液不含有氰化物,而含有水溶性銅鹽、水溶性錫鹽、水溶性鉍鹽、游離酸、以及化學(xué)式(1)所示的10g/L以下(不包括0)的硫脲系化合物。X1X2N-C(=S)-NX3X4(1)式(1)中,X1、X2、X3以及X4為氫、烷基、烯丙基、甲苯基或化學(xué)式(2)所示的基團(tuán)中的任意者。其中,X1、X2、X3以及X4不全為氫。-CH2-CH2-S-CH2-CH2-X5(2)式(2)中,X5為OH或NH2。本實施方式的鋼管用螺紋接頭的制造方法具備:準(zhǔn)備上述鍍液的工序;以及使用上述鍍液對鋼管用螺紋接頭的公扣部或母扣部實施電鍍處理,在公扣部或母扣部形成Cu-Sn-Bi合金鍍覆膜的工序。使用本實施方式的鍍液制得的鋼管用螺紋接頭的抗咬性、耐裂隙腐蝕性以及耐暴露腐蝕性優(yōu)異。具體實施方式本發(fā)明人等對鋼管用螺紋接頭的咬壞以及腐蝕的產(chǎn)生機理進(jìn)行了調(diào)查,對其對策進(jìn)行了研究。其結(jié)果,本發(fā)明人等得到如下的見解。用鋼管用螺紋接頭反復(fù)進(jìn)行螺紋擰緊(makeup)以及螺紋松動(breakout)時,公扣部和母扣部的接觸表面彼此接觸而滑移。在此情況下,由于變形阻力,接觸表面發(fā)熱。此時,有時一部分接觸表面的溫度局部地上升到熔點以上。在溫度上升到熔點以上的表面部分,金屬彼此熔接,發(fā)生咬壞。對于鋼管用螺紋接頭,接觸表面部分的熔點高且硬度高時,變形阻力小。在此情況下,能夠得到優(yōu)異的抗咬性。在公扣部或母扣部的接觸表面形成的鍍覆膜若為金屬間化合物,則鍍覆膜的硬度和熔點變高。因此,能夠得到優(yōu)異的抗咬性。另一方面認(rèn)為,對于專利文獻(xiàn)1的Cu-Sn合金鍍覆膜,裂隙腐蝕因如下原因而發(fā)生。電化學(xué)上,F(xiàn)e是比Cu還賤(電位比Cu低)的金屬。因此,在Cu-Sn合金鍍覆膜形成于鋼管用螺紋接頭的表面時,在鍍覆膜中的Cu跟與Cu接觸的電位更低的鋼(Fe)之間形成微型原電池。因此,在與鍍覆膜接觸的非鍍覆部分(Fe)發(fā)生腐蝕(裂隙腐蝕)。為了抑制裂隙腐蝕,使Cu-Sn合金含有使得Cu-Sn合金的電位更低的金屬。具體而言,使Cu-Sn合金中含有Bi,制成Cu-Sn-Bi合金鍍覆膜。在此情況下,能夠抑制裂隙腐蝕的產(chǎn)生。專利文獻(xiàn)2中也公開了Cu-Zn-M1合金鍍覆膜(M1為選自Sn、Bi以及In中的1種或2種以上的元素)。然而,專利文獻(xiàn)2中,在形成Cu-Zn-M1合金鍍覆膜時,使用由含有氰化物的水溶液形成的鍍液(以下,稱為氰化物鍍液)。氰化物鍍液中,用氰化物對Cu進(jìn)行絡(luò)合,從而形成金屬絡(luò)合物。通過使Cu形成為金屬絡(luò)合物,能夠使Cu的析出電位向低電位移動。因此,電鍍處理中,適量的Cu與析出電位更低的Zn或M1一起析出(共析),而非只有Cu過量地析出。其結(jié)果,可形成Cu-Zn-M1合金鍍覆膜。然而,使用氰化物的鍍液來形成Cu-Zn-M1合金鍍覆膜時,根據(jù)保管環(huán)境、保管期間等的不同,有時在Cu-Zn-M1合金鍍覆膜上產(chǎn)生點銹。即,不能稱該Cu-Zn-M1合金鍍覆膜的耐暴露腐蝕性高。認(rèn)為產(chǎn)生點銹的機理如下。在使用氰化物時,電鍍處理的電流效率降低。電鍍處理中,與金屬的析出反應(yīng)一起產(chǎn)生氫氣。在使用氰化物的電鍍處理中,電量的大部分被用于氫氣的產(chǎn)生。因此,由于產(chǎn)生的氫氣,在鍍覆膜中形成微細(xì)的孔隙缺陷(氣孔)。若氣孔連通,則氧氣從鍍覆膜的外表面經(jīng)由氣孔侵入鍍覆膜內(nèi),到達(dá)鍍覆膜下的鋼材(Fe)。在此情況下,發(fā)生點銹。而且,氰化物的鍍液與酸性的液體混合時,產(chǎn)生有毒的氰化氫氣體。電鍍處理中,通常在形成鍍覆膜之前,會形成非常薄的鍍覆膜(Ni鍍覆膜等)。將該處理稱為閃鍍處理。若實施閃鍍處理來形成薄膜的鍍覆膜,則通過其后的電鍍處理形成的鍍覆膜對鋼材的密合性提高。用于閃鍍處理的鍍液(閃鍍液)為酸性的液體。對于T&C型鋼管用螺紋接頭的情況,分別準(zhǔn)備用于積存閃鍍液的閃鍍槽、水洗用水槽以及用于積存鍍液的鍍槽。將形成有母扣部的接箍浸漬于閃鍍槽中,實施閃鍍處理。接著,將閃鍍處理后的母扣部浸漬于水槽中,進(jìn)行水洗。通過水洗,酸性閃鍍液從接箍基本完全被去除。因此,即使下一工序的電鍍處理中使用的鍍槽中含有氰化物,也不產(chǎn)生氰化氫氣體。T&C型鋼管用螺紋接頭的接箍為短管,因此能夠?qū)⑵浣n于槽中。然而,對于整體型鋼管用螺紋接頭的情況,難以將公扣部或母扣部浸漬于浴槽中。這是因為整體型鋼管用螺紋接頭的總長通常達(dá)到數(shù)十米。因此,在對整體型鋼管用螺紋接頭的公扣部或母扣部形成鍍覆膜時,可用與上述方法不同的其它的方法實施電鍍處理。例如,整體型鋼管用螺紋接頭的電鍍處理可用如下方法實施。在整體型鋼管用螺紋接頭的公扣部或母扣部上安裝可密閉的密閉容器。然后,向密閉容器內(nèi)供給閃鍍液來實施閃鍍處理。接著,排出密閉容器內(nèi)的閃鍍液。排出閃鍍液之后,向密閉容器供給鍍液,實施電鍍處理。通過這樣的工序?qū)嵤╇婂兲幚頃r,可能存在殘留于密閉容器內(nèi)的閃鍍液和鍍液混合的情況。在此情況下,可能產(chǎn)生氰化氫氣體。因此,使用含有氰化物的鍍液是不優(yōu)選的。本發(fā)明人等研究了不包含氰化物并且可形成耐暴露腐蝕性優(yōu)異的合金鍍覆膜的鍍液。其結(jié)果,本發(fā)明人等得到如下見解。若使用以硫酸鹽或磺酸鹽等水溶性鹽為主要成分的、含有硫脲系化合物的鍍液,則即使不含有氰化物,也能夠形成Cu-Sn-Bi合金鍍覆膜。用該鍍液實施電鍍處理時,能夠抑制氫氣的產(chǎn)生。具體而言,在用含有氰化物的鍍液實施電鍍處理時,電流效率為約30%。在此情況下,電鍍電流的約70%被用于氫氣產(chǎn)生。另一方面,在用含有上述水溶性鹽和硫脲系化合物的鍍液實施電鍍處理時,電流效率為約80~100%。因此,用該鍍液形成的Cu-Sn-Bi合金鍍覆膜中的氣孔少。因此,能夠抑制點銹的產(chǎn)生,能夠得到優(yōu)異的耐暴露腐蝕性。而且,Cu-Sn-Bi合金鍍覆膜中的氣孔少,因此具有高硬度。因此,抗咬性也變高。根據(jù)以上見解完成的鋼管用螺紋接頭用鍍液不含有氰化物,而含有水溶性銅鹽、水溶性錫鹽、水溶性鉍鹽、游離酸、以及化學(xué)式(1)所示的10g/L以下(不包括0)的硫脲系化合物。X1X2N-C(=S)-NX3X4(1)式(1)中,X1、X2、X3以及X4為氫、烷基、烯丙基、甲苯基或化學(xué)式(2)所示的基團(tuán)中的任意者。其中,X1、X2、X3以及X4不全為氫。-CH2-CH2-S-CH2-CH2-X5(2)式(2)中,X5為OH或NH2。在利用本實施方式的鍍液來實施電鍍處理時,能夠抑制氫氣的產(chǎn)生。因此,能夠抑制通過電鍍處理形成的Cu-Sn-Bi合金鍍覆膜內(nèi)的氣孔量。其結(jié)果,能夠抑制點銹的產(chǎn)生,耐暴露腐蝕性優(yōu)異。而且,Cu-Sn-Bi合金鍍覆膜的耐裂隙腐蝕性優(yōu)異。而且,Cu-Sn-Bi合金鍍覆膜內(nèi)的氣孔量少,因此,Cu-Sn-Bi合金鍍覆膜的硬度高,抗咬性優(yōu)異。而且,本實施方式的鍍液即使不含有氰化物,也能夠形成Cu-Sn-Bi合金鍍覆膜。因此,電鍍處理中,不存在產(chǎn)生氰化氫氣體的可能性。本實施方式的鋼管用螺紋接頭的制造方法具備:準(zhǔn)備上述鍍液的工序;以及使用上述鍍液對鋼管用螺紋接頭的公扣部或母扣部實施電鍍,在公扣部或母扣部形成Cu-Sn-Bi合金鍍覆膜的工序。下面,對本實施方式的鋼管用螺紋接頭用鍍液以及使用該鍍液的鋼管用螺紋接頭的制造方法詳細(xì)說明。[鍍液]本實施方式的鍍液被用于對鋼管用螺紋接頭的公扣部或母扣部的電鍍處理。鍍液含有水溶性銅鹽、水溶性錫鹽、水溶性鉍鹽、作為支持電解質(zhì)的游離酸、添加劑以及溶劑。本實施方式中,鍍液的溶劑為水。[水溶性銅鹽、水溶性錫鹽以及水溶性鉍鹽]水溶性銅鹽、水溶性錫鹽以及水溶性鉍鹽是用于形成Cu-Sn-Bi合金鍍覆膜所必需的化合物。水溶性銅鹽例如為硫酸銅、有機磺酸銅。水溶性錫鹽例如為硫酸亞錫、有機磺酸錫。水溶性鉍鹽例如為硫酸鉍、有機磺酸鉍。鍍液中的水溶性銅鹽含量的優(yōu)選的下限以銅換算計為1g/L,進(jìn)一步優(yōu)選為5g/L。鍍液中的水溶性銅鹽含量的優(yōu)選的上限以銅換算計為50g/L,進(jìn)一步優(yōu)選為20g/L。鍍液中的水溶性錫鹽含量的優(yōu)選的下限以錫換算計為1g/L,進(jìn)一步優(yōu)選為3g/L。鍍液中的水溶性錫鹽含量的優(yōu)選的上限以錫換算計為40g/L,進(jìn)一步優(yōu)選為18g/L。鍍液中的水溶性鉍鹽含量的優(yōu)選的下限以鉍換算計為0.1g/L,進(jìn)一步優(yōu)選為0.5g/L。鍍液中的水溶性鉍鹽含量的優(yōu)選的上限以鉍換算計為30g/L,進(jìn)一步優(yōu)選為10g/L。[支持電解質(zhì)]為提高鍍液的導(dǎo)電性,鍍液還含有作為支持電解質(zhì)的游離酸。游離酸例如為硫酸、有機磺酸、硫酸根離子、有機磺酸根離子。鍍液中的游離酸濃度的優(yōu)選的下限為0.5g/L,進(jìn)一步優(yōu)選為1g/L。鍍液中的游離酸濃度的優(yōu)選的上限為400g/L,進(jìn)一步優(yōu)選為200g/L。[硫脲系化合物]鍍液還含有作為添加劑的硫脲系化合物。硫脲系化合物由化學(xué)式(1)所示。X1X2N-C(=S)-NX3X4(1)式(1)中,X1、X2、X3以及X4為氫、烷基、烯丙基、甲苯基或化學(xué)式(2)所示的基團(tuán)中的任意者。其中,X1、X2、X3以及X4不全為氫。-CH2-CH2-S-CH2-CH2-X5(2)式(2)中,X5為OH或NH2。硫脲系化合物例如為1-烯丙基-2-硫脲、1,1,3,3-四甲基2-硫脲、1,3-二乙基硫脲、1,3-二甲基硫脲、1-甲基硫脲、1-(3-甲苯基)硫脲、1,1,3-三甲基硫脲、1-(2-甲苯基)硫脲、1,3-二(2-甲苯基)硫脲等。硫脲系化合物也可以是這些化合物的組合。鍍液中的硫脲系化合物的含量過高時,存在難以生成Cu-Sn-Bi合金鍍覆膜、產(chǎn)生未鍍覆部的情況。因此,鍍液中的上述硫脲系化合物的優(yōu)選的上限為10g/L,進(jìn)一步優(yōu)選為1g/L。鍍浴中的上述硫脲系化合物的優(yōu)選的下限為0.001g/L,進(jìn)一步優(yōu)選為0.1g/L。[表面活性劑]鍍液也可以還含有表面活性劑。表面活性劑使電鍍處理中產(chǎn)生的氫氣更容易從鋼材表面和鍍覆膜向外部排出。鍍浴中的表面活性劑的優(yōu)選的含量為0.1g/L~10g/L。本實施方式的鍍液不含有氰化物。上述鍍液雖然不含有氰化物,但通過電鍍處理能夠形成Cu-Sn-Bi合金鍍覆膜。[鋼管用螺紋接頭的制造方法]使用上述鍍液的鋼管用螺紋接頭的制造方法如下。首先,準(zhǔn)備上述鍍液。接著,對鋼管用螺紋接頭的公扣部或母扣部的接觸表面實施使用上述鍍液的電鍍處理。對電鍍處理方法沒有特別限制。在鋼管用螺紋接頭為T&C型的情況下,使用上述鍍槽實施電鍍處理即可。另外,在為整體型鋼管用螺紋接頭的情況下,可以使用上述密閉容器實施電鍍處理,也可以用其它的方法實施電鍍處理。在電鍍處理之前,也可以實施閃鍍處理。通過以上制造工序可制得鋼管用螺紋接頭。電鍍處理的條件(浴溫、鍍液的pH、電流密度等)只要用周知的方法適宜地設(shè)定即可,沒有特別限制。在電鍍處理之前,也可以實施脫脂或酸洗等預(yù)處理。[在鋼管用螺紋接頭形成的鍍覆膜]由上述制造方法制得的鋼管用螺紋接頭包含在公扣部或母扣部形成的Cu-Sn-Bi合金鍍覆膜。Cu-Sn-Bi合金鍍覆膜包含Cu、Sn以及Bi,余量由雜質(zhì)組成。Cu-Sn-Bi鍍覆膜中的優(yōu)選的Cu含量為40~70質(zhì)量%,優(yōu)選的Sn含量為20~50質(zhì)量%,優(yōu)選的Bi含量為0.5~5質(zhì)量%。Cu-Sn-Bi合金鍍覆膜的優(yōu)選的厚度為3~40μm。如上所述,在Cu-Sn-Bi合金鍍覆膜下可以形成有Ni鍍覆膜,也可以代替Ni鍍覆膜而形成有Cu鍍覆膜。與以往的由含有氰化物的鍍液制得的Cu-Sn-Zn合金鍍覆膜相比,由上述制造方法制得的Cu-Sn-Bi合金鍍覆膜中的氣孔含量低。因此,具有由上述制造方法制得的Cu-Sn-Bi合金鍍覆膜的鋼管用螺紋接頭中,不易發(fā)生點銹,能夠得到優(yōu)異的耐暴露腐蝕性。進(jìn)而,由于氣孔含量低,因此Cu-Sn-Bi合金鍍覆膜的硬度高,抗咬性優(yōu)異。進(jìn)而,與Cu-Sn合金鍍覆膜相比,Cu-Sn-Bi合金鍍覆膜的耐裂隙腐蝕性優(yōu)異。將具有Cu-Sn-Bi合金鍍覆膜的鋼管用螺紋接頭彼此螺紋擰緊(上緊)時,在公扣部或母扣部的接觸表面形成有周知的潤滑覆膜。潤滑覆膜可以是粘稠液體或半固體的潤滑覆膜,也可以是固體潤滑覆膜。另外,可以是下層的固體潤滑覆膜和上層的粘稠液體或半固體這種雙層結(jié)構(gòu)的潤滑覆膜,也可以是含有固體粉末的潤滑覆膜。固體粉末只要是發(fā)揮潤滑效果的公知的物質(zhì)就沒有特別限制。固體粉末例如為石墨、MoS2(二硫化鉬)、WS2(二硫化鎢)、BN(氮化硼)、PTFE(聚四氟乙烯)、CF(氟化碳)、CaCO3(碳酸鈣)等。由本實施方式的制造方法制得的鋼管用螺紋接頭使用上述潤滑覆膜來代替以往的包含重金屬的涂布油,也顯示出優(yōu)異的抗咬性。實施例使用表1所示的試驗號1~9的鍍液,在鋼管用螺紋接頭形成鍍層。對得到的鍍層的均勻性、抗咬性、裂隙腐蝕性以及暴露防腐蝕性進(jìn)行調(diào)查。表1首先,制造多個無縫鋼管。各無縫鋼管的化學(xué)組成含有13質(zhì)量%的Cr。各無縫鋼管的外徑為244.5mm,壁厚為13.84mm,長度為1200mm。試驗號1~8中,對各鋼管的一側(cè)管端內(nèi)表面實施內(nèi)螺紋加工而形成母扣部,對相反側(cè)的另一側(cè)管端外表面實施外螺紋加工而形成公扣部,從而制造整體型鋼管用螺紋接頭。試驗號9中,準(zhǔn)備了T&C型鋼管用螺紋接頭的接箍。接箍的兩端內(nèi)表面被實施了內(nèi)螺紋加工,形成了母扣部。接箍的外徑為267.2mm,壁厚為24.0mm,長度為335mm。[鍍液的準(zhǔn)備]對于鍍液,準(zhǔn)備如下5種。(B-1)溶液:·硫酸亞錫:以錫換算計為15g/L·硫酸銅:以銅換算計為15g/L·硫酸鉍:以鉍換算計為10g/L·硫酸:200g/L·游離酸濃度:200g/L(C-1)溶液:·甲磺酸錫:以錫換算計為15g/L·甲磺酸銅:以銅換算計為15g/L·硫酸:180g/L(D-1)溶液:·甲磺酸錫:以錫換算計為30g/L·甲磺酸鉍:以鉍換算計為10g/L·甲磺酸:180g/L(E-1)溶液:·硫酸銅:250g/L·硫酸:110g/L(F-1)溶液(日本化學(xué)產(chǎn)業(yè)株式會社制):·Sn:8.5g/L·Cu:23.0g/L·Zn:0.7g/L·氰化鈉:19.0g/L·苛性鈉:13.0g/L(B-1)溶液在本實施方式的鍍液的組成的范圍內(nèi)。(C-1)溶液為含有作為金屬的銅和錫的硫酸浴。(D-1)溶液為含有作為金屬的錫和鉍的甲磺酸浴。(E-1)溶液為僅含有作為金屬的銅的硫酸浴。(F-1)溶液為含有氰化物的氰化物浴。在各溶液中添加表1所示的添加劑和表面活性劑。試驗號1~7使用了作為非離子表面活性劑的聚氧乙烯基壬基醚。[電鍍處理]對于試驗號1~8,使用表1所示的鍍液,對整體型鋼管用螺紋接頭的母扣部實施電鍍處理。具體而言,對鋼管用螺紋接頭的母扣部罩上可密閉的密閉容器。在密閉容器內(nèi)填充鍍液來實施電鍍處理。將試驗號1~6以及試驗號8的浴溫設(shè)定為35℃。將試驗號7的浴溫設(shè)定為30℃。鍍覆時間如表1所示。對于試驗號9,使用表1所示的鍍液對T&C型鋼管用螺紋接頭的接箍實施電鍍處理。具體而言,將接箍浸漬到鍍浴中來實施電鍍處理。將浴溫設(shè)定為45℃。鍍覆時間如表1所示。使用EDX(能量色散型X射線分析)來測定得到的鍍覆膜的化學(xué)組成。試驗號1~5的Cu-Sn-Bi合金鍍覆膜的化學(xué)組成為Cu含量:50質(zhì)量%、Sn含量:48質(zhì)量%、Bi含量:2質(zhì)量%。試驗號6的Cu-Sn合金鍍覆膜的化學(xué)組成為Cu含量:55質(zhì)量%、Sn含量:45質(zhì)量%。試驗號7的Sn-Bi合金鍍覆膜的化學(xué)組成為Sn含量:90質(zhì)量%、Bi含量:10質(zhì)量%。試驗號8的Cu鍍覆膜的化學(xué)組成為Cu含量:100質(zhì)量%。試驗號9的Cu-Sn-Zn合金鍍覆膜的化學(xué)組成為Cu含量:55質(zhì)量%、Sn含量:35質(zhì)量%、Zn含量:10質(zhì)量%。[未鍍覆部判定試驗]對于在各試驗號的條件下形成的鍍覆膜,用目視判定是否產(chǎn)生未鍍覆部(局部地沒有形成鍍覆膜、露出鋼材的表面的部分)。具體而言,用目視觀察各試驗號的鍍覆膜,確認(rèn)“焦糊”的有無。表1示出判定結(jié)果?!癊”(Excellent)表示沒有確認(rèn)到焦糊,均勻地形成了鍍覆膜?!癗A”(NotAcceptable)表示在鍍覆膜中確認(rèn)到“焦糊”。[抗咬性評價試驗]對于在各試驗號的條件下形成了鍍覆膜的母扣部的接觸表面,通過以下方法形成潤滑覆膜。作為潤滑劑,使用綠色涂布油,具體而言,使用BestolifeCorporation公司制造的商品名:Bestolife“3010”NMSPECIAL。潤滑覆膜的厚度為100μm。使用在各試驗號的條件下形成了鍍覆膜的母扣部以及未經(jīng)過電鍍處理的公扣部,反復(fù)實施螺紋擰緊(上緊)以及螺紋松動(卸開)。試驗在常溫(25℃)下實施。螺紋擰緊時以及螺紋松動時的轉(zhuǎn)矩為49351.8N·m(36400ft·lbs)。在實施1次螺紋擰緊以及螺紋松動之后,將母扣部用溶劑清洗,從而去除潤滑覆膜。用目視觀察被去除潤滑覆膜的母扣部的接觸表面,調(diào)查是否產(chǎn)生咬壞。最多反復(fù)10次螺紋擰緊和螺紋松動,將從最初觀察到咬壞的次數(shù)N減去1的次數(shù)(即,N-1次,以下將該次數(shù)稱為M&B次數(shù))作為抗咬性的評價指標(biāo)。M&B次數(shù)為“10”的情況表示,即使在反復(fù)10次螺紋擰緊以及螺紋松動之后也沒能夠觀察到咬壞。將試驗結(jié)果示于表1。[裂隙腐蝕試驗]準(zhǔn)備由碳鋼形成的(與JISG3141(2011)中定義的SPCC相當(dāng))板材。從板材提取多個試驗片。對于試驗片,使用各試驗號的鍍液在上述條件下實施電鍍,準(zhǔn)備表面具有表1所示的鍍覆膜的鍍覆試驗片。將從板材提取的試驗片中的未經(jīng)過電鍍處理的試驗片(以下,稱為非鍍覆試驗片)與各試驗號的鍍覆試驗片接觸,以該狀態(tài)將兩者用螺栓固定,從而制作固定試驗片。被固定的鍍覆試驗片與非鍍覆試驗片的接觸面為50mm×50mm。使用固定試驗片來實施裂隙腐蝕試驗。將固定試驗片浸漬于含有20質(zhì)量%的NaCl的沸水中1個月(31日)。1個月后取出固定試驗片,測定非鍍覆試驗片的表面中與鍍覆試驗片接觸的表面的最大腐蝕深度。將測定結(jié)果示于表1。表中的“E”(Excellent)表示最大腐蝕深度小于1μm。“G”(Good)表示最大腐蝕深度1~小于5μm。“A”(Acceptable)表示最大腐蝕深度5~小于10μm?!癗A”(NotAcceptable)表示最大腐蝕深度為10μm以上。[暴露腐蝕試驗]準(zhǔn)備與上述裂隙腐蝕試驗中使用的試驗片相同的鍍覆試驗片。試驗片的表面中形成有鍍覆膜的表面(稱為觀察面)為50mm×50mm。對各鍍覆試驗片實施24小時根據(jù)JISZ2371(2000)的鹽水噴霧試驗。求出試驗后的觀察面中產(chǎn)生銹(點銹)的部分的面積。將試驗結(jié)果示于表1。表1中的“E”表示在觀察面整面沒有產(chǎn)生銹。“G”表示觀察面上產(chǎn)生銹的面積率小于5%?!癆”表示觀察面上的產(chǎn)生銹的面積率5%~小于20%。“NA”表示觀察面上的產(chǎn)生銹的面積率為20%以上。[試驗結(jié)果]參照表1,對于試驗號1~3,鍍液的基本組成以及添加劑這兩者在本申請的范圍內(nèi)。因此,均勻地形成了Cu-Sn-Bi鍍覆膜,沒有發(fā)生焦糊。進(jìn)而,M&B次數(shù)均為10次,顯示出優(yōu)異的抗咬性。而且,這些試驗號的鍍覆膜得到了優(yōu)異的耐裂隙腐蝕性和耐暴露腐蝕性。另一方面,試驗號4的鍍液沒有含有作為添加劑的硫脲系化合物。因此,M&B次數(shù)小于4次且鍍覆膜的抗咬性低。而且,在鍍覆膜觀察到焦糊。認(rèn)為這表明產(chǎn)生了未鍍覆部。對于試驗號5的鍍液,作為添加劑的硫脲系化合物的含量過高。因此,M&B次數(shù)也低至小于4次,抗咬性低。而且,在鍍覆膜觀察到焦糊。認(rèn)為這表明產(chǎn)生了未鍍覆部。由試驗號6的鍍液形成的覆膜為Cu-Sn合金鍍覆膜。因此,耐裂隙腐蝕性和耐暴露腐蝕性低。由試驗號7的鍍液形成的覆膜為Sn-Bi合金鍍覆膜。因此,M&B次數(shù)低至小于4次。由試驗號8的鍍液形成的覆膜為Cu鍍覆膜。因此,M&B次數(shù)也低至小于4次,抗咬性低。試驗號9的鍍液中使用了含有氰化物的鍍液。在此情況下,均勻地形成了Cu-Sn-Zn合金鍍覆膜。然而,由該鍍液形成的Cu-Sn-Zn合金鍍覆膜的耐暴露腐蝕性低。認(rèn)為,由于鍍液含有氰化物,因此電鍍處理中產(chǎn)生大量氫氣,其結(jié)果,鍍覆膜內(nèi)形成了許多氣孔。以上,對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行了說明。然而,上述實施方式僅為用于實施本發(fā)明的例示。因此,本發(fā)明不限于上述實施方式,在不脫離其主旨的范圍內(nèi),可適宜地變更上述實施方式來實施。當(dāng)前第1頁1 2 3 當(dāng)前第1頁1 2 3 
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