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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-12
(45)【発行日】2024-12-20
(54)【発明の名称】油井用金属管
(51)【国際特許分類】
F16L 15/04 20060101AFI20241213BHJP
C25D 5/26 20060101ALI20241213BHJP
C25D 7/04 20060101ALI20241213BHJP
C23C 28/00 20060101ALI20241213BHJP
【ＦＩ】
F16L15/04 A
C25D5/26 G
C25D7/04
C23C28/00 A
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2023546885
(86)(22)【出願日】2022-08-26
(86)【国際出願番号】 JP2022032244
(87)【国際公開番号】W WO2023037910
(87)【国際公開日】2023-03-16
【審査請求日】2024-02-15
(31)【優先権主張番号】P 2021145098
(32)【優先日】2021-09-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】日本製鉄株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】595099867
【氏名又は名称】バローレック・オイル・アンド・ガス・フランス
(74)【代理人】
【識別番号】110001553
【氏名又は名称】アセンド弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】大島 真宏
(72)【発明者】
【氏名】木本 雅也
(72)【発明者】
【氏名】アントワン アレクサンドル
(72)【発明者】
【氏名】ムニョス ダニエル
【審査官】伊藤 紀史
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１９／０７４１０３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１９／０４４９６１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特表２０１８－５１３３２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／２１６４１６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１８／２１６４７５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０２０－２９９４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平５－２１２４３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２１／１６６１００（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０２２／０４５２０９（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｌ １５／００
Ｅ２１Ｂ １７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
油井用金属管であって、第１端部と第２端部とを含む管本体を備え、
前記管本体は、
前記第１端部に形成されているピンと、
前記第２端部に形成されているボックスとを含み、
前記ピンは、
雄ねじ部を含むピン接触表面を含み、
前記ボックスは、
雌ねじ部を含むボックス接触表面を含み、
前記油井用金属管はさらに、
前記ピン接触表面と、前記ボックス接触表面との少なくとも一方の上に形成されているＺｎ－Ｎｉ合金めっき層を備え、
前記Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層のＸ線回折強度が式（１）を満たす、
油井用金属管。
Ｉ18／（Ｉ18＋Ｉ36＋Ｉ54）≧０．６０ （１）
ここで、式（１）中のＩ18には、ミラー指数の二乗和が１８となる｛４１１｝及び｛３３０｝のＸ線回折強度が、単位ｃｐｓで代入される。式（１）中のＩ36には、ミラー指数の二乗和が３６となる｛４４２｝及び｛６００｝のＸ線回折強度が、単位ｃｐｓで代入される。式（１）中のＩ54には、ミラー指数の二乗和が５４となる｛５５２｝のＸ線回折強度が、単位ｃｐｓで代入される。
【請求項2】
請求項１に記載の油井用金属管であって、前記Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層の厚さは５～２５μｍである、
油井用金属管。
【請求項3】
請求項１又は請求項２に記載の油井用金属管であって、前記Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層の上又は上方に潤滑被膜を備える、
油井用金属管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、油井用金属管に関し、さらに詳しくは、ねじ継手が形成された油井用金属管に関する。
【背景技術】
【0002】
油田や天然ガス田（以下、油田及び天然ガス田を総称して「油井」という）の採掘のために、油井用金属管が使用される。具体的には、油井採掘地において、油井の深さに応じて、複数の油井用金属管を連結して、ケーシングやチュービングに代表される油井管連結体を形成する。油井管連結体は、油井用金属管の端部に形成されたねじ継手同士をねじ締めすることによって形成される。油井管連結体に対して検査を実施する場合がある。検査を実施する場合、油井管連結体が引き上げられ、ねじ継手がねじ戻しされる。そして、ねじ戻しされて油井管連結体から取り外された油井用金属管を検査する。検査後、油井用金属管のねじ継手が再びねじ締めされ、油井管連結体の一部として再度利用される。
【0003】
油井用金属管は、第１端部と第２端部とを含む管本体を備える。管本体は、第１端部に形成されているピンと、第２端部に形成されているボックスとを含む。ピンは、管本体の第１端部の外周面に、雄ねじ部を含むピン接触表面を有する。ボックスは、ピンと反対側の管本体の端部（第２端部）の内周面に、雌ねじ部を含むボックス接触表面を有する。油井用金属管に端部に形成されたねじ継手がねじ締めされるとき、ピン接触表面はボックス接触表面と接触する。
【0004】
ピン接触表面及びボックス接触表面は、油井用金属管のねじ締め及びねじ戻し時に強い摩擦を繰り返し受ける。これらの部位に、摩擦に対する十分な耐久性がなければ、ねじ締め及びねじ戻しを繰り返した時にゴーリング（修復不可能な焼付き）が発生する。したがって、油井用金属管には、摩擦に対する十分な耐久性、すなわち、優れた耐焼付き性が要求される。
【0005】
従来、耐焼付き性を向上するために、ドープと呼ばれる重金属入りのコンパウンドグリスが使用されてきた。ピン接触表面及び／又はボックス接触表面にコンパウンドグリスを塗布することで、油井用金属管の耐焼付き性を改善できる。しかしながら、コンパウンドグリスに含まれるＰｂ、Ｚｎ及びＣｕ等の重金属は、環境に影響を与える可能性がある。このため、コンパウンドグリスを使用しなくても、耐焼付き性に優れる油井用金属管の開発が望まれている。
【0006】
特許文献１（国際公開第２０１６／１７００３１号）に開示される油井用金属管では、コンパウンドグリスに代えて、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層をピン接触表面又はボックス接触表面に形成している。油井用金属管の接触表面に形成されたＺｎ－Ｎｉ合金めっき層中のＺｎは、犠牲防食により、油井用金属管の耐食性を高める。さらに、Ｚｎ－Ｎｉ合金は、耐摩耗特性にも優れる、と特許文献１には開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】国際公開第２０１６／１７００３１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ところで、油井用金属管のねじ締め及びねじ戻し時においては、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層も強い摩擦を繰り返し受ける。強い摩擦を繰り返し受けたＺｎ－Ｎｉ合金めっき層の一部が剥離すれば、接触表面の摩擦係数が一気に高まり、油井用金属管の耐焼付き性が急激に低下する。したがって、油井用金属管の接触表面に形成されるＺｎ－Ｎｉ合金めっき層は、強い摩擦を繰り返し受けても剥離しにくい方が好ましい。以下、本明細書において、強い摩擦を繰り返し受けても剥離しにくいことを、「密着性が高い」ともいう。
【0009】
上記特許文献１に開示される技術によれば、ピン接触表面又はボックス接触表面にＺｎ－Ｎｉ合金めっき層を形成することで、油井用金属管の耐焼付き性を高めることができる。しかしながら、上記特許文献１には、油井用金属管の接触表面上に形成されたＺｎ－Ｎｉ合金めっき層の密着性について、検討されていない。
【0010】
本開示の目的は、高い密着性を有するＺｎ－Ｎｉ合金めっき層を備えた油井用金属管を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本開示による油井用金属管は、
第１端部と第２端部とを含む管本体を備え、
前記管本体は、
前記第１端部に形成されているピンと、
前記第２端部に形成されているボックスとを含み、
前記ピンは、
雄ねじ部を含むピン接触表面を含み、
前記ボックスは、
雌ねじ部を含むボックス接触表面を含み、
前記油井用金属管はさらに、
前記ピン接触表面と、前記ボックス接触表面との少なくとも一方の上に形成されているＺｎ－Ｎｉ合金めっき層を備え、
前記Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層のＸ線回折強度が、式（１）を満たす。
Ｉ18／（Ｉ18＋Ｉ36＋Ｉ54）≧０．６０ （１）
ここで、式（１）中のＩ18には、ミラー指数の二乗和が１８となる｛４１１｝及び｛３３０｝のＸ線回折強度が、単位ｃｐｓで代入される。式（１）中のＩ36には、ミラー指数の二乗和が３６となる｛４４２｝及び｛６００｝のＸ線回折強度が、単位ｃｐｓで代入される。式（１）中のＩ54には、ミラー指数の二乗和が５４となる｛５５２｝のＸ線回折強度が、単位ｃｐｓで代入される。
第１端部と第２端部とを含む管本体を備え、
前記管本体は、
前記第１端部に形成されているピンと、
前記第２端部に形成されているボックスとを含み、
前記ピンは、
雄ねじ部を含むピン接触表面を含み、
前記ボックスは、
雌ねじ部を含むボックス接触表面を含み、
前記油井用金属管はさらに、
前記ピン接触表面と、前記ボックス接触表面との少なくとも一方の上に形成されているＺｎ－Ｎｉ合金めっき層を備え、
前記Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層のＸ線回折強度が、式（１）を満たす。
Ｉ18／（Ｉ18＋Ｉ36＋Ｉ54）≧０．６０ （１）
ここで、式（１）中のＩ18には、ミラー指数の二乗和が１８となる｛４１１｝及び｛３３０｝のＸ線回折強度が、単位ｃｐｓで代入される。式（１）中のＩ36には、ミラー指数の二乗和が３６となる｛４４２｝及び｛６００｝のＸ線回折強度が、単位ｃｐｓで代入される。式（１）中のＩ54には、ミラー指数の二乗和が５４となる｛５５２｝のＸ線回折強度が、単位ｃｐｓで代入される。
【発明の効果】
【0012】
本開示による油井用金属管のＺｎ－Ｎｉ合金めっき層は、高い密着性を有する。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【発明を実施するための形態】
【0014】
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。
【0015】
本発明者らは、油井用金属管のピン接触表面とボックス接触表面との少なくとも一方に形成されたＺｎ－Ｎｉ合金めっき層について、その密着性を高める手段を詳細に検討した。その結果、本発明者らは次の知見を得た。
【0016】
金属材料の物理的及び化学的な性質は、材料の結晶学的な構造や、表面形態に代表される微細構造によって、影響を受ける。そこで本発明者らは、金属材料であるＺｎ－Ｎｉ合金めっき層のミクロ組織に着目して、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層の密着性を高める手段を詳細に検討した。その結果、本発明者らは、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層中の結晶の方位によって、密着性が変化することを知見した。本明細書において、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層中の結晶の方位の分布状態を、「Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層の配向性」ともいう。つまり、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層の配向性を適切に制御できれば、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層の密着性を高められる可能性があると、本発明者らは考えた。
【0017】
ここで、金属材料の配向性を評価する手法として、Ｘ線回折分析（ＸＲＤ：Ｘ－Ｒａｙ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ）がある。ＸＲＤでは、Ｘ線が原子の周りにある電子によって散乱、干渉した結果起こる回折を解析する。そのため、ＸＲＤでは、材料中の原子の配列状態ごとに、特有の回折パターンが得られる。つまり、ＸＲＤによって得られた回折パターンから、結晶の大きさや、材料の配向性を評価することができる。
【0018】
そこで本発明者らは、接触表面上にＺｎ－Ｎｉ合金めっき層を形成した油井用金属管を種々製造して、ＸＲＤによってＺｎ－Ｎｉ合金めっき層の配向性を評価し、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層の配向性と密着性との関係を調査した。その結果、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層のＸ線回折強度が、次の式（１）を満たしていれば、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層の密着性が顕著に高まることが明らかになった。
Ｉ18／（Ｉ18＋Ｉ36＋Ｉ54）≧０．６０ （１）
ここで、式（１）中のＩ18には、ミラー指数の二乗和が１８となる｛４１１｝及び｛３３０｝のＸ線回折強度が、単位ｃｐｓで代入される。式（１）中のＩ36には、ミラー指数の二乗和が３６となる｛４４２｝及び｛６００｝のＸ線回折強度が、単位ｃｐｓで代入される。式（１）中のＩ54には、ミラー指数の二乗和が５４となる｛５５２｝のＸ線回折強度が、単位ｃｐｓで代入される。
Ｉ18／（Ｉ18＋Ｉ36＋Ｉ54）≧０．６０ （１）
ここで、式（１）中のＩ18には、ミラー指数の二乗和が１８となる｛４１１｝及び｛３３０｝のＸ線回折強度が、単位ｃｐｓで代入される。式（１）中のＩ36には、ミラー指数の二乗和が３６となる｛４４２｝及び｛６００｝のＸ線回折強度が、単位ｃｐｓで代入される。式（１）中のＩ54には、ミラー指数の二乗和が５４となる｛５５２｝のＸ線回折強度が、単位ｃｐｓで代入される。
【0019】
Ｆｎ１＝Ｉ18／（Ｉ18＋Ｉ36＋Ｉ54）と定義する。Ｆｎ１は、｛４１１｝及び｛３３０｝の配向傾向を示す指標である。つまり、Ｆｎ１が大きいほど、｛４１１｝及び｛３３０｝が同じ方向に揃っていることを示す。本発明者らのさらなる詳細な検討の結果、Ｆｎ１が０．６０以上となれば、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層の密着性が顕著に高まることが明らかになった。この点について、図面を用いて具体的に説明する。
【0020】
図１は、本実施例におけるＦｎ１（＝Ｉ18／（Ｉ18＋Ｉ36＋Ｉ54））と、密着性の指標である密着性評価との関係を示す図である。図１は、後述する実施例を用いて作成した。Ｆｎ１を求めるためのＸ線回折強度、及び、密着性評価は、後述する方法で求めた。なお、密着性評価について、最も剥離の少ない場合「０」であり、最も剥離の多い場合「５」である。
【0021】
図１を参照して、Ｆｎ１が０．６０以上になると、密着性評価が急激に低下する。つまり、Ｆｎ１が０．６０以上になれば、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層の密着性が顕著に高まる。したがって、本実施形態による油井用金属管では、接触表面上に形成されたＺｎ－Ｎｉ合金めっき層において、Ｆｎ１を０．６０以上とする。
【0022】
なお、Ｆｎ１が０．６０以上とした場合に、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層の密着性が高まる理由について、詳細は明らかになっていない。しかしながら、本発明者らは次のように推察している。上述のとおり、金属材料の物理的及び化学的な性質は、材料の結晶学的な構造によって影響を受ける。つまり、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層の配向性が異なれば、結晶格子中の歪みの残存しやすさも変わる可能性がある。ここで、｛４１１｝及び｛３３０｝が同じ方向に揃っている場合、歪みが残存しにくい可能性がある。その結果、Ｆｎ１を０．６０以上にまで高めれば、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層中の残留引張応力が低減でき、密着性が高まるのではないかと、本発明者らは考えている。
【0023】
以上のメカニズムにより、Ｆｎ１を０．６０以上とするＺｎ－Ｎｉ合金めっき層の密着性が高まると本発明者らは推察している。なお、上記メカニズムとは異なるメカニズムによって、Ｆｎ１を０．６０以上とするＺｎ－Ｎｉ合金めっき層の密着性が高まっている可能性もある。しかしながら、Ｆｎ１を０．６０以上とすることにより、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層の密着性が高まることは、後述の実施例によって証明されている。
【0024】
以上の知見に基づいて完成した本実施形態による油井用金属管の要旨は、次のとおりである。
【0025】
［１］
油井用金属管であって、
第１端部と第２端部とを含む管本体を備え、
前記管本体は、
前記第１端部に形成されているピンと、
前記第２端部に形成されているボックスとを含み、
前記ピンは、
雄ねじ部を含むピン接触表面を含み、
前記ボックスは、
雌ねじ部を含むボックス接触表面を含み、
前記油井用金属管はさらに、
前記ピン接触表面と、前記ボックス接触表面上の少なくとも一方の上に形成されているＺｎ－Ｎｉ合金めっき層を備え、
前記Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層のＸ線回折強度が、式（１）を満たす、
油井用金属管。
Ｉ18／（Ｉ18＋Ｉ36＋Ｉ54）≧０．６０ （１）
ここで、式（１）中のＩ18には、ミラー指数の二乗和が１８となる｛４１１｝及び｛３３０｝のＸ線回折強度が、単位ｃｐｓで代入される。式（１）中のＩ36には、ミラー指数の二乗和が３６となる｛４４２｝及び｛６００｝のＸ線回折強度が、単位ｃｐｓで代入される。式（１）中のＩ54には、ミラー指数の二乗和が５４となる｛５５２｝のＸ線回折強度が、単位ｃｐｓで代入される。
油井用金属管であって、
第１端部と第２端部とを含む管本体を備え、
前記管本体は、
前記第１端部に形成されているピンと、
前記第２端部に形成されているボックスとを含み、
前記ピンは、
雄ねじ部を含むピン接触表面を含み、
前記ボックスは、
雌ねじ部を含むボックス接触表面を含み、
前記油井用金属管はさらに、
前記ピン接触表面と、前記ボックス接触表面上の少なくとも一方の上に形成されているＺｎ－Ｎｉ合金めっき層を備え、
前記Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層のＸ線回折強度が、式（１）を満たす、
油井用金属管。
Ｉ18／（Ｉ18＋Ｉ36＋Ｉ54）≧０．６０ （１）
ここで、式（１）中のＩ18には、ミラー指数の二乗和が１８となる｛４１１｝及び｛３３０｝のＸ線回折強度が、単位ｃｐｓで代入される。式（１）中のＩ36には、ミラー指数の二乗和が３６となる｛４４２｝及び｛６００｝のＸ線回折強度が、単位ｃｐｓで代入される。式（１）中のＩ54には、ミラー指数の二乗和が５４となる｛５５２｝のＸ線回折強度が、単位ｃｐｓで代入される。
【0026】
［２］
［１］に記載の油井用金属管であって、
前記Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層の厚さは５～２５μｍである、
油井用金属管。
［１］に記載の油井用金属管であって、
前記Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層の厚さは５～２５μｍである、
油井用金属管。
【0027】
［３］
［１］又は［２］に記載の油井用金属管であって、
前記Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層の上又は上方に潤滑被膜を備える、
油井用金属管。
［１］又は［２］に記載の油井用金属管であって、
前記Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層の上又は上方に潤滑被膜を備える、
油井用金属管。
【0028】
以下、本実施形態による油井用金属管について詳述する。
【0029】
［油井用金属管の構成］
初めに、本実施形態による油井用金属管の構成について説明する。油井用金属管は周知の構成を有する。油井用金属管は、Ｔ＆Ｃ型の油井用金属管と、インテグラル型の油井用金属管とがある。以下、各タイプの油井用金属管について詳述する。
初めに、本実施形態による油井用金属管の構成について説明する。油井用金属管は周知の構成を有する。油井用金属管は、Ｔ＆Ｃ型の油井用金属管と、インテグラル型の油井用金属管とがある。以下、各タイプの油井用金属管について詳述する。
【0030】
［油井用金属管がＴ＆Ｃ型である場合］
図２は、本実施形態による油井用金属管１の一例を示す構成図である。図２は、いわゆるＴ＆Ｃ型（Ｔｈｒｅａｄｅｄ ａｎｄ Ｃｏｕｐｌｅｄ）の油井用金属管１の構成図である。図２を参照して、油井用金属管１は、管本体１０を備える。
図２は、本実施形態による油井用金属管１の一例を示す構成図である。図２は、いわゆるＴ＆Ｃ型（Ｔｈｒｅａｄｅｄ ａｎｄ Ｃｏｕｐｌｅｄ）の油井用金属管１の構成図である。図２を参照して、油井用金属管１は、管本体１０を備える。
【0031】
管本体１０は、管軸方向に延びている。管本体１０の管軸方向に垂直な断面は円形状である。管本体１０は、第１端部１０Ａと、第２端部１０Ｂとを含む。第１端部１０Ａは、第２端部１０Ｂの反対側の端部である。図２に示すＴ＆Ｃ型の油井用金属管１では、管本体１０は、ピン管体１１と、カップリング１２とを備える。カップリング１２は、ピン管体１１の一端に取り付けられている。より具体的には、カップリング１２は、ピン管体１１の一端にねじにより締結されている。
【0032】
図３は、図２に示す油井用金属管１のカップリング１２の管軸方向に平行な断面（縦断面）を示す一部断面図である。図２及び図３を参照して、管本体１０は、ピン４０と、ボックス５０とを含む。ピン４０は、管本体１０の第１端部１０Ａに形成されている。ピン４０は、締結時において、他の油井用金属管（図示せず）のボックス５０に挿入されて、他の油井用金属管１のボックス５０とねじにより締結される。
【0033】
ボックス５０は、管本体１０の第２端部１０Ｂに形成されている。締結時において、ボックス５０には、他の油井用金属管１のピン４０が挿入されて、他の油井用金属管１のピン４０とねじにより締結される。
【0034】
［ピンの構成について］
図４は、図３に示す油井用金属管１のうちのピン４０近傍部分の、油井用金属管１の管軸方向に平行な断面図である。図４中の破線部分は、他の油井用金属管１と締結する場合の、他の油井用金属管１のボックス５０の構成を示す。図４を参照して、ピン４０は、管本体１０の第１端部１０Ａの外周面に、ピン接触表面４００を備える。ピン接触表面４００は、他の油井用金属管１との締結時において、他の油井用金属管１のボックス５０と接触する。
図４は、図３に示す油井用金属管１のうちのピン４０近傍部分の、油井用金属管１の管軸方向に平行な断面図である。図４中の破線部分は、他の油井用金属管１と締結する場合の、他の油井用金属管１のボックス５０の構成を示す。図４を参照して、ピン４０は、管本体１０の第１端部１０Ａの外周面に、ピン接触表面４００を備える。ピン接触表面４００は、他の油井用金属管１との締結時において、他の油井用金属管１のボックス５０と接触する。
【0035】
ピン接触表面４００は、第１端部１０Ａの外周面に形成された雄ねじ部４１を少なくとも含む。ピン接触表面４００はさらに、ピンシール面４２と、ピンショルダ面４３とを含んでもよい。図４では、ピンシール面４２は、第１端部１０Ａの外周面のうち、雄ねじ部４１よりも第１端部１０Ａの先端側に配置されている。つまり、ピンシール面４２は、雄ねじ部４１とピンショルダ面４３との間に配置されている。ピンシール面４２はテーパ状に設けられている。具体的には、ピンシール面４２では、第１端部１０Ａの長手方向（管軸方向）において、雄ねじ部４１からピンショルダ面４３に向かうにしたがって、外径が徐々に小さくなっている。
【0036】
他の油井用金属管１との締結時において、ピンシール面４２は、他の油井用金属管１のボックス５０のボックスシール面５２（後述）と接触する。より具体的には、締結時において、ピン４０が他の油井用金属管１のボックス５０に挿入されることにより、ピンシール面４２がボックスシール面５２と接触する。そして、ピン４０が他の油井用金属管１のボックス５０にさらにねじ込まれることにより、ピンシール面４２は、ボックスシール面５２と密着する。これにより、締結時において、ピンシール面４２は、ボックスシール面５２と密着してメタル－メタル接触に基づくシールを形成する。そのため、互いに締結された油井用金属管１において、気密性を高めることができる。
【0037】
図４では、ピンショルダ面４３は、第１端部１０Ａの先端面に配置されている。つまり、図４に示すピン４０では、管本体１０の中央から第１端部１０Ａに向かって順に、雄ねじ部４１、ピンシール面４２、ピンショルダ面４３の順に配置されている。他の油井用金属管１との締結時において、ピンショルダ面４３は、他の油井用金属管１のボックス５０のボックスショルダ面５３（後述）と対向し、接触する。より具体的には、締結時において、ピン４０が他の油井用金属管１のボックス５０に挿入されることにより、ピンショルダ面４３がボックスショルダ面５３と接触する。これにより、締結時において、高いトルクを得ることができる。また、ピン４０とボックス５０との締結状態での位置関係を安定させることができる。
【0038】
なお、ピン４０のピン接触表面４００は、少なくとも雄ねじ部４１を含んでいる。つまり、ピン接触表面４００は、雄ねじ部４１を含み、ピンシール面４２及びピンショルダ面４３を含んでいなくてもよい。ピン接触表面４００は、雄ねじ部４１とピンショルダ面４３とを含み、ピンシール面４２を含んでいなくてもよい。ピン接触表面４００は、雄ねじ部４１とピンシール面４２とを含み、ピンショルダ面４３を含んでいなくてもよい。
【0039】
［ボックスの構成について］
図５は、図３に示す油井用金属管１のうちのボックス５０近傍部分の、油井用金属管１の管軸方向に平行な断面図である。図５中の破線部分は、他の油井用金属管１と締結する場合の、他の油井用金属管１のピン４０の構成を示す。図５を参照して、ボックス５０は、管本体１０の第２端部１０Ｂの内周面に、ボックス接触表面５００を備える。ボックス接触表面５００は、他の油井用金属管１との締結時において、他の油井用金属管１のピン４０がねじ込まれ、ピン４０のピン接触表面４００と接触する。
図５は、図３に示す油井用金属管１のうちのボックス５０近傍部分の、油井用金属管１の管軸方向に平行な断面図である。図５中の破線部分は、他の油井用金属管１と締結する場合の、他の油井用金属管１のピン４０の構成を示す。図５を参照して、ボックス５０は、管本体１０の第２端部１０Ｂの内周面に、ボックス接触表面５００を備える。ボックス接触表面５００は、他の油井用金属管１との締結時において、他の油井用金属管１のピン４０がねじ込まれ、ピン４０のピン接触表面４００と接触する。
【0040】
ボックス接触表面５００は、第２端部１０Ｂの内周面に形成された雌ねじ部５１を少なくとも含む。締結時において、雌ねじ部５１は、他の油井用金属管１のピン４０の雄ねじ部４１と噛み合う。
【0041】
ボックス接触表面５００はさらに、ボックスシール面５２と、ボックスショルダ面５３とを含んでもよい。図５では、ボックスシール面５２は、第２端部１０Ｂの内周面のうち、雌ねじ部５１よりも管本体１０側に配置されている。つまり、ボックスシール面５２は、雌ねじ部５１とボックスショルダ面５３との間に配置されている。ボックスシール面５２はテーパ状に設けられている。具体的には、ボックスシール面５２では、第２端部１０Ｂの長手方向（管軸方向）において、雌ねじ部５１からボックスショルダ面５３に向かうにしたがって、内径が徐々に小さくなっている。
【0042】
他の油井用金属管１との締結時において、ボックスシール面５２は、他の油井用金属管１のピン４０のピンシール面４２と接触する。より具体的には、締結時において、ボックス５０に他の油井用金属管１のピン４０がねじ込まれることにより、ボックスシール面５２がピンシール面４２と接触し、さらにねじ込まれることにより、ボックスシール面５２がピンシール面４２と密着する。これにより、締結時において、ボックスシール面５２は、ピンシール面４２と密着してメタル－メタル接触に基づくシールを形成する。そのため、互いに締結された油井用金属管１において、気密性を高めることができる。
【0043】
ボックスショルダ面５３は、ボックスシール面５２よりも管本体１０側に配置されている。つまり、ボックス５０では、管本体１０の中央から第２端部１０Ｂの先端に向かって順に、ボックスショルダ面５３、ボックスシール面５２、雌ねじ部５１、の順に配置されている。他の油井用金属管１との締結時において、ボックスショルダ面５３は、他の油井用金属管１のピン４０のピンショルダ面４３と対向し、接触する。より具体的には、締結時において、ボックス５０に他の油井用金属管１のピン４０が挿入されることにより、ボックスショルダ面５３がピンショルダ面４３と接触する。これにより、締結時において、高いトルクを得ることができる。また、ピン４０とボックス５０との締結状態での位置関係を安定させることができる。
【0044】
ボックス接触表面５００は、少なくとも雌ねじ部５１を含む。締結時において、ボックス５０のボックス接触表面５００の雌ねじ部５１は、ピン４０のピン接触表面４００の雄ねじ部４１に対応し、雄ねじ部４１と接触する。ボックスシール面５２は、ピンシール面４２と対応し、ピンシール面４２と接触する。ボックスショルダ面５３は、ピンショルダ面４３と対応し、ピンショルダ面４３と接触する。
【0045】
ピン接触表面４００が雄ねじ部４１を含み、ピンシール面４２及びピンショルダ面４３を含まない場合、ボックス接触表面５００は雌ねじ部５１を含み、ボックスシール面５２及びボックスショルダ面５３を含まない。ピン接触表面４００が雄ねじ部４１とピンショルダ面４３とを含み、ピンシール面４２を含まない場合、ボックス接触表面５００は、雌ねじ部５１とボックスショルダ面５３とを含み、ボックスシール面５２を含まない。ピン接触表面４００が雄ねじ部４１とピンシール面４２とを含み、ピンショルダ面４３を含まない場合、ボックス接触表面５００は、雌ねじ部５１とボックスシール面５２とを含み、ボックスショルダ面５３を含まない。
【0046】
ピン接触表面４００は、複数の雄ねじ部４１を含んでもよく、複数のピンシール面４２を含んでもよく、複数のピンショルダ面４３を含んでもよい。たとえば、ピン４０のピン接触表面４００において、第１端部１０Ａの先端から管本体１０の中央に向かって、ピンショルダ面４３、ピンシール面４２、雄ねじ部４１、ピンシール面４２、ピンショルダ面４３、ピンシール面４２、雄ねじ部４１の順で配置されてもよい。この場合、ボックス５０のボックス接触表面５００において、第２端部１０Ｂの先端から管本体１０の中央に向かって、雌ねじ部５１、ボックスシール面５２、ボックスショルダ面５３、ボックスシール面５２、雌ねじ部５１、ボックスシール面５２、ボックスショルダ面５３の順に配置される。
【0047】
図４及び図５では、ピン４０が、雄ねじ部４１、ピンシール面４２、及び、ピンショルダ面４３を含み、ボックス５０が、雌ねじ部５１、ボックスシール面５２、及び、ボックスショルダ面５３を含む、いわゆる、プレミアムジョイントを図示している。しかしながら、上述のとおり、ピン４０は、雄ねじ部４１を含み、ピンシール面４２及びピンショルダ面４３を含んでいなくてもよい。この場合、ボックス５０は、雌ねじ部５１を含み、ボックスシール面５２及びボックスショルダ面５３を含んでいない。図６は、ピン４０が雄ねじ部４１を含み、ピンシール面及びピンショルダ面を含んでおらず、かつ、ボックス５０が雌ねじ部５１を含み、ボックスシール面及びボックスショルダ面を含んでいない油井用金属管１の一例を示す図である。本実施形態による油井用金属管１は、図６に示す構成を有していてもよい。
【0048】
［油井用金属管がインテグラル型である場合］
図２、図３及び図６に示す油井用金属管１は、管本体１０が、ピン管体１１とカップリング１２とを含む、いわゆる、Ｔ＆Ｃ型の油井用金属管１である。しかしながら、本実施形態による油井用金属管１は、Ｔ＆Ｃ型ではなく、インテグラル型であってもよい。
図２、図３及び図６に示す油井用金属管１は、管本体１０が、ピン管体１１とカップリング１２とを含む、いわゆる、Ｔ＆Ｃ型の油井用金属管１である。しかしながら、本実施形態による油井用金属管１は、Ｔ＆Ｃ型ではなく、インテグラル型であってもよい。
【0049】
図７は、本実施形態によるインテグラル型の油井用金属管１の構成図である。図７を参照して、インテグラル型の油井用金属管１は、管本体１０を備える。管本体１０は、第１端部１０Ａと、第２端部１０Ｂとを含む。第１端部１０Ａは、第２端部１０Ｂと反対側に配置されている。上述のとおり、Ｔ＆Ｃ型の油井用金属管１では、管本体１０は、ピン管体１１と、カップリング１２とを備える。つまり、Ｔ＆Ｃ型の油井用金属管１では、管本体１０は、２つの別個の部材（ピン管体１１及びカップリング１２）を締結して構成されている。これに対して、インテグラル型の油井用金属管１では、管本体１０は一体的に形成されている。
【0050】
ピン４０は、管本体１０の第１端部１０Ａに形成されている。締結時において、ピン４０は、他のインテグラル型の油井用金属管１のボックス５０に挿入されてねじ込まれ、他のインテグラル型の油井用金属管１のボックス５０と締結される。ボックス５０は、管本体１０の第２端部１０Ｂに形成されている。締結時において、ボックス５０には、他のインテグラル型の油井用金属管１のピン４０が挿入されてねじ込まれ、他のインテグラル型の油井用金属管１のピン４０と締結される。
【0051】
インテグラル型の油井用金属管１のピン４０の構成は、図４に示すＴ＆Ｃ型の油井用金属管１のピン４０の構成と同じである。同様に、インテグラル型の油井用金属管１のボックス５０の構成は、図５に示すＴ＆Ｃ型の油井用金属管１のボックス５０の構成と同じである。なお、図７では、ピン４０において、第１端部１０Ａの先端から管本体１０の中央に向かって、ピンショルダ面、ピンシール面、雄ねじ部４１の順で配置されている。そのため、ボックス５０において、第２端部１０Ｂの先端から管本体１０の中央に向かって、雌ねじ部５１、ボックスシール面、ボックスショルダ面の順に配置されている。しかしながら、図４と同様に、インテグラル型の油井用金属管１のピン４０のピン接触表面４００は、少なくとも雄ねじ部４１を含んでいればよい。また、図５と同様に、インテグラル型の油井用金属管１のボックス５０のボックス接触表面５００は、少なくとも雌ねじ部５１を含んでいればよい。
【0052】
要するに、本実施形態による油井用金属管１は、Ｔ＆Ｃ型であってもよく、インテグラル型であってもよい。
【0053】
［管本体の化学組成について］
本実施形態による油井用金属管１では、管本体１０の化学組成は、特に限定されない。管本体１０は、炭素鋼に該当する化学組成を有していてもよく、ステンレス鋼に該当する化学組成を有していてもよい。
本実施形態による油井用金属管１では、管本体１０の化学組成は、特に限定されない。管本体１０は、炭素鋼に該当する化学組成を有していてもよく、ステンレス鋼に該当する化学組成を有していてもよい。
【0054】
［Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層について］
本実施形態による油井用金属管１では、ピン接触表面４００及びボックス接触表面５００の少なくとも一方の接触表面の上に、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層が形成されている。つまり、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層は、ピン接触表面４００の上に形成されており、ボックス接触表面５００の上に形成されていなくてもよい。また、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層は、ボックス接触表面５００の上に形成されており、ピン接触表面４００の上に形成されていなくてもよい。また、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層は、ピン接触表面４００の上及びボックス接触表面５００の上に形成されていてもよい。
本実施形態による油井用金属管１では、ピン接触表面４００及びボックス接触表面５００の少なくとも一方の接触表面の上に、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層が形成されている。つまり、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層は、ピン接触表面４００の上に形成されており、ボックス接触表面５００の上に形成されていなくてもよい。また、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層は、ボックス接触表面５００の上に形成されており、ピン接触表面４００の上に形成されていなくてもよい。また、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層は、ピン接触表面４００の上及びボックス接触表面５００の上に形成されていてもよい。
【0055】
以降の説明では、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層がピン接触表面４００の上に形成されている場合のピン接触表面４００上の構成、及び、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層がボックス接触表面５００の上に形成されている場合のボックス接触表面５００上の構成について説明する。
【0056】
［Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層がピン接触表面の上に形成されている場合のピン接触表面上の構成］
図８は、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００がピン接触表面４００の上に形成されている場合のピン接触表面４００近傍の拡大図である。図８を参照して、この場合、油井用金属管１はさらに、ピン４０のピン接触表面４００の上に形成されているＺｎ－Ｎｉ合金めっき層１００を備える。
図８は、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００がピン接触表面４００の上に形成されている場合のピン接触表面４００近傍の拡大図である。図８を参照して、この場合、油井用金属管１はさらに、ピン４０のピン接触表面４００の上に形成されているＺｎ－Ｎｉ合金めっき層１００を備える。
【0057】
Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００は、ピン接触表面４００の一部に形成されていてもよく、ピン接触表面４００全体に形成されていてもよい。ピンシール面４２は、ねじ締めの最終段階で特に面圧が高くなる。したがって、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００がピン接触表面４００の上に部分的に形成されている場合、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００は、少なくともピンシール面４２に形成されていることが好ましい。Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００は、上述のとおり、ピン接触表面４００全体に形成されてもよい。
【0058】
［Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層がボックス接触表面の上に形成されている場合のボックス接触表面上の構成］
図９は、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００がボックス接触表面５００の上に形成されている場合のボックス接触表面５００近傍の拡大図である。図９を参照して、この場合、ボックス接触表面５００の上にＺｎ－Ｎｉ合金めっき層１００が形成されている。Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００は、ボックス接触表面５００の一部に形成されていてもよく、ボックス接触表面５００全体に形成されていてもよい。ボックスシール面５２は、ねじ締め最終段階で特に面圧が高くなる。したがって、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００がボックス接触表面５００の上に部分的に形成されている場合、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００は、少なくともボックスシール面５２に形成されていることが好ましい。
図９は、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００がボックス接触表面５００の上に形成されている場合のボックス接触表面５００近傍の拡大図である。図９を参照して、この場合、ボックス接触表面５００の上にＺｎ－Ｎｉ合金めっき層１００が形成されている。Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００は、ボックス接触表面５００の一部に形成されていてもよく、ボックス接触表面５００全体に形成されていてもよい。ボックスシール面５２は、ねじ締め最終段階で特に面圧が高くなる。したがって、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００がボックス接触表面５００の上に部分的に形成されている場合、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００は、少なくともボックスシール面５２に形成されていることが好ましい。
【0059】
［Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層の組成について］
上述のとおり、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００は、ピン接触表面４００及びボックス接触表面５００の少なくとも一方の接触表面の上に形成されている。ここで、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００は、Ｚｎ－Ｎｉ合金からなる。具体的に、Ｚｎ－Ｎｉ合金は、亜鉛（Ｚｎ）及びニッケル（Ｎｉ）を含有する。Ｚｎ－Ｎｉ合金は不純物を含有する場合がある。ここで、Ｚｎ－Ｎｉ合金の不純物とは、Ｚｎ及びＮｉ以外の物質で、油井用金属管１の製造中等にＺｎ－Ｎｉ合金めっき層１００に含有され、本実施形態の効果に影響を与えない範囲の含有量で含まれる物質を意味する。
上述のとおり、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００は、ピン接触表面４００及びボックス接触表面５００の少なくとも一方の接触表面の上に形成されている。ここで、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００は、Ｚｎ－Ｎｉ合金からなる。具体的に、Ｚｎ－Ｎｉ合金は、亜鉛（Ｚｎ）及びニッケル（Ｎｉ）を含有する。Ｚｎ－Ｎｉ合金は不純物を含有する場合がある。ここで、Ｚｎ－Ｎｉ合金の不純物とは、Ｚｎ及びＮｉ以外の物質で、油井用金属管１の製造中等にＺｎ－Ｎｉ合金めっき層１００に含有され、本実施形態の効果に影響を与えない範囲の含有量で含まれる物質を意味する。
【0060】
ここで、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００はＺｎを含有する。ＺｎはＦｅと比較して卑な金属である。そのため、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００は、鋼材よりも優先的に腐食される（犠牲防食）。これにより、油井用金属管１の防食性が高まる。
【0061】
Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の化学組成は次の方法で測定することができる。油井用金属管１から、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００を含むサンプル（Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００が形成されている接触表面を含む）を採取する。採取されたサンプルのＺｎ－Ｎｉ合金めっき層１００を、１０％濃度の塩酸で溶解して、溶液を得る。得られた溶液に対して、誘導結合プラズマ発光分析法（ＩＣＰ－ＡＥＳ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ Ａｔｏｍｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）による元素分析を実施して、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００中のＮｉ含有量（質量％）、及び、Ｚｎ含有量（質量％）を求める。
【0062】
［Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の厚さ］
Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の厚さは特に限定されない。Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の厚さはたとえば、１～２０μｍである。Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の厚さが１μｍ以上であれば、耐焼付き性をさらに高めることができる。Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の厚さが２０μｍを超えても、上記効果は飽和する。Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の厚さの下限は好ましくは３μｍであり、より好ましくは５μｍである。Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の厚さの上限は好ましくは１８μｍであり、より好ましくは１５μｍである。
Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の厚さは特に限定されない。Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の厚さはたとえば、１～２０μｍである。Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の厚さが１μｍ以上であれば、耐焼付き性をさらに高めることができる。Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の厚さが２０μｍを超えても、上記効果は飽和する。Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の厚さの下限は好ましくは３μｍであり、より好ましくは５μｍである。Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の厚さの上限は好ましくは１８μｍであり、より好ましくは１５μｍである。
【0063】
本実施形態においてＺｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の厚さは、次の方法で測定できる。Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００を形成したピン接触表面４００、又は、ボックス接触表面５００の任意の４箇所に対して、Ｈｅｌｍｕｔ Ｆｉｓｃｈｅｒ ＧｍｂＨ製、渦電流位相式膜厚計ＰＨＡＳＣＯＰＥ ＰＭＰ１０を用いて、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の厚さを測定する。測定は、ＩＳＯ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ）２１９６８（２００５）に準拠する方法で行う。測定箇所は、油井用金属管１の管周方向の４箇所（０°、９０°、１８０°、２７０°の４箇所）である。測定結果の算術平均値を、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の厚さとする。
【0064】
［Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００のミクロ組織］
Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００は、γ相を含む。ここで、電気めっき処理によって形成されるＺｎ－Ｎｉ合金には、η相、γ相及びα相が含まれる。η相とは、化学式がＺｎであり、六方晶の結晶構造を有する相である。γ相とは、化学式がＮｉ5Ｚｎ21であり、体心立方晶の結晶構造を有する相である。α相とは、化学式がＮｉであり、面心立方晶の結晶構造を有する相である。本実施形態によるＺｎ－Ｎｉ合金めっき層１００は、η相、γ相及びα相の混相であってもよい。好ましくは、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００は、γ相単相とする。本明細書において「γ相単相」とは、γ相以外の相（つまり、η相及びα相）が、無視できる程度に少ないことを意味する。
Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００は、γ相を含む。ここで、電気めっき処理によって形成されるＺｎ－Ｎｉ合金には、η相、γ相及びα相が含まれる。η相とは、化学式がＺｎであり、六方晶の結晶構造を有する相である。γ相とは、化学式がＮｉ5Ｚｎ21であり、体心立方晶の結晶構造を有する相である。α相とは、化学式がＮｉであり、面心立方晶の結晶構造を有する相である。本実施形態によるＺｎ－Ｎｉ合金めっき層１００は、η相、γ相及びα相の混相であってもよい。好ましくは、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００は、γ相単相とする。本明細書において「γ相単相」とは、γ相以外の相（つまり、η相及びα相）が、無視できる程度に少ないことを意味する。
【0065】
［Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の配向性］
本実施形態のＺｎ－Ｎｉ合金めっき層１００は、Ｘ線回折強度が、次の式（１）を満たす。
Ｉ18／（Ｉ18＋Ｉ36＋Ｉ54）≧０．６０ （１）
ここで、式（１）中のＩ18には、ミラー指数の二乗和が１８となる｛４１１｝及び｛３３０｝のＸ線回折強度が、単位ｃｐｓで代入される。式（１）中のＩ36には、ミラー指数の二乗和が３６となる｛４４２｝及び｛６００｝のＸ線回折強度が、単位ｃｐｓで代入される。式（１）中のＩ54には、ミラー指数の二乗和が５４となる｛５５２｝のＸ線回折強度が、単位ｃｐｓで代入される。
本実施形態のＺｎ－Ｎｉ合金めっき層１００は、Ｘ線回折強度が、次の式（１）を満たす。
Ｉ18／（Ｉ18＋Ｉ36＋Ｉ54）≧０．６０ （１）
ここで、式（１）中のＩ18には、ミラー指数の二乗和が１８となる｛４１１｝及び｛３３０｝のＸ線回折強度が、単位ｃｐｓで代入される。式（１）中のＩ36には、ミラー指数の二乗和が３６となる｛４４２｝及び｛６００｝のＸ線回折強度が、単位ｃｐｓで代入される。式（１）中のＩ54には、ミラー指数の二乗和が５４となる｛５５２｝のＸ線回折強度が、単位ｃｐｓで代入される。
【0066】
Ｆｎ１（＝Ｉ18／（Ｉ18＋Ｉ36＋Ｉ54））は、｛４１１｝及び｛３３０｝の配向傾向を示す指標である。つまり、Ｆｎ１が大きいほど、｛４１１｝及び｛３３０｝が同じ方向に揃っていることを示す。また、Ｆｎ１が０．６０以上となれば、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の密着性が顕著に高まる。したがって、本実施形態では、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００のＸ線回折強度から求められるＦｎ１を、０．６０以上とする。
【0067】
Ｆｎ１の好ましい下限は０．６５であり、さらに好ましくは０．７０であり、さらに好ましくは０．７５であり、さらに好ましくは０．８０であり、さらに好ましくは０．８５であり、さらに好ましくは０．９０である。なお、Ｆｎ１の上限は特に限定されない。Ｆｎ１は１．００であってもよい。しかしながら、本実施形態による油井用金属管１においては、Ｆｎ１の上限は、実質的に０．９９である。
【0068】
上述のとおり、本明細書において、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の配向性とは、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層中の結晶の方位の分布状態を意味する。さらに、ＸＲＤによれば、材料の配向性を評価することができる。一方、ＸＲＤでは、一部の面が分離できない場合がある。具体的に、任意の面のミラー指数を（ｈｋｌ）と表現する。このとき、回折線は面（ｈｋｌ）ごとに１つではなく、ミラー指数の二乗和ｓ（＝ｈ2＋ｋ2＋ｌ2）の値ごとに１つ得られる。すなわち、同じミラー指数の二乗和ｓの値を有する面に由来する回折線は、１つの回折線として得られることになる。
【0069】
さらに、対称関係にある面（４１１）、（１４１）、及び、（１１４）を総称して｛４１１｝と表す。同様に、対称関係にある面（３３０）、（３０３）、及び、（０３３）を総称して｛３３０｝と表す。｛４１１｝及び｛３３０｝は、いずれもｓ＝１８である。そのため、ｓ＝１８の回折線は、｛４１１｝に由来する回折線と、｛３３０｝に由来する回折線との重ね合わせとなる。また、対称関係にある面（４４２）、（４２４）、及び、（２４４）を総称した｛４４２｝、及び、対称関係にある面（６００）、（０６０）、及び、（００６）を総称した｛６００｝は、いずれもｓ＝３６である。そのため、ｓ＝３６の回折線は、｛４４２｝に由来する回折線と、｛６００｝に由来する回折線との重ね合わせとなる。
【0070】
このように、式（１）中のＩ18は、｛４１１｝及び｛３３０｝のＸ線回折強度の総和となる。同様に、式（１）中のＩ36は、｛４４２｝及び｛６００｝のＸ線回折強度の総和となる。また、式（１）中のＩ54は、対称関係にある面（５５２）、（５２５）、及び、（２５５）を総称した｛５５２｝のＸ線回折強度の総和となる。
【0071】
本実施形態において、Ｆｎ１は次の方法で求めることができる。本実施形態による油井用金属管１のうち、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００が形成されたピン接触表面４００又はボックス接触表面５００から、試験片を作製する。試験片の大きさは特に限定されないが、たとえば、１５ｍｍ×１５ｍｍ×厚さ２ｍｍである。試験片のＺｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の表面に対して、Ｘ線回折装置を用いて、Ｘ線回折測定を実施する。Ｘ線回折測定は、周知の方法で実施することができる。Ｘ線回折装置は特に限定されず、たとえば、株式会社リガク製 ＲＩＮＴ－２５００を用いることができる。また、本実施形態において、Ｘ線回折装置のターゲットは特に限定されない。たとえば、Ｘ線回折装置のターゲットとして、Ｃｏ（ＣｏＫα線）を用いてもよい。
【0072】
Ｘ線回折測定によって得られたＸ線回折スペクトルから、ｓ＝１８、３６、及び、５４に該当する回折ピークを特定する。特定された回折ピークの強度を求め、Ｉ18、Ｉ36、及び、Ｉ54と定義する。得られたＩ18、Ｉ36、及び、Ｉ54から、Ｆｎ１を求めることができる。
【0073】
［本実施形態の油井用金属管１の他の任意の構成について］
［化成処理被膜について］
本実施形態の油井用金属管１はさらに、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の上に、化成処理被膜１１０を備えてもよい。図１０を参照して、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００がピン接触表面４００の上に形成されている場合において、化成処理被膜１１０は、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の上に形成されてもよい。また、図１１を参照して、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００がボックス接触表面５００の上に形成されている場合において、化成処理被膜１１０は、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の上に形成されてもよい。
［化成処理被膜について］
本実施形態の油井用金属管１はさらに、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の上に、化成処理被膜１１０を備えてもよい。図１０を参照して、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００がピン接触表面４００の上に形成されている場合において、化成処理被膜１１０は、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の上に形成されてもよい。また、図１１を参照して、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００がボックス接触表面５００の上に形成されている場合において、化成処理被膜１１０は、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の上に形成されてもよい。
【0074】
化成処理被膜１１０は、特に限定されず、周知の化成処理被膜でよい。化成処理被膜１１０は、たとえば、シュウ酸塩化成処理被膜であってもよく、リン酸塩化成処理被膜であってもよく、ホウ酸塩化成処理被膜であってもよく、クロメート被膜であってもよい。化成処理被膜１１０がクロメート被膜である場合、クロメート被膜には６価クロムを含まないのが好ましい。
【0075】
油井用金属管１は、石油採掘地で実際に使用するまでの間に、屋外で長期間保管される場合がある。化成処理被膜１１０は、油井用金属管１が屋外で長期間大気に曝された場合に、ピン接触表面４００の耐食性を高め、ピン接触表面４００に錆（白錆）が発生するのを抑制できる。化成処理被膜１１０の膜厚は特に限定されない。化成処理被膜１１０の膜厚はたとえば、１０～２００ｎｍである。
【0076】
［潤滑被膜］
油井用金属管１ではさらに、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の上、化成処理被膜１１０の上、又は、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００が形成されていない接触表面の上（ピン接触表面４００の上又はボックス接触表面５００の上）に、潤滑被膜１２０を備えてもよい。潤滑被膜１２０は、油井用金属管１の潤滑性をさらに高める。
油井用金属管１ではさらに、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の上、化成処理被膜１１０の上、又は、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００が形成されていない接触表面の上（ピン接触表面４００の上又はボックス接触表面５００の上）に、潤滑被膜１２０を備えてもよい。潤滑被膜１２０は、油井用金属管１の潤滑性をさらに高める。
【0077】
図１２を参照して、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００がピン接触表面４００の上に形成されている場合において、潤滑被膜１２０は、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の上に形成されている化成処理被膜１１０の上に形成されてもよい。つまり、潤滑被膜１２０は、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の上方に形成されてもよい。また、図１３を参照して、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００がボックス接触表面５００の上に形成されている場合において、潤滑被膜１２０は、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の上に形成されてもよい。つまり、潤滑被膜１２０は、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の上に形成されてもよい。
【0078】
なお、潤滑被膜１２０の配置は、図１２及び図１３に限定されない。つまり、潤滑被膜１２０は、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００が形成されていないピン接触表面４００の上又は上方に形成されてもよく、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００が形成されていないボックス接触表面５００の上又は上方に形成されてもよく、ピン接触表面４００の上に形成されたＺｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の上又は上方に形成されてもよく、ボックス接触表面５００の上に形成されたＺｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の上又は上方に形成されてもよい。
【0079】
潤滑被膜は、固体であってもよく、半固体状及び液体状であってもよい。潤滑被膜は、市販の潤滑剤を使用できる。潤滑被膜はたとえば、潤滑性粒子及び結合剤を含有する。潤滑被膜は、必要に応じて、溶媒及び他の成分を含有してもよい。潤滑性粒子は、潤滑性を有する粒子であれば特に限定されない。潤滑性粒子はたとえば、黒鉛、ＭｏＳ2（二硫化モリブデン）、ＷＳ2（二硫化タングステン）、ＢＮ（窒化ホウ素）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＣＦｘ（フッ化黒鉛）及びＣａＣＯ3（炭酸カルシウム）からなる群から選択される１種又は２種以上である。
【0080】
結合剤はたとえば、有機結合剤及び無機結合剤からなる群から選択される１種又は２種である。有機結合剤はたとえば、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂からなる群から選択される１種又は２種である。熱硬化性樹脂はたとえば、ポリエチレン樹脂、ポリイミド樹脂及びポリアミドイミド樹脂からなる群から選択される１種又は２種以上である。無機結合剤はたとえば、アルコキシシラン及びシロキサン結合を含有する化合物からなる群から選択される１種又は２種である。市販の潤滑剤はたとえば、ＪＥＴ－ＬＵＢＥ株式会社製、ＳＥＡＬ－ＧＵＡＲＤ ＥＣＦ（商品名）である。他の潤滑被膜はたとえば、ロジン、金属石鹸、ワックス及び潤滑性粉末を含有する潤滑被膜である。
【0081】
［油井用金属管１の製造方法］
本実施形態の油井用金属管１の製造方法について、以下に説明する。なお、本実施形態の油井用金属管１は、上記構成を有すれば、製造方法は以下の製造方法に限定されない。ただし、以下に説明する製造方法は、本実施形態の油井用金属管１を製造する好適な一例である。
本実施形態の油井用金属管１の製造方法について、以下に説明する。なお、本実施形態の油井用金属管１は、上記構成を有すれば、製造方法は以下の製造方法に限定されない。ただし、以下に説明する製造方法は、本実施形態の油井用金属管１を製造する好適な一例である。
【0082】
油井用金属管１の製造方法は、ピン４０又はボックス５０が形成されている素管を準備する準備工程（Ｓ１）と、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層形成工程（Ｓ２）とを備える。以下、本実施形態の油井用金属管１の製造方法の各工程について詳述する。
【0083】
［準備工程（Ｓ１）］
準備工程（Ｓ１）では、ピン４０又はボックス５０が形成されている素管を準備する。本明細書において、「ピン又はボックスが形成されている素管」とは、Ｔ＆Ｃ型の油井用金属管１における管本体１０、ピン管体１１、及び、インテグラル型の油井用金属管１における管本体１０のいずれかを意味する。
準備工程（Ｓ１）では、ピン４０又はボックス５０が形成されている素管を準備する。本明細書において、「ピン又はボックスが形成されている素管」とは、Ｔ＆Ｃ型の油井用金属管１における管本体１０、ピン管体１１、及び、インテグラル型の油井用金属管１における管本体１０のいずれかを意味する。
【0084】
ピン４０又はボックス５０が形成されている素管は、たとえば、次の方法で製造する。溶鋼を用いて素材を製造する。具体的には、溶鋼を用いて連続鋳造法により鋳片（スラブ、ブルーム、又は、ビレット）を製造する。溶鋼を用いて造塊法によりインゴットを製造してもよい。必要に応じて、スラブ、ブルーム又はインゴットを分塊圧延して、鋼片（ビレット）を製造してもよい。以上の工程により素材（スラブ、ブルーム、又は、ビレット）を製造する。準備された素材を熱間加工して素管を製造する。熱間加工方法はマンネスマン法による穿孔圧延でもよく、熱間押出法でもよい。熱間加工後の素管に対して、周知の焼入れ及び周知の焼戻しを実施して、素管の強度を調整する。以上の工程により、素管を製造する。なお、油井用金属管１がＴ＆Ｃ型である場合、カップリング１２用の素管も準備する。カップリング１２用の素管の製造方法は、上述の素管の製造方法と同じである。
【0085】
油井用金属管１がＴ＆Ｃ型である場合、ピン管体１１用の素管の両端部の外面に対してねじ切り加工を実施して、ピン接触表面４００を含むピン４０を形成する。以上の工程により、油井用金属管１がＴ＆Ｃ型である場合の、ピン４０が形成された素管（ピン管体１１）を準備する。なお、油井用金属管１がＴ＆Ｃ型である場合、カップリング１２も準備しておいてもよい。具体的には、カップリング１２用の素管の両端部の内面に対してねじ切り加工を実施して、ボックス接触表面５００を含むボックス５０を形成する。以上の工程により、カップリング１２が製造される。
【0086】
油井用金属管１がインテグラル型である場合、素管の第１端部１０Ａの外面に対してねじ切り加工を実施して、ピン接触表面４００を含むピン４０を形成する。さらに、素管の第２端部１０Ｂの内面に対してねじ切りを実施して、ボックス接触表面５００を含むボックス５０を形成する。以上の工程により、油井用金属管１がインテグラル型である場合の、ピン４０及びボックス５０が形成された素管（管本体１０）を準備する。
【0087】
［その他任意の工程］
本実施形態の準備工程（Ｓ１）ではさらに、研削加工工程と、Ｎｉストライクめっき工程との少なくとも１工程を含んでもよい。
本実施形態の準備工程（Ｓ１）ではさらに、研削加工工程と、Ｎｉストライクめっき工程との少なくとも１工程を含んでもよい。
【0088】
本実施形態による準備工程（Ｓ１）において研削加工工程を実施する場合、研削加工工程では、たとえば、サンドブラスト処理、及び、機械研削仕上げを実施する。サンドブラスト処理は、ブラスト材（研磨剤）と圧縮空気とを混合して接触表面に投射する処理である。ブラスト材はたとえば、球状のショット材及び角状のグリッド材である。サンドブラスト処理により、接触表面の表面粗さを大きくできる。サンドブラスト処理は、周知の方法により実施できる。たとえば、コンプレッサーで空気を圧縮し、圧縮空気とブラスト材を混合する。ブラスト材の材質はたとえば、ステンレス鋼、アルミ、セラミック及びアルミナ等である。サンドブラスト処理の投射速度等の条件は特に限定されず、周知の条件で適宜調整することができる。
【0089】
Ｎｉストライクめっき工程では、素管の表面にＮｉストライクめっき層を形成する。Ｎｉストライクめっき層は、非常に薄い下地めっき層であって、後述するＺｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の密着性を高める。なお、Ｎｉストライクめっき工程で用いられるめっき浴は特に限定されず、周知の浴を用いることができる。また、Ｎｉストライクめっき層を形成する条件も特に限定されず、適宜調整して実施することができる。
【0090】
なお、Ｎｉストライクめっき工程を実施した場合、管本体１０とＺｎ－Ｎｉ合金めっき層１００との間にＮｉストライクめっき層が形成される。一方、形成されるＮｉストライクめっき層の厚さは、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の厚さと比較して、無視できるほど薄い。つまり、本実施形態による油井用金属管１では、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００中に、Ｎｉストライクめっき層が含まれていてもよい。
【0091】
［Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層形成工程（Ｓ２）］
Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層形成工程（Ｓ２）では、準備工程（Ｓ１）後のピン４０が形成されている素管のピン接触表面４００の上、及び／又は、ボックス５０が形成されている素管のボックス接触表面５００の上に、電気めっきにより、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００を形成する。
Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層形成工程（Ｓ２）では、準備工程（Ｓ１）後のピン４０が形成されている素管のピン接触表面４００の上、及び／又は、ボックス５０が形成されている素管のボックス接触表面５００の上に、電気めっきにより、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００を形成する。
【0092】
Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層形成工程（Ｓ２）では、亜鉛イオンとニッケルイオンとを含有するめっき浴を用いて、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００を形成する。亜鉛イオン及びニッケルイオンのカウンターアニオンは特に限定されない。たとえば、カウンターアニオンとして塩化物イオンを用いてもよく、硫酸イオンを用いてもよい。つまり、本実施形態によるＺｎ－Ｎｉ合金めっき層形成工程（Ｓ２）では、めっき浴として塩化浴を用いてもよく、硫酸浴を用いてもよい。
【0093】
以下、具体的に、めっき浴の一例として塩化浴を用いる場合について説明する。塩化浴を用いる場合、めっき浴中には光沢剤を含有しない方が好ましい。この場合さらに、めっき浴中の金属イオン濃度は高い方が好ましい。つまり、塩化浴を用いる場合、具体的には、亜鉛イオン濃度とニッケルイオン濃度の和が３０ｇ／Ｌ以上であり、かつ、亜鉛イオンの濃度（ｇ／Ｌ）がニッケルイオンの濃度（ｇ／Ｌ）よりも高いめっき浴であって、光沢剤を含有しない方が好ましい。この場合、形成されたＺｎ－Ｎｉ合金めっき層１００において、安定してＦｎ１を０．６０以上にすることができる。
【0094】
さらに具体的には、本実施形態によるＺｎ－Ｎｉ合金めっき層形成工程（Ｓ２）では、たとえば、亜鉛イオン：４０ｇ／Ｌ、ニッケルイオン：３０ｇ／Ｌ、及び、塩化アンモニウム：２４０ｇ／Ｌを含有し、かつ、光沢剤を含有しないめっき浴を用いることができる。なお、上述のとおり、本実施形態によるＺｎ－Ｎｉ合金めっき層形成工程（Ｓ２）では、めっき浴は塩化浴に限定されず、硫酸浴を用いてもよく、その他のめっき浴を用いることもできる。
【0095】
Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層形成工程（Ｓ２）における電気めっきの条件は、特に限定されず、周知の条件で適宜調整することができる。電気めっきの条件は、たとえば、めっき浴ｐＨ：１～１０、めっき浴温度：１０～６０℃、電流密度：１～１００Ａ／ｄｍ2、及び、処理時間：０．１～３０分である。Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００をピン接触表面４００の上に形成する場合、上述のめっき浴にピン接触表面４００を浸漬して、電気めっきを実施する。一方、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００をボックス接触表面５００の上に形成する場合、上述のめっき浴にボックス接触表面５００を浸漬して、電気めっきを実施する。
【0096】
以上の製造工程により、上述の構成を有する本実施形態の油井用金属管１が製造される。なお、上述の製造工程は、本実施形態による油井用金属管１の製造工程の一例であって、本実施形態による油井用金属管１の製造方法は、上述の製造方法に限定されない。
【0097】
［他の任意の工程］
本実施形態による油井用金属管１の製造方法はさらに、次の化成処理工程、及び、成膜工程の少なくとも１工程を実施してもよい。これらの工程は任意の工程である。したがって、これらの工程は実施しなくてもよい。
本実施形態による油井用金属管１の製造方法はさらに、次の化成処理工程、及び、成膜工程の少なくとも１工程を実施してもよい。これらの工程は任意の工程である。したがって、これらの工程は実施しなくてもよい。
【0098】
［化成処理工程］
本実施形態の製造方法は、必要に応じて、化成処理工程を実施してもよい。つまり、化成処理工程は任意の工程である。化成処理工程を実施する場合、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の上に化成処理被膜１１０を形成する。化成処理工程では、周知の化成処理を実施すればよい。化成処理は、たとえば、シュウ酸塩化成処理であってもよく、リン酸塩化成処理であってもよく、ホウ酸塩化成処理であってもよい。たとえば、リン酸塩化成処理を実施する場合、リン酸亜鉛を用いた化成処理を実施してもよく、リン酸マンガンを用いた化成処理を実施してもよく、リン酸亜鉛カルシウムを用いた化成処理を実施してもよい。
本実施形態の製造方法は、必要に応じて、化成処理工程を実施してもよい。つまり、化成処理工程は任意の工程である。化成処理工程を実施する場合、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の上に化成処理被膜１１０を形成する。化成処理工程では、周知の化成処理を実施すればよい。化成処理は、たとえば、シュウ酸塩化成処理であってもよく、リン酸塩化成処理であってもよく、ホウ酸塩化成処理であってもよい。たとえば、リン酸塩化成処理を実施する場合、リン酸亜鉛を用いた化成処理を実施してもよく、リン酸マンガンを用いた化成処理を実施してもよく、リン酸亜鉛カルシウムを用いた化成処理を実施してもよい。
【0099】
具体的に、リン酸亜鉛化成処理を実施する場合、処理液として、たとえば、燐酸イオン１～１５０ｇ／Ｌ、亜鉛イオン３～７０ｇ／Ｌ、硝酸イオン１～１００ｇ／Ｌ、ニッケルイオン０～３０ｇ／Ｌを含有する化成処理液を用いることができる。この場合、化成処理液の液温は、たとえば、２０～１００℃である。このように、周知の条件を適宜設定して化成処理を実施することにより、化成処理被膜１１０を形成することができる。
【0100】
［成膜工程］
本実施形態の製造方法は、必要に応じて、成膜工程を実施してもよい。つまり、成膜工程は任意の工程である。成膜工程では、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の上、及び／又は、化成処理被膜１１０の上、及び／又は、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００が形成されていない接触表面（ピン接触表面４００又はボックス接触表面５００）の上に、潤滑被膜を形成する。
本実施形態の製造方法は、必要に応じて、成膜工程を実施してもよい。つまり、成膜工程は任意の工程である。成膜工程では、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００の上、及び／又は、化成処理被膜１１０の上、及び／又は、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層１００が形成されていない接触表面（ピン接触表面４００又はボックス接触表面５００）の上に、潤滑被膜を形成する。
【0101】
成膜工程では、上述の潤滑被膜の成分を含有する組成物又は潤滑剤を塗布する。これにより、潤滑被膜を形成できる。塗布方法は特に限定されない。塗布方法はたとえば、スプレー塗布、刷毛塗り及び浸漬である。スプレー塗布を採用する場合、組成物又は潤滑剤を加熱して、流動性を高めた状態で噴霧してもよい。組成物又は潤滑剤を乾燥して潤滑被膜を形成する。
【0102】
以下、実施例により本実施形態の油井用金属管１をさらに具体的に説明する。以下の実施例での条件は、本実施形態の油井用金属管１の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例である。したがって、本実施形態の油井用金属管１はこの一条件例に限定されない。
【実施例】
【0103】
本実施例では、接触表面を模擬した鋼板にＺｎ－Ｎｉ合金めっき層を形成して、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層の密着性を評価した。具体的に、鋼板とは冷延鋼板であって、化学組成は、Ｃ≦０．１５％、Ｍｎ≦０．６０％、Ｐ≦０．１００％、Ｓ≦０．０５０％、残部：Ｆｅ及び不純物であった。
【0104】
各試験番号の鋼板に対して、下地処理として、電解脱脂、塩酸酸洗、及び、Ｎｉストライクめっきを実施した。表１中の「下地処理（分）」欄に、Ｎｉストライクめっきの処理時間を示す。なお、表１中の「下地処理（分）」欄の「－」は、Ｎｉストライクめっきを実施しなかったことを意味する。
【0105】
【表1】
【0106】
各試験番号の鋼板に対して、表１に記載のめっき浴を用いて、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層を形成した。なお、いずれのめっき浴を用いた場合も、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層の厚さは約１０μｍであった。さらに、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層中のＮｉ比率は、１２～１６質量％であった。具体的に、めっき浴「Ａ」及び「Ｂ」は、以下のとおりであった。
【0107】
［めっき浴Ａ］
めっき浴Ａとして、株式会社大和化成研究所製の製品名ダインジンアロイＮ２－ＰＬを用いた。めっき浴Ａは、塩化浴であり、光沢剤が含有されなかった。めっき浴Ａはさらに、亜鉛イオン濃度とニッケルイオン濃度の和が３０ｇ／Ｌ以上であり、かつ、亜鉛イオンの濃度（ｇ／Ｌ）がニッケルイオンの濃度（ｇ／Ｌ）よりも高かった。なお、めっき浴Ａを用いる場合の電気めっきの条件は、めっき浴ｐＨ：５．８、めっき浴温度：４０℃、電流密度：６Ａ／ｄｍ2、及び、処理時間：８分とした。
めっき浴Ａとして、株式会社大和化成研究所製の製品名ダインジンアロイＮ２－ＰＬを用いた。めっき浴Ａは、塩化浴であり、光沢剤が含有されなかった。めっき浴Ａはさらに、亜鉛イオン濃度とニッケルイオン濃度の和が３０ｇ／Ｌ以上であり、かつ、亜鉛イオンの濃度（ｇ／Ｌ）がニッケルイオンの濃度（ｇ／Ｌ）よりも高かった。なお、めっき浴Ａを用いる場合の電気めっきの条件は、めっき浴ｐＨ：５．８、めっき浴温度：４０℃、電流密度：６Ａ／ｄｍ2、及び、処理時間：８分とした。
【0108】
［めっき浴Ｂ］
めっき浴Ｂとして、株式会社大和化成研究所製の製品名ダインジンアロイＮ－ＰＬを用いた。めっき浴Ｂは、塩化浴であり、光沢剤が含有された。めっき浴Ｂはさらに、亜鉛イオン濃度とニッケルイオン濃度の和が３０ｇ／Ｌ以上であったが、亜鉛イオンの濃度（ｇ／Ｌ）はニッケルイオンの濃度（ｇ／Ｌ）よりも低かった。なお、めっき浴Ｂを用いる場合の電気めっきの条件は、めっき浴ｐＨ：６．４、めっき浴温度：２５℃、電流密度：２Ａ／ｄｍ2、及び、処理時間：２０分とした。
めっき浴Ｂとして、株式会社大和化成研究所製の製品名ダインジンアロイＮ－ＰＬを用いた。めっき浴Ｂは、塩化浴であり、光沢剤が含有された。めっき浴Ｂはさらに、亜鉛イオン濃度とニッケルイオン濃度の和が３０ｇ／Ｌ以上であったが、亜鉛イオンの濃度（ｇ／Ｌ）はニッケルイオンの濃度（ｇ／Ｌ）よりも低かった。なお、めっき浴Ｂを用いる場合の電気めっきの条件は、めっき浴ｐＨ：６．４、めっき浴温度：２５℃、電流密度：２Ａ／ｄｍ2、及び、処理時間：２０分とした。
【0109】
以上のとおりにＺｎ－Ｎｉ合金めっき層が形成された各試験番号の鋼板に対して、ＸＲＤによるＸ線回折強度測定試験と、密着性試験とを実施した。
【0110】
［Ｘ線回折強度測定試験］
各試験番号の鋼板に対して、上述の方法でＸ線回折強度測定試験を実施して、Ｆｎ１を求めた。具体的には、各試験番号の鋼板に対して、Ｘ線回折装置を用いて、Ｘ線回折測定を実施した。Ｘ線回折装置は、株式会社リガク製 ＲＩＮＴ－２５００を用いた。また、Ｘ線回折測定では、ターゲットをＣｏとした（ＣｏＫα線）。Ｘ線回折測定によって得られたＸ線回折スペクトルから、ｓ＝１８、３６、及び、５４に該当する回折ピークを特定した。特定された回折ピークの強度を求め、Ｉ18、Ｉ36、及び、Ｉ54と定義した。得られたＩ18、Ｉ36、及び、Ｉ54から、Ｆｎ１を求めた。各試験番号の鋼板について、得られたＩ18、Ｉ36、Ｉ54、及び、Ｆｎ１を、表１に示す。
各試験番号の鋼板に対して、上述の方法でＸ線回折強度測定試験を実施して、Ｆｎ１を求めた。具体的には、各試験番号の鋼板に対して、Ｘ線回折装置を用いて、Ｘ線回折測定を実施した。Ｘ線回折装置は、株式会社リガク製 ＲＩＮＴ－２５００を用いた。また、Ｘ線回折測定では、ターゲットをＣｏとした（ＣｏＫα線）。Ｘ線回折測定によって得られたＸ線回折スペクトルから、ｓ＝１８、３６、及び、５４に該当する回折ピークを特定した。特定された回折ピークの強度を求め、Ｉ18、Ｉ36、及び、Ｉ54と定義した。得られたＩ18、Ｉ36、及び、Ｉ54から、Ｆｎ１を求めた。各試験番号の鋼板について、得られたＩ18、Ｉ36、Ｉ54、及び、Ｆｎ１を、表１に示す。
【0111】
［密着性試験］
各試験番号の鋼板に対して、ＪＩＳ Ｋ ５６００－５－６（１９９９）に規定されるクロスカット法に準拠した密着性試験を実施した。具体的に、各試験番号の鋼板のＺｎ－Ｎｉ合金めっき層に対して垂直な向きに、カッター刃で切り込みを加えた。約１ｍｍ間隔で６本の平行した切り込みを加えた後、９０°方向を変え、６本の切り込みに直交する６本の切り込みを約１ｍｍ間隔で加えた。切り込みが加えられた領域に、透明な粘着テープを貼った後、５分以内に粘着テープを引き離した。粘着テープを引き離した後の各試験番号の鋼板の表面を目視で観察し、ＪＩＳ Ｋ ５６００－５－６（１９９９）の基準に沿って、試験結果を０～５の６段階で分類した。なお、最も剥離の少ない分類は「０」であり、最も剥離の多い分類は「５」である。得られた試験結果を表１の「密着性評価」欄に示す。
各試験番号の鋼板に対して、ＪＩＳ Ｋ ５６００－５－６（１９９９）に規定されるクロスカット法に準拠した密着性試験を実施した。具体的に、各試験番号の鋼板のＺｎ－Ｎｉ合金めっき層に対して垂直な向きに、カッター刃で切り込みを加えた。約１ｍｍ間隔で６本の平行した切り込みを加えた後、９０°方向を変え、６本の切り込みに直交する６本の切り込みを約１ｍｍ間隔で加えた。切り込みが加えられた領域に、透明な粘着テープを貼った後、５分以内に粘着テープを引き離した。粘着テープを引き離した後の各試験番号の鋼板の表面を目視で観察し、ＪＩＳ Ｋ ５６００－５－６（１９９９）の基準に沿って、試験結果を０～５の６段階で分類した。なお、最も剥離の少ない分類は「０」であり、最も剥離の多い分類は「５」である。得られた試験結果を表１の「密着性評価」欄に示す。
【0112】
［評価結果］
表１を参照して、試験番号１～６の鋼板では、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層のＸ線回折強度が式（１）を満たした。その結果、密着性試験の密着性評価が０～２であった。すなわち、試験番号１～６のＺｎ－Ｎｉ合金めっき層は、高い密着性を有していた。
表１を参照して、試験番号１～６の鋼板では、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層のＸ線回折強度が式（１）を満たした。その結果、密着性試験の密着性評価が０～２であった。すなわち、試験番号１～６のＺｎ－Ｎｉ合金めっき層は、高い密着性を有していた。
【0113】
一方、試験番号７～９の鋼板では、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層のＸ線回折強度が式（１）を満たさなかった。その結果、密着性試験の密着性評価が４又は５であった。すなわち、試験番号７～９のＺｎ－Ｎｉ合金めっき層は、高い密着性を有していなかった。
【0114】
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】
【0115】
１ 油井用金属管
１０ 管本体
１０Ａ 第１端部
１０Ｂ 第２端部
４０ ピン
４１ 雄ねじ部
５０ ボックス
５１ 雌ねじ部
１００ Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層
１１０ 化成処理被膜
１２０ 潤滑被膜
４００ ピン接触表面
５００ ボックス接触表面
１０ 管本体
１０Ａ 第１端部
１０Ｂ 第２端部
４０ ピン
４１ 雄ねじ部
５０ ボックス
５１ 雌ねじ部
１００ Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層
１１０ 化成処理被膜
１２０ 潤滑被膜
４００ ピン接触表面
５００ ボックス接触表面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】