CN104114926B

CN104114926B - 管用螺纹接头

Info

Publication number: CN104114926B
Application number: CN201380005943.7A
Authority: CN
Inventors: 大岛真宏; 鹈饲信; 冈田隆志; 佐佐木优嘉; 山口优; 杉野正明
Original assignee: Vallourec Mannesmann Oil and Gas France SA; Nippon Steel Corp
Current assignee: Vallourec Oil and Gas France SAS; Nippon Steel Corp
Priority date: 2012-01-19
Filing date: 2013-01-17
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2033-01-17
Also published as: AU2013210283B2; UA109617C2; EA201491390A1; EP2805092B1; EP2805092A4; WO2013108931A1; JP5690021B2; CN104114926A; BR112014016961B1; US9194515B2; CA2862833C; PL2805092T3; CA2862833A1; MX2014008661A; EP2805092A1; BR112014016961A8; AU2013210283A1; BR112014016961A2; AR089748A1; MX350459B

Abstract

一种管用螺纹接头，其包括均具有接触表面的销(1)和箱(2)，接触表面包括螺纹部(3、7)和无螺纹金属接触部。无螺纹金属接触部包括密封表面(5、8)和肩部表面(9、10、11、12)，销的肩部表面位于销的端部表面，销和箱彼此不接触的非接触区域(13)存在于销和箱的密封表面与肩部表面之间。螺纹接头具有在销和箱中的至少一方的肩部表面中形成的、延伸到非接触区域和延伸到螺纹接头的内部的一个或多个槽。在销和箱中的至少一方的至少接触表面形成有固体润滑涂层，固体润滑涂层表现出塑性或粘塑性流变行为。槽的总容积V(mm³)和固体润滑涂层的涂层重量W(g)满足下式：V/W≥24(mm³/g)。

Description

管用螺纹接头

技术领域

本发明涉及一种管用螺纹接头(也被称为管状螺纹接头)，其适用于连接石油工业用管材并且在其肩部表面上具有槽以便允许高压流体漏出。具体地，本发明涉及一种通过固体润滑剂涂层防止槽的性能劣化的管用螺纹接头。

背景技术

近年来，油井变深并且在越来越恶劣的环境中开发油井。基于这个原因，强烈期望用于连接包括用于油井或气井的管(tubing)和壳体(casing)的石油工业用管材的管状螺纹接头具有在内部和外部压力下的增强的压缩抗性和改善的密封特性。

图1A是示意性地示出典型的管用螺纹接头的结构的截面图，图1B是图1A中的部分A的放大示意性截面图，图1C是专利文献1公开的管用螺纹接头的唇部附近的局部示意性截面图。

如图1A至图1C所示，管状螺纹接头0由在钢管的两端的外表面上形成的销(pin)1和在作为单独构件的联接件的内表面上形成的箱(box)2构成。销1具有螺纹部3和唇部4，螺纹部3具有阳螺纹(外螺纹)，唇部4是靠近管端部的部分。唇部4具有邻接螺纹部3的密封表面5和在销1的前端表面上的肩部表面9。相应地，箱2具有螺纹部7、密封表面8和肩部表面11，螺纹部7具有阴螺纹(内螺纹)。销和箱的螺纹部、密封表面和肩部表面构成了螺纹接头的接触表面。

螺纹接头被设计成使得当阳螺纹与阴螺纹被以预定扭矩拧紧直到销与箱的肩部表面9和11彼此接触时，销和箱的密封表面5和8以预定的过盈量彼此紧密地接触以形成保证螺纹接头的期望的气密性的金属到金属的密封。在拧紧之前，传统上已经将润滑脂(通常是复合脂)涂布到螺纹接头的接触表面以便防止螺纹接头的磨损的发生。

在图1C中示出的管用螺纹接头中，销1的唇部4以如下方式沿轴向延伸：使得在销和箱的密封表面5、8与肩部表面9、11之间形成非接触区域13，其中在非接触区域13处销与箱彼此不接触。通过以这种方式延伸唇部，销具有比密封表面靠销的前端部的、耐变形性增强的部分。其结果是，即使在压力与轴向力的组合负荷条件下销的密封表面也难以变形，从而使得能够改善螺纹接头的气密性。

图示的螺纹接头在销1的最靠近密封表面5的一个或多个阳螺纹与箱2的相对表面之间具有另一非接触区域14。通过在箱的表面中设置槽来形成非接触区域14，且非接触区域14用作容器以收集在螺纹接头的组合期间从拧紧的螺纹部排出的润滑脂。

在图1C中示出的螺纹接头中，销1在肩部表面9与非接触表面13之间具有第二肩部表面10。与肩部表面9相比，第二肩部表面10相对于与管的轴线垂直的平面的倾斜角度大且径向尺寸小。内侧的、较大的肩部表面9被称为主肩部表面，外侧的、较小的肩部表面10被称为副肩部表面。相应地，除了作为主肩部表面的肩部表面11以外，箱2还具有副肩部表面12。销和箱的主肩部表面9和11用于承受在螺纹接头的组合期间施加的压缩应力并且还限制唇部4的端部的径向向内的变形，而销和箱的副肩部表面10和12用于限制当主肩部表面受到压缩应力时主肩部表面的径向向外的变形。其结果是，销和箱的主肩部表面可以以稳定的方式抵接。

当通过螺纹接头的组合使得螺纹接头的销和箱的密封表面和肩部表面与相对的表面紧密接触时，位于密封表面与肩部表面之间的非接触区域13变成封闭的空间。从紧密接触的密封表面和肩部表面排出的润滑脂和产品流体(product fluid)流入到非接触区域13的封闭空间中并被限制在非接触区域13中。如果由于流体的量的增加使得限制在非接触区域13中的流体的压力变高，则由于压力使得非接触区域13趋向于径向膨胀，并且由销与箱的密封表面之间的紧密接触实现的螺纹接头的气密性存在劣化的可能性。

因此，专利文件1公开的螺纹接头具有至少一个槽，该槽在销和箱中的至少一方的肩部表面中具有至少0.1mm的深度，该槽用作用于限制在非接触区域13中的高压流体的泄漏路径。

图2A至图2D是示出在销的肩部表面中形成的槽的说明图。如该图所示，槽部9a-1和9a-2(合作地形成槽9a)分别形成在销1的副肩部表面10和主肩部表面9中。

槽9a穿过销1的主肩部表面9和副肩部表面10两者。槽9a可以形成在箱的肩部表面中，或者槽9a的一部分可以形成在销1的肩部表面中，而剩余部分形成在箱2的肩部表面中。槽9a连接非接触区域13与管状螺纹接头0的内部。因此，即使限制在非接触区域13中的流体产生高压，高压流体也能通过槽9a漏出到管状螺纹接头0的内部，而密封表面5与8之间的接触的状态不会改变，从而保持了螺纹接头的气密性。

当执行管状螺纹接头的组合时，每次执行组合时传统上已经涂布了包含大量重金属的液体润滑脂。从环境保护和工作效率的角度来看，已经开发出表面涂布有不会排放诸如重金属等的污染物到周围环境的固体润滑涂层的的管状螺纹接头。

图3是示出在专利文献2中公开的管状螺纹接头的表面上形成的涂层结构的说明图，这是具有这种固体润滑涂层的管状螺纹接头的示例。在由销1和箱2构成的管状螺纹接头15中，销1的接触表面具有预备表面处理涂层18，出于表面粗糙化的目的使得预备表面处理涂层18可以选择性地设置在钢基板17上，在预备表面处理涂层18的顶上形成基于可UV固化的树脂的固体防腐涂层19。箱2的接触表面具有预备表面处理涂层21，出于表面粗糙化的目的使得预备表面处理涂层21可以选择性地设置在钢基板20上，在预备表面处理涂层21的顶上形成固体润滑涂层22。

固体润滑涂层22是表现出塑性或粘塑性流变行为的涂层，其中涂层的流动性随压力显著地变化。与不具有上述流变行为的固体润滑涂层(诸如由包含润滑粉末的热固性树脂制成的刚性涂层)相比，具有这种特性的涂层能够表现出较高的耐磨损性。此外，由于这种类型的涂层的随着压力增大的流动性使得这种类型的涂层能够表现出自我修复功能。

现有技术文献

专利文献

专利文献1-WO2009/060729A

专利文献2-WO2009/072486A

发明内容

专利文献1中公开的管状螺纹接头0是在使用传统的液体润滑脂的前提下提出的。在这种情况下，即使槽9a填充有液体润滑脂，由于润滑脂的流动性使得槽也不会被阻塞。即，如果被限制在非接触区域13中的流体的压力高，则流体能通过槽9a漏出到管状螺纹接头的内部，使得非接触区域13保持与螺纹接头的内部相同的压力。

然而，如果如专利文献2中公开的表现出塑性或粘塑性流变行为的固体润滑涂层被涂布到专利文献1公开的管状螺纹接头0，则在螺纹接头的组合时，存在从肩部表面挤出的固体润滑涂层的一部分会流入槽9a中的可能性，从而引起槽9a被固体润滑涂层填充。如果这种情况发生，则由于固体润滑涂层的流动性比液体润滑脂的流动性低得多的事实，使得槽被阻塞且不能起到泄漏路径的作用。其结果是，增大了非接触区域13内的压力，导致由密封表面实现的螺纹接头的气密性劣化。

本发明的目的是提供一种管用螺纹接头，其具有在构成螺纹接头的销和箱中的至少一方的接触表面上形成的、表现出塑性或粘塑性流变行为的固体润滑涂层，且该管用螺纹接头具有在肩部表面中形成的槽，其中可以防止槽被阻塞，从而防止由于槽的阻塞导致的螺纹接头的气密性的降低。

本发明是一种管用螺纹接头，其包括均具有接触表面的销和箱，接触表面包括螺纹部和无螺纹金属接触部，无螺纹金属接触部包括密封表面和肩部表面，销的肩部表面位于销的端部表面，销和箱彼此不接触的非接触区域存在于销和箱的密封表面与肩部表面之间，螺纹接头具有在销和箱中的至少一方的肩部表面中形成的、延伸到非接触区域和延伸到螺纹接头的内部的一个或多个槽，其特征在于，

在销和箱中的至少一方的至少接触表面形成有固体润滑涂层，固体润滑涂层表现出塑性或粘塑性流变行为，并且

槽的总容积V和固体润滑涂层的涂层重量W满足下式(1)，其中槽的总容积V的单位为mm3，涂层重量W的单位为g：

V/W≥24mm3/g·····(1)。

为了便于涂层的形成，在销和/或箱的整个表面上形成固体润滑涂层是有利的。销或箱的表面意味着面向另一构件且通常从其螺纹部延伸到肩部表面的表面。

在管用螺纹接头的优选的实施方式中，销和箱的肩部表面均由主肩部表面和连接到该主肩部表面的副肩部表面构成。主肩部表面具有反向倾斜角度且延伸到螺纹接头的内部，副肩部表面位于主肩部表面与非接触区域之间并具有相对于与管的轴线垂直的平面的倾斜角度，副肩部表面的倾斜角度大于主肩部表面的倾斜角度。肩部表面中或主肩部表面中的槽的开口(上端部)的面积优选地不大于肩部表面或主肩部表面的表面面积的40％。

在具有在密封表面与肩部表面之间的非接触区域和当限制在非接触区域中的流体的压力变高时用作泄漏路径的槽的根据本发明的管用螺纹接头中，不管是否存在在销和箱中的至少一方的接触表面上形成的、表现出塑性或粘塑性流变行为的固体润滑涂层，都能够防止槽被润滑涂层填充，而填充有润滑涂层可能导致作为泄漏路径的槽出现故障。其结果是，能够可靠地防止由于限制在非接触区域中的流体的压力过度增大导致的螺纹接头的密封性能以及气密性的劣化。由于接触表面形成有具有塑性或粘塑性流变行为的固体润滑涂层，因此根据本发明的管用螺纹接头具有改善的耐磨损性和防锈性能。

附图说明

图1A是示意性地示出典型的管用螺纹接头的结构的截面图，图1B是图1A中的部分A的放大示意性截面图，图1C是专利文献1中公开的管用螺纹接头的唇部附近的局部示意性截面图。

图2A至图2C是示出在销的主肩部表面和副肩部表面中形成的槽的说明图，图2D是副肩部表面与主肩部表面之间的边界附近的放大纵向截面图。

图3是示出在销和箱的接触表面上形成的涂层结构的说明图。

图4是示出在密封试验中得到的、槽的总容积与固体润滑剂的涂层重量之间的关系的图表。

图5是示出作为专利文献1中公开的管用螺纹接头中的槽的宽度的函数的、主肩部表面的接触面积的变化的图表，该管用螺纹接头具有形成有槽的两级肩部表面并且具有10-3/4"(27.3cm)的外径和60.7lb/ft(90.4kg/m)的标称重量。

图6是示出测量非接触区域内部的压力的方法的说明图。

具体实施方式

将参照附图说明本发明。管用螺纹接头具有与参照图1A至图1C、图2A至图2D和图3说明的传统的管用螺纹接头类似的结构，因此在接下来的说明中，将参照这些附图。

如通过图1A至图1C所示，根据本发明的管用螺纹接头30由销1和箱2构成，销1是具有阳螺纹或外螺纹的接头元件，箱2是具有阴螺纹或内螺纹的接头元件。

如图1A所示，典型的管用螺纹接头属于联接件类型(coupling type)，其中销1形成在钢管的两端的外表面上且箱2形成在作为单独构件的联接件的内表面上。还可以是不使用联接件的一体的螺纹接头，在这种螺纹接头中，钢管的一端被制成销1且另一端被制成箱2。根据本发明的管用螺纹接头30可以是这些类型中的任意一种。在接下来的说明中，将相对于图1A中示出的联接件类型的管用螺纹接头30来说明本发明。

根据本发明的管用螺纹接头30优选被应用到壁厚t(mm)与外径D(mm)的比(t/D)为至少0.03且至多0.17的钢管。将提供壁厚是9mm至16mm且外径是9-1/2英寸至13-1/2英寸的情况的示例。

销1和箱2均具有在组合螺纹接头时彼此接触的接触表面。销1的接触表面包括具有阳螺纹的螺纹部3和位于靠近销的前端的无螺纹金属接触部。销的比螺纹部3靠近前端的部分是唇部4。在销1的唇部4上形成的无螺纹金属接触部包括位于螺纹部3附近的密封表面5和在销1的端表面上形成的肩部表面(也被称为扭矩肩部表面)。相应地，箱2具有螺纹部7、密封表面8、和肩部表面，螺纹部7具有阴螺纹。

对于通用的优质接头，要求具有管体的屈服强度的大约40％至60％的压缩性能，在一些油井中，压缩性能必须超过80％。当然，不仅由肩部承受、而且还由螺纹部承受压缩负荷，如果使用具有良好的承受压缩负荷的能力的螺纹，则可以将肩部上的负荷降低到一定程度。但是，唇部4的厚度(销的在密封表面5的中间处的壁厚)被制成为管体的壁厚的至少25％、优选地为至少50％，使得唇部具有所需的耐压缩性。

销的密封表面的厚度越大，密封表面的针对外部压力的密封能力越大。因此可以在唇部的端部的内表面上形成倒角，以便通过由增加圆度来防止湍流。

销1和箱2的密封表面5和8的形状可以被制成相对于接头轴线倾斜的直线或者诸如圆弧等的曲线(前者将被称为截头圆锥面，后者将被称为旋转曲面)，或者可以是通过绕着接头轴线转动作为两种线的组合的线段而形成的旋转表面(即，截头圆锥面和旋转曲面的组合)。优选地，销1和箱2中的一方的密封表面被制成截头圆锥面，另一方的密封表面是旋转曲面或者是旋转曲面与截头圆锥面的组合。其结果是，提高了接头的密封性能，磨损变得难以发生。

如果密封表面5和8的倾斜角度相对于管的轴线太陡，则导致在有拉伸负荷时，密封接触压力降低，而如果倾斜太平缓，则由于滑动距离的增大导致磨损变得容易发生。密封表面的倾斜角度在从5°至25°范围并优选在从10°至20°的范围。当采用锥形螺纹时，密封表面的倾斜角度比螺纹3、7的倾斜角度大。例如，螺纹的倾斜角度在1°至5°之间并优选为大约1.6°。

在图示的实施方式中，如图1C所示，销1的肩部表面具有两级结构，该两级结构具有在内侧的主肩部表面9和在外侧的与主肩部表面邻接的副肩部表面10。主肩部表面9是具有反向倾斜角度(朝向管中心相对于销插入方向向后倾斜)的反向肩部表面。类似地，箱2的肩部表面也具有两级结构，该两级结构具有主肩部表面11和副肩部表面12。

销和箱的接触表面，即销和箱的螺纹部、密封表面和肩部表面被设计成：使得在销1插入到箱2且以预定扭矩拧紧螺纹直到肩部表面彼此接触时，销1和箱2的密封表面以预定的过盈量紧密地彼此接触以形成金属与金属的密封。当如图1C所示肩部表面具有包括内侧的主肩部表面和外侧的副肩部表面的两级结构时，以预定扭矩执行对螺纹的拧紧，直到主肩部表面彼此接触。

销和箱的主肩部表面9、11相对于与管的轴线垂直的平面的倾斜角度θ₁小于副肩部表面10、12的倾斜角度θ₂。主肩部表面9、11的径向尺寸(壁厚)大于副肩部表面10、12的径向尺寸。其结果是，主肩部表面9、11用于承受在螺纹接头组合期间施加的压缩应力并且还限制唇部4的端的径向向内变形，而副肩部表面10、12用于当主肩部受到压缩应力时限制主肩部表面的径向向外变形。

主肩部表面9、11相对于与管的轴线垂直的平面的倾斜角度θ₁优选地为5°至25°的范围，且更优选地在10°至20°。主肩部表面具有反向倾斜角度，即，主肩部表面朝向管中心相对于销插入方向向后倾斜，而副肩部表面朝向管中心相对于销插入方向向前倾斜。优选地，副肩部表面相对于与管的轴线垂直的平面的倾斜角度θ₂是60°至85°，即，副肩部表面以相对于管的轴线5°至30°的角度倾斜。副肩部表面10、12的倾斜角度优选地大于密封表面5、8的倾斜角度。销1的主肩部表面9的壁厚优选地是副肩部表面10的壁厚的至少1.5倍，更优选地是副肩部表面10的壁厚的至少2.5倍且至多6倍，最优选地是副肩部表面10的壁厚的至少3倍且至多5倍。

销1的主肩部表面9与副肩部表面10之间的连接优选地形成具有至多1.5mm半径的圆形顶端部。其结果是，可以使得主肩部表面和副肩部表面的接触面积被最大化，实现了耐压缩性的增大和对肩部表面的径向变形的抑制。

在上述专利文献1中描述了管用螺纹接头的形状的细节。如专利文献1中描述地，副肩部表面10、12在组合螺纹接头时有时未彼此接触，但在本发明中副肩部表面10、12被认为是接触表面。

更具体地，副肩部表面的几何直径过盈量(在拧紧销和箱之前在基准平面处测量的直径的差)被制成为密封表面的几何直径过盈量的至多1.1倍，且优选地被制成为大致等于密封表面的几何直径过盈量。“大致等于”的表述允许可达5％的变化量。

通过将销和箱的副肩部表面10、12设计成使得具有与处于正常拧紧状态的密封表面5、8之间的过盈量几乎相同的过盈量，由于销和箱的密封表面的过盈量的效果使得销的整个唇部将向内弯曲(直径减小)，且销的副肩部表面将向内至少弯曲与密封表面的过盈量相同的量，因此在销和箱的副肩部表面之间将不会发生接触。

然而，允许副肩部10、12在正常拧紧状态彼此接触。在这种情况下，副肩部的接触压力被制成为密封表面的接触压力的至多50％，以便对密封性能没有不利的影响。

正常拧紧状态意味着螺纹接头的销和箱被拧紧以达到接头的制造者根据接头的形状和材料所规定的适当的拧紧扭矩。在正常拧紧状态中，销和箱的肩部表面(在是根据本发明的螺纹接头的情况下的主肩部表面)以一定量的过盈量彼此接触而没有全部屈服或大程度地塑性变形。

可以使得本发明应用成销和箱的肩部表面中的每一方都不具有副肩部表面而仅由主肩部表面构成的管用螺纹接头。

根据本发明的管用螺纹接头30在销和箱的密封表面5、8与肩部表面(在是两级肩部结构的情况下为靠近密封表面的副肩部表面)之间具有非接触区域13，且根据本发明的管用螺纹接头30还具有在销和箱中的至少一方的肩部表面中形成的且延伸到非接触区域13和螺纹接头30的内部(肩部的内端部)的一个或多个槽。当销和箱的肩部表面具有如图2A至图2C所示地用于销肩部表面的两级结构时，槽由彼此连接的在外侧的副肩部表面10上形成的槽部9a-1(下文称为外侧槽部9a-1)和在内侧的主肩部表面9上形成的槽部9a-2(下文称为内侧槽部9a-2)构成。由这两个槽部构成的槽被称为槽9a。

以能够实现增加密封表面的耐变形性的上述目的的方式选择非接触区域13的轴向长度。在是用于石油工业用管材的管尺寸(外径在50mm至550mm的范围)的情况下，非接触区域13的轴向长度(纵向长度)优选地为大约4mm至20mm的范围。当肩部表面具有上述的两级结构时，鉴于副肩部表面可能不彼此接触的事实，优选地非接触区域13和副肩部表面10、12的总轴向长度为4mm至20mm的范围。非接触区域13的径向(与轴向垂直的方向)尺寸优选地从0.1mm至1mm。

在图示的实施方式中，非接触区域13由销和箱的锥形表面构成。在这种情况下，箱的这个区域的表面用作在销插入到箱中时的引导部，由此销和箱的密封表面能够以稳定的方式接触，使得密封性能和耐磨损性得到改善。形成非接触区域的锥形表面相对于轴向的倾斜角度优选地小于10°且小于密封表面的倾斜角度。销和箱的形成非接触区域13的表面可以是与管的轴向平行的圆柱形表面。通过采用这种形状，可以在钢管的有限的壁厚内增大销肩部的壁厚，从而提高螺纹接头的压缩抗性。

在图示的实施方式中，槽9a形成在销的肩部表面中。然而，槽9a可以形成在箱的肩部表面中，或者槽9a的一部分(例如，副肩部表面中的槽部9a-1)可以形成在箱中，剩余部分(例如主肩部表面中的槽部9a-2)可以形成在销中。槽9a使得非接触区域13与管状螺纹接头0的内部连通。因此，即使非接触区域13中的流体的压力变高，高压流体也可以通过槽9a漏到管状螺纹接头0的内部。在图示的实施方式中，槽部9a-1和9a-2在肩部表面中螺旋地(斜向地)形成。

为了实现上述功能，当销和箱中的每一方的肩部表面都具有主肩部表面和副肩部表面时，在副肩部表面中形成的外侧槽部9a-1和在主肩部表面中形成的内侧槽部9a-2必须彼此连通。基于这个目的，如图2D所示，可以设置凹部9c以在与销1的肩部表面9和10的顶端部9b(连接销1的主肩部表面9和副肩部表面10的部分)相对的箱2的肩部的最后侧部形成至少从与外侧槽部9a-1的内端部相对的点到与内侧槽部9a-2的外端部相对的点的周向的连接通道(如图2B中通过粗线示出的)。采用这种方式，通过设置在箱中的沿着销的顶端部9b的凹部9c连接槽部9a-1和9a-2。可选地，可以通过沿着顶端部9b至少从外侧槽部9a-1的内端部到内侧槽部9a-2的外端部形成倒角或凹部来实现槽部9a-1与9a-2之间的连接通道。可以围绕整个周长形成这种连接通道。为了避免堵塞，连接通道优选具有槽部9a-1和9a-2的截面面积的至少两倍、更优选地为至少三倍的截面面积。

如图2C所示，在内侧槽部9a-2的外端部与外侧槽部9a-1的内端部邻接的状态下，可以直接地连接外侧槽部9a-1和内侧槽部9a-2。该配置使得不需要形成如上述那样的连接通道，但是如图2A所示，将外侧槽部9a-1和内侧槽部9a-2设置在周向上的相同位置使得开槽(形成槽)稍微容易些。例如，在任一情况下，可以使用NC(数控)机床系统实现槽部9a-1和9a-2的开槽。

在本发明的另一实施方式中，外侧槽部9a-1和内侧槽部9a-2没有如图2A至图2C示出地斜向地延伸，而是沿径向延伸，并优选地沿径向延伸的两个槽部彼此直接连接。采用这种方式，各槽部的长度被最小化，流体可以容易漏出，可以不使用数控机床实现开槽。然而，必须使用专用的开槽设备。

在图2B和2C中示出的实施方式中，为了确保非接触区域13与管状螺纹接头的内部之间的连通，在周向的三个等间隔的位置处设置槽9a。在至少一个位置设置槽9a是足够的，并且在槽9a的位置数量上没有特别的上限，但通常8个或更少的位置是足够的。销1优选具有2个至4个这种槽9a。

在槽9a的截面形状上没有特别的限制，但槽9a应当具有使得流体能通过的截面面积。各槽9a的深度为至少0.1mm、优选地为至少0.2mm。为了防止由于由槽9a的形成引起的主肩部表面9的接触表面面积的减少而导致在压缩状态下螺纹接头的性能的显著降低，内侧槽部9a-1和外侧槽部9a-2的周向长度优选地使得槽部9a-1和9a-2中的每一方绕着肩部表面的外周延伸至多180°。例如，如图2B或2C所示，在槽部9a-1和9a-2分别设置在主肩部表面9和副肩部表面10中的情况中，各槽部9a-1和9a-2优选地具有沿着圆弧测量的至多180°、更优选地为至多120°的长度。

如上所述地，销1和箱2的螺纹部3和7、密封表面5和8、以及肩部表面9、10和11、12分别构成了管用螺纹接头30的接触表面。要求螺纹接头具有诸如耐磨损性、气密性、和耐腐蚀性等的特性。基于这个目的，过去，在每次执行螺纹接头的组合之前，将诸如包含重金属粉末的复合脂等的润滑脂涂布到销和箱中的至少一方的接触表面。然而，从环境保护和工作效率的观点来看，这种涂布有问题。

如图3所示，根据本发明的管用螺纹接头在销1和箱2中的至少一方的至少接触表面上具有表现出塑性或粘塑性流变行为的固体润滑涂层22。表现出这种流变行为的涂层在大气压力下不流动，但能在高压下流动。即，涂层的流动性根据压力显著地变化。其结果是，能够赋予螺纹接头改善的耐磨损性、气密性、和耐腐蚀性，从而使得能够执行接头的组合而无需涂布润滑脂并且能够保护螺纹接头的表面免于锈蚀。

固体润滑涂层意味着在室温下是固体的涂层，具体地意味着在40℃或以下时是固体的涂层。如这里使用的术语塑性意味着当受到压力时产生不随时间变化的永久变形的材料的特性。术语粘塑性意味着当受到压力时产生基于时间变化的永久变形的材料的特性。表现出塑性或粘塑性流变行为的固体润滑涂层表现出如下行为：当其处于固态时涂层的流动性基于压力显著地变化。

在图3中示出的实施方式中，销1的表面具有固体防腐涂层19和在钢基板17上的用于表面粗糙化的预备表面处理涂层18，并且箱2的表面具有固体润滑涂层22和在钢基板20上的用于表面粗糙化的预备表面处理涂层21。为了使附图更容易理解，从图1和图2省略固体润滑涂层22和其它涂层。

如图3所示可以在销和箱中的一方的表面上形成固体润滑涂层22。在这种情况中，在另一构件的表面上形成的涂层不限于固体防腐涂层，而可以是不表现出塑性或粘塑性流变行为的固体润滑涂层(例如，包含分散在诸如环氧树脂等的热固性树脂中的固体润滑剂的涂层)。可选地，在另一构件的表面上，可以不形成涂层或者可以仅形成预备表面处理涂层。通常，在销或箱的整个表面上形成固体润滑涂层、固体防腐涂层、和预备表面处理涂层，但是也可以从表面的除了接触表面以外的部分(诸如非接触区域13的部分)省略这种涂层。

下面，将说明图3中示出的各种涂层。

预备表面处理

通过包括螺纹切削的切削操作来形成螺纹接头30的销1和箱2的接触表面(螺纹部、密封表面、和肩部表面)，并且它们的表面粗糙度通常为3μm至5μm左右。如果接触表面的表面粗糙度制得更大，则能够增大在它们顶上形成的涂层的粘合性，其结果是，能够改善诸如耐磨损性和耐腐蚀性等性能。基于这个理由，优选地在销1和箱2中的至少一方、优选两方的接触表面上形成涂层之前执行能够增大表面粗糙度的预备表面处理。

一种类型的这种预备表面处理是形成具有增大表面粗糙度的预备涂层18、21。可以通过诸如形成增加表面粗糙度的针状晶体的涂层的磷酸盐处理、草酸盐处理、或硼酸盐处理等的化学转化处理或通过喷射涂有锌或锌合金的铁球以形成多孔的锌基涂层来实现预备涂层18、21的形成。

其它类型的预备表面处理包括喷丸(shot blasting)或喷砂(grit blasting)处理和酸洗。这些处理能够增大基板自身的表面粗糙度，且不用形成预备表面处理涂层。

尽管没有表面粗糙化效果，但是也可以采用能够增大固体润滑涂层或固体防腐涂层的粘合性的金属电镀作为预备表面处理。金属电镀可以是形成两层或更多层的多层电镀。

预备表面处理通常在螺纹接头的表面上形成具有均一厚度的涂层，在预备表面处理之后，大致保持槽9a的形状。

固体防腐涂层

对固体防腐涂层具有如下的要求：在安装用于保护销或箱的接触表面直到螺纹接头的组合的现场操作(on-site operation)的保护器时施加力的情况下不容易损坏，当在运输或储存期间暴露于冷凝水时其不会溶解，并且即使在超过40℃的高温下也不容易软化。

具有这些特性的固体防腐涂层可以由热固性树脂形成，但优选的是可UV固化的树脂的涂层。因为可UV固化的树脂涂层通常是高度透明的，优选地形成在销的接触表面上。在输送期间，典型地在钢管的端部的外表面上形成的销比箱易受到损坏。因此，在组合时，通过视觉检查来频繁地检查销的表面、特别是销的螺纹部的表面是否存在损坏。可UV固化的树脂涂层不妨碍这种视觉检查并使得能够从涂层顶部检查而无需去除该涂层。

固体防腐涂层的厚度通常在5μm至50μm的范围且优选地在10μm至30μm的范围。通常在螺纹接头的包括槽和螺纹部的表面上均匀地形成固体防腐涂层，并且该固体防腐涂层具有强粘合性以便在运输和储存期间保护螺纹接头的表面。因此，该固体防腐涂层填充前述肩部表面中的槽9a和阻止槽的作为泄漏路径的功能的可能性小。

可以在上述的专利文献2中找到可UV固化的树脂涂层的其它细节。

固体润滑涂层

在本发明中，表现出塑性或粘塑性流变行为的且能够为管用螺纹接头提供改善的耐磨损性、气密性、和防锈特性的固体润滑涂层形成在销和箱中的至少一方的接触表面上。当可UV固化的树脂涂层如上所述地形成在销的接触表面上作为固体防腐涂层时，固体润滑涂层形成在箱的接触表面上。尽管在专利文献2中详细地说明了表现出塑性或粘塑性流变行为的固体润滑涂层，但下面仍给出简要说明。

这种类型的固体润滑涂层典型地是包含少量的分散在表现出塑性或粘塑性流变行为的基质中的固体润滑剂的涂层。优选的固体润滑涂层包括70质量百分比(mass％)至95质量百分比的基质和5质量百分比至30质量百分比的固体润滑剂。由于固体润滑剂的比例小，因此涂层整体表现出基质的塑性或粘塑性流变行为的特征。

基质优选具有范围在80℃至320℃的熔点。其结果是，能够通过使用通用喷枪喷涂处于至少基质的熔点的温度条件下的熔融的组合物来形成固体润滑涂层。基质优选地包括热塑性聚合物、蜡、和金属皂，并且更优选地基质还包含腐蚀抑制剂和非水溶性液体树脂。

基质中使用的热塑性聚合物优选是聚乙烯。聚乙烯具有相对低的熔点，因此可以在150℃或以下的温度条件下实施热熔喷涂，形成的涂层具有优异的润滑特性。

金属皂是高级脂肪酸(具有至少12个碳原子的脂肪酸)和除了碱金属以外的金属的皂。金属皂提供了捕捉在螺纹接头的组合或分开时形成的碎片和抑制碎片排放到外部环境的效果。另外，金属皂具有通过减小摩擦系数增大涂层的润滑性的效果，并且金属皂还具有防止腐蚀的效果。优选地，金属皂是硬脂酸锌和硬脂酸钙。

蜡具有像金属皂具有的功能一样的功能。因此，在固体润滑涂层中，可以仅包含金属皂和蜡中的一种，但是固体润滑涂层优选地包含金属皂和蜡两者，因为包含两者改善了涂层的润滑特性。蜡具有低熔点，因此具有如下优点：降低了涂层组合物的熔点、相应地降低了用于喷涂的温度。蜡可以是动物、植物、矿物和合成蜡中的任意一种。特别优选的蜡是巴西棕榈蜡。

蜡与金属皂的质量比优选在如下的范围：相对于一份金属皂有0.5份至3份的蜡。这个质量比更优选是0.5至2，最优选地是大约1。

传统上已经作为腐蚀抑制剂而被添加到润滑油的类型的腐蚀抑制剂是优选的，因为它们具有优异的润滑特性。这种类型的腐蚀抑制剂的典型示例包括路博润公司(Lubrizol Corporation)销售的商标名为Alox^TM606的磺酸钙衍生物、哈鲁克公司(Halox Corporation)销售的商标名为Halox^TM SZP-391的磷硅酸锶锌、以及王牌工业公司(King Industries,Inc)制造的NA-SUL^TMCa/W1935。在固体润滑涂层中的存在腐蚀抑制剂使得即使没有在固体润滑涂层的顶上形成固体防腐涂层而仅通过固体润滑涂层也能够在一定程度上防止接触表面的腐蚀。基于这个目的，固体润滑涂层优选包含至少5质量百分比的腐蚀抑制剂。

非水溶性液体树脂(在室温条件下是液体的树脂)增大了熔融状态下的涂层组成物的流动性，从而减少了喷涂期间的问题。如果以少量存在，则液体树脂不会使得最终的固体润滑涂层产生粘着性。优选地，从聚(甲基丙烯酸烷基酯)、聚丁烯、聚异丁烯、聚二烷基硅氧烷(polydialkylsiloxane)(诸如聚二甲基硅氧烷等的液体硅树脂)中选择液体树脂。液体聚二烷基硅氧烷还用作表面活性剂。

除了上述的组分以外，基质还可以包含从表面活性剂、染色剂、抗氧化剂等中选择的少量的其它添加剂。基质也可以以至多2质量百分比的极其少量包含极压剂(extreme pressure agent)、液体润滑剂等。

固体润滑涂层的基质的优选的组合物(质量百分比)的示例如下：

5％至40％的热塑性聚合物，

5％至30％的蜡，

5％至30％的金属皂，

0至50％的腐蚀抑制剂，

0至17％的非水溶性液体树脂，

0至2％的表面活性剂、染色剂、和抗氧化剂中的每一种，以及

0至2％的极压剂和液体润滑剂中的每一种。

对于各组分，可以使用两种或更多种材料。

优选的固体润滑涂层的基质的更具体的组合物(质量百分比)的示例如下：

5％至40％的聚乙烯均聚物，

5％至30％的巴西棕榈蜡，

5％至30％的硬脂酸锌，

5％至50％的腐蚀抑制剂，

0至15％的聚(甲基丙烯酸烷基酯)，

0至2％的聚(二甲基硅氧烷)，

0至2％的染色剂，以及

0至1％的抗氧化剂。

分散在基质中的固体润滑剂意味着具有润滑特性的粉末。优选地，可以使用从石墨、氧化锌、氮化硼、二硫化钼、二硫化钨、氟化石墨、硫化锡、硫化铋、聚四氟乙烯(PTFE)和聚酰胺中选出的一种或多种固体润滑剂。

除了固体润滑剂之外，固体润滑涂层还可以包含用于调整滑动特性的无机粉末。这种无机粉末的示例是二硫化钨和三氧化二铋。无机粉末可以以高达20质量百分比的量包含在固体润滑涂层中。

优选通过热熔方法形成固体润滑涂层。通过加热涂层组合物(包含上述基质和固体润滑剂的粉末)以熔化基质并且从具有温度保持能力的喷枪喷涂处于熔融状态的组合物来实现这种方法。组合物的加热温度优选地是比基质的熔点高10℃至50℃的温度。

有涂层的基板(诸如箱的接触表面)优选被预加热到比基质的熔点高的温度。通过执行预加热，能够得到好的可涂布性能。可选地，当涂层组合物包含少量(诸如至多2质量百分比)的诸如聚二甲基硅氧烷等的表面活性剂时，能够无需预加热基板或通过将基板预加热到低于基质的熔点的温度而形成良好的涂层。

通过在配备有合适的搅拌装置的罐中加热使得涂层组合物熔化，经由计量泵通过压缩机将熔融的组合物供应到喷枪的喷头(喷头被保持在预定的温度)并且将熔融的组合物喷涂在基板上。根据组合物的基质的熔点来调整罐的内部和喷头保持的温度。

固体润滑涂层的涂层厚度优选地在10μm至150μm的范围，更优选地在25μm至80μm的范围。如果固体润滑涂层的涂层厚度太小，则管用螺纹接头的润滑特性当然变得不足，在组合或分开时容易发生磨损。此外，尽管固体润滑涂层具有一定程度的耐腐蚀性，但是如果涂层厚度太小，则耐腐蚀性变得不足。将固体润滑涂层的涂层厚度制得太大不仅浪费润滑剂，而且还与防止环境污染背道而驰。此外，在组合时有时发生滑动，则组合可能变得困难。在本发明中，固体润滑涂层的涂层厚度被限制使得满足下式(1)。

当作为预备表面处理的结果使得固体润滑涂层或者防腐涂层形成在具有增大的表面粗糙度的接触表面的顶上时，涂层厚度优选地大于基板的粗糙度Rz。如果情况不是这样，涂层有时不能完全地覆盖基板。当基板是粗糙的情况下，涂层厚度是整个涂层的涂层厚度的平均值，可以基于涂层的面积、质量和密度计算得到该平均值。

根据本发明的管用螺纹接头满足由下式(1)给出的、优选地由下式(1’)给出的、更优选由下式(1”)给出的槽9a的总容积V(mm³)与固体润滑涂层22的涂层重量W(g)之间的关系：

V/W≥24(mm³/g)·····(1)

V/W≥25(mm³/g)·····(1')

V/W≥28(mm³/g)·····(1")。

槽的总容积V是在销和箱的肩部表面中形成的槽9a(在是具有两级结构的槽的情况下的槽部9a-1和9a-2)的总容积，并且当有两个或更多个槽时是所有槽的容积的总和。当有多个具有相同形状的槽时，能够由下式确定槽的总容积：(一个槽的截面面积)×(一个槽的长度)×(槽的数量)。

固体润滑涂层的涂层重量W是沉积在螺纹接头的表面、即螺纹接头的销和箱的相对表面上的固体润滑涂层的质量的总量。当销和箱两者都具有固体润滑涂层时，涂层重量是销的涂层重量和箱的涂层重量的总和。即，固体润滑涂层的涂层重量是每个螺纹接头的总量。可以通过使用诸如纸等的轻质材料制备具有相同尺寸的螺纹接头的虚拟样品来确定每个螺纹接头的固体润滑涂层的涂层重量，例如，在与真实螺纹接头上形成固体润滑涂层所使用的相同条件下将相同的涂层组合物涂布到虚拟样品并且计算虚拟样品的涂布前后的重量差。

在根据本发明的管用螺纹接头中，由于固体润滑涂层的塑性或粘塑性性质使得在管用螺纹接头的接触表面上形成的固体润滑涂层在组合时施加的重压力下流动，并且密封表面和肩部表面上的固体润滑涂层的相当大的部分被迫出到周围环境。被驱逐的固体润滑涂层的部分进入非接触区域13。如果进入非接触区域13的流体的压力变高，则通过密封表面实现的螺纹接头的气密性有降低的可能性。为了消除这种可能性，在肩部表面中形成与非接触区域13连通的槽9a并将该槽9a用作泄漏路径。

然而，如果固体润滑涂层的涂层重量太大，则固体润滑涂层会充满在肩部表面中形成的槽9a。由于由组合产生的重压力没有施加到槽9a的内部，因此槽中的固体润滑涂层几乎不流动。因此，槽变得被固体润滑涂层阻塞且可能不再起到泄漏路径的作用，导致非接触区域的堵塞。其结果是，高压流体被限制在非接触区域13中，导致螺纹接头的气密性的劣化。

图4是示出了在示例中说明的密封试验中得到的、槽9a的总容积与螺纹接头上的固体润滑剂的涂层重量之间的关系的图表。在该图中，NG表示非接触区域产生了堵塞，OK表示该堵塞未发生。

如图4的图表所示，随着槽的总容积增大，避免非接触区域发生堵塞的固体润滑涂层的最大涂层重量增大。从该图表中可以看出的是，如果槽9a的总容积和固体润滑涂层的涂层重量满足上面的公式(1)，则能够防止由于槽9a的阻塞导致的非接触区域13的堵塞。即使在非接触区域13、14中的表面上未形成固体润滑涂层，但是由于非接触区域的面积比例在螺纹接头的总表面面积之中非常有限，因此满足上面的公式(1)也足够防止高压流体被限制在非接触区域13中。

槽的容积取决于槽在上端部处的开口的宽度(槽宽)、槽的深度、和槽的截面形状。在是V形槽的情况下，槽的宽度和深度取决于在开槽时使用的切削工具的顶端角度。因此，当已知使得螺纹接头具有期望的耐磨损性和防锈特性所需的涂层重量时，能够确定槽的形状(槽的开槽角度、宽度、深度和长度)和槽的数量，以满足上式(1)。

随着槽9a的总容积增加，因为槽不接触相对的表面，所以肩部表面的接触面积(彼此接触的肩部表面的面积)必然减少。因为肩部表面(在是上述的两级结构的情况下的主肩部表面)提供了扭矩性能(起到支撑扭矩和压缩负荷的作用)，所以肩部表面的接触面积的过度减少导致扭矩性能的劣化。

图5是示出了专利文献1公开的管用螺纹接头的主肩部表面的接触面积的面积比(area fraction)与槽的宽度(mm)之间的关系的图表，该管用螺纹接头具有两级肩部表面且具有作为壁厚的指示物的10-3/4”(27.3cm)的外径和60.7lb/ft(90.4kg/m)的标称重量，在两级肩部表面上形成三个槽9a。

发现为了保证主肩部表面所需的扭矩性能，期望接触面积的面积比是至少60％，换句话说，形成槽的主肩部表面中的槽91的上端部处的开口占据的面积比小于40％。如能够从图5看到的，在是具有上述形状的管用螺纹接头的情况下，如果槽9a-1的宽度是3.6mm或更小，则主肩部表面的接触面积的面积比是至少60％。对于具有不同形状的管用螺纹接头，可以以相同方式确定槽宽的上限。在是不具有两级结构的螺纹接头的情况下，被整个肩部表面中的槽或多个槽的开口占据的面积比优选地小于40％。

以下的实施例用于说明本发明而非限制本发明。

实施例

使用具有表1示出的尺寸的管用螺纹接头来执行密封试验(对螺纹接头施加内部和外部压力的同时对螺纹接头施加拉伸负荷和压缩负荷的试验)。螺纹接头具有在图1A至图1C以及图2A和图2B中示出的形状，在肩部表面上形成的槽9a具有表1中示出的宽度和深度。

试验的管用螺纹接头中的每一个的销1和箱2都具有由螺纹部3、7、密封表面5、8、和肩部表面构成的接触表面，并在密封表面与肩部表面之间形成非接触区域13。密封表面的轴向长度为3mm至5mm且非接触区域的轴向长度是5mm至15mm。如图1C所示，肩部表面具有主肩部表面9、11和副肩部表面10、12。主肩部的径向(与管的轴线垂直的方向上)厚度是副肩部的径向厚度的2倍至6倍。副肩部表面的倾斜角度θ₂是65°至75°，主肩部表面的倾斜角度θ₁相对于与管的轴线垂直的平面是10°至20°。如图2A和图2B所示，销1的主肩部表面9和副肩部表面11中的每一方均具有槽9a或者更具体地在三个位置处分别具有槽部9a-2和9a-1。各槽部沿周向延伸50°至75°。如图2D所示，各对槽部9a-1和9a-2通过箱2的肩部表面的与销1的肩部表面的顶端部9b相对的部分中形成的连接通道9c连接。

在通过机器研磨精加工的销1的表面上(表面粗糙度为3μm)，以8μm的厚度形成具有8μm的表面粗糙度的磷酸锌涂层，且在其顶上，通过喷涂来涂布且通过用UV光照射来固化市场上可买到的可UV固化的树脂涂层组合物(由三键有限公司(ThreeBond Co.,Ltd.)制造的ThreeBond3113B，其是基于环氧树脂的非溶解性可UV固化的树脂涂层组合物)以形成具有25μm厚度的UV固化树脂涂层。该树脂涂层是透明的，可以通过用裸眼或通过放大镜从涂层顶端部观察来检查销的阳螺纹。

在通过机器研磨精加工的箱2的表面上(3μm的表面粗糙度)，以12μm的厚度形成具有10μm的表面粗糙度的磷酸锰涂层。在配备有搅拌器的罐中在150℃条件下加热具有下面示出的组合物的润滑涂层组合物以形成适于涂布的具有粘性的熔融物。通过感应加热将以上述方式处理的箱表面预加热到130℃，使用具有能保持温度的喷头的喷枪将熔融的润滑涂层组合物涂布到箱表面。涂布的涂层组合物的量被设定成考虑到箱的表面面积也足以形成具有50μm厚度的涂层的量。在涂布期间，构成箱的联接件以恒定的周向速度转动。一旦冷却，就形成了表现出粘塑性流变行为的固体润滑涂层。当在相同条件下将相同的涂层组合物涂布到由纸制成的虚拟箱时，根据涂布前后的重量差确定固体润滑涂层的涂层重量。在表1中示出了固体润滑涂层的涂层重量以及槽9a的总容积除以涂层重量的计算值。

润滑涂层组合物的组分：

-9％的聚乙烯均聚物(由科莱恩(Clariant)制造的Licowax^TM PE520)；

-15％的巴西棕榈蜡；

-15％的硬脂酸锌；

-5％的液体聚甲基丙烯酸烷基酯(由罗曼克斯(Rohmax)制造的Viscoplex^TM6-950)；

-40％的腐蚀抑制剂(由路博润(Lubrizol)制造的ALOX^TM606)；

-3.5％的氟化石墨；

-1％的氧化锌；

-5％的二氧化钛；

-5％的三氧化二铋；

-1％的硅树脂(聚二甲基硅氧烷)；以及

–由0.3％的Irganox^TM L150和0.2％的Iragafos^TM168组成的抗氧化剂(由汽巴-嘉基(Ciba-Geigy)制造)。

在密封试验中，测量非接触区域13内部的压力变化。如图6所示，通过形成仅通过箱2以到达非接触区域13的钻孔2a并测量该区域中的压力来执行该测量。

在根据ISO13679:2002，系列A和系列B(室温和高温)的条件下执行密封试验。ISO13679:2002是用于石油工业用管材接头的试验用国际标准且包括对接头在各种负荷和温度情况下的气密性进行试验的如下三种密封试验和对接头能承受多少次组合与分开的组合分开试验。

系列A：以对处于组合状态的接头施加拉伸/压缩负荷的状态施加内部和外部压力；

系列B：以对处于组合状态的接头施加拉伸/压缩/弯曲负荷的状态施加内部压力；

系列C：在处于拉伸和内部压力的条件下，对处于组合状态的接头施加加热循环。

在本实施例中，如下所述地，作为在同一螺纹接头上执行系列A的试验之后执行系列B的试验的结果，基于非接触区域内部的压力变化来确定非接触区域中是否产生对高压流体的限制。

所有试验的管用螺纹接头由P110碳钢制成。P110碳钢遵守作为石油工业用管材的国际标准的API规范5CT(ISO11960:2004)。涉及螺纹接头的规范是110psi至140psi的屈服应力和至少125psi的抗拉强度。

使用具有35°或55°的尖端角度的切削工具，槽9a形成为具有0.4mm、0.6mm、或0.8mm的深度的V状。在表1中示出了这些槽中的每一个的开口处的宽度。基于各槽的宽度和长度以及槽的数量计算销的主肩部表面的被槽9a(在槽9a的开口处)占据的面积比。如表1所示，对于试验螺纹接头中的任何一个，被槽的开口占据的面积比小于40％，因此接触表面的面积比为至少60％。

为了评价在非接触区域13中是否限制高压流体，记录在该区域的压力和管用螺纹接头的内部的压力。当两个压力之间的差呈现即使使得螺纹接头内部的压力降低而非接触区域内部的压力也不降低的情况下，可以确定在非接触区域内部限制了高压流体。在表1中示出了试验结果。

表1

*V/W:槽的总容积/固体润滑涂层的涂层重量。

**销的主肩部表面被槽占据的面积比。

如表1所示，即使当管用螺纹接头的外径和标称重量(壁厚)变化(导致肩部表面面积变化)时，如果槽9a的总容积和固体润滑涂层的涂层重量满足上式(1)，则能够防止在非接触区域13的内部限制高压流体。

Claims

1.一种管用螺纹接头，其包括均具有接触表面的销和箱，所述接触表面包括螺纹部和无螺纹金属接触部，所述无螺纹金属接触部包括密封表面和肩部表面，所述销的肩部表面位于所述销的端部表面，所述销和所述箱彼此不接触的非接触区域存在于所述销和所述箱的密封表面与肩部表面之间，所述螺纹接头具有在所述销和所述箱中的至少一方的肩部表面中形成的、延伸到非接触区域和延伸到螺纹接头的内部的一个或多个槽，其特征在于：

在所述销和所述箱中的至少一方的至少接触表面形成有固体润滑涂层，所述固体润滑涂层表现出塑性或粘塑性流变行为，并且

槽的总容积V和固体润滑涂层的涂层重量W满足下式(1)，其中槽的总容积V的单位为mm³，涂层重量W的单位为g：

V/W≥24mm³/g·····(1)。

2.根据权利要求1所述的管用螺纹接头，其特征在于，所述销和所述箱的肩部表面均由主肩部表面和连接到该主肩部表面的副肩部表面构成，所述主肩部表面具有朝向管中心相对于所述销的插入方向向后倾斜的反向倾斜角度且延伸到所述螺纹接头的内部，所述副肩部表面位于所述主肩部表面与所述非接触区域之间并具有相对于与管的轴线垂直的平面的倾斜角度，所述副肩部表面的倾斜角度大于所述主肩部表面的反向倾斜角度。

3.根据权利要求1所述的管用螺纹接头，其特征在于，所述肩部表面中的所述槽的上端部的面积不超过所述肩部表面的表面面积的40％。

4.根据权利要求2所述的管用螺纹接头，其特征在于，所述主肩部表面中的所述槽的上端部的面积不超过所述主肩部表面的表面面积的40％。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的管用螺纹接头，其特征在于，在所述箱的接触表面形成所述固体润滑涂层。

6.根据权利要求5所述的管用螺纹接头，其特征在于，所述销的表面具有由可UV固化的树脂形成的固体防腐涂层。