JP4405194B2

JP4405194B2 - Protective equipment and steel pipes equipped with protective equipment

Info

Publication number: JP4405194B2
Application number: JP2003204790A
Authority: JP
Inventors: 一也竹村; 豊荒木; 昇篠原; 博友冨永; 文昭大出; 正幸辻; 博西
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2003-02-12
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2010-01-27
Anticipated expiration: 2023-07-31
Also published as: JP2004292053A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管用の保護具及びこの保護具を装着した鋼管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図９に示すような鋼管１０が油ガス田の坑井の掘削や仕上げ等において使用されている。鋼管１０は両管端に雄螺子１２をそれぞれ有する。一方の管端の雄螺子１２には内周面に雌螺子１６を有する鋼管継手１４を螺合させて装着してあり、複数の鋼管１０を連続してつなぎこむことを可能とする構成を有する。
【０００３】
かかる鋼管１０を輸送する場合、管端にある雄螺子１２や鋼管継手１４の雌螺子１６が搬送時に加えられる打撃等により損傷することを防止するとともに、雄螺子１２や雌螺子１６に錆が発生することを防止する必要がある。このため、鋼管１０の輸送時には、図１０に示す保護具２０を雄螺子１２や雌螺子１６に螺合させて装着している。
鋼管の保護具には、例えば、全体を鋼により形成したものがある（従来例１）。この鋼製の保護具は、鋼管の雄螺子や鋼管継手の雌螺子と螺合可能な螺子を有し、鋼管に装着可能となっている。
【０００４】
また、鋼管の保護具には、鋼と樹脂とを組み合わせて形成したものもある（従来例２）（例えば、特許文献１を参照）。鋼管の雄螺子を保護するための保護具は、鋼製筒状体の内側に樹脂製ライニング材を有し、樹脂製ライニング材に鋼管の雄螺子と螺合可能な雌螺子が形成されている。鋼管継手の雌螺子を保護するための保護具は、鋼製筒状体の外側に樹脂製ライニング材を有し、樹脂製ライニング材に鋼管継手の雌螺子と螺合可能な雄螺子が形成されている。
さらに、鋼管の保護具には全体を樹脂により形成したものもある（従来例３）（例えば、特許文献２を参照）。この樹脂製の保護具の一端が衝撃吸収部を形成しており、鋼管の雄螺子や鋼管継手の雌螺子に加わる衝撃をこの衝撃吸収部が変形して吸収する。
【０００５】
【特許文献１】
実開昭５３―３３０１１号公報
【特許文献２】
米国特許ＵＳ６１９６２７０Ｂ１号明細書
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例１の保護具にあっては、鋼管の雄螺子や鋼管継手の雌螺子に装着された保護具に衝撃力が加わった場合に、保護具の螺子と鋼管の雄螺子や鋼管継手の雌螺子との間で焼き付きを生じ、その取り外しが困難となるという不具合があった。また、この保護具は重量物であり加工や取り扱い等が容易ではないことに加えて、衝撃力を受けて損傷した保護具を廃棄処理する場合の負担が大きいという不具合もあった。
【０００７】
また、従来例２の保護具にあっては、保護具の螺子は硬質合成樹脂製ライニング材等で形成されており、鋼製の保護具のように保護具の螺子と鋼管の雄螺子等との間で焼き付きを生じることはないものの、以下の不具合があった。すなわち、鋼と樹脂とを組み合わせているので、保護具の製造工程が複雑化し、製造コストが高くなってしまう。また、鋼製の筒状体が重量物であるので、保護具全体の重量も重くなってしまう。さらに、衝撃力を受けて損傷した保護具を廃棄処理する場合、鋼製部分と樹脂製部分の分別が困難であり、焼却処理に付することができず、地中に埋設処理せざるを得ず、環境公害の一因となっていた。
【０００８】
さらに、従来例３の保護具にあっては、保護具の螺子と鋼管の雄螺子等との間で焼き付きを生じることはなく、重量物ともならないものの、以下の不具合があった。すなわち、衝撃吸収部が変形して衝撃力を吸収した場合に、鋼管の雄螺子等に損傷を生じさせないことが必要であり、衝撃吸収部の高さを２インチ以上としてその変形代を大きくとらなくてはならない。そのため、保護具を形成するためにより多くの材料が必要となり、材料コストが高くなる等の問題があった。
【０００９】
本発明は、上記した従来の技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、軽量、且つ小型で材料コストが低く、衝撃吸収能力に優れ、使用後の処理負担の軽減を可能とする保護具を提供するとともに、保護具を装着して輸送途上で管端の螺子に損傷や錆を生じることを防止可能とした鋼管を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その課題を解決するために以下のような構成をとる。
請求項１の発明に係る保護具は、鋼管の管端にある雄螺子の保護具であって、樹脂製の円筒から形成されており、該円筒の一方の端面側の内周面は前記雄螺子と螺合可能に形成された雌螺子を有し、前記円筒の他方の端面側に衝撃吸収部を有し、該衝撃吸収部がある端面は、前記円筒の長手方向に垂直な面に対して傾斜して、外周側から内周側に向かって窪んでいるとともに、平面で構成されており、前記衝撃吸収部がある端面の傾斜の角度が７〜１２°である。
【００１１】
請求項１の発明によると、保護具を装着された鋼管において、この保護具端面に衝撃力が働くと、衝撃吸収部端面が傾斜している効果により、衝撃力はその端面の傾斜角度に応じて円筒の長手方向への力と径方向への力とに分散される。その結果、長手方向に働く力の大きさは軽減され、衝撃吸収部の長手方向の変形量は小さくなり、鋼管端部の保護効果が向上すると考えられる。
【００１２】
なお、本発明の保護具における衝撃吸収メカニズムに関し、後述の発明の実施の形態において詳しく説明する。
【００１３】
請求項２の発明に係る保護具は、鋼管の管端にある雄螺子に螺合して装着される鋼管継手の雌螺子の保護具であって、樹脂製の円筒から形成されており、該円筒の一方の端面側の内周面は前記雌螺子と螺合可能に形成された雄螺子を有し、前記円筒の他方の端面側に衝撃吸収部を有し、該衝撃吸収部がある端面は、前記円筒の長手方向に垂直な面に対して傾斜して、外周側から内周側に向かって窪んでいるとともに、平面で構成されており、前記衝撃吸収部がある端面の傾斜の角度が７〜１２°である。
【００１４】
請求項２の発明によると、保護具を装着された鋼管継手において、この保護具端面に衝撃力が働くと、衝撃吸収部端面が傾斜している効果により、衝撃力はその端面の傾斜角度に応じて円筒の長手方向への力と径方向への力とに分散される。その結果、長手方向に働く力の大きさは軽減され、衝撃吸収部の長手方向の変形量は小さくなり、鋼管継手端部の保護効果が向上すると考えられる。
【００１５】
また、本発明の保護具は樹脂製であるので、製造、取り扱い、処理等が簡便化される。
【００１６】
さらに、本発明の保護具を形成する樹脂は特に制限されるものではない。樹脂は合成樹脂及び／又は天然樹脂である。例えば、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン等のポリエチレン類、ホモポリプロピレン、αオレフィンを少量共重合したブロック又はランダム共重合ポリプロピレン等のポリプロピレン類、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリブタジエン、エチレンプロピレンラバー、エチレンプロピレンジエンラバー、スチレン系エストラマー、天然ゴム等の単体や、これらのうちの２種類以上からなる混合物を挙げることができる。
【００１７】
請求項３の発明に係る保護具は、請求項１又は請求項２に記載の保護具であって、前記円筒を形成する樹脂は高密度ポリエチレンからなり、前記高密度ポリエチレンは、温度１９０℃、荷重２．１６ｋｇの測定条件下において、０．０１〜５．０ｇ／１０ｍｉｎのメルトマスフローレートを有する。
高密度ポリエチレンは低温環境下での衝撃強度が高く、かかる高密度ポリエチレンからなる保護具は極寒地においても鋼管を損傷から保護する。また、高密度ポリエチレンは耐薬品性にも優れるので、保護具を装着した鋼管に塗布される防錆剤等の薬剤によって変質等することが防止される。
【００１８】
高密度ポリエチレンのメルトマスフローレート（ＭＦＲ）が、ＪＩＳＫ６９２２−２に規定される温度１９０℃、荷重２．１６ｋｇの測定条件下において、０．０１ｇ／１０ｍｉｎよりも小さくなると、高密度ポリエチレンの分子量が大きくなりすぎ、溶融状態での流動性が低下し、保護具を射出成形して製造するときに成形不良を生じやすくなる。なお、以下の説明において、ＭＦＲの値はすべて温度１９０℃、荷重２．１６ｋｇの測定条件下におけるものとする。
【００１９】
また、高密度ポリエチレンのＭＦＲが、５．０ｇ／１０ｍｉｎよりも大きくなると、高密度ポリエチレンの分子量が小さくなりすぎ、耐衝撃性が低下する。
したがって、高密度ポリエチレンのＭＦＲは０．０１〜５．０ｇ／１０ｍｉｎであることが好ましい。なお、高密度ポリエチレンのＭＦＲを０．０５〜３．０ｇ／１０ｍｉｎとすることがより好ましく、０．１〜１．０ｇ／１０ｍｉｎとすることがより更に一層好ましい。
【００２０】
請求項４の発明に係る保護具は、請求項１又は請求項２に記載の保護具であって、前記円筒を形成する樹脂は高密度ポリエチレンと直鎖低密度ポリエチレンとの混合物からなり、前記高密度ポリエチレンは、温度１９０℃、荷重２．１６ｋｇの測定条件下において、０．０１〜５．０ｇ／１０ｍｉｎのメルトマスフローレートを有し、前記直鎖低密度ポリエチレンは、温度１９０℃、荷重２．１６ｋｇの測定条件下において、０．０１〜５．０ｇ／１０ｍｉｎのメルトマスフローレートを有し、前記混合物の組成は直鎖低密度ポリエチレンの割合が１〜２０質量％であり、残部が高密度ポリエチレンである。
【００２１】
高密度ポリエチレンと直鎖低密度ポリエチレンとの混合物は耐衝撃性に優れており、低温環境下での耐衝撃性は高密度ポリエチレン単体よりも優れる。
この混合物における直鎖低密度ポリエチレンの含有割合が２０質量％を超えると、保護具を射出成形して製造する際に、保護具の冷却時間が長くなり、生産効率が低下する。
【００２２】
混合物における直鎖低密度ポリエチレンの含有割合が１質量％未満となると、保護具の耐衝撃性の向上に直鎖低密度ポリエチレンが寄与する割合が低下する。
したがって、混合物の組成において、直鎖低密度ポリエチレンの含有割合を１〜２０質量％とし、残部を高密度ポリエチレンとすることが好ましい。
請求項５の発明に係る保護具は、請求項１〜請求項４のうちのいずれかの請求項に記載の保護具であって、一体射出成形により製造されている。
【００２３】
請求項５の発明によると、一体射出成形することで保護具が簡便且つ廉価に製造される。
請求項６の発明に係る鋼管は、請求項１、請求項３〜請求項５のうちのいずれかの請求項に記載の保護具を、鋼管の管端にある雄螺子に螺合させて装着してある。
請求項６の発明によると、鋼管を輸送する際、鋼管の管端にある雄螺子は保護具により保護されており、輸送中の損傷は防止される。また、保護具の衝撃吸収力が優れているため、軽量化、コンパクト化が可能で、保護具を装着した鋼管全体が長大化することもない。さらに、保護具は樹脂製であり、再使用不可能となった保護具を容易に焼却などにより廃棄処理できる。
【００２４】
請求項７の発明に係る鋼管は、請求項２〜請求項５のうちのいずれかの請求項に記載の保護具を、鋼管に装着されている鋼管継手の雌螺子に螺合させて装着してある。
請求項７の発明によると、一方の端部に鋼管継手を装着した鋼管において、鋼管継手の雌螺子は保護具により保護されており、輸送中の損傷は防止される。また、保護具の衝撃吸収力が優れているため、軽量化、コンパクト化が可能で、保護具を装着した鋼管全体が長大化することもない。さらに、保護具は樹脂製であり、再使用不可能となった保護具を容易に焼却などにより廃棄処理できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、図１を参照して本発明の第1の実施の形態の構成を説明する。
図１に示す樹脂製の保護具２０は、鋼管１０の管端の雄螺子１２を保護する雄螺子用のものである。鋼管１０の構成は従来のものと同様である。
保護具２０は、例えば一体射出成形により製造されて、円筒形をなし、円筒の長手方向両端には環状をなす端面２２ａ、２２ｂがある。一方の端面２２ａ側の円筒内周は、鋼管１０の雄螺子１２と螺合可能に形成された雌螺子２８を有する。円筒内周面２４と雌螺子２８の境界には段部３１が形成されている。段部３１より端面２２ｂ側にある円筒部分が衝撃吸収部３８を形成している。段部３１を境として、衝撃吸収部３８における円筒内径は雌螺子２８での円筒内径よりも小さくなっている。また、衝撃吸収部３８での円筒内径は鋼管１０の内径より小さく、保護具２０の外径は鋼管１０の外径よりも大きくなっている。
【００２６】
保護具２０の端面２２ｂ上には一対の溝３２が円周方向に１８０°の間隔をおいて形成されており、保護具２０を鋼管１０に着脱させる際に、溝３２に係合させた工具により保護具２０を旋回させることが可能に構成されている。
端面２２ｂの外周側縁３４の稜は丸められており、端面２２ｂと円筒外周面２６とはなだらかな曲面によって連続している。この曲面は長手方向断面においてＲの曲率半径を有する。同様に、端面２２ｂの内周側縁３６の稜も長手方向断面において曲率半径Ｒを有する曲面により丸められている。この曲率半径Ｒの大きさは０．５〜４．０ｍｍとすることが好ましい。
【００２７】
端面２２ｂは円筒の長手方向に垂直な面に対して傾斜し、外周側縁３４から内周側縁３６に向かって窪んでおり、端面２２ｂの傾斜角度θは、７〜１２°の範囲内にある。
衝撃吸収部３８における円筒の肉厚はＷとなっている。また、端面２２ｂ上において、外周側縁３４から内周側縁３６に向かう傾斜方向中央部分の位置から断部３１までの、長手方向距離はＨとなっている。
【００２８】
保護具２０を形成する樹脂は、高密度ポリエチレン、又は、高密度ポリエチレンと直鎖低密度ポリエチレンとの混合物であることが好ましい。高密度ポリエチレンは０．０１〜５．０ｇ／１０ｍｉｎのＭＦＲを有することが好ましい。さらに、直鎖低密度ポリエチレンとの混合物である場合、直鎖低密度ポリエチレンは０．０１〜５．０ｇ／１０ｍｉｎのＭＦＲを有し、混合物中における高密度ポリエチレンの割合は８０〜９９質量％であり、残部が直鎖低密度ポリエチレンとなっていることが好ましい。
【００２９】
そして、保護具２０が鋼管１０の雄螺子１２と螺合して雄螺子１２を覆っており、鋼管１０の管端より衝撃吸収部３８が長手方向外側へ突出している。
本実施の形態は上記のように構成されており、次にその作用について説明する。
鋼管１０の輸送は、船舶、列車、トラックにより行うことが一般的で、これらの輸送手段への積み下ろしにはクレーンがよく用いられる。クレーンを用いた積み下ろしでは、横揺れが頻繁に発生し、船倉や荷台の柱や壁等に鋼管１０の端部が当たる場合が多い。そして、柱や壁等に鋼管１０の端部が衝突した場合、鋼管１０の管端において、衝突により鋼管１０の長手方向に沿った方向に衝撃力Fが加わることが多い。このとき、柱や壁は鋼管１０の直径よりも大きいので、図２（ｉ）に示すように、鋼管１０の管端に装着した保護具２０は、衝撃吸収部３８の周方向にほぼ１８０°離れた２つの位置Ａ、Ｂが変形する。
【００３０】
本実施の形態に係る保護具２０においては、以下に示す機構により、上記衝撃力Fのエネルギーが吸収されるものと考えられる。図２を参照しつつ、以下にそのエネルギー吸収機構を説明する。なお、図２（ｉｉ）、（ｉｉｉ）及び（ｉｖ）では、押しつぶされて変形する前の保護具２０の形状を一点鎖線で示した。
【００３１】
まず、保護具２０に、長手方向の衝撃力Fが加わると、最初に衝撃力Fは端面２２ｂの外周側縁３４上の２つの位置Ａ，Ｂに作用して働く。次に、保護具２０は、端面２２ｂが傾斜角度θで内側に向かって窪んでいるため、傾斜角度θに応じて円筒の径方向外側へ衝撃力Fの分力が位置Ａ，Ｂに働く。その結果、位置Ａ，Ｂ近傍の衝撃吸収部３８は径方向外側へ変形しようとし、位置Ａ，Ｂは径方向外側へ撓む（図２（ｉ）及び（ｉｉ）を参照）。位置Ａ，Ｂが外側へ撓むために、位置Ａ，Ｂ以外の衝撃吸収部３８である位置Ｃ及び位置Ｄは位置Ａあるいは位置Ｂの方向へ引っ張られる。そして、位置Ｃ，Ｄの衝撃吸収部３８はこれらの引っ張り力によって径方向内側へ撓んで変形しようとする（図２（ｉ）、（ｉｉｉ）及び（ｉｖ）を参照）。すなわち、保護具２０において、衝撃力Fが最初に加えられた位置（位置Ａ，Ｂ）以外の衝撃吸収部３８である位置Ｃ、Ｄも変形する。そして、このときの変形抗力が、径方向外側へ衝撃力Fの分力を吸収する。
【００３２】
したがって、保護具２０において、衝撃力Fが有するエネルギーの一部が、衝撃力Fが加えられた位置以外の衝撃吸収部３８を変形させるために消費され、衝撃力Fのうち長手方向に沿って作用する力が軽減される。その結果、衝撃吸収部３８の長手方向の変形量は小さくなり、鋼管１０の管端部の保護効果は向上する。
次に、比較のために、端面２２ｂの傾斜角度θの大きさを０°とした保護具２１を考える。この保護具２１の構成は、角度θの大きさを除いて保護具２０の構成と同じであり、同じ符合を付する。
【００３３】
保護具２１に、円筒の長手方向に衝撃力Fが働き、保護具２１の衝撃吸収部３８が変形してこの衝撃力Fのエネルギーを吸収する過程は以下に説明するものであると考えられる（図３を参照）。なお、図３中で押しつぶされて変形する前の保護具２１の形状を一点鎖線で示す。保護具２１の衝撃吸収部３８の端面２２ｂの角度θは０°であるので、端面２２ｂに衝撃力Fが働くと、この衝撃力Fは長手方向にだけ作用し、衝撃吸収部３８は衝撃力Fによって圧縮されて押しつぶされる。このとき、円筒の径方向に働く衝撃力Fの分力は発生せず、衝撃吸収部３８を径方向に撓ませる力は生じない。したがって、衝撃吸収部３８は長手方向に押しつぶされて変形することのみによって衝撃力Fのエネルギーを吸収し、衝撃吸収部３８を長手方向に押しつぶす変形量は大きくなると考えられる。
【００３４】
したがって、図２と図３との比較から、保護具２０の端面２２ｂを径方向内側に傾斜させて窪ませることにより、保護具２０の軽量化、コンパクト化を達成でき、耐衝撃性の向上を達成できる。
また、鋼管１０を船舶等により輸送するとき、鋼管１０の端部が船倉や荷台の柱や壁等と衝突し、鋼管１０の長手方向に対して傾斜する方向の衝撃力が鋼管１０の端部に加わる場合もある。鋼管１０の管端に装着した保護具２０の端面２２ｂは、径方向外側の外周側縁３４から径方向内側の内周側縁３６にかけて傾斜して窪んでいるので、衝撃力は衝撃吸収部３８の外周側縁３４にまず働く。衝撃吸収部３８において衝撃力を受けて変形可能な容積は、外周側縁３４近傍の方が内周側縁３６近傍よりも大きい。この衝撃力は、大きな変形量が衝撃吸収部３８の外周側縁３４において発生することによって直ちに吸収される。したがって、鋼管１０はその長手方向に対して傾斜する方向の衝撃力からも保護具２０によって保護されている。
【００３５】
さらに、保護具２０は、端面２２ｂの外周側縁３４及び内周側縁３６はなだらかな曲面によって形成されているので、シャープな縁を有する場合に比べて衝撃力が一点に集中することは避けられており、応力集中による割れが発生しにくい。
また、保護具２０を形成する樹脂が高密度ポリエチレンを含有している場合には低温環境下での衝撃強度が大きく、極寒地においても鋼管１０の雄螺子１２を保護できる。高密度ポリエチレンは耐薬品性にも優れるので、鋼管１０の雄螺子１２に塗布される防錆剤等の薬剤によって保護具２０が変質等することも防止されている。
【００３６】
保護具２０が前記樹脂等を溶融させて一体射出成形により製造されたものである場合は、その製造工程は簡便なものとなり、製造コストも廉価となる。さらに、重量も軽量化されて取り扱いが容易となり、廃棄処理するときには樹脂製品として簡単に処理できる。
次に、図４を参照して本発明の第２の実施の形態の構成を説明する。なお、第１の実施の形態の構成と同様の構成については、同じ符号を付し、重複した説明を省略する。
【００３７】
図４に示す樹脂製の保護具は、鋼管１０の管端の雄螺子１２に装着される鋼管継手１４の雌螺子１６を保護する雌螺子用の保護具２０である。鋼管１０及び鋼管継手１４の構成は従来のものと同様である。
保護具２０の構成は以下の点を除いて、第１の実施の形態における保護具の構成と同様である。すなわち、端面２２ａ側の円筒外周は鋼管継手１４の雌螺子１６と螺合可能に形成された雄螺子３０を有する。雄螺子３０と外周面２６の境界には段部３１が形成されている。段部３１より端面２２ｂ側にある円筒部分が衝撃吸収部３８を形成している。段部３１を境として、衝撃吸収部３８における円筒外径は、雄螺子３０での円筒外径よりも大きくなっている。また、衝撃吸収部３８における円筒外径は鋼管継手１４の外径よりも大きい。
【００３８】
そして、鋼管１０の一方の管端に鋼管継手１４が装着されており、鋼管継手１４の雌螺子１６と保護具２０の雄螺子３０とが螺合して雌螺子１６は保護具２０により覆われ、鋼管継手１４の端部より保護具２０の衝撃吸収部３８が長手方向外側へ突出している。
本実施の形態は上記のように構成されており、次にその作用について説明する。
鋼管継手１４を装着した鋼管１０も、前記同様に、輸送の際に鋼管継手１４の端部が船倉や荷台の柱や壁などに当たり、ほぼ鋼管１０の長手方向と一致する方向の衝撃力Fが、鋼管１０の端部に働く場合が多い。また、鋼管１０の長手方向に対して傾斜する方向の衝撃力が、鋼管１０の端部に加わる場合もある。
【００３９】
端面２２ｂに衝撃力Fや傾斜する方向の衝撃力が働いて、保護具２０の衝撃吸収部３８に生じる作用は、第１の実施の形態における場合と同様である。
また、保護具２０を形成する樹脂の作用も第１の実施の形態における場合と同様である。
したがって、保護具２０により輸送中の鋼管１０に装着された鋼管継手１４の雌螺子１６は衝撃力Fや傾斜する方向の衝撃力から保護され、損傷を生じることは防止されている。
【００４０】
なお、図１に示す第１の実施の形態に係る保護具２０及び図２に示す第２の実施の形態に係る保護具２０は、本発明に係る保護具の一例を示したものであり、図１又は図２に示す保護具に限定されるものではないことは勿論である。
例えば、図１の保護具の衝撃吸収部をなす円筒の内側にカバー等を設けて塞いだ構成とし、保護具を装着した鋼管内に水等の進入を防止することが可能である。また、図２の保護具の衝撃吸収部をなす円筒の内側や雄螺子を形成した部分の円筒の内側にカバー等を設けて塞いだ構成とし、保護具を装着した鋼管内に水等の進入を防止することも可能である。
【００４１】
（実施例）
次に、本発明に係る保護具の効果を検証すべく、以下の実施例１〜１５の保護具に対して以下の試験を行った。
実施例１〜１３及び１５において使用した保護具は、２−７／８インチ径の鋼管の雄螺子又はこの鋼管に装着される鋼管継手の雌螺子に対応したサイズを有する。また、実施例１４において使用した保護具は、３−１／２インチ径の鋼管の雄螺子に対応したサイズを有する。各保護具の種類、衝撃吸収部側の端面の傾斜角度θ及び樹脂組成は以下に示すものである。また、各保護具の肉厚Ｗを１．３３ｃｍとし、長手方向距離Ｈを１．７２ｃｍとした。各保護具の他の構成は、前記の第１の実施の形態又は第２の実施の形態において説明したものと同様である。
【００４２】
実施例１で使用した保護具は雄螺子用である。保護具の角度θは１５°であり、この保護具を形成する樹脂は、ＭＦＲが０．３９ｇ／１０ｍｉｎの高密度ポリエチレン（三井化学社製ハイゼックス５２３０Ｂ）単体である。
実施例２で使用した保護具は雄螺子用である。保護具の角度θは１５°であり、この保護具を形成する樹脂は、ＭＦＲが０．０５ｇ／１０ｍｉｎの高密度ポリエチレン（日本ポリオレフィン社製ジェイレックスＫＥ０６１Ａ）単体である。
【００４３】
実施例３で使用した保護具は雄螺子用である。保護具の角度θは１５°であり、この保護具を形成する樹脂は、ＭＦＲが５．０ｇ／１０ｍｉｎの高密度ポリエチレン（日本ポリオレフィン社製ジェイレックスＫＭ５９０Ｌ）単体である。
実施例４で使用した保護具は雄螺子用である。保護具の角度θは１５°であり、この保護具を形成する樹脂は、ＭＦＲが５．０ｇ／１０ｍｉｎの高密度ポリエチレン（日本ポリオレフィン社製ジェイレックスＫＭ５９０Ｌ）を８０質量％含有し、ＭＦＲが５．０ｇ／１０ｍｉｎの直鎖低密度ポリエチレン（日本ポリオレフィン社製ジェイレックスＡＭ５６７Ｌ）を２０質量％含有する混合物である。
【００４４】
実施例５で使用した保護具は雄螺子用である。保護具の角度θは１５°であり、この保護具を形成する樹脂は、ＭＦＲが０．３９ｇ／１０ｍｉｎの高密度ポリエチレン（三井化学社製ハイゼックス５２３０Ｂ）を９８質量％含有し、ＭＦＲが０．３ｇ／１０ｍｉｎの直鎖低密度ポリエチレン（日本石油化学社製リニレックスＡＭ０７１０）を２質量％含有する混合物である。
【００４５】
実施例６で使用した保護具は雄螺子用である。保護具の角度θは３°であり、この保護具を形成する樹脂の組成は実施例１と同様である。
実施例７で使用した保護具は雄螺子用である。保護具の角度θは５°であり、この保護具を形成する樹脂の組成は実施例１と同様である。
実施例８で使用した保護具は雄螺子用である。保護具の角度θは７°であり、この保護具を形成する樹脂の組成は実施例１と同様である。
【００４６】
実施例９で使用した保護具は雄螺子用である。保護具の角度θは１０°であり、この保護具を形成する樹脂の組成は実施例１と同様である。
実施例１０で使用した保護具は雄螺子用である。保護具の角度θは１２°であり、この保護具を形成する樹脂の組成は実施例１と同様である。
実施例１１で使用した保護具は雄螺子用である。保護具の角度θは３０°であり、この保護具を形成する樹脂の組成は実施例１と同様である。
【００４７】
実施例１２で使用した保護具は２−７／８インチ径の鋼管継手の雌螺子用である。保護具の角度θは１５°であり、この保護具を形成する樹脂の組成は実施例１と同様である。
実施例１３で使用した保護具は雄螺子用である。保護具の角度θは１５°であり、この保護具を形成する樹脂は、ＭＦＲが８．０ｇ／１０ｍｉｎの高密度ポリエチレン（日本ポリオレフィン社製ジェイレックスＫＭ６９８Ａ）単体である。
【００４８】
実施例１４で使用した保護具は雄螺子用である。保護具の角度θは１５°であり、この保護具を形成する樹脂の組成は実施例１と同様である。
実施例１５で使用した保護具は雄螺子用である。保護具の角度θは１°であり、この保護具を形成する樹脂の組成は実施例１と同様である。
なお、上記の実施例１〜１５の保護具は一体射出成形により製造した。
また、上記の実施例１〜１５で使用した保護具のうち実施例８〜１０で使用した保護具は、本発明に係る保護具の例示である。本発明に係る保護具が実施例８〜１０の保護具に限定されるものではないことは勿論である。
【００４９】
【表１】

【００５０】
本試験で使用した試験装置は、図５及び図６に示す構成を有する落重衝撃試験装置４０である。落重衝撃試験装置４０は、錘４２の下部に取り付けた長さ１５ｃｍ、直径３．８ｃｍの鋼製棒４４を備え、落重衝撃試験装置４０内で錘４２とともに鋼製棒４４を鋼管１０に装着された保護具２０の衝撃吸収部３８上に落下させて衝撃力を与えることができる。錘４２の質量と落下高さは変更可能であり、保護具２０に加えられる衝撃力のエネルギー量を調整可能となっている。なお、図４及び５は、鋼製棒４４の長手方向から見たものである。
【００５１】
実施例１〜１５の各保護具に対して、落重衝撃試験装置４０を用いて垂直方向落重試験と４５°方向落重試験の２つの試験を行った。垂直方向落重試験では、落重衝撃試験装置４０内で鋼管１０を垂直に立てて、鋼管１０の長手方向の衝撃力Ｆを鋼管１０に装着した各保護具に加えた（図５参照）。４５°方向落重試験では、落重衝撃試験装置４０内で鋼管１０を４５°傾斜させて立てて、鋼管１０の長手方向から４５°傾斜する方向の衝撃力ｆを鋼管１０に装着した各保護具に加えた（図６参照）。各試験における錘４２の落下高さは鋼製棒４４の下端から保護具２０の上端までの垂直距離として、その落下高さを６１ｃｍとし、室温と−４６℃の２つの試験温度の条件下で各試験を行った。
【００５２】
そして、保護具により保護された鋼管の端面や雄螺子又は鋼管継手の端面や雌螺子に損傷が生じなかった場合において、錘４２の質量及び鋼製棒４４の質量の合計値の最大値と、落下高さとから、保護具に加えられた衝撃力のエネルギー量の最大値を算出した。なお、以下の説明において、保護具に加えられた衝撃力のエネルギー量の最大値を最大吸収エネルギーという。
【００５３】
−４６℃の条件下で垂直方向落重試験及び４５°方向落重試験を行うにあたっては、各保護具の衝撃吸収部に熱電対を埋め、ドライアイスで衝撃吸収部を−７５℃に冷却してから室温の落重衝撃試験装置４０内にセットした。そして、熱電対で衝撃吸収部の温度をモニタし、その温度が−４６℃まで上昇した時点で直ちに錘と鋼製棒を落下させた。
【００５４】
なお、比較のため、以下の比較例１〜４に示す構成を有する雄螺子用又は雌螺子用の各保護具に対しても、実施例１〜１５と同様に落重衝撃試験装置４０による垂直方向落重試験及び４５°方向落重試験を行った。
比較例１の保護具は雄螺子用であり、角度θは０°である。この保護具を形成する樹脂は、ＭＦＲが０．３９ｇ／１０ｍｉｎの高密度ポリエチレン（三井化学社製ハイゼックス５２３０Ｂ）である。この保護具が対応する鋼管のサイズは２−７／８インチ径である。
【００５５】
比較例２の保護具は雄螺子用であり、角度θは０°である。保護具を形成する樹脂の組成は比較例１と同様である。この保護具が対応する鋼管のサイズは３−１／２インチ径である。
比較例３の保護具は雌螺子用であり、角度θは０°である。保護具を形成する樹脂の組成は比較例１と同様である。この保護具が対応する鋼管継手のサイズは２−７／８インチ径である。
なお、上記の比較例１〜３の保護具は一体射出成形により製造した。
【００５６】
また、比較例４として、ＭＦＲが０．０１ｇ／１０ｍｉｎよりも小さな高密度ポリエチレン単体からなる樹脂を用いて一体射出成形により保護具を製造しようと試みたが、溶融状態下で樹脂の流動性が低く、保護具を成形できなかった。
表２、図７及び図８に、試験結果を示す。なお、表２中において、鋼管の端面や雄螺子又は鋼管継手の端面や雌螺子に損傷が生じなかった場合の錘４２の質量の最大値を錘最大質量という。図７及び図８では、横軸に角度θをとり、縦軸には角度θが０°のときと比較した最大吸収エネルギーの増加率をとり、各保護具における衝撃力の吸収効率の大きさを表した。
【００５７】
【表２】

【００５８】
最初に、表２、図７及び図８を参照しつつ、垂直方向落重試験と４５°方向落重試験の各結果から角度θの効果について検討する。
まず、垂直方向落重試験の結果に基づいて、角度θの効果の検討結果を述べる。
角度θが０°の比較例１、２及び３の場合、最大吸収エネルギーは常温で６２８Ｊ、−４６℃で５０８Ｊであった。
これに対し、角度θが７°の実施例８、角度θが１０°の実施例９、角度θが１２°の実施例１０の各場合、最大吸収エネルギーはそれぞれ常温で８３７Ｊ、−４６℃で７４７Ｊであった。
【００５９】
また、角度θが３°の実施例６、角度θが５°の実施例７、角度θが１５°の実施例１及び１４、角度θが３０°の実施例１１の各場合、最大吸収エネルギーはそれぞれ常温で８０７Ｊ、−４６℃で７１７Ｊであった。
さらに、角度θが１°の実施例１５の場合、最大吸収エネルギーは常温で７１７Ｊ、−４６℃で６２８Ｊであった。
【００６０】
したがって、図７に示すように、鋼管の長手方向に衝撃力Ｆが加わる場合、角度θを１°〜３°の範囲に形成すると、最大吸収エネルギーが、角度θが０°である場合よりも常温で１４％、−４６℃で２４％大きくなっており、衝撃力の吸収効率がより高まっていることが確認された。
また、角度θを３°〜７°又は１５°〜３０°の範囲に形成すると、最大吸収エネルギーが、角度θが０°である場合よりも常温で２９％、−４６℃で４１％大きくなっており、衝撃力の吸収効率がより高い範囲内にあることが確認された。
【００６１】
さらに、角度θを７°〜１２°の範囲に形成すると、最大吸収エネルギーが、角度θが０°である場合よりも常温で３３％、−４６℃で４７％大きくなっており、衝撃力の吸収効率が特に高い範囲内にあることが確認された。
なお、角度θが７°〜１２°の実施例８〜１０の保護具（保護具種類：雄螺子用、樹脂組成：ＭＦＲが０．３９ｇ／１０ｍｉｎの高密度ポリエチレン単体、対応する鋼管の径：２−７／８インチ）の場合、垂直方向荷重試験における最大吸収エネルギーが８３７Ｊ（常温）、７４７Ｊ（−４６℃）であるのに対し、角度θが５°の実施例７の保護具（保護具種類：雄螺子用、樹脂組成：ＭＦＲが０．３９ｇ／１０ｍｉｎの高密度ポリエチレン単体、対応する鋼管の径：２−７／８インチ）の場合、垂直方向荷重試験における最大吸収エネルギーが８０７Ｊ（常温）、７１７Ｊ（−４６℃）、角度θが１５°の実施例１の保護具（保護具種類：雄螺子用、樹脂組成：ＭＦＲが０．３９ｇ／１０ｍｉｎの高密度ポリエチレン単体、対応する鋼管の径：２−７／８インチ）の場合、垂直方向荷重試験における最大吸収エネルギーが８０７Ｊ（常温）、７１７Ｊ（−４６℃）であり、角度θが７°〜１２°の実施例８〜１０の保護具が、角度θが７°より小さい場合と角度θが１２°より大きい場合と比較して顕著に衝撃力の吸収効率が高いことが確認されている。
次に、４５°方向落重試験の結果に基づいて、角度θの効果の検討結果を述べる。
【００６２】
角度θが０°の比較例１及び２の場合、最大吸収エネルギーは常温で４１９Ｊ、−４６℃で２３９Ｊであった。
これに対し、角度θが５°の実施例７、角度θが７°の実施例８、角度θが１０°の実施例９、角度θが１２°の実施例１０、角度θが１５°の実施例１及び１４の各場合、最大吸収エネルギーはそれぞれ常温で５６８Ｊ、−４６℃で３８９Ｊであった。
【００６３】
また、角度θが３°の実施例６、角度θが３０°の実施例１１の各場合、最大吸収エネルギーはそれぞれ常温で５３８Ｊ、−４６℃で３５９Ｊであった。
さらに、角度θが１°の実施例１５の場合、最大吸収エネルギーは常温で４７９Ｊ、−４６℃で２９９Ｊであった。
したがって、図８に示すように、鋼管の長手方向から４５°傾斜する方向に衝撃力が加わる場合、角度θを１°〜３°の範囲に形成すると、最大吸収エネルギーが、角度θが０°である場合よりも常温で１４％、−４６℃で２５％大きくなっており、衝撃力の吸収効率がより高まっていることが確認された。
【００６４】
また、角度θを３°〜５°又は１５°〜３０°の範囲に形成すると、最大吸収エネルギーが、角度θが０°である場合よりも常温で２８％、−４６℃で５０％大きくなっており、衝撃力の吸収効率がより高い範囲内にあることが確認された。
さらに、角度θを５°〜１５°に形成すると、最大吸収エネルギーが、角度θが０°である場合よりも常温で３６％、−４６℃で６３％大きくなっており、衝撃力の吸収効率が特に高い範囲内にあることが確認された。
【００６５】
以上より、角度θが０°の場合と比べて、角度θを１°〜３０°に形成することにより、鋼管の長手方向の衝撃力及び鋼管の長手方向に対して傾斜する方向の衝撃力を、保護具が効率よく吸収していることを確認できた。また、角度θを３°〜３０°に形成することにより、鋼管の長手方向の衝撃力及び鋼管の長手方向に対して傾斜する方向の衝撃力の保護具による吸収効率を、より向上したものにできることを確認できた。さらに、角度θを５°〜１５°に形成することにより、鋼管の長手方向に対して傾斜する方向の衝撃力の保護具による吸収効率を、最も大きくできることを確認できた。また、角度θを７°〜１２°に形成することにより、鋼管の長手方向の衝撃力の保護具による吸収効率をも、最も大きなものにできることを確認できた。
【００６６】
次に、ＭＦＲの値の効果について検討する。
まず、比較例４より、保護具を形成する樹脂のＭＦＲが０．０１ｇ／１０ｍｉｎ未満であると溶融状態下で樹脂の流動性が低くなり、保護具を一体射出成形により成形するためにはＭＦＲを０．０１ｇ／１０ｍｉｎ以上とすべきことが確認された。
次に、垂直方向落重試験の結果に基づいて、ＭＦＲの値の効果の検討結果を述べる。
保護具を形成する樹脂組成を高密度ポリエチレン単体とした場合、ＭＦＲが８．０ｇ／１０ｍｉｎの実施例１３においては、最大吸収エネルギーは常温で７４７Ｊ、−４６℃で６２８Ｊであった。
【００６７】
これに対し、ＭＦＲが０．３９ｇ／１０ｍｉｎの実施例１における最大吸収エネルギーはそれぞれ常温で８０７Ｊ、−４６℃で７１７Ｊであり、ＭＦＲが０．０５ｇ／１０ｍｉｎの実施例２及びＭＦＲが５．０ｇ／１０ｍｉｎの実施例３における最大吸収エネルギーはそれぞれ常温で７７７Ｊ、−４６℃で６５８Ｊであった。
【００６８】
これは、ＭＦＲが８．０ｇ／１０ｍｉｎである高密度ポリエチレンの分子量が小さく、その耐衝撃性が低下しているためである。したがって、ＭＦＲを５．０ｇ／１０ｍｉｎ以下とすることで、長手方向の衝撃力に対する最大吸収エネルギーを大きくでき、ＭＦＲの値が低いほうが高密度ポリエチレンの分子量を大きくでき、その耐衝撃性も大きくなり好ましいことが確認された。
【００６９】
そして、実施例１における最大吸収エネルギーは、実施例２及び実施例３における最大吸収エネルギーよりも、常温で４％、−４６℃で９％大きい。
したがって、ＭＦＲが０．１〜１．０ｇ／１０ｍｉｎの範囲の高密度ポリエチレンを用いることが、長手方向の衝撃力に対してより好ましいことが確認された。
【００７０】
さらに、保護具を形成する樹脂組成を高密度ポリエチレンと直鎖低密度ポリエチレンとの混合物とした場合、ＭＦＲが５．０ｇ／１０ｍｉｎの高密度ポリエチレンを８０質量％、ＭＦＲが５．０ｇ／１０ｍｉｎの直鎖低密度ポリエチレンを２０質量％含有する樹脂組成とした実施例４において、最大吸収エネルギーは常温で８０７Ｊ、−４６℃で７４７Ｊであった。ＭＦＲが０．３９ｇ／１０ｍｉｎの高密度ポリエチレンを９８質量％、ＭＦＲが０．３ｇ／１０ｍｉｎの直鎖低密度ポリエチレンを２質量％含有する樹脂組成とした実施例５において、最大吸収エネルギーは常温で８３７Ｊ、−４６℃で７７７Ｊであった。これに対し、形状は同じであるが、直鎖低密度ポリエチレンを含有していない実施例１〜３において、最大吸収エネルギーの最大値は、実施例１における常温での８０７Ｊと−４６℃での７１７Ｊであった。
【００７１】
したがって、直鎖低密度ポリエチレンを含有する樹脂組成物から保護具を形成することで、低温環境下での長手方向の衝撃力に対する耐衝撃性が大きくなることが確認された。
次に、４５°方向落重試験の結果に基づいて、ＭＦＲの値の効果の検討結果を述べる。
保護具を形成する樹脂組成を高密度ポリエチレン単体とした場合、ＭＦＲが８．０ｇ／１０ｍｉｎの実施例１３においては、最大吸収エネルギーは常温で５０８Ｊ、−４６℃で３２９Ｊであった。
これに対し、ＭＦＲが０．３９ｇ／１０ｍｉｎの実施例１における最大吸収エネルギーはそれぞれ常温で５６８Ｊ、−４６℃で３８９Ｊであり、ＭＦＲが０．０５ｇ／１０ｍｉｎの実施例２及びＭＦＲが５．０ｇ／１０ｍｉｎの実施例３における最大吸収エネルギーはそれぞれ常温で５３８Ｊ、−４６℃で３５９Ｊであった。
【００７２】
これは、ＭＦＲが８．０ｇ／１０ｍｉｎである高密度ポリエチレンの分子量が小さく、その耐衝撃性が低下しているためである。したがって、垂直落重試験と同様、ＭＦＲを５．０ｇ／１０ｍｉｎ以下とすることで、長手方向と傾斜する方向の衝撃力に対しても、最大吸収エネルギーを大きくでき、ＭＦＲの値が低いほうが高密度ポリエチレンの分子量を大きくでき、その耐衝撃性も大きくなり好ましいことが確認された。
【００７３】
そして、実施例１における最大吸収エネルギーは、実施例２及び実施例３における最大吸収エネルギーよりも、常温で６％、−４６℃で８％大きい。
したがって、垂直落重試験と同様、ＭＦＲが０．１〜１．０ｇ／１０ｍｉｎの範囲の高密度ポリエチレンを用いることが、長手方向に傾斜する方向の衝撃力に対してもより好ましいことが確認された。
【００７４】
さらに、保護具を形成する樹脂組成を高密度ポリエチレンと直鎖低密度ポリエチレンとの混合物とした場合、ＭＦＲが５．０ｇ／１０ｍｉｎの高密度ポリエチレンを８０質量％、ＭＦＲが５．０ｇ／１０ｍｉｎの直鎖低密度ポリエチレンを２０質量％含有する樹脂組成とした実施例４と、ＭＦＲが０．３９ｇ／１０ｍｉｎの高密度ポリエチレンを９８質量％、ＭＦＲが０．３ｇ／１０ｍｉｎの直鎖低密度ポリエチレンを２質量％含有する樹脂組成とした実施例５において、それぞれ、最大吸収エネルギーは常温で５６８Ｊ、−４６℃で４１９Ｊであった。これに対し、形状は同じであるが、直鎖低密度ポリエチレンを含有していない実施例１〜３において、最大吸収エネルギーの最大値は、実施例１における常温での５６８Ｊと−４６℃での３８９Ｊであった。
したがって、垂直落重試験と同様、直鎖低密度ポリエチレンを含有する樹脂組成物から保護具を形成することで、低温環境下での長手方向と傾斜する方向の衝撃力に対する耐衝撃性が大きくなることが確認された。
【００７５】
【発明の効果】
本発明は、上記のような保護具及び保護具を装着した鋼管であるので、軽量、且つ小型であり、衝撃吸収能力に優れ、使用後の処理負担の軽減を可能とする保護具を提供できるとともに、保護具を装着して輸送途上で管端の螺子に損傷や錆を生じることを防止可能とした鋼管を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る保護具の長手方向断面図である。
【図２】保護具の衝撃吸収部が衝撃力Fを吸収して変形する状態説明図であり、（ｉ）は上面図、（ｉｉ）は（ｉ）のＩ−Ｉ線部分（位置Ａ、Ｂにおける）断面図、（ｉｉｉ）は（ｉ）のＩＩ−ＩＩ線部分（位置Ｃにおける）断面図、（ｉｖ）は（ｉ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線部分（位置Ｄにおける）断面図である。
【図３】従来の保護具において、衝撃吸収部が衝撃力Fを吸収して変形する状態説明図であり、（ｉ）は上面図、（ｉｉ）は（ｉ）のＩＶ−ＩＶ線部分断面図である。
【図４】第２の実施の形態に係る保護具の長手方向断面図である。
【図５】垂直方向落重試験における試験装置の構成図である。
【図６】４５°方向落重試験における試験装置の構成図である。
【図７】垂直方向落重試験結果の説明図である。
【図８】４５°方向落重試験結果の説明図である。
【図９】従来の鋼管の側面図である。
【図１０】従来の保護具を装着した鋼管の側面図である。
【符号の説明】
１０鋼管
１２鋼管の雄螺子
１４鋼管継手
１６鋼管継手の雌螺子
２０、２１保護具
２２ａ、２２ｂ端面
２４円筒内周面
２６円筒外周面
２８保護具の雌螺子
３０保護具の雄螺子
３１段部
３２溝
３４外周側縁
３６内周側縁
３８衝撃吸収部
４０落重衝撃試験装置
４２錘
４４鋼製棒[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a steel pipe protector and a steel pipe equipped with this protector.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a steel pipe 10 as shown in FIG. 9 is used in excavation and finishing of a well in an oil and gas field. The steel pipe 10 has male screws 12 at both pipe ends. A steel pipe joint 14 having a female screw 16 on the inner peripheral surface is screwed onto the male screw 12 at one end of the pipe, and a plurality of steel pipes 10 can be continuously connected. .
[0003]
When the steel pipe 10 is transported, the male screw 12 at the pipe end and the female screw 16 of the steel pipe joint 14 are prevented from being damaged by a hit or the like applied during transportation, and the male screw 12 or the female screw 16 is rusted. It is necessary to prevent that. For this reason, when the steel pipe 10 is transported, the protector 20 shown in FIG. 10 is attached to the male screw 12 and the female screw 16 by being screwed together.
For example, a steel pipe protector is formed entirely of steel (conventional example 1). This steel protector has a screw that can be screwed with a male screw of a steel pipe or a female screw of a steel pipe joint, and can be attached to the steel pipe.
[0004]
Further, some steel pipe protectors are formed by combining steel and resin (conventional example 2) (see, for example, Patent Document 1). The protective device for protecting the male screw of the steel pipe has a resin lining material inside the steel cylindrical body, and a female screw that can be screwed with the male screw of the steel pipe is formed on the resin lining material. . The protective device for protecting the female screw of the steel pipe joint has a resin lining material on the outside of the steel cylindrical body, and a male screw that can be screwed with the female screw of the steel pipe joint is formed on the resin lining material. ing.
Furthermore, some steel pipe protectors are entirely made of resin (conventional example 3) (see, for example, Patent Document 2). One end of the resin protective device forms an impact absorbing portion, and the impact absorbing portion deforms and absorbs an impact applied to the male screw of the steel pipe and the female screw of the steel pipe joint.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 53-33011
[Patent Document 2]
US Pat. No. 6,196,270 B1
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the protector of the conventional example 1, when an impact force is applied to the protector mounted on the male screw of the steel pipe or the female screw of the steel pipe joint, the screw of the protector and the male screw of the steel pipe or the steel pipe joint are applied. There is a problem that seizure occurs between the female screw and the removal thereof becomes difficult. Further, this protective equipment is heavy and not easy to process or handle. In addition, there is a problem that a burden is great when the protective equipment damaged by impact force is disposed of.
[0007]
Further, in the protector of the conventional example 2, the screw of the protector is formed of a hard synthetic resin lining material or the like, and like the protector made of steel, the screw of the protector and the male screw of the steel pipe, etc. Although there was no burn-in between, there were the following problems. That is, since steel and resin are combined, the manufacturing process of the protective equipment is complicated, and the manufacturing cost is increased. Moreover, since the steel cylindrical body is heavy, the weight of the entire protective equipment is also increased. In addition, when disposing of protective equipment damaged by impact force, it is difficult to separate the steel part from the resin part, so it cannot be subjected to incineration and must be buried underground. It was a cause of environmental pollution.
[0008]
Furthermore, in the protector of Conventional Example 3, there is no seizure between the screw of the protector and the male screw of the steel pipe, and although there is no heavy load, there are the following problems. That is, when the impact absorbing portion is deformed to absorb the impact force, it is necessary not to cause damage to the male screw or the like of the steel pipe. The height of the impact absorbing portion is set to 2 inches or more, and the deformation allowance is greatly increased. Must-have. For this reason, more materials are required to form the protector, and there is a problem that the material cost is increased.
[0009]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and the object is to be lightweight, small and low in material cost, excellent in impact absorption capability, and processed after use. An object of the present invention is to provide a steel pipe capable of preventing damage and rust on a pipe end screw during transportation by providing the protective equipment capable of reducing the burden and mounting the protective equipment.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention adopts the following configuration in order to solve the problem.
  The protector according to the invention of claim 1 is a protector for a male screw at a pipe end of a steel pipe, and is made of resin.MadeThe inner peripheral surface on one end face side of the cylinder has a female screw formed so as to be screwable with the male screw, and has an impact absorbing portion on the other end face side of the cylinder. The end surface having the impact absorbing portion is inclined with respect to a plane perpendicular to the longitudinal direction of the cylinder, is recessed from the outer peripheral side toward the inner peripheral side, and is configured by a plane. The angle of inclination of the end face where the absorber is located is7-12 °It is.
[0011]
According to the first aspect of the present invention, when an impact force is applied to the end face of the protector in the steel pipe fitted with the protector, the impact force depends on the inclination angle of the end face due to the effect that the end face of the impact absorbing portion is inclined. And distributed in the longitudinal direction and the radial direction of the cylinder. As a result, the magnitude of the force acting in the longitudinal direction is reduced, the amount of deformation in the longitudinal direction of the impact absorbing portion is reduced, and the protection effect of the steel pipe end is improved.
[0012]
  The shock absorbing mechanism in the protective equipment of the present invention will be described in detail in the embodiments of the invention described later..
[0013]
  ContractA protector according to the invention of claim 2 is a protector for a female screw of a steel pipe joint that is screwed into a male screw at a pipe end of a steel pipe, and is formed of a resin cylinder, An inner peripheral surface on one end surface side of the cylinder has a male screw formed so as to be screwable with the female screw, and has an impact absorbing portion on the other end surface side of the cylinder, and an end surface on which the impact absorbing portion is located. Is inclined with respect to a plane perpendicular to the longitudinal direction of the cylinder, is recessed from the outer peripheral side toward the inner peripheral side, and is formed of a flat surface, and the angle of inclination of the end surface where the impact absorbing portion is located But7-12 °It is.
[0014]
According to the invention of claim 2, in the steel pipe joint equipped with the protector, when an impact force is applied to the end face of the protector, the impact force is set to the inclination angle of the end face due to the effect that the end face of the shock absorbing portion is inclined. Accordingly, the force is distributed to the force in the longitudinal direction and the force in the radial direction of the cylinder. As a result, the magnitude of the force acting in the longitudinal direction is reduced, the amount of deformation in the longitudinal direction of the impact absorbing portion is reduced, and the protection effect of the end portion of the steel pipe joint is considered to be improved.
[0015]
  MaIn addition, since the protective device of the present invention is made of resin, manufacturing, handling, processing, and the like are simplified.
[0016]
Furthermore, the resin forming the protective device of the present invention is not particularly limited. The resin is a synthetic resin and / or a natural resin. For example, polyethylenes such as high density polyethylene, low density polyethylene, linear low density polyethylene, ultra high molecular weight polyethylene, homopolypropylene, polypropylene such as block copolymer or random copolymer polypropylene obtained by copolymerizing a small amount of α-olefin, polyurethane, polycarbonate, Examples thereof include a single substance such as polyamide, polybutadiene, ethylene propylene rubber, ethylene propylene diene rubber, styrene elastomer, natural rubber, and a mixture of two or more of these.
[0017]
The protector according to the invention of claim 3 is the protector according to claim 1 or 2, wherein the resin forming the cylinder is made of high-density polyethylene, and the high-density polyethylene has a temperature of 190 ° C, Under the measurement conditions with a load of 2.16 kg, it has a melt mass flow rate of 0.01 to 5.0 g / 10 min.
High-density polyethylene has high impact strength in a low-temperature environment, and a protective device made of such high-density polyethylene protects a steel pipe from damage even in a very cold region. Moreover, since high-density polyethylene is excellent in chemical resistance, it is prevented from being altered by chemicals such as a rust preventive agent applied to a steel pipe equipped with a protector.
[0018]
When the melt mass flow rate (MFR) of the high density polyethylene is less than 0.01 g / 10 min under the measurement conditions of 190 ° C. and a load of 2.16 kg specified in JIS K6922-2, the molecular weight of the high density polyethylene is It becomes too large, the fluidity in the molten state is reduced, and molding defects tend to occur when the protective equipment is manufactured by injection molding. In the following description, all MFR values are assumed to be measured under the conditions of a temperature of 190 ° C. and a load of 2.16 kg.
[0019]
Moreover, when MFR of high density polyethylene becomes larger than 5.0 g / 10min, the molecular weight of high density polyethylene will become small too much and impact resistance will fall.
Therefore, it is preferable that MFR of high density polyethylene is 0.01-5.0 g / 10min. In addition, it is more preferable to set MFR of high density polyethylene to 0.05-3.0 g / 10min, and it is much more preferable to set it as 0.1-1.0 g / 10min.
[0020]
The protector according to the invention of claim 4 is the protector according to claim 1 or 2, wherein the resin forming the cylinder is a mixture of high-density polyethylene and linear low-density polyethylene, The high density polyethylene has a melt mass flow rate of 0.01 to 5.0 g / 10 min under the measurement conditions of a temperature of 190 ° C. and a load of 2.16 kg, and the linear low density polyethylene has a temperature of 190 ° C. and a load of 2 Under a measurement condition of .16 kg, it has a melt mass flow rate of 0.01 to 5.0 g / 10 min, the composition of the mixture has a proportion of linear low density polyethylene of 1 to 20% by mass, and the balance is high density Polyethylene.
[0021]
A mixture of high-density polyethylene and linear low-density polyethylene is excellent in impact resistance, and impact resistance in a low-temperature environment is superior to that of a high-density polyethylene alone.
When the content ratio of the linear low density polyethylene in the mixture exceeds 20% by mass, when the protective device is manufactured by injection molding, the cooling time of the protective device becomes long, and the production efficiency decreases.
[0022]
When the content ratio of the linear low density polyethylene in the mixture is less than 1% by mass, the ratio of the linear low density polyethylene contributing to the improvement of the impact resistance of the protective equipment is lowered.
Therefore, in the composition of the mixture, it is preferable that the content ratio of the linear low density polyethylene is 1 to 20% by mass and the balance is high density polyethylene.
A protector according to the invention of claim 5 is the protector according to any one of claims 1 to 4, and is manufactured by integral injection molding.
[0023]
According to the fifth aspect of the present invention, the protective device is easily and inexpensively manufactured by integral injection molding.
A steel pipe according to the invention of claim 6 is mounted by screwing the protector according to any one of claims 1 and 3 to 5 with a male screw at a pipe end of the steel pipe. It is.
According to the invention of claim 6, when the steel pipe is transported, the male screw at the pipe end of the steel pipe is protected by the protective device, and damage during transport is prevented. Moreover, since the shock absorbing power of the protective equipment is excellent, the weight can be reduced and the size can be reduced, and the entire steel pipe equipped with the protective equipment will not be lengthened. Furthermore, since the protective equipment is made of resin, the protective equipment that has become non-reusable can be easily disposed of by incineration or the like.
[0024]
According to a seventh aspect of the present invention, a steel pipe according to the invention is attached by screwing the protective device according to any one of the second to fifth aspects to a female screw of a steel pipe joint attached to the steel pipe. It is.
According to the seventh aspect of the present invention, in the steel pipe having a steel pipe joint mounted at one end, the female screw of the steel pipe joint is protected by the protective device, and damage during transportation is prevented. Moreover, since the shock absorbing power of the protective equipment is excellent, the weight can be reduced and the size can be reduced, and the entire steel pipe equipped with the protective equipment will not be lengthened. Furthermore, since the protective equipment is made of resin, the protective equipment that has become non-reusable can be easily disposed of by incineration or the like.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the configuration of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
A resin protector 20 shown in FIG. 1 is for a male screw that protects the male screw 12 at the pipe end of the steel pipe 10. The structure of the steel pipe 10 is the same as the conventional one.
The protector 20 is manufactured by integral injection molding, for example, has a cylindrical shape, and has end faces 22a and 22b that form an annular shape at both ends in the longitudinal direction of the cylinder. The inner circumference of the cylinder on the one end face 22a side has a female screw 28 formed so as to be able to be screwed with the male screw 12 of the steel pipe 10. A step portion 31 is formed at the boundary between the cylindrical inner peripheral surface 24 and the female screw 28. A cylindrical portion on the side of the end surface 22b from the step portion 31 forms an impact absorbing portion 38. With the step portion 31 as a boundary, the cylindrical inner diameter of the shock absorbing portion 38 is smaller than the cylindrical inner diameter of the female screw 28. Further, the cylindrical inner diameter at the shock absorbing portion 38 is smaller than the inner diameter of the steel pipe 10, and the outer diameter of the protective device 20 is larger than the outer diameter of the steel pipe 10.
[0026]
A pair of grooves 32 are formed on the end surface 22b of the protector 20 at intervals of 180 ° in the circumferential direction, and the tool engaged with the grooves 32 when the protector 20 is attached to and detached from the steel pipe 10. Thus, the protector 20 can be turned.
The edge of the outer peripheral side edge 34 of the end surface 22b is rounded, and the end surface 22b and the cylindrical outer peripheral surface 26 are continuous by a gentle curved surface. This curved surface has a radius of curvature of R in the longitudinal section. Similarly, the ridge of the inner peripheral side edge 36 of the end face 22b is rounded by a curved surface having a radius of curvature R in the longitudinal section. The radius of curvature R is preferably 0.5 to 4.0 mm.
[0027]
  The end surface 22b is inclined with respect to a plane perpendicular to the longitudinal direction of the cylinder, and is recessed from the outer peripheral side edge 34 toward the inner peripheral side edge 36. The inclination angle θ of the end surface 22b is:7-12 °It is in the range.
  The thickness of the cylinder in the shock absorbing portion 38 is W. On the end face 22b, the longitudinal distance from the position of the central portion in the inclined direction from the outer peripheral side edge 34 toward the inner peripheral side edge 36 to the cut portion 31 is H.
[0028]
The resin forming the protective device 20 is preferably high-density polyethylene or a mixture of high-density polyethylene and linear low-density polyethylene. The high density polyethylene preferably has an MFR of 0.01 to 5.0 g / 10 min. Furthermore, when it is a mixture with a linear low density polyethylene, the linear low density polyethylene has an MFR of 0.01 to 5.0 g / 10 min, and the proportion of the high density polyethylene in the mixture is 80 to 99% by mass. It is preferable that the balance is linear low density polyethylene.
[0029]
The protector 20 is screwed onto the male screw 12 of the steel pipe 10 to cover the male screw 12, and the impact absorbing portion 38 protrudes outward in the longitudinal direction from the pipe end of the steel pipe 10.
This embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described next.
The steel pipe 10 is generally transported by ship, train, or truck, and a crane is often used for loading and unloading to these transportation means. In loading and unloading using a crane, rolling frequently occurs, and the end of the steel pipe 10 often hits a hold or a pillar or wall of a loading platform. And when the edge part of the steel pipe 10 collides with a pillar, a wall, etc., the impact force F is added to the direction along the longitudinal direction of the steel pipe 10 by the collision at the pipe end of the steel pipe 10 in many cases. At this time, since the columns and walls are larger than the diameter of the steel pipe 10, the protector 20 attached to the pipe end of the steel pipe 10 is approximately 180 ° in the circumferential direction of the shock absorbing portion 38 as shown in FIG. Two separated positions A and B are deformed.
[0030]
In the protector 20 according to the present embodiment, it is considered that the energy of the impact force F is absorbed by the mechanism shown below. The energy absorption mechanism will be described below with reference to FIG. 2 (ii), (iii), and (iv), the shape of the protective device 20 before being crushed and deformed is indicated by a one-dot chain line.
[0031]
First, when a longitudinal impact force F is applied to the protector 20, the impact force F first acts on two positions A and B on the outer peripheral edge 34 of the end face 22b. Next, since the end face 22b of the protective device 20 is recessed inward at the inclination angle θ, the component force of the impact force F acts on the positions A and B outward in the radial direction of the cylinder according to the inclination angle θ. As a result, the shock absorbing portion 38 in the vicinity of the positions A and B tends to be deformed radially outward, and the positions A and B bend radially outward (see FIGS. 2 (i) and (ii)). Since the positions A and B bend outward, the positions C and D, which are the shock absorbing portions 38 other than the positions A and B, are pulled in the direction of the position A or the position B. Then, the impact absorbing portions 38 at the positions C and D tend to bend and deform radially inward by these pulling forces (see FIGS. 2 (i), (iii) and (iv)). That is, in the protector 20, the positions C and D that are the shock absorbing portions 38 other than the position (positions A and B) where the impact force F is first applied are also deformed. The deformation resistance at this time absorbs the component force of the impact force F outward in the radial direction.
[0032]
Accordingly, a part of the energy of the impact force F is consumed in the protector 20 to deform the impact absorbing portion 38 other than the position where the impact force F is applied, and along the longitudinal direction of the impact force F. The acting force is reduced. As a result, the amount of deformation in the longitudinal direction of the shock absorbing portion 38 is reduced, and the protection effect of the pipe end portion of the steel pipe 10 is improved.
Next, for the sake of comparison, consider the protective device 21 in which the inclination angle θ of the end face 22b is 0 °. The configuration of the protective device 21 is the same as the configuration of the protective device 20 except for the size of the angle θ, and the same reference numerals are given.
[0033]
It is considered that the process in which the impact force F acts on the protector 21 in the longitudinal direction of the cylinder and the impact absorbing portion 38 of the protector 21 is deformed to absorb the energy of the impact force F is described below ( (See FIG. 3). In addition, the shape of the protective equipment 21 before being crushed and deform | transforming in FIG. 3 is shown with a dashed-dotted line. Since the angle θ of the end face 22b of the impact absorbing portion 38 of the protective device 21 is 0 °, when the impact force F acts on the end face 22b, the impact force F acts only in the longitudinal direction, and the impact absorbing portion 38 Compressed and crushed by F. At this time, the component force of the impact force F acting in the radial direction of the cylinder is not generated, and the force that deflects the impact absorbing portion 38 in the radial direction is not generated. Therefore, it is considered that the shock absorber 38 absorbs the energy of the impact force F only by being crushed and deformed in the longitudinal direction, and the amount of deformation by which the shock absorber 38 is crushed in the longitudinal direction is increased.
[0034]
Therefore, from comparison between FIG. 2 and FIG. 3, the end face 22 b of the protector 20 is inclined inward in the radial direction, thereby reducing the weight and size of the protector 20 and improving the impact resistance. Can be achieved.
Further, when the steel pipe 10 is transported by a ship or the like, the end of the steel pipe 10 collides with a hold or a column or wall of a cargo bed, and the impact force in the direction inclined with respect to the longitudinal direction of the steel pipe 10 is the end of the steel pipe 10 May join. Since the end surface 22b of the protector 20 attached to the pipe end of the steel pipe 10 is inclined and recessed from the outer peripheral side edge 34 on the radially outer side to the inner peripheral side edge 36 on the inner side in the radial direction, the impact force is the impact absorbing portion 38. First, it works on the outer peripheral side edge 34. The volume that can be deformed by receiving an impact force in the shock absorbing portion 38 is larger in the vicinity of the outer peripheral side edge 34 than in the vicinity of the inner peripheral side edge 36. This impact force is immediately absorbed when a large amount of deformation occurs at the outer peripheral side edge 34 of the impact absorbing portion 38. Therefore, the steel pipe 10 is protected by the protector 20 from an impact force that is inclined with respect to the longitudinal direction.
[0035]
Furthermore, since the outer peripheral side edge 34 and the inner peripheral side edge 36 of the end face 22b of the protective device 20 are formed by gentle curved surfaces, it is avoided that the impact force is concentrated on one point as compared with a case where the protective device 20 has a sharp edge. It is difficult to crack due to stress concentration.
Further, when the resin forming the protective device 20 contains high-density polyethylene, the impact strength in a low-temperature environment is high, and the male screw 12 of the steel pipe 10 can be protected even in extremely cold regions. Since the high density polyethylene is excellent in chemical resistance, the protective device 20 is prevented from being altered by a chemical such as a rust preventive agent applied to the male screw 12 of the steel pipe 10.
[0036]
If the protective device 20 is manufactured by integral injection molding by melting the resin or the like, the manufacturing process is simple and the manufacturing cost is low. Furthermore, the weight is reduced and handling becomes easy, and when it is disposed of, it can be easily treated as a resin product.
Next, the configuration of the second exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the structure similar to the structure of 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[0037]
The protective device 20 made of resin shown in FIG. 4 is a female screw protective device 20 that protects the female screw 16 of the steel pipe joint 14 attached to the male screw 12 at the pipe end of the steel pipe 10. The structure of the steel pipe 10 and the steel pipe joint 14 is the same as the conventional one.
The structure of the protector 20 is the same as that of the protector in 1st Embodiment except for the following points. That is, the outer periphery of the cylinder on the end face 22a side has a male screw 30 formed so as to be able to be screwed with the female screw 16 of the steel pipe joint 14. A step portion 31 is formed at the boundary between the male screw 30 and the outer peripheral surface 26. A cylindrical portion on the side of the end surface 22b from the step portion 31 forms an impact absorbing portion 38. With the step portion 31 as a boundary, the cylindrical outer diameter of the shock absorbing portion 38 is larger than the cylindrical outer diameter of the male screw 30. Further, the outer diameter of the cylinder in the shock absorbing portion 38 is larger than the outer diameter of the steel pipe joint 14.
[0038]
A steel pipe joint 14 is attached to one end of the steel pipe 10, and the female screw 16 of the steel pipe joint 14 and the male screw 30 of the protector 20 are screwed together so that the female screw 16 is covered by the protector 20. The shock absorbing portion 38 of the protector 20 protrudes outward in the longitudinal direction from the end of the steel pipe joint 14.
This embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described next.
Similarly to the above, the steel pipe 10 to which the steel pipe joint 14 is attached also has an impact force F in a direction substantially coinciding with the longitudinal direction of the steel pipe 10 because the end of the steel pipe joint 14 hits a hold or a column or wall of a loading platform during transportation. In many cases, it works at the end of the steel pipe 10. Moreover, the impact force in the direction inclined with respect to the longitudinal direction of the steel pipe 10 may be applied to the end of the steel pipe 10.
[0039]
The action generated in the impact absorbing portion 38 of the protective device 20 by the impact force F or the tilting impact force acting on the end face 22b is the same as in the first embodiment.
Moreover, the effect | action of resin which forms the protective equipment 20 is the same as that of the case in 1st Embodiment.
Therefore, the female screw 16 of the steel pipe joint 14 attached to the steel pipe 10 being transported by the protector 20 is protected from the impact force F and the impact force in the inclined direction, and is prevented from being damaged.
[0040]
In addition, the protector 20 which concerns on 1st Embodiment shown in FIG. 1, and the protector 20 which concerns on 2nd Embodiment shown in FIG. 2 show an example of the protector which concerns on this invention, Of course, the protective device is not limited to that shown in FIG. 1 or FIG.
For example, a cover or the like is provided on the inside of a cylinder that forms the shock absorbing portion of the protector shown in FIG. 1 to close it, and water or the like can be prevented from entering the steel pipe equipped with the protector. Also, the inside of the cylinder forming the shock absorbing portion of the protector in FIG. 2 and the inside of the cylinder where the male screw is formed are covered with a cover or the like, and water or the like enters the steel pipe equipped with the protector. It is also possible to prevent this.
[0041]
(Example)
Next, in order to verify the effects of the protector according to the present invention, the following tests were performed on the protectors of Examples 1 to 15 below.
The protective equipment used in Examples 1 to 13 and 15 has a size corresponding to a male screw of a steel pipe having a diameter of 2-7 / 8 inch or a female screw of a steel pipe joint attached to the steel pipe. The protector used in Example 14 has a size corresponding to a male screw of a steel pipe having a diameter of 3½ inch. The type of each protector, the inclination angle θ of the end face on the impact absorbing portion side, and the resin composition are as follows. Moreover, the thickness W of each protector was 1.33 cm, and the longitudinal distance H was 1.72 cm. Other configurations of each protector are the same as those described in the first embodiment or the second embodiment.
[0042]
The protector used in Example 1 is for male screws. The angle θ of the protective device is 15 °, and the resin forming this protective device is a single unit of high density polyethylene (Hi-Zex 5230B manufactured by Mitsui Chemicals) having an MFR of 0.39 g / 10 min.
The protective equipment used in Example 2 is for male screws. The angle θ of the protective device is 15 °, and the resin forming the protective device is a single unit of high density polyethylene (J-Rex KE061A manufactured by Nippon Polyolefin Co., Ltd.) having an MFR of 0.05 g / 10 min.
[0043]
The protective equipment used in Example 3 is for male screws. The angle θ of the protective device is 15 °, and the resin forming the protective device is a single unit of high density polyethylene (J-Rex KM590L manufactured by Nippon Polyolefin Co., Ltd.) having an MFR of 5.0 g / 10 min.
The protective equipment used in Example 4 is for male screws. The angle θ of the protective device is 15 °, and the resin forming this protective device contains 80% by mass of high density polyethylene (J-Rex KM590L manufactured by Nippon Polyolefin Co., Ltd.) having an MFR of 5.0 g / 10 min, and the MFR is 5 It is a mixture containing 20% by mass of 0.0 g / 10 min linear low density polyethylene (J-Rex AM567L manufactured by Nippon Polyolefin Co., Ltd.).
[0044]
The protective equipment used in Example 5 is for male screws. The angle θ of the protective device is 15 °, and the resin forming the protective device contains 98% by mass of high density polyethylene (Hi-Zex 5230B manufactured by Mitsui Chemicals) having an MFR of 0.39 g / 10 min, and the MFR is 0.00. It is a mixture containing 2% by mass of 3 g / 10 min linear low-density polyethylene (Nippon Petrochemical's Linilex AM0710).
[0045]
The protective equipment used in Example 6 is for male screws. The angle θ of the protective device is 3 °, and the composition of the resin forming the protective device is the same as that of Example 1.
The protective equipment used in Example 7 is for male screws. The angle θ of the protective device is 5 °, and the composition of the resin forming the protective device is the same as that of Example 1.
The protective equipment used in Example 8 is for male screws. The angle θ of the protective device is 7 °, and the composition of the resin forming the protective device is the same as that of Example 1.
[0046]
The protective equipment used in Example 9 is for male screws. The angle θ of the protective equipment is 10 °, and the composition of the resin forming the protective equipment is the same as that of the first embodiment.
The protective equipment used in Example 10 is for male screws. The angle θ of the protective device is 12 °, and the composition of the resin forming the protective device is the same as that of Example 1.
The protective equipment used in Example 11 is for male screws. The angle θ of the protective device is 30 °, and the composition of the resin forming the protective device is the same as that of the first embodiment.
[0047]
The protector used in Example 12 is for a female screw of a 2-7 / 8 inch diameter steel pipe joint. The angle θ of the protective equipment is 15 °, and the composition of the resin forming the protective equipment is the same as that of the first embodiment.
The protective equipment used in Example 13 is for male screws. The angle θ of the protective device is 15 °, and the resin forming this protective device is a high-density polyethylene (J-Rex KM698A manufactured by Nippon Polyolefin Co., Ltd.) having an MFR of 8.0 g / 10 min.
[0048]
  The protective equipment used in Example 14 is for male screws. The angle θ of the protective equipment is 15 °, and the composition of the resin forming the protective equipment is the same as that of the first embodiment.
  The protective equipment used in Example 15 is for male screws. The angle θ of the protective equipment is 1 °, and the composition of the resin forming the protective equipment is the same as that of the first embodiment.
  In addition, the protector of said Examples 1-15 was manufactured by integral injection molding.
  Moreover, the protective equipment used in said Examples 1-15Among these, the protective equipment used in Examples 8-10Is an illustration of protective equipment according to the present invention.TheOf course, the protective device according to the present invention is not limited to the protective devices of Examples 8 to 10.
[0049]
[Table 1]

[0050]
The test apparatus used in this test is a drop impact test apparatus 40 having the configuration shown in FIGS. The drop weight impact test device 40 includes a steel rod 44 having a length of 15 cm and a diameter of 3.8 cm attached to the lower portion of the weight 42, and the steel rod 44 together with the weight 42 in the drop weight impact test device 40 is attached to the steel pipe 10. It can be dropped on the impact absorbing portion 38 of the wearing protective equipment 20 to give an impact force. The mass of the weight 42 and the drop height can be changed, and the energy amount of the impact force applied to the protector 20 can be adjusted. 4 and 5 are viewed from the longitudinal direction of the steel rod 44. FIG.
[0051]
Two tests, a vertical drop test and a 45 ° drop test, were performed on each protector of Examples 1 to 15 using a drop impact test apparatus 40. In the vertical drop test, the steel pipe 10 was set up vertically in the drop impact test apparatus 40, and the impact force F in the longitudinal direction of the steel pipe 10 was applied to each protector attached to the steel pipe 10 (see FIG. 5). In the 45 ° direction drop test, the steel pipe 10 is tilted 45 ° in the drop impact test apparatus 40 and the impact force f in a direction inclined 45 ° from the longitudinal direction of the steel pipe 10 is attached to each steel pipe 10. (See FIG. 6). The drop height of the weight 42 in each test is the vertical distance from the lower end of the steel rod 44 to the upper end of the protective equipment 20, the drop height is 61 cm, under the conditions of two test temperatures of room temperature and −46 ° C. Each test was performed.
[0052]
And in the case where damage did not occur in the end face of the steel pipe protected by the protective equipment, the male screw or the end face of the steel pipe joint or the female screw, the maximum value of the total value of the mass of the weight 42 and the mass of the steel rod 44, The maximum value of the energy amount of the impact force applied to the protective equipment was calculated from the fall height. In the following description, the maximum value of the amount of energy of impact force applied to the protective equipment is referred to as maximum absorbed energy.
[0053]
When performing a vertical drop test and a 45 ° drop test at -46 ° C, bury the thermocouple in the shock absorber of each protective equipment and cool the shock absorber to -75 ° C with dry ice. Then, it was set in a drop impact test apparatus 40 at room temperature. And the temperature of the shock absorption part was monitored with the thermocouple, and when the temperature rose to -46 ° C, the weight and the steel rod were immediately dropped.
[0054]
For comparison, vertical protection by the drop impact test device 40 is also applied to the protective devices for male screws or female screws having the configurations shown in Comparative Examples 1 to 4 below, as in Examples 1 to 15. A direction drop test and a 45 ° direction drop test were performed.
The protective device of Comparative Example 1 is for a male screw, and the angle θ is 0 °. The resin forming this protective device is high density polyethylene (Hi-Zex 5230B manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) having an MFR of 0.39 g / 10 min. The size of the steel pipe to which this protective device corresponds is 2-7 / 8 inch diameter.
[0055]
The protective device of Comparative Example 2 is for a male screw, and the angle θ is 0 °. The composition of the resin forming the protective equipment is the same as in Comparative Example 1. The size of the steel pipe to which this protector corresponds is 31/2 inch diameter.
The protective device of Comparative Example 3 is for a female screw, and the angle θ is 0 °. The composition of the resin forming the protective equipment is the same as in Comparative Example 1. The size of the steel pipe joint to which this protective device corresponds is 2-7 / 8 inch diameter.
In addition, the protector of said Comparative Examples 1-3 was manufactured by integral injection molding.
[0056]
Moreover, as Comparative Example 4, an attempt was made to manufacture a protective device by integral injection molding using a resin made of a high-density polyethylene alone having an MFR smaller than 0.01 g / 10 min. The protective equipment could not be molded.
Table 2, FIG. 7 and FIG. 8 show the test results. In Table 2, the maximum value of the weight 42 when the end face of the steel pipe and the male screw or the end face of the steel pipe joint and the female screw are not damaged is referred to as the maximum weight mass. 7 and 8, the horizontal axis represents the angle θ, and the vertical axis represents the rate of increase of the maximum absorbed energy compared to when the angle θ is 0 °. Expressed.
[0057]
[Table 2]

[0058]
First, with reference to Table 2, FIG. 7 and FIG. 8, the effect of the angle θ will be examined from the results of the vertical drop test and the 45 ° drop test.
First, based on the results of the vertical drop test, the results of examining the effect of the angle θ will be described.
In Comparative Examples 1, 2, and 3 having an angle θ of 0 °, the maximum absorbed energy was 628 J at room temperature and 508 J at −46 ° C.
On the other hand, in Example 8 where the angle θ is 7 °, Example 9 where the angle θ is 10 °, and Example 10 where the angle θ is 12 °, the maximum absorbed energy is 837 J and −46 ° C. at room temperature, respectively. 747J.
[0059]
In each case of Example 6 where the angle θ is 3 °, Example 7 where the angle θ is 5 °, Examples 1 and 14 where the angle θ is 15 °, and Example 11 where the angle θ is 30 °, the maximum absorbed energy. Were 807 J at room temperature and 717 J at -46 ° C., respectively.
Further, in Example 15 having an angle θ of 1 °, the maximum absorbed energy was 717 J at room temperature and 628 J at −46 ° C.
[0060]
Therefore, as shown in FIG. 7, when the impact force F is applied in the longitudinal direction of the steel pipe, when the angle θ is formed in the range of 1 ° to 3 °, the maximum absorbed energy is larger than that when the angle θ is 0 °. It increased by 14% at normal temperature and 24% at -46 ° C., confirming that the impact force absorption efficiency was further increased.
Further, when the angle θ is formed in the range of 3 ° to 7 ° or 15 ° to 30 °, the maximum absorption energy is 29% larger at room temperature and 41% larger at −46 ° C. than when the angle θ is 0 °. It was confirmed that the impact force absorption efficiency is within a higher range.
[0061]
  Further, when the angle θ is formed in the range of 7 ° to 12 °, the maximum absorbed energy is 33% larger at room temperature and 47% larger at −46 ° C. than the case where the angle θ is 0 °, It was confirmed that the absorption efficiency was in a particularly high range.
  In addition, the protectors of Examples 8 to 10 having an angle θ of 7 ° to 12 ° (protector type: for male screw, resin composition: high-density polyethylene alone having an MFR of 0.39 g / 10 min, the diameter of the corresponding steel pipe: In the case of 2-7 / 8 inch), the maximum absorbed energy in the vertical load test is 837 J (room temperature) and 747 J (−46 ° C.), whereas the angle θ is 5 ° in the protective device of Example 7 (protection) Material type: For male screw, Resin composition: High density polyethylene with MFR of 0.39 g / 10 min, corresponding steel pipe diameter: 2-7 / 8 inch), the maximum absorbed energy in the vertical load test is 807 J ( Normal temperature), 717J (−46 ° C.), angle θ is 15 °, protective device of Example 1 (protective device type: for male screw, resin composition: high density polyethylene simple substance with MFR of 0.39 g / 10 min, corresponding steel pipe Diameter: -7/8 inches), the maximum absorbed energy in the vertical load test is 807 J (normal temperature), 717 J (−46 ° C.), and the protective device of Examples 8 to 10 having an angle θ of 7 ° to 12 °. It has been confirmed that the impact force absorption efficiency is significantly higher than when the angle θ is smaller than 7 ° and when the angle θ is larger than 12 °.
  Next, based on the results of the 45 ° direction drop test, the results of studying the effect of the angle θ will be described.
[0062]
In Comparative Examples 1 and 2 where the angle θ was 0 °, the maximum absorbed energy was 419 J at room temperature and 239 J at −46 ° C.
On the other hand, Example 7 with an angle θ of 5 °, Example 8 with an angle θ of 7 °, Example 9 with an angle θ of 10 °, Example 10 with an angle θ of 12 °, and an angle θ of 15 ° In each of Examples 1 and 14, the maximum absorbed energy was 568 J at room temperature and 389 J at -46 ° C., respectively.
[0063]
In each of Example 6 where the angle θ was 3 ° and Example 11 where the angle θ was 30 °, the maximum absorbed energy was 538 J at normal temperature and 359 J at −46 ° C., respectively.
Further, in Example 15 having an angle θ of 1 °, the maximum absorbed energy was 479 J at room temperature and 299 J at −46 ° C.
Therefore, as shown in FIG. 8, when an impact force is applied in a direction inclined by 45 ° from the longitudinal direction of the steel pipe, if the angle θ is formed in the range of 1 ° to 3 °, the maximum absorbed energy is 0 °. Thus, it was confirmed that the absorption efficiency of the impact force was further increased by 14% at room temperature and 25% at -46 ° C.
[0064]
Further, when the angle θ is formed in the range of 3 ° to 5 ° or 15 ° to 30 °, the maximum absorption energy is 28% larger at room temperature and 50% larger at −46 ° C. than when the angle θ is 0 °. It was confirmed that the impact force absorption efficiency is within a higher range.
Further, when the angle θ is formed at 5 ° to 15 °, the maximum absorption energy is 36% larger at room temperature and 63% at −46 ° C. than the case where the angle θ is 0 °. Was found to be in a particularly high range.
[0065]
As described above, compared with the case where the angle θ is 0 °, by forming the angle θ to be 1 ° to 30 °, the impact force in the longitudinal direction of the steel pipe and the impact force in the direction inclined with respect to the longitudinal direction of the steel pipe are reduced. It was confirmed that the protective equipment absorbed efficiently. Further, by forming the angle θ between 3 ° and 30 °, the absorption efficiency by the protector of the impact force in the longitudinal direction of the steel pipe and the impact force in the direction inclined with respect to the longitudinal direction of the steel pipe is further improved. I was able to confirm that I could do it. Furthermore, it was confirmed that the absorption efficiency by the protector of the impact force in the direction inclined with respect to the longitudinal direction of the steel pipe can be maximized by forming the angle θ at 5 ° to 15 °. Moreover, it has confirmed that the absorption efficiency by the protector of the impact force of the longitudinal direction of a steel pipe can also be made the largest by forming angle (theta) in 7 degrees-12 degrees.
[0066]
Next, the effect of the MFR value will be examined.
First, from Comparative Example 4, if the MFR of the resin forming the protective device is less than 0.01 g / 10 min, the flowability of the resin is lowered in the molten state, and in order to form the protective device by integral injection molding, MFR Was confirmed to be 0.01 g / 10 min or more.
Next, the examination result of the effect of the MFR value will be described based on the result of the vertical drop test.
When the resin composition for forming the protective device was a single high-density polyethylene, in Example 13 having an MFR of 8.0 g / 10 min, the maximum absorbed energy was 747 J at normal temperature and 628 J at −46 ° C.
[0067]
In contrast, the maximum absorbed energy in Example 1 with an MFR of 0.39 g / 10 min is 807 J at normal temperature and 717 J at −46 ° C., respectively, and Example 2 with an MFR of 0.05 g / 10 min and an MFR of 5.0 g The maximum absorbed energy in Example 3 at / 10 min was 777 J at room temperature and 658 J at -46 ° C., respectively.
[0068]
This is because the high molecular weight polyethylene having an MFR of 8.0 g / 10 min has a low molecular weight and its impact resistance is lowered. Therefore, by setting the MFR to 5.0 g / 10 min or less, the maximum absorbed energy with respect to the impact force in the longitudinal direction can be increased, and the lower the MFR value, the higher the molecular weight of the high-density polyethylene, and the higher the impact resistance. It was confirmed that it was preferable.
[0069]
The maximum absorbed energy in Example 1 is 4% higher at room temperature and 9% higher at -46 ° C than the maximum absorbed energy in Examples 2 and 3.
Therefore, it was confirmed that the use of high-density polyethylene having an MFR in the range of 0.1 to 1.0 g / 10 min is more preferable for the impact force in the longitudinal direction.
[0070]
Furthermore, when the resin composition forming the protective device is a mixture of high-density polyethylene and linear low-density polyethylene, 80% by mass of MFR of 5.0 g / 10 min of high-density polyethylene and MFR of 5.0 g / 10 min In Example 4 having a resin composition containing 20% by mass of linear low-density polyethylene, the maximum absorbed energy was 807 J at normal temperature and 747 J at −46 ° C. In Example 5 having a resin composition containing 98% by mass of a high density polyethylene having an MFR of 0.39 g / 10 min and 2% by mass of a linear low density polyethylene having an MFR of 0.3 g / 10 min, the maximum absorbed energy is at room temperature. It was 777 J at 837 J and −46 ° C. On the other hand, in Examples 1 to 3, which have the same shape but do not contain linear low density polyethylene, the maximum value of the maximum absorbed energy is 807 J at normal temperature in Example 1 and −46 ° C. 717J.
[0071]
Therefore, it was confirmed that the impact resistance against the impact force in the longitudinal direction under a low temperature environment is increased by forming the protective device from the resin composition containing the linear low density polyethylene.
Next, based on the results of the 45 ° direction drop test, the results of studying the effect of the MFR value will be described.
When the resin composition forming the protective device was a single high-density polyethylene, in Example 13 having an MFR of 8.0 g / 10 min, the maximum absorbed energy was 508 J at room temperature and 329 J at −46 ° C.
In contrast, the maximum absorbed energy in Example 1 with an MFR of 0.39 g / 10 min was 568 J at normal temperature and 389 J at −46 ° C., respectively, and Example 2 with an MFR of 0.05 g / 10 min and an MFR of 5.0 g The maximum absorbed energy in Example 3 at / 10 min was 538 J at room temperature and 359 J at −46 ° C., respectively.
[0072]
This is because the high molecular weight polyethylene having an MFR of 8.0 g / 10 min has a low molecular weight and its impact resistance is lowered. Therefore, as in the vertical drop test, by setting the MFR to 5.0 g / 10 min or less, the maximum absorbed energy can be increased even with respect to the impact force in the longitudinal direction and the inclination direction, and the lower the MFR value, the higher the value. It was confirmed that the molecular weight of the density polyethylene can be increased, and its impact resistance is increased, which is preferable.
[0073]
And the maximum absorbed energy in Example 1 is 6% larger at room temperature and 8% at -46 ° C than the maximum absorbed energy in Examples 2 and 3.
Therefore, as in the vertical drop test, it was confirmed that the use of high-density polyethylene having an MFR in the range of 0.1 to 1.0 g / 10 min is more preferable for the impact force in the direction inclined in the longitudinal direction. It was.
[0074]
Furthermore, when the resin composition forming the protective device is a mixture of high-density polyethylene and linear low-density polyethylene, 80% by mass of MFR of 5.0 g / 10 min of high-density polyethylene and MFR of 5.0 g / 10 min Example 4 having a resin composition containing 20% by mass of linear low density polyethylene, 98% by mass of high density polyethylene having an MFR of 0.39 g / 10 min, and linear low density polyethylene having an MFR of 0.3 g / 10 min In Example 5 having a resin composition containing 2% by mass, the maximum absorbed energy was 568 J at room temperature and 419 J at −46 ° C., respectively. On the other hand, in Examples 1 to 3, which have the same shape but do not contain linear low density polyethylene, the maximum value of the maximum absorption energy is 568J at normal temperature and −46 ° C. in Example 1. 389J.
Therefore, as in the vertical drop test, by forming a protector from a resin composition containing linear low-density polyethylene, the impact resistance against impact forces in the longitudinal direction and the inclined direction in a low-temperature environment is increased. It was confirmed.
[0075]
【The invention's effect】
Since the present invention is a steel pipe equipped with the above-mentioned protective equipment and protective equipment, it is possible to provide a protective equipment that is lightweight and small in size, excellent in shock absorption capability, and capable of reducing the processing burden after use. At the same time, there is an effect that it is possible to provide a steel pipe that is capable of preventing damage and rust from being caused to the screw at the pipe end during the transportation by mounting the protective equipment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a protector according to a first embodiment.
FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating a state in which an impact absorbing portion of a protective device absorbs and deforms an impact force F, wherein FIG. 2I is a top view, and FIG. 2I is a II line portion (position A; (B) is a cross-sectional view, (iii) is a cross-sectional view taken along line II-II (at position C) in (i), and (iv) is a cross-sectional view taken along line III-III (at position D) in (i).
FIGS. 3A and 3B are explanatory views showing a state in which an impact absorbing portion is deformed by absorbing an impact force F in a conventional protector, wherein FIG. 3I is a top view, and FIG. 3I is a partial cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. FIG.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a protector according to a second embodiment.
FIG. 5 is a configuration diagram of a test apparatus in a vertical drop test.
FIG. 6 is a configuration diagram of a test apparatus in a 45 ° direction drop test.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a vertical drop test result.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a 45 ° direction drop test result.
FIG. 9 is a side view of a conventional steel pipe.
FIG. 10 is a side view of a steel pipe equipped with a conventional protector.
[Explanation of symbols]
10 Steel pipe
12 Male pipe thread
14 Steel pipe fittings
16 Female thread of steel pipe joint
20, 21 Protective equipment
22a, 22b End face
24 Cylinder inner peripheral surface
26 Cylindrical outer peripheral surface
28 Female screw for protective equipment
30 Male screw for protective equipment
31 steps
32 grooves
34 Outer edge
36 Inner peripheral edge
38 Shock absorber
40 Drop impact test equipment
42 weights
44 Steel rod

Claims

A male screw protector at the end of the steel pipe,
Is formed from a resin cylinder, the inner peripheral surface of one end surface of the cylinder has a female thread which is formed to be screwed with the male screw,
The other end face side of the cylinder has an impact absorbing portion, and the end face with the impact absorbing portion is inclined with respect to a plane perpendicular to the longitudinal direction of the cylinder, and is recessed from the outer peripheral side toward the inner peripheral side. It is composed of a plane,
The protective equipment according to claim 1, wherein an angle of inclination of an end face where the impact absorbing portion is present is 7 to 12 ° .

A protective device for a female screw of a steel pipe joint that is screwed onto a male screw at a pipe end of a steel pipe,
It is formed from a resin cylinder, and an inner peripheral surface on one end face side of the cylinder has a male screw formed so as to be able to be screwed with the female screw,
The other end face side of the cylinder has an impact absorbing portion, and the end face with the impact absorbing portion is inclined with respect to a plane perpendicular to the longitudinal direction of the cylinder, and is recessed from the outer peripheral side toward the inner peripheral side. It is composed of a plane,
The protective equipment according to claim 1, wherein an angle of inclination of an end face where the impact absorbing portion is present is 7 to 12 ° .

The protective device according to claim 1 or 2, wherein the resin forming the cylinder is made of high-density polyethylene,
The high-density polyethylene has a melt mass flow rate of 0.01 to 5.0 g / 10 min under measurement conditions of a temperature of 190 ° C. and a load of 2.16 kg.

The protective device according to claim 1 or 2, wherein the resin forming the cylinder is a mixture of high-density polyethylene and linear low-density polyethylene,
The high-density polyethylene has a melt mass flow rate of 0.01 to 5.0 g / 10 min under measurement conditions of a temperature of 190 ° C. and a load of 2.16 kg.
The linear low density polyethylene has a melt mass flow rate of 0.01 to 5.0 g / 10 min under measurement conditions of a temperature of 190 ° C. and a load of 2.16 kg.
The composition of the said mixture is 1-20 mass% of the ratio of a linear low density polyethylene, and the remainder is a high density polyethylene, The protector characterized by the above-mentioned.

The protector according to any one of claims 1 to 4, wherein the protector is manufactured by integral injection molding.

A steel pipe, wherein the protector according to any one of claims 1 and 3 to 5 is screwed onto a male screw at a pipe end of the steel pipe.

A steel pipe, wherein the protector according to any one of claims 2 to 5 is screwed into a female screw of a steel pipe joint attached to the steel pipe.