BRPI0719900B1 - aparelho de monitoramento e método de monitoramento de condições de produção de um tubo ou cano sem costura e recursos de produção de um tubo ou cano sem costura. - Google Patents

Abstract

"aparelho de monitoramento e método de monitoramento de condições de produção de um tubo ou cano sem costura e recursos de produção de um tubo ou cano sem costura" trata-se de fornecer um aparelho de monitoramento e similares de condições de produção de um tubo ou cano sem costura que permite corrigir rapidamente as condições de produção durante a operação dos recursos de produção de um tubo ou cano sem costura. o apaíelho de monitoramento 20 de condições de píodüção de acordo com a presente invenção compreende um medidor de espessura ultrassônica 4 que é instalado no lado de saída de um laminador 1 o laminando um lingote b para se produzir um tubo s e mede uma espessura do tubo s produzido pelo laminador 10, um termômetro 5 que é instalado no lado de saída do laminador 1 o e mede uma temperatura superficial do tubo s produzido pelo laminador 10, e um dispositivo de informática e monitor 6 que mostra uma distribuição de espessura em uma direção circunferencial do tubo s e uma distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial do tubo s com base na espessura do tubo s medida pelo medidor de espessura ultrassôrica 4 e a temperatura superficial do tubo s medida pelo termômetro 5.

Description

“APARELHO DE MONITORAMENTO E MÉTODO DE MONITORAMENTO DE CONDIÇÕES DE PRODUÇÃO DE UM TUBO OU CANO SEM COSTURA E RECURSOS DE PRODUÇÃO DE UM TUBO OU CANO SEM COSTURA” Área da Técnica A presente invenção se refere a um aparelho de monitoramento e um método de monitoramento de condições de produção de um tubo ou cano sem costura, e recursos de produção de um tubo ou cano sem costura aos quais o aparelho de monitoramento de condições de produção de um tubo ou cano sem costura é aplicado. Particularmente, a presente invenção se refere a um aparelho de monitoramento e um método de monitoramento de condições de produção de um tubo ou cano sem costura, que mede a espessura irregular excêntrica de um tubo ou cano produzido por um laminador (perfurador) no lado de saída do laminador e determinam a causa da ocorrência da i espessura irregular excêntrica e permitem, assim, corrigir rapidamente as condições de produção durante a operação dos recursos de produção de um tubo ou cano sem costura, e recursos de produção de um tubo ou cano sem costura a que o aparelho de monitoramento de condições de produção de um tubo ou cano sem costura é aplicado. Daqui por diante, “tubo ou cano” é referido como “tubo” quando cous iderado adequado. Técnica Anterior Na produção de tubos sem costura por um método de laminador de mandril de Mannesmann, primeiro, os lingotes de um material bruto são aquecidos em uma fornalha aquecedora do tipo fornalha rotatória e então são fornecidos a uma linha de rolamento em sucessão. Especificamente, o lingote é perfurado e rolado com um cilindro de perfuração e rolos de rolamento em um laminador para se produzir uma cápsula vazia. Em seguida, uma barra de mandril é inserida na cápsu la vazia e a cápsula vazia é submetida to rolamento por pressão com uma superfície externa da cáps ula vazia restrita com rolos de rolamento com ranhuras de um laminador de mandril que compreende diversos suportes, e assim uma espessura da cápsula vazia é reduzida a uma espessura predeterminada. Em seguida, a barra de mandril é retirada e o tubo do material com uma espessura reduzida é dimensionado e rolado por um laminador de dimensionamento para reduzir um diâmetro externo a um diâmetro externo predeterminado para se obter um produto.

As Figuras 1 (Figura IA e Figura 1B) são vistas que mostram uma constituição esquemátic a de um laminador no qual a Figura IA é um vista lateral do mesmo e a Figura 1B é uma vista plana do mesmo. Além disso, o cilindro de perfuração não é mostrado na Figura 1B.

Como mostrado na Figura 1, um laminador 10 inclui um par de rolos de rolamento la, lb, que são inclinados um em relação ao outro, e um cilindro de perfuração 3 similar a um canhão apoiado por um mandril 2 em sua extremidade traseira. Enquanto o par de rolos de rolamento la, lb é configurado de tal forma que suas direções axiais sejam paralelas uma em relação à outra ou transversais uma à outra em um ângulo predeterminado entre os eixos transversais como visto da lateral, o par de rolos de rolamento la, lb é posicionado de tal forma que suas direções axiais sejam inclinadas em ângulos de inclinação FA em direções opostas um em relação ao outro como visto de cima, e o par de rolos de rolamento la, lb é disposto de modo a girar nas mesmas direções. O cilindro de perfuração 3 é posicionado entre o par de rolos de rolamento la, lb. A fim de submeter um lingote sóldo B à perfuração e rolamento pelo uso do laminador 10 com uma constituição descrita acima, primeiro o lingote B é inserido entre um par de rolos de rolamento la, lb. Após o lingote B atingir o par de rolos de rolamento la, lb, uma força rotatóriae uma força para mover para frente em uma direção axial são simultaneamente exercidas sobre o lingote B por uma força friccional dos rolos de rolamento la, lb. Além disso, a pressão compressiva e a pressão tênsil são alternadamente exercidas em sucessão em uma parte central do lingote B pelos rolos de rolamento la, lb (isso é chamado “efeitos de forja giratcria”) e a parte central do lingote B se torna um estado em que um orifício é facilmente aberto antes do lingote B alcançar uma ponta do cilindro de perfuração 3. Quando o lingote B colide no cilindro de perfuração 3, um orifício é aberto na parte central do lingote B, e então o lingote B é submetido a processamento de espessura em cada meia volta entre os rolos de rolamento la, lb e o cilindro de perfuração 3 para se obter um tubo (cápsula vazia) S.

Na perfuração e rolamento pelo laminador 10 descrito acima, os maiores problemas na precisão dimensional dos tubos S produzidos e, portanto, os produtos finais, é a ocorrência da espessura irregular excêntrica (espessura irregular primária). A Figura 2 é um vista seccional de um tubo ou cano para ilustrar a espessura irregular excêntrica do tubo ou cano.

Como mostrado na Figura 2, a espessura irregular excêntrica é uma espessura irregular (variação de espessura) em uma direção circunferencial do tubo S, que é produzida devido à excentricidade (derivação) entre um centro Cl da superfície externa e um centro C2 da superfície interna do tubo S, e uma espessura irregular na qual a espessura do tubo S varia em um ciclo de 360 graus em uma direção circunferencial. A fim de corrigir rapidamente as condições de produção dos recursos de produção de um tubo sem costura, tal como um laminador, de modo que a ocorrência da espessura irregular excêntrica seja rapidamente suprimida, é eficaz se medir uma distribuição de espessura na direção circunferencial de um tubo praticamente em uma linha de rolamento tal como um lado de saída do laminador e refletir o resultado dessa medida na correção das condições de produção.

Como um método de medida de uma distribuição de espessura na direção circunferencial de um tubo em uma linha de rolamento, um método em que um medidor de espessura por raios é usado é publicamente conhecido. Entretanto, já que o medidor de espessura por raios é baseado em um princípio onde uma espessura é determinada com base na atenuação de raios que passam através do tubo, esse método tem uma restrição em que uma espessura do tubo não pode ser medida em um estado em que um instrumento tal como um cilindro de perfuração ou uma barra de mandril é inserida no tubo em uma localização tal como no lado de saída do laminador ou no lado de entrada do laminador de mandril.

Portanto, um método proposto até agora é um método em que o medidor de espessura por raios é posicionado no lado de saída de um laminador de mandril ou no lado de entrada ou no lado de saída de um laminador de dimensionamento em que um instrumento não é inserido no tubo para se medir uma espessura a partir de duas ou mais direções em um plano de um corte transversal de um tubo, e as condições de produção são configuradas/corrigidas com base nos resultados dessa medida (por exemplo, Publicação de Patente Japonesa Não-Examinada N° 8-71616).

Entretanto, em um método de medida usando-se um medidor de espessura por raios , se há uma derivação entre um núcleo do medidor de espessura por raios e um núcleo do tubo, a distribuição de espessura medida, especialmente a espessura irregular excêntrica, tem um grande erro. Além disso, o núcleo do medidor de espessura por raios é um núcleo assumido. Por exemplo, no caso de um medidor de espessura por raios do tipo de feixes múltiplos divulgado em “TETSU-TO-HAGAN E” (N° 9, pág inas 1139 a 1145 (1970)), o núcleo do medidor de espessura por raios significa uma posição baricêntrica das posições respectivas (uma posição onde os raios aplicados de duas ou mais direções se cruzam) em que a espessura do tubo é medida. A derivação supracitada entre os núcleos é inevitável na linha de rolamento. Na prática, é difícil se medir a espessura irregular excêntrica com alta precisão antes de um exame off-line ser executado após o rolamento. Portanto, é uma realidade que se é forçado a esperar até que os resultados do exame off-line estejam disponíveis e as condições de produção não possam ser corrigidas rapidamente durante a operação dos recursos de produção de um tubo sem costura.

Além disso, já que a espessura irregular excêntrica de um tubo inclui aquelas que resultam a partir de calor irregular (variações de temperatura) na direção circunferencial do lingote e aquelas que resultam de rotação do cilindro de perfuração, é necessário corrigir as condições de produção de acordo com as respectivas causas a fim de suprimir a espessura irregular excêntrica. Ou seja, quando a espessura irregular excêntrica é aquela que resulta de calor irregular na direção circunferencial do lingote, é necessário corrigir as condições de uma fornalha de aquecimento de modo a executar um aquecimento uniforme. Por outro lado, quando a espessura irregular excêntrica é aquela que resulta da rotação do cilindro de perfuração, é necessário se tomar medidas defensivas tal como a correção de um núcleo de rolo de rolamento do laminador, o descarte de um cilindro de perfuração anormal e similares. Portanto, a fim de corrigir rapidamente as condições de produção durante a operação dos recursos de produção de um tubo sem costura, é desejado não apenas se medir a espessura irregular excêntrica de um tubo em uma linha de rolamento, mas também se fornecer um meio capaz de determinar a causa da ocorrência da espessura irregular excêntrica.

Divulgação da Invenção A presente invenção foi feita para se eliminar o problema da técnica convencional. É um objeto da presente invenção se fornecer um aparelho de monitoramento e um método de monitoramento de condições de produção de um tubo ou cano sem costura, que mede a espessura irregular excêntrica de um tubo ou cano produzido por um laminador no lado de saída do laminador e determina a causa da ocorrência da espessura irregular excêntrica e assim permite corrigir rapidamente as condições de produção durante a operação dos recursos de produção de um tubo ou cano sem costura, e recursos de produção de um tubo ou cano sem costura a que o aparelho de monitoramento de condições de produção de um tubo ou cano sem costura é aplicado. A fim de solucionar os problemas supracitados, o presente inventor fez intensas investigações, e consequentemente descobriu primeiro que se um medidor de espessura ultrassônica, que mede uma espessura com base em uma diferença entre às vezes em que uma onda ultrassônica reflete na superfície interna e reflete na superfície externa do tubo, é usado no lugar do medidor de espessura por raios , uma espessura pode ser medida com alta precisão mesmo em um estado em que um cilindro de perfuração esteja inserido no tubo. A razão para isso é que provavelmente mesmo em um estado em que o cilindro de perfuração é inserido no tubo, uma camada de ar existe entre a superfície externa do cilindro de perfuração e a superfície interna do tubo, e assim um ultrassônica onda reflete na superfície interna do tubo. Além disso, já que o tubo gira em uma direção circunferencial no lado de saída do laminador, por apenas posicionar o medidor de espessura ultrassôrica de tal forma que uma espessura de uma localização em uma direção circunferencial do tubo possa ser medida, uma distribuição de espessura em uma direção circunferencial do tubo possa ser medida. A partir das descobertas descritas acima, o presente inventor concluiu que se o medidor de espessura ultrassônicaé usado, a distribuição de espessura em uma direção circunferencial de um tubo e, portanto, a espessura irregular excêntrica no lado de saída do laminador, que não pode ser medida por um medidor convencional de espessura por raios , pode ser medida.

Em seguida, o presente inventor fez intensas investigações no que diz respeito a um método para determinar a causa da ocorrência da espessura irregular excêntrica. Primeiro, o presente inventor descobriu que quando o calor irregular em uma direção circunferencial do lingote é gerado, já que resistência à deformação é diminuída em uma parte de maior temperatura, uma espessura de uma parte correspondente de um tubo submetido à perfuração e rolamento tende a afinar. Do contrário, o presente inventor descobriu que já que a resistência à deformação é aumentada em uma parte de menor temperatura comparada com a parte de maior temperatura, uma espessura de uma parte correspondente de um tubo submetida à perfuração e rolamento tende a se espessar. Em outras palavras, o presente inventor descobriu que quando a espessura irregular excêntrica é gerada em um tubo que resulta do calor irregular do lingote, a força de uma correlação negativo (uma relação em que uma espessura do tubo se afina na medida em que uma temperatura superficial do tubo aumenta e uma espessura do tubo se espessa na medida em que uma temperatura superficial do tubo diminui) entre o calor irregular em uma direção circunferencial do lingote (portanto a distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial do tubo submetida à perfuraçã o e rolamento correspondente a esse calor irregular) e a distribuição de espessura do tubo submetida à perfuração e rolamento aumenta. Além disso, o presente inventor descobriu que é possível determinar que a espessura irregular excêntrica que resulta da rotação do cilindro de perfuração é gerada quando a correlação entre a distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial de um tubo e a distribuição de espessura do tubo submetida à perfuração e rolamento é fraca. A partir das descobertas descritas acima, o presente inventor concluiu que a causa da ocorrência da espessura irregular excêntrica pode ser determinada medindo-se a distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial de um tubo no lado de saída do laminador e avaliando-se a correlação entre essa distribuição de temperatura superficial e a distribuição de espessura (ou a espessura irregular excêntrica) do tubo. A presente invenção foi completada com base nas descobertas do presente inventor descritas acima. Ou seja, a presente invenção fornece um aparelho de monitoramento de condições de produção de um tubo ou cano sem costura, que do tubo submetida à perfuração e rolamento é fraca. A partir das descobertas descritas acima, o presente inventor concluiu que a causa da ocorrência da espessura irregular excêntrica pode ser determinada medindo-se a distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial de um tubo no lado de saída do laminador e avaliando-se a correlação entre essa distribuição de temperatura superficial e a distribuição de espessura (ou a espessura irregular excêntrica) do tubo.

[0017] A presente invenção foi completada com base nas descobertas do presente inventor descritas acima. Ou seja, a presente invenção fornece um aparelho de monitoramento de condições de produção de um tubo ou cano sem costura, que compreende: um medidor de espessura ultrassônica que é instalado no lado de saída de um laminador que lamina um lingote para se produzir um tubo ou cano e mede uma espessura do tubo ou cano produzido pelo laminador, um termômetro que é instalado no lado de saída do laminador e mede uma temperatura superficial do tubo ou cano produzido pelo laminador, e um dispositivo de informática e monitor que mostra uma distribuição de espessura em uma direção circunferencial do tubo ou cano e uma distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial do tubo ou cano ao mesmo tempo de tal forma que as posições em uma direção circunferencial da distribuição de espessura e a distribuição de temperatura superficial estejam alinhadas entre si, com base na espessura do tubo ou cano medida pelo medidor de espessura ultrassônica e a temperatura superficial do tubo ou cano medida pelo termômetro.

[0018] De acordo com a presente invenção, uma espessura do tubo ou cano é medida com o medidor de espessura ultrassônica e uma temperatura superficial do tubo ou cano é medida com o termômetro no lado de saída do laminador. Além disso, a distribuição de espessura e a distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial do tubo ou cano são mostradas (por exemplo, display do monitor ou resultado do gráfico) pelo dispositivo de informática e monitor. Assim, um operador pode reconhecer visualmente, por exemplo, a distribuição mostrada de espessura em uma direção circunferencial do tubo ou cano e se uma variação da espessura é maior do que um valor de referência predeterminado, o operador pode determinar que a espessura irregular excêntrica seja gerada no tubo ou cano. Naturalmente, uma constituição, em que o dispositivo de informática e monitor compara uma variação da espessura ou um valor máximo/um valor mínimo da espessura com um valor de referência predeterminado previamente configurado e automaticamente determina que a espessura irregular excêntrica seja gerada no tubo ou cano se qualquer um de esses valores exceder o valor de referência, pode ser adotada. Além disso, de acordo com a presente invenção, já que a distribuição de espessura e a distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial do tubo ou cano são mostradas, é possível que, por exemplo, um operador reconheça visualmente a correlação entre ambas as distribuições e determine a causa como espessura irregular excêntrica que resulta do calor irregular do lingote se há uma tendência onde uma correlação negativa seja forte e determine a causa como a espessura irregular excêntrica que resulta da rotação do cilindro de perfuração se uma correlação é fraca.

[0019] A presente invenção ainda fornece um aparelho de monitoramento de condições de produção de um tubo ou cano sem costura, que compreende: um medidor de espessura ultrassônica que é instalado no lado de saída um laminador que lamina um lingote para se produzir um tubo ou cano e mede uma espessura do tubo ou cano produzido pelo laminador, um termômetro que é instalado no lado de saída do laminador e mede uma temperatura superficial do tubo ou cano produzido pelo laminador, e um dispositivo de informática e monitor que mostra uma distribuição de espessura em uma direção circunferencial do tubo ou cano e uma distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial do tubo ou cano, com base na espessura do tubo ou cano medida pelo medidor de espessura ultrassônica e a temperatura superficial do tubo ou cano medida pelo termômetro, em que o dispositivo de informática e monitor determina a causa da ocorrência da espessura irregular excêntrica no tubo ou cano com base na correlação entre a distribuição de espessura em uma direção circunferencial do tubo ou cano e a distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial do tubo ou cano.

[0020] De acordo com a presente invenção, uma carga de um operador pode ser reduzida e resultados altamente objetivos de determinação sendo independentes de diferenças individuais dentre os operadores pode ser alcançada, já que a causa da ocorrência da espessura irregular excêntrica no tubo ou cano é automaticamente determinada pelo dispositivo de informática e monitor. Além disso, a fim de determinar a causa da ocorrência da espessura irregular excêntrica automaticamente, é possível se adotar, por exemplo, uma constituição em que o dispositivo de informática e monitor calcule um coeficiente de correlação (um valor a partir de -1 a +1) sendo uma medida que mostra a força da correlação entre a distribuição de espessura em uma direção circunferencial do tubo ou cano e a distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial do tubo ou cano usando-se um método de processamento de sinal publicamente conhecido, e em que o dispositivo de informática e monitor determina a causa como a espessura irregular excêntrica que resulta do calor irregular do lingote quando o coeficiente de correlação é menos do que um valor negativo predeterminado previamente configurado e determina a causa como a espessura irregular excêntrica que resulta da rotação do cilindro de perfuração quando o coeficiente de correlação é o valor negativo supracitado ou maior.

[0021] A presente invenção ainda fornece um aparelho de monitoramento de condições de produção de um tubo ou cano sem costura, que compreende: um medidor de espessura ultrassônica que é instalado no lado de saída de um laminador que lamina um lingote para se produzir um tubo ou cano e mede uma espessura do tubo ou cano produzido pelo laminador, um termômetro que é instalado no lado de saída do laminador e mede uma temperatura superficial do tubo ou cano produzido pelo laminador, e um dispositivo de informática e monitor que extrai componentes da espessura irregular excêntrica do tubo ou cano com base em uma distribuição de espessura em uma direção circunferencial do tubo ou cano medida pelo medidor de espessura ultrassônica e mostra os componentes extraídos da espessura irregular excêntrica do tubo ou cano e uma distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial do tubo ou cano medida pelo termômetro ao mesmo tempo de tal forma que as posições em uma direção circunferencial dos componentes da espessura irregular excêntrica e a distribuição de temperatura superficial estejam alinhadas entre si.

[0022] De acordo com a presente invenção, já que apenas componentes da espessura irregular excêntrica, que varia em um ciclo de 360 graus em uma direção circunferencial do tubo ou cano, são extraídos da distribuição de espessura e os componentes extraídos da espessura irregular excêntrica são mostrados ao invés de mostrar diretamente a distribuição de espessura em uma direção circunferencial do tubo ou cano com um valor medido que possivelmente inclui ruído ou similar, é possível determinar a ocorrência da espessura irregular excêntrica e a causa da mesma com mais precisão. Além disso, os componentes da espessura irregular excêntrica podem ser extraídos aplicando-se um método de análise de frequência publicamente conhecido tal como análise de Fourier à distribuição de espessura em uma direção circunferencial do tubo ou cano.

[0023] A presente invenção ainda fornece um aparelho de monitoramento de condições de produção de um tubo ou cano sem costura, que compreende: um medidor de espessura ultrassônica que é instalado no lado de saída de um laminador que lamina um lingote para se produzir um tubo ou cano e mede uma espessura do tubo ou cano produzido pelo laminador, um termômetro que é instalado no lado de saída do laminador e mede uma temperatura superficial do tubo ou cano produzido pelo laminador, e um dispositivo de informática e monitor que extrai componentes da espessura irregular excêntrica do tubo ou cano com base em uma distribuição de espessura em uma direção circunferencial do tubo ou cano medida pelo medidor de espessura ultrassônica e mostra os componentes extraídos da espessura irregular excêntrica do tubo ou cano e uma distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial do tubo ou cano medida pelo termômetro, em que o dispositivo de informática e monitor determina a causa da ocorrência da espessura irregular excêntrica no tubo ou cano com base na correlação entre os componentes extraídos da espessura irregular excêntrica do tubo ou cano e a distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial do tubo ou cano.

[0024] De acordo com a presente invenção, a precisão da determinação é alta já que os componentes da espessura irregular excêntrica extraídos são usados, e ainda uma carga do operador pode ser reduzida, e resultados altamente objetivos de determinação que sejam independentes de diferenças individuais dentre os operadores podem ser alcançados, já que a causa da ocorrência da espessura irregular excêntrica no tubo ou cano é automaticamente determinada pelo dispositivo de informática e monitor.

[0025] A fim de solucionar os problemas supracitados, a presente invenção também fornece um método de monitoramento de condições de produção de um tubo ou cano sem costura, que compreende as etapas de: instalar um medidor de espessura ultrassônica e um termômetro no lado de saída de um laminador que lamina um lingote para se produzir um tubo ou cano para se medir uma distribuição de espessura e uma distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial do tubo ou cano produzido pelo laminador, e determinar a causa da ocorrência da espessura irregular excêntrica no tubo ou cano com base na correlação entre a distribuição medida de espessura em uma direção circunferencial do tubo ou cano ou os componentes da espessura irregular excêntrica do tubo ou cano extraídos com base na distribuição de espessura e a distribuição de temperatura superficial medida em uma direção circunferencial do tubo ou cano.

[0026] A fim de solucionar os problemas supracitados, a presente invenção ainda fornece recursos de produção de um tubo ou cano sem costura que compreendem: um laminador que lamina um lingote para se produzir um tubo ou cano, e qualquer um dos supracitados aparelhos de monitoramento de condições de produção.

[0027] Além disso, como o medidor de espessura ultrassônica, um medidor de espessura ultrassônica a laser, que pode medir uma espessura do tubo ou cano em um modo de não-contato, pode ser adequadamente usado.

[0028] De acordo com a presente invenção, é possível se medir a espessura irregular excêntrica de um tubo ou cano produzido pelo laminador no lado de saída do laminador e determinar a causa da ocorrência da espessura irregular assim, um estado de interferência também muda. Medindo-se o tempo que decorre antes de detectar as mudanças no estado de interferência após emitir a luz laser pulsada a partir do laser pulsado, uma espessura do tubo S pode ser medida. O medidor de espessura ultrassôiica 4 é posicionado de tal forma que uma espessura de predeterminado uma localização em uma direção circunferencial do tubo S em repouso pode ser medida quando se assume que o tubo S permanece em repouso. Especificamente, as direções do respectivo laser são configuradas de tal forma que tanto a luz emitida a partir do laser pulsado como a luz emitida a partir do laser de onda contínua seja aplicada à superfície externa da localização predeterminada acima do tubo S. Na prática, a distribuição de espessura em uma direção circunferencial do tubo S é medida pelo medidor de espessura ultrassônica 4 já que o tubo S gira em uma direção circunferencial. O termômetro 5 da presente modalidade é um termômetro de radiação para se medir uma temperatura superficial (temperatura externa superficial) do tubo S por radiometria. O termômetro de radiação 5 é também posicionado de tal forma que uma temperatura superficial de uma localização predeterminada em uma direção circunferencial do tubo S em repouso pode ser medida quando se assume que o tubo S permanece tão em repouso como com o medidor de espessura ultrassônica 4. Especificamente, um sistema ótico receptor de luz do termômetro de radiação 5 é ajustado de tal forma que um campo de vista de detecção para detectar a radiação térmica luz emitida a partir do tubo S corresponde à localização predeterminada acima do tubo S. Na prática, a distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial do tubo S é medida pelo termcmetro de radiação 5 porque o tubo S gira em uma direção circunferencial.

Além disso, como descrito anteriormente, na determinação da causa da ocorrência da espessura irregular excêntrica no tubo S, a correlação entre a distribuição de espessura em uma direção circunferencial do tubo S e a distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial do tubo S é avaliada. Do mesmo modo, é preferível posicionar o medidor de espessura ultrassônica4 e o termômet» 5 de modo a se medir uma espessura e uma temperatura superficial de aproximadamente a mesma localização em uma direção circunferencial do tubo S quando se assume que o tubo S permanece em repouso. Entretanto, é possível posicionar o medidor de espessura ultrassônica 4 e o termônetro 5 de modo a se medir uma espessura e uma temperatura superficial de posições diferentes em uma direção circunferencial do tubo S. Nesse caso, a medida dos dados é corrigida com base na relação posicionai de ambos os medidores e uma velocidade rotacional do tubo S de tal forma que as posições em uma direção circunferencial de uma distribuição de espessura e uma distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial do tubo S sejam alinhadas uma com a outra, e então a correlação entre ambas as distribuições possa ser avaliada.

Além disso, como mostrado na Figura 3, na presente modalidade, uma constituição na qual o medidor de espessura ultrassôrica 4 e o termômetro 5 são posicionados de tal forma que o medidor de espessura ultrassônica 4 esteja mais próximo ao laminador 10 do que o termômetro 5 é ilustrada, mas a presente invenção não é limitada a essa. O termômetro 5 pode ser posicionado de modo a estar mais próximo ao laminador 10 do que o medidor de espessura ultrassônica 4.

As espessuras do tubo S medidas pelo medidor de espessura ultrassôrica 4 e as temperaturas superficiais do tubo S medidas pelo termômetro 5, descrito acima, são inseridas no dispositivo de informática e monitor 6. Além disso, a unidade de informática e monitor 6 pode ser instalada independentemente de um computador de processo para controlar o laminador 10, mas pode ser adotada uma constituição em que o computador de processo também serve como o dispositivo de informát ica e monitor 6. O dispositivo de informática e monitor 6 mostra (display do monitor ou resultado do gráfico) a distribuição de espessura em uma direção circunferencial do tubo S e a distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial do tubo S com base nas espessuras e temperaturas superficiais em diversas posições em uma direção circunferencial do tubo S, que são sequencialmente ou intermitentemente inseridas associadas com a rotação do tubo S. Nesse tempo, as posições em uma direção circunferencial do tubo S correspondentes às espessuras inseridas e às temperaturas superficiais inseridas, por exemplo, podem ser calculadas pelo dispositivo de informática e monitor 6 com base em uma velocidade rotacional do tubo S e o tempo decorrido desde o início da inserção dos dados de medida (espessura, temperatura superficial). A velocidade rotacional do tubo S pode ser prevista pelo dispositivo de informática e monitor 6 com base em várias condições de perfuração e rolamento configuradas no laminador 10. Já que há uma certa correlação entre uma velocidade rotacional de um rolo de rolamento do laminador e uma velocidade rotacional do tubo S, é também possível que, como mostrado na Figura 3, uma posição rotacional (um ângulo rotacional) do rolo de rolamento la seja detectada por um gerador de pulso ou similar a ser inserido no dispositivo de informá tica e monitor 6, e o dispositivo de informá tica e monitor 6 determine uma posição rotacional (ou seja, uma posição em uma direção circunferencial) do tubo S com base na posição rotacional inserida do rolo de rolamento la e a correlação acima. A Figura 4 é um vista esquemática que mostra um exemplo da distribuição de espessura e a distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial do tubo S mostrado pelo dispositivo de informát ica e monitor 6. Além disso, a Figura 4 mostra um exemplo em que a distribuição de espessura e a distribuição de temperatura superficial de uma volta (ou seja, posições de 0° a 360° em uma direção circunferencial do tubo S) do tubo S são mostradas, mas naturalmente, é possível que o dispositivo de informática e monitor 6 mostre os dados de voltas excedendo uma volta tal como duas voltas, três voltas e mais.

Um operador pode reconhecer visualmente a distribuição de espessura em uma direção circunferencial do tubo S como mostrado na Figura 4 e se uma variação da espessura é maior do que um valor de referência predeterminado, o operador pode determinar que a espessura irregular excêntrica seja gerada no tubo S. Uma constituição, em que o dispositivo de informática e monitor 4 compara um variação da espessura ou um valor máximo/um valor mínimo da espessura com um valor de referência predeterminado previamente configurado e automaticamente determina que a espessura irregular excêntrica seja gerada no tubo S se qualquer um desses valores excede o valor de referência, pode ser adotada. Além disso, já que a distribuição de espessura e a distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial do tubo S são mostradas como mostrado na Figura 4, é possível que, por exemplo, um operador reconhece visualmente a correlação entre ambas as distribuições e determina a causa como espessura irregular excêntrica que resulta do calor irregular do lingote B se há uma tendência em que uma correlação negativa seja forte e determine a causa como a espessura irregular excêntrica que resulta da rotação do cilindro de perfuração 3 se uma correlação é fraca. Além disso, em um exemplo mostrado na Figura 4, uma correlação intensa negativa na qual uma espessura do tubo S se afina na medida em que uma temperatura superficial do tubo S aumenta e uma espessura do tubo S se espessa na medida em que uma temperatura superficial do tubo S diminui é exibida. Portanto, um operador que visualmente reconhece isso pode determinar que essa seja a espessura irregular excêntrica que resulta do calor irregular do lingote B.

Além disso, sem confiar em um reconhecimento visual de um operador, uma constituição, em que o dispositivo de informática e monitor 6 automaticamente determina a causa da ocorrência da espessura irregular excêntrica no tubo S, pode ser adotada. A fim de determinar a causa da ocorrência da espessura irregular excêntrica automaticamente, por exemplo, uma constituição em que o dispositivo de informát ica e monitor 6 calcula um coeficiente de correlação (um valor a partir de 1 to +1) sendo uma medida que mostra a força da correlação entre a distribuição de espessura e a distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial do tubo S usando-se um método de processamento de sinal publicamente conhecido, pode ser adotada. E o dispositivo de informá tica e monitor 6 pode determinar a causa como a espessura irregular excêntrica que resulta do calor irregular do lingote B quando o coeficiente de correlação é menos do que um valor negativo predeterminado previamente configurado e pode determinar a causa como a espessura irregular excêntrica que resulta da rotação do cilindro de perfuração 3 quando o coeficiente de correlação é o valor negativo supracitado ou mais. De acordo com tal constituição preferível, uma carga de um operador pode ser reduzida e resultados altamente objetivos de determinação sendo independentes de diferenças individuais dentre os operadores pode ser alcançada, já que a causa da ocorrência da espessura irregular excêntrica no tubo S é automaticamente determinada pelo dispositivo de informática e monitor 6.

Além disso, como os dados que o dispositivo de informát ica e monitor 6 mostram, não a distribuição de espessura própria em uma direção circunferencial do tubo S medida pelo medidor de espessura ultrassônca 4, mas os componentes da espessura irregular excêntrica do tubo S extraídos da distribuição de espessura podem ser usados. A fim de fazê-lo, por exemplo, uma constituição, em que o dispositivo de informática e monitor 6 aplica um método de anál ise de frequência publicamente conhecido tal como análise de Fourier à distribuição de espessura em uma direção circunferencial do tubo S, é adotada. Então, apenas os componentes da espessura irregular excêntrica, que varia em um ciclo de 360 graus em uma direção circunferencial do tubo S, podem ser extraídos da distribuição de espessura que pode ter vário s componentes de frequência. Se uma constituição, que mostra os componentes da espessura irregular excêntrica extraídos da distribuição de espessura do tubo S como descrito acima, é adotada, é possível determinar a ocorrência da espessura irregular excêntrica e a causa da mesma com mais precisão comparada com o caso de mostrar diretamente a distribuição de espessura em uma direção circunferencial do tubo S com valor de medida que possivelmente inclui ruído ou similar. Além disso, uma constituição, em que o dispositivo de informática e monitor 6 compara uma variação dos componentes da espessura irregular excêntrica extraídos ou um valor máximo/um valor mínimo dos componentes da espessura irregular excêntrica com um valor de referência predeterminado previamente configurado e automaticamente determinar que a espessura irregular excêntrica seja gerada no tubo S se qualquer um desses valores exceder o valor de referência, pode ser adotada.

Além disso, quando uma constituição, em que o dispositivo de informáti ca e monitor 6 automaticamente determina a causa da ocorrência da espessura irregular excêntrica no tubo S, é adotada, uma constituição, em que a correlação entre não a distribuição de espessura própria em uma direção circunferencial do tubo S, mas os componentes da espessura irregular excêntrica do tubo S extraídos da distribuição de espessura e a distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial do tubo S são avaliados, pode ser adotada. Ou seja, uma constituição, em que o dispositivo de informática e monitor 6 calcula um coeficiente de correlação (um valor a partir de 1 to +1) sendo uma medida que mostra a força da correlação entre os componentes da espessura irregular excêntrica do tubo S e a distribuição de temperatura superficial do tubo S usando-se um método de processamento de sinal publicamente conhecido, é adotada. Então, quando o coeficiente de correlação é menos do que um predeterminado valor negativo, o dispositivo de informática e monitor 6 pode determinar a causa como a espessura irregular excêntrica que resulta do calor irregular do lingote, e quando o coeficiente de correlação é o valor negativo supracitado ou maior, o dispositivo de informática e monitor 6 pode determinar a causa como a espessura irregular excêntrica que resulta da rotação do cilindro de perfuração 3. Se a constituição, em que o dispositivo de informát ica e monitor 6 automaticamente determina a causa da ocorrência da espessura irregular excêntrica usando-se os componentes da espessura irregular excêntrica extraídos a partir de a distribuição de espessura do tubo S como descrito acima, é adotada, a precisão da determinação pode ser esperada como sendo aprimorada comparada com o caso onde a distribuição da própria espessura do tubo S é usada.

De acordo com o aparelho de monitoramento 20 de condições de produção da presente modalidade descrito acima, é possível para se medir espessura irregular excêntrica de um tubo S produzido pelo laminador 10 no lado de saída do laminador 10 e determinar a causa da ocorrência da espessura irregular excêntrica. Portanto, torna-se possível corrigir as condições de produção rapidamente mesmo durante a operação dos recursos de produção de um tubo sem costura para suprimir a ocorrência da espessura irregular excêntrica no tubo S.

REIVINDICAÇÕES

Claims (9)

1. Aparelho de monitoramento (20) de condições de produção de um tubo ou cano sem costura, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um medidor de espessura ultrassônica (4) que é instalado no lado de saída de um laminador (10) que lamina um lingote (B) para se produzir um tubo (S) ou cano e mede uma espessura do tubo (S) ou cano produzido pelo laminador (10), um termômetro (5) que é instalado no lado de saída do laminador (10) e mede uma temperatura superficial do tubo (S) ou cano produzido pelo laminador (10), e um dispositivo de informática e monitor (6) que mostra uma distribuição de espessura em uma direção circunferencial do tubo (S) ou cano e uma distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial do tubo (S) ou cano ao mesmo tempo de tal forma que as posições de uma direção circunferencial da distribuição de espessura e a distribuição de temperatura superficial estejam alinhadas entre si, com base na espessura do tubo (S) ou cano medida pelo medidor de espessura ultrassônica (4) e a temperatura superficial do tubo (S) ou cano medida pelo termômetro (5).

2. Aparelho de monitoramento (20) de condições de produção de um tubo ou cano sem costura, de acordo com a reivindicação 1, que compreende: um medidor de espessura ultrassônica (4) que é instalado no lado de saída de um laminador (10) que lamina um lingote (B) para se produzir um tubo (S) ou cano e mede uma espessura do tubo ou cano produzido pelo laminador (10), um termômetro (5) que é instalado no lado de saída do laminador (10) e mede uma temperatura superficial do tubo (S) ou cano produzido pelo laminador (10), e um dispositivo de informática e monitor (6) que mostra uma distribuição de espessura em uma direção circunferencial do tubo (S) ou cano e uma distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial do tubo (S) ou cano, com base na espessura do tubo (S) ou cano medida pelo medidor de espessura ultrassônica (4) e a temperatura superficial do tubo ou cano medida pelo termômetro (5), CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de informática e monitor (6) determina a causa da ocorrência da espessura irregular excêntrica no tubo (S) ou cano com base na correlação entre a distribuição de espessura em uma direção circunferencial do tubo (S) ou cano e a distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial do tubo (S) ou cano.

3. Aparelho de monitoramento (20) de condições de produção de um tubo ou cano sem costura, de acordo com a reivindicação 1, que compreende: um medidor de espessura ultrassônica (4) que é instalado no lado de saída de um laminador (10) que lamina um lingote (B) para se produzir um tubo (S) ou cano e mede uma espessura do tubo (S) ou cano produzido pelo laminador (10), um termômetro (5) que é instalado no lado de saída do laminador (10) e mede uma temperatura superficial do tubo (S) ou cano produzido pelo laminador (10), e um dispositivo de informática e monitor (6), CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de informática e monitor (6) que extrai componentes da espessura irregular excêntrica do tubo (S) ou cano com base em uma distribuição de espessura em uma direção circunferencial do tubo (S) ou cano medida pelo medidor de espessura ultrassônica (4) e mostra os componentes extraídos da espessura irregular excêntrica do tubo (S) ou cano e uma distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial do tubo (S) ou cano medida pelo termômetro (5) ao mesmo tempo de tal forma que as posições em uma direção circunferencial dos componentes da espessura irregular excêntrica e a distribuição de temperatura superficial estejam alinhadas entre si.

4. Aparelho de monitoramento (20) de condições de produção de um tubo ou cano sem costura, de acordo com a reivindicação 3 que compreende: um medidor de espessura ultrassônica (4) que é instalado no lado de saída de um laminador (10) que lamina um lingote (B) para se produzir um tubo (S) ou cano e mede uma espessura do tubo (S) ou cano produzido pelo laminador (10), um termômetro (5) que é instalado no lado de saída do laminador (10) e mede uma temperatura superficial do tubo (S) ou cano produzido pelo laminador (10), e um dispositivo de informática e monitor (6) que extrai componentes da espessura irregular excêntrica do tubo (S) ou cano com base em uma distribuição de espessura em uma direção circunferencial do tubo (S) ou cano medida pelo medidor de espessura ultrassônica (4) e mostra os componentes extraídos da espessura irregular excêntrica do tubo (S) ou cano e uma distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial do tubo (S) ou cano medida pelo termômetro (5), CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de informática e monitor (6) determina a causa da ocorrência da espessura irregular excêntrica no tubo (S) ou cano com base na correlação entre os componentes extraídos da espessura irregular excêntrica do tubo (S) ou cano e a distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial do tubo (S) ou cano.

5. Aparelho de monitoramento (20) de condições de produção de um tubo (S) ou cano sem costura de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o medidor de espessura ultrassônica (4) é um medidor de espessura ultrassônica a laser.

6. Método de monitoramento de condições de produção de um tubo ou cano sem costura, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de: instalar um medidor de espessura ultrassônica (4) e um termômetro (5) no lado de saída de um laminador (10) que lamina um lingote (B) para se produzir um tubo (S) ou cano para se medir uma distribuição de espessura e uma distribuição de temperatura superficial em uma direção circunferencial do tubo (S) ou cano produzido pelo laminador (10), e determinar a causa da ocorrência da espessura irregular excêntrica no tubo (S) ou cano com base na correlação entre a distribuição de espessura medida em uma direção circunferencial do tubo (S) ou cano ou os componentes da espessura irregular excêntrica do tubo (S) ou cano extraídos com base na distribuição de espessura e a distribuição de temperatura superficial medida em uma direção circunferencial do tubo (S) ou cano.

7. Método de monitoramento de condições de produção de um tubo ou cano sem costura, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o medidor de espessura ultrassônica (4) é um medidor de espessura ultrassônica a laser.

8. Recursos de produção de um tubo ou cano sem costura CARACTERIZADO pelo fato de que compreendem: um laminador (10) que lamina um lingote (B) para se produzir um tubo (S) ou cano, e o aparelho de monitoramento (20) de condições de produção conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5.

9. Recursos de produção de um tubo ou cano sem costura, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o medidor de espessura ultrassônica (4) é um medidor de espessura ultrassônica a laser.