CN101610854B - 无缝管的制造状况监控装置及方法、和无缝管制造设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无缝管的制造状况监控装置及方法、和无缝管制造设备。该无缝管的制造状况监控装置可以在操作无缝管制造设备的过程中快速修正制造条件。本发明的无缝管的制造状况监控装置(20)包括：超声波测厚计(4)，其被配置在对钢坯(B)进行穿孔轧制来制造管(S)的穿轧机(10)的输出侧，用于测量由穿轧机(10)制造出的管(S)的壁厚；温度计(5)，其被设置在穿轧机(10)的输出侧，用于测量由穿轧机(10)制造出的管(S)的表面温度；运算显示部件(6)，其根据由超声波测厚计(4)测得的管(S)的壁厚以及由温度计(5)测得的管(S)的表面温度，显示管(S)的周向的壁厚分布以及管(S)的周向的表面温度分布。

Description

无缝管的制造状况监控装置及方法、和无缝管制造设备
技术领域
本发明涉及无缝管的制造状况监控装置及方法、和应用了该制造状况监控装置的无缝管制造设备。特别是，本发明涉及通过在穿轧机输出侧测量由穿轧机(穿轧机)制造的管的偏心偏厚且判断该偏心偏厚的产生原因、从而可以快速修正在操作无缝管制造设备过程中的制造条件的无缝管的制造状况监控装置及方法、和应用了该制造状况监控装置的无缝管制造设备。 
背景技术
在以满内斯曼-芯棒式无缝管轧机方式制造无缝管时，首先利用旋转炉底式加热炉加热原料钢坯，之后将该加热后的原料钢坯依次供给到轧制生产线上。具体而言，利用穿轧机使用穿孔顶头和轧辊来对钢坯进行穿孔轧制从而制造空心管坯。接下来，将芯棒呈串状插入上述空心管坯的内表面中，利用由多个机架构成的芯棒式无缝管轧机以孔式轧辊限制外表面而对上述空心管坯进行延伸轧制，从而减小壁厚直到规定壁厚。之后，拔出芯棒，利用定径轧机将上述壁厚减小了的管坯定径轧制成规定外径从而获得制品。 
图1是表示穿轧机的概略结构的图，图1(a)表示侧视图，图1(b)表示俯视图。另外，在图1(b)中省略表示穿孔顶头。 
如图1所示，穿轧机10包括相互倾斜而成的一对轧辊1a、1b、和后端支承在芯棒2上的炮弹状的穿孔顶头3。一对轧辊1a、1b这样构成：它们的轴向被设定成侧视呈相互平行或者以规定的交叉角交叉、而俯视为沿相互反向倾斜倾斜角FA地配置，并且一对轧辊1a、1b彼此沿相同的方向旋转。穿孔顶头3配置在 一对轧辊1a、1b之间。 
为了采用具有上述结构的穿轧机10来对实心的钢坯B进行穿孔轧制，首先将钢坯B供给到一对轧辊1a、1b之间。在钢坯B被夹入到一对轧辊1a、1b间之后，利用轧辊1a、1b的摩擦力使驱动钢坯B旋转的力和驱动钢坯B沿轴向前进的力同时作用在钢坯B上。然后，直到钢坯B到达穿孔顶头3的顶端之前，利用轧辊1a、1b使压缩应力和拉伸应力交替地连续作用(旋转锻造效果)于钢坯B的中心部，形成易于开孔的状态。在钢坯B碰到穿孔顶头3时，在钢坯B的中心部开孔，之后钢坯B每旋转半圈都在轧辊1a、1b与穿孔顶头3之间接受壁厚加工，获得管(空心管坯)S。 
在如上所述的利用穿轧机10进行的穿孔轧制过程中，所制造的管S甚至最终制品的尺寸精度涉及的最大问题是偏心偏厚(初级偏厚)的产生。 
图2是用于说明偏心偏厚的管的剖视图。 
如图2所示，所谓的偏心偏厚是指，因管S的外表面的中心C1与内表面的中心C2发生偏心(错位)而产生的管S的周向的偏厚(壁厚变化)，管S的壁厚是以360°周期沿周向变化的偏厚。 
为了快速修正穿轧机等无缝管制造设备的制造条件来快速抑制该偏心偏厚的产生，有效方法是：在穿轧机的输出侧等轧轧生产线上实际测量管的周向的壁厚分布，将该测量结果反应到制造条件的修正上。 
作为在轧制生产线上测量管的周向的壁厚分布的方法，公知的有采用γ射线测厚计的方法。但是，由于γ射线测厚计采的原理是根据在管上透过的γ射线的衰减量来测量壁厚，因此存在在穿孔顶头、芯棒那样的工具插入管内的状态下无法测量穿轧机的输出侧、以及芯棒式无缝管轧机的输入侧那样的位置 的壁厚的制约。 
因此，以往提出了这样一种方法：在管内并未插入有工具的芯棒式无缝管轧机的输出侧、以及定径轧机的输入侧或输出侧配置γ射线测厚计而从管截面的多个方向测量壁厚，根据该测量结果设定、修正制造条件(例如、参照日本特开平8-71616号公报)。 
但是，在采用γ射线测厚计的测量方法中，在γ射线测厚计的芯与管的芯之间存在错位时，测得的壁厚分布、特别是偏心偏厚会有很大误差。另外，所谓的γ射线测厚计的芯是虚拟的芯，例如在“铁与钢”(第70年第9号第1139页～第1145页)所公开的多光束方式的γ射线测厚计的情况下，是指用于测量管的壁厚的各位置(从多个方向照射的各γ射交叉的位置)的重心位置。由于在轧制生产线上，上述芯错位是不可避免的，因此实际上直到轧制后的离线检查都难以高精度地测量偏心偏厚。因而，实际情况是：在离线检查的结果出来之前只能等待，无法在操作无缝管制造设备的过程中快速修正制造条件。 
另外，管的偏心偏厚分为由钢坯周向的偏热(温度变动)导致的偏心偏厚、以及由穿孔顶头的振摆回转导致的偏心偏厚，因此为了抑制偏心偏厚，需要根据各原因修正制造条件。即、在由钢坯周向的偏热导致的偏心偏厚的情况下，需要修正加热炉的条件以便实施均匀加热。另一方面，在由穿孔顶头的振摆回转导致的偏心偏厚的情况下，需要采用修正穿轧机的轧辊的芯、或者去除异常的穿孔顶头等方法。因而，为了在操作无缝管制造设备过程中快速修正制造条件，最好采用不仅可以在轧制生产线上测量管的偏心偏厚、而且可以判断其产生原因的技术。 
发明内容
本发明是为了解决上述以往技术的问题而做成的，目的在于提供一种通过在穿轧机输出侧测量由穿轧机制造的管的偏心偏厚且判断该偏心偏厚的产生原因、从而能够快速修正在操作无缝管制造设备过程中的制造条件的无缝管的制造状况监控装置及方法、和应用了该制造状况监控装置的无缝管制造设备。 
为了解决上述问题，本发明人进行了潜心研究，结果发现，首先，替代γ射线测厚计，只要采用根据超声波的在管内表面、管外表面上的反射时间差来测量壁厚的超声波测厚计，即使在管内插入有穿孔顶头的状态下也能够高精度地测量壁厚。其理由在于，即使在管内插入有穿孔顶头的状态下，空气层介于穿孔顶头外表面与管内表面之间，因此超声波在管内表面进行反射。另外，在穿轧机的输出侧，管沿周向旋转，因此只需能测量管的周向的1处壁厚地配置超声波测厚计，就能测量管的周向的壁厚分布。本发明人根据上述见解想到了只要采用超声波测厚计，不仅可以测量以往的γ射线测厚计无法测量的穿轧机的输出侧上的管的周向壁厚分布，甚至还可以测量偏芯偏厚。 
接下来，本发明人潜心研究了判断偏心偏厚的产生原因的方法。首先，本发明人发现，在钢坯产生了周向的偏热的情况下，由于在其高温部变形阻力减小，因此穿孔轧制后的管的对应部位的壁厚容易变薄。相反，与高温部相比，低温部上的变形阻力变大，因此穿孔轧制后的管的对应部位的壁厚比高温部更容易变厚。换言之，本发明人发现，在由钢坯的偏热导致在管上产生偏心偏厚的情况下，钢坯周向的偏热(乃至与此对应的穿孔轧制后的管的周向的表面温度分布)与穿孔轧制后的管的壁厚分布越发呈现较强的负相关关系(是管的表面温度越高则管的壁厚越薄、管的表面温度越低则管的壁厚越厚的关系)。 另外，本发明人还发现，在管的周向的表面温度分布与穿孔轧制后的管的壁厚分布的相关关系不足的情况下，能判断出产生由穿孔顶头的振摆回转导致的偏心偏厚。本发明人根据上述见解想到，只要在穿轧机的输出侧测量管的周向的表面温度分布、并评价该表面温度分布与管的壁厚分布(或者偏心偏厚)的相关关系，则可以判断偏心偏厚的产生原因。 
本发明是根据如上所述的本发明人的见解而完成的。即、本发明提供一种无缝管的制造状况监控装置，其特征在于，包括：超声波测厚计，其被配置在对钢坯进行穿孔轧制来制造管的穿轧机的输出侧，用于测量由上述穿轧机制造处的管的壁厚；温度计，其被设置在上述穿轧机的输出侧，用于测量由上述穿轧机制造出的管的表面温度；运算显示部件，其根据由上述超声波测厚计测得的管的壁厚以及由上述温度计测得的管的表面温度，显示管的周向的壁厚分布以及管的周向的表面温度分布。 
采用本发明，在穿轧机的输出例，利用超声波测厚计测量管的壁厚并利用温度计测量管的表面温度，利用运算显示部件显示(例如、监控显示、以及记录输出等)管的周向的壁厚分布以及表面温度分布。从而，例如操作人员识别所显示的管的周向的壁厚分布，若壁厚的变动量比规定基准值大，则能判断管产生了偏心偏厚。当然，运算显示部件也可以是将壁厚的变动量或壁厚的最大值、最小值与预先设定的规定基准值进行比较、若超过了基准值则自动判断管产生了偏心偏厚的结构。另外，采用本发明，由于显示管的周向的壁厚分布以及表面温度分布，因此，例如，操作人员通过识别两者的相关关系，若存在负相关关系较强的倾向，则可以判断是由钢坯的偏热导致的偏心偏厚，若相关关系不足，则可以判断是由穿孔顶头的振摆回转导致的偏心偏厚。 
优选上述运算显示部件评价管的周向的壁厚分布与管的周向的表面温度分布的相关关系，若存在负相关关系强的倾向，则判断为管产生偏心偏厚的原因是钢坯偏热；若相关关系不足，则判断为管产生偏心偏厚的原因是穿孔顶头的振摆回转。 
采用该优选结构，由于可以利用运算显示部件自动判断出在管上产生偏心偏厚的原因，因此能够减轻操作人员的负担，并能够获得不受操作人员的个人差异影响的高客观性的判断结果。另外，为了自动判断产生偏心偏厚的原因，例如可以采用这样的结构：采用公知的信号处理方法来计算出用于表示管的周向的壁厚分布与管的周向的表面温度分布的相关关系的强度的指标即相关系数(-1～+1的值)，若该相关系数小于预先设定的负值，则可以判断是由钢坯的偏热导致的偏心偏厚，若该相关系数大于等于上述负值，则可以判断是由穿孔顶头的振摆回转导致的偏心偏厚。 
另外，优选上述运算显示部件根据管的周向的壁厚分布抽出管的偏心偏厚成分，显示该抽出的管的偏心偏厚成分以及管的周向的表面温度分布。 
采用该优选结构，并不是直接显示可在测量值中含有噪声等的管的周向的壁厚分布，而是只从上述壁厚分布中抽出以360°周期沿管的周向变动的偏心偏厚成分，显示该抽出的偏心偏厚成分，因此能够更加高精度地判断偏心偏厚的产生及其产生原因。另外，例如可以采用傅里叶解析等公知的频率解析方法在管的周向的壁厚分布中抽出偏心偏厚成分。 
更优选上述运算显示部件评价上述抽得的管的偏心偏厚成分与管的周向的表面温度分布的相关关系，若存在负相关关系强的倾向，则判断为管产生偏心偏厚的原因是钢坯偏热；若相关关系不足，则判断为管产生偏心偏厚的原因是穿孔顶头的振摆回转。 
采用该优选结构，因使用了抽出的偏心偏厚成分，因此获 得高判断精度，而且利用运算显示部件自动判断管产生偏心偏厚的原因，因此能够减轻操作人员的负担，并且能够获得不受操作人员的个人差异影响的高客观性的判断结果。 
另外，为了解决上述问题，本发明还提供一种无缝管的制造状况监控方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：在对钢坯进行穿孔轧制而制造管的穿轧机的输出侧设置超声波测厚计以及温度计，测量由上述穿轧机制造出的管的周向的壁厚分布以及表面温度分布的步骤；评价上述测得的管的周向的壁厚分布或基于该壁厚分布抽得的管的偏心偏厚成分、与上述测得的管的周向的表面温度分布的相关关系，若存在负相关关系强的倾向，则判断为管产生偏心偏厚的原因是钢坯偏热；若相关关系不足，则判断为管产生偏心偏厚的原因是穿孔顶头的振摆回转。 
另外，为了解决上述问题，本发明还提供一种无缝管制造设备，其特征在于，包括对钢坯进行穿孔轧制来制造管的穿轧机、和上述任一项所述的制造状况监控装置。 
另外，作为上述超声波测厚计，适合采用以非接触方式就能测量管的壁厚的激光超声波测厚计。 
采用本发明，可以在穿轧机输出侧测量由穿轧机制造的管的偏心偏厚，并且能够判断该偏心偏厚产生的原因。因而，即使在操作无缝管制造设备的过程中也可以快速修正制造条件以便抑制偏心偏厚的产生。 
附图说明
图1是表示穿轧机的概略结构，图1(a)表示侧视图，图1(b)表示俯视图。 
图2是用于说明偏心偏厚的管的剖视图。 
图3是表示应用了本发明的一个实施方式的制造状况监控装置的穿轧机的概略结构的侧视图。 
图4是表示由图3所示的运算显示部件显示的管的周向的 壁厚分布以及表面温度分布的一个例子的示意图。 
具体实施方式
下面，适当参照附图说明本发明的一实施方式。 
图3是表示应用了本发明的一个实施方式的制造状况监控装置的穿轧机的概略结构的侧视图。 
如图3所示，本实施方式的制造状况监控装置20包括：超声波测厚计4，其配置在对钢坯B进行穿孔轧制来制造管S的穿轧机10的输出侧，用于测量由穿轧机10制造出的管S的壁厚；温度计5，其设置在穿轧机10的输出侧，用于测量由穿轧机10制造出的管S的表面温度；运算显示部件6，其根据由超声波测厚计4测得的管S的壁厚以及由温度计5测得的管S的表面温度，显示管S的周向的壁厚分布以及管S的周向的表面温度分布。 
穿轧机10与参照图1说明的穿轧机的结构是相同的，因此在此省略其详细说明。 
本实施方式的超声波测厚计4是激光超声波测厚计。激光超声波测厚计4包括用于自管S的外表面向内部发送超声波的脉冲激光器、用于接收在管S的内表面反射了的超声波的连续振荡激光器、以及干涉仪。在该结构中，在自脉冲激光器射出高强度的脉冲激光时，该脉冲激光打到管S的外表面，在管S中产生热收缩从而产生超声波。所产生的超声波传播到管S的内部，在管S的内表面上反射而再次返回到管S的外表面。自连续振荡激光器射出的激光始终照射到管S的外表面上，且管S外表面上的反射光射入干涉仪中。在超声波返回到管S的外表面时该表面发生变位，因此射入干涉仪中的上述反射光的相位改变，从而干涉状态也改变。测量从自脉冲激光器射出脉冲激光到检测出上述干涉状态的变化为止的时间，从而可以测量管S的壁 厚。 
若假定管S是静止的，则超声波测厚计4被配置成能够测量该静止的管S的周向的规定1处的壁厚。具体而言，设定各激光器的方向，使得自上述脉冲激光器射出的光和自连续振荡激光器射出的光都照射管S的上述规定位置的外表面。由于实际上管S沿周向旋转，因此利用超声波测厚计4可以测量管S的周向的壁厚分布。 
本实施方式的温度计5是利用辐射测温来测量管S的表面温度(外表面温度)的辐射温度计。与超声波测厚计4同样，若假定管S是静止的，则以能够测量该静止的管S的周向的规定1处的壁厚的方式配置辐射温度计5。具体而言，调整辐射温度计5的受光光学系统，使得用于检测自管S放射出的热辐射光的检测视场位于管S的上述规定位置。由于实际上管S沿周向旋转，因此利用辐射温度计5可以测量管S的周向的表面温度分布。 
另外，如后所述那样，在判断管S的偏心偏厚的产生原因时，评价管S的周向的壁厚分布与管S的周向的表面温度分布的相关关系。从而，在假定管S是静止的情况下，优选以测量管S的周向上的大致相同位置的壁厚以及表面温度的方式配置超声波测厚计4以及温度计5。但也可以测量管S的周向上的彼此不同的位置地配置超声波测厚计4以及温度计5。在该情况下，可以根据两者的配置关系、管S的旋转速度等补正测量数据，使得管S的周向的壁厚分布以及表面温度分布的周向位置彼此一致，之后评价两者分布的相关关系即可。 
另外，如图3所示，在本实施方式中，例示了使超声波测厚计4更靠近穿轧机10地配置超声波测厚计4以及温度计5的结构，但是本发明并不限于此，也可以使温度计5更靠近穿轧机 10地配置超声波测厚计4以及温度计5。 
如上所述的由超声波测厚计4测得的管S的壁厚以及由温度计5测得的管S的表面温度被输入运算显示部件6中。另外，运算显示部件6可以与用于控制穿轧机10的程序计算机分开单独设置，但也可以采用程序计算机作为运算显示部件6发挥作用的结构。 
运算显示部件6根据随着管S的旋转而被连续或间歇性地输入的管S的多个周向位置的壁厚以及表面温度，显示管S的周向的壁厚分布以及管S的周向表面温度分布(监控显示以及/或者记录输出)。此时，例如，运算显示部件6根据穿轧机10所设定的各种穿孔轧制条件预测管S的旋转速度，并且根据该预测的管S的旋转速度和从开始输入测量数据(壁厚、表面温度)所经过的时间来算出与被输入的壁厚以及表面温度相对应的管S的周向位置。另外，由于穿轧机的轧辊的旋转速度和管S的旋转速度具有一定的相关关系，因此如图3所示，利用脉冲发生器等检测出轧辊1a的旋转位置(旋转角度)而将该旋转位置(旋转角度)输入运算显示部件6中，运算显示部件6也可以根据所输入的轧辊1a的旋转位置和上述相关关系算出管S的旋转位置(即周向位置)。 
图4是表示由运算显示部件6显示的管S的周向的壁厚分布以及表面温度分布的一个例子的示意图。另外，图4表示管S的1周(即管S的周向位置0°～360°)的壁厚部分以及表面温度分布的例子，当然也可以进行2周、以及3周等的大于1周的显示。 
操作人员识别图4所示的管S的周向的壁厚分布，若壁厚的变动量大于规定基准值，则可以判断管S发生了偏心偏厚。也可以由运算显示部件6将壁厚的变动量或者壁厚的最大值、最小值与预先设定的规定基准值进行比较，若大于基准值则可自 动判断管S发生了偏心偏厚。另外，由于显示图4所示的管的周向的壁厚分布以及表面温度分布，因此例如操作人员识别两者的相关关系，若存在负相关关系较强的倾向，则可判断是由钢坯B的偏热导致的偏心偏厚，若相关关系不足则可判断是由穿孔顶头3的振摆回转导致的偏心偏厚。另外，在图4所示的例子中，表示了管S的表面温度越高、则管S的壁厚越薄，管S的表面温度低、则管S的壁厚越厚的这样的较强的负相关关系。因而，识别出该相关关系的操作人员能够判断是由钢坯B的偏热导致的偏心偏厚。 
另外，也可以不用操作人员识别、而是采用由运算显示部件6自动判断管S产生了偏心偏厚的原因的结构。为此，例如运算显示部件6采用公知的信号处理方法算出用于表示图4所示的管S的周向的壁厚分布与表面温度分布的相关关系的强度的指标即相关系数(-1～+1的值)。然后，若上述相关系数小于预先设定的负值，则可判断是由钢坯B的偏热导致的偏心偏厚，若上述相关系数大于等于上述负值，则可判断是由穿孔顶头3的振摆回转导致的偏心偏厚。只要如上所述那样利用运算显示部件6自动判断管S产生偏心偏厚的原因时，可以减轻操作人员的负担，并且能够获得不受操作人员的个人差异影响的高客观性的判断结果。 
另外，作为运算显示部件6所显示的数据，可以不是由超声波测厚计4测得的管S的周向的壁厚分布本身，而是自该壁厚分布中抽出的管S的偏心偏厚成分。为此，例如运算显示部件6为对管S的周向的壁厚分布应用傅里叶解析等公知的频率解析方法的结构。并且，从能够具有各种频率成分的壁厚分布中只抽出以360°周期沿管S的周向变动的偏心偏厚成分即可。与直接显示可在测量值中含有噪声等的管S的周向的壁厚分布的情 况相比，只要是上述那样显示从管S的壁厚分布中抽出的偏心偏厚成分的结构，就能够更加高精度地判断偏心偏厚的产生及其产生原因。另外，运算显示部件6也可以为将所抽出的偏心偏厚的变动量或偏心偏厚成分的最大值、最小值与预先设定的规定基准值进行比较、若超过了基准值则自动判断管S产生了偏心偏厚的结构。 
另外，在采用运算显示部件6自动判断管S产生偏心偏厚的原因的这一结构的情况下，也可以不评价上述那样的管S的周向的壁厚分布本身、而是评价从该壁厚分布中抽得的管S的偏心偏厚成分和管S的周向的表面温度分布的相关关系。即、运算显示部件6采用公知的信号处理方法算出用于表示管S的周向的壁厚分布与表面温度分布的相关关系的强度的指标即相关系数(-1～+1的值)。并且，若上述相关系数小于预先设定的负值，则可判断是由钢坯B的偏热导致的偏心偏厚，若上述相关系数大于等于上述负值，则可判断是由穿孔顶头3的振摆回转导致的偏心偏厚即可。与使用管S的壁厚分布本身的情况相比，只要采用运算显示部件6如上所述那样使用从管S的壁厚分布中抽出的偏心偏厚成分来自动判断偏心偏厚的产生原因的这一结构，就能期待提高判断精度。 
采用如上所述的本实施方式的制造状况监控装置20，可以在穿轧机10的输出侧测量由穿轧机10制造的管S的偏心偏厚，并且能够判断该偏心偏厚的产生原因。因而，即使在操作无缝管制造设备的过程中也能够快速修正制造条件从而抑制管S产生偏心偏厚。 

Claims (9)

1.一种无缝管的制造状况监控装置，其特征在于，
包括：
超声波测厚计，其被配置在对钢坯进行穿孔轧制来制造管的穿轧机的输出侧，用于测量由上述穿轧机制造出的管的壁厚；
温度计，其被设置在上述穿轧机的输出侧，用于测量由上述穿轧机制造出的管的表面温度；
运算显示部件，其根据由上述超声波测厚计测得的管的壁厚以及由上述温度计测得的管的表面温度，以管的周向的壁厚分布的周向位置与管的周向的表面温度分布的周向位置彼此一致的方式显示管的周向的壁厚分布以及管的周向的表面温度分布。
2.根据权利要求1所述的无缝管的制造状况监控装置，其特征在于，
上述运算显示部件评价管的周向的壁厚分布与管的周向的表面温度分布的相关关系，若存在负相关关系强的倾向，则判断为管产生偏心偏厚的原因是钢坯偏热；若相关关系不足，则判断为管产生偏心偏厚的原因是穿孔顶头的振摆回转。
3.根据权利要求1所述的无缝管的制造状况监控装置，其特征在于，
上述运算显示部件根据管的周向的壁厚分布抽出管的偏心偏厚成分，以该抽出的管的偏心偏厚成分的周向位置以及管的周向的表面温度分布的周向位置彼此一致的方式显示该抽出的管的偏心偏厚成分以及管的周向的表面温度分布。
4.根据权利要求3所述的无缝管的制造状况监控装置，其特征在于，
上述运算显示部件评价上述抽出的管的偏心偏厚成分与管的周向的表面温度分布的相关关系，若存在负相关关系强的倾向，则判断为管产生偏心偏厚的原因是钢坯偏热；若相关关系不足，则判断为管产生偏心偏厚的原因是穿孔顶头的振摆回转。
5.根据权利要求1所述的无缝管的制造状况监控装置，其特征在于，
上述超声波测厚计是激光超声波测厚计。
6.一种无缝管的制造状况监控方法，其特征在于，
该方法包括下述步骤：
在对钢坯进行穿孔轧制来制造管的穿轧机的输出侧设置超声波测厚计以及温度计，测量由上述穿轧机制造出的管的周向的壁厚分布以及表面温度分布的步骤；
评价上述测得的管的周向的壁厚分布或基于该壁厚分布抽出的管的偏心偏厚成分、与上述测得的管的周向的表面温度分布的相关关系，若存在负相关关系强的倾向，则判断为管产生偏心偏厚的原因是钢坯偏热；若相关关系不足，则判断为管产生偏心偏厚的原因是穿孔顶头的振摆回转。
7.根据权利要求6所述的无缝管的制造状况监控方法，其特征在于，
上述超声波测厚计是激光超声波测厚计。
8.一种无缝管制造设备，其特征在于，
该无缝管制造设备包括：
穿轧机，其用于对钢坯进行穿孔轧制来制造管；
权利要求1所述的制造状况监控装置。
9.根据权利要求8所述的无缝管制造设备，其特征在于，
上述超声波测厚计是激光超声波测厚计。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009012644A1 (de) * 2009-03-10 2010-09-23 Europipe Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung des Fertigungsprozesses bei der Herstellung von Großrohren aus Stahl mittels UOE-Verfahren
JP4947450B2 (ja) * 2010-11-02 2012-06-06 住友金属工業株式会社 穿孔圧延の不良検知方法、及び継目無管の製造方法
AT513852B1 (de) * 2013-04-04 2014-08-15 Constantia Teich Gmbh Verfahren zur Ermittlung der Schichtdicke einer Verbindungsschicht zwischen zwei Verpackungsschichten
CN104785547B (zh) * 2013-11-07 2017-11-24 洪洋杰 测量装置
ITMI20131926A1 (it) * 2013-11-20 2015-05-21 Danieli Off Mecc Macchina di trafilatura di tubi
DE102014203422B3 (de) * 2014-02-26 2015-06-03 Sms Meer Gmbh Verfahren und Computerprogramm zum Analysieren der Wanddickenverteilung eines Rohres
CN104138905B (zh) * 2014-07-01 2017-06-30 太原科技大学 无缝钢管连续式斜轧新工艺
JP6252509B2 (ja) * 2015-02-13 2017-12-27 Ｊｆｅスチール株式会社 継目無鋼管製造時の偏肉発生監視方法及び装置
EP3260564B1 (en) * 2015-02-20 2022-08-17 JFE Steel Corporation High-strength seamless thick-walled steel pipe and process for producing same
JP6651960B2 (ja) * 2016-04-11 2020-02-19 日本製鉄株式会社 管の偏肉検出方法
CN106623434A (zh) * 2016-12-21 2017-05-10 中南大学 一种锥形穿孔顶头
CN107134023B (zh) * 2017-05-16 2019-05-24 浙江久立特材科技股份有限公司 一种无缝管的远程巡更系统
CN109500118B (zh) * 2018-12-26 2023-06-09 重庆龙煜精密铜管有限公司 一种防跳车游动芯头及铜管缩径拉拔防跳车方法
CN111239243A (zh) * 2020-01-20 2020-06-05 南京大学 一种基于激光超声和周向导波的小口径薄壁管纵向缺陷的无损检测方法
CN114515764A (zh) * 2022-02-16 2022-05-20 杭州浙达精益机电技术股份有限公司 一种热轧钢管的壁厚及高温在线测量系统
CN117463799B (zh) * 2023-12-28 2024-03-22 江苏宏宝优特管业制造有限公司 热轧钢管生产过程的温度控制方法及系统

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5677018A (en) * 1979-11-30 1981-06-25 Sumitomo Metal Ind Ltd Detecting method for anomalous thickness deviation of hollow shell
JPS597407A (ja) * 1982-07-05 1984-01-14 Kawasaki Steel Corp 継目無鋼管の偏肉除去方法
JPS61135409A (ja) * 1984-12-05 1986-06-23 Nippon Kokan Kk <Nkk> 継目無鋼管の偏肉発生原因推定方法
JPH0871616A (ja) 1994-09-01 1996-03-19 Sumitomo Metal Ind Ltd 継目無管の圧延装置および圧延制御方法
US6078397A (en) † 1999-04-20 2000-06-20 National Research Council Method and apparatus for mapping the wall thickness of tubes during production
JP2001121203A (ja) * 1999-10-21 2001-05-08 Sumitomo Metal Ind Ltd 継目無管の偏肉監視方法
JP2001141437A (ja) * 1999-11-15 2001-05-25 Nkk Corp 管材の偏肉計測方法及び装置、並びに管材の偏肉発生原因特定方法及び装置
DE10223786C1 (de) † 2002-05-29 2003-07-10 Sms Meer Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in einem Werkstoff
DE10224635A1 (de) † 2002-06-04 2003-12-24 Sms Meer Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Exzentrizität eines Hohlblockes
DE10229771A1 (de) † 2002-07-03 2004-01-29 Sms Meer Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Exzentrizität eines Hohlblocks
JP2005134321A (ja) * 2003-10-31 2005-05-26 Jfe Steel Kk 鋼管の熱間肉厚測定方法及びその装置
DE102005009482B3 (de) † 2005-02-23 2006-06-14 V&M Deutschland Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung des Fertigungsprozesses zur Herstellung von warmgefertigten Rohren aus Stahl
JP4930002B2 (ja) * 2006-11-20 2012-05-09 住友金属工業株式会社 継目無管の製造方法
MX2009010607A (es) * 2007-03-30 2009-10-22 Sumitomo Metal Ind Tren perforador.
US8091394B2 (en) * 2008-03-31 2012-01-10 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Foreign pipe or tube determining method

Also Published As

Publication number Publication date
US20100058824A1 (en) 2010-03-11
WO2008032508A1 (fr) 2008-03-20
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