CN104858246A - 用于分析管道的壁厚度分布的方法和计算机程序 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于分析管道的壁厚度分布的方法。该方法包括下列步骤:确定壁厚度在管道(10)的切线方向(Φ)上与额定壁厚度分布的偏差的分布;以及通过加性地叠加在切线方向(Φ)上的壁厚度偏差的多个预定分布近似计算壁厚度偏差的所确定的分布。为了改善在错误壁厚度分布的情况下缺陷的识别，根据本发明的方法规定，壁厚度偏差的预定分布分别代表在制造管道(10)时可能的不同的真实缺陷类型;以及预定分布的至少一个代表仅在圆周区域<180°中出现的缺陷类型。
Description
技术领域
本发明涉及用于分析管道尤其是无缝制造的管道的壁厚度分布的方法。此外本发明涉及具有用于执行这个方法的计算机程序的计算机程序产品。
背景技术
在现有技术中已知通过在确定的壁厚度分布上应用傅立叶分析的用于分析管道的壁厚度分布的方法，参见例如欧洲专利文献EP 1611969B1或EP 1889670B1。在那里公开的方法中傅立叶分析的单独组件分别对应于不同频率的正弦函数;但是通常它缺少对在制造管道时真实可能的缺陷的直接联系。因此关于在制造管道时的具体缺陷的傅立叶分析的结果的解释或者分析经常难以处置并且仅提供不够的指示。这在下面在一些示例中解释:
在制造尤其是无缝管道可出现的可能的缺陷类型是在PQF轧钢机中高质量完成（Premium Quality Finishing）PQF轧辊机的径向偏移。这个缺陷类型导致具有特定局部铸造的不对称的壁厚度偏差。傅立叶分析从不同频率的正弦曲线将这个壁厚度偏差放在一起。在这种情况下傅立叶分析提供第一、第二和第三布置的偏差，但没有离心率，三轧辊机支架中的两侧性不作为缺陷出现并且三侧性提供最后两个PQF支架的轧辊机的对称失调的错误指示。
最后提及到，根据傅立叶分析的具有正弦曲线的测量的真实壁厚度偏差分布的近似计算在对称轧辊机失调(例如6侧性)的情况下经常出现问题。此后它保留残留，这是因为轧辊机规格不是圆形的。该残留是对称的并且装作另外的壁厚度偏差，但是该壁厚度偏差实际上不给出。
发明内容
从该现有技术出发本发明的任务基础在于，如下改进用于分析管道的壁厚度分布的已知方法和计算机程序，在生成管道时关于存在缺陷的管道中的壁厚度分布的准确分析可能并且简化缺陷识别。
这个任务通过权利要求1要求保护的方法解决。该方法特征在于，壁厚度偏差的预定分布分别代表在制造管道时可能的不同的真实缺陷类型并且预定分布的至少一个代表仅在圆周区域<180°中出现的缺陷类型。
在壁厚度偏差的各预定分布对近似计算管道的壁厚度偏差的确定的分布做出共享时，通过要求保护地使用仅仅这样的壁厚度偏差的分布，（该分布代表在制造管道时真实可能的缺陷类型）可以非常快速、简单并且直接地推断在制造管道时的这个相应缺陷类型的存在。通过设置另一特征，预定分布的至少一个代表仅在圆周区域<180°中出现的缺陷类型，确保，还可以用要求保护的方法直接识别这种缺陷类型，该缺陷类型不能借助于从现有技术已知的傅立叶分析发现，这是因为傅立叶分析经常仅揭示在整个圆周上延伸的存在缺陷类型。由于最后提及的特征有利地还可能的是，揭示仅局部或部分地在切线方向上发生的缺陷类型或者缺陷。
通常可以用要求保护的方法明显改善尤其是在无缝管道设施中制造的管道的产品质量。
概念“正弦函数”在本说明书中通常理解为三角函数。
根据第一实施例用于近似计算确定的壁厚度偏差的真实分布的真实分布分别例如通过适当调整其幅度，频率和/或其相位适当参数化。
在切线方向上壁厚度的偏差的真实分布的确定包括下列子步骤:从外面在管道的表面上或从其内部出发测量壁厚度分布并且形成测量的壁厚度分布和预定额定壁厚度之间的差。应当在本发明的情况下一起理解额定壁厚度为0mm的仅理论上的情况;然后在这种情况下确定的壁厚度与额定壁厚度的偏差的分布对应于壁厚度的真正分布。在这种情况下考虑用于近似计算这个分布的预定分布同样涉及壁厚度。
分别代表不同缺陷类型的壁厚度偏差的用于近似计算的预定分布，可以理论上根据几何推导或实验性地通过试验确定。
图2a和2b示例性并且绝非封闭地示出具有其在切线方向上壁厚度偏差的代表性分布的典型缺陷类型。
在图2a和2b中表示:
a:幅度
b:角位置
c:定义域
根据图2a中的连续序号3的缺陷类型轧辊机或轧辊机杆压痕以及根据图2b中的连续序号7的缺陷类型单个缺陷突起是分别仅在圆周区域<180°中出现的的这种缺陷类型。根据本发明的方法有利地实现对在制造管道时存在的缺陷类型的直接推断。这对应于缺陷类型，也就是预定壁厚度分布，其以合理方式或需要时用于近似计算要检查的管道的壁厚度偏差的真实分布。缺陷类型的快速并且简单的识别在下面还实现该缺陷的原因的快速排除或者校正措施的快速发起。
此外本发明的上述任务通过具有用于执行根据本发明的方法的计算机程序的计算机程序产品解决。这个解决方案的优点对应于上面关于要求保护的方法提及的优点。
附图说明
对说明书附上下列附图，其中
图1示出通过故障制造的管道的截面，
图2a和2b示出具有其在切线方向上壁厚度偏差代表性分布的典型缺陷类型。
具体实施方式
根据本发明的方法在下面根据实施例形式的附图详细描述
用于分析管道10的壁厚度分布的根据本发明的方法包括下列步骤:
在第一步骤中确定管道在切线方向Φ上壁厚度与预定额定厚度分布的偏差的分布。在图1中壁厚度偏差的这个真实分布用附图标记1表示。具有附图标记1的曲线涉及的额定壁厚度分布在图1中不绘出;其在图1中对应于关于中点具有不变半径的圆，其中圆的半径不管道的在图1中示出外轮廓2的的不变半径更小。
按照根据本发明的方法，确定的曲线1通过壁厚度偏差的多个预定分布近似计算，其中这些预定分布分别代表在这种管道时可能的不同真实缺陷类型。在图1中真实曲线1通过壁厚度偏差的第一预定分布近似计算，该第一预定分布表示缺陷类型6侧性并且在图1中用附图标记3表示。缺陷类型6侧性在这个圆周上延伸。此外近似计算精细化，其方式为附加地使用壁厚度偏差的分布，该分别通常对于轧辊机压痕，分别定义超过π/3。这个分布在图1中以附图标记4a和4b表示。它们在图1中示例性地仅在圆周区域11点钟和3点钟中出现。曲线1之后通过加性地叠加三个不同的预定分布近似计算，该预定分布代表所述缺陷类型6侧性和各个相移的轧辊机压痕两次。加性地叠加的曲线轨迹在图1中用附图标记5表示。沿着缺陷类型轧辊机压痕未出现的圆周到处，曲线轨迹5对应于缺陷类型6侧性的预定分布。仅在圆周区域11点钟和3点钟中曲线轨迹对应于那里示出的度区段;那里缺陷类型6侧性的分布与仅局部出现的(在此反相)缺陷类型轧辊机压痕根据曲线截面4a和4b重叠。
作为这个分析的结果可以直接推断出在制造图1中示出的管道时存在这三个所述缺陷类型。然后有利地可以直接在日常放置的诊断上在其中制造管道的设施中发起对应的校正，其方式为根据图2a和2b所述缺陷类型的相应原因以已知方式排除。
如在图1和2a和2b中可认识到的，壁厚度的对大多数缺陷类型典型的分布与纯正弦函数偏离;这不适合于缺陷类型离心率。当然这例如适合于根据在图2a和2b中的连续序号3，6和7的缺陷类型轧辊机压痕，内部突起或单独内部突起。对于缺陷类型“轧辊机压痕”提及下列示例:
在无缝管道制造中PQF轧钢机的大PQF规格在其中间区域中由圆弧组成，圆弧在制造管道时与圆形轧辊机杆一起产生不变的壁厚度。如果轧辊机行驶，则产生正弦类型的变化，但是仅在中间区域中。如果打开轧辊机，则在中间区域产生具有一个最大值和两个最小值的曲线。这在图2a中在连续序号3下输出。规格的边缘区域由度组成。与轧辊机杆一起产生壁厚度的相应增加。在轧辊机之间的区域中在工具接触之外构造成不变的壁厚度。在此并且必要时在具有直线规格轮廓的边缘区域中输出可能的缺陷“倒数第二的支架的轧辊机压痕”。
另一示例:PQF轧辊机的径向偏离导致具有特定局部铸造的不对称的壁厚度偏差。在近似计算在这个缺陷类型下确定的壁厚度偏差的真正分布时确定，缺陷类型轧辊机压痕或者错误轧辊机安放的预定分布最好地适合近似计算，并因此直接诊断所述缺陷类型。
根据本发明的方法有利地实现缺陷类型离心率的诊断。
基本上适合:壁厚度偏差的测量或者检测的真实分布的分辨率越准确，根据本发明的方法实现越精确的缺陷分析;因此该分辨率应当尽可能的高。
Claims (9)
1. 用于分析管道(10)的壁厚度分布的方法，包括下列步骤:
-确定壁厚度在管道(10)的切线方向(Φ)上与额定壁厚度分布的偏差的分布;以及
-通过加性地叠加在切线方向(Φ)上的壁厚度偏差的多个预定分布近似计算壁厚度偏差的所确定的分布;其特征在于，
壁厚度偏差的预定分布分别代表在制造管道(10)时可能的不同的真实缺陷类型;以及
预定分布的至少一个代表仅在圆周区域<180°中出现的缺陷类型。
2. 如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在近似计算的步骤的范围中壁厚度偏差的预定分布分别适当参数化。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述壁厚度偏差的预定分布关于其幅度，其频率或其相位参数化。
4. 如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，确定壁厚度偏差包括下列步骤:
从外面在管道(10)的表面上或从管道的内部出发测量壁厚度的分布;并且形成壁厚度的测量的分布和额定壁厚度之间的差。
5. 如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，分别代表不同缺陷类型的壁厚度偏差的预定分布，理论上根据几何推导或实验性地通过试验确定。
6. 如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，不同缺陷类型是平均壁厚度的偏差，可能的不同离心率，轧辊机或轧辊机杆压痕，多边性，内部多角形或内部突起。
7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述缺陷类型轧辊机或轧辊机杆压痕和内部突起分别仅出现在圆周区域<180°中。
8. 如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于
推断，对于各自近似计算以合理方式要求的壁厚度偏差的分布的缺陷类型在当时检查的管道(10)中存在;以及
排除这些缺陷的原因。
9. 计算机程序产品，具有用于在微处理器上运行的计算机程序，其中所述计算机程序设计成用于执行根据权利要求1-7之一所述的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170915 Termination date: 20200226 |