FR2550333A1 - Apparatus using a source of radiation to measure the wall thickness of pipes during manufacture - Google Patents

Apparatus using a source of radiation to measure the wall thickness of pipes during manufacture Download PDF

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FR2550333A1 FR8312736A FR8312736A FR2550333A1 FR 2550333 A1 FR2550333 A1 FR 2550333A1 FR 8312736 A FR8312736 A FR 8312736A FR 8312736 A FR8312736 A FR 8312736A FR 2550333 A1 FR2550333 A1 FR 2550333A1
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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C51/00Measuring, gauging, indicating, counting, or marking devices specially adapted for use in the production or manipulation of material in accordance with subclasses B21B - B21F
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    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01B15/00Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons
    • G01B15/02Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons for measuring thickness
    • G01B15/025Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons for measuring thickness by measuring absorption

Abstract

The apparatus comprises a source of radiation 21 formed by a row of sources of radiation and a detector 22 also in linear form. The radiation from the source passes through a collimator which shapes it into parallel beams. These pass transversely through the tubular component 11 whose wall thickness is to be determined. The length of the source 21 and the radiation detector 22 is greater than the diameter of the component 11 so that the radiation traverses the whole cross-section of the component. The mean wall thickness of the component may be determined from the attenuation recorded by the detector 22.

Description

La présente invention concerne un mesureur d'épaisseur de paroi de pièces tubulaires et plus spécialement un mesureur utilisant une source et un detecteur de rayonnement - de rayonnement y par exemple - pour déterminer notamment ltépaisseur de paroi de tubes d'acier avec ou sans soudure dans le stade final de la fabrication et sans interrompre la fabrication. The present invention relates to a wall thickness meter of tubular parts and more specifically a meter using a source and a detector of radiation - of radiation there for example - to determine in particular the wall thickness of steel tubes with or without welding in the final stage of manufacturing and without interrupting manufacturing.

Dans la fabrication conventionnelle de tubes par laminage dans l'industrie sidérurgique, l'épaisseur de paroi des tubes doit être mesuree genéralement avec une grande précision. In the conventional manufacture of tubes by rolling in the steel industry, the wall thickness of the tubes must generally be measured with great precision.

Pour ne pas réduire la productivité, il est essentiel que cette mesure s'effectue sur la ligne de fabrication et sans interrompre le flux de produits. De plus, comme les opérations de laminage se déroulent en partie au moins à de très hautes températures, il est souhaitable que la mesure de l'epaisseur de paroi s'effectue non seulement sans contact mais aussi à une distance aussi grande que possible du tube.In order not to reduce productivity, it is essential that this measurement is carried out on the production line and without interrupting the flow of products. In addition, since the rolling operations take place in part at least at very high temperatures, it is desirable that the measurement of the wall thickness is carried out not only without contact but also at the greatest possible distance from the tube. .

La figure 1 représente un système conventionnel pour mesurer l'épaisseur de paroi de pièces tubulaires. I1 comprend des sources de rayons r, désignées par 1, 2 et 3, et des détecteurs ou capteurs de rayonnement 4, 5 et 6. Les sources li, 2 et les détecteurs 4, 5 sont montés sur un cadre fixe 7, tandis que la source 3 et le détecteur 6 sont montés sur un cadre mobile 8. La pièce tubulaire 11, dont il s'agit de mesurer lZépaisseur de paroi, est transportée, transversalement aux rayons r de mesure, sur un transporteur 9. Figure 1 shows a conventional system for measuring the wall thickness of tubular parts. I1 comprises sources of rays r, designated by 1, 2 and 3, and radiation detectors or sensors 4, 5 and 6. The sources li, 2 and the detectors 4, 5 are mounted on a fixed frame 7, while the source 3 and the detector 6 are mounted on a mobile frame 8. The tubular part 11, the wall thickness of which is to be measured, is transported, transversely to the measuring radii, on a conveyor 9.

Les positions relatives des sources et des détecteurs de rayonnement sont des facteurs importants dans un tel système. Le cadre mobile 8 doit être positionné de manière que les sommets du triangle équilatéral EFG formé par les faisceaux de mesure soient situés, comme on peut le voir sur la figure 2, sur un cercle dont le diamètre représente la moyenne du diamètre nominal exterieur et du diamètre nominal intérieur de la pièce tubulaire 11. Le principe de cette mesure est decrit en détail dans la demande de brevet japonais 46406/1981 soumise à l'inspection Publique. Comme, de plus, il n'est pas essentiel à la compréhension de l'invention, il ne sera pas décrit ici.  The relative positions of radiation sources and detectors are important factors in such a system. The movable frame 8 must be positioned so that the vertices of the equilateral triangle EFG formed by the measurement beams are located, as can be seen in FIG. 2, on a circle whose diameter represents the average of the nominal outside diameter and the nominal inside diameter of the tubular part 11. The principle of this measurement is described in detail in Japanese patent application 46406/1981 submitted to the Public Inspection. Since, moreover, it is not essential for understanding the invention, it will not be described here.

Pendant que la pièce tubulaire 11 avance sur le transporteur 9, elle est soumise en permanence à des vibrations suivant les axes Z1 ~ Z2 et Z3 - Z4, voir figure 2. Même en ajoutant
2 3 figure un rouleau anti-vibration (non représenté) aux rouleaux du transporteur 9, il est extrêmement difficile de positionner les sommets du triangle équilatéral EFG exactement sur le cercle de diamètre moyen.
While the tubular part 11 advances on the conveyor 9, it is permanently subjected to vibrations along the axes Z1 ~ Z2 and Z3 - Z4, see Figure 2. Even adding
2 3 shows an anti-vibration roller (not shown) to the conveyor rollers 9, it is extremely difficult to position the vertices of the equilateral triangle EFG exactly on the circle of average diameter.

Comme les mesures supplémentaires, telles que l'adjonction d'un rouleau anti-vibration, pour réduire ou supprimer la vibration de la pièce tubulaire 11 sont compliquees techniquement et en plus très coûteuses, on se contente généralement, avec un système conventionnel comme celui représenté sur les figures 1 et 2, de tenir compte, dans les resultats des mesures, d'une erreur due à la vibration et appelée "erreur par défaut dsalignement". Since the additional measures, such as the addition of an anti-vibration roller, to reduce or eliminate the vibration of the tubular part 11 are technically complicated and moreover very expensive, it is generally sufficient, with a conventional system like that shown in FIGS. 1 and 2, to take account, in the measurement results, of an error due to the vibration and called "error by default misalignment".

La demande de brevet japonais soumise à l'Inspection
Publique 114263/1979 décrit un autre procédé pour mesurer l1épais- seur de paroi d'un tube d'acier au moyen d'un rayonnement. Selon ce procédé, basé sur le fait qu'un rayonnement appliqué de l'extérieur à un tube d'acier est atténué au maximum lorsqu'il est tangentiel à la paroi interne du tube et qu'il est atténué au minimum lorsque le rayonnement est tangentiel à la surface externe du tube, on détecte les points d'atténuation maximale et minimale et on détermine l'épaisseur de paroi du tube à partir de la distance entre ces deux points.
Japanese patent application submitted to the Inspectorate
Public 114263/1979 describes another method for measuring the wall thickness of a steel tube by means of radiation. According to this method, based on the fact that radiation applied from the outside to a steel tube is attenuated to the maximum when it is tangential to the internal wall of the tube and that it is attenuated to the minimum when the radiation is tangential to the external surface of the tube, the maximum and minimum attenuation points are detected and the wall thickness of the tube is determined from the distance between these two points.

Cependant, lorsqu'on applique ce procédé à des tubes d'acier dont l'épaisseur de paroi va de 5 ou 6 mm à 40 mm, même si la source de rayonnement utilise un matériau radioactif de 30 Curies, la mesure demande au moins 20 ms à 1 s parce que le rayonnement de la source est généralement fractionné. Comme le tube d'acier doit être arrêté pendant ce temps, ce procédé n'est pas applicable à la mesure de l'épaisseur de paroi pendant le défilement de tubes d'acier qui sont soumis à des vibrations pendant leur transport.De plus, lorsqu'on prend l'image d'un tube d'acier exposé à un rayonnement par une caméra de télévision avec la fente émettrice de rayonnement ajustée à une largeur d'environ 2 mm, on comprendra que la précision de la mesure d'épaisseurs de paroi de tubes d'acier selon ce procédé est inférieure de plusieurs dizaines de micromètres à la précision d'un mesureur d'épaisseur de tôles d'acier, du fait que la résolution de la caméra de télévision est seulement de 1 mm environ. However, when this method is applied to steel tubes with a wall thickness of 5 or 6 mm to 40 mm, even if the radiation source uses a radioactive material of 30 Curies, the measurement requires at least 20 ms to 1 s because the radiation from the source is generally split. As the steel tube must be stopped during this time, this method is not applicable to the measurement of the wall thickness during the running of steel tubes which are subjected to vibrations during their transport. when taking the image of a steel tube exposed to radiation by a television camera with the radiation emitting slit adjusted to a width of approximately 2 mm, it will be understood that the accuracy of the thickness measurement wall thickness of steel tubes according to this method is several tens of micrometers lower than the accuracy of a steel plate thickness gauge, because the resolution of the television camera is only about 1 mm.

L'invention apporte un mesureur d'épaisseur de paroi de pièces tubulaires permettant des mesures très précises sur des pièces en défilement, même si la pièce est soumise à des vibrations, ou à des décentrages d'une autre nature, parce que son principe de mesure est indépendant d'éventuels défauts d'alignement. The invention provides a wall thickness gauge of tubular parts allowing very precise measurements on moving parts, even if the part is subjected to vibrations, or to offsets of another nature, because its principle of measurement is independent of any misalignment.

Selon l'invention, un mesureur d'épaisseur de paroi de pièces tubulaires, comprenant une source de rayonnement et un detecteur de rayonnement, est caractérisé en ce que la source et le détecteur sont disposés face à face, avec la pièce tubulaire entre eux, et en ce que la source et le détecteur possèdent une longueur, transversalement à l'axe de la pièce tubulaire, qui est plus grande que le diamètre extérieur de la pièce, l'agencement étant tel que des faisceaux parallèles de rayonnement émis par la source et atteignant le détecteur traversent toute la section de la pièce tubulaire, ce qui permet de déterminer l'épaisseur de paroi moyenne de la pièce à partir de l'atténuation du rayonnement relevée par le détecteur. According to the invention, a wall thickness meter of tubular parts, comprising a radiation source and a radiation detector, is characterized in that the source and the detector are arranged face to face, with the tubular part between them, and in that the source and the detector have a length, transverse to the axis of the tubular part, which is greater than the external diameter of the part, the arrangement being such that parallel beams of radiation emitted by the source and reaching the detector cross the entire section of the tubular part, which makes it possible to determine the average wall thickness of the part from the attenuation of the radiation detected by the detector.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation particulier préfére mais nullement limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels
- la figure 1 représente schématiquement un systeme conventionnel pour mesurer l'épaisseur de paroi d'une pièce tubulaire (dejà décrit);
- la figure 2 représente schématiquement un détail du système de figure 1;
- les figures 3a et 3b sont des représentations schématiques servant à expliquer le principe du mesureur selon l'invention;
- la figure 4a est une coupe axiale d'une source de rayonnement linéaire selon un exemple de réalisation;
- la figure 4b est la vue frontale d'un collimateur comme celui utilisé avec la source de rayonnement de figure 4a;
- la figure Sa est une vue en élévation latérale d'un détecteur linéaire;;
- la figure 5b est la vue frontale dlun collimateur comme celui utilisé sur le détecteur linéaire de figure 5a;
- la figure 6 est un diagramme servant à expliquer la relation fonctionnelle entre l'épaisseur de paroi d'un tube et sa position;
- la figure 7 est un graphique indiquant la relation entre l'épaisseur de paroi et une grandeur de mesure fournie par le détecteur;
- la figure 8 est une vue schematique, en perspective, d'un exemple de disposition d'un mesureur selon l'invention par rapport à un tube dont il s'agit de mesurer l'épaisseur de paroi;
- les figures 9a et 9b sont une élévation latérale respectivement une vue frontale schématiques d'un étireur-réducteur à deux galets par poste pour la fabrication de tubes, comme exemple d'application d'un mesureur selon l'invention; et
- les figures 10a et lOb sont des vues analogues d'un étireur-réducteur à trois galets par poste.
Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly from the description which follows of a particular preferred embodiment which is in no way limiting, as well as from the appended drawings, in which
- Figure 1 schematically shows a conventional system for measuring the wall thickness of a tubular part (already described);
- Figure 2 schematically shows a detail of the system of Figure 1;
- Figures 3a and 3b are schematic representations used to explain the principle of the meter according to the invention;
- Figure 4a is an axial section of a linear radiation source according to an exemplary embodiment;
- Figure 4b is the front view of a collimator like that used with the radiation source of Figure 4a;
- Figure Sa is a side elevational view of a linear detector;
- Figure 5b is the front view of a collimator like that used on the linear detector of Figure 5a;
- Figure 6 is a diagram for explaining the functional relationship between the wall thickness of a tube and its position;
FIG. 7 is a graph indicating the relationship between the wall thickness and a measurement quantity supplied by the detector;
- Figure 8 is a schematic perspective view of an exemplary arrangement of a meter according to the invention with respect to a tube whose wall thickness is to be measured;
- Figures 9a and 9b are a side elevation respectively a schematic front view of a stretch-reducer with two rollers per station for the manufacture of tubes, as an example of application of a meter according to the invention; and
- Figures 10a and lOb are similar views of a reducer stretcher with three rollers per station.

Le principe de mesure selon l'invention sera expliqué ci-après en référence aux figures 3a et 3b. La figure 3a représente une rangée de sources de rayons y formant une source de rayonnement linéaire 21, de même qu'une rangée de détecteurs formant un détecteur linéaire 22, qui sont disposés de part et d'autre d'une pièce tubulaire 11. La longueur X de la source linéaire 21 et du détecteur linéaire 22 est nettement plus grande que le diamètre extérieur du tube 11. Le détecteur 22 permet de déterminer l'atténuation par la pièce 11 du rayonnement y émis par la source 21, d'ou peut être tirée l'épaisseur moyenne de la paroi du tube 11 dans la section traversée par le rayonnement. Sur la figure 3b, le rectangle en bas représente le rayonnement total N détecté par le détecteur linéaire 22 en
o l'absence d'un tube entre la source 21 et le détecteur 22. La figure au-dessus de ce rectangle représente le rayonnement total N détecte
s (compté) par le détecteur 22 lorsque le tube l1 est interposé entre la source 21 et le détecteur 22.L'épaisseur moyenne de la paroi du tube 11 peut être déterminée à partir des deux valeurs N et N
o s
Lorsque la longuair x de la source 21 et du détecteur 22 dépasse le diamètre exterieur du tube 11 dans une mesure suffisante pour que le tube reste à l'intérieur de la zone comprise entre la source et le détecteur lorsqu'il est soumis à des vibrations, le rayonnement total détecté ne sera pas influencé par les vibrations du tube.
The measuring principle according to the invention will be explained below with reference to Figures 3a and 3b. FIG. 3a represents a row of ray sources y forming a linear radiation source 21, as well as a row of detectors forming a linear detector 22, which are arranged on either side of a tubular piece 11. The length X of the linear source 21 and of the linear detector 22 is clearly greater than the outside diameter of the tube 11. The detector 22 makes it possible to determine the attenuation by the part 11 of the radiation y emitted by the source 21, from where can be drawn the average thickness of the wall of the tube 11 in the section through which the radiation passes. In FIG. 3b, the bottom rectangle represents the total radiation N detected by the linear detector 22 in
o the absence of a tube between the source 21 and the detector 22. The figure above this rectangle represents the total radiation N detected
s (counted) by the detector 22 when the tube 11 is interposed between the source 21 and the detector 22. The average thickness of the wall of the tube 11 can be determined from the two values N and N
bone
When the length x of the source 21 and of the detector 22 exceeds the outside diameter of the tube 11 to a sufficient extent so that the tube remains inside the zone between the source and the detector when it is subjected to vibrations , the total radiation detected will not be influenced by the vibrations of the tube.

L'invention permet par conséquent de mesurer l'épaisseur moyenne de la paroi d'un tube sans tenir compte d'une erreur par défaut d'alignement.The invention therefore makes it possible to measure the average thickness of the wall of a tube without taking account of an error by misalignment.

La source de rayonnement linéaire 21 peut être réalisée comme représenté sur la figure 4a. Un porte-source 211 est placé dans une cavité 216 d'un conteneur de source linéaire 210. Le porte-source 211 contient une rangée de capsules 212 constituant des sources- de rayonnement, de caesium 137 par exemple. Dans la cavité 216 du conteneur 210 est disposé en outre un obturateur rotatif 213. Le conteneur 210 est couplé à un collimateur 214 présentant un certain nombre de trous de collimateur 215 parallèles.L'obturateur 213 peut être tourne par un mécanisme de rotation (non représenté) pour placer la plaque d'obturation 217 à la position représentée parallèle au plan du dessin pour permettre au rayonnement des capsules 212 de passer par le collimateur 214 pendant une mesure, et pour placer la plaque perpendiculairement au plan du dessin pour couper le rayonnement en dehors des périodes de mesure. Les capsules 212 émettent des rayonnements radialement mais ceux-ci sont transformés par les trous 215 du collimateur 214 en faisceaux de rayonnement parallèles. The linear radiation source 21 can be produced as shown in FIG. 4a. A source holder 211 is placed in a cavity 216 of a linear source container 210. The source holder 211 contains a row of capsules 212 constituting sources of radiation, of caesium 137 for example. In the cavity 216 of the container 210 is also arranged a rotary shutter 213. The container 210 is coupled to a collimator 214 having a number of parallel collimator holes 215. The shutter 213 can be rotated by a rotation mechanism (not shown) to place the shutter plate 217 in the position shown parallel to the plane of the drawing to allow the radiation of the capsules 212 to pass through the collimator 214 during a measurement, and to place the plate perpendicular to the plane of the drawing to cut the radiation outside the measurement periods. The capsules 212 emit radiations radially but these are transformed by the holes 215 of the collimator 214 into parallel beams of radiation.

Les figures 5a et 5b représentent un exemple de réalisation du détecteur linéaire 22. Celui-ci est combiné avec un collimateur 220 présentant un trou rectangulaire 224. Le collimateur est suivi d'un scintillateur t21 en polyvinyltoluène. A ce scintillateur est relié un guide de lumière 222 en acrylique. Au guide de lumière est couplé un tube multiplicateur de photo-électrons 223, dont le signal de sortie est appliqué à un amplificateur (non représenté). Comme décrit ci-dessus, les trous 215 du collimateur 214 forment des faisceaux parallèles du rayonnement émis par la source 21. Après avoir traversé le tube 11, les faisceaux parallèles pénètrent dans le trou 224 du collimateur 220 du detecteur.Le trou rectangulaire unique 224 de ce collimateur peut également être remplacé par un certain nombre de trous de collimateur disposés suivant des lignes parallèles, comme les trous 215 du collimateur de la source 21.  Figures 5a and 5b show an embodiment of the linear detector 22. This is combined with a collimator 220 having a rectangular hole 224. The collimator is followed by a scintillator t21 made of polyvinyltoluene. To this scintillator is connected a light guide 222 made of acrylic. To the light guide is coupled a photoelectron multiplier tube 223, the output signal of which is applied to an amplifier (not shown). As described above, the holes 215 of the collimator 214 form parallel beams of the radiation emitted by the source 21. After passing through the tube 11, the parallel beams penetrate into the hole 224 of the collimator 220 of the detector. The single rectangular hole 224 of this collimator can also be replaced by a certain number of collimator holes arranged in parallel lines, like the holes 215 of the collimator of the source 21.

L'homme de l'art sait que le fonctionnement d'un mesureur d'épaisseur travaillant par transmission d'un rayonnement est basé sur l'équation suivante
N = nô exp. ( - 1ut) (1) où N est la valeur de mesure fournie par le détecteur lorsque le rayonnement traverse un objet ayant l'épaisseur t, N0 est la valeur de référence fournie à la sortie du detecteur en l'absence d'objet (lorsque l'épaisseur t égale 0), et et est une constante ou coef- ficient d'absorption.
Those skilled in the art know that the operation of a thickness gauge working by transmission of radiation is based on the following equation
N = no exp. (- 1ut) (1) where N is the measurement value supplied by the detector when the radiation passes through an object having the thickness t, N0 is the reference value supplied at the detector output in the absence of an object ( when the thickness t equals 0), and and is a constant or absorption coefficient.

La figure 6 représente deux axes orthogonaux x et y et une section du tube 11. On voit qu'une épaisseur de paroi t du tube 11 dans le sens de l'axe y peut être exprimée comme une fonction de la distance x. suivant l'axe x comme suit
t = f(x) (2) de sorte que la valeur de mesure N fournie par un détecteur linéaire
s 22 comme celui de la figure 3a peut être exprimée comme suit

Figure img00060001
FIG. 6 represents two orthogonal axes x and y and a section of the tube 11. It can be seen that a wall thickness t of the tube 11 in the direction of the y axis can be expressed as a function of the distance x. along the x axis as follows
t = f (x) (2) so that the measurement value N supplied by a linear detector
s 22 like the one in figure 3a can be expressed as follows
Figure img00060001

La figure 7 représente un graphique indiquant I'épaisseur de paroi t à différentes distances suivant l'axe x et les valeurs de mesure N correspondantes obtenues à la sortie du
s détecteur.
FIG. 7 represents a graph indicating the wall thickness t at different distances along the x axis and the corresponding measurement values N obtained at the outlet of the
s detector.

Comme il ressort du graphique de la figure 7, lorsque la valeur Qn(Ns/No) sur l'axe y est réduite de moitié, la variation S de l'épaisseur de paroi (appelée ci-après épaisseur de demi-atténuation") est d'environ 4,5 mm. As can be seen from the graph in FIG. 7, when the value Qn (Ns / No) on the y axis is reduced by half, the variation S of the wall thickness (hereinafter called half-attenuation thickness ") is approximately 4.5 mm.

D'une manière générale, si l'épaisseur de deniatténuation est très grande ou très petite par rapport à l'épaisseur à mesurer la mesure devient difficile. L'épaisseur de demiatténuation pour une tôle plane ordinaire mesurée au moyen d'un mesureur d'épaisseur du type à transmission, qui est un appareil utilisé à grande échelle, est d'environ 11 mm. Comme la valeur de 4,5 mm mentionnée plus haut représente environ la moitié de cette valeur de 11 mm, on peut prévoir que l'appareil selon l'invention pour mesurer l'épaisseur de paroi de pièces tubulaires possède une précision de mesure qui est sensiblement la même que celle du mesureur indiqué ci-dessus pour tôles. In general, if the thickness of the attenuation is very large or very small compared to the thickness to be measured, the measurement becomes difficult. The thickness of half attenuation for an ordinary flat sheet metal measured by means of a thickness gauge of the transmission type, which is a device used on a large scale, is approximately 11 mm. Since the value of 4.5 mm mentioned above represents approximately half of this value of 11 mm, it can be provided that the apparatus according to the invention for measuring the wall thickness of tubular parts has a measurement accuracy which is substantially the same as that of the gauge indicated above for sheets.

On voit sur le graphique de figure 7 que la courbe d'atténuation est linéaire dans la plage d'épaisseur de paroi allant de 3 mm à 15 mm (ce qui correspond à peu près à la plage allant de 0,03 à 0,1 dans le rapport t/d de l'épaisseur de paroi t au diamètre D), de sorte qu'il n'est pas nécessaire de réaliser la correction requise lorsque la courbe n'est pas linéaire. Autrement dit, l'épaisseur de paroi moyenne de la pièce peut être déterminée directement à partir de la valeur fournie à la sortie du détecteur linéaire. It can be seen in the graph in Figure 7 that the attenuation curve is linear in the wall thickness range from 3 mm to 15 mm (which roughly corresponds to the range from 0.03 to 0.1 in the ratio t / d of the wall thickness t to the diameter D), so that it is not necessary to carry out the required correction when the curve is not linear. In other words, the average wall thickness of the room can be determined directly from the value supplied at the output of the linear detector.

En appliquant le principe de mesure décrit ci-dessus, on peut utiliser un mesureur comme celui représenté sur la figure 8 pour déterminer l'épaisseur de paroi d'une pièce tubulaire. Les rouleaux 9 servent à transporter la pièce tubulaire 11 transversalement au mesureur. La longueur x de la source de rayonnement linéaire 21 et du détecteur de rayonnement linéaire 22 dépasse nettement le diamètre extérieur D du tube 11. Un tel appareil possède une vitesse de réponse élevée et permet de mesurer l'épaisseur de paroi d'un tube sans venir en contact avec lui, pendant que le tube avance et quelles que soient les vibrations auxquelles le tube est soumis pendant son transport. L'épaisseur de paroi ainsi mesuree peut être appliquée, par exemple, au laminoir en amont produisant la pièce tubulaire pour déclencher, dans le cas d'un écart par rapport à une valeur de consigne, une variation de vitesse ou de température dans le laminoir en vue du maintien des caractéristiques désirées et de la qualité du tube. By applying the measurement principle described above, one can use a measurer like that shown in Figure 8 to determine the wall thickness of a tubular part. The rollers 9 serve to transport the tubular part 11 transversely to the measurer. The length x of the linear radiation source 21 and of the linear radiation detector 22 clearly exceeds the outside diameter D of the tube 11. Such an apparatus has a high response speed and makes it possible to measure the wall thickness of a tube without come into contact with it, while the tube is advancing and whatever the vibrations to which the tube is subjected during its transport. The wall thickness thus measured can be applied, for example, to the upstream rolling mill producing the tubular part to trigger, in the case of a deviation from a set value, a speed or temperature variation in the rolling mill in order to maintain the desired characteristics and the quality of the tube.

Dans le système selon l'invention, l'épaisseur de demi-atténuation est à peu près la moitié de celle d'une tôle plane, comme indiqué plus haut. Cela signifie qu'un changement d'épaisseur de paroi de tube d'environ 0,5 mm modifie autant l'intensité du rayonnement reçu qu'un changement d'épaisseur de 1 mm d'une tôle plane. L'invention permet par conséquent de mesurer l'épaisseur de paroi d'un tube avec au moins autant de précision qu'il est possible de mesurer l'épaisseur d'une tôle plane, ce qui correspond à un degré de précision très élevé
Le mesureur selon I'inention est applicable de façon particulièrement avantageuse à un étireur-réducteur, c'est-àdire à une machine (laminoir ou banc) utilisée dans le laminage de finition dans pratiquement toutes les fabrications de tubes sans soudure de diamètre relativement petit.En raison de son haut degré d'efficacité, un étireur-rjducteur est également utilisé dans le stade final de fabrication de tubes soudés de diamètre relativement petit. Dans une telle machine, quatorze à vingt cages comportant chacune deux ou trois galets sont disposes les unes à la suite des autres le long je'un tube. Pendant que les galets exercent une action de laminage sur la surface externe du tube, les galets des cages ou postes voisins sont entraînés à des vitesses circonférentielles différentes, de sorte que le tube est étiré longitudinalement pendant qu'il est laminé, avec variation de son épaisseur de paroi.
In the system according to the invention, the thickness of half-attenuation is approximately half that of a flat sheet, as indicated above. This means that a change in tube wall thickness of around 0.5 mm changes the intensity of the radiation received as much as a change in thickness of 1 mm from a flat sheet. The invention therefore makes it possible to measure the wall thickness of a tube with at least as much precision as it is possible to measure the thickness of a flat sheet, which corresponds to a very high degree of precision.
The measurer according to the invention is particularly advantageously applicable to a drawing-reducer, that is to say to a machine (rolling mill or bench) used in the finishing rolling in practically all the manufacture of seamless tubes of relatively small diameter. Due to its high degree of efficiency, a reducer is also used in the final stage of manufacturing relatively small diameter welded tubes. In such a machine, fourteen to twenty cages each comprising two or three rollers are arranged one after the other along a tube. While the rollers exert a rolling action on the external surface of the tube, the rollers of neighboring cages or stations are driven at different circumferential speeds, so that the tube is stretched longitudinally while it is rolled, with variation in its wall thickness.

Une telle machine permet de traiter des tubes de différentes sortes et de produire des tubes de différents diamètres. Les figures 9a et 9b représentent schématiquement et partiellement un étireur-réducteur du type à deux galets par poste, tandis que les figures lOa et lOb sont des vues analogues d'un étireur-réducteur du type à trois galets par poste Ces figures représentent des galets 31 agissant sur un tube 32 en cours d'étirage.Comme l'allongement d'un tube sur une telle machine change également son épaisseur de paroi, pour améliorer la conduite de la machine, il est essentiel de détecter l'épaisseur de paroi moyenne d'un tube dans le sens longitudinal, plutôt que de détecter les éventuelles irrégularités de l'dpaisseur de paroi dans la section du tube, en particulier dans le cas d'un tube d'acier soudé fabriqué à partir d'un matériau plat d'épaisseur uniforme.Such a machine makes it possible to process tubes of different kinds and to produce tubes of different diameters. FIGS. 9a and 9b schematically and partially represent a stretch-reducer of the type with two rollers per station, while FIGS. 10a and 10b are similar views of a stretch-reducer of the type with three rollers per station These figures represent rollers 31 acting on a tube 32 during stretching. As the elongation of a tube on such a machine also changes its wall thickness, to improve the handling of the machine, it is essential to detect the average wall thickness of a tube in the longitudinal direction, rather than detecting any irregularities in the wall thickness in the section of the tube, in particular in the case of a welded steel tube made from a flat material d uniform thickness.

Au cas où, sur une telle machine à multiples postes d'étirage et de réduction, on change la vitesse pour changer la traction exercée sur le tube en vue du réglage de son épaisseur de paroi, il est souhaitable que la vitesse de réponse du mesureur d'épaisseur de paroi soit élevée. Un mesureur selon l'invention appliqué à un étireur-réducteur sera généralement placé à l'entrée ou à la sortie, où le tube est exposé à une vibration considérable. In the case where, on such a machine with multiple drawing and reduction stations, the speed is changed to change the traction exerted on the tube in order to adjust its wall thickness, it is desirable that the response speed of the measurer wall thickness is high. A meter according to the invention applied to a reducer-reducer will generally be placed at the inlet or at the outlet, where the tube is exposed to considerable vibration.

Or, à ces endroits, il n'y a pas de place pour monter des rouleaux ou des galets pinceurs anti-vibration. L'invention supprime ce problème, en éliminant le besoin de dispositifs anti-vibration, par un mesureur dont les mesures ne sont pas affectes par la vibration du tube et dont le temps de réponse est en outre très court.However, in these places, there is no place to mount anti-vibration pinch rollers or rollers. The invention eliminates this problem, by eliminating the need for anti-vibration devices, by a measurer whose measurements are not affected by the vibration of the tube and whose response time is also very short.

Bien que les systèmes conventionnels pour mesurer l'épaisseur de paroi permettent aussi de mesurer la variation de l'épaisseur de paroi dans le sens de la section du tube, ces systemes sont très coûteux puisqu'il faut au moins trois sources de rayonnement et trois détecteurs. L'appareil selon l'invention ne comporte en revanche qu'une seule source de rayonnement et un seul détecteur, de sorte qu'il peut être beaucoup plus économique. Although the conventional systems for measuring the wall thickness also make it possible to measure the variation in the wall thickness in the direction of the section of the tube, these systems are very expensive since it requires at least three sources of radiation and three detectors. The apparatus according to the invention, on the other hand, only has one radiation source and one detector, so that it can be much more economical.

Quoique l'invention ait été décrite en référence à des tubes d'acier, il est à noter que le concept de base de l'invention est applicable de manière générale à la mesure d'une épaisseur de paroi de pièces tubulaires et que l'on peut utiliser des rayons y comme des rayons X, des rayons p, des rayons ultraviolets, des rayons visibles et des rayons infrarouges, notamment en fonction du matériau constitutif des pièces tubulaires, lesquelles peuvent être faites de métal mais aussi de matière plastique, de verre, de ciment et ainsi de suite. Although the invention has been described with reference to steel tubes, it should be noted that the basic concept of the invention is generally applicable to the measurement of a wall thickness of tubular parts and that the y-rays such as x-rays, p-rays, ultraviolet rays, visible rays and infrared rays can be used, in particular depending on the material of the tubular parts, which can be made of metal but also of plastic, glass, cement and so on.

L'invention n'est donc nullement limitée aux formes de rdalisation ddorites et l'homme de l'art pourra y apporter diverses modifications, sans pour autant sortir de son cadre.  The invention is therefore in no way limited to the specific embodiments and those skilled in the art may make various modifications to it, without going beyond its ambit.

Claims (3)

REVENDICATIONS 1. Appareil pour mesurer l'épaisseur de paroi de pièces tubulaires, comprenant une source de rayonnement et un detecteur de rayonnement, caractérisé en ce que la source (21) et le détecteur (22) sont disposés face à face, avec la pièce tubulaire (11) entre eux, et en ce que la source et le détecteur possèdent une longueur ), transversalement à l'axe de la pièce tubulaire (11), qui est plus grande que le diamètre extérieur de la pièce, l'agencement étant tel que des faisceaux parallèles de rayonnement émis par la source (21) et atteignant le détecteur (22) traversent toute la section de la pièce tubulaire, ce qui permet de déterminer l'épaisseur de paroi moyenne de la pièce à partir de l'atténuation du rayonnement relevée par le détecteur.1. Apparatus for measuring the wall thickness of tubular parts, comprising a radiation source and a radiation detector, characterized in that the source (21) and the detector (22) are arranged face to face, with the tubular part (11) between them, and in that the source and the detector have a length), transverse to the axis of the tubular piece (11), which is larger than the outside diameter of the piece, the arrangement being such that parallel beams of radiation emitted by the source (21) and reaching the detector (22) pass through the entire section of the tubular part, which makes it possible to determine the average wall thickness of the part from the attenuation of the radiation detected by the detector. 2. Appareil selon la revendication 1, où la source de rayonnement (21) et le détecteur de rayonnement (22) sont combinés chacun avec un collimateur (214, 220) pour former des faisceaux de rayonnement parallèles.2. Apparatus according to claim 1, wherein the radiation source (21) and the radiation detector (22) are each combined with a collimator (214, 220) to form parallel beams of radiation. 3. Appareil selon la revendication 2, où la pièce tubulaire (11) est transportée transversalement auxdits faisceaux parallèles, notamment de façon continue sur une ligne de fabrication de pièces tubulaires (11). 3. Apparatus according to claim 2, wherein the tubular part (11) is transported transversely to said parallel beams, in particular continuously on a line for manufacturing tubular parts (11).
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PATENTS ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 3, no. 136(E-151), 13 novembre 1979, page 47 E 151; *

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