JP2001121203A - Thickness non-uniformity monitoring method of seamless pipe - Google Patents

Thickness non-uniformity monitoring method of seamless pipe

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JP2001121203A
JP2001121203A JP29998199A JP29998199A JP2001121203A JP 2001121203 A JP2001121203 A JP 2001121203A JP 29998199 A JP29998199 A JP 29998199A JP 29998199 A JP29998199 A JP 29998199A JP 2001121203 A JP2001121203 A JP 2001121203A
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JP
Japan
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seamless pipe
thickness
vibration
uniformity
thickness non
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Application number
JP29998199A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Shinoki
健一 篠木
Masami Sakiyama
雅美 崎山
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To correctly estimate and identify the causes of thickness non-uniformity, and to take an appropriate thickness non-uniformity preventive action in an early stage in manufacturing a seamless pipe. SOLUTION: In a thickness non-uniformity monitoring method of the seamless pipe, the condition of generating the thickness non-uniformity is monitored by continuously measuring the vibrating condition of a bored or rolled stock pipe by using a two-axis CCD camera arranged orthogonal to each other on the outlet side of inclined rolls in the case of manufacturing the seamless pipe obtained by boring or rolling the stock pipe by a pair of the inclined rolls and plugs located between the inclined rolls. Further, in the thickness non-uniformity monitoring method of the seamless pipe, the measurement value is Fourier-transformed to estimate the causes of generating the thickness non-uniformity from he periodicity of the vibration. Still further, in the thickness non-uniformity monitoring method of the seamless pipe, the causes of generating the thickness non-uniformity is identified based on the measurement value obtained by continuously measuring temperature distribution in the longitudinal direction of the stock material or the stock pipe and/or the load distribution of the inclined rolls.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、一対の傾斜ロール
とプラグとを用いて継目無管を穿孔または圧延する際に
発生する偏肉状況を監視する方法に関し、さらに詳しく
は、傾斜ロールの出側で穿孔または圧延された素管の振
動状況を振動ベクトルとして測定し、同時に素材若しく
は素管の長手方向の温度分布または/および傾斜ロール
の荷重分布を測定することによって、偏肉の発生原因を
予測し、特定する継目無管の偏肉監視方法に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for monitoring the state of uneven wall thickness that occurs when a seamless pipe is pierced or rolled by using a pair of inclined rolls and a plug. By measuring the vibration condition of the raw or perforated tube as a vibration vector and simultaneously measuring the temperature distribution in the longitudinal direction of the material or the tube or / and the load distribution of the inclined roll, the cause of uneven wall thickness The present invention relates to a method for predicting and specifying a thickness variation of a seamless pipe.

【0002】[0002]

【従来の技術】継目無管を熱間で製造する方法として、
いわゆるマンネスマン製管法が広く採用されている。こ
の製管方法は、高温度に加熱された中実の素材ビレット
を被圧延材とし、この素材ビレットを穿孔機(いわゆ
る、ピアサ)に送給して、その軸心部を穿孔して中空素
管を得る。次いで、得られた中空素管をそのまま、若し
くは必要に応じて上記穿孔機と同一構成のエロンゲータ
に通して拡径、薄肉化せしめた後、プラグミル、マンド
レルミルなどの後続する延伸圧延装置に送給して延伸圧
延する。その後、ストレッチレデューサ、リーラ、サイ
ザなどに通して磨管、形状修正およびサイジングを行う
精整工程を経て製品となる継目無管を製造する方法であ
る。
2. Description of the Related Art As a method of manufacturing a seamless tube by hot working,
The so-called Mannesmann pipe manufacturing method is widely used. In this pipe making method, a solid material billet heated to a high temperature is used as a material to be rolled, and the material billet is fed to a drilling machine (a so-called piercer), and the shaft center portion is bored to form a hollow material. Get the tube. Next, the obtained hollow shell is passed through an elongator having the same configuration as that of the drilling machine as it is or if necessary, after being expanded and thinned, fed to a subsequent elongation rolling machine such as a plug mill or a mandrel mill. And stretch-roll. After that, it passes through a stretch reducer, a reeler, a sizer, and the like, and then undergoes a polishing process for correcting the shape and performing a sizing process to produce a seamless tube as a product.

【0003】従来、穿孔中または圧延中に偏肉の発生状
況を有効に監視する手段がなく、上述した製管の最終段
階である精製工程にて、管の肉厚を測定して、偏肉が発
生している場合には、その測定結果に基づいて加熱炉や
圧延機の設定条件を制御する方法が採られていた。しか
し、このような方法では、偏肉の発生が判明するまでの
間に多くの偏肉不良材を製造し、現実的な効果は期待で
きなかった。
Conventionally, there is no means for effectively monitoring the occurrence of wall thickness unevenness during drilling or rolling, and the wall thickness of the pipe is measured in the refining process, which is the final stage of the above-mentioned pipe manufacturing, to measure the wall thickness. In the case where has occurred, a method of controlling the setting conditions of the heating furnace and the rolling mill based on the measurement result has been adopted. However, according to such a method, many defective thickness deviation materials were manufactured until the occurrence of deviation in thickness was found, and a practical effect could not be expected.

【0004】そのため、穿孔圧延中または延伸圧延中
に、圧延後の素管(シェル)に現れる振動を測定して、
偏肉の発生状況を監視する方法が種々提案されるように
なった。例えば、特開昭59-159218号公報では、ライン
センサーカメラを用い、圧延中の素管の長手方法の振動
状況を連続して測定し、その測定値をフーリエ変換し
て、偏肉の発生する周期から、偏肉状況を監視する方法
が提案されている。
[0004] Therefore, during piercing rolling or elongation rolling, vibrations appearing in a rolled shell (shell) are measured,
Various methods for monitoring the occurrence of uneven thickness have been proposed. For example, in JP-A-59-159218, a line sensor camera is used to continuously measure the vibration condition of the longitudinal method of a raw tube during rolling, and the measured value is subjected to Fourier transform to generate uneven thickness. There has been proposed a method of monitoring the thickness deviation state from the cycle.

【0005】また、特開昭61-119318号公報では、レー
ザー光照射型の変位測定器を用いて、偏肉により中心が
偏るマンドレルバー、ホローシェルの振れ回り振幅を計
測することにより、穿孔時または圧延時における偏肉発
生を監視する方法が提案されている。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-119318, a wobble amplitude of a mandrel bar and a hollow shell whose center is deviated due to uneven wall thickness is measured by using a displacement measuring device of a laser beam irradiation type, so that it can be drilled or drilled. A method for monitoring the occurrence of uneven thickness during rolling has been proposed.

【0006】さらに、特開平4-1577005号公報では、穿
孔機出側のシェルの振動幅を1軸CCDカメラを用いて
連続的に測定して、この測定したシェルの振動幅のピー
ク値の平均値から偏肉発生を検知する方法が開示されて
いる。
Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-1577705, the vibration width of the shell on the exit side of the drilling machine is continuously measured using a single-axis CCD camera, and the average of the peak values of the measured vibration width of the shell is measured. A method for detecting occurrence of uneven thickness from a value is disclosed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】通常、継目無管の穿孔
または圧延に際し、パスラインに沿って旋回しながら移
動する素管の振動変位は、上下方向の振動変位のみでな
く、水平方向の振動変位も組み合わされる。これに対
し、従来に提案のあった偏肉の監視方法では、素管の振
動測定はラインセンサーカメラ、レーザー光照射型の変
位測定器、または1軸CCDカメラが用いられており、
1次元の振動変位の測定に限定されている。したがっ
て、穿孔機または圧延機出側の素管に現れる振動を測定
して、偏肉の発生状況を監視するとしても、実際に発生
する素管の振動変位の測定はできず、正確な偏肉発生の
把握は困難である。
Generally, when a seamless pipe is pierced or rolled, the vibration displacement of the pipe moving while turning along the pass line is not only the vertical vibration displacement but also the horizontal vibration displacement. The displacement is also combined. On the other hand, in the conventionally proposed method of monitoring uneven wall thickness, a line sensor camera, a laser beam irradiation type displacement measuring device, or a one-axis CCD camera is used for measuring the vibration of the raw tube,
It is limited to one-dimensional vibration displacement measurement. Therefore, even if the vibration appearing in the raw pipe on the exit side of the drilling machine or rolling mill is measured to monitor the occurrence of uneven wall thickness, the actual vibration displacement of the raw pipe cannot be measured, and the accurate uneven wall thickness cannot be measured. It is difficult to grasp the occurrence.

【0008】また、実操業の継目無管の製造に際して
は、偏肉発生の検知にともなって、直ちに素材ビレット
の偏熱防止、穿孔プラグの偏芯調整、または穿孔機の芯
ズレ調整等の偏肉改善処置を施さなければ、偏肉不良材
の大量発生を防止することができない。しかし、従来の
偏肉監視方法のように、単に偏肉発生を監視、検知する
だけでは、偏肉の発生原因を予測し、特定できないた
め、早期に適切な処置を採ることができない。このた
め、ある程度の偏肉不良材の発生はやむを得ないもので
あった。
In the production of seamless pipes in actual operation, upon detecting the occurrence of wall thickness deviation, immediately prevent the material billet from being thermally deviated, adjust the eccentricity of the drilling plug, or adjust the eccentricity of the drilling machine. Unless the meat improvement treatment is performed, it is not possible to prevent a large amount of uneven thickness defective material from being generated. However, simply monitoring and detecting the occurrence of uneven thickness as in the conventional uneven thickness monitoring method cannot predict and identify the cause of occurrence of uneven thickness, so that appropriate measures cannot be taken at an early stage. For this reason, the occurrence of some uneven thickness defective material has been unavoidable.

【0009】本発明は、従来の継目無管の偏肉状況の監
視方法が有する問題点に鑑みてなされたものであり、上
下方向のみならず水平方向にも2次元的に発生する素管
の振動変位を振動ベクトルとして測定し、これにより正
確な偏肉発生の監視を可能として、さらに偏肉の発生原
因を予測、特定し、偏肉防止策を早期、かつ適切に施せ
るようにし、偏肉が発生した場合であっても、不良発生
を極力低減することができる継目無管の偏肉監視方法を
提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the problems associated with the conventional method for monitoring the uneven thickness of a seamless pipe. Vibration displacement is measured as a vibration vector, which enables accurate monitoring of the occurrence of thickness unevenness, predicts and specifies the cause of thickness unevenness, and enables early and appropriate measures to prevent thickness unevenness. It is an object of the present invention to provide a seamless pipe uneven thickness monitoring method capable of minimizing the occurrence of defects even when the occurrence of cracks.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、下記(1)〜(3)の継目無管の偏肉監視方法
を要旨としている。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides the following (1) to (3) methods of monitoring uneven thickness of a seamless pipe.

【0011】(1) パスライン周りに対向配置された一対
の傾斜ロールと、傾斜ロール間に位置するようにパスラ
インに沿って配置されたプラグとで素材を穿孔または圧
延する継目無管の製造に際して、前記傾斜ロールの出側
で直交配置する2軸CCDカメラを用いて穿孔または圧
延された素管の振動状況を連続して測定し、その測定値
に基づいて偏肉の発生状況を監視することを特徴とする
継目無管の偏肉監視方法である。
(1) Manufacture of a seamless pipe in which a raw material is pierced or rolled by a pair of inclined rolls opposed to each other around a pass line and plugs arranged along the pass line so as to be located between the inclined rolls At this time, the vibration state of the perforated or rolled tube is continuously measured using a biaxial CCD camera arranged orthogonally on the exit side of the inclined roll, and the occurrence of uneven thickness is monitored based on the measured value. This is a seamless pipe thickness variation monitoring method characterized in that:

【0012】(2) 上記(1)の継目無管の偏肉監視方法に
おいて、上記測定値をフーリエ変換して、その振動の周
期性から偏肉の発生原因を予測することを特徴とする継
目無管の偏肉監視方法である。
(2) In the seamless pipe thickness variation monitoring method of the above (1), the measured value is subjected to Fourier transform, and the cause of the thickness variation is predicted from the periodicity of the vibration. This is a method for monitoring uneven thickness without pipes.

【0013】(3) 上記(2)の継目無管の偏肉監視方法に
おいて、さらに素材若しくは素管の長手方向の温度分布
または/および傾斜ロールの荷重分布を連続して測定
し、これらの測定値に基づいて偏肉の発生原因を特定す
ることを特徴とする継目無管の偏肉監視方法である。
(3) In the method for monitoring uneven wall thickness of a seamless pipe of the above (2), the temperature distribution in the longitudinal direction of the raw material or the raw pipe or / and the load distribution of the inclined rolls are continuously measured, and these measurements are performed. This is a seamless pipe thickness variation monitoring method characterized by specifying the cause of the thickness variation based on a value.

【0014】本発明は、次のような知見に基づいて完成
されたものである。本発明者らは、偏肉状況をより正確
に把握するため、種々の継目無管の偏肉監視手段や発生
原因の予測法を検討した結果、これまでの1次元の振動
変位の測定に替えて、直交配置する2軸CCDカメラを
用いて振動変位を測定して、振動ベクトルとして把握す
ることとした。
The present invention has been completed based on the following findings. The present inventors examined various seamless pipe thickness variation monitoring means and prediction methods of the cause of occurrence in order to more accurately grasp the thickness variation situation, and as a result, switched to the conventional one-dimensional vibration displacement measurement. Then, the vibration displacement was measured using a two-axis CCD camera arranged orthogonally, and the vibration displacement was determined.

【0015】図1は90°で走査線が交差するように直交
配置された2軸CCDカメラで素管の振動変位を測定す
る状況を説明する図であり、(a)は2軸CCDカメラの
平面配置を示し、(b)は2次元的に発生する素管の振動
変位を振動ベクトルとして測定する操作を示している。
同図(a)に示すように、2軸CCDカメラ5は、紙面に
おいて、水平方向を走査するカメラ5aと、上下方向を走
査するカメラ5bとで構成される。そして、2次元的に発
生する素管2pの振動を、カメラ5aで測定できる振動aと
カメラ5bで測定できる振動bとに区分して測定する。そ
の後、(b)に示すように、振動aと振動bとを組み合わ
せて、振動ベクトルとして把握する。
FIG. 1 is a diagram for explaining a situation in which the vibration displacement of a raw tube is measured by a two-axis CCD camera which is arranged orthogonally so that scanning lines intersect at 90 °. FIG. FIG. 3B shows a planar arrangement, and FIG. 3B shows an operation of measuring a two-dimensionally generated vibration displacement of the raw tube as a vibration vector.
As shown in FIG. 1A, the two-axis CCD camera 5 includes a camera 5a that scans in the horizontal direction and a camera 5b that scans in the vertical direction on the paper. Then, the two-dimensionally generated vibration of the element tube 2p is measured separately for the vibration a which can be measured by the camera 5a and the vibration b which can be measured by the camera 5b. Thereafter, as shown in (b), the vibration a and the vibration b are combined and grasped as a vibration vector.

【0016】2軸CCDカメラ5によって測定された振
動ベクトルは、振動変位の生データであるため、これだ
けでは振動特性を認識することができない。そこで、振
動ベクトルの測定値をフーリエ変換することによって、
その振動の周期性から偏肉の発生原因が予測が可能にな
る。さらに、素材若しくは素管の長手方向の温度分布、
または/および傾斜ロールの荷重分布を連続して測定
し、これらの測定値を組み合わせることによって、正確
な偏肉分析が可能になって、偏肉の発生原因を特定でき
ることを知見した。
Since the vibration vector measured by the two-axis CCD camera 5 is raw data of the vibration displacement, the vibration characteristic cannot be recognized by itself. Therefore, by performing a Fourier transform on the measured value of the vibration vector,
The cause of the uneven thickness can be predicted from the periodicity of the vibration. Furthermore, the temperature distribution in the longitudinal direction of the material or raw tube,
It has been found that, by continuously measuring the load distribution of the inclined rolls and / or by combining these measured values, accurate wall thickness analysis becomes possible and the cause of the wall thickness unevenness can be specified.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の偏肉監視方法では、2基
のCCDカメラを直交配置して圧延後の素管の振動変位
を測定して、振動ベクトルとして把握するのが第1の特
徴である。次に、振動ベクトルの測定値をフーリエ解析
することによって、偏肉の発生原因を精度良く予測する
ことができることを第2の特徴としている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The first characteristic feature of the uneven thickness monitoring method of the present invention is that two CCD cameras are arranged orthogonally to measure the vibration displacement of a raw tube after rolling, and to grasp it as a vibration vector. It is. Next, the second feature is that the cause of the occurrence of uneven thickness can be accurately predicted by performing Fourier analysis on the measured value of the vibration vector.

【0018】さらに、素材若しくは素管の長手方向の温
度分布を測定することによって、穿孔または圧延前の素
材ビレットの偏熱状況が判断でき、また、傾斜ロールの
荷重分布を測定することによって、工具若しくは穿孔
機、圧延機の不具合が判断できることを第3の特徴とし
ている。以下、本発明の第1〜第3の特徴を、図面と具
体的な測定データを用いて説明する。
Further, by measuring the temperature distribution in the longitudinal direction of the raw material or the raw tube, it is possible to judge the state of heat deviation of the raw material billet before perforation or rolling, and to measure the tool distribution by measuring the load distribution of the inclined roll. Alternatively, a third feature is that a defect of the drilling machine or the rolling mill can be determined. Hereinafter, the first to third features of the present invention will be described with reference to the drawings and specific measurement data.

【0019】図2は、本発明の偏肉監視方法を適用する
穿孔機の構成を示す模式図である。一対の傾斜ロール
1、1は、被圧延材である素材2の圧延方向への移動軸
となるパスラインX−Xに対して対象に対向配置され
る。このように傾斜ロール1、1を配置した穿孔機で
は、パスラインX−X上を送給された素材2は、傾斜ロ
ール1、1間に噛み込まれて後は旋回しつつパスライン
X−X上を移動して、プラグ3によってその軸芯部に孔
を明けられて中空の素管(ピアスドシェル)2pとなる。
この間、プラグ3は、マンドレルバー4によって、パス
ラインに沿って傾斜ロール1、1間に位置するように支
持される。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of a drilling machine to which the thickness variation monitoring method of the present invention is applied. The pair of inclined rolls 1 and 1 are arranged to face a target with respect to a pass line XX serving as a movement axis of the material 2 to be rolled in the rolling direction in the rolling direction. In the punching machine in which the inclined rolls 1 and 1 are arranged as described above, the material 2 fed on the pass line XX is bitten between the inclined rolls 1 and 1 and then rotates while passing through the pass line XX. After moving on the X, a hole is made in the axial core portion by the plug 3 to form a hollow shell (pierced shell) 2p.
During this time, the plug 3 is supported by the mandrel bar 4 so as to be located between the inclined rolls 1 and 1 along the pass line.

【0020】このような構成の穿孔圧延において、素材
ビレットの偏熱、プラグの偏芯、マンドレルバーの曲が
り、または穿孔機の芯ズレなどを要因として、穿孔後の
素管に偏肉が発生する。このため、穿孔後の素管の振動
変位を測定するため、90°で交差するように配置された
2基のCCDカメラ5を配置する。ただし、図面では、
便宜上、2基のCCDカメラ5、5が素管2pを挟んで対
向配置しているように示している。
In the piercing and rolling having such a configuration, uneven wall thickness occurs in the raw tube after piercing due to factors such as uneven heat of the material billet, eccentricity of the plug, bending of the mandrel bar, or misalignment of the piercing machine. . For this reason, two CCD cameras 5 arranged so as to intersect at 90 ° are arranged in order to measure the vibration displacement of the tube after drilling. However, in the drawing,
For convenience, two CCD cameras 5, 5 are shown facing each other with the tube 2p interposed therebetween.

【0021】次に、素管2pの長手方向の温度分布を測定
するため、傾斜ロール1の出側に放射温度計6を設置し
ている。温度分布の測定は素材ビレットの偏熱有無を確
認するためのものであるから、傾斜ロール1の入側に放
射温度計6を設置して、素材2の温度分布を測定しても
良い。さらに上下一対の傾斜ロールの荷重分布を測定す
るためのロードセル7を配置している。
Next, in order to measure the temperature distribution in the longitudinal direction of the raw tube 2p, a radiation thermometer 6 is installed on the exit side of the inclined roll 1. Since the measurement of the temperature distribution is for confirming whether or not the material billet is deflected, a radiation thermometer 6 may be provided on the entrance side of the inclined roll 1 to measure the temperature distribution of the material 2. Further, a load cell 7 for measuring the load distribution of the pair of upper and lower inclined rolls is arranged.

【0022】CCDカメラ5、放射温度計6およびロー
ドセル7で測定された生データは、アナログ/デジタル
変換器8で処理されて、そののち、モニター9でデジタ
ル変換された各測定値を観察することができる。
The raw data measured by the CCD camera 5, the radiation thermometer 6, and the load cell 7 are processed by the analog / digital converter 8, and thereafter, the monitor 9 observes the digitally converted measured values. Can be.

【0023】本発明の偏肉監視方法では、上述の構成を
採用することによって、単に偏肉の発生状況を監視する
だけでなく、発生原因を予測し、特定することが可能に
なる。その内容を、上記図2に示した穿孔機を用いて説
明する。
According to the thickness variation monitoring method of the present invention, by employing the above-described configuration, it is possible to not only monitor the occurrence state of the thickness variation but also to predict and specify the cause of the occurrence. The contents will be described using the drilling machine shown in FIG.

【0024】1.偏肉の発生状況を監視することについ
て 図3は、2基のCCDカメラのよって測定した素管の振
動変位をベクトル化して振動量として示した図である。
このときの穿孔条件は、供試素材として低合金鋼(0.2
%C-2%Cr)を用い1230℃加熱して、素材(ビレッ
ト)寸法191φ×Lから、素管寸法196φ×20mm肉厚×L
に穿孔した。
1. Monitoring of the state of occurrence of uneven wall thickness FIG. 3 is a diagram showing the vibration displacement of a raw tube measured by two CCD cameras as a vectorized amount of vibration.
The drilling conditions at this time were low alloy steel (0.2
% C-2% Cr) and heated at 1230 ° C, starting from the material (billet) size 191φ × L, the raw tube size 196φ × 20mm wall thickness × L
Perforated.

【0025】図4は、上記図3で示した振動量とそのと
きの素管の偏肉率{(最大肉厚−最小肉厚)/最大肉
厚}との関係を示す図である。図4から分かるように、
素管の振動量が大きくなると、それに伴って素管の偏肉
率が大きくなる。したがって、穿孔後の素管の振動状況
を連続して測定することによって、偏肉の発生状況を監
視することができる。特に、本発明の監視方法のよう
に、2軸CCDカメラを用いることによって、偏肉の発
生状況を正確に把握することができる。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the amount of vibration shown in FIG. 3 and the uneven wall ratio {(maximum thickness-minimum thickness) / maximum thickness} at that time. As can be seen from FIG.
As the vibration amount of the raw tube increases, the wall thickness deviation rate of the raw tube increases accordingly. Therefore, the occurrence of uneven wall thickness can be monitored by continuously measuring the vibration of the pipe after drilling. In particular, by using a two-axis CCD camera as in the monitoring method of the present invention, the occurrence state of uneven thickness can be accurately grasped.

【0026】2.偏肉の発生原因を予測することについ
て 上記図3に示した振動量は、CCDカメラから得られた
生データであるため、これだけでは周期性に基づく偏肉
の発生特性を把握することができない。そこで、測定デ
ータをフーリエ変換してパワースペクトルを求め、パワ
ースペクトルと個々の偏肉の発生要因と対応付けしてお
く。それぞれの発生要因に起因する肉厚変動は周期性を
持っており、その周期が個々に異なっている。
2. Prediction of Cause of Thickness Variation Since the vibration amount shown in FIG. 3 is raw data obtained from a CCD camera, it is not possible to grasp the occurrence characteristics of thickness deviation based on periodicity alone. Therefore, a power spectrum is obtained by Fourier-transforming the measured data, and the power spectrum is associated with a cause of occurrence of each uneven thickness. The thickness variation caused by each of the occurrence factors has a periodicity, and the cycle differs from one to another.

【0027】図5は、上記図3で示した振動量をフーリ
エ変換した結果を示す図である。これにより、偏肉の発
生原因を予測することができる。同図において、周波数
0〜0.5Hzの範囲で強く発生するのは、素管2pの振動が
2〜3mの周期で大きくなることを示している。この周
期は素管2pの回転速度と素材2の回転速度との差で発生
する捻れのピッチと一致するものであり、その原因は、
加熱炉内における素材2の偏熱であることが予測され
る。
FIG. 5 is a diagram showing the result of Fourier transform of the vibration amount shown in FIG. This makes it possible to predict the cause of the uneven thickness. In the figure, the strong occurrence in the frequency range of 0 to 0.5 Hz indicates that the vibration of the raw tube 2p increases in a period of 2 to 3 m. This period coincides with the pitch of the twist generated by the difference between the rotation speed of the raw tube 2p and the rotation speed of the material 2, and the cause is as follows.
It is predicted that the material 2 is deviated in the heating furnace.

【0028】次に、周波数1〜2Hzの範囲で強く発生す
るのは、素管2pの振動が1〜1.5mの周期で強く発生す
るものである。この周期は、素管2pとプラグ3の周速度
差に起因するピッチであり、プラグ3そのものの振れが
要因となっている。そして、プラグ3振れの原因は、マ
ンドレルバー4の曲がり、または圧延機本体の芯ズレに
よるものである。したがって、素管の振動量が周波数1
〜25Hzの範囲に該当する場合には、その原因は、マン
ドレルバー4、または圧延機本体の設定不備と予測する
ことができる。
Next, the reason why the vibration is strongly generated in the frequency range of 1 to 2 Hz is that the vibration of the raw tube 2p is strongly generated in a cycle of 1 to 1.5 m. This cycle is a pitch caused by a difference in peripheral speed between the raw tube 2p and the plug 3, and is caused by a swing of the plug 3 itself. The cause of the deflection of the plug 3 is caused by the bending of the mandrel bar 4 or the misalignment of the rolling mill body. Therefore, the vibration amount of the raw tube is
If it falls within the range of 25 Hz, it can be predicted that the cause is insufficient setting of the mandrel bar 4 or the rolling mill body.

【0029】さらに、周波数6〜7Hzの範囲で強く発生
するのは、素管2pの振動が130mm〜150mmの周期で大きく
なることを示している。この周期は素管2pの1回転のピ
ッチと合致するものであり、プラグ3の偏芯、すなわち
プラグ3の面形状が不揃いであることが原因であると予
測することができる。
Further, the strong occurrence in the frequency range of 6 to 7 Hz indicates that the vibration of the raw tube 2p increases in a cycle of 130 mm to 150 mm. This cycle coincides with the pitch of one rotation of the raw tube 2p, and can be predicted to be caused by the eccentricity of the plug 3, that is, the irregular surface shape of the plug 3.

【0030】3.偏肉の発生原因を特定することについ
て さらに素材若しくは素管の長手方向の温度分布や傾斜ロ
ールの荷重分布を測定することによって、正確に発生原
因を特定することができる。本発明においては、温度分
布の測定とロール荷重の測定とは、同時に実施しても良
く、それぞれ単独に実施しても良い。
3. Identifying the cause of uneven wall thickness Further, by measuring the temperature distribution in the longitudinal direction of the raw material or raw tube or the load distribution of the inclined roll, the cause of occurrence can be accurately identified. In the present invention, the measurement of the temperature distribution and the measurement of the roll load may be performed simultaneously or independently.

【0031】図6は、放射温度計で旋回する素管の長手
方向の温度分布を測定した結果を示す図である。素材に
偏熱があり、この温度差によって素管が1回転するごと
に温度が振動しており、この温度の振動幅と素管の偏肉
率{(最大肉厚−最小肉厚)/最大肉厚}との関係を把
握するため、その振動幅の最大値を偏熱量とする。
FIG. 6 is a diagram showing the result of measuring the temperature distribution in the longitudinal direction of a rotating pipe by a radiation thermometer. There is uneven heat in the material, and due to this temperature difference, the temperature oscillates each time the tube rotates once. The vibration width of this temperature and the wall thickness deviation {(maximum thickness-minimum thickness) / maximum In order to grasp the relationship with the thickness}, the maximum value of the vibration width is defined as the amount of heat deviation.

【0032】図7は、素管の偏熱量とそのときに発生し
た偏肉率との関係を示す図である。図7から、偏熱量が
大きくなると、それにともなって素管の偏肉量が大きく
なっている。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the amount of heat deviation of the raw tube and the wall thickness deviation generated at that time. From FIG. 7, as the amount of heat deviation increases, the amount of wall thickness deviation of the raw tube increases accordingly.

【0033】前記図5で述べたように、周波数0〜0.5H
zの範囲で強く発生する素管2pの振動の原因は、加熱炉
内における素材2の偏熱であることが予測される。さら
に、図6によって素材の偏熱状況を把握すれば、素管2p
の振動の原因を特定することができるので、直ちに、加
熱炉の設定変更による偏肉改善策を実施することができ
る。また、このとき素管に発生した偏肉率は、図7から
推測することができる。
As described above with reference to FIG.
It is predicted that the cause of the vibration of the raw tube 2p that is strongly generated in the range of z is the uneven temperature of the raw material 2 in the heating furnace. Furthermore, by grasping the state of unbalanced heat of the material from FIG.
The cause of the vibration can be specified, and immediately, the uneven thickness improvement measure by changing the setting of the heating furnace can be implemented. In addition, the uneven thickness ratio generated in the raw tube at this time can be estimated from FIG.

【0034】図8は、ロードセルで傾斜ロールの荷重分
布を測定した結果を示す図である。図8において、ロー
ル荷重が初期値から上昇する角度、穿孔時のロール荷重
の波打ち、または左右のロール荷重のバランスから穿孔
状況、穿孔機の不具合を把握することができる。
FIG. 8 is a view showing the result of measuring the load distribution of the inclined roll by the load cell. In FIG. 8, it is possible to grasp the state of the drilling and the trouble of the drilling machine from the angle at which the roll load increases from the initial value, the roll load waving at the time of punching, or the balance of the right and left roll loads.

【0035】例えば、周波数1〜2Hzの範囲で強く発生
する素管2pの振動は、プラグ3そのものの振れが原因と
なっている。このとき、図8で示す傾斜ロールの荷重分
布で、左右のロール荷重が異なる場合には、プラグ3の
振れは圧延機本体の芯ズレによるものであると特定する
ことができ、一方、左右のロール荷重が相違しない場合
には、プラグ3の振れはマンドレルバー4の曲がりに起
因するものであると特定することができる。
For example, the vibration of the raw tube 2p that is strongly generated in the frequency range of 1 to 2 Hz is caused by the vibration of the plug 3 itself. At this time, when the right and left roll loads are different from each other in the load distribution of the inclined rolls shown in FIG. 8, it can be specified that the run-out of the plug 3 is caused by the misalignment of the rolling mill main body. When the roll loads are not different, it can be specified that the deflection of the plug 3 is caused by the bending of the mandrel bar 4.

【0036】上述の通り、本発明の偏肉監視方法では、
2軸CCDカメラによる振動測定、放射温度計による温
度分布の測定、およびロードセルによる傾斜ロールの荷
重分布の測定を組み合わせて、その測定値の変換してモ
ニターに表示することによって、直ちに偏肉の発生状況
および発生原因を予測、特定することができ、加熱炉の
操炉条件の変更、穿孔機の設定変更、工具の変更等の偏
肉防止策を早期、かつ適切に施すことができる。
As described above, in the method for monitoring uneven thickness of the present invention,
Combination of vibration measurement with a two-axis CCD camera, measurement of temperature distribution with a radiation thermometer, and measurement of load distribution of an inclined roll with a load cell, convert the measured values and display them on a monitor, thereby immediately causing uneven thickness. The situation and the cause of occurrence can be predicted and specified, and measures for preventing uneven thickness such as a change in the operating conditions of the heating furnace, a change in the setting of the drilling machine, and a change in the tool can be taken early and appropriately.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明の継目無管の偏肉監視方法によれ
ば、穿孔または圧延による製管時に発生する偏肉状況を
把握し、正確にその発生原因を予測、特定できるので、
これにより、早期、かつ適切に偏肉防止策を施すことが
可能になり、偏肉不良を著しく削減して、最終製品の歩
留まりを向上させることができる。
According to the seamless pipe unevenness monitoring method of the present invention, it is possible to grasp the state of uneven wall thickness that occurs during pipe making by drilling or rolling and accurately predict and specify the cause of the occurrence.
As a result, it is possible to take early and appropriate measures for preventing uneven thickness, to significantly reduce uneven thickness and improve the yield of the final product.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】90°で走査線が交差するように直交配置された
2軸CCDカメラで素管の振動変位を測定する状況を説
明する図である。
FIG. 1 is a view for explaining a situation in which vibration displacement of a raw tube is measured by a two-axis CCD camera which is arranged orthogonally so that scanning lines cross at 90 °.

【図2】本発明の偏肉監視方法を適用する穿孔機の構成
を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a drilling machine to which the thickness unevenness monitoring method of the present invention is applied.

【図3】2基のCCDカメラのよって測定した素管の振
動変位をベクトル化して振動量として示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing a vectorized vibration displacement of a raw tube measured by two CCD cameras and showing it as a vibration amount.

【図4】上記図3で示した振動量とそのときの素管の偏
肉率{(最大肉厚−最小肉厚)/最大肉厚}との関係を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the amount of vibration shown in FIG. 3 and the uneven wall thickness ratio {(maximum thickness−minimum thickness) / maximum thickness} at that time.

【図5】上記図3で示した振動量をフーリエ変換した結
果を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a result of Fourier transform of the vibration amount shown in FIG. 3;

【図6】放射温度計で旋回する素管の長手方向の温度分
布を測定した結果を示す図である。
FIG. 6 is a view showing a result of measuring a temperature distribution in a longitudinal direction of a turning pipe by a radiation thermometer.

【図7】素管の偏熱量とそのときに発生した偏肉率との
関係を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between the amount of heat deviation of the raw tube and the wall thickness deviation generated at that time.

【図8】ロードセルで傾斜ロールの荷重分布を測定した
結果を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a result of measuring a load distribution of an inclined roll by a load cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:傾斜ロール、 2:素材、 2p:素管 3:プラグ、 4:マンドレルバー 5:CCDカメラ、 6:放射温度計 7:ロードセル 8:アナログ/デジタル変換器 9:モニター 1: inclined roll 2: material, 2p: pipe 3: plug 4, mandrel bar 5: CCD camera, 6: radiation thermometer 7: load cell 8: analog / digital converter 9: monitor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA02 BB08 BB15 EE01 FF01 FF69 JJ03 JJ05 JJ09 JJ26 KK02 MM02 PP12 QQ03 QQ16 QQ44 RR05 RR10 SS13 UU05 4E024 AA12 DD09 FF10  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2F065 AA02 BB08 BB15 EE01 FF01 FF69 JJ03 JJ05 JJ09 JJ26 KK02 MM02 PP12 QQ03 QQ16 QQ44 RR05 RR10 SS13 UU05 4E024 AA12 DD09 FF10

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】パスライン周りに対向配置された一対の傾
斜ロールと、傾斜ロール間に位置するようにパスライン
に沿って配置されたプラグとで素材を穿孔または圧延す
る継目無管の製造に際して、前記傾斜ロールの出側で直
交配置する2軸CCDカメラを用いて穿孔または圧延さ
れた素管の振動状況を連続して測定し、その測定値に基
づいて偏肉の発生状況を監視することを特徴とする継目
無管の偏肉監視方法。
1. A method of manufacturing a seamless pipe in which a raw material is pierced or rolled by a pair of inclined rolls arranged opposite to each other around a pass line and a plug arranged along the pass line so as to be located between the inclined rolls. Continuously measuring the vibration state of the perforated or rolled raw tube using a two-axis CCD camera arranged orthogonally on the exit side of the inclined roll, and monitoring the occurrence state of uneven thickness based on the measured value. A method for monitoring uneven wall thickness of a seamless pipe, characterized by the following.
【請求項2】請求項1に記載の継目無管の偏肉監視方法
において、上記測定値をフーリエ変換して偏肉の発生原
因を予測することを特徴とする継目無管の偏肉監視方
法。
2. A method for monitoring uneven thickness of a seamless pipe according to claim 1, wherein the measured value is subjected to Fourier transform to predict a cause of occurrence of uneven thickness of the seamless pipe. .
【請求項3】請求項2に記載の継目無管の偏肉監視方法
において、さらに素材若しくは素管の長手方向の温度分
布または/および傾斜ロールの荷重分布を連続して測定
し、これらの測定値に基づいて偏肉の発生原因を特定す
ることを特徴とする継目無管の偏肉監視方法。
3. The method for monitoring uneven thickness of a seamless pipe according to claim 2, further comprising continuously measuring the temperature distribution in the longitudinal direction of the raw material or the raw pipe and / or the load distribution of the inclined roll. A method for monitoring uneven thickness of a seamless pipe, characterized in that a cause of occurrence of uneven thickness is specified based on a value.
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