JP2004025313A

JP2004025313A - 鋼管内面スケールの除去方法及び除去装置

Info

Publication number: JP2004025313A
Application number: JP2002180698A
Authority: JP
Inventors: Masato Tanaka; 田中　全人; Shinzo Masuda; 益田　新三; Ryosuke Mochizuki; 望月　亮輔; Yuuki Kamisaka; 上坂　勇貴
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】本発明は、従来より一層効率良く、且つ完全に内面スケールが除去可能な鋼管内面スケールの除去方法及び除去装置を提供することを目的としている。
【解決手段】鋼管１の内部に、研磨材を経時的に負圧吸引及び加圧吹き込みして、該鋼管の内面スケールを研削、除去するに際して、前記負圧吸引を行った後の鋼管内面の画像１５を検出し、スケール除去の良否を判定し、不良位置のスケールだけを加圧吹き込み１２で集中的に研削、除去する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管内面スケールの除去方法及び除去装置に係わり、詳しくは、鋼管の製造に際して内面に発生したスケールを効率良く、完全に除去する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
石油、ガス及び水等を搬送する所謂「油井管」及び「ラインパイプ」に用いられる鋼管は、その種類が継目無鋼管、電縫鋼管、圧接鋼管等のいずれであっても、製造工程、特に製管後の熱処理において内面に酸化鉄からなるスケールが発生する。また、図３に示すように、鋼管１の端に近い側が中央部より酸化雰囲気に曝され易いので、内面スケール２の付着量が端近傍で多くなる傾向がある。前記鋼管１が、この内面スケ−ル２（以下、単にスケールという）を残した状態で、「油井管」及び「ラインパイプ」に使用されると、石油等の搬送物質にスケールが混入し、それらの品質を低下させるという問題が起きる。そのため、「油井管」及び「ラインパイプ」の施工に用いられる鋼管に対しては、従来より、管内にＳｉＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３等の粒子からなる研磨剤を圧縮空気で吹き込み、又は吸引して（ブラスティングともいう）、内面を研磨し、清浄にしてから製品として出荷している。従って、内面の清浄度については、例えばＩＳＯ　８５０１のような標準が規定されている。
【０００３】
それは、素地の表面を目視又は写真撮影で観察し、その状態を予め定められた標準写真（例えば、Ａ　Ｓａ　２．５，Ｂ　Ｓａ　１等の等級で区分してある）と対比して、表面清浄度の等級を求め、合格又は不合格を判断するものである。
【０００４】
また、スケール２の除去方法としては、従来より、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、研磨材（研掃材ともいう）３を真空ポンプ４等で負圧吸引する方式及び圧縮空気５で加圧して吹き付ける方式の２種類ある。これらは、いずれも研磨材３を鋼管１の一端から他端に向けて、所定時間にわたり負圧吸引又は吹き込むことで、スケール２を研削し、落下した研削屑６を研磨材３と共に他端に設けた回収装置７で回収、除去するものである。
【０００５】
ところが、粒子の衝突エネルギーでスケ−ルを研削するには、理論的には前者の負圧吸引方式が有利と言われていた。確かに、研磨された後の表面は粗さが小さく、良好な表面状態になる。また、コスト面でも加圧空気吹き付け式より有効である。しかしながら、実際には、管内で研磨材を旋回流として流すため、管内の凹み等に存在するスケールを比較的除去し難いという傾向があった。また、鋼管の吸引端側に近いほど衝突エネルギーが低下し、スケールの除去が悪くなるという欠点もある。そのため、理論値よりも処理時間、コストが増加している。
【０００６】
これに対して、後者の加圧吹き付け方式の方法は、内面に垂直に吹きつけが起きるので、凹み等にあるようなスケールの除去は比較的容易である。しかしながら、高圧の圧縮空気を用いるので、長時間の使用で研削面が荒れ、粗さが大きくなるという欠点があった。また、コストも負圧吸引式に比較して割高なものである。
【０００７】
そこで、特開平１１−３２０４１３号公報は、これらの両方式の長所を有効に活用するため、鋼管全体を負圧吸引方式で研磨してから、両端部を加圧吹き付け方式で研磨するという技術を提案し、従来より高効率、且つ均一にスケールを除去すると共に、ブラスト後の内表面粗さを小さくすることに成功している。
【０００８】
ところが、この特開平１１−３２０４１３号公報記載の技術を用いたとしても、研磨時間は、それまでの経験から定められ、研磨作業が適切であったかどうかは最終的な内面検査を行わないとわからないという問題が残されていた。つまり、研磨が不十分でまだスケールが完全に除去されている場合とか、研磨し過ぎで無駄な作業を行い、作業時間が必要以上に長くなる場合があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情に鑑み、従来より一層効率良く、且つ完全に内面スケールが除去可能な鋼管内面スケールの除去方法及び除去装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
発明者は、上記目的を達成するため鋭意研究を重ね、その成果を本発明に具現化した。
【００１１】
すなわち、本発明は、鋼管の内部に、研磨材を経時的に負圧吸引及び加圧吹き込みして、該鋼管の内面スケールを研削、除去するに際して、前記負圧吸引を行った後の鋼管内面の画像を検出し、スケール除去の良否を判定し、不良位置のスケールだけを加圧吹き込みで集中的に研削、除去することを特徴とする鋼管内面スケールの除去方法である。
【００１２】
また、本発明は、鋼管を水平状態で順次横移動させる搬送手段と、該搬送手段上を横移動する該鋼管の一端側には、鋼管内に研磨材を負圧で供給する研磨材導入口と、管内の任意位置まで挿入され、その位置での内表面状態を画像として検出する内視鏡と、検出した画像を解析し、基準研磨状態と比較して良否を判定すると共に、不良位置を出力する演算器と、不良位置に先端を向け、研磨材を吹き付ける研磨材吹き付けノズルとを、前記搬送手段の上流から下流に互いに一定距離だけ離隔して配設すると共に、他端側には、前記負圧で供給する研磨材導入口の使用時に対応させて設ける負圧吸引手段と、研削材及び研削屑を回収する回収箱とを配設したことを特徴とする鋼管内面スケールの除去装置である。この場合、さらに、前記研磨材吹き付けノズルの前記搬送手段における配設位置の下流には、もう１組の前記内表面状態を画像として検出する内視鏡と、検出した画像を解析し、基準研磨状態と比較して良否を判定すると共に、不良位置を出力する演算器とを設けると共に、不良と判定された鋼管を前記研磨材吹き付けノズルの配設位置に戻す鋼管の逆流手段を設けると一層良い。
【００１３】
本発明では、負圧吸引方式で研磨後の鋼管内面状態の画像でスケールの除去状態を迅速に判断し、不良位置だけに研磨材の加圧吹き付けを行うようにしたので、従来より一層効率良く、且つ完全に内面スケールが除去できるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
まず、本発明に係る鋼管内面スケールの除去装置を平面的に図１に示す。それは、鋼管１を水平状態で順次横移動させる搬送手段８が設けられている。例えば、ゆるく傾斜した複数本のレールからなり、鋼管１が自然に自転して上流から下流に向けて移動するようになっている。そして、その移動する途中の適当な位置にストッパ（図示せず）で鋼管１を止め、そこに必要な作業を行う種々の手段が配設されるようにしてある。その手段を順次説明すると、前記搬送手段上を横移動する該鋼管１の一端側には、鋼管１内に研磨材３を負圧で供給する研磨材導入口９が設けてある。これは、先に図５（ａ）で示したものがそのまま利用でき、研磨材３は旋回流となって管内を流れる。その過程で該研磨材３は内壁と衝突し、そこに付着しているスケール２を削り落とす。落下した研削屑６は、鋼管１の他端側に設けた回収箱７へ吸引、回収される。つまり、この回収箱７は真空ポンプ４等の負圧吸引手段に接続されており、それにより前記研磨材３の吸引、回収も行っている。
【００１６】
引き続いて、負圧吸引式でスケールが除去された鋼管の搬送手段に沿った下流には、負圧吸引で研磨された鋼管１の内面状態を確認するため、管内の任意位置まで挿入され、その位置での内表面状態を画像として検出する内視鏡１０が設けられている。また、内視鏡１０で検出した画像は、画像解析され、基準研磨状態と比較して良否を判定すると共に、不良位置を出力する必要があるので、内視鏡１０の駆動装置（図示せず）近傍に、それらの役割を果す演算器１１も設けてある。
【００１７】
そして、この内視鏡１０の前記搬送手段における設置位置のさらに下流には、上記内面状態の確認で不良位置の判明した鋼管１に研磨材３を高圧空気で吹き付ける研磨材吹き付けノズル１２が設けてある。つまり、映像解析の結果で不良となった位置にノズルの先端を移動させるようになっている。これにより、不良位置に先端を向け、そこに集中的に研磨材３を吹き付け、残留しているスケール２を除去するようになっている。この研磨材吹き付けノズル１２及び高圧空気源（図示していないが、コンプレッサ等）は、前記図５（ｂ）に示したものがそのまま利用できる。なお、研削屑６は、管内を吹き飛ばされて、該鋼管１の他端から排出されるが、それらの研削屑も図示していない回収箱に収容されるようになっている。
【００１８】
さらに、本発明では、前記研磨材吹き付けノズル１２の前記搬送手段における配設位置の下流に、もう１組の前記内表面状態を画像として検出する別の内視鏡１３と、検出した画像を解析し、基準研磨状態と比較して良否を判定すると共に、不良位置を出力する別の演算器１４とを設けている。これは、高圧空気による研磨材の吹き込みで研磨した鋼管の内部状態を再確認するためである。そして、不良と判定された鋼管１は、前工程の前記研磨材吹き付けノズル１２の配設位置に戻され、再度研磨材３の集中的な吹き付けが行えるようになっている。そのため、本発明では、この搬送手段上の位置に鋼管１を前記研磨材吹き付けノズル１２の配設位置に戻す逆流手段（図示せず）を設けている。この逆流手段は、具体的には、搬送ローラ又はベルト／チェーン・コンベアの機構を適宜組み合わせたものを利用すれば良い。
【００１９】
従って、かかる鋼管内面スケールの除去装置によれば、負圧吸引方式で短時間の研磨を行った後、鋼管内面状態の画像でスケールの除去状態を迅速に判断し、不良位置だけに研磨材の加圧吹き付けを行うことができるようになり、従来より効率良く、且つ完全に内面スケールが除去できるようになる。この装置を利用しての具体的なスケール除去方法は、図２に示す作業手順により行えば良い。
【００２０】
【実施例】
本発明に係る鋼管内面スケール除去装置（図１参照）を用いて、外径３５５．６ｍｍ×肉厚１７．０ｍｍ×長さ１２，２００ｍｍの炭素鋼からなる継目無鋼管の内面スケールを除去し、その実施結果を従来の方法（負圧吸引のみ）での結果と比較した。使用した研磨材は、粒度０．０５〜２．００ｍｍのＡｌ_２Ｏ_３で、それを３０ｋＰａで負圧吸引したり、あるいは５００ｋＰａで空気を加圧吹き付けした。また、内視鏡としては、防塵機能ｗ備えたデジタル・ビデオ・カメラを用い、演算器には、画像のディスプレー１５，１６を付帯したプロセス・コンピュータを利用した。なお、実施本数は、それぞれ約１００本とし、その実施結果は、研削屑の回収量及び所要時間の平均値で評価した。表１に実施結果を一括して示す。また、図４には、所要時間を本発明と従来との場合を比較して示す。
【００２１】
【表１】

【００２２】
表１及び図４より、本発明が非常に優れていることが明らかである。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により、負圧吸引方式で研磨した後の鋼管内面状態の画像でスケールの除去状態を迅速に判断し、不良位置だけに研磨材の加圧吹き付けができるようになる。その結果、従来より一層効率良く、且つ完全に内面スケールが除去できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る鋼管内面スケールの除去装置を示す平面図である。
【図２】図１の装置を運転する作業手順を示すフロー図である。
【図３】鋼管内面のスケ−ルの付着状況を示す斜視図である。
【図４】本発明法と従来法とによる鋼管内面スケールの除去に要したトータル時間の比較図である。
【図５】従来の鋼管内面スケールの除去技術を説明する図であり、（ａ）は、研磨材の負圧吸引方式を、（ｂ）は加圧吹き付け方式である。
【符号の説明】
１　　鋼管
２　　内面スケール
３　　研磨材
４　　真空ポンプ
５　　圧縮空気
６　　研削屑
７　　回収箱
８　　搬送手段
９　　研磨材導入口
１０　内視鏡
１１　演算器
１２　研磨材吹き付けノズル
１３　別の内視鏡
１４　別の演算器
１５　ディスプレー
１６　別のディスプレー

Claims

鋼管の内部に、研磨材を経時的に負圧吸引及び加圧吹き込みして、該鋼管の内面スケールを研削、除去するに際して、
前記負圧吸引を行った後の鋼管内面の画像を検出し、スケール除去の良否を判定し、不良位置のスケールだけを加圧吹き込みで集中的に研削、除去することを特徴とする鋼管内面スケールの除去方法。
鋼管を水平状態で順次横移動させる搬送手段と、該搬送手段上を横移動する鋼管の一端側には、鋼管内に研磨材を負圧で供給する研磨材導入口と、管内の任意位置まで挿入され、その位置での内表面状態を画像として検出する内視鏡と、検出した画像を解析し、基準研磨状態と比較して良否を判定すると共に、不良位置を出力する演算器と、不良位置に先端を向け、研磨材を吹き付ける研磨材吹き付けノズルとを、前記搬送手段の上流から下流に互いに一定距離だけ離隔して配設すると共に、他端側には、前記負圧で供給する研磨材導入口の使用時に対応させて設ける負圧吸引手段と、研削材及び研削屑を回収する回収箱とを配設したことを特徴とする鋼管内面スケールの除去装置。
さらに、前記研磨材吹き付けノズルの前記搬送手段における配設位置の下流には、もう１組の前記内表面状態を画像として検出する内視鏡と、検出した画像を解析し、基準研磨状態と比較して良否を判定すると共に、不良位置を出力する演算器とを設けると共に、不良と判定された鋼管を前記研磨材吹き付けノズルの配設位置に戻す鋼管の逆流手段を設けたことを特徴とする請求項２記載の鋼管内面スケールの除去装置。