JP2010044016A - Method for manufacturing spiral steel pipe and apparatus for measuring shape - Google Patents

Method for manufacturing spiral steel pipe and apparatus for measuring shape Download PDF

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Yutaka Kano
裕 鹿野
Hisafumi Fukushima
寿文 福嶋
Daisuke Koseki
大祐 小関
Kazunari Miyazawa
和成 宮沢
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Nippon Steel Corp
Nippon Steel Spiral Pipe Co Ltd
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Sumitomo Metal Industries Ltd
Sumikin Spiral Pipe Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a spiral steel pipe and an apparatus for measuring the shape, capable of measuring the shape of the steel pipe online after a forming/welding process of a steel strip in a manufacturing process of the spiral steel pipe, and capable of carrying out the measurement by using a facility which is altered simply as much as possible by utilizing a current facility. <P>SOLUTION: The apparatus for measuring the shape of the spiral steel pipe, which is used for a welding process of the method for manufacturing the spiral steel pipe wherein the steel strip 2 is molded in a tube shape by using a molding device 3 equipped with an internal roller 4 and an external roller 4, and then a submerge arc welding is applied to abutting edges of the steel strip 2 in the width direction to form a steel pipe 7, incudes: a distance meter 17 which is disposed at the head of a mandrel 1 supporting the internal roller 4 and measures a distance from the inner surface of the steel pipe 7 in a noncontact fashion; a motor 15 for rotating the distance meter 17 in the circumferential direction of the steel pipe 7; and a rotation angle measuring means for measuring a rotation angle of the distance meter 17. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、スパイラル鋼管の製造工程中の鋼管の形状、すなわち鋼帯の成形・溶接後の鋼管の形状、とりわけ内周長をオンラインで計測可能なスパイラル鋼管の製造方法および形状測定装置に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a spiral steel pipe and a shape measuring apparatus capable of measuring on-line the shape of the steel pipe during the manufacturing process of the spiral steel pipe, that is, the shape of the steel pipe after forming and welding the steel strip, particularly the inner circumference.

スパイラル鋼管は、素材である鋼帯を螺旋状に巻き曲げ成形しながら、その継ぎ目を溶接接合することにより連続的に製造される。そして、スパイラル鋼管の製造では、溶接位置の移動、溶接ギャップや管周長の変動、更にオフセット（溶接部の段差）を発生させながら鋼管の成形を行っている。これら変動原因の大半は、材料コイルの降伏点のばらつきやコイルキャンバー（蛇行）であり、いずれも予測し難い要因であるため、変動への対処はオペレーターの経験と習熟度に頼るところが多い。特に鋼管の周長、ギャップ、オフセットの３つは、相互に関連があり、品質に直結するものであるが、オンラインで連続的に計測することは、技術的にハードルが高く、実現できていないのが現状である。   A spiral steel pipe is continuously manufactured by welding and joining its seam while bending a steel strip as a material in a spiral shape. In the manufacture of spiral steel pipes, the steel pipe is formed while generating a shift in the welding position, fluctuations in the welding gap and pipe circumference, and offset (step difference in the welded portion). Most of the causes of these fluctuations are variations in the yield point of the material coil and coil camber (meandering), both of which are difficult to predict, so dealing with the fluctuations often depends on the experience and proficiency of the operator. In particular, the circumference, gap, and offset of the steel pipe are related to each other and directly related to quality, but continuous measurement online is technically difficult and has not been realized. is the current situation.

従来、スパイラル鋼管の周長の測定は、オペレーターが周長テープで行っているが、この方法では、オペレーターが測定のために高所に上がる必要がある。
一方、従来、鋼管の内径や内周長を測定する方法が、以下の特許文献１〜６に開示されている。 Conventionally, the circumference of a spiral steel pipe is measured by an operator using a circumference tape. In this method, the operator needs to go up to a high place for measurement.
On the other hand, conventionally, methods for measuring the inner diameter and inner peripheral length of a steel pipe are disclosed in the following Patent Documents 1 to 6.

まず、特許文献１は、大口径鋼管など管状体の管端における形状を測定する管体の形状測定装置に関するものであり、特許文献２も、大口径鋼管などの管状体の管体における形状、すなわち、内外径・内外周長・肉厚・溶接部ビード形状などを測定する管体の形状測定装置に関するものである。   First, Patent Document 1 relates to a tube shape measuring device that measures the shape of a tubular body such as a large-diameter steel pipe, and Patent Document 2 also describes the shape of a tubular body such as a large-diameter steel pipe, That is, the present invention relates to a tubular shape measuring apparatus for measuring inner and outer diameters, inner and outer circumferential lengths, thicknesses, weld bead shapes, and the like.

特許文献３は、鋼管の内径を高精度、短時間で自動的に測定し、しかも管の変形状態が明確に判明することが出来る鋼管の内径測定装置に関するものであり、内径測定装置本体は、内径測定バーおよび芯出しバーとスプリングにより本体を支持する測定器支え軸より構成され、該内径測定バーには、寸法測定端子及びディジタル表示ダイヤルゲージを設けるとともに、芯出しハンドルおよび芯出しハンドルストッパーによって４５°毎に内径測定バーを回転可能とし、該ディジタル表示ダイヤルゲージの移動量によって内径を表示する装置からなるものである。   Patent Document 3 relates to a steel pipe inner diameter measuring device that can automatically measure the inner diameter of a steel pipe in a high accuracy and in a short time, and can clearly determine the deformation state of the pipe. It consists of an inner diameter measuring bar, a centering bar, and a measuring instrument support shaft that supports the main body with a spring. The inner diameter measuring bar is provided with a dimension measuring terminal and a digital display dial gauge, and is provided with a centering handle and a centering handle stopper. The inner diameter measuring bar can be rotated every 45 °, and the apparatus displays an inner diameter by the amount of movement of the digital display dial gauge.

特許文献４は、コンパクトな構成で、迅速かつ正確に鋼管の内径および内周長を測定する装置に関するものであり、基準プレートと、基準プレートの延出部に設けたガイド孔に案内される固定可能な爪と、基準プレートの中心にこれと直交すべく回転自在に枢着された回転体と、この回転体を伝達機構を介して回転させると共に回転体の回転角度を測定するパルスモータと、回転体の先端にこれと直交するように取り付けられたアームと、このアームに取り付けられたリニアゲージセンサー，レーザ距離計と、このリニアゲージセンサー，レーザ距離計を１回転させ一定角度毎に測定したリニアゲージセンサー，レーザ距離計の回転中心から鋼管の内周面までの距離とその回転角度に基づいて各角度における内径、および内周長を求める演算器を備えた構成である。   Patent Document 4 relates to an apparatus for measuring the inner diameter and inner circumferential length of a steel pipe quickly and accurately with a compact configuration, and is fixed to a reference plate and a guide hole provided in an extension portion of the reference plate. A possible claw, a rotating body pivotally attached to the center of the reference plate so as to be orthogonal to the center, a pulse motor that rotates the rotating body via a transmission mechanism and measures the rotation angle of the rotating body, An arm attached to the tip of the rotating body so as to be orthogonal thereto, a linear gauge sensor and a laser distance meter attached to this arm, and the linear gauge sensor and the laser distance meter were rotated once and measured at a fixed angle. Calculation to find the inner diameter and inner length at each angle based on the distance from the rotation center of the linear gauge sensor and laser rangefinder to the inner peripheral surface of the steel pipe and the rotation angle A configuration in which a.

特許文献５は、直径方向に内面位置を計測することによって内径を測定することができ、またレーザ式距離センサを用いているので非接触で摩耗等の影響を受けることなく測定することができる内径測定装置に関するものである。
特許文献６は、円筒状部材の内外径を測定する装置であり、円筒状部材の内周面または外周面に沿って距離センサを周方向に回転移動させると共に、センサの回転中心で多等分した中心角毎に、センサ中心から円筒状部材の内周面または外周面までの距離を測定してこれを記憶し、蓄積されたデータから最大および最小の測定距離を夫々判定した後、最大測定距離から最小測定距離を引いた値を等分することにより、部材中心とセンサ中心との偏差を算出し、この偏差と多等分した中心角とを基礎として補正計算を行なうものである。 In Patent Document 5, the inner diameter can be measured by measuring the position of the inner surface in the diameter direction, and the inner diameter can be measured without being affected by wear or the like in a non-contact manner because a laser type distance sensor is used. The present invention relates to a measuring device.
Patent Document 6 is an apparatus that measures the inner and outer diameters of a cylindrical member. The distance sensor rotates in the circumferential direction along the inner or outer peripheral surface of the cylindrical member, and is equally divided at the rotation center of the sensor. For each measured central angle, measure the distance from the sensor center to the inner or outer peripheral surface of the cylindrical member, store it, determine the maximum and minimum measurement distances from the accumulated data, and then perform the maximum measurement. By dividing the value obtained by subtracting the minimum measurement distance from the distance, a deviation between the member center and the sensor center is calculated, and correction calculation is performed on the basis of this deviation and the divided central angle.

特開平１−２３２２０３号公報JP-A-1-232203 特開平４−６５６１０号公報JP-A-4-65610 特開平７−４３１０３号公報JP 7-43103 A 特開平９−３１１０３４号公報JP-A-9-311034 特開平４−１６０３０３号公報JP-A-4-160303 特開平４−２８３６１１号公報JP-A-4-283611

しかしながら、これらの引用文献１〜６に記載の発明は、スパイラル鋼管の製造ラインに適用し、オンラインで鋼管の形状（例えば内周長など）を正確に測定することができるものではない。
すなわち、特許文献１および２については、管体の端部の形状を測定するためのものであって、スパイラル鋼管の製造工程における成形直後の鋼管の内周長測定などの内面形状測定は出来ない。また、測定装置自体が大掛かりなものとなる。
特許文献３は、鋼管の内径測定装置であるが、測定には人の介入が必要となり、これも、スパイラル鋼管の製造工程における成形直後の鋼管の内面形状測定に適用は出来ない。 However, the inventions described in these references 1 to 6 are applied to a spiral steel pipe production line, and the shape of the steel pipe (for example, the inner circumference) cannot be accurately measured online.
That is, Patent Documents 1 and 2 are for measuring the shape of the end of the tube, and cannot measure the inner surface shape such as measuring the inner circumference of the steel pipe immediately after forming in the manufacturing process of the spiral steel pipe. . In addition, the measuring device itself becomes large.
Patent Document 3 is an apparatus for measuring the inner diameter of a steel pipe. However, human intervention is required for the measurement, and this is also not applicable to the measurement of the inner shape of a steel pipe immediately after forming in the manufacturing process of a spiral steel pipe.

特許文献４および５は、特許文献１および２と同じく、管体の端部の形状を測定するためのものであって、スパイラル鋼管の製造工程における成形直後の鋼管の内面形状測定は出来ない。また、測定装置自体が大掛かりなものとなる。
特許文献６は、その目的が円筒状部材の内外径を測定することであり、構造的にもスパイラル鋼管の製造工程における成形直後の鋼管の内面形状測定に適用することは困難である。 Patent Documents 4 and 5 are for measuring the shape of the end of the tubular body, as in Patent Documents 1 and 2, and cannot measure the inner surface shape of the steel pipe immediately after forming in the manufacturing process of the spiral steel pipe. In addition, the measuring device itself becomes large.
The purpose of Patent Document 6 is to measure the inner and outer diameters of a cylindrical member, and structurally, it is difficult to apply to the inner surface shape measurement of a steel pipe immediately after forming in the spiral steel pipe manufacturing process.

本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、スパイラル鋼管の製造工程において、鋼帯の成形・溶接後の鋼管の形状をオンラインで計測可能であるとともに、現状の設備を活用し極力簡単な設備改造で計測可能なスパイラル鋼管の製造方法および形状測定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and in the manufacturing process of spiral steel pipe, the shape of the steel pipe after forming and welding of the steel strip can be measured online, and the current equipment is utilized. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method and a shape measuring device of a spiral steel pipe that can be measured with as simple an equipment modification as possible.

前記課題を解決するために、請求項１に記載のスパイラル鋼管の製造方法は、鋼帯を内面ローラーおよび外面ローラーを備える成形装置を用いて管状に成形した後、前記鋼帯の幅方向端面突合せ部をサブマージアーク溶接して鋼管にするスパイラル鋼管の製造方法において、前記内面ローラーを支持するマンドレルの先端部に前記鋼管の内面までの距離を非接触で測定する距離計を設け、前記鋼管の溶接工程中に前記距離計を前記鋼管の周方向に回転させることにより前記鋼管の形状を計測することを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the spiral steel pipe manufacturing method according to claim 1, after forming the steel strip into a tubular shape using a forming apparatus including an inner surface roller and an outer surface roller, the width direction end face butt of the steel strip In the manufacturing method of the spiral steel pipe which makes the steel pipe by submerged arc welding of the part, a distance meter for measuring the distance to the inner surface of the steel pipe in a non-contact manner is provided at the tip of the mandrel supporting the inner roller, and welding the steel pipe During the process, the shape of the steel pipe is measured by rotating the distance meter in the circumferential direction of the steel pipe.

また、請求項２に記載のスパイラル鋼管の製造方法は、請求項１に記載の発明において、前記鋼管の溶接工程中に前記距離計を前記鋼管の周方向に回転させるとともに、前記鋼管の長さ方向に前記鋼管の進行速度で移動させることを特徴とする。   A method for manufacturing a spiral steel pipe according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the distance meter is rotated in the circumferential direction of the steel pipe during the welding process of the steel pipe and the length of the steel pipe is set. The steel pipe is moved in the direction at the traveling speed of the steel pipe.

また、請求項３に記載のスパイラル鋼管の製造方法は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記距離計の回転中心から前記距離計を用いて計測した前記鋼管の内面までの距離と、前記距離計の回転角度とを用いて、前記鋼管の周長を計測することを特徴とする。   The spiral steel pipe manufacturing method according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the distance from the rotation center of the distance meter to the inner surface of the steel pipe measured using the distance meter is used. And the circumference of the steel pipe is measured using the rotation angle of the distance meter.

また、請求項４に記載のスパイラル鋼管の製造方法は、請求項３に記載の発明において、前記鋼管の内周長を計測する際に、前記鋼管の溶接ビードおよび前記鋼管の内面付着物の影響を除外して周長を計算することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the spiral steel pipe manufacturing method according to the third aspect of the invention, wherein when measuring the inner peripheral length of the steel pipe, the influence of the weld bead of the steel pipe and the inner surface deposit of the steel pipe. It is characterized in that the circumference is calculated excluding.

また、請求項５に記載のスパイラル鋼管の形状測定装置は、鋼帯を内面ローラーおよび外面ローラーを備える成形装置を用いて管状に成形した後、鋼帯の幅方向端面突合せ部をサブマージアーク溶接して鋼管にするスパイラル鋼管の製造方法の溶接工程に用いられるスパイラル鋼管の形状測定装置であって、前記内面ローラーを支持するマンドレルの先端部に設けられて前記鋼管の内面までの距離を非接触で測定する距離計と、前記距離計を前記鋼管の周方向に回転させる回転手段と、前記距離計の回転角を計測する回転角計測手段と、を備えていることを特徴とする。   The spiral steel pipe shape measuring apparatus according to claim 5, after forming the steel strip into a tubular shape using a forming apparatus including an inner surface roller and an outer surface roller, submerged arc welding is performed on the width direction end surface butt portion of the steel strip. An apparatus for measuring the shape of a spiral steel pipe used in a welding process of a manufacturing method of a spiral steel pipe to be made into a steel pipe, provided at the tip of a mandrel that supports the inner surface roller, the distance to the inner surface of the steel pipe being non-contact A distance meter to be measured, a rotating unit that rotates the distance meter in a circumferential direction of the steel pipe, and a rotation angle measuring unit that measures a rotation angle of the distance meter are provided.

また、請求項６に記載のスパイラル鋼管の形状測定装置は、請求項５に記載の発明において、前記距離計を前記鋼管の長さ方向に前記鋼管の進行速度で移動させる直線移動手段を備えていることを特徴とする。   Further, a shape measuring apparatus for a spiral steel pipe according to a sixth aspect is the invention according to the fifth aspect, further comprising linear moving means for moving the distance meter in the length direction of the steel pipe at a traveling speed of the steel pipe. It is characterized by being.

また、請求項７に記載のスパイラル鋼管の形状測定装置は、請求項５または請求項６に記載の発明において、前記距離計の前記鋼管の径方向の位置を調整する位置調整手段を備えていることを特徴とする。   A spiral steel pipe shape measuring device according to a seventh aspect of the present invention is the invention according to the fifth or sixth aspect, further comprising a position adjusting means for adjusting a radial position of the steel pipe of the distance meter. It is characterized by that.

請求項１に記載のスパイラル鋼管の製造方法によれば、製管（成形・溶接）中に刻々変化する鋼管の形状（周長、平均径）をオンラインで（製造中に）把握することが可能となり、計測データを用いて製管条件を調整することにより品質の安定したスパイラル鋼管の製造が可能となる。また、従来人手により測定していた作業を自動化することにより安全面での作業環境の向上に貢献できる。さらに、スパイラル鋼管の成形装置の内面ローラーを支持するマンドレルを活用しているので、極力簡単な設備改造でスパイラル鋼管の形状を計測することができる。   According to the method for manufacturing a spiral steel pipe according to claim 1, it is possible to grasp online (during manufacturing) the shape (periphery length, average diameter) of the steel pipe that changes every time during pipe making (forming / welding). Thus, by adjusting the pipe making conditions using the measurement data, it becomes possible to manufacture a spiral steel pipe with stable quality. In addition, it is possible to contribute to the improvement of the working environment in terms of safety by automating the work that has been measured manually. Furthermore, since the mandrel that supports the inner roller of the spiral steel pipe forming device is utilized, the shape of the spiral steel pipe can be measured with as simple a facility modification as possible.

請求項２に記載のスパイラル鋼管の製造方法によれば、鋼管の溶接工程中に距離計を鋼管の周方向に回転させるとともに、鋼管の長さ方向に鋼管の進行速度で移動させて、鋼管の形状を測定しているので、鋼管の長手方向の同一断面の形状（周長、平均径）を測定することができる。   According to the method for manufacturing a spiral steel pipe according to claim 2, the distance meter is rotated in the circumferential direction of the steel pipe during the welding process of the steel pipe, and is moved at the traveling speed of the steel pipe in the length direction of the steel pipe. Since the shape is measured, the shape (peripheral length, average diameter) of the same cross section in the longitudinal direction of the steel pipe can be measured.

請求項３に記載のスパイラル鋼管の製造方法によれば、距離計の回転中心から距離計を用いて計測した鋼管の内面までの距離と、距離計の回転角度とを用いて、鋼管の周長を計測するので、距離計の回転速度と回転方向を変えることにより、適正な計測データを容易に得ることができる。   According to the method for manufacturing a spiral steel pipe according to claim 3, the circumference of the steel pipe is calculated using the distance from the rotation center of the distance meter to the inner surface of the steel pipe measured using the distance meter and the rotation angle of the distance meter. Therefore, appropriate measurement data can be easily obtained by changing the rotation speed and rotation direction of the distance meter.

請求項４に記載のスパイラル鋼管の製造方法によれば、鋼管の内周長を計測する際に、鋼管の溶接ビードおよび鋼管の内面付着物の影響を除外して周長を計算するので、鋼管の内面に溶接ビードや内面付着物があっても、精度の高い内周長のデータを得ることができる。   According to the method for manufacturing a spiral steel pipe according to claim 4, when measuring the inner peripheral length of the steel pipe, the peripheral length is calculated by excluding the influence of the weld bead of the steel pipe and the inner surface deposit of the steel pipe. Even if there is a weld bead or inner surface deposit on the inner surface of the steel, highly accurate inner circumference data can be obtained.

請求項５に記載のスパイラル鋼管の形状測定装置によれば、製管（成形・溶接）中に刻々変化する鋼管の形状（周長、平均径）をオンラインで把握することが可能となり、計測データを用いて製管条件を調整することにより品質の安定したスパイラル鋼管の製造が可能となる。また、従来人手により測定していた作業を自動化することにより安全面での作業環境の向上に貢献できる。さらに、スパイラル鋼管の成形装置の内面ローラーを支持するマンドレルを活用しているので、極力簡単な設備改造でスパイラル鋼管の形状を計測することができる。さらには、距離計の回転速度と回転方向を変えることにより、適正な計測データを容易に得ることができる。   According to the shape measuring apparatus of the spiral steel pipe according to claim 5, it is possible to grasp online the shape (periphery length, average diameter) of the steel pipe which changes every time during pipe making (forming / welding), and the measurement data It is possible to manufacture spiral steel pipes with stable quality by adjusting the pipe making conditions using the. In addition, it is possible to contribute to the improvement of the working environment in terms of safety by automating the work that has been measured manually. Furthermore, since the mandrel that supports the inner roller of the spiral steel pipe forming device is utilized, the shape of the spiral steel pipe can be measured with as simple a facility modification as possible. Furthermore, appropriate measurement data can be easily obtained by changing the rotational speed and direction of the distance meter.

請求項６に記載のスパイラル鋼管の形状測定装置によれば、鋼管の溶接工程中に回転手段により距離計を鋼管の周方向に回転させるとともに、直線移動手段により鋼管の長さ方向に鋼管の進行速度で移動させて、鋼管の形状を測定することにより、鋼管の長手方向の同一断面の形状（周長、平均径）を測定することができる。   According to the shape measuring apparatus of the spiral steel pipe according to claim 6, the distance meter is rotated in the circumferential direction of the steel pipe by the rotating means during the welding process of the steel pipe, and the steel pipe is advanced in the length direction of the steel pipe by the linear moving means. By moving at a speed and measuring the shape of the steel pipe, the shape (peripheral length, average diameter) of the same cross section in the longitudinal direction of the steel pipe can be measured.

請求項７に記載のスパイラル鋼管の形状測定装置によれば、位置調整手段により距離計の鋼管の径方向の位置を調整することにより、鋼管の径が種々変化しても、距離計と鋼管計が緩衝しないように、あるいは距離計が測定可能範囲を外れないように、距離計を位置させることができるので、様々な径の鋼管製造に対して計測可能である。   According to the spiral steel pipe shape measuring apparatus according to claim 7, even if the diameter of the steel pipe changes variously by adjusting the radial position of the steel pipe of the distance meter by the position adjusting means, the distance meter and the steel pipe meter Since the distance meter can be positioned so that the distance meter is not buffered or the distance meter is not out of the measurable range, it can be measured for the manufacture of steel pipes of various diameters.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１および図２は、本発明の実施の形態に係るスパイラル鋼管の形状測定装置を示す図であって、図１はスパイラル鋼管の出側（下流側）から素材である鋼帯の入側（上流側）に向かって見た図（正面図）であり、図２は側面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 and FIG. 2 are diagrams showing a spiral steel pipe shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a drawing of a steel strip as a material from the outlet side (downstream side) of the spiral steel pipe ( It is the figure (front view) seen toward the upstream side, and FIG. 2 is a side view.

これらの図に示すように、このスパイラル鋼管の形状測定装置は、マンドレル（インナービーム）１を備えている。このマンドレル１は、鋼帯２を管状に成形する成形装置３の内面ローラー（上ローラー）４を支持しているものである。内面ローラー４は、マンドレル１の下側にマンドレル１の長さ方向に沿って複数個が等間隔に回転自在に固定されている。成形装置３は、これらの複数個の内面ローラー４と複数個の外面ローラー（下ローラー）５とを備えている。外面ローラー５は、間隔をおいて２列設けられている。これらの内面ローラー４と外面ローラー５との間を鋼帯２が通過することにより鋼帯２が螺旋状に巻き曲げされ、鋼帯２が管状に成形される。また、マンドレル１の先端部の下側には、内面溶接用のノズル６が支持されている。   As shown in these drawings, this spiral steel pipe shape measuring apparatus includes a mandrel (inner beam) 1. The mandrel 1 supports an inner surface roller (upper roller) 4 of a forming apparatus 3 that forms a steel strip 2 into a tubular shape. A plurality of inner rollers 4 are fixed to the lower side of the mandrel 1 so as to be rotatable at equal intervals along the length direction of the mandrel 1. The molding apparatus 3 includes a plurality of inner surface rollers 4 and a plurality of outer surface rollers (lower rollers) 5. The outer roller 5 is provided in two rows at intervals. When the steel strip 2 passes between the inner roller 4 and the outer roller 5, the steel strip 2 is spirally wound, and the steel strip 2 is formed into a tubular shape. A nozzle 6 for inner surface welding is supported on the lower side of the tip of the mandrel 1.

管状に形成された鋼帯２は、鋼帯２の幅方向端面突合せ部を内面溶接用のノズル６により内面溶接された後、外面溶接用のノズル（図示せず）により外面溶接されてスパイラル鋼管（以下、単に鋼管ともいう。）７とされ、その後走行切断されて、所定の長さの鋼管７とされる。内面溶接および外面溶接はサブマージアーク溶接により行われる。鋼帯２を内面ローラー４および外面ローラー５を備える成形装置３を用いて管状に成形する成形工程、鋼帯２の幅方向端面突合せ部をサブマージアーク溶接して鋼管７とする溶接工程、およびその後に行われる切断工程はすべて、連続して行われる工程となっている。   The steel strip 2 formed in a tubular shape is subjected to inner surface welding of the end face butting portion in the width direction of the steel strip 2 by a nozzle 6 for inner surface welding, and then outer surface welding is performed by a nozzle for outer surface welding (not shown). (Hereinafter, it is also simply referred to as a steel pipe.) 7 and is then cut by running to form a steel pipe 7 having a predetermined length. The inner surface welding and the outer surface welding are performed by submerged arc welding. A forming step of forming the steel strip 2 into a tubular shape using a forming apparatus 3 including an inner roller 4 and an outer roller 5, a welding step of submerging arc welding the width direction end face butt portion of the steel strip 2 to form a steel pipe 7, and thereafter All of the cutting processes performed in (1) are processes performed continuously.

マンドレル１は鋼管７の長さ方向に延びており、このマンドレル１の先端部には、マンドレル１の長さ方向（中心軸方向）に沿って伸縮するシリンダー（直線移動手段）１１が取り付けられている。このシリンダー１１の先端部には、台座１２が固定されており、したがってシリンダー１１が伸縮すると、この台座１２が鋼管７の長さ方向（鋼管７の中心軸と平行）に鋼管７内の下部を直線移動するようになっている。   The mandrel 1 extends in the length direction of the steel pipe 7, and a cylinder (linear movement means) 11 that extends and contracts along the length direction (center axis direction) of the mandrel 1 is attached to the tip of the mandrel 1. Yes. A pedestal 12 is fixed to the tip of the cylinder 11. Therefore, when the cylinder 11 expands and contracts, the pedestal 12 extends in the length direction of the steel pipe 7 (parallel to the central axis of the steel pipe 7). It is designed to move in a straight line.

台座１２の上部には、上下方向に伸縮するシリンダー（位置調整手段）１４が取り付けられており、このシリンダー１４の先端部にはモーター（回転手段）１５が固定されている。このモーター１５の出力軸は鋼管７の長さ方向に延びている。モーター１５の出力軸にはローター１６が結合されており、このローター１６の端部に距離計１７が固定されている。これにより、シリンダー１４を伸縮させることにより、距離計１７が鋼管７の径方向に上下移動し、距離計１７が鋼管７の中心部近傍に位置するように位置調整できるようになっている。また、モーター１５を回転駆動させることにより、距離計１７が鋼管７の内側で鋼管７の周方向に回転するようになっている。   A cylinder (position adjusting means) 14 that expands and contracts in the vertical direction is attached to the upper part of the base 12, and a motor (rotating means) 15 is fixed to the tip of the cylinder 14. The output shaft of the motor 15 extends in the length direction of the steel pipe 7. A rotor 16 is coupled to the output shaft of the motor 15, and a distance meter 17 is fixed to the end of the rotor 16. Thereby, by extending and contracting the cylinder 14, the distance meter 17 moves up and down in the radial direction of the steel pipe 7, and the position can be adjusted so that the distance meter 17 is positioned near the center of the steel pipe 7. In addition, the distance meter 17 rotates in the circumferential direction of the steel pipe 7 inside the steel pipe 7 by rotating the motor 15.

この例では、距離計１７は、レーザー式変位センサーから構成されている。ローター１６には、図示しないが、距離計１７の回転角θを検出するためのエンコーダ（センサー；回転角計測手段）が設けられている。なお、モーター１５が回転角を制御可能なステッピングモーターである場合は、当然のことながらエンコーダは不要であり、モーター１５に回転角検出手段が付随していることになる。   In this example, the distance meter 17 includes a laser displacement sensor. Although not shown, the rotor 16 is provided with an encoder (sensor; rotation angle measuring means) for detecting the rotation angle θ of the distance meter 17. If the motor 15 is a stepping motor capable of controlling the rotation angle, it is needless to say that an encoder is unnecessary, and the rotation angle detection means is attached to the motor 15.

距離計１７は、シリンダー１１を伸縮させることにより鋼管７の長さ方向の位置を変えることができるようになっている。そして、鋼管７の長さ方向（中心軸方向）の同一断面の距離計１７から鋼管７内面までの距離の測定が可能なように、距離計１７の鋼管７の長さ方向の速度と鋼管７の進行速度とが同期するように、シリンダー１１のピストンの伸長速度を設定する。ただし、シリンダー１１のピストンのストロークには限りがあるので、鋼管７の進行速度や距離計１７の回転速度、内周長の測定頻度（鋼管７の長さ方向の測定ピッチ）によっても異なるが、１回（鋼管７の１断面）の内周長測定後、該ピストンを下限値（シリンダー内に最も収納された位置）にまで速やかに移動させ、次の測定に備えるようにするのが好ましい。   The distance meter 17 can change the position in the length direction of the steel pipe 7 by expanding and contracting the cylinder 11. Then, the speed in the length direction of the steel pipe 7 of the distance meter 17 and the steel pipe 7 are measured so that the distance from the distance meter 17 having the same cross section in the length direction (center axis direction) of the steel pipe 7 to the inner surface of the steel pipe 7 can be measured. The extension speed of the piston of the cylinder 11 is set so that the traveling speed of the cylinder 11 is synchronized. However, since the stroke of the piston of the cylinder 11 is limited, it varies depending on the traveling speed of the steel pipe 7, the rotational speed of the distance meter 17, and the measurement frequency of the inner peripheral length (measurement pitch in the length direction of the steel pipe 7). After measuring the inner circumferential length once (one cross section of the steel pipe 7), it is preferable to move the piston quickly to the lower limit value (the position most housed in the cylinder) to prepare for the next measurement.

シリンダー１１には、距離計１７の鋼管７の長さ方向の位置・速度の制御が可能なように、図示しないが位置検出器が取り付けられている。なお、シリンダー１１に、位置検出器とシリンダーが一体になったシルナックシリンダーを用いてもよい。
また、シリンダー１１、１４には、油圧式、空気圧式あるいは電動式のいずれかが用いられ、そして遠隔操作される。 A position detector (not shown) is attached to the cylinder 11 so that the position and speed in the length direction of the steel pipe 7 of the distance meter 17 can be controlled. The cylinder 11 may be a cylinder cylinder in which the position detector and the cylinder are integrated.
The cylinders 11 and 14 are either hydraulic, pneumatic or electric and are remotely operated.

図３に示すように、シリンダー１４を伸縮させることにより、鋼管７の径が種々に変化しても、距離計１７と鋼管７とが干渉しないように、また距離計１７の測定可能範囲を外れないように、距離計１７の鋼管７の高さ方向の位置（径方向の位置）を調整できるようになっている。なお、図示しないが距離計１７の昇降量を検出するためのセンサー（位置検出器）がシリンダー１４に付随して取り付けられており、距離計１７およびローター１６の位置をシリンダー１４の可動範囲で自在に設定することが可能になっている。なお、シリンダー１４に、位置検出器とシリンダーが一体になったシルナックシリンダーを用いてもよい。   As shown in FIG. 3, by extending and retracting the cylinder 14, even if the diameter of the steel pipe 7 changes variously, the distance meter 17 and the steel pipe 7 do not interfere with each other, and the measurable range of the distance meter 17 deviates. The position in the height direction (position in the radial direction) of the steel pipe 7 of the distance meter 17 can be adjusted so as not to be present. Although not shown, a sensor (position detector) for detecting the amount of elevation of the distance meter 17 is attached to the cylinder 14, and the positions of the distance meter 17 and the rotor 16 can be freely moved within the movable range of the cylinder 14. It is possible to set to. The cylinder 14 may be a cylinder cylinder in which the position detector and the cylinder are integrated.

次に、鋼管７の内面の形状（内周長）を測定する原理を図４に示す。
スパイラル鋼管７の製管中に距離計１７を用いて内周長を測定するため、スパイラル鋼管７の回転方向と距離計１７の回転方向によって、内周長の測定方法は以下のようになる。 Next, the principle of measuring the shape (inner peripheral length) of the inner surface of the steel pipe 7 is shown in FIG.
Since the inner peripheral length is measured using the distance meter 17 during the production of the spiral steel pipe 7, the inner peripheral length is measured in the following manner depending on the rotational direction of the spiral steel pipe 7 and the rotational direction of the distance meter 17.

Figure 2010044016
Figure 2010044016

Ｎ１またはＮ２は多いほど高精度で内周長の測定が可能となるが、計測データ（Ｌ）の処理量も増大するため、マイコンやパソコン等の電子計算機のデータ処理能力を考慮して適正な値に設定する。
また、距離計１７の回転中心周りの角速度ωsについては、大きくする方がスパイラル鋼管７の長さ方向に内周長を細かく測定することが可能となるメリットがあるが、必要以上に大きくすると時間あたりの計測データ処理量が増大するため、適正範囲に設定する。 As N1 or N2 increases, the inner circumference length can be measured with higher accuracy. However, the processing amount of measurement data (L) also increases, so it is appropriate to consider the data processing capability of electronic computers such as microcomputers and personal computers. Set to value.
Further, with respect to the angular velocity ωs around the rotation center of the distance meter 17, there is an advantage that the inner circumferential length can be measured in the length direction of the spiral steel pipe 7 in a larger direction. Since the amount of measurement data processing per unit increases, it is set to an appropriate range.

図５は、内周長測定における台座１２の移動用シリンダー１１の動作状況を模式的に示す図である。
同図には、ＡパターンおよびＢパターンの２種類を例示しているが、Ａパターンは、製管速度（鋼管７の長さ方向の進行速度）が大きい、すなわち比較的小径のスパイラル鋼管７を測定する場合を表し、Ｂパターンは、製管速度が小さい、すなわち比較的大径のスパイラル鋼管７を測定する場合を表す。
同図を見ると、鋼管７の長さ方向の測定ピッチ（間隔）は、Ａパターンの方（＝ＰＡ）がＢパターン（＝ＰＢ）に比べて大きくなっているが、Ａパターンにおける距離計１７の回転速度を増加させるか、あるいは上述のように距離計１７の回転方向をスパイラル鋼管７の回転方向と逆にして、上記式(2)で内周長を算出することにより、内周長測定時間を短縮させ、測定ピッチを小さく、すなわち内周長を小刻みに測定することは可能である。 FIG. 5 is a diagram schematically showing the operating state of the moving cylinder 11 of the pedestal 12 in measuring the inner circumference.
In the figure, two types of A pattern and B pattern are illustrated, but the A pattern has a high pipe-making speed (traveling speed in the length direction of the steel pipe 7), that is, a spiral steel pipe 7 having a relatively small diameter. The B pattern represents the case where the pipe making speed is small, that is, the spiral steel pipe 7 having a relatively large diameter is measured.
Referring to the figure, the measurement pitch (interval) in the length direction of the steel pipe 7 is larger in the A pattern (= P A ) than in the B pattern (= P B ). By increasing the rotational speed of the meter 17 or by reversing the rotational direction of the distance meter 17 from the rotational direction of the spiral steel pipe 7 as described above, the inner circumferential length is calculated by the above equation (2). It is possible to shorten the long measurement time and reduce the measurement pitch, that is, to measure the inner circumference in small increments.

図６に示すように、被測定対象であるスパイラル鋼管７の内面に、溶接ビード２１や内面サブマージアーク溶接の際のフラックス等からなる凸部２２があると、距離計１７による鋼管７の内面形状測定に悪影響を及ぼす。
例えば、距離計１７がレーザー式変位センサーからなる場合、レーザービームの照射部に凸部２２があると、ビームの乱反射により測定が不能になるか、たとえ計測できたとしても図６に示すように本来の距離Ｌ４やＬ５に比べて異常に小さな値として検出される可能性がある。 As shown in FIG. 6, if there is a convex portion 22 made of a flux or the like in welding bead 21 or inner surface submerged arc welding on the inner surface of the spiral steel pipe 7 to be measured, the inner surface shape of the steel pipe 7 by the distance meter 17 Adversely affects measurement.
For example, when the distance meter 17 is composed of a laser displacement sensor, if there is a convex portion 22 in the laser beam irradiation part, the measurement becomes impossible due to the irregular reflection of the beam, even if it can be measured, as shown in FIG. There is a possibility that it is detected as an abnormally small value compared to the original distances L4 and L5.

このような場合には、図６に示すように、（１）距離Ｌの時系列計測データからＡ点、Ｂ点、Ｃ点およびＤ点のような変曲点を検出、（２）Ａ点とＢ点間、ならびにＣ点とＤ点間のＬの実測値を除外、（３）Ａ点とＢ点間、ならびにＣ点とＤ点間を補間するＬ値を計算し、これを用いて内周長を算出する。これにより、精度の高い内周長が計算できる。   In such a case, as shown in FIG. 6, (1) inflection points such as points A, B, C, and D are detected from time-series measurement data of distance L, and (2) point A (3) The L value that interpolates between the points A and B and between the points C and D is calculated and used. Calculate the inner circumference. Thereby, a highly accurate inner circumference can be calculated.

なお、以上の説明では、スパイラル鋼管７の内周長の測定方法について述べたが、スパイラル鋼管７の外周長を測定する場合には、前記式(1)および式(2)において、Ｌ(θ)の代わりに、以下に記載のＬ’(θ)を用いることで外周長も算出できる。   In the above description, the method for measuring the inner peripheral length of the spiral steel pipe 7 has been described. However, when the outer peripheral length of the spiral steel pipe 7 is measured, in the above formulas (1) and (2), L (θ ), The outer peripheral length can be calculated by using L ′ (θ) described below.

Ｌ’(θ)＝Ｌ(θ)＋ｔ ‥‥(3)
ここで、Ｌ(θ)は、θにおける距離計の回転中心からスパイラル鋼管内面までの距離であり、ｔは、鋼帯の平均肉厚である。 L ′ (θ) = L (θ) + t (3)
Here, L (θ) is the distance from the rotation center of the rangefinder to the inner surface of the spiral steel pipe at θ, and t is the average thickness of the steel strip.

さらに、式(1)あるいは式(2)で求まる内周長、式(3)で求まる外周長を各々、πで除することにより、鋼管の平均内径、および平均外径の算出が可能である。   Furthermore, by dividing the inner circumference obtained by equation (1) or equation (2) and the outer circumference obtained by equation (3) by π, the average inner diameter and average outer diameter of the steel pipe can be calculated. .

また、以上の説明では、距離計１７としてレーザー式変位センサーからなる距離計を用いた場合を説明したが、距離計１７は超音波距離計等他の非接触タイプの距離計であってもよい。
また、以上の説明では、距離計１７として１個の距離計を使用してスパイラル鋼管の周長や径を測定する場合について説明を行ったが、距離計１７として２個以上の距離計を使用し測定してもよい。例えば、２個の距離計を各々鋼管内面までの距離を測定可能なように背中合わせにセットし、各々１８０°回転させて測定した距離データと回転角データを元に１／２周長を算出し、これら１／２周長を足し合せて周長としてもよい。この場合、１個の距離計を用いる場合に比べて、１周長の測定時間が１／２に短縮されるメリットがある。一般に距離計１７としてＮ個の距離計を用いる場合、各々の距離計を鋼管内面に向けて、回転方向に３６０／Ｎ（°）の一定間隔で配置すればよい。 Further, in the above description, a case has been described in which a distance meter composed of a laser displacement sensor is used as the distance meter 17, but the distance meter 17 may be another non-contact type distance meter such as an ultrasonic distance meter. .
Moreover, in the above description, although the case where the circumference and diameter of a spiral steel pipe were measured using one distance meter as the distance meter 17 was described, two or more distance meters were used as the distance meter 17. And may be measured. For example, set two distance meters back to back so that the distance to the inner surface of the steel pipe can be measured, and calculate the ½ circumference based on the distance data and rotation angle data measured by rotating 180 ° each. These half circumferences may be added to obtain a circumference. In this case, there is an advantage that the measurement time for one circumference is shortened to ½ compared to the case of using one distance meter. In general, when N distance meters are used as the distance meter 17, each distance meter may be arranged at a constant interval of 360 / N (°) in the rotation direction toward the inner surface of the steel pipe.

次に、スパイラル鋼管の周長（径）の調整方法を説明する。
（１）周長（外周長、内周長）または径（外径、内径）を大きくする方法
図７に示すように、鋼帯２の幅Ｂと鋼管７の外径Ｄと成形角度θの間には、以下の関係が成立つ。
sinθ=Ｂ／πＤ ‥‥(4)
これより、Ｄ=Ｂ／πsinθ ‥‥(5) Next, a method for adjusting the circumferential length (diameter) of the spiral steel pipe will be described.
(1) Method of increasing circumference (outer circumference, inner circumference) or diameter (outer diameter, inner diameter) As shown in FIG. 7, the width B of the steel strip 2, the outer diameter D of the steel pipe 7, and the forming angle θ The following relationship is established between them.
sinθ = B / πD (4)
From this, D = B / πsinθ (5)

式(5)から、Ｄを大きくするにはθを小さくすればよいが、同一サイズのスパイラル鋼管７の製造中には、θは固定しておき、図８に示すように、油圧シリンダー（鋼管出側揺動装置）３１により出側フレーム３２を角度αで揺動させるのが一般的である。なお、図８において、符号３３は入側フレーム、３４はサイドガイド、３５がエッジミラー、３６はピンチローラである。
式(5)において、Ｂは一定と仮定すると、 From equation (5), to increase D, θ may be reduced. However, during manufacture of spiral steel pipe 7 of the same size, θ is fixed and, as shown in FIG. In general, the exit side frame 32 is swung at an angle α by the exit side swing device 31. In FIG. 8, reference numeral 33 denotes an entrance frame, 34 denotes a side guide, 35 denotes an edge mirror, and 36 denotes a pinch roller.
In equation (5), assuming that B is constant,

Figure 2010044016
Figure 2010044016

式(6)と図７の関係から、
α＝−Δθ＝−π/Ｂ・(cosθ−1/cosθ)ΔＤ ‥‥(7)
ここで、ΔＤは成形後の鋼管７の外径Ｄの変化量を表す。
ΔＤ＞０の場合、すなわち外径Ｄが大きくなる方向に変化した場合、式(7)からα＞０になり、出側フレーム３１を反時計廻りに式(7)で計算される角度|α|（＝αの絶対値）分を調整すればよい。
内径（＝Ｄ−２ｔ、tは鋼管の板厚）についても同様の調整を行えばよい。 From the relationship between equation (6) and FIG.
α = −Δθ = −π / B · (cosθ−1 / cosθ) ΔD (7)
Here, ΔD represents the amount of change in the outer diameter D of the steel pipe 7 after forming.
When ΔD> 0, that is, when the outer diameter D changes in the increasing direction, α> 0 from Equation (7), and the angle | α calculated by Equation (7) counterclockwise with respect to the outgoing frame 31 | α What is necessary is to adjust | (= absolute value of α).
The same adjustment may be performed for the inner diameter (= D-2t, t is the thickness of the steel pipe).

一方、鋼管７の外周長Ｌと鋼管７の外径Ｄの間には以下の関係が成立つ。
Ｌ＝πＤ
ΔＬ＝πΔＤ ‥‥(8)
式(7)と式(8)から、以下の関係が得られる。
α＝−π/Ｂ・(cosθ−1/cosθ)ΔＤ＝−１/Ｂ・(cosθ−１/cosθ)ΔＬ ‥‥(9)
ΔＬ＞０の場合、すなわち外周長が大きくなる方向に変化した場合、式(9)からα＞０になり、出側フレームを反時計廻りに式(9)で計算される角度|α|（＝αの絶対値）分を調整すればよい。
内周長（＝Ｌ−２πt、tは鋼管の板厚）についても同様の調整を行えばよい。
以上の説明において、鋼管７の周長あるいは径の変化に応じた出側フレーム３１の調整は、手動もしくは自動制御の何れの方法を用いても良い。 On the other hand, the following relationship is established between the outer peripheral length L of the steel pipe 7 and the outer diameter D of the steel pipe 7.
L = πD
ΔL = πΔD (8)
From the equations (7) and (8), the following relationship is obtained.
α = −π / B · (cosθ−1 / cosθ) ΔD = −1 / B · (cosθ−1 / cosθ) ΔL (9)
When ΔL> 0, that is, when the outer circumferential length changes, α> 0 from Equation (9), and the angle | α | ( = Absolute value of α) may be adjusted.
The same adjustment may be performed for the inner circumferential length (= L-2πt, t is the thickness of the steel pipe).
In the above description, the adjustment of the exit side frame 31 according to the change in the circumferential length or diameter of the steel pipe 7 may be performed by either manual or automatic control.

（２）周長（外周長、内周長）または径（外径、内径）を小さくする方法
同様にして、ΔＤ＜０値の場合、すなわち外径が小さくなる方向に変化した場合、式(7)からα＜０になり、出側フレームを時計廻りに式(7)で計算される角度|α|（＝αの絶対値）分を調整すればよい。
内径（＝Ｄ−２t、tは鋼管の板厚）についても同様の調整を行えばよい。 (2) Method of reducing the circumferential length (outer circumferential length, inner circumferential length) or diameter (outer diameter, inner diameter) Similarly, when ΔD <0, that is, when the outer diameter is reduced, the formula ( From 7), α <0, and the output frame may be rotated clockwise by the angle | α | (= absolute value of α) calculated by equation (7).
The same adjustment may be performed for the inner diameter (= D-2t, t is the thickness of the steel pipe).

また、ΔＬ＜０の場合、すなわち外周長が小さくなる方向に変化した場合、式(9)からα＜０になり、出側フレームを時計廻りに式(9)で計算される角度|α|（＝αの絶対値）分を調整すればよい。
内周長（＝Ｌ−２πt、tは鋼管の板厚）についても同様の調整を行えばよい。
以上の説明において、鋼管の周長あるいは径の変化に応じた出側フレームの調整は、手動もしくは自動制御の何れの方法を用いても良い。 Further, when ΔL <0, that is, when the outer peripheral length is changed in a decreasing direction, α <0 from Equation (9), and the angle | α | (= Absolute value of α) may be adjusted.
The same adjustment may be performed for the inner circumferential length (= L-2πt, t is the thickness of the steel pipe).
In the above description, the adjustment of the exit side frame in accordance with the change in the circumference or diameter of the steel pipe may be performed by either manual or automatic control.

なお、前述の実施の形態では、シリンダー１４を用いて距離計１７の鋼管７の径方向の位置を調整するようにしたが、これに代えて、例えば、長さの異なるアルミ中空フレーム等の取付部材を用意し、鋼管径に応じた取付部材を用いるようにしてもよい。この場合、取付部材の交換は人手を介して行う。   In the above-described embodiment, the radial position of the steel pipe 7 of the distance meter 17 is adjusted using the cylinder 14, but instead of this, for example, mounting an aluminum hollow frame or the like having a different length A member may be prepared and an attachment member corresponding to the steel pipe diameter may be used. In this case, the attachment member is exchanged manually.

また、前述の実施例では、距離計１７を鋼管７の周方向に回転させるとともに、鋼管７の長さ方向に鋼管７の進行速度で移動させるようにしたが、シリンダー（直線移動手段）を設けずに、距離計１７を鋼管７の周方向に回転させるだけにしてもよい。   In the above-described embodiment, the distance meter 17 is rotated in the circumferential direction of the steel pipe 7 and is moved in the length direction of the steel pipe 7 at the traveling speed of the steel pipe 7, but a cylinder (linear movement means) is provided. Instead, the distance meter 17 may be simply rotated in the circumferential direction of the steel pipe 7.

本発明の実施の形態に係るスパイラル鋼管の形状測定装置を示す図であって、スパイラル鋼管の出側（下流側）から素材である鋼帯の入側（上流側）に向かって見た図である。It is a figure which shows the shape measuring apparatus of the spiral steel pipe which concerns on embodiment of this invention, Comprising: It is the figure seen toward the entrance side (upstream side) of the steel strip which is a raw material from the exit side (downstream side) of a spiral steel pipe is there. 同、側面図である。FIG. （ａ）は大径の鋼管の内周長を測定する場合を示す図であり、（ｂ）は大径の鋼管の内周長を測定する場合を示す図である。(A) is a figure which shows the case where the inner peripheral length of a large diameter steel pipe is measured, (b) is a figure which shows the case where the inner peripheral length of a large diameter steel pipe is measured. 鋼管の内面の内周長を測定する原理を示す図であって、（ａ）は鋼管内の距離計を示す図であり、（ｂ）は距離計の回転角と鋼管内面までの距離との関係を示す図である。It is a figure which shows the principle which measures the inner peripheral length of the inner surface of a steel pipe, (a) is a figure which shows the distance meter in a steel pipe, (b) is the rotation angle of a distance meter, and the distance to a steel pipe inner surface. It is a figure which shows a relationship. 内周長測定における台座の移動用シリンダーの動作状況を示す図であって、（ａ）はスパイラル鋼管の形状測定装置の側面図であり、台座の移動用シリンダーのストロークを時間軸で表した図である。It is a figure which shows the operation | movement condition of the cylinder for movement of a base in inner peripheral length measurement, Comprising: (a) is a side view of the shape measuring apparatus of a spiral steel pipe, and the figure which represented the stroke of the cylinder for movement of a base on a time axis It is. 鋼管の内面に溶接ビードや凸部がある場合の鋼管の内面の内周長の計算方法を説明するための図であって、（ａ）は鋼管内の距離計を示す図であり、（ｂ）は補間法を用いた距離計の回転角と鋼管内面までの距離との関係を示す図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of the inner peripheral length of the inner surface of a steel pipe in case there exists a weld bead and a convex part in the inner surface of a steel pipe, (a) is a figure which shows the distance meter in a steel pipe, (b ) Is a diagram showing the relationship between the rotation angle of the distance meter using the interpolation method and the distance to the inner surface of the steel pipe. 鋼帯の幅と鋼管の外径と成形角度との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the width | variety of a steel strip, the outer diameter of a steel pipe, and a forming angle. スパイラル鋼管の周長（径）の調整方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the adjustment method of the perimeter (diameter) of a spiral steel pipe.

符号の説明Explanation of symbols

１ マンドレル
２ 鋼帯
３ 成形装置
４ 内面ローラー
５ 外面ローラー
７ 鋼管（スパイラル鋼管）
１１ シリンダー（直線移動手段）
１４ シリンダー（位置調整手段）
１５ モーター（回転手段）
１７ 距離計 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mandrel 2 Steel strip 3 Forming device 4 Inner roller 5 Outer roller 7 Steel pipe (spiral steel pipe)
11 cylinder (linear movement means)
14 cylinder (position adjustment means)
15 Motor (rotating means)
17 Distance meter

Claims (7)

鋼帯を内面ローラーおよび外面ローラーを備える成形装置を用いて管状に成形した後、前記鋼帯の幅方向端面突合せ部をサブマージアーク溶接して鋼管にするスパイラル鋼管の製造方法において、
前記内面ローラーを支持するマンドレルの先端部に前記鋼管の内面までの距離を非接触で測定する距離計を設け、前記鋼管の溶接工程中に前記距離計を前記鋼管の周方向に回転させることにより前記鋼管の形状を計測することを特徴とするスパイラル鋼管の製造方法。 In a method for manufacturing a spiral steel pipe, after forming a steel strip into a tubular shape using a forming apparatus including an inner surface roller and an outer surface roller, a steel tube is obtained by submerging arc welding a width direction end face butt portion of the steel strip.
By providing a distance meter that measures the distance to the inner surface of the steel pipe in a non-contact manner at the tip of the mandrel that supports the inner roller, and rotating the distance meter in the circumferential direction of the steel pipe during the welding process of the steel pipe A method for manufacturing a spiral steel pipe, comprising measuring the shape of the steel pipe. 前記鋼管の溶接工程中に前記距離計を前記鋼管の周方向に回転させるとともに、前記鋼管の長さ方向に前記鋼管の進行速度で移動させることを特徴とする請求項１に記載のスパイラル鋼管の製造方法。   2. The spiral steel pipe according to claim 1, wherein the distance meter is rotated in a circumferential direction of the steel pipe during the welding process of the steel pipe and is moved at a traveling speed of the steel pipe in a length direction of the steel pipe. Production method. 前記距離計の回転中心から前記距離計を用いて計測した前記鋼管の内面までの距離と、前記距離計の回転角度とを用いて、前記鋼管の周長を計測することを特徴とする請求項1または請求項２に記載のスパイラル鋼管の製造方法。   The circumference of the steel pipe is measured using a distance from the rotation center of the distance meter to an inner surface of the steel pipe measured using the distance meter and a rotation angle of the distance meter. The manufacturing method of the spiral steel pipe of Claim 1 or Claim 2. 前記鋼管の内周長を計測する際に、前記鋼管の溶接ビードおよび前記鋼管の内面付着物の影響を除外して周長を計算することを特徴とする請求項３に記載のスパイラル鋼管の製造方法。   4. The spiral steel pipe manufacturing method according to claim 3, wherein when measuring the inner peripheral length of the steel pipe, the peripheral length is calculated by excluding the influence of weld beads of the steel pipe and inner surface deposits of the steel pipe. Method. 鋼帯を内面ローラーおよび外面ローラーを備える成形装置を用いて管状に成形した後、鋼帯の幅方向端面突合せ部をサブマージアーク溶接して鋼管にするスパイラル鋼管の製造方法の溶接工程に用いられるスパイラル鋼管の形状測定装置であって、
前記内面ローラーを支持するマンドレルの先端部に設けられて前記鋼管の内面までの距離を非接触で測定する距離計と、前記距離計を前記鋼管の周方向に回転させる回転手段と、前記距離計の回転角を計測する回転角計測手段と、を備えていることを特徴とするスパイラル鋼管の形状測定装置。 Spiral used in the welding process of a spiral steel pipe manufacturing method in which a steel strip is formed into a tubular shape using a forming apparatus having an inner surface roller and an outer surface roller, and then the end face butt portion in the width direction of the steel strip is submerged arc welded to form a steel pipe An apparatus for measuring the shape of a steel pipe,
A distance meter that is provided at a tip of a mandrel that supports the inner surface roller and measures the distance to the inner surface of the steel pipe in a non-contact manner, a rotating means that rotates the distance meter in a circumferential direction of the steel pipe, and the distance meter And a rotational angle measuring means for measuring the rotational angle of the spiral steel pipe. 前記距離計を前記鋼管の長さ方向に前記鋼管の進行速度で移動させる直線移動手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のスパイラル鋼管の形状測定装置。   The shape measuring apparatus for a spiral steel pipe according to claim 1, further comprising a linear moving means for moving the distance meter in the length direction of the steel pipe at a traveling speed of the steel pipe. 前記距離計の前記鋼管の径方向の位置を調整する位置調整手段を備えていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のスパイラル鋼管の形状測定装置。   The shape measuring device for a spiral steel pipe according to claim 5 or 6, further comprising position adjusting means for adjusting a radial position of the steel pipe of the distance meter.
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