JP2017044652A - Shape measurement device and shape measurement method for pipe end - Google Patents

Shape measurement device and shape measurement method for pipe end Download PDF

Info

Publication number
JP2017044652A
JP2017044652A JP2015169335A JP2015169335A JP2017044652A JP 2017044652 A JP2017044652 A JP 2017044652A JP 2015169335 A JP2015169335 A JP 2015169335A JP 2015169335 A JP2015169335 A JP 2015169335A JP 2017044652 A JP2017044652 A JP 2017044652A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pipe
tube
shape
pipe end
face
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015169335A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
智裕 鈴木
Tomohiro Suzuki
智裕 鈴木
英樹 南
Hideki Minami
英樹 南
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp filed Critical Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Priority to JP2015169335A priority Critical patent/JP2017044652A/en
Publication of JP2017044652A publication Critical patent/JP2017044652A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shape measurement device and a shape measurement method for pipe end that accurately measure a shape over the entire periphery of a pipe end having been beveled.SOLUTION: The present invention relates to a shape measurement device 20 for a pipe end 26a that measures an end shape of a pipe 26. The shape measurement device comprises: a turning roller 21 on which the pipe 26 having the shape of the pipe end 26a measured is mounted; a rotation driving device 22 which rotates the pipe 26 in a pipe peripheral direction on the turning roller 21; a two-dimensional laser type distance meter 23 which irradiates the pipe end 26a with laser light linearly in a pipe axis direction and captures reflected light; and a computing machine 24 which calculates a profile of an end face shape of the pipe 26 from the reflected light.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、管端部の形状を測定するための装置及び方法に関し、特にべベル加工された管端部の形状測定装置及び形状計測方法に関する。   The present invention relates to an apparatus and a method for measuring the shape of a pipe end, and more particularly, to a shape measuring apparatus and a shape measuring method for a beveled pipe end.

原油や液化天然ガスを輸送するパイプラインは、通常、製管されたパイプ(鋼管)を現地で管端を周溶接して接続し敷設される。このため、鋼管は工場で製管された後に精整工程において管端部にべベル加工が施される。   Pipelines for transporting crude oil and liquefied natural gas are usually laid by connecting pipe-made pipes (steel pipes) by welding the pipe ends around the site. For this reason, after a steel pipe is manufactured at a factory, the pipe end is beveled in a refining process.

図4は、べベル加工の端面加工機1を示す説明図であり、図4(a)は端面加工機1の加工部2を模式的に示す部分断面図、図4(b)は端面加工機1の全体を示す説明図である。   FIG. 4 is an explanatory view showing an end face processing machine 1 for bevel processing. FIG. 4 (a) is a partial sectional view schematically showing a processing portion 2 of the end face processing machine 1, and FIG. 4 (b) is end face processing. It is explanatory drawing which shows the whole machine.

図4(a)及び図4(b)に示すように、鋼管3をクランプ4により保持し、鋼管3と同一軸上で回転する面盤5のホルダ6,7にそれぞれ支持された外開先用バイト8,直面用バイト9により、鋼管3の管端部を切削して端面部を形成する。   As shown in FIGS. 4A and 4B, the steel pipe 3 is held by a clamp 4 and is supported by holders 6 and 7 of a face plate 5 that rotates on the same axis as the steel pipe 3, respectively. By using the cutting tool 8 and the facing tool 9, the end of the steel pipe 3 is cut to form the end face.

ここで、べベル加工とは、鋼管3の端面部に溶接するためのV型開先を設けるために端面部の一部を斜めに加工することであり、その加工寸法はAPI、JIS規格などで規定されており、場合によっては客先との取引の際に指定される。   Here, the bevel processing means that a part of the end surface portion is processed obliquely in order to provide a V-shaped groove for welding to the end surface portion of the steel pipe 3, and the processing dimensions thereof are API, JIS standard, etc. In some cases, it is specified when dealing with customers.

図5は、べベル加工された鋼管3の管端の端面部の形状の一例を示す説明図である。
図5に示すように、べベル加工された鋼管3のルートフェイス寸法(管端面厚さ方向の直面部の長さ)RFやべベル角度(管端面斜め加工部の管周方向から見たときの角度)θに誤差があると、現地周溶接時の溶接能率の低下、溶接部の強度低下、さらには溶接欠陥の発生などの原因となる。このため、現地における周溶接能率や溶接品質を確保するためには、べベル角度θ及びルートフェイス寸法RFを管理する必要があり、品質上の重要な管理項目となっている。
FIG. 5 is an explanatory view showing an example of the shape of the end face portion of the pipe end of the steel pipe 3 subjected to beveling.
As shown in FIG. 5, the root face dimensions of the beveled steel pipe 3 (the length of the facing portion in the thickness direction of the pipe end surface) RF and the bevel angle (when viewed from the pipe circumferential direction of the inclined portion of the pipe end surface) If there is an error in the angle θ), it may cause a decrease in welding efficiency at the time of on-site circumferential welding, a decrease in strength of the welded portion, and the occurrence of welding defects. For this reason, in order to ensure the circumferential welding efficiency and welding quality in the field, it is necessary to manage the bevel angle θ and the root face dimension RF, which are important management items in terms of quality.

図6は、従来の管端形状測定器具を示す説明図であり、図6(a)はルートフェイス測定器具10を示し、図6(b)はべベル角度測定器具11を示す。   6A and 6B are explanatory views showing a conventional tube end shape measuring instrument, in which FIG. 6A shows the root face measuring instrument 10 and FIG. 6B shows the bevel angle measuring instrument 11.

鋼管3の管端形状(寸法)の計測作業は、従来、オペレーターが、図6(a)に示すルートフェイス測定器具10の直尺10aや、図6(b)に示すべベル角度測定器具11のゲージ11aを使用して手作業で行っていた。このため、オペレーターの技量差により計測精度が異なり、計測誤差の原因となっていた。また、手作業での計測作業は鋼管3一品毎に必要となるため作業処理能力が低く、鋼管3の生産性を著しく阻害する要因になっていた。   The pipe end shape (dimension) measurement operation of the steel pipe 3 has conventionally been performed by an operator using the straight scale 10a of the route face measuring instrument 10 shown in FIG. 6 (a) or the bevel angle measuring instrument 11 shown in FIG. 6 (b). This was done manually using the gauge 11a. For this reason, the measurement accuracy differs depending on the skill difference of the operator, causing a measurement error. Moreover, since the manual measurement work is required for each steel pipe 3, the work processing capacity is low, which is a factor that significantly impedes the productivity of the steel pipe 3.

そこで、これらの問題を解決するために従来から管の管端部の形状測定装置が多数提案されている。   Therefore, in order to solve these problems, many shape measuring apparatuses for the tube end of the tube have been proposed.

特許文献1により開示された管の管端部の開先形状測定装置は、管端部に管軸方向からレーザーを照射して距離を測定する複数のレーザー式距離計を配置して、管端部の形状を測定するものである。   The groove shape measuring device of the pipe end part disclosed by patent document 1 arrange | positions several laser type | formula distance meters which irradiate a laser to a pipe end part from a pipe-axis direction, and measure a distance, A pipe end The shape of the part is measured.

特許文献2により開示された管の管端部の開先形状測定装置は、管をローラーで回転させながら管端部に管側面方向から光を照射し透過光から得られる静止画像を画像処理することにより、管の管端部の形状を測定するものである。   The groove shape measuring device for the tube end of the tube disclosed in Patent Document 2 irradiates the tube end with light from the side of the tube while rotating the tube with a roller, and performs image processing on a still image obtained from the transmitted light. Thus, the shape of the tube end portion of the tube is measured.

特開平6−185924号公報JP-A-6-185924 特開平6−167310号公報(特許第2600567号明細書)JP-A-6-167310 (Patent No. 2600567)

しかし、特許文献1により開示された管の管端部の開先形状測定装置では、周方向に複数のレーザー式距離計を用いており、使用に際しては複数のレーザー式距離計全てについてキャリブレーション(校正)を行わなければならず、しかも他のレーザー距離計との関係も考慮の上、キャリブレーションを行う必要があるため、校正にかなり時間がかかっていた。さらに、周方向のレーザー式距離計間の形状計測は実際には行わず、計測したデータからの推測形状を推測しているに過ぎない。   However, the groove shape measuring device of the pipe end portion disclosed in Patent Document 1 uses a plurality of laser distance meters in the circumferential direction, and in use, calibration of all of the plurality of laser distance meters ( Calibration), and it is necessary to perform calibration in consideration of the relationship with other laser distance meters. Further, the shape measurement between the laser distance meters in the circumferential direction is not actually performed, but only an estimated shape is estimated from the measured data.

一方、特許文献2により開示された管の管端部の開先形状測定装置では、管をローラーで回転させながら管端部の全体形状を一つの計測系により測定するため、特許文献1により開示された発明のような問題は生じない。しかしながら、特許文献2により開示された発明ではローラーと撮像装置とを同期させることで、管の周方向にある周期で静止映像を得て、画像処理して管端形状を求めるため、画像処理に時間がかかり、管全周において計測することはできない。また、管を挟んで反対側から光を照射し透過光を画像として捉えるため、外乱光の影響を受け易いという問題もある。   On the other hand, in the groove shape measuring device of the pipe end part disclosed in Patent Document 2, the entire shape of the pipe end part is measured by one measuring system while rotating the pipe with a roller. There is no problem like the disclosed invention. However, in the invention disclosed in Patent Document 2, by synchronizing the roller and the imaging device, a still image is obtained at a period in the circumferential direction of the tube, and image processing is performed to obtain the tube end shape. It takes time and cannot be measured all around the tube. Moreover, since light is irradiated from the opposite side across the tube and the transmitted light is captured as an image, there is a problem that it is easily affected by disturbance light.

本発明は、従来の技術が有するこれらの課題に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、容易に全周に亘る管端部の形状を正確に測定することのできる管端部の形状を測定するための装置及び方法、具体的には、べベル加工された管端部の形状測定装置及び形状計測方法を提供することにある。   The present invention has been devised in view of these problems of the prior art, and the object of the present invention is to make it possible to easily measure the shape of the tube end portion over the entire circumference. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for measuring the shape of an end, specifically, a shape measuring apparatus and a shape measuring method for a beveled pipe end.

本発明は以下に列記の通りである。
(1)第1発明
管の端部形状を計測する管端部の形状測定装置であって、
前記管端部の形状を測定される管を載置するターニングローラーと、
前記管を前記ターニングローラー上で管周方向へ回転させる回転駆動装置と、
前記管端部に管軸方向へ線状にレーザー光を照射して反射光を捉える2次元レーザー式距離計と、
反射光から前記管の端面形状のプロフィールを算出する演算機と
を備えることを特徴とする管端部の形状測定装置。
The present invention is listed below.
(1) 1st invention It is the shape measuring apparatus of the pipe end part which measures the end part shape of a pipe,
A turning roller for placing a tube whose shape is measured at the end of the tube;
A rotation drive device for rotating the tube on the turning roller in the circumferential direction of the tube;
A two-dimensional laser rangefinder that captures reflected light by irradiating the tube end with a laser beam linearly in the tube axis direction;
A pipe end shape measuring apparatus comprising: an arithmetic unit that calculates a profile of the end face shape of the pipe from the reflected light.

(2)第2発明
前記2次元レーザー式距離計を2台有することを特徴とする第1発明に記載の管端部の形状測定装置。
(2) Second invention The apparatus for measuring a shape of a pipe end according to the first invention, comprising two of the two-dimensional laser distance meters.

(3)第3発明
前記演算機は、前記端面形状のプロフィールから前記管のルートフェイス寸法及びべベル角度を算出する第1発明又は第2発明に記載の管端部の形状測定装置。
具体的には、前記演算機は、前記端面のプロフィールより変曲点を求め、該変曲点間の距離から前記管のルートフェイス寸法を算出するとともに、前記変曲点を結ぶ直線から前記管のべベル角度を算出する。
(3) Third invention The pipe end shape measuring apparatus according to the first or second invention, wherein the computing unit calculates a root face size and a bevel angle of the pipe from the profile of the end face shape.
Specifically, the computing unit obtains an inflection point from the profile of the end face, calculates a root face dimension of the tube from a distance between the inflection points, and calculates the tube from a straight line connecting the inflection points. Calculate the bevel angle.

(4)第4発明
管の端部形状を計測する管端部の形状測定方法であって、
管端部の形状を測定する鋼管をターニングローラーに載置し、
回転駆動装置により管をターニングローラー上で管周方向に回転させるとともに、
2次元レーザー式距離計により管端部に管軸方向へ線状にレーザー光を照射して反射光を捉え、
演算機により前記反射光から前記管の端面形状のプロフィールを算出すること
を特徴とする管端部の形状測定方法。
(4) 4th invention It is the shape measuring method of the pipe end part which measures the pipe end part shape,
Place the steel pipe to measure the shape of the pipe end on the turning roller,
While rotating the tube in the circumferential direction on the turning roller by the rotation drive device,
A two-dimensional laser distance meter irradiates the end of the tube with a laser beam linearly in the direction of the tube axis to capture the reflected light,
A tube end shape measuring method, wherein a profile of the end face shape of the tube is calculated from the reflected light by a calculator.

(5)第5発明
2台の前記2次元レーザー式距離計により同じ管端部を測定することを特徴とする第4発明に記載の管端部の形状測定方法。
(5) Fifth Invention The pipe end shape measuring method according to the fourth aspect, wherein the same pipe end is measured by the two two-dimensional laser distance meters.

(6)第6発明
前記演算機により前記端面形状のプロフィールから前記管のルートフェイス寸法及びべベル角度を算出する第4発明又は第5発明に記載の管端部の形状測定方法。
具体的には、前記演算機は、前記端面のプロフィールより変曲点を求め、該変曲点間の距離から前記管のルートフェイス寸法を算出するとともに、前記変曲点を結ぶ直線から前記管のべベル角度を算出する。
(6) 6th invention The shape measurement method of the pipe end part of the 4th invention or the 5th invention which calculates the root face dimension and bevel angle of the said pipe from the profile of the said end surface shape by the said calculator.
Specifically, the computing unit obtains an inflection point from the profile of the end face, calculates a root face dimension of the tube from a distance between the inflection points, and calculates the tube from a straight line connecting the inflection points. Calculate the bevel angle.

第1発明及び第4発明によれば、単一のレーザー式距離計により鋼管全周のプロフィールを算出することができ、管端面に鋭利なキズやへこみ等の欠陥がないか確認することができる。また、2次元レーザー式距離計を用いることで測定レンジが広くなるので、管端部の鼻曲がり等の欠陥があっても測定レンジを外れることなく測定をすることができる。   According to the first and fourth inventions, the profile of the entire circumference of the steel pipe can be calculated with a single laser distance meter, and it can be confirmed whether there are any defects such as sharp scratches and dents on the pipe end face. . In addition, since the measurement range is widened by using a two-dimensional laser distance meter, even if there is a defect such as a nasal curve at the end of the tube, measurement can be performed without deviating from the measurement range.

特に、第2発明及び第5発明によれば、2台の2次元レーザー距離計を設置し、ルートフェイス算出用、ベベル角度算出用とすることで、1台の2次元レーザー距離計を用いるよりもさらに高精度の測定を行うことができる。   In particular, according to the second and fifth inventions, two two-dimensional laser rangefinders are installed and used for route face calculation and bevel angle calculation, thereby using one two-dimensional laser rangefinder. Furthermore, it is possible to perform measurement with higher accuracy.

特に、第3発明及び第6発明によれば、ルートフェイス寸法及びべベル角度を算出できるので、管の端面部の加工寸法が規格に合うか、あるいは客先の要求に合う寸法であるかを確認することが可能となる。   In particular, according to the third and sixth inventions, the root face dimension and the bevel angle can be calculated, so whether the processing dimension of the end face of the pipe meets the standard or meets the requirements of the customer. It becomes possible to confirm.

図1は、本発明に係る管端部の形状測定装置の概略を模式的に示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory view schematically showing an outline of a tube end shape measuring apparatus according to the present invention. 図2は、形状測定装置を用いて測定を行い、演算機により計算した後の管端面のプロフィール例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the profile of the pipe end face after measurement using a shape measuring apparatus and calculation by a calculator. 図3は、実施例のテスト条件1に示す鋼管を本発明により測定したときの鋼管の全周にわたるべベル角度及びルートフェイス寸法の測定結果を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the measurement results of the bevel angle and the root face dimension over the entire circumference of the steel pipe when the steel pipe shown in test condition 1 of the example is measured according to the present invention. 図4は、べベル加工の端面加工機を示す説明図であり、図4(a)は端面加工機の加工部を模式的に示す部分断面図、図4(b)は端面加工機の全体を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory view showing an end face processing machine for bevel processing, FIG. 4 (a) is a partial sectional view schematically showing a processing portion of the end face processing machine, and FIG. 4 (b) is an entire end face processing machine. It is explanatory drawing which shows. 図5は、べベル加工された鋼管の管端の端面部の形状の一例を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory view showing an example of the shape of the end surface portion of the pipe end of the beveled steel pipe. 図6は、従来の管端形状測定器具を示す説明図であり、図6(a)はルートフェイス測定器具を示し、図6(b)はべベル角度測定器具を示す。6A and 6B are explanatory views showing a conventional tube end shape measuring instrument, in which FIG. 6A shows a root face measuring instrument and FIG. 6B shows a bevel angle measuring instrument.

以下、本発明の管端部の形状測定装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
1.形状測定装置20
図1は、本発明に係る管端部の形状測定装置20の概略を模式的に示す説明図である。
Hereinafter, the shape measuring device of a pipe end part of the present invention is explained in detail, referring to drawings.
1. Shape measuring device 20
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing an outline of a tube end shape measuring apparatus 20 according to the present invention.

図1に示すように、本発明に係る管端部の形状測定装置20は、ターニングローラー21と、回転駆動装置22と、2次元レーザー式距離計23と、演算機24とを備える。   As shown in FIG. 1, the tube end shape measuring device 20 according to the present invention includes a turning roller 21, a rotation driving device 22, a two-dimensional laser distance meter 23, and a calculator 24.

図1では、形状測定装置20の構成要素としてホストPC25も示すが、ホストPC25は必ずしも必須ではなく、回転駆動装置22によるターニングローラー21の回転と2次元レーザー式距離計23を介した演算機24による端面形状のプロフィール解析はおのおの独立に存在し、制御されてもよい。ホストPC25を用いればターニングローラー21の回転と2次元レーザー式距離計23による測定とを連動して行うことができるので、回転駆動装置22、2次元レーザー式距離計23及び演算機24を制御するホストPC25があることが好ましい。   In FIG. 1, the host PC 25 is also shown as a component of the shape measuring device 20, but the host PC 25 is not necessarily essential, and the calculator 24 rotates via the rotation driving device 22 and the two-dimensional laser distance meter 23. The profile analysis of the end face shape by each exists independently and may be controlled. If the host PC 25 is used, the rotation of the turning roller 21 and the measurement by the two-dimensional laser distance meter 23 can be performed in conjunction with each other, so that the rotational drive device 22, the two-dimensional laser distance meter 23 and the calculator 24 are controlled. There is preferably a host PC 25.

ターニングローラー21は、管端部26aの形状を測定される管26を載置するものである。ターニングローラー21は、管26の管軸方向からみたときに円形状を有する円柱の装置であり、ターニングローラー21が回転することによって、それと接触する管26が逆方向に回転する。   The turning roller 21 mounts the pipe 26 whose shape of the pipe end portion 26a is measured. The turning roller 21 is a cylindrical device having a circular shape when viewed from the tube axis direction of the tube 26, and when the turning roller 21 rotates, the tube 26 in contact therewith rotates in the opposite direction.

ターニングローラー21は、図1に示すように、測定される管26の下部に2基取り付け、その間で管26を載置できるようにしておけばよい。管26も様々な外径の管を測定できるように、2基のターニングローラー21の間隔を自由に調整できるような機構を有することが好ましい。また、図1では2基のターニングローラー21しか示していないが、管26の全長に合わせて形状測定装置20に4機又は6機以上のターニングローラー21が設置されていてもよい。   As shown in FIG. 1, two turning rollers 21 may be attached to the lower part of the pipe 26 to be measured, and the pipe 26 may be placed between them. It is preferable that the pipe 26 has a mechanism that can freely adjust the distance between the two turning rollers 21 so that pipes having various outer diameters can be measured. Although only two turning rollers 21 are shown in FIG. 1, four or six or more turning rollers 21 may be installed in the shape measuring device 20 according to the total length of the pipe 26.

回転駆動装置22は、管26をターニングローラー21上で管周方向に回転させるものである。回転駆動装置22は管26を回転させるものであれば如何なる形式のものでもよいが、通常はターニングローラー21と連動し、回転駆動装置22が作動することによりターニングローラー21が回転し、管26を回転させることができるようになっていればよい。   The rotation drive device 22 rotates the pipe 26 on the turning roller 21 in the pipe circumferential direction. The rotary drive device 22 may be of any type as long as it rotates the tube 26, but normally it is interlocked with the turning roller 21, and when the rotary drive device 22 operates, the turning roller 21 rotates and the tube 26 is It only needs to be able to rotate.

ターニングローラー21は上述のように4基又は6基以上あってもよいが、全てのターニングローラー21が回転駆動装置22と連動し、回転作動する必要はない。管26を回転させる駆動力を得られれば、回転駆動装置22と連動するターニングローラー21は1基であってもよい。   As described above, there may be four or six or more turning rollers 21, but all the turning rollers 21 do not need to rotate in conjunction with the rotation driving device 22. If the driving force for rotating the tube 26 can be obtained, the turning roller 21 interlocked with the rotation driving device 22 may be one.

回転駆動装置22によって回転するターニングローラー21の回転速度は早いほど測定は早くできるので好ましいが、回転が速過ぎると2次元レーザー式距離計23での測定が追いつかなくなるので、ターニングローラー21の回転速度は0.1〜0.2m/secとすることが好ましい。   The faster the rotation speed of the turning roller 21 rotated by the rotation drive device 22 is, the faster the measurement can be made. However, if the rotation speed is too high, the measurement with the two-dimensional laser distance meter 23 cannot catch up. Is preferably 0.1 to 0.2 m / sec.

2次元レーザー式距離計23は、管26の管端部26aに管軸方向へ線状にレーザー光を照射するとともに、管端部26aから反射したレーザー光を捉え、管端部26aとの距離を計測する装置である。2次元レーザー式距離計23は、鋼管26の管軸方向へレーザー光を照射できるように設置される。このように、2次元レーザー式距離計23が鋼管26の管軸方向へレーザー光を照射できるように設置される理由は、管軸方向と直交する方向へレーザー光を照射するのでは、鋼管26のルートフェイス寸法及びべベル角度θを同時に測定することが困難だからである。   The two-dimensional laser distance meter 23 irradiates the tube end 26a of the tube 26 with laser light linearly in the tube axis direction, captures the laser light reflected from the tube end 26a, and measures the distance from the tube end 26a. It is a device that measures. The two-dimensional laser distance meter 23 is installed so that laser light can be irradiated in the tube axis direction of the steel pipe 26. As described above, the reason why the two-dimensional laser distance meter 23 is installed so as to irradiate the laser beam in the direction of the tube axis of the steel pipe 26 is that if the laser beam is irradiated in a direction orthogonal to the direction of the tube axis, This is because it is difficult to measure the root face size and the bevel angle θ simultaneously.

2次元レーザー式距離計23は、レーザー光を鋼管26の管端部26aの端面に対し線状に照射する。線状に照射した各点において反射波を捉えレーザー式距離計26と管端面との間の距離を測定することにより、その線に沿った測定データを得ることができる。   The two-dimensional laser distance meter 23 irradiates laser light linearly on the end surface of the pipe end portion 26 a of the steel pipe 26. Measurement data along the line can be obtained by capturing the reflected wave at each point irradiated linearly and measuring the distance between the laser rangefinder 26 and the tube end face.

2次元レーザー式距離計23は、特殊なものを使用する必要はなく、通常市販されている2次元レーザー式距離計を用いればよい。また、2台の2次元レーザー式距離計23を用意し、同じ管端部26aを測定することが好ましい。例えば、上下45°の角度から同じ管端部26aを測定し、そのデータを演算することでより精度の高い形状測定が可能となる。   The two-dimensional laser distance meter 23 does not need to be a special one, and a two-dimensional laser distance meter that is usually commercially available may be used. It is preferable to prepare two two-dimensional laser distance meters 23 and measure the same tube end 26a. For example, it is possible to measure the shape with higher accuracy by measuring the same pipe end portion 26a from an angle of 45 ° up and down and calculating the data.

演算機(PC)24は、2次元レーザー式距離計23により得られたデータから管端部26aの管端面形状のプロフィールを算出する装置である。レーザー式距離計23では反射光をデータとして受光するが、そのデータを演算機24で計算することにより管26の管端面形状のプロフィールを得ることができる。   The calculator (PC) 24 is a device that calculates the profile of the tube end surface shape of the tube end portion 26 a from the data obtained by the two-dimensional laser distance meter 23. The laser distance meter 23 receives reflected light as data. By calculating the data with the calculator 24, a profile of the tube end face shape of the tube 26 can be obtained.

2.鋼管26のルートフェイス寸法及びべベル角度θの測定
図2は、形状測定装置20を用いて測定を行い、演算機24により計算した後の管端面のプロフィール例を示す説明図である。
2. Measurement of Route Face Dimension and Bevel Angle θ of Steel Pipe 26 FIG. 2 is an explanatory view showing a profile example of the pipe end face after measurement using the shape measuring apparatus 20 and calculation by the calculator 24.

図2中の白線で示すように、べベル加工された管26の端面形状のプロフィールが算出できることが分かる。図2中の白線には3点の変曲点1,2,3が存在する。これら3つの変曲点1,2,3を目印にすればルートフェイス寸法RF及びべベル角度θを算出することができる。すなわち、ルートフェイス寸法RFは、変曲点2,3の間(鋼管26の端面の平行部分)の距離を求めることにより幾何学的に得られる。また、べベル角度θは、変曲点1,2の変化から幾何学的に求められる。   As shown by the white line in FIG. 2, it can be seen that the profile of the end face shape of the beveled tube 26 can be calculated. There are three inflection points 1, 2, and 3 in the white line in FIG. By using these three inflection points 1, 2, and 3 as marks, the root face dimension RF and the bevel angle θ can be calculated. That is, the root face dimension RF is obtained geometrically by obtaining the distance between the inflection points 2 and 3 (the parallel portion of the end face of the steel pipe 26). Further, the bevel angle θ is obtained geometrically from the change of the inflection points 1 and 2.

以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、上述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならない。   As mentioned above, although the example of embodiment of this invention was demonstrated in detail, all the embodiment mentioned above showed only the example of actualization in implementing this invention, and these are the technical aspects of this invention. The range should not be interpreted in a limited way.

本発明に係る図1に示す、管端部の形状測定装置20を用いて、べベル加工した鋼管26の管端部26aの形状を、ターニングローラー21の回転速度を0.17m/secとして、測定した。   The shape of the pipe end 26a of the beveled steel pipe 26 using the pipe end shape measuring apparatus 20 shown in FIG. 1 according to the present invention, the rotation speed of the turning roller 21 is 0.17 m / sec, It was measured.

表1に測定した鋼管26のスペックを示す。このうち、条件2に示す鋼管26は、ルートフェイスなし(0mm)の鋼管である。表1には、手作業での計測したべベル角度θ、ルートフェイス寸法RF及びこの鋼管26に要求されるこれらのスペックも併せて示す。   Table 1 shows the specifications of the steel pipe 26 measured. Among these, the steel pipe 26 shown in Condition 2 is a steel pipe without a root face (0 mm). Table 1 also shows the bevel angle θ measured manually, the root face dimension RF, and these specifications required for the steel pipe 26.

表2に、鋼管26を本発明により測定したときのべベル角度θ及びルートフェイス寸法RFの最大値及び最小値を示す。   Table 2 shows the maximum and minimum values of the bevel angle θ and the route face dimension RF when the steel pipe 26 is measured according to the present invention.

また、特に図3にテスト条件1に示す鋼管26を本発明により測定したときの鋼管26の全周にわたるべベル角度θ及びルートフェイス寸法RFの測定結果を示す。なお、図3中横軸は測定時間であるが、この測定時間によりターニングローラー21の回転速度との関係により管26の位置を特定できる。   In particular, FIG. 3 shows the measurement results of the bevel angle θ and the root face dimension RF over the entire circumference of the steel pipe 26 when the steel pipe 26 shown in the test condition 1 is measured according to the present invention. In FIG. 3, the horizontal axis represents the measurement time, but the position of the tube 26 can be specified by the measurement time in relation to the rotational speed of the turning roller 21.

テスト条件1の測定結果では、べベル角度θの手作業での測定値が13.7°であるのに対し、形状測定装置20によるべベル角度θの最大値は14.44°、最小値は13.42°であり、この最大値と最小値の間に手作業での測定値が入る形で測定された。手作業での測定値との差異の最大値は0.74°であり、最大で5.4%程度の誤差があることがわかる。しかし、いずれもべベル角度θのスペックの範囲内(10〜20°)で値であり、誤差を勘案しても、形状測定装置20により測定して良否判断しても問題がないことが分かる。   In the measurement result of test condition 1, the manually measured value of the bevel angle θ is 13.7 °, whereas the maximum value of the bevel angle θ by the shape measuring device 20 is 14.44 °, which is the minimum value. Was 13.42 °, and was measured in such a way that a manual measurement value entered between the maximum value and the minimum value. It can be seen that the maximum value of the difference from the manually measured value is 0.74 °, and there is an error of about 5.4% at the maximum. However, all of the values are within the specification range of the bevel angle θ (10 to 20 °), and it can be understood that there is no problem even if an error is taken into consideration and the quality is measured by the shape measuring device 20. .

また、ルートフェイス寸法RFの手作業での測定値が21.5mmであるのに対し、形状測定装置20によるルートフェイス寸法RFの最大値は21.76mm、最小値は20.61mmであり、これも最大値と最小値の間に手作業での測定値が入る形で測定された。手作業での測定値の際の最大値は0.89mmであり、最大で4.1%程度の誤差があることがわかる。しかし、いずれもルートフェイス寸法RFのスペックの範囲内(20〜22mm)で値であり、これも誤差を勘案しても、形状測定装置20により測定して良否判断しても問題がないことが分かる。   Further, while the measured value of the root face dimension RF by hand is 21.5 mm, the maximum value of the root face dimension RF by the shape measuring apparatus 20 is 21.76 mm, and the minimum value is 20.61 mm. Was also measured with a manual measurement between the maximum and minimum values. It can be seen that the maximum value in the manual measurement value is 0.89 mm, and there is an error of about 4.1% at the maximum. However, the values are all within the range of the specification of the root face dimension RF (20 to 22 mm), and even if this is taken into account, there is no problem even if the quality is determined by measuring with the shape measuring device 20. I understand.

テスト条件2の測定結果では、べベル角度θの手作業での測定値が17.2°であるのに対し、形状測定装置20によるべベル角度θの最大値は17.54°、最小値は17.20°であり、いずれも手作業での測定値以上の値が測定された。手作業での測定値との差異の最大値は0.34°であり、最大で2.0%程度の誤差があることがわかる。しかし、いずれのべベル角度θのスペックの範囲内(13.5〜20°)で値であり、誤差を考えても、形状測定装置20により測定して良否判断しても問題がないことが分かる。   In the measurement result of test condition 2, the manually measured value of the bevel angle θ is 17.2 °, whereas the maximum value of the bevel angle θ by the shape measuring apparatus 20 is 17.54 °, which is the minimum value. Was 17.20 °, and in each case, a value greater than or equal to the manually measured value was measured. It can be seen that the maximum difference from the manually measured value is 0.34 °, and there is an error of about 2.0% at the maximum. However, it is a value within the specification range (13.5 to 20 °) of any bevel angle θ, and there is no problem even if an error is taken into consideration and the quality is measured by the shape measuring device 20. I understand.

20 管端部の形状測定装置
21 ターニングローラー
22 回転駆動装置
23 2次元レーザー式距離計
24 演算機
25 ホストPC
26 管
26a 管端部
20 Pipe end shape measuring device 21 Turning roller 22 Rotation drive device 23 Two-dimensional laser distance meter 24 Calculator 25 Host PC
26 Pipe 26a Pipe end

Claims (6)

管の端部形状を計測する管端部の形状測定装置であって、
前記管端部の形状を測定される管を載置するターニングローラーと、
前記管を前記ターニングローラー上で管周方向へ回転させる回転駆動装置と、
前記管端部に管軸方向へ線状にレーザー光を照射して反射光を捉える2次元レーザー式距離計と、
反射光から前記管の端面形状のプロフィールを算出する演算機と
を備えることを特徴とする管端部の形状測定装置。
A tube end shape measuring device for measuring the end shape of a tube,
A turning roller for placing a tube whose shape is measured at the end of the tube;
A rotation drive device for rotating the tube on the turning roller in the circumferential direction of the tube;
A two-dimensional laser rangefinder that captures reflected light by irradiating the tube end with a laser beam linearly in the tube axis direction;
A pipe end shape measuring apparatus comprising: an arithmetic unit that calculates a profile of the end face shape of the pipe from the reflected light.
前記2次元レーザー式距離計を2台有することを特徴とする請求項1に記載の管端部の形状測定装置。   The pipe end shape measuring apparatus according to claim 1, comprising two two-dimensional laser distance meters. 前記演算機は、前記端面形状のプロフィールから前記管のルートフェイス寸法及びべベル角度を算出する請求項1又は請求項2に記載の管端部の形状測定装置。   The pipe end shape measuring apparatus according to claim 1, wherein the calculator calculates a root face size and a bevel angle of the pipe from the profile of the end face shape. 管の端部形状を計測する管端部の形状測定方法であって、
管端部の形状を測定する鋼管をターニングローラーに載置し、
回転駆動装置により管をターニングローラー上で管周方向に回転させるとともに、
2次元レーザー式距離計により管端部に管軸方向へ線状にレーザー光を照射して反射光を捉え、
演算機により前記反射光から前記管の端面形状のプロフィールを算出すること
を特徴とする管端部の形状測定方法。
A pipe end shape measuring method for measuring a pipe end shape,
Place the steel pipe to measure the shape of the pipe end on the turning roller,
While rotating the tube in the circumferential direction on the turning roller by the rotation drive device,
A two-dimensional laser distance meter irradiates the end of the tube with a laser beam linearly in the direction of the tube axis to capture the reflected light,
A tube end shape measuring method, wherein a profile of the end face shape of the tube is calculated from the reflected light by a calculator.
2台の前記2次元レーザー式距離計により同じ管端部を測定することを特徴とする請求項4に記載の管端部の形状測定方法。   The shape measuring method of the pipe end part according to claim 4, wherein the same pipe end part is measured by the two two-dimensional laser distance meters. 前記演算機により前記端面形状のプロフィールから前記管のルートフェイス寸法及びベベル角度を算出する請求項4又は請求項5に記載の管端部の形状測定方法。   The pipe end shape measuring method according to claim 4 or 5, wherein a root face dimension and a bevel angle of the pipe are calculated from the profile of the end face shape by the calculator.
JP2015169335A 2015-08-28 2015-08-28 Shape measurement device and shape measurement method for pipe end Pending JP2017044652A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015169335A JP2017044652A (en) 2015-08-28 2015-08-28 Shape measurement device and shape measurement method for pipe end

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015169335A JP2017044652A (en) 2015-08-28 2015-08-28 Shape measurement device and shape measurement method for pipe end

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017044652A true JP2017044652A (en) 2017-03-02

Family

ID=58211245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015169335A Pending JP2017044652A (en) 2015-08-28 2015-08-28 Shape measurement device and shape measurement method for pipe end

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017044652A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106931934A (en) * 2017-03-15 2017-07-07 天津博爱管道科技发展有限公司 Steel pipe section gradient detects tool
CN107228637A (en) * 2017-07-31 2017-10-03 中国人民解放军军械工程学院 Tube inner profile measurement method based on laser triangulation
JP2019082461A (en) * 2017-10-30 2019-05-30 Jfeスチール株式会社 Tube end right angle degree measurement method of steel pipe and method for manufacturing steel pipe
FR3112978A1 (en) * 2020-07-31 2022-02-04 Beijing Institute Of Petrochemical Technology Method for determining the origin of a steam generating pipe with an inclined end surface and the automatic welding origin

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0271107A (en) * 1988-09-07 1990-03-09 Kawasaki Steel Corp Apparatus for measuring profile and wall thickness of end part of steel pipe
JP2014202533A (en) * 2013-04-02 2014-10-27 新日鉄住金エンジニアリング株式会社 Bevel shape measurement method and device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0271107A (en) * 1988-09-07 1990-03-09 Kawasaki Steel Corp Apparatus for measuring profile and wall thickness of end part of steel pipe
JP2014202533A (en) * 2013-04-02 2014-10-27 新日鉄住金エンジニアリング株式会社 Bevel shape measurement method and device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106931934A (en) * 2017-03-15 2017-07-07 天津博爱管道科技发展有限公司 Steel pipe section gradient detects tool
CN107228637A (en) * 2017-07-31 2017-10-03 中国人民解放军军械工程学院 Tube inner profile measurement method based on laser triangulation
JP2019082461A (en) * 2017-10-30 2019-05-30 Jfeスチール株式会社 Tube end right angle degree measurement method of steel pipe and method for manufacturing steel pipe
FR3112978A1 (en) * 2020-07-31 2022-02-04 Beijing Institute Of Petrochemical Technology Method for determining the origin of a steam generating pipe with an inclined end surface and the automatic welding origin

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2017044652A (en) Shape measurement device and shape measurement method for pipe end
US20190091811A1 (en) Method and apparatus for measuring a pipe weld joint
RU2719299C2 (en) Automatic system and method for measurement and machining of pipe elements ends
US10619762B2 (en) Apparatus and method for detecting piping alignment using image information and laser sensor
US8345094B2 (en) System and method for inspecting the interior surface of a pipeline
CN104729416A (en) Method capable of automatically adjusting rotation radius and measuring inner diameter and outer diameter of pipe end of steel pipe
JP6743851B2 (en) Steel pipe perpendicularity measuring method and steel pipe manufacturing method
JP2013134218A (en) Method of measuring shape of end of tube with screw
JP2009220155A (en) Method and device for weld quality inspection
CN103591897A (en) Check unit for plate-shaped glass and manufacture equipment
CN103954695A (en) Heel test block
JP6230841B2 (en) Pipe thinning evaluation method using wall thickness measuring device
KR101815223B1 (en) Apparatus and Method for Pipeline Visual Inspection
KR20130142608A (en) Device for inspecting pipe
CN105021525B (en) Solid carbide state of wear detects fixture
JP6717287B2 (en) Shape measuring device for welded part of welded pipe
CN102539533A (en) TOFD detection verification method of large-scale spiral case welding seam
KR101858032B1 (en) Apparatus, Method, System and Program for Pipeline Visual Inspection
JP2014048133A (en) Pipe dimension measuring device
JP6094538B2 (en) Radiation flaw detection method and radiation flaw detection apparatus
CN111398424A (en) Pipeline transverse crack positioning method
JP2006162344A (en) Tool shape measuring device and method
KR101815224B1 (en) Apparatus and Method for Pipeline Visual Inspection
KR101284852B1 (en) Apparatus for inspecting weld toe grinding and methord thereof
RU144032U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING THE HOUR ORIENTATION OF DEFECTS AND STRUCTURAL FEATURES OF PIPES

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20151016

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180404

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181218

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190115

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190514

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20191203