JP4232779B2 - 継目無管の製造方法、継目無管の製造装置、偏肉情報導出装置、及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Description
【0001】
本発明は、偏肉の発生を防止しながら継目無管を製造する製造方法/製造装置、偏肉に係る情報を導出する偏肉情報導出装置、及びコンピュータを該偏肉情報導出装置として実現するためのコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
継目無管を製造する方法として、マンドレルミルを用いる方法が代表的である。この方法では、まず、加熱炉で所要の温度まで加熱した素材(billet)を穿孔機(piercing mill)で穿孔圧延して素管(hollow shell)を得、次に、マンドレルミルを用いて素管の延伸圧延を行ない、次に、レデューサ(reducing mill)又はサイザ(sizing mill)を用いて外径・肉厚の調整をするための定径圧延を行なう。
【0003】
以上の如き工程にて製造される継目無管には、図1に示す如き様々な種類の偏肉が発生する。図1は、各種の偏肉を有する継目無管の断面図である。図1(a)には継目無管の軸断面を示し、図1(b)には継目無管の中心軸を含む断面を示している。様々な要因が偏肉発生の原因として挙げられる。その内、製造設備に係わる要因として、例えば、穿孔するときに用いるプラグの中心軸と素材の中心軸のずれ(misalignment)、又は加熱炉における加熱不足による素材の加熱温度の不均一が挙げられる。この要因により、1次偏肉が発生する。また、マンドレルミルでのロール位置の設定目標位置からのずれ(misalignment)及びマンドレルミルで使用するマンドレルバーの半径の適正値からの偏差により、2次偏肉および4次偏肉が発生する。また、レデューサ又はサイザでの工具の不良により、3次偏肉および6次偏肉が発生する。更に、図1図(b)に示す如く、長手方向に肉厚が変化する偏肉が存在する。この偏肉の原因としては、例えば穿孔機で生じる前述の1次偏肉等、傾斜圧延により生じるものが考えられる。
【0004】
このような偏肉の発生を防止するためには、製造された継目無管の肉厚を測定し、偏肉の発生が検出された場合には、発生した偏肉の状態を把握して偏肉の発生原因を特定し、特定した発生原因を除去すべく製造設備を調整すること又は製造条件を調整することが必要となる。
【0005】
特許文献1には、継目無鋼管の断面内における薄肉部が長手方法にどの程度ねじれるかに着目し、穿孔機などの傾斜圧延機で生じる1次偏肉の発生原因を切り分ける技術が開示されている。また特許文献2には、継目無鋼管の肉厚をスパイラル状に測定し、測定結果をフーリエ解析して、1次偏肉、120°周期の3次偏肉、及び180°周期の2次偏肉の偏肉量を分析し、発生原因を判別する技術が開示されている。また特許文献3には、継目無鋼管に対して2つのガンマ線を通し、2つのガンマ線の減衰量の差で1次偏肉を特定する技術が開示されている。
【特許文献1】
特開昭59−7407号公報
【特許文献2】
特開昭61−135409号公報
【特許文献3】
特開平8−271241号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記のような従来の技術において、特許文献1に開示された技術では、様々な種類の偏肉が重なっている場合には、1次偏肉のねじれ方を判別するのが困難であるという問題がある。また特許文献2に開示された技術では、偏肉の周方向位置を分析する方法が開示されていないので、偏肉を防止するために製造条件を調整する位置および調整量を決定できないという問題がある。更に、90°周期の4次偏肉及び60°周期の6次偏肉などに対する具体的な対処法も開示されていない。また特許文献3に開示された技術では、偶数次の偏肉と奇数次の偏肉とを切り分けることができないという問題がある。
【0007】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、管の軸方向の断面の複数の部分で測定した肉厚の測定値を、複素フーリエ変換解析(Complex Fourier Transform)して偏肉の種類を分類し、複素フーリエ成分の位相から偏肉の位置を計算することにより、管の製造条件又は製造設備を調整して、偏肉の発生を防止する継目無管の製造方法/製造装置、偏肉に係る情報を導出する偏肉情報導出装置、及び該偏肉情報導出装置をコンピュータで実現するためのコンピュータプログラムを提供することにある。
【0008】
更に具体的にいうと、1次偏肉から6次偏肉について、偏肉の種類に応じて、管の製造条件又は製造設備を調整して、偏肉の発生を防止する継目無管の製造方法/製造装置、偏肉に係る情報を導出する偏肉情報導出装置、及び該偏肉情報導出装置をコンピュータで実現するためのコンピュータプログラムを提供する。
【0009】
また、管の軸方向の断面について得られた偏肉量および位相を、管の長手方向に複素フーリエ変換解析(Complex Fourier Transform)することにより、偏肉の長手方向へのねじれ方を判別し、ねじれ方に応じて管の製造条件又は製造設備を調整して、偏肉の発生を防止する継目無管の製造方法/製造装置、偏肉に係る情報を導出する偏肉情報導出装置、及び該偏肉情報導出装置をコンピュータで実現するためのコンピュータプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【00010】
第1発明に係る継目無管の製造方法は、管の肉厚の測定値に基づいて肉厚を調整しながら継目無管を製造する方法において、管の軸方向の断面について、周方向の複数の部位で肉厚を測定するステップと、複数の肉厚の測定値について周方向に複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的にk回(kは6以下の自然数)変動する各k次偏肉の複素フーリエ成分を計算する第1計算ステップと、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、各k次偏肉について、偏肉の程度を示す偏肉量を計算する第2計算ステップと、計算した複素フーリエ成分の位相から、各k次偏肉について、厚肉部又は薄肉部の位置を計算する第3計算ステップと、各k次偏肉に応じた方法で、偏肉量及び厚肉部若しくは薄肉部の位置に基づいて、管の肉厚を調整する調整ステップとを含むことを特徴とする。
【0011】
第2発明に係る継目無管の製造方法は、前記第1計算ステップでは、軸方向の断面で肉厚を測定した測定部位数をN、周方向に並んだ測定部位の内のi番目の測定部位における肉厚の測定値をWT(i)として、各k次偏肉の複素フーリエ成分の実部R(k)及び虚部I(k)を、
【数25】
と計算し、前記第2計算ステップでは、各k次偏肉の偏肉量G(k)を
【数26】
と計算することを特徴とする。
【0012】
第3発明に係る継目無管の製造方法は、前記第3計算ステップでは、1番目の測定部位の位置を0°とした角度の単位で、各k次偏肉の厚肉部の位置argW(k)又は薄肉部の位置argN(k)を、各k次偏肉の複素フーリエ成分の実部R(k)及び虚部I(k)を用いて、
【数27】
と計算することを特徴とする。
【0013】
第4発明に係る継目無管の製造方法は、素管を外側から挟んで圧延する複数の圧延ロール対を備えるマンドレルミルを用いて、前記調整ステップでは、2次偏肉に対しては、マンドレルミルについて、厚肉部の位置を圧延する圧延ロール対の圧延ロール間距離を偏肉量に応じて狭めるか、又は薄肉部の位置を圧延する圧延ロール対の圧延ロール間距離を偏肉量に応じて広げることを特徴とする。
【0014】
第5発明に係る継目無管の製造方法は、素管にマンドレルバーを挿入するマンドレルミルを用いて、前記調整ステップでは、4次偏肉に対しては、偏肉量に応じてマンドレルミルのマンドレルバーを適切な径のマンドレルバーに交換することを特徴とする。
【0015】
第6発明に係る継目無管の製造方法は、複数の圧延ロールからなる孔型に管を通過させて圧延する絞り圧延機を用いて、前記調整ステップでは、3次偏肉又は6次偏肉に対しては、偏肉量及び厚肉部若しくは薄肉部の位置に基づいて、絞り圧延機のロールを適切な形状のロールに交換することを特徴とする。
【0016】
第7発明に係る継目無管の製造方法は、管の肉厚の測定値に基づいて肉厚を調整しながら継目無管を製造する方法において、管の複数の軸方向の断面について、周方向の複数の部位で肉厚を測定するステップと、複数の軸方向の断面において、複数の肉厚の測定値について周方向に複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的にk回(kは6以下の自然数)変動する各k次偏肉の複素フーリエ成分を計算するステップと、複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、各k次偏肉の偏肉の程度を示す偏肉量を計算するステップと、複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分から、各k次偏肉の位相を計算するステップと、各k次変換について計算した偏肉量と位相とが夫々絶対値と位相となる複素数を管の長手方向の位置の関数とした複素関数について複素フーリエ変換解析を行ない、管の長手方向の単位長さ当たりに偏肉がねじれる回数である各周波数について、複素フーリエ成分を計算するステップと、所定の境界値に基づいて、複数の所定の周波数領域における複素フーリエ成分の値が大きいか否かを判定するステップと、いずれかの周波数領域について複素フーリエ成分の値が大きいと判定された場合は、各k次偏肉及び各周波数領域に応じた方法で、管の肉厚を調整するステップとを含むことを特徴とする。
【0017】
第8発明に係る継目無管の製造方法は、管の肉厚の測定値に基づいて肉厚を調整しながら継目無管を製造する方法において、管の複数の軸方向の断面について、周方向の複数の部位で肉厚を測定するステップと、複数の軸方向の断面において、複数の肉厚の測定値について周方向に複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的に1回変動する1次偏肉の複素フーリエ成分を計算する第1計算ステップと、複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、1次偏肉の偏肉の程度を示す偏肉量を計算する第2計算ステップと、複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分から、1次偏肉の位相を計算する第3計算ステップと、計算した偏肉量と位相とが夫々絶対値と位相となる複素数を管の長手方向の位置の関数とした複素関数について複素フーリエ変換解析を行ない、管の長手方向の単位長さ当たりに偏肉がねじれる回数である各周波数について、複素フーリエ成分を計算する第4計算ステップと、所定の境界値に基づいて、複数の所定の周波数領域における複素フーリエ成分の値が大きいか否かを判定する判定ステップと、いずれかの周波数領域について複素フーリエ成分の値が大きいと判定された場合は、周波数領域に応じた方法で、管の製造条件を調整する調整ステップとを含むことを特徴とする。
【0018】
第9発明に係る継目無管の製造方法は、前記第1計算ステップでは、軸方向の断面で肉厚を測定した測定部位数をN、周方向に並んだ測定部位の内のi番目の測定部位における肉厚の測定値をWT(i)として、1次偏肉の複素フーリエ成分の実部R(1)及び虚部I(1)を、
【数28】
と計算し、前記第2計算ステップでは、1次偏肉の偏肉量rを
【数29】
と計算し、前記第3計算ステップでは、1次偏肉の位相θを
【数30】
と計算し、前記第4計算ステップでは、jを虚数、yを管の長手方向の長さ、前記r,θをyの関数として、yの関数f(y)=r(y)・exp(j・θ(y))について複素フーリエ変換解析を行なうことを特徴とする。
【0019】
第10発明に係る継目無管の製造方法は、加熱炉と穿孔機とを用いて、前記判定ステップでは、所定の境界値に基づいた周波数が大きい領域と小さい領域とで、所定の境界値に基づいて複素フーリエ成分の値が大きいか否かを判定し、前記調整ステップでは、周波数が小さい領域で複素フーリエ成分の値が大きいと判定された場合は、加熱炉の加熱温度を上昇させ、周波数が大きい領域で複素フーリエ成分の値が大きいと判定された場合は、偏芯を発生している穿孔機の部品を交換することを特徴とする。
【0020】
第11発明に係る継目無管の製造装置は、管の肉厚の測定値に基づいて肉厚を調整しながら継目無管を製造する装置において、管の軸方向の断面について、周方向の複数の部位で肉厚を測定する手段と、複数の肉厚の測定値について周方向に複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的にk回(kは6以下の自然数)変動する各k次偏肉の複素フーリエ成分を計算する第1計算手段と、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、各k次偏肉について、偏肉の程度を示す偏肉量を計算する第2計算手段と、計算した複素フーリエ成分の位相から、各k次偏肉について、厚肉部又は薄肉部の位置を計算する第3計算手段と、2次偏肉の量、及び厚肉部若しくは薄肉部の位置に基づいて、製造される管の肉厚を調整する2次偏肉調整手段とを備えることを特徴とする。
【0021】
第12発明に係る継目無管の製造装置は、前記第1計算手段は、軸方向の断面で肉厚を測定した測定部位数をN、周方向に並んだ測定部位の内のi番目の測定部位における肉厚の測定値をWT(i)として、各k次偏肉の複素フーリエ成分の実部R(k)及び虚部I(k)を、
【数31】
と計算すべくなしてあり、前記第2計算手段は、各k次偏肉の偏肉量G(k)を
【数32】
と計算すべくなしてあることを特徴とする。
【0022】
第13発明に係る継目無管の製造装置は、前記第3計算手段は、1番目の測定部位の位置を0°とした角度の単位で、各k次偏肉の厚肉部の位置argW(k)又は薄肉部の位置argN(k)を、各k次偏肉の複素フーリエ成分の実部R(k)及び虚部I(k)を用いて、
【数33】
と計算すべくなしてあることを特徴とする。
【0023】
第14発明に係る継目無管の製造装置は、管の肉厚の測定値に基づいて肉厚を調整しながら継目無管を製造する装置において、管の複数の軸方向の断面について、周方向の複数の部位で肉厚を測定する手段と、複数の軸方向の断面において、複数の肉厚の測定値について周方向に複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的に1回変動する1次偏肉の複素フーリエ成分を計算する第1計算手段と、複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、1次偏肉の偏肉の程度を示す偏肉量を計算する第2計算手段と、複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分から、1次偏肉の位相を計算する第3計算手段と、計算した偏肉量と位相との関係を、管の長手方向の位置の関数として、複数の前記関数にわたって複素フーリエ変換解析を行ない、管の長手方向の単位長さ当たりに偏肉がねじれる回数である各周波数について、複素フーリエ成分を計算する第4計算手段と、所定の境界値に基づいて、複数の所定の周波数領域における複素フーリエ成分の値が大きいか否かを判定する判定手段と、いずれかの周波数領域について複素フーリエ成分の値が大きいと判定された場合は、周波数領域に応じた方法で、管の製造条件を調整する調整手段とを備えることを特徴とする。
【0024】
第15発明に係る継目無管の製造装置は、前記第1計算手段は、軸方向の断面で肉厚を測定した測定部位数をN、周方向に並んだ測定部位の内のi番目の測定部位における肉厚の測定値をWT(i)として、1次偏肉の複素フーリエ成分の実部R(1)及び虚部I(1)を、
【数34】
と計算すべくなしてあり、前記第2計算手段は、1次偏肉の偏肉量rを
【数35】
と計算すべくなしてあり、前記第3計算手段は、1次偏肉の位相θを
【数36】
と計算すべくなしてあり、前記第4計算手段は、jを虚数、yを管の長手方向の長さ、前記r,θをyの関数として、yの関数f(y)=r(y)・exp(j・θ(y))について複素フーリエ変換解析をすべくなしてあることを特徴とする。
【0025】
第16発明に係る偏肉情報導出装置は、管の肉厚の測定値に基づいて、管に発生する偏肉に係る情報を導出する装置において、管の軸方向の断面の複数の部位における肉厚の測定値について周方向に複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的にk回(kは6以下の自然数)変動する各k次偏肉の複素フーリエ成分を計算する第1計算手段と、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、各k次偏肉について、偏肉の程度を示す偏肉量を計算する第2計算手段と、計算した複素フーリエ成分の位相から、各k次偏肉について、厚肉部又は薄肉部の位置を計算する第3計算手段とを備えることを特徴とする。
【0026】
第17発明に係る偏肉情報導出装置は、前記第1計算手段は、軸方向の断面で肉厚を測定した測定部位数をN、周方向に並んだ測定部位の内のi番目の測定部位における肉厚の測定値をWT(i)として、各k次偏肉の複素フーリエ成分の実部R(k)及び虚部I(k)を、
【数37】
と計算すべくなしてあり、前記第2計算手段は、各k次偏肉の偏肉量G(k)を
【数38】
と計算すべくなしてあることを特徴とする。
【0027】
第18発明に係る偏肉情報導出装置は、前記第3計算手段は、1番目の測定部位の位置を0°とした角度の単位で、各k次偏肉の厚肉部の位置argW(k)又は薄肉部の位置argN(k)を、各k次偏肉の複素フーリエ成分の実部R(k)及び虚部I(k)を用いて、
【数39】
と計算すべくなしてあることを特徴とする。
【0028】
第19発明に係る偏肉情報導出装置は、管の肉厚の測定値に基づいて、管に発生する偏肉に係る情報を導出する装置において、管の複数の軸方向の断面について、複数の部位における肉厚の測定値について周方向に複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的に1回変動する1次偏肉の複素フーリエ成分を計算する第1計算手段と、複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、1次偏肉の偏肉の程度を示す偏肉量を計算する第2計算手段と、複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分から、1次偏肉の位相を計算する第3計算手段と、計算した偏肉量と位相とが夫々絶対値と位相となる複素数を管の長手方向の位置の関数とした複素関数について複素フーリエ変換解析を行ない、管の長手方向の単位長さ当たりに偏肉がねじれる回数である各周波数について、複素フーリエ成分を計算する第4計算手段と、所定の境界値に基づいて、複数の所定の周波数領域における複素フーリエ成分の値が大きいか否かを判定する手段とを備えることを特徴とする。
【0029】
第20発明に係る偏肉情報導出装置は、前記第1計算手段は、軸方向の断面で肉厚を測定した測定部位数をN、周方向に並んだ測定部位の内のi番目の測定部位における肉厚の測定値をWT(i)として、1次偏肉の複素フーリエ成分の実部R(1)及び虚部I(1)を、
【数40】
と計算すべくなしてあり、前記第2計算手段は、1次偏肉の偏肉量rを
【数41】
と計算すべくなしてあり、前記第3計算手段は、1次偏肉の位相θを
【数42】
と計算すべくなしてあり、前記第4計算手段は、jを虚数、yを管の長手方向の長さ、前記r,θをyの関数として、yの関数f(y)=r(y)・exp(j・θ(y))について複素フーリエ変換解析をすべくなしてあることを特徴とする。
【0030】
第21発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、管の肉厚値に基づいて、管に発生する偏肉に係る情報を導出させるコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、管の肉厚値の列について複素フーリエ変換解析を行なわせ、肉厚が周期的にk回(kは6以下の自然数)変動する各k次偏肉の複素フーリエ成分を計算させる第1計算手順と、コンピュータに、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、各k次偏肉について、偏肉の程度を示す偏肉量を計算させる第2計算手順と、コンピュータに、計算した複素フーリエ成分の位相から、各k次偏肉について、厚肉部又は薄肉部の位置を計算させる第3計算手順とを含むことを特徴とする。
【0031】
第22発明に係るコンピュータプログラムは、前記第1計算手順は、コンピュータに、前記肉厚値の数をN、i番目の前記肉厚値をWT(i)として、各k次偏肉の複素フーリエ成分の実部R(k)及び虚部I(k)を、
【数43】
と計算させる手順を含み、前記第2計算手順は、コンピュータに、各k次偏肉の偏肉量G(k)を
【数44】
と計算させる手順を含むことを特徴とする。
【0032】
第23発明に係るコンピュータプログラムは、前記第3計算手順は、コンピュータに、角度の単位で、各k次偏肉の厚肉部の位置argW(k)又は薄肉部の位置argN(k)を、各k次偏肉の複素フーリエ成分の実部R(k)及び虚部I(k)を用いて、
【数45】
と計算させる手順を含むことを特徴とする。
【0033】
第24発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、管の肉厚値に基づいて、管に発生する偏肉に係る情報を導出させるコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、前記肉厚値の複数の列の夫々について複素フーリエ変換解析を行なわせ、肉厚が周期的に1回変動する1次偏肉の複素フーリエ成分を計算させる第1計算手順と、コンピュータに、前記肉厚値の複数の列の夫々について、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、1次偏肉の偏肉の程度を示す偏肉量を計算させる第2計算手順と、コンピュータに、前記肉厚値の複数の列の夫々について、計算した複素フーリエ成分から、1次偏肉の位相を計算させる第3計算手順と、コンピュータに、前記肉厚値の複数の列の夫々について計算した偏肉量と位相との関係について、前記肉厚値の複数の列にわたって複素フーリエ変換解析を行なわせ、各周波数について複素フーリエ成分を計算させる第4計算手順と、コンピュータに、所定の境界値に基づいて、複数の所定の周波数領域における複素フーリエ成分の値が大きいか否かを判定させる手順と、を含むことを特徴とする。
【0034】
第25発明に係るコンピュータプログラムは、前記第1計算手順は、コンピュータに、前記肉厚値の列に含まれる前記肉厚値の数をN、前記肉厚値の列に含まれるi番目の前記肉厚値をWT(i)として、1次偏肉の複素フーリエ成分の実部R(1)及び虚部I(1)を、
【数46】
と計算させる手順を含み、前記第2計算手順は、コンピュータに、1次偏肉の偏肉量rを
【数47】
と計算させる手順を含み、前記第3計算手順は、コンピュータに、1次偏肉の位相θを
【数48】
と計算させる手順を含み、前記第4計算手順は、コンピュータに、jを虚数、yを管の長手方向の長さ、前記r,θをyの関数として、yの関数f(y)=r(y)・exp(j・θ(y))について複素フーリエ変換解析を行なわせる手順を含むことを特徴とする。
【0035】
第1、第11、第16、及び第21発明においては、継目無管の軸方向の断面の複数の部位における肉厚の測定値について複素フーリエ変換解析を行ない、偏肉の種類を分類し、複素フーリエ成分の絶対値から偏肉量を計算し、複素フーリエ成分の位相から偏肉の厚肉部または薄肉部の位置を計算し、偏肉の種類、偏肉量、及び厚肉部もしくは薄肉部の位置に基づいて、管の製造条件を調整する。複素フーリエ成分の絶対値は、一周の間に肉厚が周期的にk回変動する各k次偏肉の振幅を与えるので、各k次偏肉についての偏肉量が求められる。更に、複素フーリエ成分の実部と虚部との比により得られる位相は、管の周方向の角度を横軸、k次偏肉の変動を縦軸、測定の開始点を原点として描いた曲線が、実部のみからなるcos曲線に対してどれだけずれているかを示しているので、前記曲線が最大値となる厚肉部の位置、及び前記曲線が最小値となる薄肉部の位置が、前記位相から求められる。これにより、偏肉の種類、偏肉量、並びに厚肉部または薄肉部の位置が判明し、偏肉を防止するための適切な処理が行なわれる。第11発明においては、2次偏肉調整手段が、求められた2次偏肉の量、及び厚肉部若しくは薄肉部の位置に基づいて、製造される管の肉厚を偏肉を防止するために自動調整する。
【0036】
第2、第12、第17、及び第22発明においては、各k次偏肉の偏肉量の定義を最大肉厚から最小肉厚を引いた値であるとしたとき、偏肉量は、各k次偏肉が描く正弦波の振幅の2倍となり、各k次偏肉の厚肉量が計算されるので、偏肉防止のために管の肉厚を調整する調整量が決定される。
【0037】
第3、第13、第18、及び第23発明においては、各k次偏肉の厚肉部の位置は、複素フーリエ成分の実部と虚部との比により得られる位相をkで割った角度の位置となり、薄肉部の位置は、一周期内での厚肉部の位置を示す前記位相に2直角を足した値をkで割った角度の位置となって、各k次偏肉の厚肉部または薄肉部の位置が計算されるので、偏肉防止のために管の肉厚を調整する位置、及び調整量の正負が特定される。
【0038】
第4発明においては、2次偏肉が発生している場合に、2次偏肉の発生原因を除去すべく管の製造条件を調整する。2次偏肉は、マンドレルミルにおける圧延時の圧力の偏りに起因しており、2次偏肉が発生した場合は、厚肉部の位置を圧延する圧延ロール対の圧延ロール間距離を偏肉量に応じて狭め、薄肉部の位置を圧延する圧延ロール対の圧延ロール間距離を偏肉量に応じて広げることで対処する。
【0039】
第5発明においては、4次偏肉が発生している場合に、4次偏肉の発生原因を除去すべく管の製造条件を調整する。4次偏肉については、本発明者は、マンドレルバーの形状を変更することで偏肉量を変えられることを発見したので、4次偏肉が発生した場合は、偏肉量に応じてマンドレルバーを径が異なるバーへ交換することで対処する。
【0040】
第6発明においては、3次及び6次偏肉が発生している場合に、偏肉の発生原因を除去すべく管の製造条件を調整する。3次および6次偏肉については、本発明者は、レデューサ又はサイザである絞り圧延機の孔型の形状を調整することで偏肉量を改善できることを発見したので、3次および6次偏肉が発生した場合は、厚肉量並びに厚肉部または薄肉部の位置に応じてロールを交換することで対処する。
【0041】
第7発明においては、複数の軸方向の断面について得られた各k次偏肉の偏肉量と位相との関係を、管の長手方向の関数として、その関数について複素フーリエ変換解析を行ない、偏肉のねじれの周波数によって偏肉を更に分類し、分類した偏肉に応じて該偏肉を防止するための適切な処理を行なう。
【0042】
第8、第14、第19、及び第24発明においては、複数の軸方向の断面について得られた1次偏肉の偏肉量と位相との関係を、管の長手方向の関数として、その関数について複素フーリエ変換解析を行ない、偏肉のねじれの周波数によって偏肉を更に分類し、分類した偏肉に応じて該偏肉を防止するための適切な処理を行なう。
【0043】
第9、第15、第20、及び第25発明においては、複数の軸方向の断面で得られた1次偏肉の偏肉量r及び位相θについて、jを虚数、yを管の長手方向の長さ、前記r,θをyの関数として、yの関数f(y)=r(y)・exp(j・θ(y))について複素フーリエ変換解析を行なう。mをねじれの周波数、αmをねじれの周波数mに対応する角周波数とすると、exp(j(αm・y))の成分に相当する複素フーリエ変換解析結果により1次偏肉のねじれの周波数mが分析され、周波数によって分類される偏肉に応じて、該偏肉を防止するための適切な処理を行なう。
【0044】
第10発明においては、ねじれの周波数が大きい1次偏肉、及びねじれの周波数が小さい1次偏肉が発生している場合、夫々の偏肉の発生原因を除去すべく管の製造条件を調整する。ねじれの周波数が小さい、即ち管の長手方向に長い距離にわたり1次偏肉がねじれている場合は、加熱炉における加熱の偏りが偏肉の原因であるので、加熱時間を長くする又は加熱炉の温度を上昇させる等して、素材が加熱される温度を上昇させることで対処する。ねじれの周波数が大きい、即ち管の長手方向に短い距離で1次偏肉がねじれている場合は、穿孔するときに用いる工具の中心軸と素材の中心軸とのずれ(misalignment)が偏肉の原因であるので、偏芯を起こしている部品を交換することで対処する。
【発明の効果】
【0045】
以上のように本発明においては、管の軸方向の断面の複数の部位における肉厚の測定値について複素フーリエ変換解析を行ない、偏肉の種類を分類し、複素フーリエ成分の絶対値から偏肉量を計算し、複素フーリエ成分の位相から偏肉の厚肉部または薄肉部の位置を計算し、偏肉の種類、偏肉量、及び厚肉部もしくは薄肉部の位置に基づいて、管の製造条件を調整することにより、偏肉を防止することができる。
【0046】
また発明においては、各k次偏肉の厚肉量を計算することにより、偏肉防止のために管の肉厚を調整する調整量が決定され、偏肉を防止するために管の肉厚を適切に調整することができる。
【0047】
また本発明においては、各k次偏肉の厚肉部または薄肉部の位置を計算することにより、偏肉防止のために管の肉厚を調整する位置、及び調整量の正負が特定され、管の肉厚を適切に調整することができる。
【0048】
また本発明においては、2次偏肉が発生した場合は、偏肉量および偏肉の位置に応じてマンドレルミルの圧延条件を調整することにより、2次偏肉の発生を抑制し、製造する継目無管の品質を向上させることができる。
【0049】
また本発明においては、4次偏肉が発生した場合は、偏肉量に応じてマンドレルバーを径が異なるバーへ交換することにより、4次偏肉の発生を抑制し、製造する継目無管の品質を向上させることができる。
【0050】
また本発明においては、3次及び6次偏肉が発生した場合は、偏肉量および偏肉の位置に応じて絞り圧延機のロールを交換することにより、3次偏肉および6次偏肉の発生を抑制し、製造する継目無管の品質を向上させることができる。
【0051】
また本発明においては、複数の軸方向の断面について得られた各k次偏肉の偏肉量と位相との関係を、管の長手方向の関数として、その関数について複素フーリエ変換解析を行ない、偏肉のねじれの周波数によって偏肉を更に分類し、分類した偏肉に応じて偏肉を防止するために管の肉厚を適切に調整することができる。
【0052】
また本発明においては、複数の軸方向の断面について得られた1次偏肉の偏肉量と位相との関係を、管の長手方向の関数として、その関数について複素フーリエ変換解析を行ない、偏肉のねじれの周波数によって偏肉を更に分類し、分類した偏肉に応じて偏肉を防止するために管の肉厚を適切に調整することができる。
【0053】
また本発明においては、複数の軸方向の断面で得られた1次偏肉の偏肉量r及び位相θの関数r・exp(jθ)を管の長手方向の関数として、その関数について複素フーリエ変換解析を行ない、1次偏肉のねじれの周波数が分析され、周波数によって分類される偏肉に応じて、管の肉厚を適切に調整することができる。
【0054】
更に本発明においては、ねじれの周波数が小さい1次偏肉が発生した場合は、素材の加熱温度を上昇させ、ねじれの周波数が大きい1次偏肉が発生した場合は、穿孔機にて偏芯を起こしている工具を交換することにより、夫々の1次偏肉の発生を抑制し、製造する継目無管の品質を向上させることができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0055】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
図2は、本発明の継目無管の製造装置を示すブロック図である。継目無管は、素材を加熱炉4で所要の温度まで加熱し、穿孔機5で穿孔圧延して素管を得、マンドレルミル6を用いて素管の延伸圧延を行ない、レデューサ(絞り圧延機)7を用いて外径・肉厚などの形状の調整のために定径圧延を行なうという工程で製造される。本発明の製造装置は、マンドレルミル6の出側に備えられた肉厚計21と、レデューサ7の出側に備えられた肉厚計22と、肉厚計21及び22が接続された偏肉情報導出装置1と、偏肉情報導出装置1に接続されてあり偏肉情報導出装置1からの情報を出力する出力装置3と、偏肉情報導出装置1に接続されてあり偏肉情報導出装置1からの情報により加熱炉4を制御する制御器41と、偏肉情報導出装置1に接続されてあり偏肉情報導出装置1からの情報によりマンドレルミル6を制御する制御器61とを備えている。
【0056】
図3は、本発明の偏肉情報導出装置1の構成を示すブロック図である。偏肉情報導出装置1は、コンピュータを用いて構成されており、演算を行なうCPU11と、演算に伴って発生する一時的な情報を記憶するRAM12と、CD−ROMドライブ等の外部記憶装置13と、ハードディスク又は半導体メモリ等の内部記憶装置14とを備えており、CD−ROM等の記録媒体10から本発明に係るコンピュータプログラム100を外部記憶装置13にて読み取り、読み取ったコンピュータプログラム100を内部記憶装置14に記憶し、RAM12にコンピュータプログラム100をロードし、ロードしたコンピュータプログラム100に基づいて偏肉情報導出装置1に必要な処理を実行する。偏肉情報導出装置1は、肉厚計21及び22に接続された入力部15を備えており、入力部15を介して肉厚計21及び22から情報を受け付ける。また、偏肉情報導出装置1は、出力装置3、制御器41及び61に接続された出力部16を備えており、出力部16を介して出力装置3、制御器41及び61へ情報を出力する。
【0057】
図4は、マンドレルミル6の構成を示す模式図である。マンドレルミル6は、管Pの長手方向に沿って、管Pを左右から圧延する一対の圧延ロール65,65を備える第1スタンド63と、管Pを上下から圧延する一対の圧延ロール65,65を備える第2スタンド64とを交互に備え、また、管Pに挿入するマンドレルバー62を備え、マンドレルバー62を挿入された管Pに対して上下左右から圧延を行なう。第1スタンド63,63,…及び第2スタンド64,64,…の夫々は、一対の圧延ロール65,65の間の距離を調整する圧延調整器66を備えており、圧延調整器66,66,…の夫々は、制御器61に接続されている。圧延調整器66,66,…は、制御器61に制御されて、圧延ロール65,65の間の距離を調整する。
【0058】
図5は、レデューサ7の構成を示す模式図であり、図5(a)は、レデューサ7の斜視図である。レデューサ7は、3個一組のボビン形状のロール72,72,72を有するスタンド71,71,…を管Pの長手方向に沿って備えている。図5(b)は、スタンド71の正面図である。3個一組のロール72,72,72により孔型が形成されており、この孔型に管Pを通して圧延することにより、レデューサ7は管Pの形状を調整する。
【0059】
図6は、肉厚計21の構成例を示す模式図である。
【0059】
図中には、放射線を用いて管Pの周囲9箇所で肉厚を測定する例の構成を示しており、図中211a〜219aは、放射線源であり、図中211b〜219bは、放射線検出器である。放射線源211aからの放射線は放射線検出器211bにて検出され、放射線源212aからの放射線は放射線検出器212bにて検出され、以下同様である。放射線検出器が検出した放射線の減衰から、管Pを放射線が通過した長さが測定される。図中に示した211の点は、放射線源211a及び放射線検出器211bと、放射線源215a及び放射線検出器215bとにより測定されており、他の点も同様に2回づつ測定されている。また、放射線検出器211bが検出した放射線からは、図中に示した211の点と216の点との肉厚を足した長さが測定され、他の各放射線検出器についても同様に2箇所の点の肉厚を足した長さが測定される。2箇所の肉厚の和が各放射線検出器により測定された長さであるとした連立方程式を解くことにより、夫々の点211〜219における肉厚が測定される。肉厚計22の構成もまた、同様である。
【0060】
次に、フローチャートを用いて、本発明における継目無管の製造方法を説明する。図7及び図8は、本発明の偏肉情報導出装置1が行なう処理の手順を示すフローチャートである。肉厚計21及び22は、製造される管Pに対して、長手方向に一定のピッチで軸方向の断面の複数の部位での肉厚を測定し、肉厚の測定値を偏肉情報導出装置1へ入力する。
【0061】
偏肉情報導出装置1は、入力部15にて、肉厚計21及び22から肉厚の測定値を受け付け(S1)、偏肉情報導出装置1のCPU11は、コンピュータプログラム100をRAM12にロードし、ロードしたコンピュータプログラム100に従って、受け付けた測定値について複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的にk回変動する各k次偏肉の複素フーリエ成分を計算する(S2)。ここでは、断面で肉厚を測定した測定部位数をN、断面の周方向に並んだ測定部位の内のi番目の測定部位における肉厚の測定値をWT(i)として、離散的に得られたWT(i)から、各k次偏肉の複素フーリエ成分の実部R(k)及び虚部I(k)を、
【数49】
と計算する。
【0062】
CPU11は、次に、RAM12にロードしたコンピュータプログラム100に従って、各k次偏肉の偏肉量G(k)を、
【数50】
と計算する(S3)。
【0063】
偏肉量G(k)の定義を最大肉厚から最小肉厚を引いた値であるとしたときには、偏肉量G(k)は、各k次偏肉が描く正弦波の振幅の2倍となる。
【0064】
CPU11は、次に、RAM12にロードしたコンピュータプログラム100に従って、各k次偏肉の複素フーリエ成分の位相θと、厚肉部及び薄肉部の位置とを計算する(S4)。複素フーリエ成分の位相θは、複素フーリエ成分の実部R(k)と虚部I(k)との比から、下式に従って求められる。
【数51】
【0065】
位相θは、管Pの周方向の角度を横軸、k次偏肉の変動を縦軸、i=1である測定の開始点を原点として描いた曲線が、実部のみからなるcos曲線に対してどれだけずれているかを示している。CPU11は、前記曲線が最大値となる厚肉部の位置argW(k)の一つを、i=1の測定部位の位置を0°とした角度の単位で、
【数52】
と計算する。
【0066】
また、k次偏肉におけるk個の厚肉部の位置argW(k)は、nをn=1,2,…,kである自然数として、
【数53】
となる。
【0067】
薄肉部の位置は、偏肉の変動の一周期内で厚肉部の位置に2直角を足した位置となる。CPU11は、薄肉部の位置argN(k)の一つ、又はk次偏肉におけるk個の薄肉部の位置argN(k)を、下式によって計算する。
【数54】
【0068】
CPU11は、次に、RAM12にロードしたコンピュータプログラム100に従って、計算した2次偏肉の偏肉量G(2)が、所定の境界値を超えているか否か、即ち許容量を超えた2次偏肉が発生しているか否かを判定する(S5)。2次偏肉が発生している場合は(S5:YES)、CPU11は、RAM12にロードしたコンピュータプログラム100に従って、2次偏肉を防止するための情報を出力部16からマンドレルミルの制御器61へ出力し、マンドレルミルを制御する(S6)。
【0069】
偏肉情報導出装置1は、計算した偏肉量G(2)、厚肉部の位置argW(2)及び薄肉部の位置argN(2)を含む情報を出力し、制御器61は、偏肉情報導出装置1から出力された情報に従って、厚肉部の方向を圧延している一対の圧延ロール65,65を備えるスタンドの圧延調整器66に、前記圧延ロール65,65の間の距離を狭くさせ、また、薄肉部の方向を圧延している一対の圧延ロール65,65を備えるスタンドの圧延調整器66に、前記圧延ロール65,65の間の距離を広くさせて、2次偏肉を防止すべくマンドレルミルを制御する。
【0070】
ステップS6が終了した場合、及びステップS5にて2次偏肉が発生していなかった場合(S5:NO)、CPU11は、RAM12にロードしたコンピュータプログラム100に従って、計算した4次偏肉の偏肉量G(4)が所定の境界値を超えているか否か、即ち、許容量を超えた4次偏肉が発生しているか否かを判定する(S7)。許容量を超える4次偏肉が発生している場合は(S7:YES)、CPU11は、マンドレルミル6のマンドレルバー61を偏肉量に応じた適切な径を有するマンドレルバー61に交換すべき指示を出力部16から出力装置3へ出力する(S8)。出力装置3には、マンドレルバー61の交換指示が出力され、作業員の作業により、マンドレルバー61が、4次偏肉が防止できる適切な径を有するマンドレルバー61に交換される。
【0071】
ステップS8が終了した場合、及びステップS7にて4次偏肉が発生していなかった場合(S7:NO)、CPU11は、RAM12にロードしたコンピュータプログラム100に従って、計算した3次偏肉の偏肉量G(3)又は6次偏肉の偏肉量G(6)が所定の境界値を超えているか否か、即ち、許容量を超えた3次偏肉または6次偏肉が発生しているか否かを判定する(S9)。許容量を超える3次偏肉または6次偏肉が発生している場合(S9:YES)、CPU11は、レデューサ7の孔型の形状を調整すべき指示を出力部16から出力装置3へ出力する(S10)。出力装置3には、孔型形状の調整指示が出力され、作業員の作業により、3次偏肉または6次偏肉を防止すべく、偏肉を発生させる孔型を構成しているロール72,…が、偏肉量、厚肉部の位置、及び薄肉部の位置に応じて新たなロール72,…に交換される。
【0072】
ステップS10が終了した場合、及びステップS9にて3次偏肉または6次偏肉が発生していなかった場合(S9:NO)、CPU11は、軸方向の各断面について得られた1次偏肉の偏肉量G(1)及び1次偏肉の位相θから、jを虚数、yを管の長手方向の長さ、前記r,θをyの関数として、yの関数f(y)=r(y)・exp(j・θ(y))についてy方向、即ち、管の長手方向に複素フーリエ変換解析を行ない、mをねじれの周波数、αmをθ=αm・yであるねじれの周波数mに対応する角周波数とした各周波数mについて複素フーリエ成分を計算する(S11)。
【0073】
図9は、複素関数f(y)を示す特性図である。r・exp(jθ)は、R(1)/4を横軸、I(1)/4を縦軸とした極座標上の点として表され、y方向に極座標上の点をつなげることで、1次偏肉が管の長手方向にねじれている場合、複素関数f(y)は、略スパイラル状の軌跡を描く。f(y)について複素フーリエ変換解析を行なうことにより、1次偏肉のねじれの周波数mを分析できる。
【0074】
CPU11は、次に、所定の周波数値m=m0以下の領域で複素フーリエ成分の絶対値が所定の境界値を超えているか否か、即ち、周波数mが小さい領域でねじれている1次偏肉が発生しているか否かを判定する(S12)。1次偏肉が発生している場合(S12:YES)、CPU11は、管Pの長手方向に長い距離にわたりねじれている1次偏肉を防止するための情報を、加熱炉4の制御器41へ出力し、加熱炉4を制御する(S13)。このとき、偏肉情報導出装置1は、計算した複素フーリエ成分の絶対値を含む情報を出力し、制御器41は、偏肉情報導出装置1から出力された情報に従って、加熱炉4での素材の加熱時間を長くする、又は火力を調節して加熱炉4内の温度を上げる等して、素材を加熱する温度を上昇させて、加熱の不均一が起因となっている偏肉の発生を抑制する。
【0075】
ステップS13が終了した場合、及びステップS12にて周波数mが小さい領域でねじれている1次偏肉が発生していなかった場合(S12:NO)、CPU11は、所定の周波数値m=m0を超えた領域で複素フーリエ成分の絶対値が所定の境界値を超えているか否か、即ち、周波数mが大きい領域でねじれている1次偏肉が発生しているか否かを判定する(S14)。この1次偏肉が発生している場合(S14:YES)、CPU11は、穿孔機5において偏芯を起こしている工具を交換すべき指示を出力部16から出力装置3へ出力する(S15)。出力装置3には、工具の交換指示が出力され、作業員の作業により、偏芯を起こしている穿孔機5の工具が交換される。
【0076】
ステップS15が終了した場合、及びステップS14にて周波数mが大きい領域でねじれている1次偏肉が発生していなかった場合(S14:NO)、CPU11は、処理を終了する。
【0077】
以上詳述した如く、本発明においては、管の軸方向の断面の複数部位における肉厚の測定値について複素フーリエ変換解析を行ない、各k次偏肉について、計算した複素フーリエ成分から、偏肉量と厚肉部および薄肉部の位置とを計算し、偏肉の種類に加えて、偏肉防止のために管の製造条件を調整する位置、及び調整量の正負が特定され、偏肉の防止のために適切な処置を施すことが可能となる。更に、偏肉量と位相との関係について、管の長手方向に複素フーリエ変換解析を行なうことで、ねじれの周波数により偏肉を分類して、偏肉の原因別に偏肉の防止のための適切な処置を施すことが可能となる。
【0078】
次に、本発明を継目無管の製造工程に適用した結果の例を示す。図10は、本発明の適用結果例を示す図表である。実施した内容は以下の如くである。
(a)周波数が大きい領域でねじれている1次偏肉が発生した場合に、穿孔機5の工具を交換。
(b)周波数が小さい領域でねじれている1次偏肉が発生した場合に、加熱炉4での加熱時間を長くする。
(c)2次偏肉が発生した場合に、マンドレルミル6を調整。
(d)4次偏肉が発生した場合に、マンドレルバー61を交換。
(e)3次偏肉または6次偏肉が発生した場合に、レデューサ7のロールを交換。
(f)特開昭61−135409号公報に開示された方法で偏肉に対処。
(g)何もしない。
【0079】
図10中には、前述の内容に従って本発明を実施した場合に、
偏肉率=(偏肉量/平均肉厚)×100
で定義される偏肉率を、肉厚計22によって測定されたデータにより計算し、偏肉率が12.5%以上となった継目無管の本数の割合を示している。図10に示す如く、本発明を用いることにより、偏肉に対して対処しなかった場合に比べて、偏肉が発生した継目無管の割合が減少している。更に、従来技術と比べても偏肉が発生した継目無管の割合が減少しており、本発明は、従来技術に比べて偏肉の発生を抑制する能力に優れていることが明らかである。従って、本発明により、継目無管の製造時に各種の偏肉の発生を抑制し、継目無管の品質を向上させることが可能となる。
【0080】
なお、本実施の形態においては、マンドレル6の出側およびレデューサ7の出側に肉厚計21及び22を備え、肉厚計21及び22が共通の偏肉情報導出装置1に接続されている形態を示したが、これに限られるわけではなく、2台の偏肉情報導出装置1,1を備え、肉厚計21及び22の夫々が個別に偏肉情報導出装置1に接続されている形態であってもよく、肉厚計はレデューサ7の出側の肉厚計22のみを備える形態であってもよい。
【0081】
また、本実施の形態においては、偏肉情報導出装置1は、コンピュータを用いてなり、コンピュータプログラム100に従って本発明に係る処理を行なう形態を示したが、これに限るものではなく、肉厚計からの情報を記憶する記憶手段、肉厚の測定値を複素フーリエ変換する変換手段などの専用のハードウェアで本発明の偏肉情報導出装置1を構成してある形態であってもよい。
【0082】
また、本実施の形態においては、継目無管を製造する際に、マンドレルミルを用いて圧延を行ない、レデューサを用いてサイズを調整する方法を用いる形態を示したが、プラグミル等のマンドレルミル以外の他の圧延手段を用い、サイザ等のレデューサ以外の他の絞り圧延機を用いて継目無管を製造する方法についても、本発明を適用することは可能である。
【0083】
更に、本実施の形態においては、1次偏肉についてのみ長手方向に複素フーリエ変換解析を行ない、ねじれを分析する方法を示したが、他のk次偏肉についても長手方向に複素フーリエ変換解析を行ない、ねじれを分析して夫々の偏肉に対処する方法を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0084】
【図1】 各種の偏肉を有する継目無管の断面図である。
【図2】 本発明の継目無管の製造装置を示すブロック図である。
【図3】 本発明の偏肉情報導出装置の構成を示すブロック図である。
【図4】 マンドレルミルの構成を示す模式図である。
【図5】 レデューサの構成を示す模式図である。
【図6】 肉厚計の構成例を示す模式図である。
【図7】 偏肉情報導出装置が行なう処理の手順を示すフローチャートである。
【図8】 偏肉情報導出装置が行なう処理の手順を示すフローチャートである。
【図9】 複素関数f(y)を示す特性図である。
【図9】 本発明の適用結果例を示す図表である。
Claims (25)
- 管の肉厚の測定値に基づいて肉厚を調整しながら継目無管を製造する方法において、
管の軸方向の断面について、周方向の複数の部位で肉厚を測定するステップと、
複数の肉厚の測定値について周方向に複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的にk回(kは6以下の自然数)変動する各k次偏肉の複素フーリエ成分を計算する第1計算ステップと、
計算した複素フーリエ成分の絶対値から、各k次偏肉について、偏肉の程度を示す偏肉量を計算する第2計算ステップと、
計算した複素フーリエ成分の位相から、各k次偏肉について、厚肉部又は薄肉部の位置を計算する第3計算ステップと、
各k次偏肉に応じた方法で、偏肉量及び厚肉部若しくは薄肉部の位置に基づいて、管の肉厚を調整する調整ステップと
を含むことを特徴とする継目無管の製造方法。 - 素管を外側から挟んで圧延する複数の圧延ロール対を備えるマンドレルミルを用いて、 前記調整ステップでは、
2次偏肉に対しては、マンドレルミルについて、厚肉部の位置を圧延する圧延ロール対の圧延ロール間距離を偏肉量に応じて狭めるか、又は薄肉部の位置を圧延する圧延ロール対の圧延ロール間距離を偏肉量に応じて広げることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の継目無管の製造方法。 - 素管にマンドレルバーを挿入するマンドレルミルを用いて、
前記調整ステップでは、
4次偏肉に対しては、偏肉量に応じてマンドレルミルのマンドレルバーを適切な径のマンドレルバーに交換することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の継目無管の製造方法。 - 複数の圧延ロールからなる孔型に管を通過させて圧延する絞り圧延機を用いて、
前記調整ステップでは、
3次偏肉又は6次偏肉に対しては、偏肉量及び厚肉部若しくは薄肉部の位置に基づいて、絞り圧延機のロールを適切な形状のロールに交換する
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の継目無管の製造方法。 - 管の肉厚の測定値に基づいて肉厚を調整しながら継目無管を製造する方法において、
管の複数の軸方向の断面について、周方向の複数の部位で肉厚を測定するステップと、 複数の軸方向の断面において、複数の肉厚の測定値について周方向に複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的にk回(kは6以下の自然数)変動する各k次偏肉の複素フーリエ成分を計算するステップと、
複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、各k次偏肉の偏肉の程度を示す偏肉量を計算するステップと、
複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分から、各k次偏肉の位相を計算するステップと、
各k次変換について計算した偏肉量と位相とが夫々絶対値と位相となる複素数を管の長手方向の位置の関数とした複素関数について複素フーリエ変換解析を行ない、管の長手方向の単位長さ当たりに偏肉がねじれる回数である各周波数について、複素フーリエ成分を計算するステップと、
所定の境界値に基づいて、複数の所定の周波数領域における複素フーリエ成分の値が大きいか否かを判定するステップと、
いずれかの周波数領域について複素フーリエ成分の値が大きいと判定された場合は、各k次偏肉及び各周波数領域に応じた方法で、管の肉厚を調整するステップと
を含むことを特徴とする継目無管の製造方法。 - 管の肉厚の測定値に基づいて肉厚を調整しながら継目無管を製造する方法において、
管の複数の軸方向の断面について、周方向の複数の部位で肉厚を測定するステップと、 複数の軸方向の断面において、複数の肉厚の測定値について周方向に複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的に1回変動する1次偏肉の複素フーリエ成分を計算する第1計算ステップと、
複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、1次偏肉の偏肉の程度を示す偏肉量を計算する第2計算ステップと、
複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分から、1次偏肉の位相を計算する第3計算ステップと、
計算した偏肉量と位相とが夫々絶対値と位相となる複素数を管の長手方向の位置の関数とした複素関数について複素フーリエ変換解析を行ない、管の長手方向の単位長さ当たりに偏肉がねじれる回数である各周波数について、複素フーリエ成分を計算する第4計算ステップと、
所定の境界値に基づいて、複数の所定の周波数領域における複素フーリエ成分の値が大きいか否かを判定する判定ステップと、
いずれかの周波数領域について複素フーリエ成分の値が大きいと判定された場合は、周波数領域に応じた方法で、管の製造条件を調整する調整ステップと
を含むことを特徴とする継目無管の製造方法。 - 加熱炉と穿孔機とを用いて、
前記判定ステップでは、所定の境界値に基づいた周波数が大きい領域と小さい領域とで、所定の境界値に基づいて複素フーリエ成分の値が大きいか否かを判定し、
前記調整ステップでは、
周波数が小さい領域で複素フーリエ成分の値が大きいと判定された場合は、加熱炉の加熱温度を上昇させ、
周波数が大きい領域で複素フーリエ成分の値が大きいと判定された場合は、偏芯を発生している穿孔機の部品を交換する
ことを特徴とする請求項8又は9に記載の継目無管の製造方法。 - 管の肉厚の測定値に基づいて肉厚を調整しながら継目無管を製造する装置において、
管の軸方向の断面について、周方向の複数の部位で肉厚を測定する手段と、
複数の肉厚の測定値について周方向に複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的にk回(kは6以下の自然数)変動する各k次偏肉の複素フーリエ成分を計算する第1計算手段と、
計算した複素フーリエ成分の絶対値から、各k次偏肉について、偏肉の程度を示す偏肉量を計算する第2計算手段と、
計算した複素フーリエ成分の位相から、各k次偏肉について、厚肉部又は薄肉部の位置を計算する第3計算手段と、
2次偏肉の量、及び厚肉部若しくは薄肉部の位置に基づいて、製造される管の肉厚を調整する2次偏肉調整手段と
を備えることを特徴とする継目無管の製造装置。 - 管の肉厚の測定値に基づいて肉厚を調整しながら継目無管を製造する装置において、
管の複数の軸方向の断面について、周方向の複数の部位で肉厚を測定する手段と、
複数の軸方向の断面において、複数の肉厚の測定値について周方向に複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的に1回変動する1次偏肉の複素フーリエ成分を計算する第1計算手段と、
複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、1次偏肉の偏肉の程度を示す偏肉量を計算する第2計算手段と、
複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分から、1次偏肉の位相を計算する第3計算手段と、
計算した偏肉量と位相との関係を、管の長手方向の位置の関数として、複数の前記関数にわたって複素フーリエ変換解析を行ない、管の長手方向の単位長さ当たりに偏肉がねじれる回数である各周波数について、複素フーリエ成分を計算する第4計算手段と、
所定の境界値に基づいて、複数の所定の周波数領域における複素フーリエ成分の値が大きいか否かを判定する判定手段と、
いずれかの周波数領域について複素フーリエ成分の値が大きいと判定された場合は、周波数領域に応じた方法で、管の製造条件を調整する調整手段と
を備えることを特徴とする継目無管の製造装置。 - 前記第1計算手段は、軸方向の断面で肉厚を測定した測定部位数をN、周方向に並んだ測定部位の内のi番目の測定部位における肉厚の測定値をWT(i)として、1次偏肉の複素フーリエ成分の実部R(1)及び虚部I(1)を、
前記第2計算手段は、1次偏肉の偏肉量rを
前記第3計算手段は、1次偏肉の位相θを
前記第4計算手段は、jを虚数、yを管の長手方向の長さ、前記r,θをyの関数として、yの関数f(y)=r(y)・exp(j・θ(y))について複素フーリエ変換解析をすべくなしてある
ことを特徴とする請求項14に記載の継目無管の製造装置。 - 管の肉厚の測定値に基づいて、管に発生する偏肉に係る情報を導出する装置において、 管の軸方向の断面の複数の部位における肉厚の測定値について周方向に複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的にk回(kは6以下の自然数)変動する各k次偏肉の複素フーリエ成分を計算する第1計算手段と、
計算した複素フーリエ成分の絶対値から、各k次偏肉について、偏肉の程度を示す偏肉量を計算する第2計算手段と、
計算した複素フーリエ成分の位相から、各k次偏肉について、厚肉部又は薄肉部の位置を計算する第3計算手段と
を備えることを特徴とする偏肉情報導出装置。 - 管の肉厚の測定値に基づいて、管に発生する偏肉に係る情報を導出する装置において、 管の複数の軸方向の断面について、複数の部位における肉厚の測定値について周方向に複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的に1回変動する1次偏肉の複素フーリエ成分を計算する第1計算手段と、
複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、1次偏肉の偏肉の程度を示す偏肉量を計算する第2計算手段と、
複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分から、1次偏肉の位相を計算する第3計算手段と、
計算した偏肉量と位相とが夫々絶対値と位相となる複素数を管の長手方向の位置の関数とした複素関数について複素フーリエ変換解析を行ない、管の長手方向の単位長さ当たりに偏肉がねじれる回数である各周波数について、複素フーリエ成分を計算する第4計算手段と、
所定の境界値に基づいて、複数の所定の周波数領域における複素フーリエ成分の値が大きいか否かを判定する手段と
を備えることを特徴とする偏肉情報導出装置。 - 前記第1計算手段は、軸方向の断面で肉厚を測定した測定部位数をN、周方向に並んだ測定部位の内のi番目の測定部位における肉厚の測定値をWT(i)として、1次偏肉の複素フーリエ成分の実部R(1)及び虚部I(1)を、
前記第2計算手段は、1次偏肉の偏肉量rを
前記第3計算手段は、1次偏肉の位相θを
前記第4計算手段は、jを虚数、yを管の長手方向の長さ、前記r,θをyの関数として、yの関数f(y)=r(y)・exp(j・θ(y))について複素フーリエ変換解析をすべくなしてある
ことを特徴とする請求項19に記載の偏肉情報導出装置。 - コンピュータに、管の肉厚値に基づいて、管に発生する偏肉に係る情報を導出させるコンピュータプログラムにおいて、
コンピュータに、管の肉厚値の列について複素フーリエ変換解析を行なわせ、肉厚が周期的にk回(kは6以下の自然数)変動する各k次偏肉の複素フーリエ成分を計算させる第1計算手順と、
コンピュータに、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、各k次偏肉について、偏肉の程度を示す偏肉量を計算させる第2計算手順と、
コンピュータに、計算した複素フーリエ成分の位相から、各k次偏肉について、厚肉部又は薄肉部の位置を計算させる第3計算手順と
を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。 - コンピュータに、管の肉厚値に基づいて、管に発生する偏肉に係る情報を導出させるコンピュータプログラムにおいて、
コンピュータに、前記肉厚値の複数の列の夫々について複素フーリエ変換解析を行なわせ、肉厚が周期的に1回変動する1次偏肉の複素フーリエ成分を計算させる第1計算手順と、
コンピュータに、前記肉厚値の複数の列の夫々について、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、1次偏肉の偏肉の程度を示す偏肉量を計算させる第2計算手順と、
コンピュータに、前記肉厚値の複数の列の夫々について、計算した複素フーリエ成分から、1次偏肉の位相を計算させる第3計算手順と、
コンピュータに、前記肉厚値の複数の列の夫々について計算した偏肉量と位相との関係について、前記肉厚値の複数の列にわたって複素フーリエ変換解析を行なわせ、各周波数について複素フーリエ成分を計算させる第4計算手順と、
コンピュータに、所定の境界値に基づいて、複数の所定の周波数領域における複素フーリエ成分の値が大きいか否かを判定させる手順と、
を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。 - 前記第1計算手順は、コンピュータに、前記肉厚値の列に含まれる前記肉厚値の数をN、前記肉厚値の列に含まれるi番目の前記肉厚値をWT(i)として、1次偏肉の複素フーリエ成分の実部R(1)及び虚部I(1)を、
前記第2計算手順は、コンピュータに、1次偏肉の偏肉量rを
前記第3計算手順は、コンピュータに、1次偏肉の位相θを
前記第4計算手順は、コンピュータに、jを虚数、yを管の長手方向の長さ、前記r,θをyの関数として、yの関数f(y)=r(y)・exp(j・θ(y))について複素フーリエ変換解析を行なわせる手順を含む
ことを特徴とする請求項24に記載のコンピュータプログラム。
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