JP6651960B2 - 管の偏肉検出方法 - Google Patents
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Description
管の軸方向に略垂直な一断面の周方向における肉厚の変化に関する情報、または、ねじれを伴う偏芯偏肉成分を除去できるような管の所定長さの範囲の周方向における肉厚の変化に関する情報に基づいて、管の偏肉を検出する、管の偏肉検出方法。
n回往復運動することによって得られた周方向の各測定位置の肉厚に基づいて、各測定位置での平均肉厚を求め、
得られた前記平均肉厚に基づいて管の偏肉を検出する、上記(1)に記載の管の偏肉検出方法。
前記スウィングアームユニットが、h個(但し、hは3以上の自然数)のスウィングアームを含み、各スウィングアームが前記管の周方向に等間隔に配置され、
前記h個のスウィングアームが、それぞれ所定時間ごとに肉厚を測定し、
各測定時におけるh箇所の測定位置での肉厚から、該h箇所の測定位置に対応する前記管の内周面上の位置をそれぞれ求め、
各測定時において、前記h箇所の内周面上の位置を通る円の中心位置を求め、
管の軸中心を原点とし、軸方向に垂直な仮想的な座標平面において、原点から前記中心位置までの距離および位相とからなる複素数を、測定時間または管の軸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い、ねじれを伴う偏芯偏肉成分である複素フーリエ成分を除去した後、逆変換して、各測定時または管の軸方向の各位置における各測定位置での補正肉厚を求め、
得られた前記補正肉厚に基づいて管の偏肉を検出する、上記(1)に記載の管の偏肉検出方法。
但し、A(t)は測定時tにおける原点から中心位置までの距離、θ(t)は測定時tにおける中心位置の位相、iは虚数、ωは偏芯偏肉成分のねじれの角速度を意味する。
但し、A(x)は管の軸方向における位置xにおける原点から中心位置までの距離、θ(x)は管の軸方向における位置xにおける中心位置の位相、iは虚数、ωは偏芯偏肉成分のねじれの角速度を意味する。
前述のように、圧延装置の出口付近に設置したスウィング式超音波肉厚計を用いて、軸方向に移動する管の肉厚を測定する場合、スウィングアームユニットが回転する間に管は前方へと移動することとなる。そのため、肉厚の測定箇所は管の軸方向に垂直な一断面上とはならず、管の長手方向に螺旋状に変化する結果となる。
上記(B)の機構では、スウィング式超音波肉厚計を移動させずに管の偏肉を検出する。すなわち、管の軸方向に垂直な一断面上での肉厚変化に関する情報を得ることはできず、管の所定長さの範囲の周方向における肉厚の変化に関する情報が得られることとなる。
上述のようにn回往復運動しながら肉厚を全周にわたって測定すると、周方向の同一位相(所定の測定位置)における肉厚を2n回測定することとなる。この時、管の長手方向に変化しない偏肉成分は、同一位相において一定となるが、ねじれを伴う偏芯偏肉成分は、同一位相であっても長手方向に増減を繰り返す。そのため、測定回数が十分に多い場合には、同一位相で複数回測定された肉厚の測定値を平均化すれば、ねじれを伴う偏芯偏肉成分は、統計学における大数の法則により0に近づく。
(B2)の機構においては、スウィングアームユニットは、h個(但し、hは3以上の自然数)のスウィングアームを含み、各スウィングアームを管の周方向に等間隔に配置する。その場合、各スウィングアームが360°/hの範囲を往復運動すれば、管の肉厚を全周にわたって測定することが可能である。上記の構成にすることによって、所定時間ごとに、管の軸方向に略垂直な一断面において3箇所以上の肉厚を測定することが可能となる。
ねじれを伴う偏芯偏肉成分が除去された管の肉厚分布から、偏肉を検出する方法については、特に制限はない。例えば、得られた肉厚分布から、フーリエ解析を用いることによって、周方向に周期的に厚肉部が生じる正弦波の量およびその方向を算出することができる。滑らかに連続しているあらゆる関数は、正弦波の重ね合わせで表現でき、フーリエ解析によって、各正弦波の振幅および位相が得られることが知られている。
11.マンドレルバー
12.マンドレルミル
12a.圧延ロール
13.サイザ
14.スウィングアーム
15.コーン型ロール
16.プラグ
20.管
Claims (7)
- スウィングアームユニットを有し、該スウィングアームユニットが軸方向に移動する管の外側を周方向に往復運動しながら管の肉厚を測定するスウィング式超音波肉厚計を用いて、ねじれを伴う偏芯偏肉成分が影響しないように管の偏肉を検出する方法であって、
前記スウィング式超音波肉厚計が、前記管の移動方向に従って移動しながら管の軸方向に略垂直な一断面の全周にわたる肉厚を所定間隔で測定し、得られた前記肉厚に基づいて管の偏肉を検出する、管の偏肉検出方法。 - スウィングアームユニットを有し、該スウィングアームユニットが軸方向に移動する管の外側を周方向に往復運動しながら管の肉厚を測定するスウィング式超音波肉厚計を用いて、ねじれを伴う偏芯偏肉成分が影響しないように管の偏肉を検出する方法であって、
前記スウィングアームユニットが、前記管の外側を周方向にn回(但し、nは1以上の自然数)往復運動しながら、周方向において所定間隔で設定された複数の測定位置における肉厚を全周にわたって測定し、
n回往復運動することによって得られた周方向の各測定位置の肉厚に基づいて、各測定位置での平均肉厚を求め、
得られた前記平均肉厚に基づいて管の偏肉を検出する、管の偏肉検出方法。 - 前記スウィングアームユニットが、g個(但し、gは2以上の自然数)のスウィングアームを含み、各スウィングアームが前記管の周方向に等間隔に配置され、かつ、各スウィングアームが360°/gの範囲を往復運動する、請求項2に記載の管の偏肉検出方法。
- スウィングアームユニットを有し、該スウィングアームユニットが軸方向に移動する管の外側を周方向に往復運動しながら管の肉厚を測定するスウィング式超音波肉厚計を用いて、ねじれを伴う偏芯偏肉成分が影響しないように管の偏肉を検出する方法であって、
前記スウィングアームユニットが、前記管の外側を周方向にm回(但し、mは1以上の自然数)往復運動しながら、周方向において所定間隔で設定された複数の測定位置における肉厚を全周にわたって測定し、
前記スウィングアームユニットが、h個(但し、hは3以上の自然数)のスウィングアームを含み、各スウィングアームが前記管の周方向に等間隔に配置され、
前記h個のスウィングアームが、それぞれ所定時間ごとに肉厚を測定し、
各測定時におけるh箇所の測定位置での肉厚から、該h箇所の測定位置に対応する前記管の内周面上の位置をそれぞれ求め、
各測定時において、前記h箇所の内周面上の位置を通る円の中心位置を求め、
管の軸中心を原点とし、軸方向に垂直な仮想的な座標平面において、原点から前記中心位置までの距離および位相とからなる複素数を、測定時間または管の軸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い、ねじれを伴う偏芯偏肉成分である複素フーリエ成分を除去した後、逆変換して、各測定時または管の軸方向の各位置における各測定位置での補正肉厚を求め、
得られた前記補正肉厚に基づいて管の偏肉を検出する、管の偏肉検出方法。 - 前記中心位置を測定時間の関数とした複素関数を、A(t)exp(iθ(t))として表し、前記ねじれを伴う偏芯偏肉成分である複素フーリエ成分を、A(t)exp(iωt)として表す、請求項4に記載の管の偏肉検出方法。
但し、A(t)は測定時tにおける原点から中心位置までの距離、θ(t)は測定時tにおける中心位置の位相、iは虚数、ωは偏芯偏肉成分のねじれの角速度を意味する。 - 前記中心位置を管の軸方向における位置の関数とした複素関数を、A(x)exp(iθ(x))として表し、前記ねじれを伴う偏芯偏肉成分である複素フーリエ成分を、A(x)exp(iωx)として表す、請求項4に記載の管の偏肉検出方法。
但し、A(x)は管の軸方向における位置xにおける原点から中心位置までの距離、θ(x)は管の軸方向における位置xにおける中心位置の位相、iは虚数、ωは偏芯偏肉成分のねじれの角速度を意味する。 - 前記スウィングアームユニットに含まれる各スウィングアームが360°/hの範囲を往復運動する、請求項4から請求項6までのいずれかに記載の管の偏肉検出方法。
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