JPH05317956A - 溶接管シーム捩れ矯正方法及びその装置 - Google Patents

溶接管シーム捩れ矯正方法及びその装置

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JPH05317956A
JPH05317956A JP14865692A JP14865692A JPH05317956A JP H05317956 A JPH05317956 A JP H05317956A JP 14865692 A JP14865692 A JP 14865692A JP 14865692 A JP14865692 A JP 14865692A JP H05317956 A JPH05317956 A JP H05317956A
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JP
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seam
straightening
twist
roll
welded pipe
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JP14865692A
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English (en)
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Katsunori Nagao
勝則 永尾
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 あらゆる径の溶接管においてシーム捩れを自
動的に超音波探傷装置の追従可能範囲内に矯正すること
を可能にする。 【構成】 電縫鋼管の製造ラインにおいて、水冷槽3の
下流側に電縫鋼管Pのシーム位置を検出するシーム位置
検出装置5を備え、このシーム位置検出装置5の位置信
号を制御部10で制御信号CS1 , CS2 に処理し、これら制
御信号CS1 , CS2 によりシーム位置検出装置5の上流
側,下流側に備えた矯正ロール4,探傷装置6を制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電縫鋼管等の溶接管にお
ける溶接部(以下シームという)捩れを矯正する方法及
びその実施に使用する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に電縫鋼管は、帯鋼を成形ロール群
に通してその両側エッジ部が相対する円筒状に連続曲成
し、この両側エッジ部に電流を流して両側エッジ部を加
熱しならスクイズロール間に通して両側エッジ同士を衝
合溶接し、そのシームに形成されたビードを切削除去
し、これをサイザロール群により定形して製造される。
【0003】このようにして製造される電縫鋼管にあっ
ては、シームに欠陥が発生し易いのでシームを超音波探
傷してその品質管理を行うが、製管ラインにおいてシー
ムにはしばしば捩れが生じ、シームのビード状況の探傷
に不都合を生じることが多い。そこでシームの捩れ位置
へ超音波探傷装置を追従させる方法がとられていた。し
かし小径サイズの鋼管のシーム捩れは大きく(捩れ角θ
=90°〜180 °) 、これに追従させるには大がかりな装
置が必要である。そのためシーム捩れが大きい場合はラ
インを停止して調整しており、生産能率は大変悪かっ
た。
【0004】そこで製造ライン途中においてこのシーム
捩れを矯正する装置を取り付け、ライン運転中にシーム
捩れを矯正する方法が採られている。実開昭62−165011
号公報には、溶接後の電縫鋼管の左右に上下のロールフ
ランジ径が異なる凹面を有するバーチカルロールを設け
てシーム捩れの矯正を行う方法が開示されている。この
方法ではバーチカルロールを電縫鋼管に当接させると上
下の周速が異なるためロールフランジの大きい方の弧面
と当接する側のモーメントが大きく作用して電縫鋼管は
逆方向に捩れ従ってシーム捩れは矯正される。
【0005】また特開昭62−197222号公報には電縫鋼管
に対し互いに反対の方向に傾斜させた一対の捩れ矯正ロ
ールによりシーム捩れを矯正する方法が開示されてい
る。ここには矯正ロールの荷重を一定にして上下捩れ矯
正ロールのクロス角を変える方法と、クロス角を一定に
して矯正ロールの荷重を変える方法とが開示されてお
り、いずれも電縫鋼管に回転モーメントを与えてシーム
捩れを矯正するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところがいずれの方法
においても、シームの検出手段がないために矯正の自動
化が不可能である。また前者の方法における矯正ロール
形状では対応可能な径が限定されるため、溶接管の径が
異なる都度、矯正ロールの交換が必要であり不都合であ
る。本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、
あらゆる径の溶接管において自動的にシーム捩れを超音
波探傷装置の追従できる範囲内に矯正する溶接管シーム
捩れ矯正方法及びその実施に使用する装置を提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る溶接管シー
ム捩れ矯正方法は、金属帯を円筒状に曲成し、その両側
エッジ部を溶接して得られる溶接管のシーム捩れを矯正
ロールにより矯正する方法において、前記溶接管のシー
ムを撮像し、撮像された画像をシームとシーム以外の部
分とで2値化してシーム位置を検出し、この検出結果に
基づいて前記矯正ロールを制御してシーム捩れを矯正す
ることを特徴とする。
【0008】本発明に係る溶接管シーム捩れ矯正装置
は、金属帯を円筒状に曲成し、その両側エッジ部を溶接
して得られる溶接管のシーム捩れを矯正ロールにより矯
正する装置において、前記溶接管のシームを撮像する撮
像機と、撮像された画像をシームとシーム以外の部分と
で2値化してシーム位置を検出する手段と、その軸方向
の移動により前記溶接管に回転モーメントを与えるべく
この溶接管を挟んで配設された一対の鼓形の矯正ロール
と、シーム位置の検出結果に基づいて前記矯正ロールを
移動せしめるための制御信号を発する制御部とを有する
ことを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明にあっては撮像して得られる画像をシー
ムとそれ以外の部分とに2値化し、2値化された2次元
画像に基づいてシーム位置を検出するのであらゆる径の
溶接管においてシーム位置が精度よく検出できる。また
この検出結果に基づく制御信号により矯正ロールの移動
を制御するので高精度のシーム捩れ矯正が自動的に行え
る。
【0010】
【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て具体的に説明する。図1は本発明に係る溶接管シーム
捩れ矯正装置(以下本発明装置という)を備えた電縫鋼
管の製造ラインを示す模式図である。図中1はフォーミ
ングロール群であり、このフォーミングロール群1のラ
イン下流側には、ウエルダ2,水冷槽3,矯正ロール
4,シーム位置検出装置5,探傷装置6,サイザロール
群7及びカットオフ機8がこの順序で配設されている。
【0011】このように配置された電縫鋼管の製造ライ
ンにおいては、図中白抜矢符にて示す如く帯鋼Bが送給
され、該帯鋼Bはフォーミングロール群1に通され、そ
の両側エッジ部が相対する円筒状に曲成されたオープン
パイプOとなる。そしてオープンパイプOはウエルダ2
においてその両側エッジ部に電流が流され、抵抗熱によ
って両側エッジ部が加熱溶融させられつつ衝合溶接され
て電縫鋼管Pとなり、図示しない切削装置により管内側
及び管外側のビードが切削され、その後水冷槽3にて冷
却される。
【0012】そして電縫鋼管Pはシーム位置検出装置5
により後述する方法にてシーム位置が検出される。この
シーム位置の位置信号は制御部10へ与えられ、制御部10
において後述する矯正ロール4の移動を制御するための
制御信号CS1 と、探傷装置6の追従を制御するための制
御信号CS2 とに処理され、制御信号CS1 は矯正ロール4
の図示しない移動調節装置へ、制御信号CS2 は探傷装置
6の図示しない周方向追従調節装置へ夫々送られる。シ
ーム捩れが発生している場合、このシーム捩れは制御信
号CS1 に基づいて移動する矯正ロール4により探傷装置
6の追従可能範囲内まで矯正される。また電縫鋼管Pは
制御信号CS2 に基づいてシーム位置に追従するこの探傷
装置6により超音波探傷され、その後電縫鋼管Pはサイ
ザロール群7により所定の外径に定形され、カットオフ
機8によって所定長に切断される。
【0013】次にシーム位置検出装置5について説明す
る。図2はシーム位置検出装置の構成を示すブロック図
である。電縫鋼管Pの上方には、電縫鋼管Pの表面に斜
め方向から光を照射する投光装置51及び投光装置51によ
り照射された電縫鋼管Pの表面を真上から撮像するテレ
ビカメラ52が配設されており、このテレビカメラ52はそ
の画像の水平方向と電縫鋼管Pの軸方向とが略直交する
ように配設されている。そしてテレビカメラ52の画像信
号はシーム位置を検出する信号処理装置50に与えられ
る。
【0014】信号処理装置50は、画像信号を2値化する
2値化処理部501,2値化のための輝度の閾値を記憶する
閾値記憶部502,2値化信号に基づいてシーム位置を検出
するシーム位置検出部503,ディスプレイ部504 及び入力
キーボード505 から構成されており、テレビカメラ52に
よる瞬時画像の画像信号は先ず2値化処理部501 へ入力
される。2値化処理部501 では閾値記憶部502 から予め
与えられている閾値に基づいて前記画像信号がシームと
シーム以外の部分とに区別され2値化される。
【0015】図3は2値化処理部501 において2値化さ
れた画像を示す模式図である。図中9はテレビカメラ52
の撮像領域を表しており、画像信号の2値化によりシー
ム91とそれ以外の部分とが黒と白とに区別されディスプ
レイ部504 にて表示される。一方、撮像領域9内にシー
ム91の検出領域を表すウインドウ92を4点A,B,C,
Dの座標(X1 ,Y1 ),(X1 ,Y2 ),(X2 ,Y
2 )(X2 ,Y1 )により入力キーボード505 を用いて
指定する。
【0016】図4はシーム91の位置と検出する方法を説
明するための模式図であり、図中92は図3に示すウイン
ドウ92である。シーム位置検出部503 ではウインドウ
92の4点の座標が与えられると、ウインドウ92とシー
ム91の境界線との4つの交点Q,R,S,Tの座標
(X3 ,Y1 ),(X3 ,Y2 ),(X4 ,Y2 ),
(X4 ,Y1 )を求め、更にこれらの座標に基づいて四
角形QRSTの重心Gの座標(X5 ,Y3 )を求め、こ
の位置をウインドウ92内のシーム91の中心位置と判別す
る。そしてGの座標(X5 ,Y3 )を位置信号として制
御部10へ与える。
【0017】次に矯正ロール4について説明する。図5
は上流側から見た矯正ロールの模式図である。図中Pは
電縫鋼管であり図5(a) に示す如く一対の鼓形のロール
41,42 からなる矯正ロール4がこの電縫鋼管を挟む態様
で配設されており、上流側から見て右側に位置するロー
ル41は上下方向の移動が可能である。図5(b) に示す如
くシーム捩れのない場合、電縫鋼管Pとロール41とはロ
ール41の母線の中心に位置する接点Qにおいて接触して
いるが、例えばシーム91が右側(時計回り方向)へ捩れ
ている場合(911) にはロール41を所定長Δhだけ下方へ
移動させると接点Q1 において接触することとなる。こ
こで電縫鋼管Pの内周方向のモーメントを考えると接点
がQである場合は0であるが接点がQ1 へ移動した場合
ロール41が電縫鋼管Pを押す力をFとするとモーメント
1 =F・Δhが発生する。このモーメントM1 により
電縫鋼管Pは反時計回り方向へ回ろうとするのでシーム
捩れは矯正される。
【0018】またシーム91が左側( 反時計回り方向) へ
捩れている場合(912) は、前述した方法とは逆にロール
41を所定長Δhだけ上方へ移動させる。すると電縫鋼管
Pとロール41とは接点Q2 で接し、このときモーメント
2 =F・(−Δh)が発生して電縫鋼管Pは時計回り
方向へ回ろうとするのでシーム捩れは矯正可能となる。
【0019】本発明では上述の如きロール41の上下動を
シーム位置に基づいて制御する。即ち、シーム位置検出
装置5で求められたシームの中心位置Gの座標が制御部
10へ与えられ、制御部10ではこの座標に基づいてロール
41の上下の移動量を決定し、制御信号CS1 を発する。こ
の制御信号CS1 は矯正ロール4の図示しない移動調整位
置へ与えられて、矯正ロール4のロール41の上下動を制
御する。従って常に探傷装置6の追従可能範囲内までシ
ーム捩れを自動的に矯正することが可能である。
【0020】次に本発明方法及び装置による結果につい
て説明する。なお次に示すいずれの場合も実施条件は、
電縫鋼管は外径21.7mm, 肉厚2.5mmの炭素鋼で、送管速
度は80m/分,テレビカメラのシャッター速度は1/14
00秒, テレビカメラの倍率は3倍,投光装置の照度約15
000lx(照射角度約45°) である。また矯正ロールの径は
電縫鋼管の外径の2倍とした。
【0021】図6はシームの管周方向への捩れの量とシ
ーム位置検出装置による検出誤差との関係を示すグラフ
である。図6から明らかな如く検出誤差は±0.3mm 以内
であり、本発明のシーム位置検出装置が高精度であるこ
とが判る。
【0022】図7は実際にシーム捩れ矯正を行った場合
の前述したロールの移動量とシーム捩れ矯正量との関係
を示すグラフである。右側のロールを下方向へ移動する
とシームの位置は反時計方向(−側)へ移動し、ロール
の移動量と矯正量との間には線形の関係が成り立ってい
ることが判る。なお、本実施例の超音波探傷装置の追従
範囲は図8に示す如くθ1 =90°であるため、矯正後の
シーム捩れの許容範囲はθ2 =60°としている。
【0023】
【発明の効果】以上詳述した如く本発明に係る溶接管シ
ーム捩れ矯正方法及びその装置においては、あらゆる径
の溶接管においてもシーム位置を精度よく求めて自動的
にこのシーム捩れを超音波探傷装置の追従範囲内に矯正
することが可能であり、品質及び生産能率の向上並びに
コスト低下に寄与する等、本発明は優れた効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る溶接管シーム捩れ矯正装置を備え
た電縫鋼管の製造ラインを示す模式図である。
【図2】本発明に係る溶接管シーム捩れ矯正装置に含ま
れるシーム位置検出装置の構成を示すブロック図であ
る。
【図3】本発明に係る溶接管シーム捩れ矯正方法の実施
における2値化された画像を示す図である。
【図4】本発明に係る溶接管シーム捩れ矯正方法の実施
におけるシーム位置検出方法を示す図である。
【図5】本発明に係る溶接管シーム捩れ矯正装置に含ま
れる矯正ロールを示す模式図である。
【図6】本発明方法及び装置を用いた場合のシームの管
周方向への捩れの量と検出誤差との関係を示すグラフで
ある。
【図7】本発明方法及び装置を用いた場合のロールの移
動量と矯正量との関係を示すグラフである。
【図8】電縫鋼管のシーム位置を示す模式図である。
【符号の説明】
4 矯正ロール 5 シーム位置検出装置 6 探傷装置 9 撮像領域 10 制御部 41,42 ロール 50 信号処理装置 51 投光装置 52 テレビカメラ 91,911,912 シーム 92 ウインドウ CS1 , CS2 制御信号

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属帯を円筒状に曲成し、その両側エッ
    ジ部を溶接して得られる溶接管のシーム捩れを矯正ロー
    ルにより矯正する方法において、 前記溶接管のシームを撮像し、撮像された画像をシーム
    とシーム以外の部分とで2値化してシーム位置を検出
    し、この検出結果に基づいて前記矯正ロールを制御して
    シーム捩れを矯正することを特徴とする溶接管シーム捩
    れ矯正方法。
  2. 【請求項2】 金属帯を円筒状に曲成し、その両側エッ
    ジ部を溶接して得られる溶接管のシーム捩れを矯正ロー
    ルにより矯正する装置において、 前記溶接管のシームを撮像する撮像機と、撮像された画
    像をシームとシーム以外の部分とで2値化してシーム位
    置を検出する手段と、その軸方向の移動により前記溶接
    管に回転モーメントを与えるべくこの溶接管を挟んで配
    設された一対の鼓形の矯正ロールと、シーム位置の検出
    結果に基づいて前記矯正ロールを移動せしめるための制
    御信号を発する制御部とを有することを特徴とする溶接
    管シーム捩れ矯正装置。
JP14865692A 1992-05-15 1992-05-15 溶接管シーム捩れ矯正方法及びその装置 Pending JPH05317956A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117367309A (zh) * 2023-12-08 2024-01-09 中国飞机强度研究所 一种大展弦机翼薄壁管梁突风弯曲变形测量系统及方法

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