JPH09300005A - 平均肉厚値検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鍛接管製造中連続的に平均肉厚値を検出し肉
厚を制御する。 【解決手段】 ストレッチレデューサ入側におけるスケ
ルプ幅Ｗと、レデューサ出側における管体の外径Ｄと、
レデューサ出側において連続的に測定される管体の速度
Ｖ₂ と、レデューサ出側にある管体がスケルプであった
ときのスケルプ速度Ｖ₁ およびスケルプ厚ｔ₁ と、加熱
炉からレデューサまでの間に発生するスケールロスによ
る体積分の補正係数αと、切断機における切断設定長さ
と冷間での切断された管体の長さの実測値との比により
決定される熱膨脹による補正係数βとを用い、レデュー
サの入側と出側との製管中の流量が等しいマスフロー一
定の原理に基づいて、下記式（１）により、レデューサ
の出側における平均肉厚値ｔ ₂ を求める。 ｔ₂ ＝｛（１−α）ｔ₁ ＷＶ₁ ｝／｛πＤＶ₂ （１＋β）² ｝・・・（１）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、鍛接鋼管の製造
に関し、詳しくは、製管中において連続的にストレッチ
レデューサの出側における平均肉厚値を検出する方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の鍛接鋼管製造ラインにおける製造
設備の一例を図５に示す。鍛接鋼管の製造は下記工程で
行なわれる。図５に示すように、鍛接鋼管製造用帯鋼
（以下、「スケルプ」という）１は加熱炉２で加熱さ
れ、加熱炉２の出口においてスケルプエッジ部をエッジ
ヒータ３によって必要温度に加熱された後、鍛接機（鍛
接ロール）４によって造管され、ストレッチレデューサ
（絞り成形機）５によって所定の外径および肉厚に成形
され、ホットソー（切断機）６によって所定設定長さに
切断され、切断された管体はその長手方向に搬送された
後、冷却台７にキックアウトされる。管体は冷却台７に
おいて搬送方向を垂直に変更され、冷却台７上の搬送チ
ェーンのコマの中で回転されて曲がりを矯正されながら
後工程へ搬送され、そこで仕上げられて鍛接鋼管製品と
なる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような鍛接鋼管の
製造工程において、管体を所望の肉厚値に制御するに
は、製造中連続的に肉厚値を把握する必要があるが、通
常このように連続的に肉厚値を測定することは困難であ
る。従って、従来はある頻度で冷却台７において試験片
（管体）を採取し、その試験片の外径および肉厚を測定
することによって対応している。

【０００４】このため、前工程へ肉厚値の情報をフィー
ドバックするには時間がかかるため、ストレッチレデュ
ーサ５での対応が遅れることにより、肉厚値のばらつき
を小さくするには限度があった。

【０００５】従って、この発明の目的は、上述の問題を
解決し、製造中連続的に平均肉厚値を把握することによ
り、製造工程において所望の平均肉厚値に制御するため
の平均肉厚値検出方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、スケルプを
加熱炉によって加熱し、鍛接機によってスケルプを管体
に造管し、ストレッチレデューサによって管体を成形
し、切断機によって管体を設定長さに切断する鍛接鋼管
の製造における前記ストレッチレデューサの出側におけ
る平均肉厚値の検出方法において、前記ストレッチレデ
ューサの入側におけるスケルプの状態のときのスケルプ
幅Ｗと、前記ストレッチレデューサ出側における管体の
外径Ｄと、前記ストレッチレデューサ出側において連続
的に測定される管体の速度Ｖ₂ と、前記ストレッチレデ
ューサ出側にある管体がスケルプであったときのスケル
プ速度Ｖ₁ およびそのときのスケルプ厚ｔ₁ と、前記加
熱炉から前記ストレッチレデューサまでの間に発生する
スケールロスによる体積分の補正係数αと、前記切断機
における切断設定長さと冷間での切断された管体の長さ
の実測値との比により決定される熱膨脹による補正係数
βとを用い、前記ストレッチレデューサの入側と出側と
の流量が等しいマスフロー一定の原理に基づいて、下記
式（１）、 ｔ₂ ＝｛（１−α）ｔ₁ ＷＶ₁ ｝／｛πＤＶ₂ （１＋β）² ｝・・・（１） ただし、 補正係数β：（切断機による切断設定長さ−冷間での切
断された管体の長さの実測値）／冷間での切断された管
体の長さの実測値により、前記ストレッチレデューサの
出側における平均肉厚値ｔ₂ を求めることに特徴を有す
るものである。

【０００７】〔作用〕ストレッチレデューサの入側と出
側との流量が等しいこと（マスフロー一定の原理）に基
づき、ストレッチレデューサ入側のスケルプ速度、スケ
ルプ板厚およびスケルプ板幅、並びに、ストレッチレデ
ューサ出側の管速度および管外径を用いることにより、
ストレッチレーデューサの出側の平均肉厚値を製管中連
続的に演算し、更に、その演算式の中にミル内（加熱炉
からストレッチレデューサまでの間）で発生するスケー
ルロス量、管の熱膨脹を簡易的な方法により反映させる
ことができ、製管中連続的にこの値を出力することによ
り、ストレッチレデューサによる制御を常時行うことが
でき、平均肉厚値のバラツキを小さくすることができ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、この発明を図面を参照しな
がら説明する。図１は、この発明の一実施態様に係る鍛
接鋼管の平均肉厚値の検出を実施するための装置を配設
した鍛接鋼管の製造設備を示す模式図であり、図５に示
す設備に、更に、加熱炉２の入側（上流側）にスケルプ
板厚を測定するための板厚計９とスケルプ速度を測定す
るためのスケルプ速度検出ロール１０とが設けられ、ス
トレッチレデューサ５の出側（下流側）に、製管後の管
体の速度を測定するためのパイプ速度検出ロール８が設
けられている。

【０００９】板厚計９によってスケルプ１の板厚を測定
し、スケルプ速度検出ロール１０によってスケルプ速度
を測定し、加熱炉２によって加熱した後、エッジヒータ
３によってスケルプエッジ部を加熱し、鍛接機４によっ
て造管後、ストレッチレデューサ５によって成形し、そ
して、パイプ速度検出ロール８によって製管後速度の測
定を行い、ホットソー６によって所定設定長さに切断す
る。切断した管体はその長手方向に搬送した後、冷却台
にキックアウトし、以後従来と同様の工程を経由して鍛
接鋼管製品が製造される。

【００１０】計算機（図示せず）にスケルプ１の板厚計
９による計測値と、スケルプ速度検出ロール１０による
検出値とを記憶させ、そのスケルプ１がパイプ速度検出
ロール８を通過したときに、次式（１）によって管体の
平均肉厚値の演算を行う。式（１）は、発明者らの検討
の結果、「ストレッチレデューサの入側と出側とにおけ
る単位時間当たりの流量は一定である」というマスフロ
ー一定の原理を基に、導き出されたものである。

【００１１】なお、流量については、ストレッチレデュ
ーサの入側と出側とではスケルプと管体とで形状が異な
るため、両者ともこれを体積に換算して単位時間当たり
の流量としている。

【００１２】また、肉厚値を平均肉厚値として表示する
のは、管体を周方向に所定角度（例えば６０°）毎に分
割し、前記角度の位置毎に肉厚値を求め、その平均値を
採用するためである。

【００１３】 ｔ₂ ＝｛（１−α）ｔ₁ ＷＶ₁ ｝／｛πＤＶ₂ （１＋β）² ｝・・・（１） ただし、 ｔ₂ ：ストレッチレデューサの出側における平均肉厚値 ｔ₁ ：ストレッチレデューサの出側にある管がスケルプ
であった時のスケルプ厚 Ｖ₁ ：ストレッチレデューサの出側にある管がスケルプ
であった時の速度 Ｖ₂ ：ストレッチレデューサの出側において連続的に測
定している管速度 Ｗ：スケルプ幅 Ｄ：ストレッチレデューサの出側の管外径 α：製管されるまでに発生するスケールロスによる体積
分の補正係数。加熱炉からストレッチレデューサまでの
間で発生するスケールロスの実績値より決定する。

【００１４】β：熱膨脹による補正係数。ホットソーで
の切断設定長さと冷間での管長の実測値との比より決定
する。βの決定方法は下記の通りである。

【００１５】β＝（ホットソーによる切断設定長さ−冷
間での切断された管体の長さの実測値）／冷間での切断
された管体の長さの実測値 なお、冷間での管長の実測値とは、ホットソーによって
切断後の冷間での実測値である。

【００１６】

【実施例】次に、この発明を実施例により説明する。 〔実施例１〕本発明方法を用い鍛接鋼管の製造を行っ
た。スケールロス補正係数αは０．０１８、熱膨脹補正
係数βは０．０１４であった。図２は、鋼管の平均肉厚
について、式（１）による演算結果を用いた本発明方法
による検出値とマイクロメータ測定による実測値とをプ
ロットして示すグラフである。

【００１７】比較のため補正無しの従来方法および熱膨
脹補正係数β（β＝０．０１４）のみを用いた比較方法
によって鍛接鋼管の製造を行い、実施例と同様に検出値
と実測値とをプロットした結果を図２に併せて示す。

【００１８】図２中の●印で示されるように、本発明方
法によれば、スケール補正αおよび熱膨脹補正βを行っ
たことにより、ｙ＝ｘ線（検出値、実測値一致線）上に
シフトしていくことがわかり本発明検出値が実測値とほ
とんど差がなく、熱膨脹補正係数、スケール補正係数の
効果が確認できる。一方、○印（従来方法）、◎印（比
較方法）で示されるように、従来方法、比較方法による
検出値は本発明方法よりも実測値との差が大きかった。

【００１９】〔実施例２〕本発明方法を用いて鍛接鋼管
の製造を行い製造された鋼管の肉厚をマイクロメータ測
定により調べた。比較のため、スケール補正および熱膨
脹補正を行わない従来方法によって鍛接鋼管の製造を行
った。その結果を肉厚値の分布を図示化したヒストグラ
ムで図３、図４に示す。製造本数Ｎは各々５０本であっ
た。

【００２０】本発明は図３に示すように、平均値（Ｘ−
Ｂａｒ）２．７５ｍｍを示したのが３４％と多く、その
分布も２．７７ｍｍ（Ｍａｘ）〜２．７３ｍｍ（Ｍｉ
ｎ）と狭く、肉厚値バラツキ度（Ｓｉｇｍａ）は０．０
１１と小さく、明らかに本発明の効果がでていることが
わかる。Ｓｉｇｍａは、所定の方法により求め、数値が
小さい程バラツキ度が小さいことを示す。

【００２１】これに対して、従来方法は図４に示すよう
に平均値（Ｘ−Ｂａｒ）２．７５ｍｍを示したのが２２
％で、その分布も２．７８ｍｍ（Ｍａｘ）〜２．７１ｍ
ｍ（Ｍｉｎ）と広く、Ｓｉｇｍａは０．０１８とバラつ
いていた。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、製管中連続的に平均肉厚値を検出することができ、
常時平均肉厚値が制御でき、品質および歩留りが向上
し、かくして、工業上有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施態様に係る鍛接鋼管の平均肉
厚値の検出を実施するための装置を配設した鍛接鋼管の
製造設備を示す模式図である。

【図２】この発明により得られた鋼管の平均肉厚の検出
値と実測値（マイクロメータ測定値）との関係を示すグ
ラフである。

【図３】この発明の方法により製造した鋼管の平均肉厚
の実測値（マイクロメータ測定値）の分布を示すグラフ
である。

【図４】従来方法により製造した鋼管の平均肉厚の実測
値（マイクロメータ測定値）の分布を示すグラフであ
る。

【図５】従来の鍛接鋼管の製造設備を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１ スケルプ ２ 加熱炉 ３ エッジヒータ ４ 鍛接機 ５ ストレッチレデューサ ６ ホットソー ７ 冷却台 ８ パイプ速度検出ロール ９ 板厚計 １０ スケルプ速度検出ロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白藤 敏夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 今井 良樹 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スケルプを加熱炉によって加熱し、鍛接
   機によってスケルプを管体に造管し、ストレッチレデュ
   ーサによって管体を成形し、切断機によって管体を設定
   長さに切断する鍛接鋼管の製造における前記ストレッチ
   レデューサの出側における平均肉厚値の検出方法におい
   て、 前記ストレッチレデューサの入側におけるスケルプの状
   態のときのスケルプ幅Ｗと、前記ストレッチレデューサ
   出側における管体の外径Ｄと、前記ストレッチレデュー
   サ出側において連続的に測定される管体の速度Ｖ₂ と、
   前記ストレッチレデューサ出側にある管体がスケルプで
   あったときのスケルプ速度Ｖ₁ およびそのときのスケル
   プ厚ｔ₁ と、前記加熱炉から前記ストレッチレデューサ
   までの間に発生するスケールロスによる体積分の補正係
   数αと、前記切断機における切断設定長さと冷間での切
   断された管体の長さの実測値との比により決定される熱
   膨脹による補正係数βとを用い、前記ストレッチレデュ
   ーサの入側と出側との流量が等しいマスフロー一定の原
   理に基づいて、下記式（１）、 ｔ₂ ＝｛（１−α）ｔ₁ ＷＶ₁ ｝／｛πＤＶ₂ （１＋β）² ｝・・・（１） ただし、 補正係数β：（切断機による切断設定長さ−冷間での切
   断された管体の長さの実測値）／冷間での切断された管
   体の長さの実測値により、前記ストレッチレデューサの
   出側における平均肉厚値ｔ₂ を求めることを特徴とする
   平均肉厚値検出方法。