JPS6142442A - Method and apparatus for monitoring steel tube upsetter - Google Patents

Method and apparatus for monitoring steel tube upsetter

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JPS6142442A
JPS6142442A JP16284784A JP16284784A JPS6142442A JP S6142442 A JPS6142442 A JP S6142442A JP 16284784 A JP16284784 A JP 16284784A JP 16284784 A JP16284784 A JP 16284784A JP S6142442 A JPS6142442 A JP S6142442A
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upset
steel pipe
punch
displacement
amount
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Kiyoshi Okumura
奥村 精
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船生 豊
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Kawasaki Steel Corp
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Abstract

PURPOSE:To enable to monitor accurately whether upsetting is being made normally or not in forming an upset part at the end of a steel tube by measuring load applied to an upset punch and displacement. CONSTITUTION:The end part 1B of a steel tube 1 is heated to about 1250 deg.C and inserted to a die 18, and the body 1A of the steel tube 1 is held firmly by a clamping jaw 17. Then a fly-wheel 12 is rotated, and the rotation torque is transmitted to a punch holder 15 through a crank shaft 11, a connecting rod 13 and a oil pressure cushion device 14 and receprocation of 1 cycle is made in about 6sec. Consequently, an upset punch 16 set to the punch holder 15 forms upset at the heated end 1B of the steel tube. This course of upser forming process is detected from the load spplied to the upset punch 16 and deformation, and quality of upsetting is judged from the pattern. Thus, monitoring of upsetting work is made possible.

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、鋼管アップセッタの監視方法および装置に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a method and apparatus for monitoring a steel pipe upsetter.

[背景技術] アップセッタは、油井管等の管継手部即ち管端のねじ加
工部における継手強度を確保するため、管端の内外面に
、アップセットポンチとダイスによって、増肉加工部即
ちアップセット部を形成するものである。第2図は、鋼
管lの管端を1,250℃程度に加熱した後、該管端に
外面アップセット部2Aを形成した例、内面アップセッ
ト部2Bを形成した例、内外面アップセット部2Cを形
成した例のそれぞれを示す断面図である。
[Background technology] Upsetters use upset punches and dies to increase the thickness of the pipe end using an upset punch and die, in order to ensure joint strength at the threaded part of the pipe end of oil country tubular goods. It forms a set part. Figure 2 shows an example in which an outer surface upset portion 2A is formed on the tube end after the tube end of a steel pipe 1 is heated to about 1,250°C, an example in which an inner surface upset portion 2B is formed, and an example in which an inner surface upset portion is formed on the tube end. It is sectional drawing which shows each example which formed 2C.

従来、−に記アップセッタの操業は、アップセットポン
チとダイスの各形状を鋼管の増肉スケジュールに基づい
て決めた後、プレス機械におけると同様な連続操業を行
なっている。即ち、従来のアップセッタの操業は、例え
ば、神戸製鋼接摺31巻1号に記載されているように、
アツプセツタの機械的動作を最適条件に設定した後、そ
の条件が維持されるという前提で連続操業を行なってい
るにすぎない。
Conventionally, in the operation of the upsetter described in (-), after the shapes of the upset punch and die are determined based on the thickening schedule of the steel pipe, continuous operation similar to that of a press machine is performed. That is, the operation of a conventional upsetter is, for example, as described in Kobe Steel Co., Ltd., Vol. 31, No. 1.
After setting the mechanical operation of the upset to the optimum condition, continuous operation is simply performed on the assumption that the condition will be maintained.

[発明の目的] 本発明は、アップセット時にアツプセ−/ トボンチに
加わる荷重値とアップセットポンチの変位間を測定し、
アップセットが正常に実行されたか否かを監視すること
を目的とする。
[Object of the Invention] The present invention measures the load value applied to the upset/punch during upset and the displacement of the upset punch,
The purpose is to monitor whether the upset has been executed normally.

[発明の構成] 本発明の第1は、鋼管の管端を加熱してアップセット部
を形成する鋼管アップセットの監視方法において、アッ
プセットポンチに加わるアップセット荷重値とアップセ
ットポンチの変位量とを測定し、アップセット変位のク
ッション量、ピーク荷重値、荷重パターンを決定し、決
定されたアップセット変位のクッション量、ピーク荷重
値、荷重パターンを、適正なアップセットについて予め
定められているアップセット変位の基準クッション量、
基準ピーク荷重値、基準荷重、<ターンとを比較し、(
A)原管の寸法変動吸収用油圧クッション装置のリリー
フ弁設定圧力の異常、(B)アップセット時における鋼
管のスリップの発生、(C)原管の寸法異常のそれぞれ
を診断し、アップセットの良否を判定するようにしたも
のである。
[Structure of the Invention] A first aspect of the present invention is a method for monitoring steel pipe upsets in which an upset portion is formed by heating the end of a steel pipe. and determine the amount of cushioning, peak load value, and load pattern for the upset displacement. Standard cushion amount for upset displacement,
Compare the reference peak load value, reference load, <turn, and (
A) An abnormality in the relief valve setting pressure of the hydraulic cushion device for absorbing dimensional fluctuations in the master pipe, (B) Occurrence of slippage of the steel pipe during upset, and (C) Abnormality in the dimensions of the master pipe. It is designed to judge whether it is good or bad.

また、本発明の第2は、鋼管の管端を加熱してアップセ
ット部を形成する鋼管アップセットの監視装置において
、アップセットポンチに加わるアップセット荷重値を測
定する荷重測定手段と、アップセットポンチの変位量を
測定する変位測定手段と、アップセット変位のクッショ
ン量、ピーク荷重値、荷重パターンを決定し、決定され
たアップセット変位のクッション量、ピーク荷重値、荷
重パターンを、適正なアップセットについて予め定めら
れているアップセット変位の基準クッション量、基準ピ
ーク荷重値、基準荷重パターンと比較し、(A)原管の
寸法変動吸収用油圧クッション装置のリリーフ弁設定圧
力の異常、(B)アップセット時における鋼管のスリッ
プの発生、(C)原管の寸法異常のそれぞれを診断し、
アップセットの良否を判定する判定手段とを有してなる
ようにしたものである。
A second aspect of the present invention is a steel pipe upset monitoring device that forms an upset portion by heating the tube end of a steel pipe, and includes a load measuring means for measuring an upset load value applied to an upset punch, and an upset portion. Determine the displacement measurement means for measuring the displacement of the punch, the cushion amount, peak load value, and load pattern of the upset displacement, and adjust the determined cushion amount, peak load value, and load pattern of the upset displacement in an appropriate manner. Compare with the standard cushion amount, standard peak load value, and standard load pattern of the upset displacement predetermined for the set, and check whether (A) there is an abnormality in the relief valve setting pressure of the hydraulic cushion device for absorbing dimensional fluctuations of the original pipe, (B) ) Diagnose occurrence of steel pipe slip during upset, (C) dimensional abnormality of original pipe,
and determining means for determining whether the upset is good or bad.

[発明の詳細な説明] 第1図は本発明が適用されるアップセッタ10の全体を
模式的に示す斜視図である。アツプセツタlOは、クラ
ンク軸11、クランク軸11の主軸に一体化され、不図
示のモータに連結されているフライホイール12.クラ
ンク軸11のクランクビンに一端を連結されている連接
棒13、連接棒13の他端に油圧クッション装置14を
介して連結されているパンチホルダ15、パンチホルダ
15に装備されているアップセットポンチ16゜鋼管1
のボディ部IAをグリップして保持するクランプジョー
17、ダイス18、クランプジョー17とダイス18を
支持する油圧クッション装置19等から構成されている
[Detailed Description of the Invention] FIG. 1 is a perspective view schematically showing the entire upsetter 10 to which the present invention is applied. The upsetter IO is integrated with the crankshaft 11 and the main shaft of the crankshaft 11, and is connected to a flywheel 12. A connecting rod 13 connected at one end to the crank bin of the crankshaft 11, a punch holder 15 connected to the other end of the connecting rod 13 via a hydraulic cushion device 14, and an upset punch installed in the punch holder 15. 16° steel pipe 1
The clamp jaw 17 and the die 18 grip and hold the body portion IA of the machine, and the hydraulic cushion device 19 supports the clamp jaw 17 and the die 18.

即ち、管端IBを1,250℃程度に加熱された鋼管l
がアップセッタ10に横送りされ、管端IBがクランプ
ジョー17、ダイス18に対する所定位置に停止1ニし
、鋼管lの加熱されている管端IBがダイス18に挿入
され、非加熱部分であるボディIIAがクランプジョー
17によって固くグリップされると、不図示のモータと
フライホイール12との間に介在されているクラッチが
接続され、フライホイール12が回転を開始する。フラ
イホイール12の回転トルクは、クランク軸11、連接
棒13、油圧クッション装置114を介してパンチホル
ダ15に伝達され、パンチホルダ15は約6秒で1サイ
クルの往復運動を行なう。鋼管lのアップセットは、パ
ンチホルダ15の往復運動の上死点近傍で行なわれ、ア
ップセットポンチ16が鋼管lの管端IBに接触してか
ら0.8秒以内に完了する。アップセットポンチ16は
ダイス18に挿入されている鋼管lの管端IB内に進入
するものの、クランプジョー17にグリップされている
ボディ部IA内に到達することはない。
That is, the steel pipe l whose pipe end IB is heated to about 1,250°C
is transversely fed to the upsetter 10, the tube end IB is stopped at a predetermined position relative to the clamp jaw 17 and the die 18, and the heated tube end IB of the steel tube I is inserted into the die 18, which is the non-heated part. When the body IIA is firmly gripped by the clamp jaws 17, a clutch interposed between a motor (not shown) and the flywheel 12 is connected, and the flywheel 12 starts rotating. The rotational torque of the flywheel 12 is transmitted to the punch holder 15 via the crankshaft 11, the connecting rod 13, and the hydraulic cushion device 114, and the punch holder 15 performs one cycle of reciprocating motion in about 6 seconds. Upsetting of the steel pipe 1 is performed near the top dead center of the reciprocating movement of the punch holder 15, and is completed within 0.8 seconds after the upset punch 16 contacts the pipe end IB of the steel pipe 1. Although the upset punch 16 enters into the pipe end IB of the steel pipe I inserted into the die 18, it does not reach into the body portion IA gripped by the clamp jaw 17.

アップセ・ン夕10の−L部のダイス18でアップセッ
トされた鋼管1は、そのlショットでアップセットを完
了する場合と、下部のダイス18で2回目のアップセッ
トを施される場合がある。前者を[lヒートlショト]
と称し、後者を[lヒツト2シヨツト] と称するが、
lヒート2ショットでもアップセットが完了しない極厚
白化加工が必要な場合には、[2ヒート3シヨツト]と
称されるように、鋼管1を再加熱して3回目の7ツプセ
ツトを施す必要がある。
The steel pipe 1 that has been upset with the die 18 in the -L section of the upsetting center 10 may complete the upset with that L shot, or may be subjected to a second upset with the die 18 at the bottom. . The former [l heat l shot]
The latter is called [1 hit 2 shots],
l If an extremely thick whitening process is required where the upset cannot be completed even with 2 heats and 2 shots, it is necessary to reheat the steel pipe 1 and perform a third 7-upset, which is called [2 heats and 3 shots]. be.

ここで、アップセッタlOは、アップセラ]・時のパン
チホルダ15、アップセットポンチ16、クランプジョ
ー17、ダイス18に作用する衝撃を油圧クッション装
置14.19によって吸収可能としている。パンチホル
ダ15、アップセットポンチ16の油圧クッション装j
il14は、アップセットの操業−1−特に重要な役割
を演する。すなわち、鋼管lの肉厚、偏肉のばらつき、
アップセットポンチ16、ダイス18等の工具設定の誤
差により、鋼管1がアップセット時に、ダイス18に充
填不足を生ずる場合と、逆にダイス18に過充填となり
、ダイス18からばりが出る場合があり、極端な場合に
はアップセッタ10に損傷を生ずることとなる。そこで
、油圧クッション装置14の油圧がある一定の圧力値に
達する時、リリーフ弁20を開き、油圧クッション装置
14の作動油をリリーフすることにより、アップセット
ポンチ16がより前進することを抑制可能としている。
Here, the upsetter 10 is capable of absorbing the impact acting on the punch holder 15, upset punch 16, clamp jaw 17, and die 18 during the upseller by a hydraulic cushion device 14.19. Hydraulic cushion device for punch holder 15 and upset punch 16
il14 plays a particularly important role in upset operation-1. In other words, variations in the wall thickness and uneven thickness of the steel pipe l,
Due to errors in tool settings such as the upset punch 16 and the die 18, when the steel pipe 1 is upset, the die 18 may be underfilled, or conversely, the die 18 may be overfilled and burrs may come out from the die 18. In extreme cases, damage may occur to the upsetter 10. Therefore, when the hydraulic pressure of the hydraulic cushion device 14 reaches a certain pressure value, the relief valve 20 is opened to relieve the hydraulic fluid of the hydraulic cushion device 14, thereby making it possible to suppress the upset punch 16 from moving further. There is.

第3図は、アップセッタ10による鋼管lの変形経過プ
ロセスである。鋼管1は、アップセットポンチ16から
圧縮力を受け、初期に座屈し、鋼管1の外側面をダイス
18の内壁面に接触する。
FIG. 3 shows the deformation process of the steel pipe 1 by the upsetter 10. The steel pipe 1 receives a compressive force from the upset punch 16 and initially buckles, bringing the outer surface of the steel pipe 1 into contact with the inner wall surface of the die 18 .

この後、鋼管lは、アップセットポンチ16とダイス1
8の間に拘束された状態で増肉変形を生じ、アップセッ
トポンチ16とダイス18との接触長を増大する。この
段階で、鋼管lの材料の肉厚方向のメタルフローが大き
い場合には、アップセット部2の内外面にしわを生ずる
ことはないが、座屈変形の進行が大きい場合には、第4
図にも示すようにアップセット部2の内外面にしわを残
存する。
After this, the steel pipe l is cut with the upset punch 16 and the die 1.
8, thickening deformation occurs in a state where it is restrained between 8 and 8, thereby increasing the contact length between the upset punch 16 and the die 18. At this stage, if the metal flow in the thickness direction of the material of the steel pipe l is large, wrinkles will not be formed on the inner and outer surfaces of the upset part 2, but if the progress of buckling deformation is large,
As shown in the figure, wrinkles remain on the inner and outer surfaces of the upset portion 2.

そこで、本発明者は、アップセッタlOによる」二記の
ような鋼管lの変形経過プロセスを、アラ。
Therefore, the inventor of the present invention has developed the process of deformation of a steel pipe as described in ``2'' by an upsetter IO.

プセットボンチ16に加わる荷重値とアップセットポン
チ16の変形量によって検出し、それらのパターン化に
よってアップセットの良否を判定可能としたものである
This is detected based on the load value applied to the upset punch 16 and the amount of deformation of the upset punch 16, and the quality of the upset can be determined by patterning them.

第5図は、アップセットポンチ16に加わる荷重値を測
定する荷重測定手段を示す斜視図である。21は、アッ
プセットポンチI6に加わる荷重値を直接的に測定可能
とする荷重測定手段としてのロードセルである。ロード
セル21は、パンチホルダ15の背面に取イζ1けられ
、パンチホルダ15と油圧クッション装置14との間に
介在された状態で、アップセラ)・時のアップセットポ
ンチ16に加わる荷重値を測定可能とする。ロードセル
21はデスクタイプとされ、機械強度を4007ONと
されるとともに、アップセットポンチ16に偏荷重があ
ることにより、−1−下のアップセットポンチ16の軸
芯後方にそれぞれ1個づつ、したがって合計2個用いる
こととされている。パンチホルダ15はアップセット時
に約700m■往復移動し、熱間加工に伴う冷却水、熱
間潤滑剤の飛散等による悪環境に位鐙し、またロードセ
ル21の信号取出しケーブル22の配線スペースを確保
するのに困難があるものの、信号取出しケーブル22の
選択、接続方法、シールの強化、油圧クッション装置1
4側にケーブル取出し用溝を設ける等により、保守点検
性を損なうことなく、ロードセル21をパンチホルダ1
5に取付けることが可能となる。
FIG. 5 is a perspective view showing a load measuring means for measuring the load value applied to the upset punch 16. Reference numeral 21 denotes a load cell as a load measuring means that can directly measure the load value applied to the upset punch I6. The load cell 21 is mounted on the back surface of the punch holder 15 and measures the load value applied to the upset punch 16 during upsetting while being interposed between the punch holder 15 and the hydraulic cushion device 14. possible. The load cells 21 are of a desk type and have a mechanical strength of 4007 ON, and since there is an unbalanced load on the upset punch 16, one load cell is placed behind each axis of the lower upset punch 16, so the total Two pieces are supposed to be used. The punch holder 15 moves back and forth about 700 m during upset, and avoids the harsh environment caused by splashing of cooling water and hot lubricant during hot processing, and also secures wiring space for the signal output cable 22 of the load cell 21. Although there are difficulties in selecting the signal output cable 22, connecting method, strengthening the seal, and hydraulic cushion device 1.
By providing a groove for taking out the cable on the 4 side, the load cell 21 can be easily attached to the punch holder 1 without impairing the ease of maintenance and inspection.
5 can be installed.

なお、油圧クッション装置14の背圧をストレインゲー
ジタイプの高速応答圧力計によって測定することにより
、アップセットポンチ16に加わる荷重値を間接的に測
定可能とする荷重測定手段を用いることも考えられるが
、この場合には、油圧クッション装置14の背圧がクッ
ションシリンダ、油圧配管を経由するものであるため、
鋼管1の座屈等の微妙な荷重変化を観測することが出来
ず、また、リリーフ弁20の作動後には油圧クッション
装置14の背圧を観測することが出来ない。そこで、本
発明者は、油圧クッション装置14よりアップセットポ
ンチ16側に位置するパンチホルダ15に取付けられて
℃lるロードセル21を前述のように荷重測定手段とし
て用いることとした。
It is also conceivable to use a load measuring means that can indirectly measure the load value applied to the upset punch 16 by measuring the back pressure of the hydraulic cushion device 14 with a strain gauge type high-speed response pressure gauge. In this case, since the back pressure of the hydraulic cushion device 14 passes through the cushion cylinder and the hydraulic piping,
Subtle load changes such as buckling of the steel pipe 1 cannot be observed, and the back pressure of the hydraulic cushion device 14 cannot be observed after the relief valve 20 is activated. Therefore, the inventors of the present invention decided to use the load cell 21, which is mounted on the punch holder 15 located closer to the upset punch 16 than the hydraulic cushion device 14 and which is heated at 15° C., as the load measuring means as described above.

第6図はアップセットポンチ16の変位量を測定する変
位測定手段としてのリニアスケール23を示す剥視図で
ある。即ち、変位測定手段としては、非接触測定が好ま
しいが、配線スペースが狭く、熱間加工に伴う水滴、油
煙りを含む雰囲気中に配設されるものであることを考慮
して、測定精度±0.1鵬層の磁気式のリニアスケール
23が選定された。24はスケール本体、25は磁気テ
ープ、26はキャリア、27はキャリアヘッド、28は
信号取出ケーブルである。なお、29は油圧クッション
装置14に固定されている接続アーム、30はキャリア
26に固定されて口るビンであり、接続アーム29とビ
ン30の係合により、アップセットポンチ16の変位を
キャリア26に伝達可能としている。
FIG. 6 is a perspective view showing the linear scale 23 as a displacement measuring means for measuring the amount of displacement of the upset punch 16. In other words, non-contact measurement is preferable as a means of measuring displacement, but considering that the wiring space is narrow and the device is installed in an atmosphere containing water droplets and oil smoke due to hot working, the measurement accuracy must be ± A 0.1 layer magnetic linear scale 23 was selected. 24 is a scale body, 25 is a magnetic tape, 26 is a carrier, 27 is a carrier head, and 28 is a signal extraction cable. Note that 29 is a connecting arm fixed to the hydraulic cushion device 14, and 30 is a bottle fixed to the carrier 26. By engaging the connecting arm 29 and the bottle 30, the displacement of the upset punch 16 is transferred to the carrier 26. It can be transmitted to

しかして、適正なアップセット時に」二記ロードセル2
1で測定されるアップセット荷重値と、上記リニアスケ
ール23で測定されるアップセットポンチ16の変位量
は、鋼管1の寸法ごとに特定可能である。そこで、アッ
プセット荷重値と変位量について、それらの適正なアッ
プセット時のパターンと、それらの不適正なアップセッ
ト時のパターンとを比較したところ、第6図ないし、第
8図を得た。第6図は油圧クッション装置のリリーフ弁
圧力とアップセット荷重値および変位量との関係を示し
、第7図は鋼管のすべりとアップセット荷重値および変
位量との関係を示し、第8図はアップセット原管の寸法
変動とアップセット変位量およびクッション量との関係
を示している。
However, during proper upset, load cell 2
The upset load value measured by 1 and the displacement amount of the upset punch 16 measured by the linear scale 23 can be specified for each dimension of the steel pipe 1. Therefore, as for the upset load value and the displacement amount, when the patterns at the time of proper upset and the patterns at the time of improper upset were compared, FIGS. 6 to 8 were obtained. Figure 6 shows the relationship between the relief valve pressure of the hydraulic cushion device and the upset load value and displacement amount, Figure 7 shows the relationship between steel pipe slippage and the upset load value and displacement amount, and Figure 8 shows the relationship between the relief valve pressure of the hydraulic cushion device and the upset load value and displacement amount. It shows the relationship between the dimensional fluctuation of the upset master tube, the amount of upset displacement, and the amount of cushion.

即ち、第6図はアップセット時における原管の外形、肉
厚の影響を除去するために、電縫管を原管として用い、
油圧クッション装置のリリーフ弁圧力設定とアップセッ
ト荷重値および変位量との関係を調査した結果である。
That is, in FIG. 6, in order to eliminate the influence of the outer shape and wall thickness of the original tube at the time of upset, an electric resistance welded tube is used as the original tube.
This is the result of investigating the relationship between the relief valve pressure setting of the hydraulic cushion device, the upset load value, and the amount of displacement.

即ち、この調査は、リリーフ弁圧力の設定を 0.2k
g/cm″ごとに変化させてアップセットを行い、その
荷重値および変位量のパターンと、ピーク荷重値および
クッション量を測定することによって行われた。第6図
(A)はリリーフ弁圧力が0.8kg/cm”の結果で
あり、第6図(B)はリリーフ弁圧力が0.8kg/c
tn’の結果である。この場合のアップセット諸元は、
鋼管APIN−80、外径2・378インチ(80,3
■■)、肉厚4.83mm、加熱温度1,250℃であ
り、クランプジョーのグリップ圧力が180kg/cm
’である。第9図は、上記調査結果を示す線図である。
That is, in this investigation, the relief valve pressure was set to 0.2k.
This was done by changing the load value and displacement pattern, as well as the peak load value and cushioning amount, by performing an upset by changing the pressure in every g/cm''. Figure 6 (A) shows the relief valve pressure 0.8kg/cm'', and Figure 6 (B) shows that the relief valve pressure is 0.8kg/cm.
This is the result of tn'. In this case, the upset specifications are:
Steel pipe APIN-80, outer diameter 2.378 inches (80,3
■■), wall thickness 4.83mm, heating temperature 1,250℃, clamp jaw grip pressure 180kg/cm
'is. FIG. 9 is a diagram showing the results of the above investigation.

この第9図によれば、リリーフ弁圧力設定値とピーク荷
重値は完全に比例関係にあることが認められる。例えば
、鋼管の寸法が、外径2・378インチ(80,3■■
)、肉厚4.83mmである場合、クッション量が30
1士l0m5で正常なりッション量であっても、ピーク
荷重値が807ONでかつ荷重パターンが異常であり、
アップセットの結果は異常であることが判定可能となる
According to this FIG. 9, it is recognized that the relief valve pressure setting value and the peak load value are in a completely proportional relationship. For example, if the steel pipe has an outer diameter of 2.378 inches (80.3
), if the wall thickness is 4.83 mm, the cushion amount is 30
Even if the amount of friction is normal at 10m5, the peak load value is 807ON and the load pattern is abnormal.
It becomes possible to determine that the upset result is abnormal.

第7図は鋼管のすべりと7ツブセット荷重値および変位
量との関係を示す線図である。アップセット中に鋼管の
グリップがクランク軸の最前進、端と同期しない場合に
は、グリップ力が低下し、鋼管はアップセット力に抗し
きれずスリップすることとなる。スリップ時には、鋼管
の表面にクランプジョーによるスクラッチ傷がはいるこ
とから、その傷の長さをスリップ長さとした。第7図(
A)は正常なアップセットに対する結果、第7図(B)
は異常なアップセットに対する結果である。原管がスリ
ップした時には、クッション量が20mm以下、ピーク
荷重値が80 丁ON以下、荷重パターンが異常となり
、すべての診断項目が異常である。なお、この場合の7
ツブセット諸元は、鋼管APIJ−55.外径 2−7
/8インチ(73,0■■)、肉厚5.51■腸、リリ
ーフ弁圧力1.2kg/ ctn’、クランプジョーの
グリップ圧力182kg/ cm″であり、第7図(A
)の鋼管加熱温度は1.220℃、第7図CB)の鋼管
加熱温度は1.2H℃、スリップ長さは30■腸である
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the slippage of the steel pipe, the seven-tube set load value, and the amount of displacement. If the grip of the steel pipe is not synchronized with the most forward end of the crankshaft during an upset, the grip force will decrease and the steel pipe will not be able to resist the upset force and will slip. When a steel pipe slips, the surface of the steel pipe is scratched by the clamp jaws, so the length of the scratch was defined as the slip length. Figure 7 (
A) is the result for a normal upset, Figure 7(B)
is the result for an abnormal upset. When the original tube slips, the cushion amount is 20 mm or less, the peak load value is 80 tons or less, the load pattern is abnormal, and all diagnostic items are abnormal. In addition, 7 in this case
The specifications of the tube set are steel pipe APIJ-55. Outer diameter 2-7
/8 inch (73,0■■), wall thickness 5.51cm, relief valve pressure 1.2kg/ctn', clamp jaw grip pressure 182kg/cm'', as shown in Figure 7 (A
The heating temperature of the steel pipe in ) is 1.220°C, the heating temperature of the steel pipe in Figure 7 CB) is 1.2H°C, and the slip length is 30 mm.

第8図は、原管の寸法変動とアップセット変位量および
クッション量の関係を示す線図である。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the dimensional variation of the original tube, the amount of upset displacement, and the amount of cushion.

第8図はクッション量が異常と診断されても、ピーク荷
重値と荷重パターンが正常な場合には、原管の寸法によ
ってクッション量が変動することを示している。即ち、
クッション量が40重曹以上の場合には管端増肉部にパ
リが発生し、20腸曽以下の場合にはしわが発生するこ
とを示している。
FIG. 8 shows that even if the cushion amount is diagnosed as abnormal, if the peak load value and load pattern are normal, the cushion amount varies depending on the dimensions of the original tube. That is,
It is shown that when the cushion amount is 40 sodium bicarbonate or more, creases occur in the thickened portion of the tube end, and when it is less than 20 sodium bicarbonate, wrinkles occur.

原管の平均肉厚とクッション量は第10図に示すように
直線関係にあることから、容易に診断可能である。なお
、この場合のアップセット諸元は、鋼管APIJ−55
、外径 2番7/8インチ(73,0+*m)、  肉
厚5.81m腸、リリーフ弁圧力1、2kg/ crn
’、クランプジョーのグリップ圧力182kg/ cr
n’である。また、第8図(A)の鋼管平均肉厚は5.
75■■、加熱温度は1,240℃である。また、第8
図(B)の鋼管平均肉厚は5.50mm、加熱温度は1
.280℃である。
Since the average wall thickness of the original tube and the amount of cushioning have a linear relationship as shown in FIG. 10, diagnosis can be easily made. In addition, the upset specifications in this case are steel pipe APIJ-55
, outer diameter No. 2 7/8 inches (73,0+*m), wall thickness 5.81 m, relief valve pressure 1, 2 kg/crn
', clamp jaw grip pressure 182 kg/cr
It is n'. Also, the average wall thickness of the steel pipe in Fig. 8(A) is 5.
75■■, the heating temperature is 1,240°C. Also, the 8th
The average wall thickness of the steel pipe in Figure (B) is 5.50 mm, and the heating temperature is 1
.. The temperature is 280°C.

以下、アップセット変位のクッション量、ピーク荷重値
、荷重パターンの各診断項目に対する診断基準について
説明する。
The diagnostic criteria for each diagnostic item of the cushion amount of the upset displacement, the peak load value, and the load pattern will be explained below.

クッション量は次のようにして診断する。無負荷時のア
ップセットポンチの移動量は、350S i n (i
 *Δt)    ・・・・・・(1)と表Xれる。こ
こで、350m■はクランクの回転半径、iはサンプリ
ングナンバー、Δtはサンプリング時間である。実際に
アップセットを行った場合のリニアスケールの値をXi
とすれば、クッション量の経過Yiは、 Y[=35O5in (isΔt)−X i・−・(2
)で定義される。上記Yiの最大値をクッション量とす
る。正常にアップセットが行われた場合には、 20mm≦Yi≦40■■      ・・・・・・(
3)である。したがって、アップセットの異常は、IY
i−301>10mm      ・・・・・・(4)
によって診断可能である。
The amount of cushioning is diagnosed as follows. The amount of movement of the upset punch when there is no load is 350S i n (i
*Δt) ......(1) Here, 350 m is the radius of rotation of the crank, i is the sampling number, and Δt is the sampling time. Xi is the linear scale value when the upset is actually performed.
Then, the elapsed time Yi of the cushion amount is Y[=35O5in (isΔt)−X i・−・(2
) is defined. The maximum value of Yi above is taken as the cushion amount. If the upset is performed normally, 20mm≦Yi≦40■■ ・・・・・・(
3). Therefore, the upset abnormality is IY
i-301>10mm ・・・・・・(4)
Diagnosis is possible by

ピーク荷重値は次の式で診断する。即ち、サンプリング
時間Δtごとにアップセット荷重値をサンプリングする
。このサンプル値L+は高速デジタル記憶器に書き込ま
れることから、Liの最大値Limaxを容易に求める
ことが可能である。
Diagnose the peak load value using the following formula. That is, the upset load value is sampled every sampling time Δt. Since this sample value L+ is written into a high-speed digital memory, it is possible to easily determine the maximum value Limax of Li.

例えば、鋼管の寸法が、外径2・3 /8インチ、肉厚
4.83mmの場合に、L i maxが80 TON
以下であれば、完全に異常アップセットとなる。
For example, if the steel pipe has an outer diameter of 2.3/8 inches and a wall thickness of 4.83 mm, Li max is 80 TON.
If it is below, it is a completely abnormal upset.

Limaxが857ON以上であれば、アップセットが
正常であるものと診断可能である。
If Limax is 857ON or higher, it can be diagnosed that the upset is normal.

荷重パターンの判定は次のようにして行う、即ち、正常
アップセット時の基準となる荷重パターン、例えば第7
図(A)のパターンを折線近似曲線で定義し、このパタ
ーンをΦとする。サンプリングされた荷重はLiである
から、基準荷重/<ターンと荷重サンプリング値との差
を求める。サンプリング毎に、この差と基準荷重パター
ンとの比をとりながら、2乗したものをαとすれば、な
る診断ロジックが定義できる。このαが0%から10%
であれば、荷重パターンが正常であると診断可能である
The load pattern is determined in the following manner.
The pattern in Figure (A) is defined by a broken line approximate curve, and this pattern is designated as Φ. Since the sampled load is Li, the difference between the reference load/<turn and the sampled load value is determined. The following diagnostic logic can be defined by taking the ratio of this difference and the reference load pattern for each sampling and setting the squared value as α. This α is from 0% to 10%
If so, it can be diagnosed that the load pattern is normal.

上記各診断項目の診断基準を、鋼管の寸法が外径203
/8インチ、肉厚4.83mmの場合について表示すれ
ば、表1のとうりとなる。
The diagnostic criteria for each of the above diagnostic items is that the outer diameter of the steel pipe is 203 mm.
/8 inches and a wall thickness of 4.83 mm, the results are as shown in Table 1.

第11図はロードセル21とリニアスケール23を用い
てなる監視装置の制御回路図である。
FIG. 11 is a control circuit diagram of a monitoring device using a load cell 21 and a linear scale 23.

2個のロードセル21の測定値は、加算された後、増幅
器31において増幅され、高速A/D変換器32を経て
大容量ICメモリを用いたデジタ表  1 ル記憶器33に伝達され、読み込まれる。また、リニア
スケール23の測定値も、デジタル記憶器33に記憶さ
れ、読み込まれる。
After the measured values of the two load cells 21 are added, they are amplified in an amplifier 31, and transmitted through a high-speed A/D converter 32 to a digital storage 33 using a large-capacity IC memory, where they are read. . Furthermore, the measured values of the linear scale 23 are also stored in the digital storage 33 and read therein.

デジタル記憶器33に読み込まれているサンプル値は、
マイクロコンピュータ34に伝達される。35は設定器
であり、この設定器35には、鋼管の寸法毎に、表1に
示したと同様な各診断項目の診断基準が設定されている
。設定器35の設定値もマイクロコンピュータ34に伝
達される。
The sample value read into the digital memory 33 is
It is transmitted to the microcomputer 34. 35 is a setting device, and in this setting device 35, diagnostic criteria for each diagnostic item similar to those shown in Table 1 are set for each size of the steel pipe. The set value of the setter 35 is also transmitted to the microcomputer 34.

そこで、マイクロコンピュータ34は、アップセット荷
重値とアップセットポンチの変位量に基づき、アップセ
ット変位のクション量、ピーク荷重値、荷重パターンを
決定し、決定されたアンプセット変位のクション量、ピ
ーク荷重値、荷重パターンを、設定器35に設定されて
いる基準クション量、基準ピーク荷重値、基準荷重パタ
ーンと比較し、(A)原管の寸法変動吸収用油圧クッシ
ョン装置のリリーフ弁設定圧力の異常、(B)アップセ
ット時における鋼管のスリップの発生、(C)原管の寸
法異常のそれぞれを診断する。マイクロコンピュータ3
4の判定結果は、表示器36に表示される。また、アプ
セットの異常時には、警報器37において、音響、音声
による警報が発せられる。
Therefore, the microcomputer 34 determines the traction amount, peak load value, and load pattern of the upset displacement based on the upset load value and the displacement amount of the upset punch, and determines the traction amount, peak load value, and load pattern of the amplifier set displacement determined. The value and load pattern are compared with the reference traction amount, reference peak load value, and reference load pattern set in the setting device 35, and (A) abnormality in the relief valve setting pressure of the hydraulic cushion device for absorbing dimensional fluctuations of the original pipe is detected. , (B) Occurrence of slip in the steel pipe during upset, and (C) Diagnosis of dimensional abnormality of the original pipe. microcomputer 3
The determination result of No. 4 is displayed on the display 36. Furthermore, when the upset occurs abnormally, the alarm device 37 issues an acoustic or audio alarm.

[発明の効果] 以」−のように、本発明に係る鋼管アップセットの監視
方法および装置によれば、アップセット時にアップセッ
トポンチに加わる荷重値とアップセットポンチの変位量
を測定し、アップセットが正常に実行されたか否かを監
視することが可能となる。
[Effects of the Invention] As described below, according to the steel pipe upset monitoring method and device according to the present invention, the load value applied to the upset punch and the amount of displacement of the upset punch are measured during upsetting, and the It becomes possible to monitor whether the set has been executed normally.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明が適用されるアップセッタの全体を模式
的に示す斜視図、第2図はアップセット部の形状を示す
断面図、第3図はアップセットによる鋼管の変形経過プ
ロセスを示す状態図、第4図は荷重測定手段の一例を示
す斜視図、第5図は変位測定手段、の−例を示す斜視図
、第6図(A)、(B)はリリーフ弁圧力とアップセッ
ト荷重値および変位量との関係を示す線図、第7図(A
)、(B)は鋼管のすべりとアップセット荷重値および
変位量との関係を示す線図、第8図(A)、(B)は原
管の寸法変動とアップセット変位置およびクッション量
との関係を示す線図、第9図はピーク荷重値とリリーフ
弁圧力との関係を示す線図、第10図はクッション廣と
原管の平均肉厚との関係を示す線図、第11図は監視装
置の一例を示す制御回路図である。 1・・・鋼管、2・・・アップセット部、10・・・ア
ップセッタ、16・・・アップセットポンチ、18・・
・ダイス、21・・・ロードセル、23・・・リニアス
ケール、33・・・デジタル記憶器、34・・・マイク
ロコンピュータ、35・・・設定器、36・・・表示器
FIG. 1 is a perspective view schematically showing the entire upsetter to which the present invention is applied, FIG. 2 is a sectional view showing the shape of the upset part, and FIG. 3 is a diagram showing the process of deformation of a steel pipe due to upset. Fig. 4 is a perspective view showing an example of the load measuring means, Fig. 5 is a perspective view showing an example of the displacement measuring means, and Figs. 6 (A) and (B) show the relief valve pressure and upset. Diagram showing the relationship between load value and displacement amount, Figure 7 (A
) and (B) are diagrams showing the relationship between steel pipe slippage, upset load value, and displacement amount, and Figures 8 (A) and (B) are diagrams showing the relationship between the dimensional variation of the original pipe, upset position, and cushion amount. Figure 9 is a diagram showing the relationship between peak load value and relief valve pressure. Figure 10 is a diagram showing the relationship between cushion width and average wall thickness of the original tube. Figure 11 is a diagram showing the relationship between the cushion width and the average wall thickness of the original tube. FIG. 2 is a control circuit diagram showing an example of a monitoring device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Steel pipe, 2...Upset part, 10...Upsetter, 16...Upset punch, 18...
- Dice, 21...Load cell, 23...Linear scale, 33...Digital storage device, 34...Microcomputer, 35...Setting device, 36...Display device.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)鋼管の管端を加熱してアップセット部を形成する
鋼管アップセッタの監視方法において、アップセットポ
ンチに加わるアップセット荷重値とアップセットポンチ
の変位量とを測定し、アップセット変位のクッション量
、ピーク荷重値、荷重パターンを決定し、決定されたア
ップセット変位のクッション量、ピーク荷重値、荷重パ
ターンを、適正なアップセットについて予め定められて
いるアップセット変位の基準クッション量、基準ピーク
荷重値、基準荷重パターンと比較し、(A)原管の寸法
変動吸収用油圧クッション装置のリリーフ弁設定圧力の
異常、(B)アップセット時における鋼管のスリップの
発生、(C)原管の寸法異常のそれぞれを診断し、アッ
プセットの良否を判定することを特徴とする鋼管アップ
セッタの監視方法。
(1) In a method for monitoring a steel pipe upsetter that forms an upset portion by heating the end of a steel pipe, the upset load value applied to the upset punch and the amount of displacement of the upset punch are measured, and the upset displacement is measured. Determine the cushion amount, peak load value, and load pattern, and use the determined cushion amount, peak load value, and load pattern for the upset displacement as the standard cushion amount and standard for the upset displacement predetermined for proper upset. Compare the peak load value with the standard load pattern to determine whether (A) abnormality in the relief valve setting pressure of the hydraulic cushion device for absorbing dimensional fluctuations of the original pipe, (B) occurrence of slipping of the steel pipe during upset, (C) original pipe. A method for monitoring a steel pipe upsetter, the method comprising: diagnosing each dimensional abnormality of the steel pipe upsetter, and determining whether the upset is good or bad.
(2)鋼管の管端を加熱してアップセット部を形成する
鋼管アップセッタの監視装置において、アップセットポ
ンチに加わるアップセット荷重値を測定する荷重測定手
段と、アップセットポンチの変位量を測定する変位測定
手段と、アップセット変位のクッション量、ピーク荷重
値、荷重パターンを決定し、決定されたアップセット変
位のクッション量、ピーク荷重値、荷重パターンを、適
正なアップセットについて予め定められているアップセ
ット変位の基準クッション量、基準ピーク荷重値、基準
荷重パターンと比較し、(A)原管の寸法変動吸収用油
圧クッション装置のリリーフ弁設定圧力の異常、(B)
アップセット時における鋼管のスリップの発生、(C)
原管の寸法異常のそれぞれを診断し、アップセットの良
否を判定する判定手段とを有してなることを特徴とする
鋼管アップセッタの監視装置。
(2) In a monitoring device for a steel pipe upsetter that forms an upset portion by heating the end of a steel pipe, there is a load measuring means that measures the upset load value applied to the upset punch and measures the amount of displacement of the upset punch. determine the amount of cushioning, peak load value, and load pattern for the upset displacement; Compare with the standard cushion amount, standard peak load value, and standard load pattern of the upset displacement, (A) abnormality in the relief valve setting pressure of the hydraulic cushion device for absorbing dimensional fluctuations of the original pipe, (B)
Occurrence of slip in steel pipe during upset, (C)
1. A monitoring device for a steel pipe upsetter, comprising: a determining means for diagnosing each dimensional abnormality of the original pipe and determining whether the upset is good or bad.
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