WO2008032508A1 - Dispositif et procédé de contrôle du statut de fabrication de tube sans soudure et installation de fabrication de tube sans soudure - Google Patents

Dispositif et procédé de contrôle du statut de fabrication de tube sans soudure et installation de fabrication de tube sans soudure Download PDF

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Hiroyuki Iwamoto
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Sumitomo Metal Industries, Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a seamless pipe manufacturing status monitoring apparatus and method, and a seamless pipe manufacturing facility to which the manufacturing status monitoring apparatus is applied.
  • the present invention seamlessly measures the eccentric thickness deviation of a pipe manufactured by a piercing mill (piercer) on the outlet side of the piercing mill and determines the cause of the eccentric thickness deviation.
  • the present invention relates to a seamless pipe manufacturing status monitoring apparatus and method capable of promptly correcting manufacturing conditions during operation of the pipe manufacturing equipment, and a seamless pipe manufacturing equipment to which the manufacturing status monitoring apparatus is applied.
  • a billet of raw material is heated in a rotary hearth-type heating furnace and then sequentially supplied to a rolling line.
  • a hollow shell is manufactured by piercing and rolling a billet with a piercing and rolling mill using a piercer plug and a rolling roll.
  • a mandrel bar is inserted in a skewer shape on the inner surface of the hollow shell, and the outer surface is constrained by a perforated rolling roll with a mandrel mill consisting of a plurality of stands, thereby reducing the thickness to a predetermined thickness.
  • the mandrel bar is pulled out, and the thinned pipe is subjected to constant diameter rolling to a predetermined outer diameter with a constant diameter rolling mill to obtain a product.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a piercing and rolling mill, in which FIG. 1 (a) shows a side view and FIG. 1 (b) shows a plan view. In FIG. 1 (b), the illustration of the piercer plug is omitted.
  • the piercing and rolling mill 10 includes a pair of rolling rolls la and lb inclined to each other, and a bullet-shaped piercer plug 3 whose rear end is supported by a mandrel 2.
  • the pair of rolling rolls la and lb are arranged such that their axial directions are parallel to each other in a side view or cross at a predetermined crossing angle, while being inclined at an inclination angle FA in opposite directions in a plan view. And are configured to rotate in the same direction.
  • the piercer plug 3 is disposed between a pair of rolling rolls la and lb.
  • billet B is fed between a pair of rolling rolls la and lb. After billet B has squeezed into the pair of rolling rolls la and lb, the billet B is simultaneously subjected to the rotating force and the axially advanced force due to the frictional force of the rolling rolls la and lb. Then, before reaching the tip of the piercer plug 3, the billet B is subjected to continuous and compressive stress and tensile stress (rotational forging effect) by the rolling rolls la and lb at the center of the billet B. It will be easy to open.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a tube for explaining the eccentric thickness deviation.
  • the eccentric thickness deviation is the circumferential deviation (thickness variation) of the pipe S caused by the eccentricity (displacement) of the center C1 of the outer surface of the pipe S and the center C2 of the inner surface.
  • the wall thickness of the tube S is an uneven thickness that varies in the circumferential direction with a period of 360 °.
  • the ⁇ -ray thickness gauge is a principle that measures the wall thickness based on the amount of attenuation of ⁇ -rays transmitted through the tube. As shown on the side, the thickness cannot be measured when a tool such as a piercer plug or a mandrel bar is inserted in the pipe.
  • the conventional proposal has been to arrange a wire thickness gauge on the exit side or the exit side of a constant diameter rolling mill on the exit side of the mandrel mill where the tool is not inserted in the tube.
  • This is a method in which the thickness is measured from a plurality of directions in the cross section, and the manufacturing conditions are set based on the measurement results (for example, refer to Japanese Patent Laid-Open No. 8-71616).
  • the ⁇ -ray thickness gauge has a gap between the core and the tube core. If there is a deviation, a large error occurs in the measured thickness distribution, particularly in the eccentric thickness deviation.
  • the core ⁇ line thickness meter a virtual core, for example of a multi-beam method disclosed in "Iron and Steel" (a 1139 pages, second 1145, pp No. years No. 70 No. 9) gamma
  • a wire thickness meter it means the position of the center of gravity at each position where the tube thickness is measured (the position where each ⁇ -ray irradiated from multiple directions intersects).
  • the eccentric thickness deviation of the pipe is caused by the thermal deviation (temperature fluctuation) in the circumferential direction of the billet and the eccentric thickness deviation due to the swing of the pier sub-lag.
  • the thickness is eccentric due to the swing of the pier sub-lag, measures such as correcting the core of the rolling roll of the piercing mill and discarding the abnormal piercer plug are necessary. Therefore, in order to quickly correct the manufacturing conditions during the operation of the seamless pipe manufacturing facility, it is desirable to take measures not only to measure the eccentric thickness of the pipe on the rolling line but also to determine the cause of the occurrence. It is.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems of the prior art, and measures the eccentric thickness deviation of a tube manufactured by a piercing and rolling mill on the outlet side of the piercing and rolling mill, and By determining the cause of the eccentric thickness deviation, the seamless pipe manufacturing status monitoring device and method and the manufacturing status of the seamless pipe manufacturing equipment can be quickly corrected during the operation of the seamless pipe manufacturing facility.
  • the issue is to provide seamless pipe manufacturing equipment to which the monitoring device is applied.
  • ultrasonic wall thickness is measured based on a difference in reflection time between the inner and outer surfaces of an ultrasonic wave. It has been found that the thickness can be measured accurately even when a piercer plug is inserted into the pipe by using a thickness gauge. The reason for this is that even if the piercer plug is inserted, the peer sub This is probably because an air layer is interposed between the outer surface and the inner surface of the tube, which causes the ultrasonic waves to be reflected from the inner surface of the tube.
  • the thickness of the pipe in the circumferential direction can be measured simply by installing an ultrasonic thickness gauge so that the thickness of one place in the circumferential direction of the pipe can be measured.
  • the distribution can be measured.
  • the present inventor can use the ultrasonic thickness gage to measure the thickness distribution in the circumferential direction of the pipe on the outlet side of the piercing mill, which cannot be measured with a conventional wire thickness gage. The inventors have come up with the idea that eccentric thickness can be measured.
  • the present inventor has intensively studied a method for determining the cause of occurrence of eccentric thickness deviation.
  • the present inventor has found that when the billet has a circumferential heat deviation, the deformation resistance is reduced at the high temperature portion, so that the thickness of the corresponding portion of the pipe after piercing and rolling tends to be thin. .
  • the deformation resistance is higher in the low temperature part than in the high temperature part, it has been found that the thickness of the corresponding part of the pipe after piercing and rolling tends to be thicker than in the high temperature part.
  • the present inventor when an eccentric thickness deviation occurs in the pipe due to the billet heat, the billet is heated in the circumferential direction (and correspondingly around the pipe after piercing and rolling).
  • the present invention has been completed based on the knowledge of the present inventors described above. That is, the present invention is an ultrasonic thickness meter that is installed on the exit side of a piercing mill that pierces and rolls a billet to manufacture a pipe, and measures the wall thickness of the pipe manufactured by the piercing and rolling mill; A thermometer that is installed on the outlet side of the piercing mill and that measures the surface temperature of the pipe manufactured by the piercing mill, the thickness of the pipe measured by the ultrasonic thickness gauge, and the thermometer And a calculation display means for displaying the thickness distribution in the circumferential direction of the pipe and the surface temperature distribution in the circumferential direction of the pipe based on the surface temperature of the pipe.
  • the manufacturing condition monitoring apparatus is provided.
  • the thickness of the pipe is measured by the ultrasonic thickness gauge, and the surface temperature of the pipe is measured by the thermometer, and is displayed by the calculation display means.
  • the thickness distribution and surface temperature distribution in the circumferential direction of the pipe are displayed (for example, monitor display or chart output).
  • the calculation display means compares the amount of wall thickness fluctuation or the maximum / minimum value of the wall thickness with a preset reference value.
  • the calculation display means determines the cause of the occurrence of eccentric eccentricity in the tube based on the correlation between the circumferential thickness distribution of the tube and the surface temperature distribution in the circumferential direction of the tube. It is configured to
  • the cause of the eccentric thickness deviation in the pipe is automatically determined by the calculation display means, so that the burden on the operator is reduced and the objective is not dependent on the individual difference of the operator.
  • a highly reliable determination result can be obtained.
  • the correlation between the thickness distribution in the circumferential direction of the pipe and the surface temperature distribution in the circumferential direction of the pipe is used.
  • a correlation coefficient (value of 1;! To +1), which is an index indicating strength, is calculated, and if the correlation coefficient is less than a predetermined negative value, the eccentricity deviation due to billet heat deviation is calculated. If it is meat and is equal to or more than the negative value, it is possible to adopt a configuration in which it is determined that the thickness is eccentric due to the swing of the pier sub-lag.
  • the calculation display means extracts an eccentric thickness deviation component of the pipe based on a thickness distribution in the circumferential direction of the pipe, and extracts the eccentric thickness deviation component of the extracted pipe and the circumference of the pipe.
  • the surface temperature distribution in the direction is displayed.
  • the thickness in the circumferential direction of the tube in which the measurement value may include noise or the like is extracted from the thickness distribution, and the eccentric eccentric thickness component is displayed. It is possible to more accurately determine the occurrence of uneven thickness and the cause of occurrence.
  • the eccentric thickness deviation component can be extracted by applying a known frequency analysis method such as Fourier analysis to the thickness distribution in the circumferential direction of the tube.
  • the calculation display means is a cause of the occurrence of the eccentric thickness deviation in the tube based on the correlation between the extracted eccentric thickness component of the tube and the surface temperature distribution in the circumferential direction of the tube. It is set to judge.
  • the determination accuracy is high, and the cause of the eccentric thickness deviation is automatically determined by the calculation display means.
  • the load on the operator is reduced, and it does not depend on the individual difference of the operator! /,
  • the objectivity is high V, and the judgment result can be obtained.
  • the present invention for solving the above-mentioned problems is that the ultrasonic wall thickness meter and the thermometer are installed on the exit side of the perforating mill that pierces and rolls the billet to produce a tube, and the perforating mill Measuring the thickness distribution and surface temperature distribution in the circumferential direction of the pipe manufactured by the above, and the eccentric thickness deviation of the pipe extracted based on the measured thickness distribution in the circumferential direction of the pipe or the thickness distribution. Determining the cause of the occurrence of eccentric thickness deviation in the pipe based on the correlation between the component and the measured surface temperature distribution in the circumferential direction of the pipe. It is also provided as a manufacturing status monitoring method.
  • the present invention that solves the above-mentioned problem is characterized by comprising a piercing and rolling mill that pierces and rolls a billet to manufacture a pipe, and the production status monitoring device according to any one of the above. It is also provided as a seamless pipe manufacturing facility.
  • the ultrasonic thickness gauge a laser ultrasonic thickness gauge capable of measuring the thickness of a tube in a non-contact manner can be suitably used.
  • the eccentric thickness deviation of a pipe manufactured by a piercing mill can be measured on the outlet side of the piercing mill, and the cause of the eccentric thickness deviation can be determined. Therefore, even during the operation of seamless pipe manufacturing equipment, it is possible to quickly correct the manufacturing conditions so that the occurrence of eccentric wall thickness is suppressed.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a piercing and rolling mill
  • FIG. 1 (a) is a side view
  • FIG. 1 (b) is a plan view.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a tube for explaining eccentric wall thickness deviation.
  • FIG. 3 is a side view showing a schematic configuration of a piercing and rolling mill to which a production status monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of the circumferential thickness distribution and surface temperature distribution of the pipe displayed by the calculation display means shown in FIG. 3.
  • FIG. 3 is a side view showing a schematic configuration of a drilling and rolling machine to which the manufacturing status monitoring apparatus according to one embodiment of the present invention is applied.
  • the production status monitoring device 20 is installed on the outlet side of the piercing mill 10 that pierces and rolls the billet B to produce the tube S, and is manufactured by the piercing and rolling mill 10.
  • An ultrasonic thickness gauge 4 for measuring the wall thickness of the pipe S
  • a thermometer 5 for measuring the surface temperature of the pipe S installed on the outlet side of the piercing and rolling mill 10 and manufactured by the piercing and rolling mill 10.
  • the thickness distribution in the circumferential direction of the tube S and the surface temperature in the circumferential direction of the tube S based on the wall thickness of the tube S measured by the ultrasonic thickness gauge 4 and the surface temperature of the tube S measured by the thermometer 5.
  • Computation display means 6 for displaying the distribution is provided.
  • the piercing and rolling mill 10 has the same configuration as that of the piercing and rolling mill described with reference to Fig. 1, detailed description thereof is omitted here.
  • the ultrasonic thickness gauge 4 is a laser ultrasonic thickness gauge.
  • Laser Ultrasonic Thickness Gauge 4 consists of a no-laser for transmitting ultrasonic waves from the outer surface of tube S to a continuous wave laser and interferometer for receiving ultrasonic waves reflected from the inner surface of tube S. Equipped.
  • the laser beam collides with the outer surface of the tube S, causing thermal contraction of the tube S and generating ultrasonic waves.
  • the generated ultrasonic waves are propagated inside the tube S, reflected by the inner surface of the tube S, and returned to the outer surface of the tube S again.
  • the laser beam emitted from the continuous wave laser is always on the outer surface of the tube S. Irradiated and arranged so that the reflected light from the outer surface of the tube S enters the interferometer. When the ultrasonic wave returns to the outer surface of the tube S, the surface is displaced, so that the phase of the reflected light incident on the interferometer is changed, thereby changing the interference state. It is possible to measure the thickness of the tube s by measuring the time from when the pulse laser beam is emitted from the laser to the detection of the change in the interference state.
  • the ultrasonic wall thickness meter 4 is arranged so that the thickness of a predetermined one place in the circumferential direction of the stationary tube S can be measured. Specifically, the direction of each laser is set so that both the light emitted from the above-described panelless laser and the light emitted from the continuous wave laser irradiate the outer surface of the predetermined portion of the tube s. Actually, since the tube S rotates in the circumferential direction, the thickness distribution in the circumferential direction of the tube S is measured by the ultrasonic thickness gauge 4.
  • the thermometer 5 is a radiation thermometer that measures the surface temperature (outer surface temperature) of the tube S by radiation temperature measurement.
  • the radiation thermometer 5 is also arranged so that it can measure the surface temperature at one predetermined location in the circumferential direction of the stationary tube S, assuming that the tube S is stationary. Has been.
  • the light receiving optical system of the radiation thermometer 5 is adjusted so that the detection visual field for detecting the thermal radiation emitted from the tube S is the predetermined position of the tube S. Actually, since the tube S rotates in the circumferential direction, the surface temperature distribution in the circumferential direction of the tube S is measured by the radiation thermometer 5.
  • the ultrasonic thickness meter 4 and the thermometer 5 should be arranged to measure the wall thickness and surface temperature at approximately the same location in the circumferential direction of the tube S, assuming that the tube S is stationary. Is preferred. However, it is also possible to arrange the ultrasonic thickness gauge 4 and the thermometer 5 so as to measure different points in the circumferential direction of the tube S.
  • the ultrasonic thickness meter 4 and the thermometer 5 are The configuration in which the ultrasonic thickness gauge 4 is arranged so as to be closer to the piercing and rolling mill 10 is illustrated, but the present invention is not limited to this, and the thermometer 5 is closer to the piercing and rolling mill 10. Let's put it up like this
  • the thickness of the tube S measured by the ultrasonic thickness meter 4 described above and the surface temperature of the tube S measured by the thermometer 5 are input to the calculation display means 6.
  • the calculation display means 6 may employ a force S that can be provided separately from the process computer for controlling the piercing and rolling mill 10, and a configuration in which the process computer functions as the calculation display means 6. .
  • the calculation display means 6 is based on the wall thickness in the circumferential direction of the tube S and the surface temperature at a plurality of circumferential positions of the tube S that are input continuously or intermittently as the tube S rotates.
  • the thickness distribution and the surface temperature distribution in the circumferential direction of the tube S are displayed (monitor display and / or chart output).
  • the circumferential position of the pipe S corresponding to the input wall thickness and surface temperature is determined by, for example, the calculation display means 6 rotating the pipe S based on various piercing and rolling conditions set in the piercing and rolling mill 10. It is possible to calculate the speed based on the predicted rotation speed of the tube S and the elapsed time from the start of measurement data (thickness, surface temperature) input.
  • the rotation display means 6 may calculate the rotation position (that is, the circumferential position) of the pipe S based on the input rotation position of the rolling roll la and the correlation. Is possible.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of the thickness distribution and the surface temperature distribution in the circumferential direction of the tube S displayed by the calculation display means 6.
  • FIG. 4 shows an example of displaying the wall thickness distribution and surface temperature distribution for one round of the tube S (that is, the circumferential position of the pipe S is 0 ° to 360 °). Of course, it is possible to display more than one lap, such as minutes.
  • the eccentric thickness deviation occurs in the pipe S. It can be determined that The calculation display means 6 compares the wall thickness fluctuation amount or the wall thickness maximum / minimum value with a predetermined reference value set in advance, and if it exceeds the reference value, eccentric thickness deviation occurs in the tube S. It is good also as a structure which determines automatically. In addition, since the thickness distribution and surface temperature distribution in the circumferential direction of the pipe as shown in Fig.
  • the tube S thickness decreases as the surface temperature of the tube S increases, and the wall thickness of the tube S increases as the surface temperature of the tube S decreases. Is shown. Therefore, an operator who has visually recognized this can determine that the thickness is eccentric due to the eccentric heat of the billet B.
  • the calculation display means 6 uses a known signal processing technique to increase the strength of the correlation between the circumferential thickness distribution of the tube S and the surface temperature distribution as shown in FIG. It is assumed that the correlation coefficient (1; value of! ⁇ + 1) is calculated. If the correlation coefficient is less than a predetermined negative value, it is an eccentric thickness deviation due to the heat deviation of the billet B. If the correlation coefficient is greater than the negative value, it is caused by the runout of the piercer plug 3. What is necessary is just to determine with it being eccentric eccentric thickness. In this way, if the cause of the eccentric thickness deviation in the tube S is automatically determined by the calculation display means 6, the load on the operator is reduced and the objectivity is high without depending on the individual difference of the operator! / You can get the judgment result.
  • the data displayed by the calculation display means 6 includes the eccentricity of the tube S extracted from the wall thickness distribution itself measured by the ultrasonic wall thickness meter 4 rather than the wall thickness distribution itself of the tube S. It may be an uneven thickness component.
  • the calculation display means 6 is configured to apply a known frequency analysis method such as Fourier analysis to the circumferential thickness distribution of the tube S. Then, from the thickness distribution that can have various frequency components, it is only necessary to extract the eccentric thickness component that varies in the circumferential direction of the tube S with a period of 360 °. In this way, the eccentric thickness component extracted from the wall thickness distribution of the tube S is displayed, compared to the case where the wall thickness distribution in the circumferential direction of the tube S where the measured value may contain noise etc.
  • the calculation display means 6 is preset with the extracted fluctuation amount of the eccentric eccentric thickness component or the maximum value 'minimum value of the eccentric eccentric thickness component. Compared to a predetermined reference value, if the reference value is exceeded, a configuration may be adopted in which it is automatically determined that eccentricity of the pipe S has occurred.
  • the thickness distribution in the circumferential direction of the tube S as described above is not sufficient.
  • a configuration may be used in which the correlation between the eccentric thickness component of the tube S extracted from the wall thickness distribution and the surface temperature distribution in the circumferential direction of the tube S is evaluated. That is, the calculation display means 6 uses a known signal processing technique, and the correlation number (one;! To + +) is an index indicating the strength of the correlation between the eccentric thickness component of the tube S and the surface temperature distribution. (Value of 1) is calculated.
  • the correlation coefficient is less than a predetermined negative value, it is an eccentric thickness deviation due to the heat of billet B, and if it is greater than the negative value, it is caused by the swaying of the piercer plug 3. What is necessary is just to determine with the eccentric eccentric thickness. If the calculation display means 6 automatically determines the cause of the eccentric thickness by using the eccentric thickness component extracted from the thickness distribution of the tube S in this way, the thickness distribution of the tube S It can be expected that the accuracy of the judgment will be improved compared to the case where it is used.
  • the eccentric thickness deviation of the pipe S produced by the piercing and rolling machine 10 is measured on the outlet side of the piercing and rolling machine 10, and It is possible to determine the cause of the eccentric thickness deviation. Accordingly, even during the operation of the seamless pipe manufacturing facility, it is possible to quickly correct the manufacturing conditions and suppress the occurrence of eccentric thickness deviation in the pipe S.

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Description

明 細 書
継目無管の製造状況モニタリング装置及び方法並びに継目無管製造設 備
技術分野
[0001] 本発明は、継目無管の製造状況モニタリング装置及び方法並びにこの製造状況モ ユタリング装置を適用した継目無管製造設備に関する。特に、本発明は、穿孔圧延 機 (ピアサ)によって製造される管の偏芯偏肉を穿孔圧延機出側で測定し、且つその 偏芯偏肉の生じた原因を判定することにより、継目無管製造設備の操業中における 製造条件の速やかな修正を可能とする継目無管の製造状況モニタリング装置及び 方法並びにこの製造状況モニタリング装置を適用した継目無管製造設備に関する。 背景技術
[0002] マンネスマン マンドレルミル方式による継目無管の製造においては、まず素材の ビレットを回転炉床式加熱炉で加熱した後、順次圧延ラインに供給する。具体的には 、ビレットを穿孔圧延機でピアサプラグと圧延ロールとを用いて穿孔圧延してホローシ エルを製造する。次に、前記ホロ一シェルの内面にマンドレルバ一を串状に挿入し、 複数のスタンドからなるマンドレルミルで外面を孔型圧延ロールで拘束して延伸圧延 することにより、所定の肉厚まで減肉する。その後、マンドレルバ一を抜き取り、前記 減肉された素管を定径圧延機で所定外径に定径圧延して製品を得る。
[0003] 図 1は、穿孔圧延機の概略構成を示す図であり、図 1 (a)は側面図を、図 1 (b)は平 面図を示す。なお、図 1 (b)ではピアサプラグの図示を省略している。
図 1に示すように、穿孔圧延機 10は、互いに傾斜した一対の圧延ロール la, lbと、 マンドレル 2に後端が支持された砲弾状のピアサプラグ 3とを備えている。一対の圧 延ロール la, lbは、それらの軸方向が側面視で互いに平行或いは所定の交叉角で 交叉するように設定される一方、平面視で互いに逆方向に傾斜角 FAだけ傾けて配 設されており、互いに同方向に回転するように構成されている。ピアサプラグ 3は、一 対の圧延ロール la, lb間に配設される。
[0004] 上記の構成を有する穿孔圧延機 10を用いて中実のビレット Bを穿孔圧延するため に、先ず、ビレット Bを一対の圧延ロール la, lb間に送給する。ビレット Bがー対の圧 延ロール la, lbに嚙み込んだ後は、圧延ロール la, lbの摩擦力によってビレット B には回転させられる力と軸方向に前進させられる力が同時に作用する。そして、ピア サプラグ 3の先端に到達するまでに、ビレット Bの中心部には、圧延ロール la, lbに よって圧縮応力と引張り応力とが交互に連続して作用(回転鍛造効果)し、孔が開き やすい状態となる。ビレット Bがピアサプラグ 3に衝突すると、ビレット Bの中心部に孔 が開けられ、以降、圧延ロール la, lbとピアサプラグ 3との間で半回転毎に肉厚加工 を受け、管(ホロ一シェル) Sが得られる。
[0005] 以上に説明した穿孔圧延機 10による穿孔圧延において、製造される管 Sひいては 最終製品の寸法精度に関する最大の課題は、偏芯偏肉(1次偏肉)の発生である。 図 2は、偏芯偏肉を説明するための管の断面図である。
図 2に示すように、偏芯偏肉とは、管 Sの外面の中心 C1と内面の中心 C2とが偏芯 する(ズレる)ことによって生ずる管 Sの周方向の偏肉(肉厚変動)であり、管 Sの肉厚 が周方向に 360° 周期で変動する偏肉である。
[0006] この偏芯偏肉の発生が速やかに抑制されるように、穿孔圧延機など継目無管製造 設備の製造条件を速やかに修正するには、穿孔圧延機の出側など圧延ライン上で 実際に管の周方向の肉厚分布を測定し、この測定結果を製造条件の修正に反映さ せることが効果的である。
[0007] 圧延ライン上で管の周方向の肉厚分布を測定する方法として、 γ線肉厚計を用い る方法が公知である。し力、しな力 Sら、 γ線肉厚計は、管に透過させた γ線の減衰量に 基づいて肉厚を測定する原理であるため、穿孔圧延機の出側やマンドレルミルの入 側のように、管内にピアサプラグやマンドレルバ一のような工具が揷入された状態で は肉厚を測定できな!/ヽとレ、う制約がある。
[0008] このため、従来提案されているのは、工具が管内に揷入されていないマンドレルミ ルの出側ゃ定径圧延機の入側又は出側に Ί線肉厚計を配置して管断面の複数の 方向から肉厚を測定し、この測定結果に基づいて製造条件を設定'修正する方法で ある(例えば、 日本国特開平 8— 71616号公報参照)。
[0009] しかしな力 、 γ線肉厚計による測定方法では、 γ線肉厚計の芯と管の芯との間に ズレがあると、測定される肉厚分布、特に偏芯偏肉に大きな誤差が生じる。なお、 Ί 線肉厚計の芯とは、仮想的な芯であり、例えば「鉄と鋼」(第 70年第 9号第 1139頁〜 第 1145頁)に開示されているマルチビーム方式の γ線肉厚計の場合、管の肉厚を 測定する各位置 (複数の方向から照射された各 γ線が交差する位置)の重心位置を 意味する。圧延ライン上では上記の芯ズレが不可避であるため、実際には圧延後の オフライン検査に至るまで、精度良く偏芯偏肉を測定することは困難である。従って、 オフライン検査の結果が出るまで待たざるを得ず、継目無管製造設備の操業中に製 造条件を速やかに修正できないのが実情である。
[0010] また、管の偏芯偏肉には、ビレットの周方向の偏熱(温度変動)に起因したものや、 ピアサブラグの振れ回りに起因したものが存在するため、偏芯偏肉を抑制するには、 各原因に応じた製造条件の修正が必要である。つまり、ビレットの周方向の偏熱に起 因する偏芯偏肉である場合には、均熱加熱が施されるように加熱炉の条件を修正す ること力 S必要である。一方、ピアサブラグの振れ回りに起因する偏芯偏肉である場合 には、穿孔圧延機の圧延ロールの芯を修正したり、異常なピアサプラグを廃棄する等 の対策が必要である。従って、継目無管製造設備の操業中に製造条件を速やかに 修正するには、圧延ライン上で管の偏芯偏肉を測定するのみならず、その発生原因 を判定できる手段を講ずることが望まれる。
発明の開示
[0011] 本発明は、斯カ、る従来技術の問題を解決するためになされたものであり、穿孔圧延 機によって製造される管の偏芯偏肉を穿孔圧延機出側で測定し、且つその偏芯偏 肉の生じた原因を判定することにより、継目無管製造設備の操業中における製造条 件の速やかな修正を可能とする継目無管の製造状況モニタリング装置及び方法並 びにこの製造状況モニタリング装置を適用した継目無管製造設備を提供することを 課題とする。
[0012] 前記課題を解決するべぐ本発明者は鋭意検討した結果、まず Ί線肉厚計の代わ りに、超音波の管内外面での反射時間差に基づいて肉厚を測定する超音波肉厚計 を用いれば、管内にピアサプラグが揷入された状態でも精度良く肉厚を測定できるこ とを見出した。この理由は、ピアサプラグが揷入された状態であっても、ピアサブラグ 外面と管内面との間には空気層が介在するため、これにより管内面で超音波が反射 するからだと考えられる。また、穿孔圧延機の出側で管は周方向に回転するため、管 の周方向 1箇所の肉厚を測定できるように超音波肉厚計を配置するだけで、管の周 方向の肉厚分布を測定可能である。以上の知見により、本発明者は、超音波肉厚計 を用いれば、従来の Ί線肉厚計では測定できな力、つた穿孔圧延機の出側での管の 周方向肉厚分布ひレ、ては偏芯偏肉を測定可能であることに想到した。
[0013] 次に、本発明者は、偏芯偏肉の発生原因を判定する手法について鋭意検討した。
まず本発明者は、ビレットに周方向の偏熱が生じている場合、その高温部では変形 抵抗が小さくなるため、穿孔圧延後の管の対応する部位の肉厚は薄くなり易いことを 見出した。逆に、低温部では高温部に比べて変形抵抗が大きくなるため、穿孔圧延 後の管の対応する部位の肉厚は高温部に比べて厚くなり易いことを見出した。換言 すれば、本発明者は、ビレットの偏熱に起因して管に偏芯偏肉が発生している場合、 ビレットの周方向の偏熱(ひいてはこれに対応する穿孔圧延後の管の周方向の表面 温度分布)と穿孔圧延後の管の肉厚分布とは負の相関関係(管の表面温度が高くな れば管の肉厚は薄くなり、管の表面温度が低くなれば管の肉厚は厚くなる関係)が強 くなることを見出した。さらに、本発明者は、管の周方向の表面温度分布と穿孔圧延 後の管の肉厚分布との相関関係が乏しい場合には、ピアサブラグの振れ回りに起因 した偏芯偏肉が発生していると判断できることを見出した。以上の知見により、本発明 者は、穿孔圧延機の出側で、管の周方向の表面温度分布を測定し、この表面温度 分布と管の肉厚分布(又は偏芯偏肉)との相関関係を評価すれば、偏芯偏肉の発生 原因を判定できることに想到した。
[0014] 本発明は、以上に述べた本発明者の知見に基づき完成されたものである。すなわ ち、本発明は、ビレットを穿孔圧延して管を製造する穿孔圧延機の出側に設置され、 前記穿孔圧延機によって製造された管の肉厚を測定する超音波肉厚計と、前記穿 孔圧延機の出側に設置され、前記穿孔圧延機によって製造された管の表面温度を 測定する温度計と、前記超音波肉厚計によって測定した管の肉厚及び前記温度計 によって測定した管の表面温度に基づいて、管の周方向の肉厚分布及び管の周方 向の表面温度分布を表示する演算表示手段と、を備えることを特徴とする継目無管 の製造状況モニタリング装置を提供するものである。
[0015] 本発明によれば、穿孔圧延機の出側において、管の肉厚が超音波肉厚計によって 測定されると共に、管の表面温度が温度計によって測定され、演算表示手段によつ て管の周方向の肉厚分布及び表面温度分布が表示(例えば、モニタ表示やチャート 出力など)される。これにより、例えば、表示された管の周方向の肉厚分布をオペレー タが視認し、肉厚の変動量が所定の基準値よりも大きければ、管に偏芯偏肉が発生 していると判定することが可能である。無論、演算表示手段が、肉厚の変動量あるい は肉厚の最大値 ·最小値を予め設定された所定の基準値と比較し、基準値を超えて いれば管に偏芯偏肉が発生していると自動判定する構成としてもよい。また、本発明 によれば、管の周方向の肉厚分布及び表面温度分布が表示されるため、例えば、両 者の相関関係をオペレータが視認し、負の相関関係が強!/、傾向にあればビレットの 偏熱に起因した偏芯偏肉であり、相関関係が乏しければピアサプラグの振れ回りに 起因した偏芯偏肉であると判定することが可能である。
[0016] 好ましくは、前記演算表示手段は、管の周方向の肉厚分布と管の周方向の表面温 度分布との相関関係に基づいて、管に偏芯偏肉の生じた原因を判定する構成とされ
[0017] 斯カ、る好ましい構成によれば、演算表示手段によって管に偏芯偏肉の生じた原因 が自動判定されるため、オペレータの負荷が軽減すると共に、オペレータの個人差 に依存しない客観性の高い判定結果を得ることができる。なお、偏芯偏肉の生じた原 因を自動判定するには、例えば、公知の信号処理手法を用いて管の周方向の肉厚 分布と管の周方向の表面温度分布との相関関係の強さを示す指標である相関係数 ( 一;!〜 + 1の値)を算出し、該相関係数が予め定めた負の値未満であれば、ビレット の偏熱に起因した偏芯偏肉であり、前記負の値以上であれば、ピアサブラグの振れ 回りに起因した偏芯偏肉であると判定する構成を採用可能である。
[0018] また、好ましくは、前記演算表示手段は、管の周方向の肉厚分布に基づいて管の 偏芯偏肉成分を抽出し、該抽出した管の偏芯偏肉成分及び管の周方向の表面温度 分布を表示する構成とされる。
[0019] 斯カ、る好ましい構成によれば、測定値にノイズ等が含まれ得る管の周方向の肉厚 分布を直接表示するのではなぐ前記肉厚分布から管の周方向に 360° 周期で変 動する偏芯偏肉成分のみを抽出し、該抽出した偏芯偏肉成分を表示するため、偏芯 偏肉の発生及びその発生原因をより一層精度良く判定することが可能である。なお、 偏芯偏肉成分は、管の周方向の肉厚分布に対して、例えばフーリエ解析等の公知 の周波数解析手法を適用することにより抽出可能である。
[0020] さらに好ましくは、前記演算表示手段は、前記抽出した管の偏芯偏肉成分と管の周 方向の表面温度分布との相関関係に基づいて、管に偏芯偏肉の生じた原因を判定 する構成とされる。
[0021] 斯カ、る好ましい構成によれば、抽出した偏芯偏肉成分を用いるために判定精度が 高い上、演算表示手段によって管に偏芯偏肉の生じた原因が自動判定されるため、 オペレータの負荷が軽減すると共に、オペレータの個人差に依存しな!/、客観性の高 V、判定結果を得ることができる。
[0022] また、前記課題を解決するべぐ本発明は、ビレットを穿孔圧延して管を製造する穿 孔圧延機の出側に超音波肉厚計及び温度計を設置し、前記穿孔圧延機によって製 造された管の周方向の肉厚分布及び表面温度分布を測定するステップと、前記測定 した管の周方向の肉厚分布又は該肉厚分布に基づいて抽出した管の偏芯偏肉成 分と、前記測定した管の周方向の表面温度分布との相関関係に基づいて、管に偏 芯偏肉の生じた原因を判定するステップと、を含むことを特徴とする継目無管の製造 状況モニタリング方法としても提供される。
[0023] さらに、前記課題を解決するべぐ本発明は、ビレットを穿孔圧延して管を製造する 穿孔圧延機と、前記何れかに記載の製造状況モニタリング装置と、を備えることを特 徴とする継目無管製造設備としても提供される。
[0024] なお、前記超音波肉厚計としては、非接触で管の肉厚測定が可能なレーザ超音波 肉厚計を好適に用いることができる。
[0025] 本発明によれば、穿孔圧延機によって製造される管の偏芯偏肉を穿孔圧延機出側 で測定し、且つその偏芯偏肉の生じた原因を判定可能である。従って、継目無管製 造設備の操業中でも、偏芯偏肉の発生が抑制されるように製造条件を速やかに修正 すること力 S可倉 となる。 図面の簡単な説明
[0026] [図 1]図 1は、穿孔圧延機の概略構成を示す図であり、図 1 (a)は側面図を、図 1 (b) は平面図を示す。
[図 2]図 2は、偏芯偏肉を説明するための管の断面図である。
[図 3]図 3は、本発明の一実施形態に係る製造状況モニタリング装置を適用した穿孔 圧延機の概略構成を示す側面図である。
[図 4]図 4は、図 3に示す演算表示手段によって表示される管の周方向の肉厚分布及 び表面温度分布の一例を示す模式図である。
発明を実施するための最良の形態
[0027] 以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
図 3は、本発明の一実施形態に係る製造状況モニタリング装置を適用した穿孔圧 延機の概略構成を示す側面図である。
図 3に示すように、本実施形態に係る製造状況モニタリング装置 20は、ビレット Bを 穿孔圧延して管 Sを製造する穿孔圧延機 10の出側に設置され、穿孔圧延機 10によ つて製造された管 Sの肉厚を測定する超音波肉厚計 4と、穿孔圧延機 10の出側に設 置され、穿孔圧延機 10によって製造された管 Sの表面温度を測定する温度計 5と、 超音波肉厚計 4によって測定した管 Sの肉厚及び温度計 5によって測定した管 Sの表 面温度に基づいて、管 Sの周方向の肉厚分布及び管 Sの周方向の表面温度分布を 表示する演算表示手段 6とを備えて!/、る。
[0028] 穿孔圧延機 10は、図 1を参照して説明した穿孔圧延機の構成と同様であるため、こ こではその詳細な説明を省略する。
[0029] 本実施形態に係る超音波肉厚計 4は、レーザ超音波肉厚計とされている。レーザ 超音波肉厚計 4は、管 Sの外面から内部に超音波を送信するためのノ^レスレーザと、 管 Sの内面で反射した超音波を受信するための連続発振レーザ及び干渉計とを備 えている。斯カ、る構成において、ノ ルスレーザから高強度のノ ルスレーザ光を出射 すれば、当該ノ ルスレーザ光は管 Sの外面に衝突し、管 Sに熱収縮が生じて超音波 が発生する。発生した超音波は管 Sの内部に伝搬され、管 Sの内面で反射して再び 管 Sの外面に戻ってくる。連続発振レーザから出射したレーザ光は常に管 Sの外面に 照射されており、管 S外面での反射光が干渉計に入射されるように配置されている。 管 Sの外面に超音波が戻ってくるとその表面が変位するため、干渉計に入射される 前記反射光の位相が変化し、これにより干渉状態も変化することになる。ノ レスレー ザからパルスレーザ光を出射してから前記干渉状態の変化を検出するまでの時間を 測定することにより、管 sの肉厚を測定することが可能である。
[0030] 超音波肉厚計 4は、管 Sが静止していると仮定すれば、当該静止した管 Sの周方向 の所定の 1箇所の肉厚を測定できるように配置されている。具体的には、前述したパ ノレスレーザから出射した光と連続発振レーザから出射した光の双方が共に、管 sの 前記所定箇所の外面を照射するように、各レーザの方向が設定されている。実際に は管 Sは周方向に回転するため、超音波肉厚計 4によって管 Sの周方向の肉厚分布 カ測定されることになる。
[0031] 本実施形態に係る温度計 5は、管 Sの表面温度 (外面温度)を放射測温によって測 定する放射温度計とされている。放射温度計 5も、超音波肉厚計 4と同様に、管 Sが 静止していると仮定すれば、当該静止した管 Sの周方向の所定の 1箇所の表面温度 を測定できるように配置されている。具体的には、管 Sから放射された熱放射光を検 出する検出視野が管 Sの前記所定箇所となるように、放射温度計 5の受光光学系が 調整されている。実際には管 Sは周方向に回転するため、放射温度計 5によって管 S の周方向の表面温度分布が測定されることになる。
[0032] なお、後述するように、管 Sの偏芯偏肉の発生原因を判定する際には、管 Sの周方 向の肉厚分布と管 Sの周方向の表面温度分布との相関関係を評価する。従って、超 音波肉厚計 4及び温度計 5は、管 Sが静止していると仮定した場合に、管 Sの周方向 について略同一箇所の肉厚及び表面温度を測定するように配置することが好ましい 。ただし、管 Sの周方向について互いに異なる箇所を測定するように超音波肉厚計 4 及び温度計 5を配置することも可能である。この場合には、両者の配置関係や管 Sの 回転速度等に基づいて、管 Sの周方向の肉厚分布及び表面温度分布の周方向位 置が互いに合致するように測定データを補正した後、両分布の相関関係を評価すれ ばよい。
[0033] また、図 3に示すように、本実施形態においては、超音波肉厚計 4及び温度計 5を、 超音波肉厚計 4の方が穿孔圧延機 10寄りとなるように配置した構成について例示し ているが、本発明はこれに限るものではなぐ温度計 5の方が穿孔圧延機 10寄りとな るように酉己置してあよレヽ。
[0034] 以上に説明した超音波肉厚計 4によって測定した管 Sの肉厚及び温度計 5によって 測定した管 Sの表面温度は、演算表示手段 6に入力される。なお、演算表示手段 6は 、穿孔圧延機 10を制御するためのプロセスコンピュータとは独立別個に設けることも 可能である力 S、プロセスコンピュータが演算表示手段 6として機能する構成を採用し てもよい。
[0035] 演算表示手段 6は、管 Sの回転に伴って連続的に又は間欠的に入力される管 Sの 複数の周方向位置における肉厚及び表面温度に基づき、管 Sの周方向の肉厚分布 及び管 Sの周方向の表面温度分布を表示する(モニタ表示及び/又はチャート出力 )。この際、入力された肉厚及び表面温度に対応する管 Sの周方向位置は、例えば、 演算表示手段 6が、穿孔圧延機 10に設定された各種の穿孔圧延条件に基づいて管 Sの回転速度を予測し、この予測した管 Sの回転速度と測定データ(肉厚、表面温度 )入力開始からの経過時間とに基づいて算出することが可能である。また、穿孔圧延 機の圧延ロールの回転速度と管 Sの回転速度とは一定の相関関係を有するため、図 3に示すように、ノ ルスジェネレータ等により圧延ロール laの回転位置(回転角度)を 検出して演算表示手段 6に入力し、演算表示手段 6が、入力された圧延ロール laの 回転位置と前記相関関係とに基づいて管 Sの回転位置 (つまり周方向位置)を算出 することも可能である。
[0036] 図 4は、演算表示手段 6によって表示される管 Sの周方向の肉厚分布及び表面温 度分布の一例を示す模式図である。なお、図 4は、管 Sの 1周分 (つまり管 Sの周方向 位置 0° 〜360° )の肉厚分布及び表面温度分布を表示する例を示しているが、 2 周分や 3周分など、 1周分を越える表示を行うことも無論可能である。
[0037] 図 4に示すような管 Sの周方向の肉厚分布をオペレータが視認し、肉厚の変動量が 所定の基準値よりも大きければ、管 Sに偏芯偏肉が発生していると判定することが可 能である。演算表示手段 6が、肉厚の変動量あるいは肉厚の最大値 ·最小値を予め 設定された所定の基準値と比較し、基準値を超えていれば管 Sに偏芯偏肉が発生し ていると自動判定する構成としてもよい。また、図 4に示すような管の周方向の肉厚分 布及び表面温度分布が表示されるため、例えば、両者の相関関係をオペレータが視 認し、負の相関関係が強い傾向にあればビレット Bの偏熱に起因した偏芯偏肉であり 、相関関係が乏しければピアサプラグ 3の振れ回りに起因した偏芯偏肉であると判定 することが可能である。なお、図 4に示す例では、管 Sの表面温度が高くなれば管 Sの 肉厚は薄くなり、管 Sの表面温度が低くなれば管 Sの肉厚は厚くなる負の強い相関関 係を示している。従って、これを視認したオペレータは、ビレット Bの偏熱に起因した 偏芯偏肉であると判定することができる。
[0038] なお、オペレータの視認に頼るのではなぐ管 Sに偏芯偏肉の生じた原因を演算表 示手段 6が自動判定する構成を採用してもよい。このためには、例えば、演算表示手 段 6が、公知の信号処理手法を用いて、図 4に示すような管 Sの周方向の肉厚分布と 表面温度分布との相関関係の強さを示す指標である相関係数(一;!〜 + 1の値)を算 出する構成とする。そして、前記相関係数が予め定めた負の値未満であれば、ビレツ ト Bの偏熱に起因した偏芯偏肉であり、前記負の値以上であれば、ピアサプラグ 3の 振れ回りに起因した偏芯偏肉であると判定すればよい。このように演算表示手段 6に よって管 Sに偏芯偏肉の生じた原因が自動判定されれば、オペレータの負荷が軽減 すると共に、オペレータの個人差に依存しなレ、客観性の高!/、判定結果を得ることが できる。
[0039] また、演算表示手段 6が表示するデータとしては、超音波肉厚計 4によって測定し た管 Sの周方向の肉厚分布そのものではなぐ該肉厚分布から抽出した管 Sの偏芯 偏肉成分としてもよい。このためには、例えば、演算表示手段 6が、管 Sの周方向の 肉厚分布に対してフーリエ解析等の公知の周波数解析手法を適用する構成とする。 そして、各種の周波数成分を有し得る肉厚分布から、管 Sの周方向に 360° 周期で 変動する偏芯偏肉成分のみを抽出すればよい。このように管 Sの肉厚分布から抽出 した偏芯偏肉成分を表示する構成とすれば、測定値にノイズ等が含まれ得る管 Sの 周方向の肉厚分布を直接表示する場合に比べて、偏芯偏肉の発生及びその発生原 因をより一層精度良く判定することが可能である。なお、演算表示手段 6が、抽出した 偏芯偏肉成分の変動量あるいは偏芯偏肉成分の最大値'最小値を予め設定された 所定の基準値と比較し、基準値を超えていれば管 Sに偏芯偏肉が発生していると自 動判定する構成としてもよい。
[0040] さらに、管 Sに偏芯偏肉の生じた原因を演算表示手段 6が自動判定する構成を採 用する場合に、前述したような管 Sの周方向の肉厚分布そのものではなぐ該肉厚分 布から抽出した管 Sの偏芯偏肉成分と、管 Sの周方向の表面温度分布との相関関係 を評価する構成としてもよい。つまり、演算表示手段 6が、公知の信号処理手法を用 いて、管 Sの偏芯偏肉成分と表面温度分布との相関関係の強さを示す指標である相 関係数(一;!〜 + 1の値)を算出する構成とする。そして、前記相関係数が予め定め た負の値未満であれば、ビレット Bの偏熱に起因した偏芯偏肉であり、前記負の値以 上であれば、ピアサプラグ 3の振れ回りに起因した偏芯偏肉であると判定すればよい 。このように管 Sの肉厚分布から抽出した偏芯偏肉成分を用いて、偏芯偏肉の生じた 原因を演算表示手段 6が自動判定する構成を採用すれば、管 Sの肉厚分布そのもの を用いる場合に比べて判定精度の向上が期待できる。
[0041] 以上に説明した本実施形態に係る製造状況モニタリング装置 20によれば、穿孔圧 延機 10によって製造される管 Sの偏芯偏肉を穿孔圧延機 10の出側で測定し、且つ その偏芯偏肉の生じた原因を判定可能である。従って、継目無管製造設備の操業 中でも、製造条件を速やかに修正して、管 Sにおける偏芯偏肉の発生を抑制すること が可能となる。

Claims

請求の範囲
[1] ビレットを穿孔圧延して管を製造する穿孔圧延機の出側に設置され、前記穿孔圧 延機によって製造された管の肉厚を測定する超音波肉厚計と、
前記穿孔圧延機の出側に設置され、前記穿孔圧延機によって製造された管の表 面温度を測定する温度計と、
前記超音波肉厚計によって測定した管の肉厚及び前記温度計によって測定した 管の表面温度に基づいて、管の周方向の肉厚分布及び管の周方向の表面温度分 布を表示する演算表示手段と、
を備えることを特徴とする継目無管の製造状況モニタリング装置。
[2] 前記演算表示手段は、管の周方向の肉厚分布と管の周方向の表面温度分布との 相関関係に基づいて、管に偏芯偏肉の生じた原因を判定することを特徴とする請求 項 1に記載の継目無管の製造状況モニタリング装置。
[3] 前記演算表示手段は、管の周方向の肉厚分布に基づいて管の偏芯偏肉成分を抽 出し、該抽出した管の偏芯偏肉成分及び管の周方向の表面温度分布を表示するこ とを特徴とする請求項 1に記載の継目無管の製造状況モニタリング装置。
[4] 前記演算表示手段は、前記抽出した管の偏芯偏肉成分と管の周方向の表面温度 分布との相関関係に基づいて、管に偏芯偏肉の生じた原因を判定することを特徴と する請求項 3に記載の継目無管の製造状況モニタリング装置。
[5] 前記超音波肉厚計は、レーザ超音波肉厚計であることを特徴とする請求項 1から 4 の何れかに記載の継目無管の製造状況モニタリング装置。
[6] ビレットを穿孔圧延して管を製造する穿孔圧延機の出側に超音波肉厚計及び温度 計を設置し、前記穿孔圧延機によって製造された管の周方向の肉厚分布及び表面 温度分布を測定するステップと、
前記測定した管の周方向の肉厚分布又は該肉厚分布に基づいて抽出した管の偏 芯偏肉成分と、前記測定した管の周方向の表面温度分布との相関関係に基づいて 、管に偏芯偏肉の生じた原因を判定するステップと、
を含むことを特徴とする継目無管の製造状況モニタリング方法。
[7] 前記超音波肉厚計は、レーザ超音波肉厚計であることを特徴とする請求項 6に記 載の継目無管の製造状況モニタリング方法。
[8] ビレットを穿孔圧延して管を製造する穿孔圧延機と、
請求項 1から 5の何れかに記載の製造状況モニタリング装置と、
を備えることを特徴とする継目無管製造設備。
[9] 前記超音波肉厚計は、レーザ超音波肉厚計であることを特徴とする請求項 8に記 載の継目無管製造設備。
PCT/JP2007/065350 2006-09-11 2007-08-06 Dispositif et procédé de contrôle du statut de fabrication de tube sans soudure et installation de fabrication de tube sans soudure WO2008032508A1 (fr)

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BRPI0719900A BRPI0719900B8 (pt) 2006-09-11 2007-08-06 aparelho de monitoramento e método de monitoramento de condições de produção de um tubo ou cano sem costura e recursos de produção de um tubo ou cano sem costura.
EP07792023.9A EP2080569B2 (en) 2006-09-11 2007-08-06 Device and method for monitoring manufacturing status of seamless pipe and seamless pipe manufacturing facility
CN2007800416763A CN101610854B (zh) 2006-09-11 2007-08-06 无缝管的制造状况监控装置及方法、和无缝管制造设备

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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009012644A1 (de) * 2009-03-10 2010-09-23 Europipe Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung des Fertigungsprozesses bei der Herstellung von Großrohren aus Stahl mittels UOE-Verfahren
JP4947450B2 (ja) * 2010-11-02 2012-06-06 住友金属工業株式会社 穿孔圧延の不良検知方法、及び継目無管の製造方法
AT513852B1 (de) * 2013-04-04 2014-08-15 Constantia Teich Gmbh Verfahren zur Ermittlung der Schichtdicke einer Verbindungsschicht zwischen zwei Verpackungsschichten
CN104785547B (zh) * 2013-11-07 2017-11-24 洪洋杰 测量装置
ITMI20131926A1 (it) * 2013-11-20 2015-05-21 Danieli Off Mecc Macchina di trafilatura di tubi
DE102014203422B3 (de) * 2014-02-26 2015-06-03 Sms Meer Gmbh Verfahren und Computerprogramm zum Analysieren der Wanddickenverteilung eines Rohres
CN104138905B (zh) * 2014-07-01 2017-06-30 太原科技大学 无缝钢管连续式斜轧新工艺
JP6252509B2 (ja) * 2015-02-13 2017-12-27 Jfeスチール株式会社 継目無鋼管製造時の偏肉発生監視方法及び装置
CA2971828C (en) * 2015-02-20 2021-06-08 Jfe Steel Corporation High-strength heavy-walled stainless steel seamless tube or pipe and method for manufacturing the same
JP6651960B2 (ja) * 2016-04-11 2020-02-19 日本製鉄株式会社 管の偏肉検出方法
CN106623434A (zh) * 2016-12-21 2017-05-10 中南大学 一种锥形穿孔顶头
CN107134023B (zh) * 2017-05-16 2019-05-24 浙江久立特材科技股份有限公司 一种无缝管的远程巡更系统
CN109500118B (zh) * 2018-12-26 2023-06-09 重庆龙煜精密铜管有限公司 一种防跳车游动芯头及铜管缩径拉拔防跳车方法
CN111239243A (zh) * 2020-01-20 2020-06-05 南京大学 一种基于激光超声和周向导波的小口径薄壁管纵向缺陷的无损检测方法
CN114515764A (zh) * 2022-02-16 2022-05-20 杭州浙达精益机电技术股份有限公司 一种热轧钢管的壁厚及高温在线测量系统
CN117463799B (zh) * 2023-12-28 2024-03-22 江苏宏宝优特管业制造有限公司 热轧钢管生产过程的温度控制方法及系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS597407A (ja) * 1982-07-05 1984-01-14 Kawasaki Steel Corp 継目無鋼管の偏肉除去方法
JPS61135409A (ja) * 1984-12-05 1986-06-23 Nippon Kokan Kk <Nkk> 継目無鋼管の偏肉発生原因推定方法
JPH0871616A (ja) 1994-09-01 1996-03-19 Sumitomo Metal Ind Ltd 継目無管の圧延装置および圧延制御方法
JP2001121203A (ja) * 1999-10-21 2001-05-08 Sumitomo Metal Ind Ltd 継目無管の偏肉監視方法
JP2001141437A (ja) * 1999-11-15 2001-05-25 Nkk Corp 管材の偏肉計測方法及び装置、並びに管材の偏肉発生原因特定方法及び装置
JP2005134321A (ja) * 2003-10-31 2005-05-26 Jfe Steel Kk 鋼管の熱間肉厚測定方法及びその装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5677018A (en) * 1979-11-30 1981-06-25 Sumitomo Metal Ind Ltd Detecting method for anomalous thickness deviation of hollow shell
US6078397A (en) 1999-04-20 2000-06-20 National Research Council Method and apparatus for mapping the wall thickness of tubes during production
DE10223786C1 (de) 2002-05-29 2003-07-10 Sms Meer Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in einem Werkstoff
DE10224635A1 (de) 2002-06-04 2003-12-24 Sms Meer Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Exzentrizität eines Hohlblockes
DE10229771A1 (de) 2002-07-03 2004-01-29 Sms Meer Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Exzentrizität eines Hohlblocks
DE102005009482B3 (de) 2005-02-23 2006-06-14 V&M Deutschland Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung des Fertigungsprozesses zur Herstellung von warmgefertigten Rohren aus Stahl
JP4930002B2 (ja) * 2006-11-20 2012-05-09 住友金属工業株式会社 継目無管の製造方法
MX2009010607A (es) * 2007-03-30 2009-10-22 Sumitomo Metal Ind Tren perforador.
WO2009122613A1 (ja) * 2008-03-31 2009-10-08 住友金属工業株式会社 管の異材判定方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS597407A (ja) * 1982-07-05 1984-01-14 Kawasaki Steel Corp 継目無鋼管の偏肉除去方法
JPS61135409A (ja) * 1984-12-05 1986-06-23 Nippon Kokan Kk <Nkk> 継目無鋼管の偏肉発生原因推定方法
JPH0871616A (ja) 1994-09-01 1996-03-19 Sumitomo Metal Ind Ltd 継目無管の圧延装置および圧延制御方法
JP2001121203A (ja) * 1999-10-21 2001-05-08 Sumitomo Metal Ind Ltd 継目無管の偏肉監視方法
JP2001141437A (ja) * 1999-11-15 2001-05-25 Nkk Corp 管材の偏肉計測方法及び装置、並びに管材の偏肉発生原因特定方法及び装置
JP2005134321A (ja) * 2003-10-31 2005-05-26 Jfe Steel Kk 鋼管の熱間肉厚測定方法及びその装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2080569A4
TETSU-TO-HAGANE, 1970, pages 1139 - 1145

Also Published As

Publication number Publication date
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