WO2008099943A1

WO2008099943A1 - 電縫鋼管の製造方法およびその製造装置

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Publication number: WO2008099943A1
Application number: PCT/JP2008/052592
Authority: WO
Inventors: Tomohiro Inoue; Shigeto Sakashita; Daijiro Yuasa; Hiroyasu Yokoyama; Kazuhito Kenmochi; Yukinori Iizuka
Original assignee: Jfe Steel Corporation
Priority date: 2007-02-13
Filing date: 2008-02-08
Publication date: 2008-08-21
Also published as: EP2123389A1; US9109884B2; EP2123389A4; CA2677770A1; US20100059484A1; EP2123389B1; CA2677770C; ES2576581T3

Abstract

母材となる鋼帯に寸法変動等があっても、所望の溶接部靭性を有する電縫鋼管を安定して製造することが可能な、溶接部の靭性が良好な電縫鋼管の製造方法を提供する。オープン管４のエッジ４ａ、４ｂに開先形状５ａ、５ｂを付与しておくとともに、電縫溶接を行う直前にエッジ４ａ、４ｂをエッジ形状モニター１１によって連続的に撮影し、その撮影画像を演算処理装置１４に入力して画像処理することによって開先高さｈを計測し、その計測結果に基づいて最適な溶接電力を演算し、溶接電力発生装置６からの溶接電力を調節する。さらに電縫溶接後に当該溶接部の酸化物分布を超音波探傷器１５によって連続的に計測し、それらの計測結果に基づいて最適な溶接電力を演算し、溶接電力発生装置６からの溶接電力を調節することもできる。

Description

明細書電縫鋼管の製造方法およびその製造装置技術分野

本発明は、石油または天然ガス等の輸送用ラインパイプとして使用される電縫鋼管の製造方法およびその製造装置に関する。

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天然ガス輸送用パイプライン等に使用される鋼管（ラインパイプ）では、その要求特性の厳格化がすすみ、極低温環境（≤_ 4 5で）にも耐えるよう極低温でも高靭性となる鋼管の必要性が高まっている。

電縫鋼管は、ラインパイプとして.も従来からよぐ用いられているが、こうした極低温靭性要求に対しては、電縫シーム部（電縫溶接部）の品質に課題があり、ほとんど適用された実績が無い。これは、電縫溶接（電気抵抗溶接）の際に生成する微小な酸化物が溶接完了後もシーム部（溶接部）内に残留し、これが極低温でのシャルピー試験における吸収エネルギー値の低下要因となり、必要とされる靭性値を安定して得ることができないためである。

従来から、こうした残留微小酸化物の削減のために、様々な試みが実施されてきた。溶接装置と溶接部周辺の鋼管をすっぽり覆ってしまい、不活性ガス等で酸素濃度を低下させた状態で電縫溶接を行う、所謂シールド溶接などが代表的な技術である（例えば、特開平 4一 1 7 8 2 8 1号公報参照）。上述したような、溶接装置と溶接装置の周辺をすつぼり覆ってしまい、大気から遮断して不活性ガスで置換するシールド溶接は、主に外径が φ 1 6 5 m m以下の小径管を製造するミルでは広く実用化されているが、外径が大きくなるに従い、溶接装置も大型化し、シールド領域も大型化しなければならず、完全な密閉がェ業的に難しくなるため、外径が ψ 1 6 5 m mを越える中径管あるいは大径管を製造するミルでシールド溶接を実用化しているところはほとんどない。

これに対して、本出願人は、特開 2007- 160383号公報（本出願の優先日より後の出願日）において、シールド溶接を用いることなく、極低温でも靭性が良好な電縫鋼管を得ることができる電縫鋼管の製造方法を提案している。

すなわち、電縫鋼管は、所定の幅に切断された鋼帯をロールフォーミング装置によって連続的にロール成形して略管形のオープン管どし、そのオープン管の両エッジを電縫溶接することで製造される。詳しくはオープン管のそれぞれのエツジに高周波電流を通電し、それによつて生じるジュール熱で両エッジを加熱 ·溶融し、その後、両エッジを突き合わせて圧接される。

その際に、従来の電縫溶接では、図 8 Aに横断面形状を示すように、オープン管のエッジの形状は単純な矩形であるため、通電の際にエッジの外表面と内表面近傍に電流が集中し、板厚中心では電流密度が低くなることから、この板厚方向の電流密度の不均一は、そのまま温度分布の不均一となり、ひいては板厚中心の温度が低いことによる酸化物排出不良を引き起こす本質的な原因であった。そこで、前記特開 2007-160383号公報では、図 8 Bに横断面形状を示すように、オープン管のエッジの外表面と内表面のコーナ一部に、所定のテーパー形状（開先形状）を付与しておき、それによつて、前述の板厚方向の電流密度不均一を解消し、溶接部から酸化物を効率的に排出して、極低温でも高靱性を有する電縫鋼管を得ようとしている。

しかし、実際の操業においては、母材となる鋼帯のキャンパー（曲がり）などの寸法変動や強度のばらつきなどによって、エッジに付与した開先形状が所定の形状どおりにならない場合がある。その場合には、溶接部の温度分布が変動して、所望の靭性を有する電縫鋼管を安定して製造することができない可能性がある。本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、母材となる鋼帯に寸法変動等があっても、所望の溶接部靭性を有する電縫鋼管を安定して製造することが可能な、溶接部の靭性が良好な電縫鋼管の製造方法を提供することを目的とするものである発明の開示

上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。

[ 1 ] 鋼帯を略管形のオープン管に成形し、そのオープン管の両エッジを電縫溶接する電縫鋼管の製造方法において、予めオープン管のエッジに開先形状を付与しておくとともに、電縫溶接を行う前に前記開先形状を計測し、その計測結果に基づいて、電縫溶接の溶接電力を調節することを特徴とする溶接部の靭性が良好な電縫鋼管の製造方法。

[ 2 ] 電縫鋼管の製造前に予め、開先形状の開先高さに対する靭性と溶接電力の.関係を求め、その靭性と溶接電力の関係から、開先高さと所望の靭性が得られる溶接電力との関係を求めておき、その後、電縫鋼管の製造中において、付与された開先形状の開先高さを計測し、前記計測された開先高さならびに前記開先高さと所望の靭性が得られる溶接電力との関係から、前記計測された開先高さに対し所望の靱性が得られる溶接電力を求め、この求められた溶接電力に基づいて電縫溶接の溶接電力を調節することを特徴とする前記 [ 1 ] に記載の溶接部の靭性が良好な電縫鋼管の製造方法。

[ 3 ] オープン管のエッジにレーザースリット光を照射し、そのレーザースリット光で照射されたオープン管のエッジをカメラで撮影することによって、開先形状を計測することを特徴とする前記 [ 1 ] または [ 2 ] に記載の溶接部の靭性が良好な電縫鋼管の製造方法。

[ 4 ] 予めオープン管のエッジに開先形状を付与しておく方法は、エッジ切削装置で付与する方法、ロールフォーミング装置で付与する方法、または孔型ロールを用いて付与する方法のいずれかであることを特徴とする前記 [ 1 ] 乃至 [ 3 ] のいずれかに記載の溶接部の靭性が良好な電縫鋼管の製造方法。

[ 5 ] 鋼帯を略管形のオープン管に成形するオープン管成形手段と、オープン管の両エッジを電縫溶接する電縫溶接手段を備えた電縫鋼管の製造設備において、予めオープン管のエッジに開先形状を付与する開先形状付与手段と、電縫^接を行う前に前記開先形状を計測する開先形状計測手段と、その計測結果に基づいて電縫溶接の溶接電力を調節する溶接電力調節手段とを設けたことを特徴とする電縫鋼管の製造設備。

[ 6 ] 前記開先形状計測手段は、オープン管のエッジにレーザースリット光を照射するレーザースリット光照射装置と、前記レーザースリット光照射装置で照射されるオープン管のエッジを撮影する撮影装置と、前記撮影装置の撮影画像を画像処理して開先形状を検知する画像処理装置とを備えていることを特徴とする前記 [ 5 ] に記載の電縫鋼管の製造設備。

[ 7 ] 前記溶接電力調節手段は、前記開先形状計測手段によって計測される開先高さならびに予め求められている、開先高さと所望の靭性が得られる溶接電力との関係から、前記計測された開先高さに対し所望の靭性が得られる溶接電力.を求め、この求められた溶接電力に基づいて電縫溶接の溶接電力を調節するものであることを特徴とする前記 [ 5 ] または [ 6 ] に記載の電縫鋼管の製造設備。

[ 8 ] 鋼帯を略管形のオープン管に成形し、そのオープン管の両エッジを電縫溶接する電縫鋼管の製造方法において、予めオープン管のエッジに開先形状を付与しておき、電縫溶接を行う前に前記開先形状を計測するとともに、電縫溶接後に当該溶接部の酸化物量を計測し、それらの計測結果に基づいて、電縫溶接の溶接電力を調節することを特徴とする溶接部の靭性が良好な電縫銅管の製造方法。

[ 9 ] 電縫鋼管の製造前に予め、開先形状の開先高さに対する靭性と溶接電力の関係を求め、その靭性と溶接電力の関係から、開先高さと所望の靭性が得られる溶接電力との関係を求めておくとともに、溶接電力と酸化物量との関係も求め、その溶接電力と酸化物量との関係から、酸化物と溶接電力の補正係数との関係を求めておき、その後、電縫鋼管の製造中において、付与された開先形状の開先高さを電縫溶接を行う前に計測し、前記計測された開先高さならびに前記開先高さと所望の靭性が得られる溶接電力との関係から、前記計測された開先高さに対し所望の靭性が得られる溶接電力を求め、この求められた溶接電力に基づいて電縫溶接の溶接電力を調節するとともに、電縫溶接後に当該溶接部の酸化物量を計測し、前記計測された酸化物量ならびに前記酸化物量と溶接電力の捕正係数との関係から、前記計測された酸化物量に対し溶接電力の補正係数を求め、この求められた溶接電力の補正係数に基づいて電縫溶接の溶接電力を調節することを特徴とする前記 [8] に記載の溶接部の靭性が良好な電縫銅管の製造方法。

[1 0] オープン管のエッジにレーザースリット光を照射し、そのレーザースリット光で照射されたオープン管のエッジをカメラで撮影することによって、開先形状を計測することを特徴とする前記 [8] または [9] に記載の溶接部の靭性が良好な電縫鋼管の製造方法。

[1 1] 超音波を用いて当該溶接部の酸化物量を計測することを特徴とする前記 [8] 乃至 [1 0] のいずれかに記載の溶接部の靭性が良好な電縫鋼管の製造方法。

[1 2] 予めオープン管のエッジに開先形状を付与しておく方法は、エッジ切削装置で付与する方法、ロールフォーミング装置で付与する方法、または孔型ロールを用いて付与する方法のいずれかであることを特徴とする前記 [8]乃至 [ 1 1 ] のいずれかに記載の溶接部の靭性が良好な電縫鋼管の製造方法。

[1 3] 鋼帯を略管形のオープン管に成形するオープン管成形手段と、オーブン管の両エッジを電縫溶接する電縫溶接手段を備えた電縫銅管の製造設備において、予めオープン管のエッジに開先形状を付与する開先形状付与手段と、電縫溶接を行う前に前記開先形状を計測する開先形状計測手段と、電縫溶接後に当該溶接部の酸化物量を計測する酸化物量計測手段と、前記開先形状計測手段と酸化物量計測手段の計測結果に基づいて電縫溶接の溶接電力を調節する溶接電力調節手段を設けたことを特徴とする電縫鋼管の製造設備。 ⁽ 図面の簡単な説明

図 1 Aと図 1 Bは各々、本発明の一実施形態を示す図である。

図 2 Aは本発明の一実施形態の部分詳細図の上面図であり図 2 Bはその横断面図である。

図 3は本発明の一実施形態における溶接電力最適化曲線の作成を説明するための図である。

図 4は本発明の一実施形態における溶接電力最適化曲線の一例を示す図である。

図 5は本発明の一実施形態における溶接電力の補正を説明するための図である。

図 6は本発明の一実施形態における溶接電力の補正係数の算定を説明するための図である。

図 7は本発明の一実施形態における溶接電力の補正係数の一例を示す図である。

図 8 Aはオープン管のエッジが矩形形状である場合示す図であり、図 8 Bは開先形状の場合を示す図である。符号の説明

1 鋼帯（コイル）、 2 エッジ切削装置、 ' 3 ロールフォーミング装置、 4 オープン管、 4 a、 4 b オープン管のエッジ、 5 a、 5 b 開先形状、 6 溶接電力発生装置（溶接機）、 7 電縫鋼管、 1 1 エッジ形状モニタ一、 1 2、 1 2 a、 1 2 b レーザースリット光照射装置、 1 3、 1 3 a、 1 3 b 画像計測カメラ、 1 4 演算処理装置、 1 5 超音波探傷器

発明を実施するための形態

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図 1 Aは、本発明の一実施形態における電縫鋼管の製造ラインを示すものである。通常の電縫鋼管の製造ラインと同様に、所定の幅に切断されたコイル（鋼帯） 1のエッジをエッジ切削装置 2によって切削した後、ロールフォーミング装置 3 によって連続的にロール成形して略管形のオープン管 4'とし、そのオープン管 4 の両エッジ 4 a、 4 bを電縫溶接する、すなわち、オープン管 4のそれぞれのェッジ 4 a、 4 bに溶接電力発生装置（溶接機） 6によって高周波電流を通電し、，それによつて生じるジュール熱で両エッジ 4 a、 4 bを加熱.'溶融し、その後、スクイズロール'（図示せず）によって両エッジ 4 a、 4 bを突き合わせて圧接することで、電縫鋼管 7を製造するようになっている。なお、電縫溶接装置（溶接電力発生装置 6とスクイズロール）の下流側の近接した位置に、電縫溶接で形成されたビード（余盛り）を切削するビード切削バイト（図示せず）が設けられている。

その上で、この実施形態においては、エッジ切削装置 2、ロールフォーミング装置 3、または両エッジ 4 a、 4 bを適切に加工するための孔型ロール（図示せず）を用いて、鋼帯 1幅両端部の外表面と内表面のコーナー部にテーパー加工を施すことによって、図 8 Bに示しだような開先形状（テーパー形状）をオープン管 4のエッジ 4 a、 4 bに付与しておくとともに、電縫溶接を行う直前にエッジ 4 a、 4 bをエッジ形状モニター（高精度モニターカメラ） 1 1によって連続的に撮影し、その撮影画像を溶接機 6に連結した演算処理装置 1 4にリアルタイムで入力して画像処理することによって開先形状の微妙な変化を計測し、その計測結果（寸法データ）に基づいて最適な溶接電力を求めて、溶接電力発生装置 6からの溶接電力を調節するようにしている。

図 1 Bは、本発明の別の一実施形態における電縫銅管の製造ラインを示すものである。図 1 Aの実施形態に加え、さらに、電縫溶接後に当該溶接部（開先形状を計測した個所に対応する溶接部）を超音波探傷器 1 5によって検査し、その検査データを演算処理装置 1 4にリアルタイムで入力して演算処理することによって当該-溶接部の酸化物分布を計測し、それら開先形状の計測結果（寸法データ）と酸化物分布の計測結果（酸化物量）に基づいて最適な溶接電力を求めて、溶接電力発生装置 6からの溶接電力を調節するようにしている。図 2 Aと図 2 Bは、上記のエッジ形状モニター 1 1を用いた開先形状の計測の詳細説明図である。図 2 Aは上面図、図 2 Bは図 2 Aの A— A矢視図（横断面図）である。

図に示すように、エッジ形状モニター 1 1は、レーザースリット光照射装置 1 2と画像計測カメラ 1 3を組み合わせたもの（光切断装置）であり、ここで.は、オープン管 4の一方のエッジ 4 aにレーザースリット光を所定の照射角度 0で斜め方向から照射するレーザースリット光照射装置 1 2 aと、そのレーザースリット光で照射されたエッジ 4 aを撮影する画像計測カメラ 1 3 aと、オープン管 4 の他方のエッジ 4 bにレーザースリット光を所定の照射角度 Θで斜め方向から照射するレーザースリット光照射装置 1 2 bと、そのレーザ一スリット光で照射されたエッジ 4 bを撮影する画像計測カメラ 1 3 bとからなっている。

これによつて、レーザースリット光照射装置 1 2 a、 1 2 bからのレーザースリツ.ト光で照射されたエッジ 4 a、 4 bを画像計測カメラ 1 3 a、 1 3 bで撮影し、その撮影画像を演算処理装置 1 4で画像処理して、それぞれの開先形状 5 a、 5 bを計測する。ここでは、特に、図 2 Bに示す 4個所の開先高さ hを計測するようにしている。なお、図 1 Bに示した実施の形態では、上記のようにして開先形状を計測した個所について、電縫溶接後の酸化物の量を超音波探傷器 1 5を用いて計測するようにしている。次に、前述したように、上記の開先高さ hの計測結果に基づいて最適な溶接電力を求めて、溶接電力発生装置 6からの溶接電力を調節したり、さらには開先高さ hの計測結果と当該溶接部の酸化物量の計測結果に基づいて最適な溶接電力を演算して、溶接電力発生装置 6からの溶接電力を調節することになるが、その際の基本的な考え方を以下に述べる。図 3は、オープン管 4の両エッジ 4 a、 4 bに開先形状 5 a、 5 bを付与して電縫鋼管を製造した場合について、開先高さ hをパラメータにして、溶接電力（図 3では、単位時間当たり ·単位面積当たりに換算してあり、単位は kW/ ( ec ' mm²) である）と溶接シーム部の靭性（シャルビ一試験遷移温度）との関係を整理した一例を示すものである。ここでは、溶接シ一ム部の靭性をシャルピー試験遷移温度（以下、単に遷移温度）で表し、コイル厚 tを 1 2 . 7 m m、開先高さ hを 2 m m、 3 m m , 4 m mと変化させるとともに、比較のために、開先形状を付与しない場合（開先なし）も示している。なお、図 3は溶接電力と靭性の関係を定性的に示したものであり、溶接電力の値は省略してある。

図 3から明らかなように、開先形状を付与しない場合に比べて、開先形状を付与した場合は、遷移温度が大きく低下して、靭性が大幅に向上しており、開先形状を付与した効果が現れている。

ただし、開先高さが同じ場合に遷移温度が最も低くなる溶接電力（図 3中の白抜きの点）は、開先高さによって変化している。言い換えれば、ある開先高さに対応して最適な溶接電力で電縫溶接していても、開先高さが変化すると、そのままの溶接電力では、最適な溶接電力から外れることになり、靭性（遷移温度）が大きく変動してしまうことになる。

そこで、この実施形態においては、開先高さ hの変化に対応して、溶接電力 W をその開先高さ hにおける最適な溶接電力となるように調節することによって、靭性（遷移温度）の変動（ばらつき）を最小化するようにしている。

すなわち、図 4に示すように、横軸を最適溶接電力 W (図 4では、単位時間当たり ·単位面積当たりに換算してあり、単位は kW/(sec' mm²)である）に、縦軸を（開先高さ合計 2 h Zコイル厚さ t ) にとり、遷移温度が最も低くなる溶接電力（図 3中の白抜きの点）をプロットして得られる曲線が、開先高さ hの変化に対応した溶接電力最適化曲線（溶接電力補正曲線）ということになる。そして、前述した開先高さ hの計測結果に基づいて、この溶接電力最適化曲線からその開先高さ hに最適な溶接電力を求め、溶接電力 Wをその最適溶接電力に設定するようにする。なお、図 4は最適溶接電力と縦軸（開先高さ合計 2 hノコイル厚さ t ) を定性的に示したものであり、最適溶接電力の値は省略してある。あるいは、溶接電力 Wを当初目標の開先高さ h m (例えば、 3 m m ) で最適な溶接電力に設定しておき（すなわち、図 4において、開先高さ 3 m mの場合を原点としておき）、開先高さのズレ量に応じて、最適な溶接電力の変動量だけ溶接電力 Wを補正するようにしてもよい。

なお、図 4の溶接電力最適化曲線（溶接電力補正曲線）は、電縫鋼管の製造（操業）を開始する前に予め作成しておき、同一種類の電縫鋼管を製造する際には、同じ溶接電力最適化曲線（溶接電力補正曲線）を利用する。しかし、前記のような制御を行っても、操業条件等の変動により、溶接部に微細な酸化物が残留して脆性の低下を招ぐことがある。

そこで、所望の溶接部靭性を有する電縫鋼管を、より一層安定して製造するために、電縫溶接後の溶接部の酸化物量を計測し、その計測結果を演算処理装置 1 4を介して溶接電力発生装置 6にフィードバックして溶接電力を調節し、溶接部の酸化物量を安定して低減化することとした。その際、通常は、酸化物量が多い場合には、溶接電力を増加させて酸化物の浮上除去を促進させる。溶接部の酸化物量（特に溶接部の靭性に影響のある微小酸化物 (数 100 μ m以下）量）の計測手段は既知の手段が使える。たとえば、特開 2007-163470号公報（本願の優先日より後の出願 S ) に開示されたァレイ型探触子を用いた超音波探傷法や同文献内に開示された別の方法により計測可能である。以下にァレイ型探触子を用いた超音波探傷法を使用した際のフィードバックの方法を例示する。

図 5に超音波探傷器 1 5の計測値（平均エコー高さ（％)) と吸収エネルギーの関係の一例を示す。なお、計測値（平均エコー高さ（％)) と微細な酸化物量の間には相関関係がある。この例では、平均エコー高さが 0〜 20%ならば溶接部の酸化物量は少なく十分な靭性が得られている。

そこで、図 4に基づいて設定した溶接電力で、種々の条件（素材の形状、材質、造管速度等々）で電縫溶接した後の溶接部の平均エコー高さ（=酸化物量）と溶接電力（単位は kW/(sec'mm²)である）の関係を、あらかじめ、図 6のように求めておく。なお、図 6は平均エコー高さと溶接電力の関係を定性的に示したものであり、溶接電力の値は省略してある。 ' 次に、たとえば図 5の例のように、平均エコー高さが 2 0%程度以下であれば高靭性が確保できる場合は、平均エコー高さの基準値を 2 0%として、図 6に基づいて、平均エコー高さが x%の時の溶接電力の補正係数を下式により求める。

,補正係数 == (溶接電力）ュコ—高さ ₌₂₀% （溶接電力）ュコ—高さ =_x% ここで、（溶接電力）ヱコ—高さ =20 %は、図 6における平均エコー高さ 2 0 %の時の溶接電力であり、（溶接電力）工コ—高さ _=x%は、図 6における平均エコー高さ x%の時の溶接電力である。図 7は、上記のようにして求めた平均エコー高さと補正係数の関係を示している。

なお、図 7の溶接電力の補正係数は、電縫鋼管の製造（操業）を開始する前に予め作成しておき、同一種類の電縫鋼管を製造する際には、同じ補正係数を利用する。

例えば、ある条件で設定した溶接電力で電縫溶接した後の溶接部の平均エコー高さが 1 00%のときは、図 7から補正係数が 1. 0 5なので、設定した溶接電力に 1. 0 5を乗じた溶接電力に制御する。なお計測された平均エコー高さが 0〜 2 0 %ならば溶接条件は変更しなくてよい（補正係数は 1 )。また、超音波探傷器 1 5による酸化物量の計測は、電縫溶接の直後に行うことが好ましい。具体的には、ビード切削バイトの直後に超音波探傷器 1 5を配置することが好ましい。電縫溶接装置から離れれば離れるほど時間がたつので、フィ一ドバックする情報としては、 ffl度が落ちるからである。上記の制御方法は一例であり、たとえば平均エコー高さが 0〜 2 0 %の範囲に収まるように、溶接電力をチューニングするような他の手段を採用しても良いのは言うまでもない。このようにして、開先高さ hの計測結果に基づくフィードフォワード制御と、酸化物量の計測結果（平均エコー高さ）に基づくフィードバック制御を組み合わせて、溶接電力の最適化が図れる。以上のように、本願発明の実施形態においては、オープン管 4のエッジ 4 a、 4 bに開先形状（テーパー形状） 5 a、 5 bを付与することによって、電縫溶接時の板厚方向の電流密度すなわち温度分布を均一化して、電縫溶接後のシーム内の微小酸化物を低減し、良好な極低温靭性を得られるようになっているとともに、付与した開先形状 5 a、 5 bの変化を計測し、溶接電力をその開先形状 5 a、 5 bに対応した最適な溶接電力に調整することによって、母材となる銅帯 1の寸法変動や強度のばらつき等の不可避的要因で開先形状 5 a、 5 bが変化した場合でも、溶接部靭性のばらつきを抑止して、所望の靭性を有する電縫鋼管（特に、これまで製造が困難であった極低温用途にも適した電縫銷管）を安定して製造することができるようになつている。

さらに、当該溶接部の酸化物量を計測して、溶接電力をその開先形状 5 a.、 5 bに対応した最適な溶接電力に調整することによって、より一層安定した高靭性の電縫鋼管の製造ができるようになっている。ちなみに、実操業においては、いったん製造を開始レてしまうと、連続的に流れるコイル 1あるいはオープン管 4の開先形状 5 a、 5 bは、マニュアルでは測定不可能である。仮に開先形状 5 a、 5 bを測定できたとしても、リアルタイムに自動的に溶接機 6の溶接電力を変化させる仕組みなしには、工業生産として効果を発揮できない _ώ したがって、本発明の有用性は極めて高いものがある。

なお、上記において、開先形状 5 a、 5 bを付与するのは、エッジ切削装置 2 で付与してもよいし、ロールフォーミング装置 3の中（例えば、フィンパスロールによる）で付与してもよいし、または孔型ロール（図示無し）を用いて付与してもよいが、できるだけ溶接機 6に近い段階で開先形状 5 a、 5 bを付与する方が寸法精度は良くなるので好ましい。

また、場合によっては、開先形状 5 a、 5 bの計測は、オープン管 4のいずれか一方の表面側（例えば、外表面側）の開先高さのみでもよい。この場合、図 4 の縦軸は、（計測されたいずれか一方の開先高さコイル厚さ t )にて整理される。

また、開先形状 5 a、 5 bの計測は、レーザースリット光照射装置 1 2を用いずに画像計測カメラ 1 3でオープン管 4のエッジ 4 a、 4 bを撮影し、その撮影画像の陰影に基づいて、開先高さ hを算定することでも可能である。

さらに、オープン管 4の外表面側と内表面側のいずれか一方の表面側に開先形状を付与する場合もある。

また、図 4に一例を示した溶接電力最適化曲線（溶接電力補正曲線）は、演算処理装置 1 4に、実験式として保持していても良いし、開先高さや開先高さとコィル厚さとの比や溶接電力等をパラメータとしたデータベースとして保持していても良く、計測された開先高さをこの実験式に当てはめて溶接電力を算出したり、計測された開先高さからデータベースを参照して（必要があればデータベースの値を補間して）溶接電力を算出したりしても良い。これは、図 7に一例を示した酸化物（平均エコー高さ）による補正係数（補正係数曲線）についても同様である。

また、上記の実施形態において、図 3から最も低い遷移温度となる溶接電力から図 4の溶接電力最適化曲線（溶接電力補正曲線）を作成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、所望の靭性（例えば、電縫鋼管に要求される仕様）が得られる遷移温度に対応する溶接電力の範囲から、溶接電力最適化曲線（溶接電力補正曲線）を作成しても良い。この場合は、溶接電力最適化曲線（溶接電力補正曲線）は帯状となり、この帯状の範囲内で溶接電力を調整することとなる。図 7に一例を示した酸化物（平均エコー高さ）による補正係数（補正係数曲線）についても同様である。産業上の利用の可能性

本発明においては、大量生産となる実操業において、母材となる鋼帯の寸法変動や強度のばらつき等の不可避的要因によって、オープン管のェッジに付与した開先形状が変動した場合でも、溶接部靭性値のばらつきを抑止して、所望の靭性を有する電縫鋼管（特に、これまで製造が困難であった極低温用途にも適した電縫銅管）を安定して製造することができるので産業上極めて有用である。

Claims

請求の範囲

1 . 鋼帯を略管形のオープン管に成形し、そのオープン管の両エッジを電縫溶接する電縫銅管の製造方法において、 .

予めオープン管のエッジに開先形状を付与しておくとともに、電縫溶接を行う前に前記開先形状を計測し、その計測結果に基づいて、電縫溶接の溶接電力を調節することを特徴とする電縫鋼管の製造方法。

2 . 電縫鋼管の製造前に予め、開先形状の開先高さに対する靱性と溶接電力の関係を求め、その靭性と溶接電力の関係から、開先高さと所望の靱性が得られる溶接電力との関係を求めておき、

その後、電縫鋼管の製造中において、

付与された開先形状の開先高さを計測し、前記計測された開先高さならびに前記開先高さと所望の靭性が得られる溶接電力との関係から、前記計測された開先高さに対し所望の靱性が得られる溶接電力を求め、この求められた溶接電力に基づいて電縫溶接の溶接電力を調節することを特徴とする請求項 1に記載の電縫鋼管の製造方法。

3 . オープン管のエッジにレーザースリット光を照射し、そのレーザースリット光で照射されたオープン管のエッジをカメラで撮影することによって、開先形状を計測することを特徴とする請求項 1または 2に記載の電縫鋼管の製造方法。

4 . 予めオープン管のエッジに開先形状を付与しておく方法は、エッジ切削装置で付与する方法、ロールフォーミング装置で付与する方法、または孔型ロールを用いて付与する方法のいずれかであることを特徴とする請求項 1乃至 3のいずれかに記載の電縫鋼管の製造方法。

5 . 鋼帯を略管形のオープン管に成形するオープン管成形手段と、オープン管の両エッジを電縫溶接する電縫溶接手段を備えた電縫鋼管の製造設備において、予めオープン管のエッジに開先形状を付与する開先形状付与手段と、電縫溶接を行う前に前記開先形状を計測する開先形状計測手段と、その計測結果に基づいて電縫溶接の溶接電力を調節する溶接電力調節手段を設けたことを特徴とする電縫鋼管の製造設備。

6 . 前記開先形状計測手段は、オープン管のエッジにレーザ一スリット光を照射するレーザースリット光照射装置と、前記レーザースリット光照射装置で照射されるオープン管のエッジを撮影する撮影装置と、前記撮影装置の撮影画像を画像処理して開先形状を検知する画像処理装置とを備えていることを特徴とする請求項 5に記載の電縫鋼管の製造設備。

7 . 前記溶接電力調節手段は、前記開先形状計測手段によって計測される開先高さならびに予め求められている、開先高さと所望の靭性が得られる溶接電力との関係から、前記計測された開先高さに対し所望の靭性が得られる溶接電力を求め、この求められた溶接電力に基づいて電縫溶接の溶接電力を調節するものであることを特徴とする請求項 5または 6に記載の電縫鋼管の製造設備。

8 . 鋼帯を略管形のオープン管に成形し、そのオープン管の両エッジを電縫溶接する電縫鋼管の製造方法において、

予めオープン管のエッジに開先形状を付与しておき、電縫溶接を行う前に前記開先形状を計測するとともに、電縫溶接後に当該溶接部の酸化物量を計測し、それらの計測結果に基づいて、電縫溶接の溶接電力を調節することを特徴とする電縫鋼管の製造方法。

9 . 電縫鋼管の製造前に予め、開先形状の開先高さに対する靭性と溶接電力の関係を求め、その靭性と溶接電力の関係から、開先高さと所望の靭性が得られる溶接電力との関係を求めておくとともに、溶接電力と溶接部の酸化物量との関係も求め、その溶接電力と溶接部の酸化物量との関係から、溶接部の酸化物量と溶接電力の補正係数との関係を求めておき、

その後、電縫鋼管の製造中において、

付与された開先形状の開先高さを電縫溶接を行う前に計測し、前記計測された開先高さならびに前記開先高さと所望の靭性が得られる溶接電力との関係がら、前記計測された開先高さに対し所望の靭性が得られる溶接電力を求め、この求められた溶接電力に基づいて電縫溶接の溶接電力を調.節するとともに、

電縫溶接後に当該溶接部の酸化物量を計測し、前記計測された酸化物量ならびに前記溶接部の酸化物量と溶接電力の補正係数との関係から、前記計測された酸化物量に対し溶接電力の補正係数を求め、この求められた溶接電力の補正係数に基づいて電縫溶接の溶接電力を調節することを特徴とする請求項 8に記載の電縫鋼管の製造方法。

1 0 . オープン管のエッジにレーザースリット光を照射し、そのレーザースリット光で照射されたオープン管のエッジをカメラで撮影することによって、開先形状を計測することを特徴とする請求項 8または 9に記載の電縫鋼管の製造方法。

1 1 . 超音波を用いて当該溶接部の酸化物量を計測することを特徴とする請求項 8乃至 1 0のいずれかに記載の電縫鋼管の製造方法。

1 2 . 予めオープン管のエッジに開先形状を付与しておく方法は、エッジ切削装置で付与する方法、ロールフォーミング装置で付与する方法、または孔型ロールを用いて付与する方法のいずれかであることを特徴とする請求項 8乃至 1 1のいずれかに記載の電縫鋼管の製造方法。

1 3 . 鋼帯を略管形のオープン管に成形するオープン管成形手段と、オープン管の両エッジを電縫溶接する電縫溶接手段を備えた電縫鋼管の製造設備において、予めオープン管のエッジに開先形状を付与する開先形状付与手段と、電縫溶接を行う前に前記開先形状を計測する開先形状計測手段と、電縫溶接後に当該溶接部の酸化物量を計測する酸化物量計測手段と、前記開先形状計測手段と酸化物量計測手段の計測結果に基づいて電縫溶接の溶接電力を調節する溶接電力調節手段を設けたことを特徴とする電縫鋼管の製造設備。