(57)【要約】【課題】小径サイズの継目無管であっても、所望する偏肉とその向きを圧延ラインで測定可能な偏肉測定方法を提供する。【解決手段】本発明は、対向する２つの圧延ロールＲ１、Ｒ２が配設された圧延スタンドを複数備える第１圧延機と、各圧延ロールの圧下方向の成す角が１２０°となるように３つの圧延ロールＲ３、Ｒ４、Ｒ５が配設された圧延スタンドを複数備える第２圧延機とが設置された圧延ラインで製造される継目無管Ｐの偏肉を測定する方法であって、前記圧延ライン外において、測定対象と同種の継目無管の周方向肉厚分布を水浸超音波法等を用いて測定し、該測定した周方向肉厚分布に基づいて２次、３次、４次及び６次の各偏肉のうち前記圧延ラインで測定すべき継目無管の偏肉を予め決定し、何れの偏肉を測定するかに応じて、圧延ラインにおける２つの超音波肉厚計１、２の配置位置を決定する。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する２つの圧延ロールが配設された圧延スタンドを複数備える第１圧延機と、各圧延ロールの圧下方向の成す角が１２０°となるように３つの圧延ロールが配設された圧延スタンドを複数備える第２圧延機とが設置された圧延ラインで製造される継目無管の偏肉を測定する方法であって、
前記圧延ライン外において、測定対象と同種の継目無管の周方向肉厚分布を測定し、該測定した周方向肉厚分布に基づいて２次、３次、４次及び６次の各偏肉を抽出し評価することで、前記各偏肉のうち前記圧延ラインで測定すべき継目無管の偏肉を予め決定する第１ステップと、
前記第１ステップで決定した偏肉が２次偏肉である場合、前記第１圧延機の出側に２つの超音波肉厚計を配置し、１本目の測定対象である継目無管について、前記２つの超音波肉厚計のうち一方の超音波肉厚計で前記第１圧延機が備える何れかの圧延スタンドに配設された一の圧延ロールの圧下方向に対して角度θ１（θ１は、４５°及び０°のうち何れか一方）を成す第１方向の前記継目無管の肉厚を測定すると共に、前記２つの超音波肉厚計のうち他方の超音波肉厚計で前記第１方向に対して９０°を成す第２方向の前記継目無管の肉厚を測定し、２本目の測定対象である継目無管について、前記２つの超音波肉厚計のうち一方の超音波肉厚計で前記一の圧延ロールの圧下方向に対して角度θ２（θ２は、４５°及び０°のうち何れか他方）を成す第３方向の前記継目無管の肉厚を測定すると共に、前記２つの超音波肉厚計のうち他方の超音波肉厚計で前記第３方向に対して９０°を成す第４方向の前記継目無管の肉厚を測定し、前記第１〜第４方向の肉厚測定値に基づき、３本目以降の測定対象である継目無管に対する前記２つの超音波肉厚計の肉厚測定方向を決定し、該決定された方向の肉厚を測定できるように配置された前記２つの超音波肉厚計で３本目以降の測定対象である継目無管の肉厚を測定し、該２つの超音波肉厚計による肉厚測定値に基づき、前記継目無管の２次偏肉とその向きを算出する第２ステップと、
前記第１ステップで決定した偏肉が３次偏肉である場合、前記第２圧延機の出側に２つの超音波肉厚計を配置し、前記２つの超音波肉厚計のうち一方の超音波肉厚計で前記第２圧延機が備える何れかの圧延スタンドに配設された一の圧延ロールの圧下方向の継目無管の肉厚を測定すると共に、前記２つの超音波肉厚計のうち他方の超音波肉厚計で前記圧下方向に対して６０°を成す方向の前記継目無管の肉厚を測定し、該２つの超音波肉厚計による肉厚測定値に基づき、前記継目無管の３次偏肉とその向きを算出する第３ステップと、
前記第１ステップで決定した偏肉が４次偏肉である場合、前記第１圧延機の出側に２つの超音波肉厚計を配置し、前記２つの超音波肉厚計のうち一方の超音波肉厚計で前記第１圧延機が備える何れかの圧延スタンドに配設された一の圧延ロールの圧下方向に対して４５°を成す方向の継目無管の肉厚を測定すると共に、前記２つの超音波肉厚計のうち他方の超音波肉厚計で前記一方の超音波肉厚計の肉厚測定方向に対して４５°を成す方向の前記継目無管の肉厚を測定し、該２つの超音波肉厚計による肉厚測定値に基づき、前記継目無管の４次偏肉とその向きを算出する第４ステップと、
前記第１ステップで決定した偏肉が６次偏肉である場合、前記第２圧延機の出側に２つの超音波肉厚計を配置し、前記２つの超音波肉厚計のうち一方の超音波肉厚計で前記第２圧延機が備える何れかの圧延スタンドに配設された一の圧延ロールの圧下方向の継目無管の肉厚を測定すると共に、前記２つの超音波肉厚計のうち他方の超音波肉厚計で前記圧下方向に対して３０°を成す方向の前記継目無管の肉厚を測定し、該２つの超音波肉厚計による肉厚測定値に基づき、前記継目無管の６次偏肉とその向きを算出する第５ステップと、
を含むことを特徴とする継目無管の偏肉測定方法。
【請求項２】
対向する２つの圧延ロールが配設された圧延スタンドを複数備える第１圧延機と、各圧延ロールの圧下方向の成す角が１２０°となるように３つの圧延ロールが配設された圧延スタンドを複数備える第２圧延機とが設置された圧延ラインで製造される継目無管の偏肉を測定する方法であって、
前記圧延ライン外において、測定対象と同種の継目無管の周方向肉厚分布を測定し、該測定した周方向肉厚分布に基づいて２次、３次、４次及び６次の各偏肉を抽出し評価することで、前記各偏肉のうち前記圧延ラインで測定すべき継目無管の偏肉を予め決定する第１ステップと、
前記第１ステップで決定した偏肉が２次偏肉である場合、前記第１圧延機の出側に第１超音波肉厚計、第２超音波肉厚計及び第３超音波肉厚計を配置し、前記第１超音波肉厚計で前記第１圧延機が備える何れかの圧延スタンドに配設された一の圧延ロールの圧下方向に対して４５°を成す方向の継目無管の肉厚を測定し、前記第２超音波肉厚計で前記第１超音波肉厚計の肉厚測定方向に対して９０°を成す方向の前記継目無管の肉厚を測定し、前記第３超音波肉厚計で前記第１超音波肉厚計の肉厚測定方向及び前記第２超音波肉厚計の肉厚測定方向のそれぞれに対して４５°を成す方向の前記継目無管の肉厚を測定し、前記第１〜第３超音波肉厚計による肉厚測定値に基づき、前記継目無管の２次偏肉とその向きを算出する第２ステップと、
前記第１ステップで決定した偏肉が３次偏肉である場合、前記第２圧延機の出側に２つの超音波肉厚計を配置し、前記２つの超音波肉厚計のうち一方の超音波肉厚計で前記第２圧延機が備える何れかの圧延スタンドに配設された一の圧延ロールの圧下方向の継目無管の肉厚を測定すると共に、前記２つの超音波肉厚計のうち他方の超音波肉厚計で前記圧下方向に対して６０°を成す方向の前記継目無管の肉厚を測定し、該２つの超音波肉厚計による肉厚測定値に基づき、前記継目無管の３次偏肉とその向きを算出する第３ステップと、
前記第１ステップで決定した偏肉が４次偏肉である場合、前記第１圧延機の出側に２つの超音波肉厚計を配置し、前記２つの超音波肉厚計のうち一方の超音波肉厚計で前記第１圧延機が備える何れかの圧延スタンドに配設された一の圧延ロールの圧下方向に対して４５°を成す方向の継目無管の肉厚を測定すると共に、前記２つの超音波肉厚計のうち他方の超音波肉厚計で前記一方の超音波肉厚計の肉厚測定方向に対して４５°を成す方向の前記継目無管の肉厚を測定し、該２つの超音波肉厚計による肉厚測定値に基づき、前記継目無管の４次偏肉とその向きを算出する第４ステップと、
前記第１ステップで決定した偏肉が６次偏肉である場合、前記第２圧延機の出側に２つの超音波肉厚計を配置し、前記２つの超音波肉厚計のうち一方の超音波肉厚計で前記第２圧延機が備える何れかの圧延スタンドに配設された一の圧延ロールの圧下方向の継目無管の肉厚を測定すると共に、前記２つの超音波肉厚計のうち他方の超音波肉厚計で前記圧下方向に対して３０°を成す方向の前記継目無管の肉厚を測定し、該２つの超音波肉厚計による肉厚測定値に基づき、前記継目無管の６次偏肉とその向きを算出する第５ステップと、
を含むことを特徴とする継目無管の偏肉測定方法。
【請求項３】
前記第２〜第５ステップにおいて、前記２つの超音波肉厚計のうち一方の超音波肉厚計で測定した継目無管の長手方向肉厚分布に基づき、該継目無管の１次偏肉を算出し、該算出した１次偏肉に基づき、前記２つの超音波肉厚計による肉厚測定値を補正することを特徴とする請求項１に記載の継目無管の偏肉測定方法。
【請求項４】
前記第２ステップにおいて、前記第１超音波肉厚計、前記第２超音波肉厚計及び前記第３超音波肉厚計のうち何れか一つの超音波肉厚計で測定した継目無管の長手方向肉厚分布に基づき、該継目無管の１次偏肉を算出し、該算出した１次偏肉に基づき、前記第１超音波肉厚計、前記第２超音波肉厚計及び前記第３超音波肉厚計による肉厚測定値をそれぞれ補正し、
前記第３〜第５ステップにおいて、前記２つの超音波肉厚計のうち一方の超音波肉厚計で測定した継目無管の長手方向肉厚分布に基づき、該継目無管の１次偏肉を算出し、該算出した１次偏肉に基づき、前記２つの超音波肉厚計による肉厚測定値を補正することを特徴とする請求項２に記載の継目無管の偏肉測定方法。
【請求項５】
前記第２〜第５ステップにおいて、前記２つの超音波肉厚計を、それぞれの肉厚測定方向に対して±１５°の範囲内で継目無管の肉厚測定中に同期回動させることを特徴とする請求項１又は３に記載の継目無管の偏肉測定方法。
【請求項６】
前記第２ステップにおいて、前記第１超音波肉厚計、前記第２超音波肉厚計及び前記第３超音波肉厚計を、それぞれの肉厚測定方向に対して±１５°の範囲内で継目無管の肉厚測定中に同期回動させ、
前記第３〜第５ステップにおいて、前記２つの超音波肉厚計を、それぞれの肉厚測定方向に対して±１５°の範囲内で継目無管の肉厚測定中に同期回動させることを特徴とする請求項２又は４に記載の継目無管の偏肉測定方法。
【請求項７】
前記第２〜第５ステップにおいて配置する前記２つの超音波肉厚計は、レーザ超音波肉厚計又は電磁超音波肉厚計であることを特徴とする請求項１、３、５の何れかに記載の継目無管の偏肉測定方法。
【請求項８】
前記第２ステップにおいて配置する前記第１超音波肉厚計、前記第２超音波肉厚計及び前記第３超音波肉厚計、並びに、前記第３〜第５ステップにおいて配置する前記２つの超音波肉厚計は、レーザ超音波肉厚計又は電磁超音波肉厚計であることを特徴とする請求項２、４、６の何れかに記載の継目無管の偏肉測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、継目無管の偏肉測定方法に関する。特に、本発明は、小径サイズの継目無管であっても、所望する偏肉とその向きを圧延ラインで測定可能な偏肉測定方法に関する。
【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、まず素材の丸ビレットを回転炉床式加熱炉で加熱した後、穿孔機でプラグと圧延ロールによりビレットを穿孔圧延して中空素管を製造する。次に、前記中空素管の内面にマンドレルバーを串状に挿入し、複数の圧延スタンドを備えるマンドレルミルで外面を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、マンドレルバーを抽出した後、前記減肉された素管を複数の圧延スタンドを備えるストレッチレデューサ等の定径圧延機で所定外径に成形圧延して製品を得る。
【０００３】
なお、マンドレルミルとしては、各圧延スタンドに対向する２つの圧延ロールが配設され、隣接する圧延スタンド間で圧延ロールの圧下方向を９０°ずらして交互に配置した２ロール式圧延機が広く用いられている。また、ストレッチレデューサとしては、各圧延スタンドに圧下方向の成す角が１２０°となるように３つの圧延ロールが配設され、隣接する圧延スタンド間で圧延ロールの圧下方向を６０°ずらして交互に配置した３ロール式圧延機が広く用いられている。
【０００４】
上記のようにして製造される継目無管の寸法精度に対する要求は、近年、ますます厳格化しており、これに伴い、管周方向の肉厚変動（偏肉）を効率的且つ効果的に抑制することが望まれている。
【０００５】
このため、従来より、継目無管の圧延ラインに設置されたマンドレルミルやストレッチレデューサミルなどの圧延機出側にγ線肉厚計を配置して、圧延ラインで管の偏肉を測定し、この測定結果に基づいて圧延機の圧延条件を設定・修正する方法が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
なお、マンドレルミルやストレッチレデューサミルで生じる継目無管の偏肉としては、２次偏肉（管の周方向について約９０°ピッチで厚肉部と薄肉部とが交互に発生する偏肉）、３次偏肉（管の周方向について約６０°ピッチで厚肉部と薄肉部とが交互に発生する偏肉）、４次偏肉（管の周方向について約４５°ピッチで厚肉部と薄肉部とが交互に発生する偏肉）、及び、６次偏肉（管の周方向について約３０°ピッチで厚肉部と薄肉部とが交互に発生する偏肉）が知られている。
圧延機の圧延条件を設定・修正する上では、偏肉の量（厚肉部と薄肉部との肉厚差）のみならず、偏肉の向き（厚肉部又は薄肉部と圧延ロールの圧下方向との関係）を測定することも重要である。
【０００６】
γ線肉厚計を用いた偏肉測定は、中径サイズ（例えば、外径１８０ｍｍ〜４２０ｍｍ）の継目無管に対しては有用である。すなわち、中径サイズの継目無管は、外径が大きく測定領域が広くなるため、ビーム径が数十ｍｍと大きなγ線肉厚計を用いたとしても、圧延機の圧延条件を設定・修正するのに必要な精度で偏肉を測定可能である。
【０００７】
しかしながら、γ線肉厚計を用いて小径サイズ（例えば、外径３０ｍｍ〜１８０ｍｍ）の継目無管の偏肉を測定することには問題がある。小径サイズの継目無管は、外径が小さく測定領域が狭いため、ビーム径が大きなγ線肉厚計を用いたのでは、管周方向の肉厚測定分解能が低く、小さな偏肉を検出できない。ビーム径の範囲内での平均肉厚を測定することになるからである。小径サイズの継目無管についても、圧延機出側にγ線肉厚計を配置して肉厚を測定しているケースがあるものの、偏肉の測定ではなく、専ら管断面の平均肉厚を測定する目的である。また、小径サイズの継目無管では、肉厚計の設置スペースに制約が生じるため、継目無管の周方向に多数の肉厚計を配置することが困難である。
【０００８】
このため、小径サイズの継目無管については、圧延ライン外の材料温度が十分に冷却された精整ラインにおいて、水浸超音波法により偏肉を測定するのが一般的である。従い、偏肉の測定結果を圧延ラインに設置された圧延機の圧延条件の設定・修正に反映するのに時間を要するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−７１６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、小径サイズの継目無管であっても、所望する偏肉とその向きを材料温度が高温な圧延ラインで測定可能な偏肉測定方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討した結果、レーザ超音波肉厚計や電磁超音波肉厚計など、接触媒質（水など）を必要としない非接触型の超音波肉厚計を用いれば、ビーム径が数ｍｍと小さいため、管周方向の肉厚測定分解能が高く、小径サイズの継目無管であっても、材料温度が高温な圧延ラインで小さな偏肉を検出できる可能性があることを見出した。また、測定すべき偏肉の次数（２次、３次、４次及び６次の何れか）が予めわかっていれば、当該次数の厚肉部及び薄肉部の位置を圧延ロールの圧下方向との関係より予測できるため、各部の肉厚を測定可能なように２つの超音波肉厚計を配置するだけで、設置スペースの制約を受けることなく、偏肉及びその向きを算出可能であることを見出した。
【００１２】
本発明は、上記の本発明者らの知見に基づき完成したものである。すなわち、前記課題を解決するため、本発明の第１の方法は、対向する２つの圧延ロールが配設された圧延スタンドを複数備える第１圧延機と、各圧延ロールの圧下方向の成す角が１２０°となるように３つの圧延ロールが配設された圧延スタンドを複数備える第２圧延機とが設置された圧延ラインで製造される継目無管の偏肉を測定する方法であって、以下の第１〜第５ステップを含むことを特徴とする。
（１）第１ステップ
前記圧延ライン外において、測定対象と同種の継目無管の周方向肉厚分布を測定し、該測定した周方向肉厚分布に基づいて２次、３次、４次及び６次の各偏肉を抽出し評価することで、前記各偏肉のうち前記圧延ラインで測定すべき継目無管の偏肉を予め決定する。なお、測定対象と同種の継目無管の周方向肉厚分布は、圧延ライン外において、例えば、水浸超音波法を用いて測定したり、あるいは、接触式の３次元形状測定機を用いて管の外周形状及び内周形状を測定し、評価すればよい。
（２）第２ステップ
前記第１ステップで決定した偏肉が２次偏肉である場合、前記第１圧延機の出側に２つの超音波肉厚計を配置し、１本目の測定対象である継目無管について、前記２つの超音波肉厚計のうち一方の超音波肉厚計で前記第１圧延機が備える何れかの圧延スタンドに配設された一の圧延ロールの圧下方向に対して角度θ１（θ１は、４５°及び０°のうち何れか一方）を成す第１方向の前記継目無管の肉厚を測定すると共に、前記２つの超音波肉厚計のうち他方の超音波肉厚計で前記第１方向に対して９０°を成す第２方向の前記継目無管の肉厚を測定し、２本目の測定対象である継目無管について、前記２つの超音波肉厚計のうち一方の超音波肉厚計で前記一の圧延ロールの圧下方向に対して角度θ２（θ２は、４５°及び０°のうち何れか他方）を成す第３方向の前記継目無管の肉厚を測定すると共に、前記２つの超音波肉厚計のうち他方の超音波肉厚計で前記第３方向に対して９０°を成す第４方向の前記継目無管の肉厚を測定し、前記第１〜第４方向の肉厚測定値に基づき、３本目以降の測定対象である継目無管に対する前記２つの超音波肉厚計の肉厚測定方向を決定し、該決定された方向の肉厚を測定できるように配置された前記２つの超音波肉厚計で３本目以降の測定対象である継目無管の肉厚を測定し、該２つの超音波肉厚計による肉厚測定値に基づき、前記継目無管の２次偏肉とその向きを算出する。
（３）第３ステップ
前記第１ステップで決定した偏肉が３次偏肉である場合、前記第２圧延機の出側に２つの超音波肉厚計を配置し、前記２つの超音波肉厚計のうち一方の超音波肉厚計で前記第２圧延機が備える何れかの圧延スタンドに配設された一の圧延ロールの圧下方向の継目無管の肉厚を測定すると共に、前記２つの超音波肉厚計のうち他方の超音波肉厚計で前記圧下方向に対して６０°を成す方向の前記継目無管の肉厚を測定し、該２つの超音波肉厚計による肉厚測定値に基づき、前記継目無管の３次偏肉とその向きを算出する。
（４）第４ステップ
前記第１ステップで決定した偏肉が４次偏肉である場合、前記第１圧延機の出側に２つの超音波肉厚計を配置し、前記２つの超音波肉厚計のうち一方の超音波肉厚計で前記第１圧延機が備える何れかの圧延スタンドに配設された一の圧延ロールの圧下方向に対して４５°を成す方向の継目無管の肉厚を測定すると共に、前記２つの超音波肉厚計のうち他方の超音波肉厚計で前記一方の超音波肉厚計の肉厚測定方向に対して４５°を成す方向の前記継目無管の肉厚を測定し、該２つの超音波肉厚計による肉厚測定値に基づき、前記継目無管の４次偏肉とその向きを算出する。
（５）第５ステップ
前記第１ステップで決定した偏肉が６次偏肉である場合、前記第２圧延機の出側に２つの超音波肉厚計を配置し、前記２つの超音波肉厚計のうち一方の超音波肉厚計で前記第２圧延機が備える何れかの圧延スタンドに配設された一の圧延ロールの圧下方向の継目無管の肉厚を測定すると共に、前記２つの超音波肉厚計のうち他方の超音波肉厚計で前記圧下方向に対して３０°を成す方向の前記継目無管の肉厚を測定し、該２つの超音波肉厚計による肉厚測定値に基づき、前記継目無管の６次偏肉とその向きを算出する。
【００１３】
本発明の第１の方法によれば、第１ステップにおいて、圧延ライン外（例えば、精整ライン）で、測定対象と同種（同寸法、同材質）の継目無管を用いて、圧延ラインで測定すべき継目無管の偏肉が予め決定される。具体的には、前記同種の継目無管の周方向肉厚分布を水浸超音波法や接触式の３次元形状測定機を用いて測定し、該測定した周方向肉厚分布に基づいて（例えば、周方向肉厚分布にフーリエ解析を施すことで）２次、３次、４次及び６次の各偏肉を抽出し評価する（例えば、抽出した各偏肉の大小を比較し、最も大きいものを特定する）。そして、この評価結果に基づき、各偏肉のうち圧延ラインで測定すべき継目無管の偏肉を決定する（例えば、２次偏肉が最も大きければ、２次偏肉を圧延ラインで測定すべき偏肉として決定する）。
【００１４】
前記第１ステップで決定した偏肉が２次偏肉（管の周方向について約９０°ピッチで厚肉部と薄肉部とが交互に発生する偏肉）である場合、２次偏肉の発生原因となる圧延機は、対向する２つの圧延ロールが配設された圧延スタンドを複数備える第１圧延機であると考えられる。このため、本発明の第１の方法では、第２ステップにおいて、第１圧延機の出側に２つの超音波肉厚計を配置する。ただし、図３に示すように、２次偏肉の向き（厚肉部又は薄肉部と圧延ロールＲ１の圧下方向ＰＤとの関係）は、厚肉部又は薄肉部と圧延ロールＲ１の圧下方向ＰＤとが４５°を成す状態（図３（ａ）、（ｂ）に示す状態。以下、この状態を第１状態という）だけでなく、厚肉部又は薄肉部と圧延ロールＲ１の圧下方向ＰＤとが一致する（０°を成す）状態（図３（ｃ）、（ｄ）に示す状態。以下、この状態を第２状態という）も生じ得る。従い、本発明の第１の方法では、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、まず１本目の測定対象である継目無管Ｐについて、一方の超音波肉厚計１で一の圧延ロールＲ１の圧下方向ＰＤに対して角度θ１（θ１は、４５°及び０°のうち何れか一方。図３（ａ）、（ｂ）ではθ１＝４５°）を成す第１方向の継目無管Ｐの肉厚Ｔ１を測定すると共に、他方の超音波肉厚計２で前記第１方向に対して９０°を成す第２方向の継目無管の肉厚Ｔ２を測定する。すなわち、第１及び第２状態のうち、何れか一方の状態（図３（ａ）、（ｂ）では第１状態）の厚肉部及び薄肉部の肉厚を測定し易いように超音波肉厚計１、２を配置して、肉厚Ｔ１、Ｔ２を測定する。次に、２本目の測定対象である継目無管Ｐについて、一方の超音波肉厚計１で一の圧延ロールＲ１の圧下方向ＰＤに対して角度θ２（θ２は、４５°及び０°のうち何れか他方。図３（ｃ）、（ｄ）ではθ２＝０°）を成す第３方向の継目無管Ｐの肉厚Ｔ３を測定すると共に、他方の超音波肉厚計２で前記第３方向に対して９０°を成す第４方向の前記継目無管Ｐの肉厚Ｔ４を測定する。すなわち、第１及び第２状態のうち、何れか他方の状態（図３（ｃ）、（ｄ）では第２状態）の厚肉部及び薄肉部の肉厚を測定し易いように超音波肉厚計１、２を配置して、肉厚Ｔ３、Ｔ４を測定する。そして、第１〜第４方向の肉厚測定値Ｔ１〜Ｔ４に基づき、３本目以降の測定対象である継目無管Ｐに対する２つの超音波肉厚計１、２の肉厚測定方向を決定する。換言すれば、第１〜第４方向の肉厚測定値に基づき、１、２本目の継目無管に生じている２次偏肉の向きが第１及び第２状態のうち何れの状態であるかを判断し、３本目以降の継目無管に生じる２次偏肉の向きも同じ状態であるという前提の下、３本目以降の継目無管の肉厚測定方向として、図３（ａ）、（ｂ）に示す肉厚測定方向を採用するべきか、或いは、図３（ｃ）、（ｄ）に示す肉厚測定方向を採用するべきかを決定する。そして、決定された方向の肉厚を測定できるように配置された２つの超音波肉厚計で３本目以降の測定対象である継目無管Ｐの肉厚を測定し、該２つの超音波肉厚計による肉厚測定値に基づき、継目無管の２次偏肉とその向きを算出する。例えば、一方の超音波肉厚計による肉厚測定値と他方の超音波肉厚計による肉厚測定値との差の絶対値を偏肉（偏肉量）として算出し、何��の肉厚測定値が大きいかで、偏肉の向きが図３（ａ）、（ｂ）の何れの向きであるか、或いは、図３（ｃ）、（ｄ）の何れの向きであるかを算出可能である。
【００１５】
また、前記第１ステップで決定した偏肉が３次偏肉（管の周方向について約６０°ピッチで厚肉部と薄肉部とが交互に発生する偏肉）である場合、３次偏肉の発生原因となる圧延機は、各圧延ロールの圧下方向の成す角が１２０°となるように３つの圧延ロールが配設された圧延スタンドを複数備える第２圧延機であると考えられる。このため、本発明の第１の方法では、第３ステップにおいて、第２圧延機の出側に２つの超音波肉厚計を配置する。図４に示すように、３次偏肉の向き（厚肉部又は薄肉部と圧延ロールＲ３の圧下方向ＰＤとの関係）は、薄肉部が圧延ロールＲ３の圧下方向ＰＤに位置し、厚肉部がこの圧下方向ＰＤに対して６０°を成す方向に位置する状態（図４（ａ）に示す状態）か、或いは、厚肉部が圧延ロールＲ３の圧下方向ＰＤに位置し、薄肉部がこの圧下方向ＰＤに対して６０°を成す方向に位置する状態（図４（ｂ）に示す状態）かの何れかである。従い、本発明の第１の方法では、一方の超音波肉厚計１で一の圧延ロールＲ３の圧下方向ＰＤの継目無管Ｐの肉厚Ｔ５を測定すると共に、他方の超音波肉厚計２で前記圧下方向ＰＤに対して６０°を成す方向の継目無管Ｐの肉厚Ｔ６を測定し、該２つの超音波肉厚計１、２による肉厚測定値Ｔ５、Ｔ６に基づき、継目無管Ｐの３次偏肉とその向きを算出する。例えば、一方の超音波肉厚計による肉厚測定値と他方の超音波肉厚計による肉厚測定値との差の絶対値を偏肉（偏肉量）として算出し、何れの肉厚測定値が大きいかで、偏肉の向きが図４（ａ）、（ｂ）の何れの向きであるかを算出可能である。
【００１６】
また、前記第１ステップで決定した偏肉が４次偏肉（管の周方向について約４５°ピッチで厚肉部と薄肉部とが交互に発生する偏肉）である場合、４次偏肉の発生原因となる圧延機は、対向する２つの圧延ロールが配設された圧延スタンドを複数備える第１圧延機であると考えられる。このため、本発明の第１の方法では、第４ステップにおいて、第１圧延機の出側に２つの超音波肉厚計を配置する。図５に示すように、４次偏肉の向き（厚肉部又は薄肉部と圧延ロールＲ１の圧下方向ＰＤとの関係）は、薄肉部が圧延ロールＲ１の圧下方向ＰＤに対して４５°を成す方向に位置し、厚肉部がこの薄肉部の位置する方向に対して４５°を成す方向に位置する状態（図５（ａ）に示す状態）か、或いは、厚肉部が圧延ロールＲ１の圧下方向ＰＤに対して４５°を成す方向に位置し、薄肉部がこの厚肉部の位置する方向に対して４５°を成す方向に位置する状態（図５（ｂ）に示す状態）かの何れかである。従い、本発明の第１の方法では、一方の超音波肉厚計１で一の圧延ロールＲ１の圧下方向ＰＤに対して４５°を成す方向の継目無管Ｐの肉厚Ｔ７を測定すると共に、他方の超音波肉厚計２で前記一方の超音波肉厚計１の肉厚測定方向に対して４５°を成す方向の継目無管Ｐの肉厚Ｔ８を測定し、該２つの超音波肉厚計１、２による肉厚測定値Ｔ７、Ｔ８に基づき、継目無管Ｐの４次偏肉とその向きを算出する。例えば、一方の超音波肉厚計による肉厚測定値と他方の超音波肉厚計による肉厚測定値との差の絶対値を偏肉（偏肉量）として算出し、何れの肉厚測定値が大きいかで、偏肉の向きが図５（ａ）、（ｂ）の何れの向きであるかを算出可能である。
【００１７】
さらに、前記第１ステップで決定した偏肉が６次偏肉（管の周方向について約３０°ピッチで厚肉部と薄肉部とが交互に発生する偏肉）である場合、６次偏肉の発生原因となる圧延機は、各圧延ロールの圧下方向の成す角が１２０°となるように３つの圧延ロールが配設された圧延スタンドを複数備える第２圧延機であると考えられる。このため、本発明の第１の方法では、第５ステップにおいて、第２圧延機の出側に２つの超音波肉厚計を配置する。図６に示すように、６次偏肉の向き（厚肉部又は薄肉部と圧延ロールＲ３の圧下方向ＰＤとの関係）は、薄肉部が圧延ロールＲ３の圧下方向ＰＤに位置し、厚肉部がこの圧下方向ＰＤに対して３０°を成す方向に位置する状態（図６（ａ）に示す状態）か、或いは、厚肉部が圧延ロールＲ３の圧下方向ＰＤに位置し、薄肉部がこの圧下方向ＰＤに対して３０°を成す方向に位置する状態（図６（ｂ）に示す状態）かの何れかである。従い、本発明の第１の方法では、一方の超音波肉厚計１で一の圧延ロールＲ３の圧下方向ＰＤの継目無管Ｐの肉厚Ｔ９を測定すると共に、他方の超音波肉厚計２で前記圧下方向ＰＤに対して３０°を成す方向の継目無管Ｐの肉厚Ｔ１０を測定し、該２つの超音波肉厚計１、２による肉厚測定値Ｔ９、Ｔ１０に基づき、継目無管Ｐの６次偏肉とその向きを算出する。例えば、一方の超音波肉厚計による肉厚測定値と他方の超音波肉厚計による肉厚測定値との差の絶対値を偏肉（偏肉量）として算出し、何れの肉厚測定値が大きいかで、偏肉の向きが図６（ａ）、（ｂ）の何れの向きであるかを算出可能である。
【００１８】
以上のように、本発明の第１の方法によれば、γ線肉厚計ではなく、ビーム径が小さく管周方向の肉厚測定分解能の高い超音波肉厚計を用いて偏肉を測定するため、小径サイズの継目無管であっても、小さな偏肉を検出可能である。また、第１ステップによって、圧延ラインで測定すべき偏肉（偏肉の次数）が予め決定されるため、当該偏肉の厚肉部及び薄肉部の位置を圧延ロールの圧下方向との関係より予測でき、各部の肉厚を測定可能なように２つの超音波肉厚計を配置するだけで、設置スペースの制約を受けることなく、偏肉及びその向きを算出可能である。すなわち、本発明の第１の方法によれば、小径サイズの継目無管であっても、所望する偏肉とその向きを材料温度が高温な圧延ラインで測定可能である。
【００１９】
上述した本発明の第１の方法によれば、偏肉が２次、３次、４次及び６次の何れであっても、２つの超音波肉厚計を配置するだけで、所望する偏肉とその向きを圧延ラインで測定可能であるという利点を有する。しかしながら、第１ステップによって決定された偏肉が２次である場合には、３本目以降の測定対象である継目無管の２次偏肉とその向きを精度良く測定可能なのであって、１本目と２本目については精度良く測定できるといえない。２次偏肉についても１本目から精度良く測定するには、２次偏肉を測定する場合のみ、３つの超音波肉厚計を配置すればよい。
【００２０】
すなわち、前記課題を解決するため、本発明の第２の方法は、対向する２つの圧延ロールが配設された圧延スタンドを複数備える第１圧延機と、各圧延ロールの圧下方向の成す角が１２０°となるように３つの圧延ロールが配設された圧延スタンドを複数備える第２圧延機とが設置された圧延ラインで製造される継目無管の偏肉を測定する方法であって、以下の第１〜第５ステップを含むことを特徴とする。
（１）第１ステップ
前記圧延ライン外において、測定対象と同種の継目無管の周方向肉厚分布を測定し、該測定した周方向肉厚分布に基づいて２次、３次、４次及び６次の各偏肉を抽出し評価することで、前記各偏肉のうち前記圧延ラインで測定すべき継目無管の偏肉を予め決定する。
なお、前述した本発明の第１の方法と同様に、測定対象と同種の継目無管の周方向肉厚分布は、圧延ライン外において、例えば、水浸超音波法を用いて測定したり、あるいは、接触式の３次元形状測定機を用いて管の外周形状及び内周形状を測定し、評価すればよい。
（２）第２ステップ
前記第１ステップで決定した偏肉が２次偏肉である場合、前記第１圧延機の出側に第１超音波肉厚計、第２超音波肉厚計及び第３超音波肉厚計を配置し、前記第１超音波肉厚計で前記第１圧延機が備える何れかの圧延スタンドに配設された一の圧延ロールの圧下方向に対して４５°を成す方向の継目無管の肉厚を測定し、前記第２超音波肉厚計で前記第１超音波肉厚計の肉厚測定方向に対して９０°を成す方向の前記継目無管の肉厚を測定し、前記第３超音波肉厚計で前記第１超音波肉厚計の肉厚測定方向及び前記第２超音波肉厚計の肉厚測定方向のそれぞれに対して４５°を成す方向の前記継目無管の肉厚を測定し、前記第１〜第３超音波肉厚計による肉厚測定値に基づき、前記継目無管の２次偏肉とその向きを算出する
（３）第３ステップ
前記第１ステップで決定した偏肉が３次偏肉である場合、前記第２圧延機の出側に２つの超音波肉厚計を配置し、前記２つの超音波肉厚計のうち一方の超音波肉厚計で前記第２圧延機が備える何れかの圧延スタンドに配設された一の圧延ロールの圧下方向の継目無管の肉厚を測定すると共に、前記２つの超音波肉厚計のうち他方の超音波肉厚計で前記圧下方向に対して６０°を成す方向の前記継目無管の肉厚を測定し、該２つの超音波肉厚計による肉厚測定値に基づき、前記継目無管の３次偏肉とその向きを算出する。
（４）第４ステップ
前記第１ステップで決定した偏肉が４次偏肉である場合、前記第１圧延機の出側に２つの超音波肉厚計を配置し、前記２つの超音波肉厚計のうち一方の超音波肉厚計で前記第１圧延機が備える何れかの圧延スタンドに配設された一の圧延ロールの圧下方向に対して４５°を成す方向の継目無管の肉厚を測定すると共に、前記２つの超音波肉厚計のうち他方の超音波肉厚計で前記一方の超音波肉厚計の肉厚測定方向に対して４５°を成す方向の前記継目無管の肉厚を測定し、該２つの超音波肉厚計による肉厚測定値に基づき、前記継目無管の４次偏肉とその向きを算出する。
（５）第５ステップ
前記第１ステップで決定した偏肉が６次偏肉である場合、前記第２圧延機の出側に２つの超音波肉厚計を配置し、前記２つの超音波肉厚計のうち一方の超音波肉厚計で前記第２圧延機が備える何れかの圧延スタンドに配設された一の圧延ロールの圧下方向の継目無管の肉厚を測定すると共に、前記２つの超音波肉厚計のうち他方の超音波肉厚計で前記圧下方向に対して３０°を成す方向の前記継目無管の肉厚を測定し、該２つの超音波肉厚計による肉厚測定値に基づき、前記継目無管の６次偏肉とその向きを算出する。
【００２１】
本発明の第２の方法における第１ステップ、第３〜第５ステップは、前述した本発明の第１の方法における各ステップと同一であるため、その説明は省略する。本発明の第２の方法は、第２ステップだけが前述した本発明の第１の方法と異なる。
本発明の第２の方法における第２ステップでは、第１圧延機の出側に３つの超音波肉厚計（第１超音波肉厚計、第２超音波肉厚計及び第３超音波肉厚計）を配置する。そして、図８に示すように、第１超音波肉厚計３で一の圧延ロールＲ１の圧下方向ＰＤに対して４５°を成す方向の継目無管Ｐの肉厚Ｔ１１を測定し、第２超音波肉厚計４で第１超音波肉厚計３の肉厚測定方向に対して９０°を成す方向の継目無管Ｐの肉厚Ｔ１２を測定し、第３超音波肉厚計５で第１超音波肉厚計３の肉厚測定方向及び第２超音波肉厚計４の肉厚測定方向のそれぞれに対して４５°を成す方向の継目無管Ｐの肉厚Ｔ１３を測定する。このため、第１超音波肉厚計３及び第２超音波肉厚計４で、前述した第１状態（図８（ａ）、（ｂ）に示す状態）の厚肉部又は薄肉部の肉厚を測定可能であり、第３超音波肉厚計５で前述した第２状態（図８（ｃ）、（ｄ）に示す状態）の厚肉部又は薄肉部の肉厚を測定可能である。従い、第１超音波肉厚計３〜第３超音波肉厚計５による肉厚測定値Ｔ１１〜Ｔ１３に基づき、継目無管Ｐの２次偏肉とその向きを算出することが可能である。例えば、
第１超音波肉厚計による肉厚測定値＜第３超音波肉厚計による肉厚測定値＜第２超音波肉厚計による肉厚測定値となるか、或いは、第２超音波肉厚計による肉厚測定値＜第３超音波肉厚計による肉厚測定値＜第１超音波肉厚計による肉厚測定値となれば、継目無管に生じている偏肉は、図８（ａ）、（ｂ）に示す第１状態であり、第１超音波肉厚計による肉厚測定値と第２超音波肉厚計による肉厚測定値との差の絶対値を偏肉（偏肉量）として算出し、何れの肉厚測定値が大きいかで、偏肉の向きが図８（ａ）、（ｂ）の何れの向きであるかを算出可能である。また、例えば、第１超音波肉厚計による肉厚測定値≒第２超音波肉厚計による肉厚測定値＜第３超音波肉厚計による肉厚測定値となるか、或いは、第３超音波肉厚計による肉厚測定値＜第１超音波肉厚計による肉厚測定値≒第２超音波肉厚計による肉厚測定値となれば、継目無管に生じている偏肉は、図８（ｃ）、（ｄ）に示す第２状態であり、第１超音波肉厚計による肉厚測定値（又は第２の超音波肉厚計による肉厚測定値）と第３超音波肉厚計による肉厚測定値との差の絶対値の２倍を偏肉（偏肉量）として算出し、何れの肉厚測定値が大きいかで、偏肉の向きが図８（ｃ）、（ｄ）の何れの向きであるかを算出可能である。なお、第１超音波肉厚計による肉厚測定値（又は第２の超音波肉厚計による肉厚測定値）と第３超音波肉厚計による肉厚測定値との差の絶対値の２倍を偏肉量として算出するのは、図８（ｃ）、（ｄ）に示す第２状態では、第３超音波肉厚計で厚肉部又は薄肉部の肉厚を測定できるものの、第１超音波肉厚計又は第２超音波肉厚計では厚肉部又は薄肉部の肉厚を測定できず、その中間の部分の肉厚を測定することになるためである。すなわち、偏肉量は、厚肉部の肉厚と薄肉部の肉厚との差で評価すべきところ、第１超音波肉厚計による肉厚測定値（又は第２の超音波肉厚計による肉厚測定値）と第３超音波肉厚計による肉厚測定値との差の絶対値は、厚肉部の肉厚と薄肉部の肉厚との差の半分の値に相当すると考えられる。このため、前記差の絶対値を２倍することで、厚肉部の肉厚と薄肉部の肉厚との差に合致する偏肉量を算出可能である。
【００２２】
以上のように、本発明の第２の方法によっても、γ線肉厚計ではなく、ビーム径が小さく管周方向の肉厚測定分解能の高い超音波肉厚計を用いて偏肉を測定するため、小径サイズの継目無管であっても、小さな偏肉を検出可能である。また、第１ステップによって、圧延ラインで測定すべき偏肉（偏肉の次数）が予め決定されるため、当該偏肉の厚肉部及び薄肉部の位置を圧延ロールの圧下方向との関係より予測でき、各部の肉厚を測定可能なように２つの超音波肉厚計を配置する（ただし、２次偏肉を測定する場合のみ３つの超音波肉厚計を配置する）だけで、設置スペースの制約を受けることなく、偏肉及びその向きを算出可能である。すなわち、本発明の第２の方法によっても、小径サイズの継目無管であっても、所望する偏肉とその向きを材料温度が高温な圧延ラインで測定可能である。
【００２３】
前述した本発明の第１の方法における前記第２〜第５ステップにおいて、前記２つの超音波肉厚計のうち一方の超音波肉厚計で測定した継目無管の長手方向肉厚分布に基づき、該継目無管の１次偏肉を算出し、該算出した１次偏肉に基づき、前記２つの超音波肉厚計による肉厚測定値を補正することが好ましい。
【００２４】
穿孔機でプラグと圧延ロールによりビレットを穿孔圧延して中空素管を製造する際、プラグの芯ずれ、ビレットの振れ回りや偏熱等に起因して、１次偏肉（管の周方向について約１８０°ピッチで厚肉部と薄肉部とが発生する偏肉）が発生する場合がある。この１次偏肉は、厚肉部又は薄肉部が継目無管の長手方向に沿ってスパイラル状に位置する傾向があり、２次、３次、４次、６次の各偏肉に重畳されることになる。このため、２次、３次、４次、６次の各偏肉の算出精度を高めるには、１次偏肉の影響を低減することが望ましい。
上記の好ましい方法によれば、２つの超音波肉厚計のうち一方の超音波肉厚計で測定した継目無管の長手方向肉厚分布に基づき、該継目無管の１次偏肉を算出することが可能である。具体的には、例えば、一方の超音波肉厚計で測定した継目無管の長手方向肉厚分布の周波数と各周波数における強度（変動量）とをフーリエ解析などの信号解析により分析し、周波数から当該継目無管の長手方向各位置での１次偏肉の向き（スパイラル状に位置する厚肉部又は薄肉部の周方向位置）を算出し、強度（変動量）から当該継目無管の長手方向各位置での１次偏肉（偏肉量）を算出することが可能である。そして、上記の好ましい方法によれば、算出した１次偏肉に基づき、２つの超音波肉厚計による肉厚測定値が補正される。具体的には、２つの超音波肉厚計による肉厚測定値を継目無管の長手方向各位置と紐付けて記憶し、同じく継目無管の長手方向各位置と紐付けて算出された１次偏肉の位相を反転させたもの（算出された１次偏肉の位相を１８０°ずらしたもの）を、継目無管の長手方向位置を揃えて上記の２つの超音波肉厚計による肉厚測定値に重畳することで、１次偏肉の影響を低減する補正を行うことが可能である。
以上のように、上記の好ましい方法によれば、１次偏肉の影響が低減し、２次、３次、４次、６次の各偏肉の算出精度を高めることが可能である。
【００２５】
前述した本発明の第２の方法においても、１次偏肉の影響を低減し、２次、３次、４次、６次の各偏肉の算出精度を高めるには、前記第２ステップにおいて、前記第１超音波肉厚計、前記第２超音波肉厚計及び前記第３超音波肉厚計のうち何れか一つの超音波肉厚計で測定した継目無管の長手方向肉厚分布に基づき、該継目無管の１次偏肉を算出し、該算出した１次偏肉に基づき、前記第１超音波肉厚計、前記第２超音波肉厚計及び前記第３超音波肉厚計による肉厚測定値をそれぞれ補正し、前記第３〜第５ステップにおいて、前記２つの超音波肉厚計のうち一方の超音波肉厚計で測定した継目無管の長手方向肉厚分布に基づき、該継目無管の１次偏肉を算出し、該算出した１次偏肉に基づき、前記２つの超音波肉厚計による肉厚測定値を補正することが好ましい。
【００２６】
前述した本発明の第１の方法における前記第２〜第５ステップにおいて、前記２つの超音波肉厚計を、それぞれの肉厚測定方向に対して±１５°の範囲内で継目無管の肉厚測定中に同期回動させることが好ましい。
【００２７】
継目無管の厚肉部又は薄肉部の位置は、例えば３次偏肉の場合、理論的には、いずれか一方が第２圧延機の圧延ロールの圧下方向に位置し、いずれか他方がこの圧下方向に対して６０°を成す方向に位置するものとなる。しかしながら、実際には圧延中の振動などの影響で理論通りにならず、厚肉部又は薄肉部の位置が継目無管の周方向にずれる可能性がある。２次、４次、６次の偏肉についても同様である。厚肉部又は薄肉部の位置がずれているにも関わらず、肉厚測定方向を一定の方向に固定すると、偏肉とその向きを精度良く算出できない可能性がある。
上記の好ましい方法によれば、２つの超音波肉厚計を、それぞれの肉厚測定方向に対して±１５°の範囲内で継目無管の肉厚測定中に同期回動させる（継目無管の周方向に回動させる）ため、たとえ厚肉部又は薄肉部の位置が理論値からずれていたとしても、ずれに対するロバスト性が確保され、偏肉とその向きの算出精度が大きく悪化することを回避可能である。
【００２８】
前述した本発明の第２の方法においても、たとえ厚肉部又は薄肉部の位置が理論値からずれていたとしても偏肉とその向きの算出精度が大きく悪化することを回避するには、前記第２ステップにおいて、前記第１超音波肉厚計、前記第２超音波肉厚計及び前記第３超音波肉厚計を、それぞれの肉厚測定方向に対して±１５°の範囲内で継目無管の肉厚測定中に同期回動させ、前記第３〜第５ステップにおいて、前記２つの超音波肉厚計を、それぞれの肉厚測定方向に対して±１５°の範囲内で継目無管の肉厚測定中に同期回動させることが好ましい。
【００２９】
前述した本発明の第１の方法における前記第２〜第５ステップにおいて配置する前記２つの超音波肉厚計としては、レーザ超音波肉厚計又は電磁超音波肉厚計を例示できる。
【００３０】
同様に、前述した本発明の第２の方法における前記第２ステップにおいて配置する前記第１超音波肉厚計、前記第２超音波肉厚計及び前記第３超音波肉厚計、並びに、前記第３〜第５ステップにおいて配置する前記２つの超音波肉厚計としては、レーザ超音波肉厚計又は電磁超音波肉厚計を例示できる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、小径サイズの継目無管であっても、所望する偏肉とその向きを材料温度が高温な圧延ラインで測定可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る継目無管の偏肉測定方法の概略フローを示すフロー図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態に係る継目無管の偏肉測定方法の第１ステップにおいて、偏肉を評価した結果の一例を示す図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態に係る継目無管の偏肉測定方法の第２ステップにおいて、２次偏肉を測定するための超音波肉厚計の配置方法を説明する説明図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態に係る継目無管の偏肉測定方法の第３ステップにおいて、３次偏肉を測定するための超音波肉厚計の配置方法を説明する説明図である。
【図５】図５は、本発明の第１実施形態に係る継目無管の偏肉測定方法の第４ステップにおいて、４次偏肉を測定するための超音波肉厚計の配置方法を説明する説明図である。
【図６】図６は、本発明の第１実施形態に係る継目無管の偏肉測定方法の第５ステップにおいて、６次偏肉を測定するための超音波肉厚計の配置方法を説明する説明図である。
【図７】図７は、本発明の第１実施形態に係る継目無管の偏肉測定方法の第５ステップにおいて、６次偏肉を測定した結果の一例を示す図である。
【図８】図８は、本発明の第２実施形態に係る継目無管の偏肉測定方法の第２ステップにおいて、２次偏肉を測定するための超音波肉厚計の配置方法を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る継目無管の偏肉測定方法の概略フローを示すフロー図である。
本実施形態に係る継目無管の偏肉測定方法は、対向する２つの圧延ロールが配設された圧延スタンドを複数備える第１圧延機（マンドレルミル）と、各圧延ロールの圧下方向の成す角が１２０°となるように３つの圧延ロールが配設された圧延スタンドを複数備える第２圧延機（ストレッチレデューサミル）とが設置された圧延ラインで製造される継目無管の偏肉を測定する方法であって、図１に示すように、以下の第１〜第５ステップを含むことを特徴とする。
【００３４】
（１）第１ステップ
圧延ライン外（精整ライン）において、測定対象と同種（同寸法、同材質）の継目無管の周方向肉厚分布を測定する。測定には、水浸超音波法や、接触式の３次元形状測定機が用いられる。次に、測定した周方向肉厚分布に基づいて２次、３次、４次及び６次の各偏肉を抽出し評価する（例えば、抽出した各偏肉の大小を比較し、最も大きいものを特定する）。そして、この評価結果に基づき、各偏肉のうち圧延ラインで測定すべき継目無管の偏肉を決定する。例えば、２次偏肉が最も大きければ、２次偏肉を圧延ラインで測定すべき偏肉として決定する。
なお、各偏肉は、例えば、周方向肉厚分布にフーリエ解析を施すことで抽出される。具体的には、以下の式（１）によってｋ次偏肉の偏肉量が抽出される。
【数１】
2015138001.tif 000003
ここで、式（１）において、ｋは偏肉の次数を、Ｇ（ｋ）はｋ次偏肉の偏肉量を、Ｒ（ｋ）はｋ次偏肉の実部成分を、Ｉ（ｋ）はｋ次偏肉の虚部成分を意味する。Ｒ（ｋ）、Ｉ（ｋ）は、それぞれ式（２）、式（３）で表される。式（２）、式（３）において、Ｎは継目無管の１周当たりの肉厚測定点数を、ＷＴ（ｉ）はｉ番目の肉厚測定値を意味する。
【００３５】
図２は、本発明の第１実施形態に係る継目無管の偏肉測定方法の第１ステップにおいて、偏肉を評価した結果の一例を示す図である。
図２（ａ）は、外径５０〜１４０ｍｍの炭素鋼からなる継目無管の３次偏肉を抽出した結果の一例を、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す結果において、外径１４０ｍｍで３次偏肉が大きくなった継目無管の周方向肉厚分布の一例を示す。図２（ｃ）は、外径５０〜１４０ｍｍの炭素鋼からなる継目無管の２次偏肉を抽出した結果の一例を示す。
なお、図２（ａ）に示すグラフの縦軸である３次偏肉悪化指標は、各プロット点での３次偏肉率を全プロット点の中で最も小さな３次偏肉率で除した値である。また、図２（ｃ）に示すグラフの縦軸である２次偏肉悪化指標は、各プロット点での２次偏肉率を全プロット点の中で最も小さな２次偏肉率で除した値である。３次偏肉率及び２次偏肉率は、以下の式（４）で表されるｋ次偏肉率ＧＰ（ｋ）によって表される。
【数２】
2015138001.tif 000004
図２（ａ）に示す結果により、例えば、外径１２０〜１４０ｍｍ程度の炭素鋼からなる継目無管については、圧延ラインで測定すべき偏肉は３次偏肉であると決定される。また、図２（ｃ）に示す結果により、例えば、外径５０〜７０ｍｍ程度の炭素鋼からなる継目無管については、圧延ラインで測定すべき偏肉は２次偏肉であると決定される。
【００３６】
（２）第２ステップ
第１ステップで決定した偏肉が２次偏肉である場合、２次偏肉の発生原因となる圧延機は、対向する２つの圧延ロールＲ１、Ｒ２が配設された圧延スタンドを複数備える第１圧延機であると考えられる。このため、図３に示すように、第１圧延機の出側に２つの超音波肉厚計１、２を配置する。ただし、図３に示すように、２次偏肉の向き（厚肉部又は薄肉部と圧延ロールＲ１の圧下方向ＰＤとの関係）は、厚肉部又は薄肉部と圧延ロールＲ１の圧下方向ＰＤとが４５°を成す状態（図３（ａ）、（ｂ）に示す第１状態）だけでなく、厚肉部又は薄肉部と圧延ロールＲ１の圧下方向ＰＤとが一致する（０°を成す）状態（図３（ｃ）、（ｄ）に示す第２状態）も生じ得る。従い、まず、１本目の測定対象である継目無管Ｐについて、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、２つの超音波肉厚計１、２のうち一方の超音波肉厚計１で第１圧延機が備える何れかの圧延スタンド（例えば、継目無管の搬送方向最下流側に位置する最終圧延スタンド）に配設された一の圧延ロールＲ１の圧下方向ＰＤに対して角度θ１（θ１は、４５°及び０°のうち何れか一方。本実施形態では、θ１＝４５°）を成す第１方向の継目無管Ｐの肉厚Ｔ１を測定すると共に、２つの超音波肉厚計１、２のうち他方の超音波肉厚計２で前記第１方向に対して９０°を成す第２方向の継目無管の肉厚Ｔ２を測定する。すなわち、第１及び第２状態のうち、何れか一方の状態（図３（ａ）、（ｂ）では第１状態）の厚肉部及び薄肉部の肉厚を測定し易いように超音波肉厚計１、２を配置して、肉厚Ｔ１、Ｔ２を測定する。
【００３７】
次に、２本目の測定対象である継目無管Ｐについて、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、一方の超音波肉厚計１で一の圧延ロールＲ１の圧下方向ＰＤに対して角度θ２（θ２は、４５°及び０°のうち何れか他方。本実施形態では、θ２＝０°）を成す第３方向の継目無管Ｐの肉厚Ｔ３を測定すると共に、他方の超音波肉厚計２で前記第３方向に対して９０°を成す第４方向の前記継目無管Ｐの肉厚Ｔ４を測定する。すなわち、第１及び第２状態のうち、何れか他方の状態（図３（ｃ）、（ｄ）では第２状態）の厚肉部及び薄肉部の肉厚を測定し易いように超音波肉厚計１、２を配置して、肉厚Ｔ３、Ｔ４を測定する。なお、２つの超音波肉厚計１、２の肉厚測定方向は、圧延スタンドのセンタ（一対の圧延ロールＲ１、Ｒ２の孔型中心）を基準にして各超音波肉厚計１、２を継目無管Ｐの周方向に回動させるための公知の機構（図示せず）によって調整すればよい。
【００３８】
そして、第１〜第４方向の肉厚測定値Ｔ１〜Ｔ４に基づき、３本目以降の測定対象である継目無管Ｐに対する２つの超音波肉厚計１、２の肉厚測定方向を決定する。換言すれば、第１〜第４方向の肉厚測定値Ｔ１〜Ｔ４に基づき、１、２本目の継目無管Ｐに生じている２次偏肉の向きが第１及び第２状態のうち何れの状態であるかを判断し、３本目以降の継目無管Ｐに生じる２次偏肉の向きも同じ状態であるという前提の下、３本目以降の継目無管Ｐの肉厚測定方向として、図３（ａ）、（ｂ）に示す肉厚測定方向を採用するべきか、或いは、図３（ｃ）、（ｄ）に示す肉厚測定方向を採用するべきかを決定する。具体的には、継目無管Ｐの２次偏肉と圧延ロールＲ１の圧下方向ＰＤとの関係が図３（ａ）、（ｂ）に示す第１状態である場合、Ｔ１＜Ｔ３≒Ｔ４＜Ｔ２（図３（ａ）の場合）、或いは、Ｔ２＜Ｔ３≒Ｔ４＜Ｔ１（図３（ｂ）の場合）となる。一方、継目無管Ｐの２次偏肉と圧延ロールＲ１の圧下方向ＰＤとの関係が図３（ｃ）、（ｄ）に示す第２状態である場合、Ｔ４＜Ｔ１≒Ｔ２＜Ｔ３（図３（ｃ）の場合）、或いは、Ｔ３＜Ｔ１≒Ｔ２＜Ｔ４（図３（ｄ）の場合）となる。従い、第１方向の肉厚測定値Ｔ１と第２方向の肉厚測定値Ｔ２との差（Ｔ１−Ｔ２）の絶対値と、第３方向の肉厚測定値Ｔ３と第４方向の肉厚測定値Ｔ４との差（Ｔ３−Ｔ４）の絶対値とを比較し、前者の方が大きければ、図３（ａ）、（ｂ）に示す第１状態であり、後者の方が大きければ、図３（ｃ）、（ｄ）に示す第２状態であると判断できる。そして、第１状態であると判断されれば、３本目以降の継目無管Ｐの肉厚測定方向として、図３（ａ）、（ｂ）に示す肉厚測定方向を採用し、第２状態であると判断されれば、３本目以降の継目無管Ｐの肉厚測定方向として、図３（ｃ）、（ｄ）に示す肉厚測定方向を採用すればよい。
【００３９】
そして、決定された方向の肉厚を測定できるように配置された２つの超音波肉厚計１、２で３本目以降の測定対象である継目無管Ｐの肉厚を測定し、該２つの超音波肉厚計１、２による肉厚測定値に基づき、継目無管Ｐの２次偏肉とその向きを算出する。例えば、一方の超音波肉厚計１による肉厚測定値と他方の超音波肉厚計２による肉厚測定値との差の絶対値を偏肉（偏肉量）として算出し、何れの肉厚測定値が大きいかで、偏肉の向きが図３（ａ）、（ｂ）の何れの向きであるか、或いは、図３（ｃ）、（ｄ）の何れの向きであるかを算出可能である。具体的には、例えば、３本目以降の継目無管Ｐの肉厚測定方向として、図３（ａ）、（ｂ）に示す肉厚測定方向が決定された場合には、一方の超音波肉厚計１による肉厚測定値Ｔ１と他方の超音波肉厚計２による肉厚測定値Ｔ２との差（Ｔ１−Ｔ２）の絶対値を偏肉（偏肉量）として算出し、Ｔ１＜Ｔ２の場合には偏肉の向きが図３（ａ）に示す向きで、Ｔ２＜Ｔ１の場合には偏肉の向きが図３（ｂ）に示す向きであると算出することが可能である。また、３本目以降の継目無管Ｐの肉厚測定方向として、図３（ｃ）、（ｄ）に示す肉厚測定方向が決定された場合には、一方の超音波肉厚計１による肉厚測定値Ｔ３と他方の超音波肉厚計２による肉厚測定値Ｔ４との差（Ｔ３−Ｔ４）の絶対値を偏肉（偏肉量）として算出し、Ｔ３＞Ｔ４の場合には偏肉の向きが図３（ｃ）に示す向きで、Ｔ３＜Ｔ４の場合には偏肉の向きが図３（ｄ）に示す向きであると算出することが可能である。
【００４０】
（３）第３ステップ
第１ステップで決定した偏肉が３次偏肉である場合、３次偏肉の発生原因となる圧延機は、各圧延ロールの圧下方向の成す角が１２０°となるように３つの圧延ロールＲ３、Ｒ４、Ｒ５が配設された圧延スタンドを複数備える第２圧延機であると考えられる。このため、図４に示すように、第２圧延機の出側に２つの超音波肉厚計１、２を配置する。図４に示すように、３次偏肉の向き（厚肉部又は薄肉部と圧延ロールＲ３の圧下方向ＰＤとの関係）は、薄肉部が圧延ロールＲ３の圧下方向ＰＤに位置し、厚肉部がこの圧下方向ＰＤに対して６０°を成す方向に位置する状態（図４（ａ）に示す状態）か、或いは、厚肉部が圧延ロールＲ３の圧下方向ＰＤに位置し、薄肉部がこの圧下方向ＰＤに対して６０°を成す方向に位置する状態（図４（ｂ）に示す状態）かの何れかである。従い、図４に示すように、２つの超音波肉厚計１、２のうち一方の超音波肉厚計１で第２圧延機が備える何れかの圧延スタンド（例えば、継目無管の搬送方向最下流側に位置する最終圧延スタンド）に配設された一の圧延ロールＲ３の圧下方向ＰＤの継目無管Ｐの肉厚Ｔ５を測定すると共に、２つの超音波肉厚計１、２のうち他方の超音波肉厚計２で前記圧下方向ＰＤに対して６０°を成す方向の継目無管Ｐの肉厚Ｔ６を測定し、該２つの超音波肉厚計１、２による肉厚測定値Ｔ５、Ｔ６に基づき、継目無管Ｐの３次偏肉とその向きを算出する。例えば、一方の超音波肉厚計１による肉厚測定値Ｔ５と他方の超音波肉厚計２による肉厚測定値Ｔ６との差（Ｔ５−Ｔ６）の絶対値を偏肉（偏肉量）として算出し、Ｔ５＜Ｔ６の場合には偏肉の向きが図４（ａ）に示す向きで、Ｔ５＞Ｔ６の場合には偏肉の向きが図４（ｂ）に示す向きであると算出することが可能である。
【００４１】
（４）第４ステップ
第１ステップで決定した偏肉が４次偏肉である場合、４次偏肉の発生原因となる圧延機は、対向する２つの圧延ロールＲ１、Ｒ２が配設された圧延スタンドを複数備える第１圧延機であると考えられる。このため、図５に示すように、第１圧延機の出側に２つの超音波肉厚計１、２を配置する。図５に示すように、４次偏肉の向き（厚肉部又は薄肉部と圧延ロールＲ１の圧下方向ＰＤとの関係）は、薄肉部が圧延ロールＲ１の圧下方向ＰＤに対して４５°を成す方向に位置し、厚肉部がこの薄肉部の位置する方向に対して４５°を成す方向に位置する状態（図５（ａ）に示す状態）か、或いは、厚肉部が圧延ロールＲ１の圧下方向ＰＤに対して４５°を成す方向に位置し、薄肉部がこの厚肉部の位置する方向に対して４５°を成す方向に位置する状態（図５（ｂ）に示す状態）かの何れかである。従い、図５に示すように、２つの超音波肉厚計１、２のうち一方の超音波肉厚計１で第１圧延機が備える何れかの圧延スタンド（例えば、継目無管の搬送方向最下流側に位置する最終圧延スタンド）に配設された一の圧延ロールＲ１の圧下方向ＰＤに対して４５°を成す方向の継目無管Ｐの肉厚Ｔ７を測定すると共に、２つの超音波肉厚計１、２のうち他方の超音波肉厚計２で前記一方の超音波肉厚計１の肉厚測定方向に対して４５°を成す方向の継目無管Ｐの肉厚Ｔ８を測定し、該２つの超音波肉厚計１、２による肉厚測定値Ｔ７、Ｔ８に基づき、継目無管Ｐの４次偏肉とその向きを算出する。例えば、一方の超音波肉厚計１による肉厚測定値Ｔ７と他方の超音波肉厚計２による肉厚測定値Ｔ８との差（Ｔ７−Ｔ８）の絶対値を偏肉（偏肉量）として算出し、Ｔ７＜Ｔ８の場合には偏肉の向きが図５（ａ）に示す向きで、Ｔ７＞Ｔ８の場合には偏肉の向きが図５（ｂ）に示す向きであると算出することが可能である。
【００４２】
（５）第５ステップ
第１ステップで決定した偏肉が６次偏肉である場合、６次偏肉の発生原因となる圧延機は、各圧延ロールの圧下方向の成す角が１２０°となるように３つの圧延ロールＲ３、Ｒ４、Ｒ５が配設された圧延スタンドを複数備える第２圧延機であると考えられる。このため、図６に示すように、第２圧延機の出側に２つの超音波肉厚計１、２を配置する。図６に示すように、６次偏肉の向き（厚肉部又は薄肉部と圧延ロールＲ３の圧下方向ＰＤとの関係）は、薄肉部が圧延ロールＲ３の圧下方向ＰＤに位置し、厚肉部がこの圧下方向ＰＤに対して３０°を成す方向に位置する状態（図６（ａ）に示す状態）か、或いは、厚肉部が圧延ロールＲ３の圧下方向ＰＤに位置し、薄肉部がこの圧下方向ＰＤに対して３０°を成す方向に位置する状態（図６（ｂ）に示す状態）かの何れかである。従い、図６に示すように、２つの超音波肉厚計１、２のうち一方の超音波肉厚計１で第２圧延機が備える何れかの圧延スタンド（例えば、継目無管の搬送方向最下流側に位置する最終圧延スタンド）に配設された一の圧延ロールＲ３の圧下方向ＰＤの継目無管Ｐの肉厚Ｔ９を測定すると共に、２つの超音波肉厚計１、２のうち他方の超音波肉厚計２で前記圧下方向ＰＤに対して３０°を成す方向の継目無管Ｐの肉厚Ｔ１０を測定し、該２つの超音波肉厚計１、２による肉厚測定値Ｔ９、Ｔ１０に基づき、継目無管Ｐの６次偏肉とその向きを算出する。例えば、一方の超音波肉厚計１による肉厚測定値Ｔ９と他方の超音波肉厚計２による肉厚測定値Ｔ１０との差（Ｔ９−Ｔ１０）の絶対値を偏肉（偏肉量）として算出し、Ｔ９＜Ｔ１０の場合には偏肉の向きが図６（ａ）に示す向きで、Ｔ９＞Ｔ１０の場合には偏肉の向きが図６（ｂ）に示す向きであると算出することが可能である。
【００４３】
なお、図６に示すように、２つの超音波肉厚計１、２を６次偏肉測定用に配置する場合、各超音波肉厚計１、２の肉厚測定方向の角度差が３０°しかなく近接するため、２つの超音波肉厚計１、２が互いに機械的に干渉する可能性がある。この干渉を避けるには、図６（ｃ）に示すように、２つの超音波肉厚計１、２の測定位置を継目無管Ｐの長手方向にずらせば良い。６次偏肉を測定する場合に限らず他の次数の偏肉を測定する場合についても、超音波肉厚計の機械的な干渉を避ける必要性に応じて、各超音波肉厚計の測定位置を継目無管Ｐの長手方向にずらせば良い。
【００４４】
以上のように、本実施形態に係る偏肉測定方法によれば、γ線肉厚計ではなく、ビーム径が小さく管周方向の肉厚測定分解能の高い超音波肉厚計（レーザ超音波肉厚計や電磁超音波肉厚計など）を用いて偏肉を測定するため、小径サイズの継目無管Ｐであっても、小さな偏肉を検出可能である。また、第１ステップによって、圧延ラインで測定すべき偏肉（偏肉の次数）が予め決定されるため、当該偏肉の厚肉部及び薄肉部の位置を圧延ロールの圧下方向との関係より予測でき、各部の肉厚を測定可能なように２つの超音波肉厚計１、２を配置するだけで、設置スペースの制約を受けることなく、偏肉及びその向きを算出可能である。すなわち、本実施形態に係る偏肉測定方法によれば、小径サイズの継目無管Ｐであっても、所望する偏肉とその向きを材料温度が高温な圧延ラインで測定可能である。
【００４５】
なお、本実施形態に係る偏肉測定方法における第２〜第５ステップにおいて、２つの超音波肉厚計１、２のうち一方の超音波肉厚計で測定した継目無管Ｐの長手方向肉厚分布に基づき、継目無管Ｐの１次偏肉を算出し、該算出した１次偏肉に基づき、２つの超音波肉厚計１、２による肉厚測定値を補正することが好ましい。
【００４６】
穿孔機でプラグと圧延ロールによりビレットを穿孔圧延して中空素管を製造する際、プラグの芯ずれ、ビレットの振れ回りや偏熱等に起因して、１次偏肉（管の周方向について約１８０°ピッチで厚肉部と薄肉部とが発生する偏肉）が発生する場合がある。この１次偏肉は、厚肉部又は薄肉部が継目無管Ｐの長手方向に沿ってスパイラル状に位置する傾向があり、２次、３次、４次、６次の各偏肉に重畳されることになる。このため、２次、３次、４次、６次の各偏肉の算出精度を高めるには、１次偏肉の影響を低減することが望ましい。
上記の好ましい方法によれば、２つの超音波肉厚計１、２のうち一方の超音波肉厚計（例えば、超音波肉厚計１）で測定した継目無管Ｐの長手方向肉厚分布に基づき、継目無管Ｐの１次偏肉を算出することが可能である。具体的には、例えば、一方の超音波肉厚計１で測定した継目無管Ｐの長手方向肉厚分布の周波数と各周波数における強度（変動量）とをフーリエ解析などの信号解析により分析し、周波数から当該継目無管Ｐの長手方向各位置での１次偏肉の向き（スパイラル状に位置する厚肉部又は薄肉部の周方向位置）を算出し、強度（変動量）から当該継目無管Ｐの長手方向各位置での１次偏肉（偏肉量）を算出することが可能である。そして、上記の好ましい方法によれば、算出した１次偏肉に基づき、２つの超音波肉厚計１、２による肉厚測定値が補正される。具体的には、２つの超音波肉厚計１、２による肉厚測定値を継目無管Ｐの長手方向各位置と紐付けて記憶し、同じく継目無管Ｐの長手方向各位置と紐付けて算出された１次偏肉の位相を反転させたもの（算出された１次偏肉の位相を１８０°ずらしたもの）を、継目無管Ｐの長手方向位置を揃えて上記の２つの超音波肉厚計１、２による肉厚測定値に重畳することで、１次偏肉の影響を低減する補正を行うことが可能である。
以上のように、上記の好ましい方法によれば、１次偏肉の影響が低減し、２次、３次、４次、６次の各偏肉の算出精度を高めることが可能である。
【００４７】
また、本実施形態に係る偏肉測定方法における第２〜第５ステップにおいて、２つの超音波肉厚計１、２を、それぞれの肉厚測定方向に対して±１５°の範囲内で継目無管Ｐの肉厚測定中に同期回動させることが好ましい。
【００４８】
継目無管Ｐの厚肉部又は薄肉部の位置は、例えば３次偏肉の場合、理論的には、いずれか一方が第２圧延機の圧延ロールの圧下方向に位置し、いずれか他方がこの圧下方向に対して６０°を成す方向に位置するものとなる。このため、本実施形態に係る偏肉測定方法の第３ステップでは、２つの超音波肉厚計１、２のうち一方の超音波肉厚計１で一の圧延ロールＲ３の圧下方向ＰＤの継目無管Ｐの肉厚Ｔ５を測定すると共に、他方の超音波肉厚計２で前記圧下方向ＰＤに対して６０°を成す方向の継目無管Ｐの肉厚Ｔ６を測定している。しかしながら、実際には圧延中の振動などの影響で理論通りにならず、厚肉部又は薄肉部の位置が継目無管Ｐの周方向にずれる可能性がある。２次、４次、６次の偏肉についても同様である。厚肉部又は薄肉部の位置がずれているにも関わらず、肉厚測定方向を一定の方向に固定すると、偏肉とその向きを精度良く算出できない可能性がある。
上記の好ましい方法によれば、２つの超音波肉厚計１、２を、それぞれの肉厚測定方向に対して±１５°の範囲内で継目無管Ｐの肉厚測定中に同期回動させる（継目無管Ｐの周方向に回動させる）ため、たとえ厚肉部又は薄肉部の位置が理論値からずれていたとしても、ずれに対するロバスト性が確保され、偏肉とその向きの算出精度が大きく悪化することを回避可能である。
なお、２つの超音波肉厚計１、２を同期回動させるには、前述した各超音波肉厚計１、２を継目無管Ｐの周方向に回動させるための公知の機構（図示せず）を用いればよい。
【００４９】
図７は、本実施形態に係る継目無管の偏肉測定方法の第５ステップにおいて、６次偏肉（図６（ｂ）に示す状態の６次偏肉）を測定した結果の一例を示す図である。
図７には、継目無管Ｐの搬送を停止した状態で（継目無管Ｐの一の断面において）、超音波肉厚計１で圧延ロールＲ３の圧下方向ＰＤの継目無管Ｐの肉厚Ｔ９を測定した結果と、超音波肉厚計２で前記圧下方向ＰＤに対して３０°を成す方向の継目無管Ｐの肉厚Ｔ１０を測定した結果の他、超音波肉厚計１、２を継目無管Ｐの周方向に回動させて継目無管Ｐの全周の肉厚を測定した結果も示している。なお、図７に示す結果は、２つの超音波肉厚計１、２による肉厚測定値を１次偏肉に基づき補正していない。
図７に示すように、Ｔ９＞Ｔ１０となっており、偏肉の向きが図６（ｂ）に示す向きであると算出できることがわかる。
【００５０】
＜第２実施形態＞
前述した本発明の第１実施形態に係る偏肉測定方法によれば、偏肉が２次、３次、４次及び６次の何れであって、２つの超音波肉厚計１、２を配置するだけで、所望する偏肉とその向きを材料温度が高温な圧延ラインで測定可能であるという利点を有する。しかしながら、第１ステップによって決定された偏肉が２次である場合には、３本目以降の測定対象である継目無管Ｐの２次偏肉とその向きを精度良く測定可能なのであって、１本目と２本目については精度良く測定できるといえない。２次偏肉についても１本目から精度良く測定するには、２次偏肉を測定する場合のみ、３つの超音波肉厚計を配置すればよい。
本発明の第２実施形態に係る継目無管の偏肉測定方法は、前述した第１実施形態に係る継目無管の偏肉測定方法と同様に、第１〜第５ステップを含み、第２ステップだけが第１実施形態と異なる。本実施形態に係る偏肉測定方法における第１ステップ、第３〜第５ステップは、前述した第１実施形態に係る偏肉測定方法における各ステップと同一であるため、その説明は省略し、第２ステップについてのみ説明する。
【００５１】
本実施形態に係る偏肉測定方法における第２ステップでは、図８に示すように、第１圧延機の出側に３つの超音波肉厚計（第１超音波肉厚計３、第２超音波肉厚計４及び第３超音波肉厚計５）を配置する。そして、図８に示すように、第１超音波肉厚計３で第１圧延機が備える何れかの圧延スタンド（例えば、継目無管の搬送方向最下流側に位置する最終圧延スタンド）に配設された一の圧延ロールＲ１の圧下方向ＰＤに対して４５°を成す方向の継目無管Ｐの肉厚Ｔ１１を測定し、第２超音波肉厚計４で第１超音波肉厚計３の肉厚測定方向に対して９０°を成す方向の継目無管Ｐの肉厚Ｔ１２を測定し、第３超音波肉厚計５で第１超音波肉厚計３の肉厚測定方向及び第２超音波肉厚計４の肉厚測定方向のそれぞれに対して４５°を成す方向の継目無管Ｐの肉厚Ｔ１３を測定する。このため、第１超音波肉厚計３及び第２超音波肉厚計４で、前述した第１状態（図８（ａ）、（ｂ）に示す状態）の厚肉部又は薄肉部の肉厚を測定可能であり、第３超音波肉厚計５で前述した第２状態（図８（ｃ）、（ｄ）に示す状態）の厚肉部又は薄肉部の肉厚を測定可能である。従い、第１超音波肉厚計３〜第３超音波肉厚計５による肉厚測定値Ｔ１１〜Ｔ１３に基づき、継目無管Ｐの２次偏肉とその向きを算出することが可能である。
【００５２】
例えば、第１超音波肉厚計３による肉厚測定値Ｔ１１＜第３超音波肉厚計５による肉厚測定値Ｔ１３＜第２超音波肉厚計４による肉厚測定値Ｔ１２となるか、或いは、第２超音波肉厚計４による肉厚測定値Ｔ１２＜第３超音波肉厚計５による肉厚測定値Ｔ１３＜第１超音波肉厚計３による肉厚測定値Ｔ１１となれば、継目無管Ｐに生じている偏肉は、図８（ａ）、（ｂ）に示す第１状態であり、第１の超音波肉厚計３による肉厚測定値Ｔ１１と第２の超音波肉厚計４による肉厚測定値Ｔ１２との差（Ｔ１１−Ｔ１２）の絶対値を偏肉（偏肉量）として算出し、Ｔ１１＜Ｔ１２の場合には偏肉の向きが図８（ａ）に示す向きで、Ｔ１１＞Ｔ１２の場合には偏肉の向きが図８（ｂ）に示す向きであると算出することが可能である。
また、例えば、第１超音波肉厚計３による肉厚測定値Ｔ１１≒第２超音波肉厚計４による肉厚測定値Ｔ１２＜第３超音波肉厚計５による肉厚測定値Ｔ１３となるか、或いは、第３超音波肉厚計５による肉厚測定値Ｔ１３＜第１超音波肉厚計３による肉厚測定値Ｔ１１≒第２超音波肉厚計４による肉厚測定値Ｔ１２となれば、継目無管Ｐに生じている偏肉は、図８（ｃ）、（ｄ）に示す第２状態であり、第１超音波肉厚計３による肉厚測定値Ｔ１１（又は第２超音波肉厚計４による肉厚測定値Ｔ１２）と第３超音波肉厚計５による肉厚測定値Ｔ１３との差（Ｔ１１−Ｔ１３、又は、Ｔ１２−Ｔ１３）の絶対値の２倍を偏肉（偏肉量）として算出し、Ｔ１１≒Ｔ１２＞Ｔ１３の場合には偏肉の向きが図８（ｃ）に示す向きで、Ｔ１１≒Ｔ１２＜Ｔ１３の場合には偏肉の向きが図８（ｄ）に示す向きであると算出することが可能である。
【００５３】
以上のように、本実施形態に係る偏肉測定方法によっても、γ線肉厚計ではなく、ビーム径が小さく管周方向の肉厚測定分解能の高い超音波肉厚計（レーザ超音波肉厚計や電磁超音波肉厚計など）を用いて偏肉を測定するため、小径サイズの継目無管Ｐであっても、小さな偏肉を検出可能である。また、第１ステップによって、圧延ラインで測定すべき偏肉（偏肉の次数）が予め決定されるため、当該偏肉の厚肉部及び薄肉部の位置を圧延ロールの圧下方向との関係より予測でき、各部の肉厚を測定可能なように２つの超音波肉厚計１、２を配置する（ただし、２次偏肉を測定する場合のみ３つの超音波肉厚計３〜５を配置する）だけで、設置スペースの制約を受けることなく、偏肉及びその向きを算出可能である。すなわち、本実施形態に係る偏肉測定方法によっても、小径サイズの継目無管Ｐであっても、所望する偏肉とその向きを材料温度が高温な圧延ラインで測定可能である。
【００５４】
なお、本実施形態に係る偏肉測定方法においても、１次偏肉の影響を低減し、２次、３次、４次、６次の各偏肉の算出精度を高めるには、第２ステップにおいて、第１超音波肉厚計３、第２超音波肉厚計４及び第３超音波肉厚計５のうち何れか一つの超音波肉厚計で測定した継目無管Ｐの長手方向肉厚分布に基づき、継目無管Ｐの１次偏肉を算出し、該算出した１次偏肉に基づき、第１超音波肉厚計３、第２超音波肉厚計４及び第３超音波肉厚計５による肉厚測定値をそれぞれ補正し、第３〜第５ステップにおいて、２つの超音波肉厚計１、２のうち一方の超音波肉厚計で測定した継目無管Ｐの長手方向肉厚分布に基づき、継目無管Ｐの１次偏肉を算出し、該算出した１次偏肉に基づき、２つの超音波肉厚計１、２による肉厚測定値を補正することが好ましい。
【００５５】
また、本実施形態に係る偏肉測定方法においても、たとえ厚肉部又は薄肉部の位置が理論値からずれていたとしても偏肉とその向きの算出精度が大きく悪化することを回避するには、第２ステップにおいて、第１超音波肉厚計３、第２超音波肉厚計４及び第３超音波肉厚計５を、それぞれの肉厚測定方向に対して±１５°の範囲内で継目無管Ｐの肉厚測定中に同期回動させ、第３〜第５ステップにおいて、２つの超音波肉厚計１、２を、それぞれの肉厚測定方向に対して±１５°の範囲内で継目無管Ｐの肉厚測定中に同期回動させることが好ましい。
【符号の説明】
【００５６】
１、２、３、４、５・・・超音波肉厚計
Ｐ・・・継目無管
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５・・・圧延ロール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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