(57)【要約】【課題】鋼管の製造ラインで品質不良管の検出ミスを低減でき、パイプに汚れ・疵を招かず、ランニング費用も安くてすむ鋼管の不良品選別排斥方法および設備を提供する。【解決手段】造管後搬送中の鋼管のトラッキングによる指定部位に機械的マーキング装置１で打痕を付ける工程と、該工程を経た鋼管からなる複数のパイプ１２を探傷装置２で探傷して打痕５を検出する工程と、前記検出により選別された有打痕パイプ１３をリジェクト装置３で製品搬送系４から排除する工程とを有する鋼管の不良品選別排斥方法である。機械的マーキング装置は、落下してパイプに衝突するヘッド部４０と、該ヘッド部を保持する流体シリンダ４１と、前記ヘッド部の落下速度を減速する緩衝部４２と、前記衝突時にパイプを押えるパイプ押え部４３とを備えたものとした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
造管後搬送中の鋼管のトラッキングによる指定部位に打痕を付ける工程と、該工程を経た鋼管からなる複数のパイプを探傷して前記打痕を検出する工程と、前記検出により打痕有とされたパイプを製品搬送系から排除する工程とを有することを特徴とする鋼管の不良品選別排斥方法。
【請求項２】
造管後搬送中の鋼管のトラッキングによる指定部位に打痕を付ける機械的マーキング装置と、該機械的マーキング装置を出た鋼管からなる複数のパイプを探傷して前記打痕を検出する探傷装置と、前記検出により打痕有とされたパイプを製品搬送系から排除するリジェクト装置とを有することを特徴とする鋼管の不良品選別排斥設備。
【請求項３】
前記機械的マーキング装置が、落下してパイプに衝突するヘッド部と、該ヘッド部を保持する流体シリンダと、前記ヘッド部の落下速度を減速する緩衝部と、前記衝突時にパイプを押えるパイプ押え部とを備えたものであることを特徴とする請求項２記載の鋼管の不良品選別排斥設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接管、シームレス管、鍛接管などの鋼管の製造ラインにおいて品質不良品を選別・排斥するのに用いて好適な、鋼管の不良品選別排斥方法および設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼管の製造ラインは、造管ラインおよび精整ラインの２工程に分かれる。造管ラインは、造管対象が溶接管であれば、成形・溶接、切断等のラインからなり、鍛接管であれば、加熱・成形、切断等のラインからなり、シームレス管であれば、加熱、絞り圧延等のラインからなる。
【０００３】
製造ラインでの品質不良部については、例えば鍛接管であれば、溶接時の品質不良（冷接：溶接温度低、溶け過ぎ：溶接温度高、端面スケール噛み込み等）あるいは搬送中の疵等であるが、前者については、溶接温度の管理によってかなりの程度まで防止することができ、あるいは、成形、溶接直後（スクイズ装置出側）において、探傷設備を設置することでオンライン上にて検出することが可能である（例えば特許文献１）。
【０００４】
品質管理上では、オンラインで検出した品質不良部に対して、造管ライン出側でリジェクトするか、オンラインでマーキングした後、精整ラインにおいて、そのマーミング結果を基にリジェクトする方法が一般に知られている。しかし、前者の方法では、造管ラインの処理速度が一般的に精整ラインよりも高速であるため、リジェクト装置が大掛かりなものとなるという不利があることから、後者の方法が採用される場合が多い。後者の方法については、従来、塗料によるマーキングを行う方法が実施されている。例えば、通常の電縫管製造工場の造管ラインでは、スクイズ装置出側でオンライン超音波探傷装置を用いて接合不良部を検出し、その結果を基に溶接温度を制御するとともに、搬送中のパイプ（ラインの処理対象である鋼管）の接合不良部の位置をトラッキングし、ホットソー入側に設置した塗料マーキング装置により前記接合部不良位置に塗料マーキングをし、このマーキングした塗料を精整ラインの検査ゾーンで作業者が目視で検出し、検出された塗料マーキング付きのパイプを抜き出す（格落ち品として排斥する）ようにしていた。なお、造管ラインでのトラッキング情報は、搬送形態が相違する精整ラインでは使用が困難である。精整ラインにおける搬送、処理は、通過工程が複雑（例えば、横持ち処理、検査用パイプ抜取り等が途中で行われる場合がある。）であるため、トラッキングを完全に実施するためには大規模な投資が必要となる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１４１３３１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、造管ラインでオンライン塗料マーキングを行い、後工程の精整ラインでマーキング部を目視検出する不良品選別除斥方法には、以下のような問題があった。
１）マーキングした塗料を精整ラインの検査ゾーンで作業者が目視で検出する際、検査ゾーンで複数のパイプが並んだ状態では塗料がパイプ下面側になると見つかり難く、検出ミスが生じる。
【０００７】
２）マーキングした塗料が、精整ライン入口に配置されている矯正機にパイプを通すときにロール等で擦られて除去されると、精整ラインの検査ゾーンで見つけられ難く、検出ミスが生じる。
３）造管ラインやクーリングベッド上で塗料によるマーキングを行うと、飛散した塗料がローラ、トラフ、スクリューコンベア等の搬送装置に付着、堆積するため、塗料の材質によっては、パイプの汚れや疵の問題が発生する場合がある。
【０００８】
４）さらに、塗料費用がランニング費用として相当大きく掛かるというコスト上の問題もある。因みに、熱間材料用の塗料は一般に高価であり、例えば前記電縫管製造工場では塗料費が製品管１トンあたり１０００円程度になったことがあった。
本発明は、上記従来技術の問題を解決し、鋼管の製造ラインで品質不良管の検出ミスを低減でき、パイプに汚れ・疵を招かず、ランニング費用も安くてすむ鋼管の不良品選別排斥方法および設備を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成した本発明は、次の本発明方法および本発明設備である。
本発明方法は、造管後搬送中の鋼管のトラッキングによる指定部位に打痕を付ける工程と、該工程を経た鋼管からなる複数のパイプを探傷して前記打痕を検出する工程と、前記検出により打痕有とされたパイプを製品搬送系から排除する工程とを有することを特徴とする鋼管の不良品選別排斥方法である。
【００１０】
本発明設備は、造管後搬送中の鋼管のトラッキングによる指定部位に打痕を付ける機械的マーキング装置と、該機械的マーキング装置を出た鋼管からなる複数のパイプを探傷して前記打痕を検出する探傷装置と、前記検出により打痕有とされたパイプを製品搬送系から排除するリジェクト装置とを有することを特徴とする鋼管の不良品選別排斥設備である。
【００１１】
本発明設備では、前記機械的マーキング装置が、落下してパイプに衝突するヘッド部と、該ヘッド部を保持する流体シリンダと、前記ヘッド部の落下速度を減速する緩衝部と、前記衝突時にパイプを押えるパイプ押え部とを備えたものであることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明方法は、次の第１〜第３工程を有する。また、本発明設備は、本発明方法の実施に用いて好適な設備であって、例えば図１に平面図を示すように、第１工程で用いられる機械的マーキング装置１、第２工程で用いられる探傷装置２および第３工程で用いられるリジェクト装置３を有する。
【００１３】
第１工程は、造管後通材の向き１１の向きに搬送中の鋼管１０のトラッキングによる指定部位に、機械的マーキング装置１を用いて、打痕を付ける工程である。ここで、トラッキングによる指定部位は、上流で不良が発生したことが確認された鋼管長さ方向部位であって、前記確認した時点からのトラッキングによってその部位が打痕付け実行地点（機械的マーキング装置１配設地点）を通過するタイミングが計られそのタイミングで下流側での打痕付け実行が指定された部位である。トラッキングを行う手段は通常の連続搬送材料の特定位置追跡技術により構成すればよい。機械的マーキング装置１は、造管ライン３０上に配置され、上流から送られてくるトラッキングによる指定部位通知信号２０に応じて鋼管１０に打痕を付けることが可能なものであれば、その構成を特に限定されるものではないが、装置構成を単純なものとしうる点で、落錘方式の装置が好ましい。これについては後述する。
【００１４】
従来では前記指定部位に塗料を付けていたから前記２）〜４）の問題があったのに対し、本発明では塗料に代えて打痕を付けるようにしたから前記２）〜４）の問題は起こらない。
第２工程は、第１工程を経た鋼管からなる複数のパイプ１２を、探傷装置２を用いて、探傷して前記打痕を検出する工程である。これにより、打痕の位置がパイプの下側になっていてもその存在を検出できるので、前記１）の問題は起こらない。探傷装置２は、その構成を特に限定されるものではなく、例えば原電子測器社製の磁気飽和型渦流探傷装置、三菱電機社製の超音波探傷装置などのいずれも好ましく用いうる。
【００１５】
第１工程（または機械的マーキング装置１）と第２工程（または探傷装置２）の間には、打痕を消失させてしまうようなものでない限り、本発明の構成要件に含まれない工程（その他工程という）または装置（その他装置という）を、必要に応じて、介在させてもさせなくても、どちらでもよい。かかるその他工程（またはその他装置）としては、例えば、鋼管１０を所定の長さに切断する切断工程（または切断機）や鋼管１０の曲がりを矯正する矯正工程（または矯正機）などが挙げられる。
【００１６】
第３工程は、第２工程での探傷装置２を用いた検出により打痕５有と判別されたパイプ（有打痕パイプ１３）を、例えば探傷装置２からの打痕有無の判別信号２１に応じて、リジェクト装置３を用いて例えばリジェクト方向１５の方向に、製品搬送系４から排除する工程である。なお、打痕無と判別されたパイプ（無打痕パイプ１４）はいうまでもなく製品搬送系４内に保存される。これにより、有打痕パイプ１３すなわち品質不良部を有するパイプが確実に排斥されるので、不良パイプの見落とし率を格段に低減させることができる。リジェクト装置３は、その構成を特に限定されるものではなく、例えば、クーリングベッド等において広く使用されている長尺品蹴り出し装置などが好ましく用いうる。
【００１７】
第２工程（または探傷装置２）と第３工程（またはリジェクト装置３）の間には、前記その他工程（またはその他装置）を、必要に応じて、介在させてもさせなくても、どちらでもよいが、介在させる場合は、該介在させるその他工程が、前記判別信号１５と該信号で判別される実パイプとの符合関係を乱して不明確にしてしまうようなものであってはならない。前記符合関係が不明確になる懸念をなくすという点からすれば、図１のように第２工程（または探傷装置２）の直後（出側直近）に第３工程（またはリジェクト装置３）を配するのが好ましい。
【００１８】
次に、前記落錘方式の装置について説明する。図２は本発明設備に好ましく用いうる落錘方式の機械的マーキング装置の１例を示す正面図（ａ）、（ｂ）および部分側面図（ｃ）である。なお図２（ａ）は待機時、同図（ｂ）は落下時の状態を示している。図２に示すように、この機械的マーキング装置１は、落下してパイプ１０に衝突するヘッド部４０と、ヘッド部４０を保持する流体シリンダ４１と、ヘッド部４０の落下速度を減速する緩衝部４２と、前記衝突時にパイプ１０を押えるパイプ押え部４３とを備えたものである。
【００１９】
ヘッド部４０は、棒状のヘッドロッド４０Ｍの先端にパイプ１０に撃ち当って打痕を付ける先端金物４０ａを備えてなり、ヘッドロッド４０Ｍの後端が例えばエアシリンダからなる流体シリンダ４１のシリンダロッド４１ａと連結し、ヘッドロッド４０Ｍの長さ中央部が支持フレーム４４に、例えばブッシュで構成したヘッド摺動支持ガイド４５で、鉛直方向の摺動自在に取り付けられている。また、ヘッドロッド４０Ｍは、ヘッド摺動支持ガイド４５との摺動部の上方にカウンターウェイト４０ｂを装備している。ヘッド部４０の落下時にはこのカウンターウェイト４０ｂが、支持フレーム４４の上端に配備された例えばバネからなる緩衝部４２を押圧して該緩衝部４０からの反力を受け、ヘッド部４０の落下速度を減速する。カウンターウェイト４０ｂの重量は、これを予め種々変更してヘッド部をダミーパイプに落下させ、その落下速度を図示しない落下速度測定器で測定するとともに、ダミーパイプに付いた打痕を渦流探傷装置で検出し、それらの結果に基づいて、通管を妨げない範囲で最も検出されやすい打痕深さが得られる落下速度を与える重量に設定した。
【００２０】
また、ヘッドロッド４０Ｍは、ヘッド摺動支持ガイド４５との摺動部の下方かつ先端金物４０ａの両脇の位置にパイプ押え部４３を装備している。先端金物４０ａがパイプ１０に撃ち当ると同時にこのパイプ押え部４３がパイプ１０を押えてパイプ１０の跳ね上がりを防止する。
また、この機械的マーキング装置１は、空打ち防止のために、パイプ１０が先端金物４０ａ直下の位置に存在することを検知する光学センサ４６を有する。流体シリンダ４１は、トラッキングによる指定部位通知信号２０（図１参照）と光学センサ４６からのパイプ１０存在検知信号とを同時に受信した時のみ、シリンダロッド４１ａを押し出してヘッド部４０を落下させる。なお流体シリンダ４１は、先端金物４０ａがパイプ１０に撃ち当った後は速やかにシリンダロッド４１ａを引き込んでヘッド部４０を待機位置に戻す。
【００２１】
【実施例】
前記電縫管製造ラインにおいて本発明を実施した。なお、この製造ラインでは従来、造管ラインで塗料マーキングした前記指定部位を精整ラインのクーリングベッド上で目視検出することにより不良品の選別排斥を行っていた。適用対象は、外径２１．７〜１１４．３ｍｍφ×肉厚１．８〜７．５ｍｍのＳＧＰ、ＳＴＫＭ、自動車用鋼管であり、用いた鋼種はＣ：０．６〜４．５質量％を含有するものである。ここでの本発明実施例では、造管ライン終端付近に既設されている切断機の上流側に、図２に示した機械的マーキング装置を配設し、同装置を用いて前記指定部位に打痕を付け、切断後精整ラインに送られてきたパイプを、クーリングベッド入側に配設した渦流探傷装置に通して打痕の有無を判別し、有打痕パイプは渦流探傷装置出側に配備した蹴り出し装置で製品搬送系外に蹴り出してスクラップとし、無打痕パイプのみ製品搬送系内に保存するようにした。なお、機械的マーキング装置において、先端金物は熱間工具鋼（ＪＩＳにおけるＳＫＤ６１クラス）製とし、流体シリンダにはエアシリンダを用い、緩衝部はバネで構成した。
【００２２】
これにより、後工程で行う厳格向け先用パイプの超音波探傷における不良発生率が、従来の１．２％から０．２％へと格段に減少し、不良品検出ミスが有効に防止できることが確認された。また、マーキングの目視検出を廃止したことで省力２名／直が達成された。また、マーキングに塗料を不使用としたから、塗料の剥落によるパイプの汚れ・疵の問題は解消し、かつ、塗料のランニング費用が不要になった。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、鋼管の製造ラインにおける不良品の選別排斥において、従来の塗料マーキングを目視で検出する方法に代えて、打痕マーキングを渦流探傷で検出する方法としたので、パイプに汚れ・疵を招かず、低コストで、品質不良管の検出ミスを低減できるようになるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の１例を示す平面図である。
【図２】本発明設備に好ましく用いうる落錘方式の機械的マーキング装置の１例を示す正面図（ａ）、（ｂ）および部分側面図（ｃ）である。
【符号の説明】
１  機械的マーキング装置
２  探傷装置
３  リジェクト装置
４  製品搬送系
５  打痕
１０    鋼管（パイプ）
１１    通材の向き
１２    パイプ
１３    有打痕パイプ
１４    無打痕パイプ
１５    リジェクト方向
２０    トラッキングによる指定部位通知信号
２１    打痕有無の判別信号
３０    造管ライン
３１    精整ライン
４０    ヘッド部
４０ａ  先端金物
４０ｂ  カウンターウェイト
４０Ｍ  ヘッドロッド
４１    流体シリンダ（例：エアシリンダ）
４１ａ  シリンダロッド
４２    緩衝部（例：バネ）
４３    パイプ押え部
４４    支持フレーム
４５    ヘッド摺動支持ガイド（例：ブッシュ）
４６    光学センサ
【図１】
2004330199.tif 000003
【図２】
2004330199.tif 000004