(57)【要約】管の軸方向の断面の複数の部位における肉厚の測定値について複素フーリエ変換解析を行ない、偏肉の種類を分類し、複素フーリエ成分の絶対値から偏肉量を計算し、複素フーリエ成分の位相から偏肉の厚肉部または薄肉部の位置を計算し、偏肉の種類、偏肉量、及び厚肉部もしくは薄肉部の位置に基づいて、管の製造条件を調整する。複数の軸方向の断面について得られた１次偏肉の偏肉量ｒと位相θとの関係ｒ・ｅｘｐ（ｊθ）を、管の長手方向の関数として複素フーリエ変換し、偏肉のねじりの周波数によって偏肉を更に分類し、分類した偏肉に応じて該偏肉を防止するための適切な処理を行なう。
2004080623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管の肉厚の測定値に基づいて肉厚を調整しながら継目無管を製造する方法において、
管の軸方向の断面について、周方向の複数の部位で肉厚を測定するステップと、
複数の肉厚の測定値について周方向に複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的にｋ回（ｋは自然数）変動する各ｋ次偏肉の複素フーリエ成分を計算する第１計算ステップと、
計算した複素フーリエ成分の絶対値から、各ｋ次偏肉について、偏肉の程度を示す偏肉量を計算する第２計算ステップと、
計算した複素フーリエ成分の位相から、各ｋ次偏肉について、厚肉部又は薄肉部の位置を計算する第３計算ステップと、
各ｋ次偏肉に応じた方法で、偏肉量及び／又は厚肉部若しくは薄肉部の位置に基づいて、管の肉厚を調整する調整ステップと
を含むことを特徴とする継目無管の製造方法。
【請求項２】
前記第１計算ステップでは、軸方向の断面で肉厚を測定した測定部位数をＮ、周方向に並んだ測定部位の内のｉ番目の測定部位における肉厚の測定値をＷＴ（ｉ）として、各ｋ次偏肉の複素フーリエ成分の実部Ｒ（ｋ）及び虚部Ｉ（ｋ）を、
2004080623.tif 000034
と計算し、
前記第２計算ステップでは、各ｋ次偏肉の偏肉量Ｇ（ｋ）を
2004080623.tif 000035
と計算する
ことを特徴とする請求項１に記載の継目無管の製造方法。
【請求項３】
前記第３計算ステップでは、１番目の測定部位の位置を０°とした角度の単位で、各ｋ次偏肉の厚肉部の位置ａｒｇＷ（ｋ）又は薄肉部の位置ａｒｇＮ（ｋ）を、各ｋ次偏肉の複素フーリエ成分の実部Ｒ（ｋ）及び虚部Ｉ（ｋ）を用いて、
2004080623.tif 000036
と計算する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の継目無管の製造方法。
【請求項４】
素管を外側から挟んで圧延する複数の圧延ロール対を備えるマンドレルミルを用いて、
前記調整ステップでは、
２次偏肉に対しては、マンドレルミルについて、厚肉部の位置を圧延する圧延ロール対の圧延ロール間距離を偏肉量に応じて狭めるか、又は薄肉部の位置を圧延する圧延ロール対の圧延ロール間距離を偏肉量に応じて広げ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継目無管の製造方法。
【請求項５】
素管にマンドレルバーを挿入するマンドレルミルを用いて、
前記調整ステップでは、
４次偏肉に対しては、偏肉量に応じてマンドレルミルのマンドレルバーを適切な径のマンドレルバーに交換することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の管の製造方法。
【請求項６】
複数の圧延ロールからなる孔型に管を通過させて圧延する絞り圧延機を用いて、
前記調整ステップでは、
３次偏肉又は６次偏肉に対しては、偏肉量及び／又は厚肉部若しくは薄肉部の位置に基づいて、絞り圧延機のロールを適切な形状のロールに交換する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の継目無管の製造方法。
【請求項７】
管の肉厚の測定値に基づいて肉厚を調整しながら継目無管を製造する方法において、
管の複数の軸方向の断面について、周方向の複数の部位で肉厚を測定するステップと、
複数の軸方向の断面において、複数の肉厚の測定値について周方向に複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的にｋ回（ｋは自然数）変動する各ｋ次偏肉の複素フーリエ成分を計算するステップと、
複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、各ｋ次偏肉の偏肉の程度を示す偏肉量を計算するステップと、
複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分から、各ｋ次偏肉の位相を計算するステップと、
各ｋ次変換について計算した偏肉量と位相とが夫々絶対値と位相となる複素数を管の長手方向の位置の関数とした複素関数について複素フーリエ変換解析を行ない、管の長手方向の単位長さ当たりに偏肉がねじれる回数である各周波数について、複素フーリエ成分を計算するステップと、
所定の境界値に基づいて、複数の所定の周波数領域における複素フーリエ成分の値が大きいか否かを判定するステップと、
いずれかの周波数領域について複素フーリエ成分の値が大きいと判定された場合は、各ｋ次偏肉及び各周波数領域に応じた方法で、管の肉厚を調整するステップと
を含むことを特徴とする継目無管の製造方法。
【請求項８】
管の肉厚の測定値に基づいて肉厚を調整しながら継目無管を製造する方法において、
管の複数の軸方向の断面について、周方向の複数の部位で肉厚を測定するステップと、
複数の軸方向の断面において、複数の肉厚の測定値について周方向に複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的に１回変動する１次偏肉の複素フーリエ成分を計算する第１計算ステップと、
複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、１次偏肉の偏肉の程度を示す偏肉量を計算する第２計算ステップと、
複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分から、１次偏肉の位相を計算する第３計算ステップと、
計算した偏肉量と位相とが夫々絶対値と位相となる複素数を管の長手方向の位置の関数とした複素関数について複素フーリエ変換解析を行ない、管の長手方向の単位長さ当たりに偏肉がねじれる回数である各周波数について、複素フーリエ成分を計算する第４計算ステップと、
所定の境界値に基づいて、複数の所定の周波数領域における複素フーリエ成分の値が大きいか否かを判定する判定ステップと、
いずれかの周波数領域について複素フーリエ成分の値が大きいと判定された場合は、周波数領域に応じた方法で、管の製造条件を調整する調整ステップと
を含むことを特徴とする継目無管の製造方法。
【請求項９】
前記第１計算ステップでは、軸方向の断面で肉厚を測定した測定部位数をＮ、周方向に並んだ測定部位の内のｉ番目の測定部位における肉厚の測定値をＷＴ（ｉ）として、１次偏肉の複素フーリエ成分の実部Ｒ（１）及び虚部Ｉ（１）を、
2004080623.tif 000037
と計算し、
前記第２計算ステップでは、１次偏肉の偏肉量ｒを
2004080623.tif 000038
と計算し、
前記第３計算ステップでは、１次偏肉の位相θを
2004080623.tif 000039
と計算し、
前記第４計算ステップでは、ｊを虚数、ｙを管の長手方向の長さ、前記ｒ，θをｙの関数として、ｙの関数ｆ（ｙ）＝ｒ（ｙ）・ｅｘｐ（ｊ・θ（ｙ））について複素フーリエ変換解析を行なう
ことを特徴とする請求項８に記載の継目無管の製造方法。
【請求項１０】
加熱炉と穿孔機とを用いて、
前記判定ステップでは、所定の境界値に基づいた周波数が大きい領域と小さい領域とで、所定の境界値に基づいて複素フーリエ成分の値が大きいか否かを判定し、
前記調整ステップでは、
周波数が小さい領域で複素フーリエ成分の値が大きいと判定された場合は、加熱炉の加熱温度を上昇させ、
周波数が大きい領域で複素フーリエ成分の値が大きいと判定された場合は、偏芯を発生している穿孔機の部品を交換する
ことを特徴とする請求項８又は９に記載の継目無管の製造方法。
【請求項１１】
管の肉厚の測定値に基づいて肉厚を調整しながら継目無管を製造する装置において、
管の軸方向の断面について、周方向の複数の部位で肉厚を測定する手段と、
複数の肉厚の測定値について周方向に複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的にｋ回（ｋは自然数）変動する各ｋ次偏肉の複素フーリエ成分を計算する第１計算手段と、
計算した複素フーリエ成分の絶対値から、各ｋ次偏肉について、偏肉の程度を示す偏肉量を計算する第２計算手段と、
計算した複素フーリエ成分の位相から、各ｋ次偏肉について、厚肉部又は薄肉部の位置を計算する第３計算手段と、
各ｋ次偏肉に応じた方法で、偏肉量及び／又は厚肉部若しくは薄肉部の位置に基づいて、製造される管の肉厚を調整する調整手段と
を備えることを特徴とする製造装置。
【請求項１２】
前記第１計算手段は、軸方向の断面で肉厚を測定した測定部位数をＮ、周方向に並んだ測定部位の内のｉ番目の測定部位における肉厚の測定値をＷＴ（ｉ）として、各ｋ次偏肉の複素フーリエ成分の実部Ｒ（ｋ）及び虚部Ｉ（ｋ）を、
2004080623.tif 000040
と計算すべくなしてあり、
前記第２計算手段は、各ｋ次偏肉の偏肉量Ｇ（ｋ）を
2004080623.tif 000041
と計算すべくなしてある
ことを特徴とする請求項１１に記載の製造装置。
【請求項１３】
前記第３計算手段は、１番目の測定部位の位置を０°とした角度の単位で、各ｋ次偏肉の厚肉部の位置ａｒｇＷ（ｋ）又は薄肉部の位置ａｒｇＮ（ｋ）を、各ｋ次偏肉の複素フーリエ成分の実部Ｒ（ｋ）及び虚部Ｉ（ｋ）を用いて、
2004080623.tif 000042
と計算すべくなしてある
ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の製造装置。
【請求項１４】
管の肉厚の測定値に基づいて肉厚を調整しながら継目無管を製造する装置において、
管の複数の軸方向の断面について、周方向の複数の部位で肉厚を測定する手段と、
複数の軸方向の断面において、複数の肉厚の測定値について周方向に複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的に１回変動する１次偏肉の複素フーリエ成分を計算する第１計算手段と、
複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、１次偏肉の偏肉の程度を示す偏肉量を計算する第２計算手段と、
複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分から、１次偏肉の位相を計算する第３計算手段と、
計算した偏肉量と位相との関係を、管の長手方向の位置の関数として、複数の前記関数にわたって複素フーリエ変換解析を行ない、管の長手方向の単位長さ当たりに偏肉がねじれる回数である各周波数について、複素フーリエ成分を計算する第４計算手段と、
所定の境界値に基づいて、複数の所定の周波数領域における複素フーリエ成分の値が大きいか否かを判定する判定手段と、
いずれかの周波数領域について複素フーリエ成分の値が大きいと判定された場合は、周波数領域に応じた方法で、管の製造条件を調整する調整手段と
を備えることを特徴とする製造装置。
【請求項１５】
前記第１計算手段は、軸方向の断面で肉厚を測定した測定部位数をＮ、周方向に並んだ測定部位の内のｉ番目の測定部位における肉厚の測定値をＷＴ（ｉ）として、１次偏肉の複素フーリエ成分の実部Ｒ（１）及び虚部Ｉ（１）を、
2004080623.tif 000043
と計算すべくなしてあり、
前記第２計算手段は、１次偏肉の偏肉量ｒを
2004080623.tif 000044
と計算すべくなしてあり、
前記第３計算手段は、１次偏肉の位相θを
2004080623.tif 000045
と計算すべくなしてあり、、
前記第４計算手段は、ｊを虚数、ｙを管の長手方向の長さ、前記ｒ，θをｙの関数として、ｙの関数ｆ（ｙ）＝ｒ（ｙ）・ｅｘｐ（ｊ・θ（ｙ））について複素フーリエ変換解析をすべくなしてある
ことを特徴とする請求項１４に記載の製造装置。
【請求項１６】
管の肉厚の測定値に基づいて、管に発生する偏肉に係る情報を導出する装置において、
管の軸方向の断面の複数の部位における肉厚の測定値について周方向に複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的にｋ回（ｋは自然数）変動する各ｋ次偏肉の複素フーリエ成分を計算する第１計算手段と、
計算した複素フーリエ成分の絶対値から、各ｋ次偏肉について、偏肉の程度を示す偏肉量を計算する第２計算手段と、
計算した複素フーリエ成分の位相から、各ｋ次偏肉について、厚肉部又は薄肉部の位置を計算する第３計算手段と
を備えることを特徴とする偏肉情報導出装置。
【請求項１７】
前記第１計算手段は、軸方向の断面で肉厚を測定した測定部位数をＮ、周方向に並んだ測定部位の内のｉ番目の測定部位における肉厚の測定値をＷＴ（ｉ）として、各ｋ次偏肉の複素フーリエ成分の実部Ｒ（ｋ）及び虚部Ｉ（ｋ）を、
2004080623.tif 000046
と計算すべくなしてあり、
前記第２計算手段は、各ｋ次偏肉の偏肉量Ｇ（ｋ）を
2004080623.tif 000047
と計算すべくなしてある
ことを特徴とする請求項１６に記載の偏肉情報導出装置。
【請求項１８】
前記第３計算手段は、１番目の測定部位の位置を０°とした角度の単位で、各ｋ次偏肉の厚肉部の位置ａｒｇＷ（ｋ）又は薄肉部の位置ａｒｇＮ（ｋ）を、各ｋ次偏肉の複素フーリエ成分の実部Ｒ（ｋ）及び虚部Ｉ（ｋ）を用いて、
2004080623.tif 000048
と計算すべくなしてある
ことを特徴とする請求項１６又は１７に記載の偏肉情報導出装置。
【請求項１９】
管の肉厚の測定値に基づいて、管に発生する偏肉に係る情報を導出する装置において、
管の複数の軸方向の断面について、複数の部位における肉厚の測定値について周方向に複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的に１回変動する１次偏肉の複素フーリエ成分を計算する第１計算手段と、
複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、１次偏肉の偏肉の程度を示す偏肉量を計算する第２計算手段と、
複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分から、１次偏肉の位相を計算する第３計算手段と、
計算した偏肉量と位相とが夫々絶対値と位相となる複素数を管の長手方向の位置の関数とした複素関数について複素フーリエ変換解析を行ない、管の長手方向の単位長さ当たりに偏肉がねじれる回数である各周波数について、複素フーリエ成分を計算する第４計算手段と、
所定の境界値に基づいて、複数の所定の周波数領域における複素フーリエ成分の値が大きいか否かを判定する手段と
を備えることを特徴とする偏肉情報導出装置。
【請求項２０】
前記第１計算手段は、軸方向の断面で肉厚を測定した測定部位数をＮ、周方向に並んだ測定部位の内のｉ番目の測定部位における肉厚の測定値をＷＴ（ｉ）として、１次偏肉の複素フーリエ成分の実部Ｒ（１）及び虚部Ｉ（１）を、
2004080623.tif 000049
と計算すべくなしてあり、
前記第２計算手段は、１次偏肉の偏肉量ｒを
2004080623.tif 000050
と計算すべくなしてあり、
前記第３計算手段は、１次偏肉の位相θを
2004080623.tif 000051
と計算すべくなしてあり、
前記第４計算手段は、ｊを虚数、ｙを管の長手方向の長さ、前記ｒ，θをｙの関数として、ｙの関数ｆ（ｙ）＝ｒ（ｙ）・ｅｘｐ（ｊ・θ（ｙ））について複素フーリエ変換解析をすべくなしてある
ことを特徴とする請求項１９に記載の偏肉情報導出装置。
【請求項２１】
コンピュータに、管の肉厚値に基づいて、管に発生する偏肉に係る情報を導出させるコンピュータプログラムにおいて、
コンピュータに、管の肉厚値の列について複素フーリエ変換解析を行なわせ、肉厚が周期的にｋ回（ｋは自然数）変動する各ｋ次偏肉の複素フーリエ成分を計算させる第１計算手順と、
コンピュータに、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、各ｋ次偏肉について、偏肉の程度を示す偏肉量を計算させる第２計算手順と、
コンピュータに、計算した複素フーリエ成分の位相から、各ｋ次偏肉について、厚肉部又は薄肉部の位置を計算させる第３計算手順と
を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項２２】
前記第１計算手順は、コンピュータに、前記肉厚値の数をＮ、ｉ番目の前記肉厚値をＷＴ（ｉ）として、各ｋ次偏肉の複素フーリエ成分の実部Ｒ（ｋ）及び虚部Ｉ（ｋ）を、
2004080623.tif 000052
と計算させる手順を含み、
前記第２計算手順は、コンピュータに、各ｋ次偏肉の偏肉量Ｇ（ｋ）を
2004080623.tif 000053
と計算させる手順を含む
ことを特徴とする請求項２１に記載のコンピュータプログラム。
【請求項２３】
前記第３計算手順は、コンピュータに、角度の単位で、各ｋ次偏肉の厚肉部の位置ａｒｇＷ（ｋ）又は薄肉部の位置ａｒｇＮ（ｋ）を、各ｋ次偏肉の複素フーリエ成分の実部Ｒ（ｋ）及び虚部Ｉ（ｋ）を用いて、
2004080623.tif 000054
と計算させる手順を含む
ことを特徴とする請求項２１又は２２に記載のコンピュータプログラム。
【請求項２４】
コンピュータに、管の肉厚値に基づいて、管に発生する偏肉に係る情報を導出させるコンピュータプログラムにおいて、
コンピュータに、前記肉厚値の複数の列の夫々について複素フーリエ変換解析を行なわせ、肉厚が周期的に１回変動する１次偏肉の複素フーリエ成分を計算させる第１計算手順と、
コンピュータに、前記肉厚値の複数の列の夫々について、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、１次偏肉の偏肉の程度を示す偏肉量を計算させる第２計算手順と、
コンピュータに、前記肉厚値の複数の列の夫々について、計算した複素フーリエ成分から、１次偏肉の位相を計算させる第３計算手順と、
コンピュータに、前記肉厚値の複数の列の夫々について計算した偏肉量と位相との関係について、前記肉厚値の複数の列にわたって複素フーリエ変換解析を行なわせ、各周波数について複素フーリエ成分を計算させる第４計算手順と、
コンピュータに、所定の境界値に基づいて、複数の所定の周波数領域における複素フーリエ成分の値が大きいか否かを判定させる手順と、
を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項２５】
前記第１計算手順は、コンピュータに、前記肉厚値の列に含まれる前記肉厚値の数をＮ、前記肉厚値の列に含まれるｉ番目の前記肉厚値をＷＴ（ｉ）として、１次偏肉の複素フーリエ成分の実部Ｒ（１）及び虚部Ｉ（１）を、
2004080623.tif 000055
と計算させる手順を含み、
前記第２計算手順は、コンピュータに、１次偏肉の偏肉量ｒを
2004080623.tif 000056
と計算させる手順を含み、
前記第３計算手順は、コンピュータに、１次偏肉の位相θを
2004080623.tif 000057
と計算させる手順を含み、
前記第４計算手順は、コンピュータに、ｊを虚数、ｙを管の長手方向の長さ、前記ｒ，θをｙの関数として、ｙの関数ｆ（ｙ）＝ｒ（ｙ）・ｅｘｐ（ｊ・θ（ｙ））について複素フーリエ変換解析を行なわせる手順を含む
ことを特徴とする請求項２４に記載のコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、偏肉の発生を防止しながら継目無管を製造する製造方法／製造装置、偏肉に係る情報を導出する偏肉情報導出装置、及びコンピュータを該偏肉情報導出装置として実現するためのコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】  継目無管を製造する方法として、マンドレルミルを用いる方法が代表的である。この方法では、まず、加熱炉で所要の温度まで加熱した素材（ｂｉｌｌｅｔ）を穿孔機（ｐｉｅｒｃｉｎｇ  ｍｉｌｌ）で穿孔圧延して素管（ｈｏｌｌｏｗ  ｓｈｅｌｌ）を得、次に、マンドレルミルを用いて素管の延伸圧延を行ない、次に、レデューサ（ｒｅｄｕｃｉｎｇ  ｍｉｌｌ）又はサイザ（ｓｉｚｉｎｇ  ｍｉｌｌ）を用いて外径・肉厚の調整をするための定径圧延を行なう。
以上の如き工程にて製造される継目無管には、第１図に示す如き様々な種類の偏肉が発生する。第１図は、各種の偏肉を有する継目無管の断面図である。第１図（ａ）には継目無管の軸断面を示し、第１図（ｂ）には継目無管の中心軸を含む断面を示している。様々な要因が偏肉発生の原因として挙げられる。その内、製造設備に係わる要因として、例えば、穿孔するときに用いるプラグの中心軸と素材の中心軸のずれ（ｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔ）、又は加熱炉における加熱不足による素材の加熱温度の不均一が挙げられる。この要因により、１次偏肉が発生する。また、マンドレルミルでのロール位置の設定目標位置からのずれ（ｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔ）及びマンドレルミルで使用するマンドレルバーの半径の適正値からの偏差により、２次偏肉および４次偏肉が発生する。また、レデューサ又はサイザでの工具の不良により、３次偏肉および６次偏肉が発生する。更に、第１図（ｂ）に示す如く、長手方向に肉厚が変化する偏肉が存在する。この偏肉の原因としては、例えば穿孔機で生じる前述の１次偏肉等、傾斜圧延により生じるものが考えられる。
このような偏肉の発生を防止するためには、製造された継目無管の肉厚を測定し、偏肉の発生が検出された場合には、発生した偏肉の状態を把握して偏肉の発生原因を特定し、特定した発生原因を除去すべく製造設備を調整すること又は製造条件を調整することが必要となる。
特開昭５９−７４０７号公報には、継目無鋼管の断面内における薄肉部が長手方法にどの程度ねじれるかに着目し、穿孔機などの傾斜圧延機で生じる１次偏肉の発生原因を切り分ける技術が開示されている。また、特開昭６１−１３５４０９号公報には、継目無鋼管の肉厚をスパイラル状に測定し、測定結果をフーリエ解析して、１次偏肉、１２０°周期の３次偏肉、及び１８０°周期の２次偏肉の偏肉量を分析し、発生原因を判別する技術が開示されている。また、特開平８−２７１２４１号公報には、継目無鋼管に対して２つのガンマ線を通し、２つのガンマ線の減衰量の差で１次偏肉を特定する技術が開示されている。
上記のような従来の技術において、特開昭５９−７４０７号公報に開示された技術では、様々な種類の偏肉が重なっている場合には、１次偏肉のねじれ方を判別するのが困難であるという問題がある。また、特開昭６１−１３５４０９号公報に開示された技術では、偏肉の周方向位置を分析する方法が開示されていないので、偏肉を防止するために製造条件を調整する位置および調整量を決定できないという問題がある。更に、９０°周期の４次偏肉及び６０°周期の６次偏肉などに対する具体的な対処法も開示されていない。また、特開平８−２７１２４１号公報に開示された技術では、偶数次の偏肉と奇数次の偏肉とを切り分けることができないという問題がある。
【発明の開示】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、管の軸方向の断面の複数の部分で測定した肉厚の測定値を、複素フーリエ変換解析（Ｃｏｍｐｌｅｘ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）して偏肉の種類を分類し、複素フーリエ成分の位相から偏肉の位置を計算することにより、管の製造条件又は製造設備を調整して、偏肉の発生を防止する継目無管の製造方法／製造装置、偏肉に係る情報を導出する偏肉情報導出装置、及び該偏肉情報導出装置をコンピュータで実現するためのコンピュータプログラムを提供することにある。
更に具体的にいうと、１次偏肉から６次偏肉について、偏肉の種類に応じて、管の製造条件又は製造設備を調整して、偏肉の発生を防止する継目無管の製造方法／製造装置、偏肉に係る情報を導出する偏肉情報導出装置、及び該偏肉情報導出装置をコンピュータで実現するためのコンピュータプログラムを提供する。
また、管の軸方向の断面について得られた偏肉量および位相を、管の長手方向に複素フーリエ変換解析（Ｃｏｍｐｌｅｘ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）することにより、偏肉の長手方向へのねじれ方を判別し、ねじれ方に応じて管の製造条件又は製造設備を調整して、偏肉の発生を防止する継目無管の製造方法／製造装置、偏肉に係る情報を導出する偏肉情報導出装置、及び該偏肉情報導出装置をコンピュータで実現するためのコンピュータプログラムを提供する。
第１発明に係る継目無管の製造方法は、管の肉厚の測定値に基づいて肉厚を調整しながら継目無管を製造する方法において、管の軸方向の断面について、周方向の複数の部位で肉厚を測定するステップと、複数の肉厚の測定値について周方向に複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的にｋ回（ｋは自然数）変動する各ｋ次偏肉の複素フーリエ成分を計算する第１計算ステップと、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、各ｋ次偏肉について、偏肉の程度を示す偏肉量を計算する第２計算ステップと、計算した複素フーリエ成分の位相から、各ｋ次偏肉について、厚肉部又は薄肉部の位置を計算する第３計算ステップと、各ｋ次偏肉に応じた方法で、偏肉量及び／又は厚肉部若しくは薄肉部の位置に基づいて、管の肉厚を調整する調整ステップとを含むことを特徴とする。
第２発明に係る継目無管の製造方法は、前記第１計算ステップでは、軸方向の断面で肉厚を測定した測定部位数をＮ、周方向に並んだ測定部位の内のｉ番目の測定部位における肉厚の測定値をＷＴ（ｉ）として、各ｋ次偏肉の複素フーリエ成分の実部Ｒ（ｋ）及び虚部Ｉ（ｋ）を、
2004080623.tif 000003
と計算し、前記第２計算ステップでは、各ｋ次偏肉の偏肉量Ｇ（ｋ）を
2004080623.tif 000004
と計算することを特徴とする。
第３発明に係る継目無管の製造方法は、前記第３計算ステップでは、１番目の測定部位の位置を０°とした角度の単位で、各ｋ次偏肉の厚肉部の位置ａｒｇＷ（ｋ）又は薄肉部の位置ａｒｇＮ（ｋ）を、各ｋ次偏肉の複素フーリエ成分の実部Ｒ（ｋ）及び虚部Ｉ（ｋ）を用いて、
2004080623.tif 000005
と計算することを特徴とする。
第４発明に係る継目無管の製造方法は、素管を外側から挟んで圧延する複数の圧延ロール対を備えるマンドレルミルを用いて、前記調整ステップでは、２次偏肉に対しては、マンドレルミルについて、厚肉部の位置を圧延する圧延ロール対の圧延ロール間距離を偏肉量に応じて狭めるか、又は薄肉部の位置を圧延する圧延ロール対の圧延ロール間距離を偏肉量に応じて広げることを特徴とする。
第５発明に係る継目無管の製造方法は、素管にマンドレルバーを挿入するマンドレルミルを用いて、前記調整ステップでは、４次偏肉に対しては、偏肉量に応じてマンドレルミルのマンドレルバーを適切な径のマンドレルバーに交換することを特徴とする。
第６発明に係る継目無管の製造方法は、複数の圧延ロールからなる孔型に管を通過させて圧延する絞り圧延機を用いて、前記調整ステップでは、３次偏肉又は６次偏肉に対しては、偏肉量及び／又は厚肉部若しくは薄肉部の位置に基づいて、絞り圧延機のロールを適切な形状のロールに交換することを特徴とする。
第７発明に係る継目無管の製造方法は、管の肉厚の測定値に基づいて肉厚を調整しながら継目無管を製造する方法において、管の複数の軸方向の断面について、周方向の複数の部位で肉厚を測定するステップと、複数の軸方向の断面において、複数の肉厚の測定値について周方向に複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的にｋ回（ｋは自然数）変動する各ｋ次偏肉の複素フーリエ成分を計算するステップと、複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、各ｋ次偏肉の偏肉の程度を示す偏肉量を計算するステップと、複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分から、各ｋ次偏肉の位相を計算するステップと、各ｋ次変換について計算した偏肉量と位相とが夫々絶対値と位相となる複素数を管の長手方向の位置の関数とした複素関数について複素フーリエ変換解析を行ない、管の長手方向の単位長さ当たりに偏肉がねじれる回数である各周波数について、複素フーリエ成分を計算するステップと、所定の境界値に基づいて、複数の所定の周波数領域における複素フーリエ成分の値が大きいか否かを判定するステップと、いずれかの周波数領域について複素フーリエ成分の値が大きいと判定された場合は、各ｋ次偏肉及び各周波数領域に応じた方法で、管の肉厚を調整するステップとを含むことを特徴とする。
第８発明に係る継目無管の製造方法は、管の肉厚の測定値に基づいて肉厚を調整しながら継目無管を製造する方法において、管の複数の軸方向の断面について、周方向の複数の部位で肉厚を測定するステップと、複数の軸方向の断面において、複数の肉厚の測定値について周方向に複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的に１回変動する１次偏肉の複素フーリエ成分を計算する第１計算ステップと、複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、１次偏肉の偏肉の程度を示す偏肉量を計算する第２計算ステップと、複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分から、１次偏肉の位相を計算する第３計算ステップと、計算した偏肉量と位相とが夫々絶対値と位相となる複素数を管の長手方向の位置の関数とした複素関数について複素フーリエ変換解析を行ない、管の長手方向の単位長さ当たりに偏肉がねじれる回数である各周波数について、複素フーリエ成分を計算する第４計算ステップと、所定の境界値に基づいて、複数の所定の周波数領域における複素フーリエ成分の値が大きいか否かを判定する判定ステップと、いずれかの周波数領域について複素フーリエ成分の値が大きいと判定された場合は、周波数領域に応じた方法で、管の製造条件を調整する調整ステップとを含むことを特徴とする。
第９発明に係る継目無管の製造方法は、前記第１計算ステップでは、軸方向の断面で肉厚を測定した測定部位数をＮ、周方向に並んだ測定部位の内のｉ番目の測定部位における肉厚の測定値をＷＴ（ｉ）として、１次偏肉の複素フーリエ成分の実部Ｒ（１）及び虚部Ｉ（１）を、
2004080623.tif 000006
と計算し、前記第２計算ステップでは、１次偏肉の偏肉量ｒを
2004080623.tif 000007
と計算し、前記第３計算ステップでは、１次偏肉の位相θを
2004080623.tif 000008
と計算し、前記第４計算ステップでは、ｊを虚数、ｙを管の長手方向の長さ、前記ｒ，θをｙの関数として、ｙの関数ｆ（ｙ）＝ｒ（ｙ）・ｅｘｐ（ｊ・θ（ｙ））について複素フーリエ変換解析を行なうことを特徴とする。
第１０発明に係る継目無管の製造方法は、加熱炉と穿孔機とを用いて、前記判定ステップでは、所定の境界値に基づいた周波数が大きい領域と小さい領域とで、所定の境界値に基づいて複素フーリエ成分の値が大きいか否かを判定し、前記調整ステップでは、周波数が小さい領域で複素フーリエ成分の値が大きいと判定された場合は、加熱炉の加熱温度を上昇させ、周波数が大きい領域で複素フーリエ成分の値が大きいと判定された場合は、偏芯を発生している穿孔機の部品を交換することを特徴とする。
第１１発明に係る製造装置は、管の肉厚の測定値に基づいて肉厚を調整しながら継目無管を製造する装置において、管の軸方向の断面について、周方向の複数の部位で肉厚を測定する手段と、複数の肉厚の測定値について周方向に複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的にｋ回（ｋは自然数）変動する各ｋ次偏肉の複素フーリエ成分を計算する第１計算手段と、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、各ｋ次偏肉について、偏肉の程度を示す偏肉量を計算する第２計算手段と、計算した複素フーリエ成分の位相から、各ｋ次偏肉について、厚肉部又は薄肉部の位置を計算する第３計算手段と、各ｋ次偏肉に応じた方法で、偏肉量及び／又は厚肉部若しくは薄肉部の位置に基づいて、製造される管の肉厚を調整する調整手段とを備えることを特徴とする。
第１２発明に係る製造装置は、前記第１計算手段は、軸方向の断面で肉厚を測定した測定部位数をＮ、周方向に並んだ測定部位の内のｉ番目の測定部位における肉厚の測定値をＷＴ（ｉ）として、各ｋ次偏肉の複素フーリエ成分の実部Ｒ（ｋ）及び虚部Ｉ（ｋ）を、
2004080623.tif 000009
と計算すべくなしてあり、前記第２計算手段は、各ｋ次偏肉の偏肉量Ｇ（ｋ）を
2004080623.tif 000010
と計算すべくなしてあることを特徴とする。
第１３発明に係る製造装置は、前記第３計算手段は、１番目の測定部位の位置を０°とした角度の単位で、各ｋ次偏肉の厚肉部の位置ａｒｇＷ（ｋ）又は薄肉部の位置ａｒｇＮ（ｋ）を、各ｋ次偏肉の複素フーリエ成分の実部Ｒ（ｋ）及び虚部Ｉ（ｋ）を用いて、
2004080623.tif 000011
と計算すべくなしてあることを特徴とする。
第１４発明に係る製造装置は、管の肉厚の測定値に基づいて肉厚を調整しながら継目無管を製造する装置において、管の複数の軸方向の断面について、周方向の複数の部位で肉厚を測定する手段と、複数の軸方向の断面において、複数の肉厚の測定値について周方向に複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的に１回変動する１次偏肉の複素フーリエ成分を計算する第１計算手段と、複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、１次偏肉の偏肉の程度を示す偏肉量を計算する第２計算手段と、複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分から、１次偏肉の位相を計算する第３計算手段と、計算した偏肉量と位相との関係を、管の長手方向の位置の関数として、複数の前記関数にわたって複素フーリエ変換解析を行ない、管の長手方向の単位長さ当たりに偏肉がねじれる回数である各周波数について、複素フーリエ成分を計算する第４計算手段と、所定の境界値に基づいて、複数の所定の周波数領域における複素フーリエ成分の値が大きいか否かを判定する判定手段と、いずれかの周波数領域について複素フーリエ成分の値が大きいと判定された場合は、周波数領域に応じた方法で、管の製造条件を調整する調整手段とを備えることを特徴とする。
第１５発明に係る製造装置は、前記第１計算手段は、軸方向の断面で肉厚を測定した測定部位数をＮ、周方向に並んだ測定部位の内のｉ番目の測定部位における肉厚の測定値をＷＴ（ｉ）として、１次偏肉の複素フーリエ成分の実部Ｒ（１）及び虚部Ｉ（１）を、
2004080623.tif 000012
と計算すべくなしてあり、前記第２計算手段は、１次偏肉の偏肉量ｒを
2004080623.tif 000013
と計算すべくなしてあり、前記第３計算手段は、１次偏肉の位相θを
2004080623.tif 000014
と計算すべくなしてあり、前記第４計算手段は、ｊを虚数、ｙを管の長手方向の長さ、前記ｒ，θをｙの関数として、ｙの関数ｆ（ｙ）＝ｒ（ｙ）・ｅｘｐ（ｊ・θ（ｙ））について複素フーリエ変換解析をすべくなしてあることを特徴とする。
第１６発明に係る偏肉情報導出装置は、管の肉厚の測定値に基づいて、管に発生する偏肉に係る情報を導出する装置において、管の軸方向の断面の複数の部位における肉厚の測定値について周方向に複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的にｋ回（ｋは自然数）変動する各ｋ次偏肉の複素フーリエ成分を計算する第１計算手段と、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、各ｋ次偏肉について、偏肉の程度を示す偏肉量を計算する第２計算手段と、計算した複素フーリエ成分の位相から、各ｋ次偏肉について、厚肉部又は薄肉部の位置を計算する第３計算手段とを備えることを特徴とする。
第１７発明に係る偏肉情報導出装置は、前記第１計算手段は、軸方向の断面で肉厚を測定した測定部位数をＮ、周方向に並んだ測定部位の内のｉ番目の測定部位における肉厚の測定値をＷＴ（ｉ）として、各ｋ次偏肉の複素フーリエ成分の実部Ｒ（ｋ）及び虚部Ｉ（ｋ）を、
2004080623.tif 000015
と計算すべくなしてあり、前記第２計算手段は、各ｋ次偏肉の偏肉量Ｇ（ｋ）を
2004080623.tif 000016
と計算すべくなしてあることを特徴とする。
第１８発明に係る偏肉情報導出装置は、前記第３計算手段は、１番目の測定部位の位置を０°とした角度の単位で、各ｋ次偏肉の厚肉部の位置ａｒｇＷ（ｋ）又は薄肉部の位置ａｒｇＮ（ｋ）を、各ｋ次偏肉の複素フーリエ成分の実部Ｒ（ｋ）及び虚部Ｉ（ｋ）を用いて、
2004080623.tif 000017
と計算すべくなしてあることを特徴とする。
第１９発明に係る偏肉情報導出装置は、管の肉厚の測定値に基づいて、管に発生する偏肉に係る情報を導出する装置において、
管の複数の軸方向の断面について、複数の部位における肉厚の測定値について周方向に複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的に１回変動する１次偏肉の複素フーリエ成分を計算する第１計算手段と、複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、１次偏肉の偏肉の程度を示す偏肉量を計算する第２計算手段と、複数の軸方向の断面について、計算した複素フーリエ成分から、１次偏肉の位相を計算する第３計算手段と、計算した偏肉量と位相とが夫々絶対値と位相となる複素数を管の長手方向の位置の関数とした複素関数について複素フーリエ変換解析を行ない、管の長手方向の単位長さ当たりに偏肉がねじれる回数である各周波数について、複素フーリエ成分を計算する第４計算手段と、所定の境界値に基づいて、複数の所定の周波数領域における複素フーリエ成分の値が大きいか否かを判定する手段とを備えることを特徴とする。
第２０発明に係る偏肉情報導出装置は、前記第１計算手段は、軸方向の断面で肉厚を測定した測定部位数をＮ、周方向に並んだ測定部位の内のｉ番目の測定部位における肉厚の測定値をＷＴ（ｉ）として、１次偏肉の複素フーリエ成分の実部Ｒ（１）及び虚部Ｉ（１）を、
2004080623.tif 000018
と計算すべくなしてあり、前記第２計算手段は、１次偏肉の偏肉量ｒを
2004080623.tif 000019
と計算すべくなしてあり、前記第３計算手段は、１次偏肉の位相θを
2004080623.tif 000020
と計算すべくなしてあり、前記第４計算手段は、ｊを虚数、ｙを管の長手方向の長さ、前記ｒ，θをｙの関数として、ｙの関数ｆ（ｙ）＝ｒ（ｙ）・ｅｘｐ（ｊ・θ（ｙ））について複素フーリエ変換解析をすべくなしてあることを特徴とする。
第２１発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、管の肉厚値に基づいて、管に発生する偏肉に係る情報を導出させるコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、管の肉厚値の列について複素フーリエ変換解析を行なわせ、肉厚が周期的にｋ回（ｋは自然数）変動する各ｋ次偏肉の複素フーリエ成分を計算させる第１計算手順と、コンピュータに、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、各ｋ次偏肉について、偏肉の程度を示す偏肉量を計算させる第２計算手順と、コンピュータに、計算した複素フーリエ成分の位相から、各ｋ次偏肉について、厚肉部又は薄肉部の位置を計算させる第３計算手順とを含むことを特徴とする。
第２２発明に係るコンピュータプログラムは、前記第１計算手順は、コンピュータに、前記肉厚値の数をＮ、ｉ番目の前記肉厚値をＷＴ（ｉ）として、各ｋ次偏肉の複素フーリエ成分の実部Ｒ（ｋ）及び虚部Ｉ（ｋ）を、
2004080623.tif 000021
と計算させる手順を含み、前記第２計算手順は、コンピュータに、各ｋ次偏肉の偏肉量Ｇ（ｋ）を
2004080623.tif 000022
と計算させる手順を含むことを特徴とする。
第２３発明に係るコンピュータプログラムは、前記第３計算手順は、コンピュータに、角度の単位で、各ｋ次偏肉の厚肉部の位置ａｒｇＷ（ｋ）又は薄肉部の位置ａｒｇＮ（ｋ）を、各ｋ次偏肉の複素フーリエ成分の実部Ｒ（ｋ）及び虚部Ｉ（ｋ）を用いて、
2004080623.tif 000023
と計算させる手順を含むことを特徴とする。
第２４発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、管の肉厚値に基づいて、管に発生する偏肉に係る情報を導出させるコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、前記肉厚値の複数の列の夫々について複素フーリエ変換解析を行なわせ、肉厚が周期的に１回変動する１次偏肉の複素フーリエ成分を計算させる第１計算手順と、コンピュータに、前記肉厚値の複数の列の夫々について、計算した複素フーリエ成分の絶対値から、１次偏肉の偏肉の程度を示す偏肉量を計算させる第２計算手順と、コンピュータに、前記肉厚値の複数の列の夫々について、計算した複素フーリエ成分から、１次偏肉の位相を計算させる第３計算手順と、コンピュータに、前記肉厚値の複数の列の夫々について計算した偏肉量と位相との関係について、前記肉厚値の複数の列にわたって複素フーリエ変換解析を行なわせ、各周波数について複素フーリエ成分を計算させる第４計算手順と、コンピュータに、所定の境界値に基づいて、複数の所定の周波数領域における複素フーリエ成分の値が大きいか否かを判定させる手順と、を含むことを特徴とする。
第２５発明に係るコンピュータプログラムは、前記第１計算手順は、コンピュータに、前記肉厚値の列に含まれる前記肉厚値の数をＮ、前記肉厚値の列に含まれるｉ番目の前記肉厚値をＷＴ（ｉ）として、１次偏肉の複素フーリエ成分の実部Ｒ（１）及び虚部Ｉ（１）を、
2004080623.tif 000024
と計算させる手順を含み、前記第２計算手順は、コンピュータに、１次偏肉の偏肉量ｒを
2004080623.tif 000025
と計算させる手順を含み、前記第３計算手順は、コンピュータに、１次偏肉の位相θを
2004080623.tif 000026
と計算させる手順を含み、前記第４計算手順は、コンピュータに、ｊを虚数、ｙを管の長手方向の長さ、前記ｒ，θをｙの関数として、ｙの関数ｆ（ｙ）＝ｒ（ｙ）・ｅｘｐ（ｊ・θ（ｙ））について複素フーリエ変換解析を行なわせる手順を含むことを特徴とする。
第１、第１１、第１６、及び第２１発明においては、継目無管の軸方向の断面の複数の部位における肉厚の測定値について複素フーリエ変換解析を行ない、偏肉の種類を分類し、複素フーリエ成分の絶対値から偏肉量を計算し、複素フーリエ成分の位相から偏肉の厚肉部または薄肉部の位置を計算し、偏肉の種類、偏肉量、及び厚肉部もしくは薄肉部の位置に基づいて、管の製造条件を調整する。複素フーリエ成分の絶対値は、一周の間に肉厚が周期的にｋ回変動する各ｋ次偏肉の振幅を与えるので、各ｋ次偏肉についての偏肉量が求められる。更に、複素フーリエ成分の実部と虚部との比により得られる位相は、管の周方向の角度を横軸、ｋ次偏肉の変動を縦軸、測定の開始点を原点として描いた曲線が、実部のみからなるｃｏｓ曲線に対してどれだけずれているかを示しているので、前記曲線が最大値となる厚肉部の位置、及び前記曲線が最小値となる薄肉部の位置が、前記位相から求められる。これにより、偏肉の種類、偏肉量、並びに厚肉部または薄肉部の位置が判明し、偏肉を防止するための適切な処理が行なわれる。
第２、第１２、第１７、及び第２２発明においては、各ｋ次偏肉の偏肉量の定義を最大肉厚から最小肉厚を引いた値であるとしたと
2004080623.tif 000027
ので、偏肉防止のために管の肉厚を調整する調整量が決定される。
第３、第１３、第１８、及び第２３発明においては、各ｋ次偏肉の厚肉部の位置は、複素フーリエ成分の実部と虚部との比により得られる位相をｋで割った角度の位置となり、薄肉部の位置は、一周期内での厚肉部の位置を示す前記位相に２直角を足した値をｋで割った角度の位置となって、各ｋ次偏肉の厚肉部または薄肉部の位置が計算されるので、偏肉防止のために管の肉厚を調整する位置、及び調整量の正負が特定される。
第４発明においては、２次偏肉が発生している場合に、２次偏肉の発生原因を除去すべく管の製造条件を調整する。２次偏肉は、マンドレルミルにおける圧延時の圧力の偏りに起因しており、２次偏肉が発生した場合は、厚肉部の位置を圧延する圧延ロール対の圧延ロール間距離を偏肉量に応じて狭め、薄肉部の位置を圧延する圧延ロール対の圧延ロール間距離を偏肉量に応じて広げることで対処する。
第５発明においては、４次偏肉が発生している場合に、４次偏肉の発生原因を除去すべく管の製造条件を調整する。４次偏肉については、本発明者は、マンドレルバーの形状を変更することで偏肉量を変えられることを発見したので、４次偏肉が発生した場合は、偏肉量に応じてマンドレルバーを径が異なるバーへ交換することで対処する。
第６発明においては、３次及び６次偏肉が発生している場合に、偏肉の発生原因を除去すべく管の製造条件を調整する。３次および６次偏肉については、本発明者は、レデューサ又はサイザである絞り圧延機の孔型の形状を調整することで偏肉量を改善できることを発見したので、３次および６次偏肉が発生した場合は、厚肉量並びに厚肉部または薄肉部の位置に応じてロールを交換することで対処する。
第７発明においては、複数の軸方向の断面について得られた各ｋ次偏肉の偏肉量と位相との関係を、管の長手方向の関数として、その関数について複素フーリエ変換解析を行ない、偏肉のねじれの周波数によって偏肉を更に分類し、分類した偏肉に応じて該偏肉を防止するための適切な処理を行なう。
第８、第１４、第１９、及び第２４発明においては、複数の軸方向の断面について得られた１次偏肉の偏肉量と位相との関係を、管の長手方向の関数として、その関数について複素フーリエ変換解析を行ない、偏肉のねじれの周波数によって偏肉を更に分類し、分類した偏肉に応じて該偏肉を防止するための適切な処理を行なう。
第９、第１５、第２０、及び第２５発明においては、複数の軸方向の断面で得られた１次偏肉の偏肉量ｒ及び位相θについて、ｊを虚数、ｙを管の長手方向の長さ、前記ｒ，θをｙの関数として、ｙの関数ｆ（ｙ）＝ｒ（ｙ）・ｅｘｐ（ｊ・θ（ｙ））について複素フーリエ変換解析を行なう。ｍをねじれの周波数、αｍをねじれの周波数ｍに対応する角周波数とすると、ｅｘｐ（ｊ（αｍ・ｙ））の成分に相当する複素フーリエ変換解析結果により１次偏肉のねじれの周波数ｍが分析され、周波数によって分類される偏肉に応じて、該偏肉を防止するための適切な処理を行なう。
第１０発明においては、ねじれの周波数が大きい１次偏肉、及びねじれの周波数が小さい１次偏肉が発生している場合、夫々の偏肉の発生原因を除去すべく管の製造条件を調整する。ねじれの周波数が小さい、即ち管の長手方向に長い距離にわたり１次偏肉がねじれている場合は、加熱炉における加熱の偏りが偏肉の原因であるので、加熱時間を長くする又は加熱炉の温度を上昇させる等して、素材が加熱される温度を上昇させることで対処する。ねじれの周波数が大きい、即ち管の長手方向に短い距離で１次偏肉がねじれている場合は、穿孔するときに用いる工具の中心軸と素材の中心軸とのずれ（ｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔ）が偏肉の原因であるので、偏芯を起こしている部品を交換することで対処する。
【図面の簡単な説明】  第１図は各種の偏肉を有する継目無管の断面図、第２図は本発明の継目無管の製造装置を示すブロック図、第３図は本発明の偏肉情報導出装置の構成を示すブロック図、第４図はマンドレルミルの構成を示す模式図、第５図はレデューサの構成を示す模式図、第６図は肉厚計の構成の例を示す模式的軸方向の断面図、第７図は本発明の偏肉情報導出装置が行なう処理の手順を示すフローチャート、第８図は本発明の偏肉情報導出装置が行なう処理の手順を示すフローチャート、第９図は複素関数ｆ（ｙ）を示す特性図、第１０図は本発明の適用結果例を示す図表である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
第２図は、本発明の継目無管の製造装置を示すブロック図である。継目無管は、素材を加熱炉４で所要の温度まで加熱し、穿孔機５で穿孔圧延して素管を得、マンドレルミル６を用いて素管の延伸圧延を行ない、レデューサ（絞り圧延機）７を用いて外径・肉厚などの形状の調整のために定径圧延を行なうという工程で製造される。本発明の製造装置は、マンドレルミル６の出側に備えられた肉厚計２１と、レデューサ７の出側に備えられた肉厚計２２と、肉厚計２１及び２２が接続された偏肉情報導出装置１と、偏肉情報導出装置１に接続されてあり偏肉情報導出装置１からの情報を出力する出力装置３と、偏肉情報導出装置１に接続されてあり偏肉情報導出装置１からの情報により加熱炉４を制御する制御器４１と、偏肉情報導出装置１に接続されてあり偏肉情報導出装置１からの情報によりマンドレルミル６を制御する制御器６１とを備えている。
第３図は、本発明の偏肉情報導出装置１の構成を示すブロック図である。偏肉情報導出装置１は、コンピュータを用いて構成されており、演算を行なうＣＰＵ１１と、演算に伴って発生する一時的な情報を記憶するＲＡＭ１２と、ＣＤ−ＲＯＭドライブ等の外部記憶装置１３と、ハードディスク又は半導体メモリ等の内部記憶装置１４とを備えており、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体１０から本発明に係るコンピュータプログラム１００を外部記憶装置１３にて読み取り、読み取ったコンピュータプログラム１００を内部記憶装置１４に記憶し、ＲＡＭ１２にコンピュータプログラム１００をロードし、ロードしたコンピュータプログラム１００に基づいて偏肉情報導出装置１に必要な処理を実行する。偏肉情報導出装置１は、肉厚計２１及び２２に接続された入力部１５を備えており、入力部１５を介して肉厚計２１及び２２から情報を受け付ける。また、偏肉情報導出装置１は、出力装置３、制御器４１及び６１に接続された出力部１６を備えており、出力部１６を介して出力装置３、制御器４１及び６１へ情報を出力する。
第４図は、マンドレルミル６の構成を示す模式図である。マンドレルミル６は、管Ｐの長手方向に沿って、管Ｐを左右から圧延する一対の圧延ロール６５，６５を備える第１スタンド６３と、管Ｐを上下から圧延する一対の圧延ロール６５，６５を備える第２スタンド６４とを交互に備え、また、管Ｐに挿入するマンドレルバー６２を備え、マンドレルバー６２を挿入された管Ｐに対して上下左右から圧延を行なう。第１スタンド６３，６３，…及び第２スタンド６４，６４，…の夫々は、一対の圧延ロール６５，６５の間の距離を調整する圧延調整器６６を備えており、圧延調整器６６，６６，…の夫々は、制御器６１に接続されている。圧延調整器６６，６６，…は、制御器６１に制御されて、圧延ロール６５，６５の間の距離を調整する。
第５図は、レデューサ７の構成を示す模式図であり、第５図（ａ）は、レデューサ７の斜視図である。レデューサ７は、３個一組のボビン形状のロール７２，７２，７２を有するスタンド７１，７１，…を管Ｐの長手方向に沿って備えている。第５図（ｂ）は、スタンド７１の正面図である。３個一組のロール７２，７２，７２により孔型が形成されており、この孔型に管Ｐを通して圧延することにより、レデューサ７は管Ｐの形状を調整する。
第６図は、肉厚計２１の構成の例を示す模式的軸方向の断面図である。図中には、放射線を用いて管Ｐの周囲９箇所で肉厚を測定する例の構成を示しており、図中２１１ａ〜２１９ａは、放射線源であり、図中２１１ｂ〜２１９ｂは、放射線検出器である。放射線源２１１ａからの放射線は放射線検出器２１１ｂにて検出され、放射線源２１２ａからの放射線は放射線検出器２１２ｂにて検出され、以下同様である。放射線検出器が検出した放射線の減衰から、管Ｐを放射線が通過した長さが測定される。図中に示した２１１の点は、放射線源２１１ａ及び放射線検出器２１１ｂと、放射線源２１５ａ及び放射線検出器２１５ｂとにより測定されており、他の点も同様に２回づつ測定されている。また、放射線検出器２１１ｂが検出した放射線からは、図中に示した２１１の点と２１６の点との肉厚を足した長さが測定され、他の各放射線検出器についても同様に２箇所の点の肉厚を足した長さが測定される。２箇所の肉厚の和が各放射線検出器により測定された長さであるとした連立方程式を解くことにより、夫々の点２１１〜２１９における肉厚が測定される。肉厚計２２の構成もまた、同様である。
次に、フローチャートを用いて、本発明における継目無管の製造方法を説明する。第７図及び第８図は、本発明の偏肉情報導出装置１が行なう処理の手順を示すフローチャートである。肉厚計２１及び２２は、製造される管Ｐに対して、長手方向に一定のピッチで軸方向の断面の複数の部位での肉厚を測定し、肉厚の測定値を偏肉情報導出装置１へ入力する。偏肉情報導出装置１は、入力部１５にて、肉厚計２１及び２２から肉厚の測定値を受け付け（Ｓ１）、偏肉情報導出装置１のＣＰＵ１１は、コンピュータプログラム１００をＲＡＭ１２にロードし、ロードしたコンピュータプログラム１００に従って、受け付けた測定値について複素フーリエ変換解析を行ない、一周の間に肉厚が周期的にｋ回変動する各ｋ次偏肉の複素フーリエ成分を計算する（Ｓ２）。ここでは、断面で肉厚を測定した測定部位数をＮ、断面の周方向に並んだ測定部位の内のｉ番目の測定部位における肉厚の測定値をＷＴ（ｉ）として、離散的に得られたＷＴ（ｉ）から、各ｋ次偏肉の複素フーリエ成分の実部Ｒ（ｋ）及び虚部Ｉ（ｋ）を、
2004080623.tif 000028
と計算する。ＣＰＵ１１は、次に、ＲＡＭ１２にロードしたコンピュータプログラム１００に従って、各ｋ次偏肉の偏肉量Ｇ（ｋ）を、
2004080623.tif 000029
と計算する（Ｓ３）。偏肉量Ｇ（ｋ）の定義を最大肉厚から最小肉厚を引いた値であるとしたときには、偏肉量Ｇ（ｋ）は、各ｋ次偏
2004080623.tif 000030
なる。
ＣＰＵ１１は、次に、ＲＡＭ１２にロードしたコンピュータプログラム１００に従って、各ｋ次偏肉の複素フーリエ成分の位相と、厚肉部および薄肉部の位置とを計算する（Ｓ４）。複素フーリエ成分の位相θは、複素フーリエ成分の実部Ｒ（ｋ）と虚部Ｉ（ｋ）との比から求められ、ＣＰＵ１１は、ここで、位相θをθ＝ｔａｎ−１｛Ｉ（ｋ）／Ｒ（ｋ）｝と計算する。また、位相θは、管Ｐの周方向の角度を横軸、ｋ次偏肉の変動を縦軸、ｉ＝１である測定の開始点を原点として描いた曲線が、実部のみからなるｃｏｓ曲線に対してどれだけずれているかを示しているので、ここでＣＰＵ１１は、前記曲線が最大値となる厚肉部の位置ａｒｇＷ（ｋ）の一つを、ｉ＝１の測定部位の位置を０°とした角度の単位で、
2004080623.tif 000031
と計算する。また、ｋ次偏肉におけるｋ個の厚肉部の位置ａｒｇＷ（ｋ）は、ｎをｎ＝１，２，…，ｋである自然数として、
2004080623.tif 000032
となる。更に、薄肉部の位置は、偏肉の変動の一周期内で厚肉部の位置に２直角を足した位置となるので、ここで、ＣＰＵ１１は、薄肉部の位置ａｒｇＮ（ｋ）の一つ、又はｋ次偏肉におけるｋ個の薄肉部の位置ａｒｇＮ（ｋ）を、以下の如く計算する。
2004080623.tif 000033
ＣＰＵ１１は、次に、ＲＡＭ１２にロードしたコンピュータプログラム１００に従って、計算した２次偏肉の偏肉量Ｇ（２）が、所定の境界値を超えているか否か、即ち許容量を超えた２次偏肉が発生しているか否かを判定する（Ｓ５）。２次偏肉が発生している場合は（Ｓ５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１２にロードしたコンピュータプログラム１００に従って、２次偏肉を防止するための情報を出力部１６からマンドレルミルの制御器６１へ出力し、マンドレルミルを制御する（Ｓ６）。このとき、偏肉情報導出装置１は、計算した偏肉量Ｇ（２）、厚肉部の位置ａｒｇＷ（２）、及び薄肉部の位置ａｒｇＮ（２）を含む情報を出力し、制御器６１は、偏肉情報導出装置１から出力された情報に従って、厚肉部の方向を圧延している一対の圧延ロール６５，６５を備えるスタンドの圧延調整器６６に、前記圧延ロール６５，６５の間の距離を狭くさせ、また、薄肉部の方向を圧延している一対の圧延ロール６５，６５を備えるスタンドの圧延調整器６６に、前記圧延ロール６５，６５の間の距離を広くさせて、２次偏肉を防止すべくマンドレルミルを制御する。
ステップＳ６が終了した場合、及びステップＳ５にて２次偏肉が発生していなかった場合は（Ｓ５：ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１２にロードしたコンピュータプログラム１００に従って、計算した４次偏肉の偏肉量Ｇ（４）が、所定の境界値を超えているか否か、即ち許容量を超えた４次偏肉が発生しているか否かを判定し（Ｓ７）、４次偏肉が発生している場合は（Ｓ７：ＹＥＳ）、マンドレルミル６のマンドレルバー６１を偏肉量に応じた適切な径を有するマンドレルバー６１に交換すべき指示を出力部１６から出力装置３へ出力する（Ｓ８）。出力装置３には、マンドレルバー６１の交換指示が出力され、作業員の作業により、マンドレルバー６１が、４次偏肉が防止できる適切な径を有するマンドレルバー６１に交換される。
ステップＳ８が終了した場合、及びステップＳ７にて４次偏肉が発生していなかった場合は（Ｓ７：ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１２にロードしたコンピュータプログラム１００に従って、計算した３次偏肉の偏肉量Ｇ（３）又は６次偏肉の偏肉量Ｇ（６）が、所定の境界値を超えているか否か、即ち許容量を超えた３次偏肉または６次偏肉が発生しているか否かを判定し（Ｓ９）、３次偏肉または６次偏肉が発生している場合は（Ｓ９：ＹＥＳ）、レデューサ７の孔型の形状を調整すべき指示を出力部１６から出力装置３へ出力する（Ｓ１０）。出力装置３には、孔型形状の調整指示が出力され、作業員の作業により、３次偏肉または６次偏肉を防止すべく、偏肉を発生させる孔型を構成しているロール７２，…が、偏肉量、厚肉部の位置、及び薄肉部の位置に応じて新たなロール７２，…に交換される。
ステップＳ１０が終了した場合、及びステップＳ９にて３次偏肉または６次偏肉が発生していなかった場合は（Ｓ９：ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１２にロードしたコンピュータプログラム１００に従って、軸方向の各断面について得られた１次偏肉の偏肉量Ｇ（１）及び１次偏肉の位相θから、ｊを虚数、ｙを管の長手方向の長さ、前記ｒ，θをｙの関数として、ｙの関数ｆ（ｙ）＝ｒ（ｙ）・ｅｘｐ（ｊ・θ（ｙ））についてｙ方向即ち管の長手方向に複素フーリエ変換解析を行ない、ｍをねじれの周波数、αｍをθ＝αｍ・ｙであるねじれの周波数ｍに対応する角周波数とした各周波数ｍについて複素フーリエ成分を計算する（Ｓ１１）。第９図は、複素関数ｆ（ｙ）を示す特性図である。ｒ・ｅｘｐ（ｊθ）は、Ｒ（１）／４を横軸、Ｉ（１）／４を縦軸とした極座標上の点として表され、ｙ方向に極座標上の点をつなげることで、１次偏肉が管の長手方向にねじれている場合、複素関数ｆ（ｙ）は、略スパイラル状の軌跡を描く。ｆ（ｙ）について複素フーリエ変換解析を行なうことにより、１次偏肉のねじれの周波数ｍを分析できる。
ＣＰＵ１１は、次に、ＲＡＭ１２にロードしたコンピュータプログラム１００に従って、所定の周波数値ｍ＝ｍ０以下の領域で複素フーリエ成分の絶対値が所定の境界値を超えているか否か、即ち周波数ｍが小さい領域でねじれている１次偏肉が発生しているか否かを判定し（Ｓ１２）、該１次偏肉が発生している場合は（Ｓ１２：ＹＥＳ）、管Ｐの長手方向に長い距離にわたりねじれている１次偏肉を防止するための情報を、加熱炉４の制御器４１へ出力し、加熱炉４を制御する（Ｓ１３）。このとき、偏肉情報導出装置１は、計算した複素フーリエ成分の絶対値を含む情報を出力し、制御器４１は、偏肉情報導出装置１から出力された情報に従って、加熱炉４での素材の加熱時間を長くする、又は火力を調節して加熱炉４内の温度を上げる等して、素材を加熱する温度を上昇させて、加熱の不均一が起因となっている偏肉の発生を抑制する。
ステップＳ１３が終了した場合、及びステップＳ１２にて周波数ｍが小さい領域でねじれている１次偏肉が発生していなかった場合は（Ｓ１２：ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１２にロードしたコンピュータプログラム１００に従って、所定の周波数値ｍ＝ｍ０を超えた領域で複素フーリエ成分の絶対値が所定の境界値を超えているか否か、即ち周波数ｍが大きい領域でねじれている１次偏肉が発生しているか否かを判定し（Ｓ１４）、該１次偏肉が発生している場合は（Ｓ１４：ＹＥＳ）、穿孔機５において偏芯を起こしている工具を交換すべき指示を出力部１６から出力装置３へ出力する（Ｓ１５）。出力装置３には、工具の交換指示が出力され、作業員の作業により、偏肉の発生を防止すべく、偏芯を起こしている穿孔機５の工具が交換される。ステップＳ１５が終了した場合、及びステップＳ１４にて周波数ｍが大きい領域でねじれている１次偏肉が発生していなかった場合は（Ｓ１４：ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、処理を終了する。
以上詳述した如く、本発明においては、管の軸方向の断面の複数部位における肉厚の測定値について複素フーリエ変換解析を行ない、各ｋ次偏肉について、計算した複素フーリエ成分から、偏肉量と厚肉部および薄肉部の位置とを計算し、偏肉の種類に加えて、偏肉防止のために管の製造条件を調整する位置、及び調整量の正負が特定され、偏肉の防止のために適切な処置を施すことが可能となる。更に、偏肉量と位相との関係について、管の長手方向に複素フーリエ変換解析を行なうことで、ねじれの周波数により偏肉を分類して、偏肉の原因別に偏肉の防止のための適切な処置を施すことが可能となる。
次に、本発明を継目無管の製造工程に適用した結果の例を示す。第１０図は、本発明の適用結果例を示す図表である。実施した内容は以下の如くである。
（ａ）周波数が大きい領域でねじれている１次偏肉が発生した場合に、穿孔機５の工具を交換。
（ｂ）周波数が小さい領域でねじれている１次偏肉が発生した場合に、加熱炉４での加熱時間を長くする。
（ｃ）２次偏肉が発生した場合に、マンドレルミル６を調整。
（ｄ）４次偏肉が発生した場合に、マンドレルバー６１を交換。
（ｅ）３次偏肉または６次偏肉が発生した場合に、レデューサ７のロールを交換。
（ｆ）特開昭６１−１３５４０９号公報に開示された方法で偏肉に対処。
（ｇ）何もしない。
図中には、前述の内容に従って本発明を実施した場合に、
偏肉率＝（偏肉量／平均肉厚）×１００
で定義される偏肉率を、肉厚計２２によって測定されたデータにより計算し、偏肉率が１２．５％以上となった継目無管の本数の割合を示している。第１０図に示す如く、本発明を用いることにより、偏肉に対して対処しなかった場合に比べて、偏肉が発生した継目無管の割合が減少している。更に、従来技術と比べても偏肉が発生した継目無管の割合が減少しており、本発明は、従来技術に比べて偏肉の発生を抑制する能力に優れていることが明らかである。従って、本発明により、継目無管の製造時に各種の偏肉の発生を抑制し、継目無管の品質を向上させることが可能となる。
なお、本実施の形態においては、マンドレル６の出側およびレデューサ７の出側に肉厚計２１及び２２を備え、肉厚計２１及び２２が共通の偏肉情報導出装置１に接続されている形態を示したが、これに限られるわけではなく、２台の偏肉情報導出装置１，１を備え、肉厚計２１及び２２の夫々が個別に偏肉情報導出装置１に接続されている形態であってもよく、肉厚計はレデューサ７の出側の肉厚計２２のみを備える形態であってもよい。
また、本実施の形態においては、偏肉情報導出装置１は、コンピュータを用いてなり、コンピュータプログラム１００に従って本発明に係る処理を行なう形態を示したが、これに限るものではなく、肉厚計からの情報を記憶する記憶手段、肉厚の測定値を複素フーリエ変換する変換手段などの専用のハードウェアで本発明の偏肉情報導出装置１を構成してある形態であってもよい。
また、本実施の形態においては、継目無管を製造する際に、マンドレルミルを用いて圧延を行ない、レデューサを用いてサイズを調整する方法を用いる形態を示したが、プラグミル等のマンドレルミル以外の他の圧延手段を用い、サイザ等のレデューサ以外の他の絞り圧延機を用いて継目無管を製造する方法についても、本発明を適用することは可能である。
更に、本実施の形態においては、１次偏肉についてのみ長手方向に複素フーリエ変換解析を行ない、ねじれを分析する方法を示したが、他のｋ次偏肉についても長手方向に複素フーリエ変換解析を行なない、ねじれを分析して夫々の偏肉に対処する方法を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】  以上詳述したように、本発明においては、管の軸方向の断面の複数の部位における肉厚の測定値について複素フーリエ変換解析を行ない、偏肉の種類を分類し、複素フーリエ成分の絶対値から偏肉量を計算し、複素フーリエ成分の位相から偏肉の厚肉部または薄肉部の位置を計算し、偏肉の種類、偏肉量、及び厚肉部もしくは薄肉部の位置に基づいて、管の製造条件を調整することにより、偏肉を防止することができる。
また発明においては、各ｋ次偏肉の厚肉量を計算することにより、偏肉防止のために管の肉厚を調整する調整量が決定され、偏肉を防止するために管の肉厚を適切に調整することができる。
また本発明においては、各ｋ次偏肉の厚肉部または薄肉部の位置を計算することにより、偏肉防止のために管の肉厚を調整する位置、及び調整量の正負が特定され、管の肉厚を適切に調整することができる。
また本発明においては、２次偏肉が発生した場合は、偏肉量および偏肉の位置に応じてマンドレルミルの圧延条件を調整することにより、２次偏肉の発生を抑制し、製造する継目無管の品質を向上させることができる。
また本発明においては、４次偏肉が発生した場合は、偏肉量に応じてマンドレルバーを径が異なるバーへ交換することにより、４次偏肉の発生を抑制し、製造する継目無管の品質を向上させることができる。
また本発明においては、３次及び６次偏肉が発生した場合は、偏肉量および偏肉の位置に応じて絞り圧延機のロールを交換することにより、３次偏肉および６次偏肉の発生を抑制し、製造する継目無管の品質を向上させることができる。
また本発明においては、複数の軸方向の断面について得られた各ｋ次偏肉の偏肉量と位相との関係を、管の長手方向の関数として、その関数について複素フーリエ変換解析を行ない、偏肉のねじれの周波数によって偏肉を更に分類し、分類した偏肉に応じて偏肉を防止するために管の肉厚を適切に調整することができる。
また本発明においては、複数の軸方向の断面について得られた１次偏肉の偏肉量と位相との関係を、管の長手方向の関数として、その関数について複素フーリエ変換解析を行ない、偏肉のねじれの周波数によって偏肉を更に分類し、分類した偏肉に応じて偏肉を防止するために管の肉厚を適切に調整することができる。
また本発明においては、複数の軸方向の断面で得られた１次偏肉の偏肉量ｒ及び位相θの関数ｒ・ｅｘｐ（ｊθ）を管の長手方向の関数として、その関数について複素フーリエ変換解析を行ない、１次偏肉のねじれの周波数が分析され、周波数によって分類される偏肉に応じて、管の肉厚を適切に調整することができる。
また本発明においては、ねじれの周波数が小さい１次偏肉が発生した場合は、素材の加熱温度を上昇させ、ねじれの周波数が大きい１次偏肉が発生した場合は、穿孔機にて偏芯を起こしている工具を交換することにより、夫々の１次偏肉の発生を抑制し、製造する継目無管の品質を向上させることができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図１】
2004080623.tif 000058
【図２】
2004080623.tif 000059
【図３】
2004080623.tif 000060
【図４】
2004080623.tif 000061
【図５】
2004080623.tif 000062
【図６】
2004080623.tif 000063
【図７】
2004080623.tif 000064
【図８】
2004080623.tif 000065
【図９】
2004080623.tif 000066
【図１０】
2004080623.tif 000067
【国際調査報告】
2004080623.tif 000068
2004080623.tif 000069