(57)【要約】【課題】より確実に鍛接鋼管の形状計測をすることができる、鍛接鋼管の形状計測方法および装置を提供することを課題とする。【解決手段】加熱炉において所定温度に加熱された鋼帯を、成形鍛接機の鍛接ロールによって管状に成形すると共に、その突き合わされた両エッジ部を鍛接し鍛接鋼管を製造する際に、鍛接鋼管の表面形状を測定する鍛接鋼管の形状計測方法であって、前記鍛接ロールの下流、かつストレッチレデューサーの上流に設置した、５００ｎｍ以下の波長を有するレーザー光を照射するレーザー変位計にて鍛接鋼管表面の形状を計測する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱炉において所定温度に加熱された鋼帯を、成形鍛接機の鍛接ロールによって管状に成形すると共に、その突き合わされた両エッジ部を鍛接し鍛接鋼管を製造する際に、鍛接鋼管の表面形状を測定する鍛接鋼管の形状計測方法であって、
前記鍛接ロールの下流、かつストレッチレデューサーの上流に設置した、５００ｎｍ以下の波長を有するレーザー光を照射するレーザー変位計にて鍛接鋼管表面の形状を計測することを特徴とする鍛接鋼管の形状計測方法。
【請求項２】
請求項１に記載の鍛接鋼管の形状計測方法において、
前記レーザー光の照射部周囲からエアーパージおよび／または前記レーザー変位計の水冷却を行うことを特徴とする鍛接鋼管の形状計測方法。
【請求項３】
加熱炉において所定温度に加熱された鋼帯を成形鍛接機の鍛接ロールによって管状に成形すると共に、その突き合わされた両エッジ部を鍛接し鍛接鋼管を製造する際に、鍛接鋼管の表面形状を測定する鍛接鋼管の形状計測装置であって、
前記鍛接ロールの下流、かつストレッチレデューサーの上流に設置した、５００ｎｍ以下の波長を有するレーザー光を照射するレーザー変位計を具備することを特徴とする鍛接鋼管の形状計測装置。
【請求項４】
請求項３に記載の鍛接鋼管の形状計測装置において、
前記レーザー光の照射部周囲からエアーパージを行うエアーパージ手段および／または前記レーザー変位計の水冷却手段を具備することを特徴とする鍛接鋼管の形状計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍛接鋼管の表面形状を測定する、鍛接鋼管の形状計測方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鍛接鋼管の製造法の一つとして、加熱炉において所定温度に加熱された鋼帯を、成形鍛接機の鍛接ロールによって管状に成形すると共に、その突き合わされた両エッジ部を鍛接する鍛接鋼管の製造方法（例えば、特許文献１）が知られている。
【０００３】
図５は、従来の鍛接鋼管の製造装置の構成例を示す図である。図中、１は鋼帯、２は加熱炉、３はエッジヒータ、４はウェルディングホーン、５はガイドロール、６は第１鍛接ロール、７は第２鍛接ロール、８は第３鍛接ロール、９は第４鍛接ロール、１０は第５鍛接ロール、１１はストレッチレデューサー、および１２は鍛接鋼管をそれぞれ表す。
【０００４】
図面に示すように、一定速度で移動する鋼帯１は、加熱炉２において１２００〜１３００℃の温度に加熱された後、更にエッジヒータ３においてその両エッジ部のみが約１４００℃に加熱される。
【０００５】
このように加熱された鋼帯１は、ガイドロール５を経て第１鍛接ロール６によって管状に成形された後、ウェルディングホーン４において鍛着部のスケールや不純物が除去される共にその両エッジ部が昇温され、次いで、第２鍛接ロール７によって管体の両エッジ部が鍛接され、更に、第３鍛接ロール８、第４鍛接ロール９および第５鍛接ロール１０によって鍛接成形された後、ストレッチレデューサー１１により所定の外径および肉厚に矯正されて鍛接鋼管１２となる。
【０００６】
このように製造される鍛接鋼管においては、成型時の鋼帯エッジ部の形状は、成型後の外観や加工性に影響を及ぼす。そこで従来は、第５鍛接ロール１０の次にパイプが通るストレッチレデューサー１１の出側にて、約７００℃まで冷えた鍛接鋼管１２の形状を測定していた。
【０００７】
しかしながら、ストレッチレデューサー１１で圧下されると鍛接直後の形状が分からなくなるため、少なくともストレッチレデューサー１１より前段で形状測定を行う必要がある。そこで、特許文献２で開示されているような赤色レーザー光を用いた形状測定機による形状測定が試みられてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−３３３５１５号公報
【特許文献２】特開平７−８３６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、鍛接ロールとストレッチレデューサーの間では、鋼帯エッジ部の最高温度は約１５００℃に達するため、赤色レーザー光は減衰し、高精度な形状測定が困難であるという問題がある。すなわち、従来の赤色レーザー光を用いた形状測定方法では、表面の引掻き疵や、鋼帯溶接部の突合せ異常による形状変化を検知することができない。このように、赤熱した鋼帯を測定対象とする場合には、赤色レーザー光の減衰のため、鮮明な表面形状を測定することができないというものである。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、より確実に鍛接鋼管の形状計測をすることができる、鍛接鋼管の形状計測方法および装置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】
上記課題は、以下の発明によって解決できる。
［１］加熱炉において所定温度に加熱された鋼帯を、成形鍛接機の鍛接ロールによって管状に成形すると共に、その突き合わされた両エッジ部を鍛接し鍛接鋼管を製造する際に、鍛接鋼管の表面形状を測定する鍛接鋼管の形状計測方法であって、
前記鍛接ロールの下流、かつストレッチレデューサーの上流に設置した、５００ｎｍ以下の波長を有するレーザー光を照射するレーザー変位計にて鍛接鋼管表面の形状を計測することを特徴とする鍛接鋼管の形状計測方法。
［２］上記［１］に記載の鍛接鋼管の形状計測方法において、
前記レーザー光の照射部周囲からエアーパージおよび／または前記レーザー変位計の水冷却を行うことを特徴とする鍛接鋼管の形状計測方法。
［３］加熱炉において所定温度に加熱された鋼帯を成形鍛接機の鍛接ロールによって管状に成形すると共に、その突き合わされた両エッジ部を鍛接し鍛接鋼管を製造する際に、鍛接鋼管の表面形状を測定する鍛接鋼管の形状計測装置であって、
前記鍛接ロールの下流、かつストレッチレデューサーの上流に設置した、５００ｎｍ以下の波長を有するレーザー光を照射するレーザー変位計を具備することを特徴とする鍛接鋼管の形状計測装置。
［４］上記［３］に記載の鍛接鋼管の形状計測装置において、
前記レーザー光の照射部周囲からエアーパージを行うエアーパージ手段および／または前記レーザー変位計の水冷却手段を具備することを特徴とする鍛接鋼管の形状計測装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、鍛接ロールの下流、かつストレッチレデューサーの上流に設置した、５００ｎｍ以下の波長を有するレーザー光を照射するレーザー変位計にて鍛接鋼管表面の形状を計測するようにしたので、より確実に鍛接鋼管の形状計測をすることができ、入熱過多による突合せ部の座屈や、加熱炉内で発生した引掻き疵を検出することが出来るようになった。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る鍛接鋼管の形状計測装置を用いた製造装置構成例を示す図である。
【図２】レーザー変位計にて鍛接鋼管の外面形状測定の様子を示す側面図である。
【図３】鍛接鋼管の表面にある凹凸の深さを模式的に示す図である。
【図４】本発明に係る鍛接鋼管の形状計測方法の処理手順例を示す図である。
【図５】従来の鍛接鋼管の製造装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態について説明する。図１は、本発明に係る鍛接鋼管の形状計測装置を用いた製造装置構成例を示す図である。また、図２は、レーザー変位計にて鍛接鋼管の外面形状測定の様子を示す側面図である。図中、１３はレーザー変位計、１４は青色レーザー光、１５はエアーパージ、および１６は保護ケースを表し、その他の符号は上述した図５と同じであり、説明を省略する。
【００１５】
図１には、第５鍛接ロール１０とストレッチレデューサー１１の間に、レーザー変位計１３を設置している場合を示している。レーザー変位計１３の設置位置に関しては、上記に限るものでなく、第２鍛接ロール７の出側からストレッチレデューサー１１までのいずれかの位置に設置するようにしても良い。
【００１６】
本発明では、５００ｎｍ以下の波長を有する青色レーザー光１４を連続的に照射して、鍛接鋼管１２表面の変位を計測する（図２参照）。これは、１５００℃の高温でも青色レーザー光の減衰が少なく、図３に示すように、鍛接鋼管１２の鍛接部表面にある凹凸の深さｈが正確に計測されるからである。
【００１７】
計測にあたっては、図２に示すように、レーザー光照射部に水および粉塵が付着しないようにレーザー光照射部の周囲からエアーパージ１５を行うようにすると良い。また、鍛接管１２の熱からレーザー変位計１３を保護するために、レーザー変位計１３を保護ケース１６の内部に設置し、保護ケース１６に水冷配管を通してレーザー変位計１３の水冷却を行うようにすると良い。
【００１８】
図４は、本発明に係る鍛接鋼管の形状計測方法の処理手順例を示す図である。先ず、Step01にて、対象とする鍛接管の凹凸深さの閾値を設定する。次に、レーザー変位計で鍛接管の表面形状を計測する（Step02）。
【００１９】
次に、Step03で表面形状から鍛接部表面にある凹凸の深さを検出する。そして、検出された凹凸の深さが閾値以上かどうかを判定する（Step04）。
【００２０】
検出された凹凸の深さが閾値未満の場合には、Step05に進み計測すべき残りの鍛接管があれば、Step02に戻り残りの鍛接管の計測を繰り返し、計測すべき残りの鍛接管がなければ処理を終わる。
【００２１】
Step04で、検出された凹凸の深さが閾値以上の場合には、欠陥が検出されたとしてラインオフのための警報を出す、欠陥情報を記録するといった処理（Step06）を行い、以後の欠陥処理に役立てる。
【００２２】
Step06の後は、Step07でStep05と同様の処理（計測すべき残りの鍛接管があれば、Step02に戻り残りの鍛接管の計測を繰り返し、計測すべき残りの鍛接管がなければ処理を終わる）を行う。
【実施例】
【００２３】
最高１５００℃に加熱された鋼帯が外径１２０ｍｍの鋼管に成形された直後の溶接部の形状測定を、照射するレーザー光の波長が４０５ｎｍの青色レーザー光（本発明）と比較例として波長が８００ｎｍの赤色レーザー光とを使用して実施した。
【００２４】
以下の表１に、その比較結果の一例を示す。深さｈが５．０ｍｍの凹凸は両者とも検出できたものの、青色レーザー光を使用した場合のみが、鋼管表面に発生した深さ約０．３ｍｍの凹凸を検出することができた。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
青色レーザー光を用いた本発明により、小さな凹凸を安定して検出することができることを確認した。以上、本発明によれば、熱間鍛接鋼管を製造するにあたって、鋼帯突合せ部の形状を連続的に測定し、入熱過多による突合せ部の座屈や、加熱炉内で発生した引掻き疵といった欠陥を安定して検出することが出来るようになった。
【符号の説明】
【００２７】
１    鋼帯
２    加熱炉
３    エッジヒータ
４    ウェルディングホーン
５    ガイドロール
６    第１鍛接ロール
７    第２鍛接ロール
８    第３鍛接ロール
９    第４鍛接ロール
１０    第５鍛接ロール
１１    ストレッチレデューサー
１２    鍛接鋼管
１３    レーザー変位計
１４    青色レーザー光
１５    エアーパージ
１６    保護ケース
【図１】
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【図２】
2016087621.tif 000005
【図３】
2016087621.tif 000006
【図４】
2016087621.tif 000007
【図５】
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