JP3329214B2 - 溶接管製造時の縁波計測方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロール成形法によ
り略丸形パイプ状に成形されたオープンパイプの両エッ
ジ間を、溶接装置により溶接することにより丸またはコ
ラム形状の溶接管を製造する際に縁波を計測する溶接管
製造時の縁波計測方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、大径電縫鋼管の製造装置の一例と
して、ブレークダウンロール、ケージロール、フィンパ
スロール、スクイズロールを上流からこの順に配設した
装置が知られている。

【０００３】通常、このような製造装置においては、図
８の側面図及び図９の正面図に示すように、最終のフィ
ンパスロール２１とスクイズロール２２との間に、オー
プンパイプ２３の外側からオープンパイプ２３の両エッ
ジ部２３ａおよび２３ｂが接近して一定距離を維持する
ように拘束するシームレスガイドロール２４が配設さ
れ、オープンパイプ２３のエッジ部２３ａ，２３ｂを拘
束しつつ、スクイズロール２２に案内している。スクイ
ズロール２２は、図１に示すスクイズサイドロール２２
ａ，２２ｂと、図８および図１３に示すトップロール２
２ｃ，２２ｄと、図示しないボトムロールから構成され
ている。

【０００４】ところで、電縫鋼管の成形においては、図
１０に示すように、素材である鋼帯２５の両エッジ部２
５ａおよび２５ｂの長手方向の１点が、鋼帯２５の状態
からオープンパイプ２３の状態になるまでにたどる軌跡
Ｌ1Eが、同じ長手方向同位置にある中央部２５ｃの１点
の軌跡Ｌ1Cに比較して長くなるため、鋼帯２５の両エッ
ジ部２５ａ，２５ｂが一時的に引き延ばされ、エッジス
トレッチが生じる。

【０００５】このようなエッジストレッチにより、オー
プンパイプ２３の両エッジ部２３ａ，２３ｂは、成形中
に鋼帯２５の中央部２５ｃに比較して引き伸ばされたこ
とになる。

【０００６】従って、外部からの拘束力が作用しない場
合には、オープンパイプ２３の両エッジ部２３ａ，２３
ｂを外側にして円環状に曲がってしまうことになる。と
ころが、実際には、このような状態にならないように、
フィンパスロール２１により、両エッジ部２３ａ，２３
ｂに周方向の圧下力をかけている状態となっているた
め、引き伸ばされた両エッジ部２３ａ，２３ｂに圧縮力
が作用することになる。この周方向の圧下力により、オ
ープンパイプ２３全体が長手方向に伸長されなければ、
両エッジ部２３ａ，２３ｂに発生する圧縮応力によりオ
ープンパイプ２３の両エッジ部２３ａ，２３ｂが座屈す
るため、エッジ部２３ａ，２３ｂが波打ついわゆる縁波
が発生する。

【０００７】オープンパイプ２３の両エッジ部２３ａ，
２３ｂが突き合わされる前の段階、すなわち溶接前にエ
ッジ部２３ａ，２３ｂで縁波が発生すると、安定した溶
接が行われないばかりか、エッジ部２３ａ，２３ｂの縁
波の位相が同期しない場合が一般的であるため、図１１
の横断面図に示すように、オープンパイプ２３の一方の
エッジ部２３ａの高さ方向の位置と、他方のエッジ部２
３ｂの高さ方向の位置とが離れてしまい、ギャップＧが
生じるため、溶接自体が不可能になる場合もある。

【０００８】上述したような電縫管製造装置において
は、成形開始から終了に至るまで、ケージロール及びフ
ィンパスロールを配置することによって、エッジストレ
ッチの発生を最小限に抑え、且つ、フィンパスロールで
周方向のリダクションを与えることによりエッジストレ
ッチを吸収し、製造される溶接管の肉厚比（肉厚／外
径）が小さい薄肉成形の場合でも、溶接管の製造が安定
して行えるようにしている。

【０００９】また、特開昭６１−１６５２２５号公報や
特開昭６１−１６５２２６号公報に開示されているよう
に、オープンパイプ２３のエッジ部２３ａの長手方向の
伸びを抑え、逆にボトム部（エッジ部と対向する位置）
に伸びを付与するために、成形ライン全体にダウンヒル
を与える方法も知られており、実作業にも適用されてい
る。

【００１０】しかし、このような処置を講じても、安定
して成形ができる範囲は、管肉厚をｔ、管外径をＤとし
たときに、（３）式に示す範囲に限定され、全てのケー
スに適用するには無理がある。

【００１１】 （ｔ／Ｄ）×１００≧１．６％ …（３） このような問題に対処すべく、薄肉管の成形中における
縁波の発生をある程度許容し、一度発生した縁波を消去
するべく、フィンパスロール２１とスクイズロール２２
間で、オープンパイプ２３のエッジ部２３ａ，２３ｂ
を、下側から押し上げつつガイドする下シームガイドロ
ール（以下押上げロールという）を設置する技術が提案
されている。これは、オープンパイプ２３のエッジ部２
３ａ，２３ｂの長手方向に、エッジストレッチに対処す
る伸びが生じているために余った材料を、図１３、図１
４、図１５に示すように、押上げロール２６により連続
的に上方にＨの量だけ押上げ、エッジ部２３ａ，２３ｂ
にテンションを与えることにより、溶接直前のオープン
パイプ２３のエッジ部２３ａ，２３ｂの縁波ｈを見掛け
上消去しようとするものである。

【００１２】このような技術としては、特公昭６１ー３
４９０８号公報に開示された技術がある。この技術にお
いては、図１４に示すように、オープンパイプ２３のエ
ッジ部２３ａ，２３ｂの押し付け量（押上げ量）を調整
するために、押上げロール２６の回転軸２７を支持する
支持部材２８の上下方向の位置が、ターンバックル２９
を備えた左右一対のアジャストロッド３０により調整さ
れるような構造となっている。従って、この技術におい
ては、成形安定限界を越え、エッジ部に縁波が発生する
ような薄肉成形においても、突き合わせ溶接時の成形を
安定化させることができるとしている。

【００１３】また、特開平５−２０８２１３号公報に開
示された技術に基づく電縫管製造用シームガイド装置
は、図１５に示すように、オープンパイプ２３の両エッ
ジ部２３ａ，２３ｂを押し上げる１対の押上げロール
（内張りロール）３６と、１対の押上げロール３６の回
転支軸３７、回転支軸３７の支持部材３８、これらを上
下方向に移動させる昇降装置３９、昇降装置３９を支持
する装置本体４０、および装置本体４０をオープンパイ
プ２３の内周面に接触して支持する一対のボトムロール
４１とから構成されている。そして、昇降装置３９は外
部からの遠隔操作が可能であり、随時押上げ量を調整す
ることもできるものである。

【００１４】さらに、特開平７−１６７６０号公報に開
示された技術において、押上げロールを使用した電縫管
を製造する方法が提案されている。これは、押上げロー
ルの押上げ量は、オープンパイプのエッジ部のエッジス
トレッチに起因する伸びの状態や、縁波を消去しようと
する際の押上げロールからスクイズロールまでの距離等
の押上げ条件に応じて決定されるものであり、その適正
値はオープンパイプのエッジ部の長手方向の各位置にお
いて異なり、押上げ量を一律に５ｍｍ以内とするこの方
法では、適正な電縫管の製造は不可能である。

【００１５】このようなことから、本出願人は以上のよ
うな従来の問題点を除去するため、特開平５−２０８２
１３号公報において、縁波の無い、且つ、断面形状が上
方に瓜状の形状不良とならない造管が可能となる技術に
ついて提案している。

【００１６】しかし、ダウンヒルを与える成形方法や溶
接部の直前でエッジ部を押し上げる方法では、発生して
いる縁波の計測値から、最適なダウンヒルを与えるため
のロール調整をしたり、最適なエッジ部の押上げ量を決
定することは従来行われていない。

【００１７】電縫管製造における縁波の計測方法に関す
る特許については殆ど無く、図１６は本出願人が出願し
た縁波計測装置（実公平３−５０４０４号公報）であ
り、これは以下のように構成されている。

【００１８】すなわち、溶接リード部７１は、本体軸７
２に摺動可能に装着されており、溶接リード部７１の下
面には摺接子７３が設けられ、溶接リード部７１の端部
には絶縁板７４が固定されている。絶縁板７４の端部に
固定された支持板８３には、ボールブッシュ７６を介し
て上下に摺動可能に軸７７が装着されている。軸７７の
先端には、ローラ７８が回転自在に取り付けられてお
り、ローラ７８はコイルばね７９により常時絶縁板７４
に圧接されるようになっている。支持板８３には、変位
ー電気変換器８１が固定され、変位ー電気変換器８１の
コアに接触子８２が、軸７７に固定された可動板８０に
当接している。

【００１９】このような構成のものにおいて、オープン
パイプＯＰは矢印方向に送られているものとし、その縁
部Ｅに摺接子７３が常時接触している。いま、例えば摺
接子７３が縁部Ｅの凸部に乗り上げると、溶接リード部
７１は本体軸７２を中心に矢印Ａ方向に回動し、本体軸
７２に固定された絶縁板７４の先端は下降する。絶縁板
７４の変位に伴い、これに圧接されたローラ７８および
可動板８０も下降し、これに追従して変位ー電気変換器
８１の接触子８２も下降して、変位ー電気変換器８１は
縁部Ｅの凸部の大きさに対応した電気信号を出力する。

【００２０】また、摺接子７３が縁部Ｅの凹部に落下し
たときは、上記と反対の作用により接触子８２が上昇
し、変位ー電気変換器８１は凹部の大きさに対応した電
気信号を出力する。

【００２１】このようにして、高速度で移動するオープ
ンパイプの縁部Ｅの状態を、変位ー電気変換器８１によ
り連続的に計測することにより、オープンパイプの成形
状態を定量的に計測することにより、オープンパイプの
成形状態を定量的に正確に把握することができる。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上述
べた実公平３−５０４０４号公報に開示された縁波計測
装置は、高周波電縫溶接法の１つである直接通電法の給
電接触子がオープンパイプのエッジ部近傍を摺動する機
構を利用して、給電接触子の上下動変位を計測する装置
を示したものであり、ロール成形ラインにおいて最適な
縁波の計測位置等の計測方法を規定したものではない。

【００２３】さらに、従来縁波計測に関する技術文献と
して、昭和６３年度 塑性加工春季講演会講演論文集Ｐ
２２９〜Ｐ２３２「温間薄肉材料でのロール成形性の検
討（温間でのロール成形特性の研究ー２）、著者住本大
吾，他４名」があり、これのＰ２３０において、「…各
ロール間で急峻度を測定する…」というように記載され
ているが、最終フィンパスロールからスクイズロール間
のどこで縁波を計測のが最適であるかについては、何等
記載がない。

【００２４】大径電縫管の実操業における縁波計測にお
いては、電縫溶接の高周波電流やミルの駆動モーター電
流が大きいが故に、計測における電磁気的な外乱対策が
重要と考えられているが、電磁気的な外乱の他に、縁波
として計測されるエッジ部の上下動成分には、発生した
縁波成分以外に、最終フィンパススタンドからスクイズ
ロールスタンド間において５〜１５ｍピッチで生じるう
ねりのような上下動や、管の振動によると考えられるエ
ッジ部の振動成分が含まれているため、計測値からこれ
らの変動成分を除いて縁波に関する成分だけを計測する
必要がある。

【００２５】本発明は、上記事情に基づいてなされたも
ので、オープンパイプのエッジ部の上下動成分やエッジ
部の振動成分を除去でき、これにより溶接直前の縁波成
分のみを計測可能な溶接管製造時の縁波計測方法を提供
することを目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に対応する発明は、略丸形パイプ状に成形
されるオープンパイプの両側エッジ部間を、該オープン
パイプの成形工程に使用する最終フィンパスロールと溶
接工程に使用するスクイズサイドロールを有するスクイ
ズロールの間に設置され、該オープンパイプのシーム部
をガイドする溶接管製造用シームガイドロール装置を使
用して溶接手段により溶接して溶接管を製造する際に、
前記オープンパイプのエッジ部に発生する座屈により生
ずる縁波を変位計により計測する方法であって、前記変
位計の計測領域は、（４）式のＬｆを満足する範囲内と
し、該変位計により前記オープンパイプのエッジ部に発
生する縁波を計測するようにした溶接管製造時の縁波計
測方法である。

【００２７】 Ｌｆ≦｛［（ＯＤ／２）−Ｂｔ］［Ｄｆ＋Ｂｔ−（ＯＤ／２）］｝^1/2 …（４） 但し、Ｌｆ：図４に示すスクイズサイドロールの中心か
ら成形上流側の管軸に設置される変位計までの距離 ＯＤ：図４に示す溶接管外径 Ｄｆ：図４に示すスクイズサイドロールのフランジ外径 Ｂｔ：図４に示すスクイズサイドロール中心間距離から
スクイズサイドロールのフランジ外径を引いて２で割っ
た距離 請求項１に対応する発明によれば、変位計の設置位置と
して（４）式を満足するオープンパイプの管軸方向にす
ることにより、オープンパイプのエッジ部の上下動成分
やエッジ部の振動成分を除去でき、これにより溶接直前
の縁波成分のみを計測可能となる。

【００２８】従来の縁波の計測方法および計測装置によ
り計測精度が大幅に異なる。計測装置としては高周波電
流やミルの駆動モーターによるノイズ対策が必要である
が、縁波計測に関するパイプの管軸方向（長手方向）ま
たはエッジ部からの円周方向計測位置が重要となる。パ
イプが成形ロールにより拘束を受けないスタンド間の自
由変形領域では素板材質や素板のキャンバー等に由来す
る管全体の変形の不均一や成形ロールスタンドの剛性不
足、成形ロールのベアリングのガタ、ひいてはオープン
パイプの自励振動等により縁波成分以外の別種の外乱が
加わるため、エッジ部の変位量にはこれらの外乱が加わ
り、縁波が量的に大きく計測される。

【００２９】また、エッジ部から円周方向に離れるにつ
れて縁波高さが減少する傾向を示すため、縁波計測装置
を最適位置に設置することによって、エッジ部での縁波
高さを実用的に推定することが重要である。

【００３０】一方、溶接技術面から考えると、溶接直前
の縁波成分のみを検出することが可能となることによ
り、すでに提案されている各種ロール成形方法や新しい
ロール成形方法を用いて縁波を消去する最適成形条件を
高精度に、且つ、効率的に設定することが可能となり、
安定して高品質な電縫管の製造を行うことができる。

【００３１】請求項１に対応する発明においては、スク
イズサイドロールのフランジ部分によってオープンパイ
プが拘束される領域が存在する。この領域においては、
オープンパイプのエッジ部の振動が抑制される特性があ
るため、この領域に縁波を計測する長手方向の計測範囲
を一致させることにより、オープンパイプのエッジ部の
振動成分の除去を可能にするものである。このため、請
求項１に対応する発明は、変位計の計測領域は（４）式
を満足する、オープンパイプの管軸方向の計測領域が規
定される。

【００３２】前記目的を達成するため、請求項２に対応
する発明は、略丸形パイプ状に成形されるオープンパイ
プの両側エッジ部間を、該オープンパイプの成形工程に
使用する最終フィンパスロールと溶接工程に使用するス
クイズサイドロールを有するスクイズロールの間に設置
され、該オープンパイプのシーム部をガイドする溶接管
製造用シームガイドロール装置を使用して溶接手段によ
り溶接して溶接管を製造する際に、前記オープンパイプ
のエッジ部に発生する座屈により生ずる縁波を変位計に
より計測する方法であって、 前記変位計の計測領域
は、（５）式のΔＬを満足する範囲内とし、該変位計に
より前記オープンパイプのエッジ部に発生する縁波を計
測するようにした溶接管製造時の縁波計測方法である。

【００３３】ΔＬ／ｔ≦５ …（５） 但し、ΔＬ：図１１に示すエッジ部端面からオープンパ
イプの円周方向に設置される変位計までの距離 ｔ：オープンパイプの板厚 請求項２に対応する発明によれば、変位計の計測領域と
して（５）式を満足するオープンパイプの円周方向にす
ることにより、オープンパイプのエッジ部の上下動成分
やエッジ部の振動成分を除去でき、これにより溶接直前
の縁波成分のみを計測可能となる。一般的に、縁波を計
測する変位計は、非接触方式、接触方式のいずれかであ
ってもセンサーあるいは接触子の計測領域の面積がある
ため、実用上、エッジ部の先端だけを計測するのは難し
い。縁波高さは、エッジ部の先端で最も大きく、円周方
向で素材幅中心に向かうにつれて減少する傾向を示す。
縁波の高さで最も成形上大きな意味を持つ数値は、溶接
品質に直接関連するエッジ部先端の縁波高さであるた
め、縁波高さの計測結果に応じてエッジ部先端での縁波
高さに換算して使用しなければならないことになる。

【００３４】縁波には図３に示すように、縁波の頂点が
尖った（ａ）タイプと、縁波の頂点が緩やかに波打つ
（ｂ）タイプがある。（ａ）タイプは縁波の高さが約２
ｍｍ以上と大きく、薄肉成形限界を越える場合に発生す
る。これに対して、（ｂ）タイプは、通常、２ｍｍ未満
が多く、成形条件の適正化により消去されることが多
い。このことから、本発明では（ｂ）タイプの縁波を計
測した結果、（５）式により規定される円周方向の特定
の計測位置で縁波を計測することにより、エッジ部先端
と同等の縁波計測結果が得られることを見出した。

【００３５】これにより、消去可能な縁波形状に対し
て、技術的に困難さを伴うエッジ部先端位置にこだわる
ことなく、エッジ部近傍の実用的な計測位置で縁波を計
測することが可能となる。

【００３６】以上述べた本発明の溶接管製造時の縁波計
測方法を用いれば、オープンパイプのエッジ部の上下動
成分やエッジ部の振動成分を除去でき、これにより溶接
直前の縁波成分のみを計測可能である。従って、上記縁
波計測方法の計測値を用いて、成形ロールの最適位置調
整を行えば、従来、作業者が目視または触診でしかでき
なかった監視業務が自動的且つ高精度に実施することが
可能となり、ラインを停止せずに、フィンパスロール、
上下シームガイドロール及びスクイズトップロール等の
位置調整を実施することが可能となる。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図１は本発明を実施するため
の大径電縫鋼管の製造装置の一例を示す概略構成図であ
る。これは、エッジミラー３１ａ，３１ｂ、ブレークダ
ウンロール２、ケージロール３、フィンパスロール２
１、エッジ検出器６、高周波直接通電加熱装置の電極
７、レーザビーム溶接装置８、スクイズサイドロール２
２ａ，２２ｂ、溶接管製造用シームガイドロール装置１
１を上流側からこの順に配設したものである。エッジ検
出器６およびレーザビーム溶接装置８には、レーザビー
ム照射位置制御部５０が接続されている。

【００３８】このような構成の大径電縫鋼管の製造装置
において、鋼帯２５は、まずブレークダウンロール２と
呼ばれる水平ロール群と、ケージロール３群（フルケー
ジロール）によってＵ字形まで成形され、ついでフィン
パスロール２１を通過する間に円形になると同時に、上
ロールに設けられたフィンによって両エッジ部２３ａ，
２３ｂが正しくガイドされながら、合わせ目の開いたオ
ープンパイプ２３の形で溶接工程に提供される。

【００３９】溶接は、高周波直接通電加熱装置の電極７
の電流による発熱を利用して成形後のオープンパイプ２
３の両エッジ部２３ａ，２３ｂのみを急速かつ集中的に
加熱し、ただちにスクイズサイドロール２２ａ，２２ｂ
により横方向から圧力を加えて、レーザビーム溶接装置
８により接合することにより、溶接管５１が得られる。

【００４０】なお、高周波直接通電加熱装置の代わり
に、高周波誘導加熱方式を用いてもよい。本発明の実施
形態は、後述する溶接管製造用シームガイドロール装置
１１とは別に、内面側から押上げるシームガイドロール
装置を使用することにより、オープンパイプの両側のエ
ッジ部に縁波が発生する場合の他に、片側のエッジ部に
縁波が発生する場合においても適正な押上げ条件と縁波
の少ないエッジ側に適正な押し上げ条件を組み合わせる
ことにより、縁波を防止しつつ、ラップを防止すること
ができ、且つ、管厚の違いによるレーザー溶接法または
高周波電縫溶接を併用する溶接方法において許容される
縁波の高さから管厚の違いによる押上げロール成形条件
を明らかにし、大径電縫鋼管におけるｔ／Ｄが１．０％
の薄肉溶接管をも高品質に安定して製造することが可能
となった。

【００４１】又、従来、ロール調整を十分に実施しなけ
れば製造可能にはならなかった薄肉管の製造に関して、
既設ロールのロール調整だけに依存することなく、簡便
かつ高精度に縁波を消去することが可能となり、大径薄
肉溶接鋼管の溶接品質を向上させることが可能となる。

【００４２】図２は、溶接管製造用シームガイド装置の
横断面図である。押上げロール１ａ，１ｂは、図１５で
示した従来の押上げロールと同様に、図１３に示すよう
に最終フィンパスロール２１とスクイズロール２２との
間に配設され、オープンパイプ２３の両エッジ部２３ａ
（２３ｂ）を、オープンパイプ２３の内面において、下
方から押し上げることができるようになっている。

【００４３】図２に示すシームガイドロール装置１１
は、溶接前のオープンパイプ２３の両側の両エッジ部２
３ａ，２３ｂを、下方から個別に押し上げる２個の押上
げロール１ａ，１ｂと、押上げロール１ａ，１ｂをそれ
ぞれ回転可能に軸支し、軸芯が水平に配設された回転支
軸２ａおよび２ｂと、回転支軸２ａおよび２ｂをそれぞ
れ支持する支持部材３ａおよび３ｂと、支持部材３ａお
よび３ｂごと押上げロール１ａ，１ｂを押し上げる昇降
装置４ａおよび４ｂと、昇降装置４ａおよび４ｂを下方
から支持する支持基盤５と、支持基盤５をオープンパイ
プ２３の内周面に接して下方から支持する２個のボトム
ロール４１とから構成されている。

【００４４】また、シームガイドロール装置１１には、
押上げロール１ａまたは１ｂの上下方向位置を検出する
ための押上げロール位置検出器（図示せず）と、押上げ
ロール１ａまたは１ｂに作用する荷重を検出する押上げ
ロール荷重検出器（図示せず）をも取り付けが可能にな
っている。

【００４５】そして、シームガイドロール装置１１は、
溶接管成形ラインの最終フィンパスロール２１とスクイ
ズロール２２の間に配設されるが、支持基盤５が図示さ
れていない内面ビードカッター装置用ロッドに接続され
ている。

【００４６】縁波計測装置６０は、図５に示すように、
縁波の高さを計測するドライブ側の変位計（１）６１お
よび出力側の変位計（２）６２と、変位計６１，６２の
出力をそれぞれ入力し外乱を除去するフィルタ回路６
３，６４と、フィルタ回路６３，６４の出力をそれぞれ
入力して両者の差から実際の縁波高さを演算する演算回
路６５と、演算回路６５の演算結果を出力する出力装置
である表示装置６６と、押上げロール調整装置６７から
構成されている。該変位計６１，６２としては、接触型
または非接触型のいずれであってもよい。

【００４７】以上述べた縁波計測装置６０の変位計６
１，６２の設置位置は、図４に示すようにスクイズサイ
ドロール２２ａ，２２ｂのセンター中心から、上流側に
向ってスクイズサイドロール２２ａ，２２ｂのフランジ
と溶接管が投影面上で交叉する点までの範囲とする。

【００４８】次に、以上のように構成された溶接管製造
用シームガイド装置を使用した溶接管の製造方法につい
て説明する。オープンパイプ２３の成形中に、オープン
パイプ２３の両側または片側のエッジ部に発生した縁波
の発生状況、または片側のエッジ部が成形不足となり、
溶接部の突き合わせ形状が不良となる場合等の発生状況
に応じて、溶接前のオープンパイプ２３の両側のエッジ
部を最適な押上げ量だけ押上げ、エッジ部を伸長させて
溶接部の突き合わせ形状を良好なものにして、溶接品質
を向上させる。

【００４９】前記押上げ量は、前記押上げロール位置検
出器により把握することができるようになっており、常
時最適な押上げ量となっているかを確認することができ
る。また、押上げロール１ａまたは１ｂに作用する荷重
は、前記押上げロール荷重検出器によって検出されるの
で、過大な荷重が絶縁性のある材料または絶縁構造で製
作される押上げロール１ａまたは１ｂに作用し、押上げ
ロール１ａまたは１ｂが破損する可能性のあるときは、
押し上げ量を調節して押上げロール１ａまたは１ｂの破
損を防止することができる。

【００５０】ここで、本発明の具体的実施例について説
明する。 ［実施例１］ 図６は、次に示す造管条件（溶接管の寸法、溶接管の材
質、成形機の構成、スクイズサイドロールのフランジ外
径Ｄｆ、スクイズサイドロール中心間距離からスクイズ
サイドロールのフランジ外径を引いて２で割った距離Ｂ
ｔ）で、溶接管を製造したとき、オープンパイプのエッ
ジ部に発生する縁波を、レーザ変位計を有した非接触型
の縁波計測装置により測定した結果、すなわちの測定位
置（ｍｍ）と、縁波計測装置の測定結果である縁波高さ
（ｍｍ）について測定した結果を示す特性図である。

【００５１】＜造管条件＞ 溶接管外径（ｍｍ）×肉厚（ｍｍ）： １００×１．０ １００×１．６ １１４．３×２．３ 材質： ＳＳ４００冷延鋼板、ＳＴＫ４００熱延鋼板の
両方 成形機構成：ブレークダウンスタンド３段＋ケージロー
ルスタンド＋フィンパススタンド３段 スクイズサイドロールスタンドの所要寸法（ｍｍ） Ｄｆ＝１５０ Ｂｔ＝５．０ ただし、レーザー変位計の測定位置はスクイズロール中
心直上から１５０ｍｍ後方までの範囲で、かつ円周方向
の計測位置はエッジ部先端近傍とした場合である。

【００５２】図６から明らかなように、縁波計測に関す
る管軸方向（長手方向）の位置の影響としては、スクイ
ズスタンドのサイドロールフランジ近傍の領域では縁波
高さはほぼ一定値となる傾向を示す。これは、オープン
パイプがサイドロールフランジで拘束されることによ
り、縁波成分以外のエッジ部の上下動が抑制されている
ためであり、スクイズロールから離れるにつれて、縁波
高さの計測値は増加する傾向を示す。

【００５３】この原因については、素板材質や素板のキ
ャンバー等に由来する管全体の変形の不均一や、成形ロ
ールのベアリングのガタ、パイプの自励振動やスタンド
の剛性不足等により縁波成分以外の別種の成分が加わっ
ているためと考えられる。

【００５４】図６に示すスクイズスタンド近傍の長手方
向領域は、前述の（４）式により計算されたＬｆの位置
と、図の矢印（↓Ｌｆ）とほぼ一致している。これによ
り、縁波計測においては、スクイズロール中心から上流
側に向かって（４）式のＬｆで示される領域の範囲内に
計測位置を設定することにより、高精度の縁波計測が可
能となる。

【００５５】以上述べた実施例１では、非接触型の変位
計を有した縁波計測装置を用いたが、接触型の変位計を
有した縁波計測装置を用いても同様の計測は可能であ
り、この場合も（４）式で規定される領域に縁波計測装
置の変位計を設置すれば、縁波成分を高精度に計測する
ことができる。

【００５６】［実施例２］図７は、次に示す造管条件
（溶接管の寸法、溶接管の材質、成形機の構成、スクイ
ズサイドロールのフランジ外径Ｄｆ、スクイズサイドロ
ール中心間距離からスクイズサイドロールのフランジ外
径を引いて２で割った距離Ｂｔ）で、溶接管を製造した
とき、オープンパイプのエッジ部に発生する縁波を、レ
ーザ変位計を有した非接触型の縁波計により測定した結
果、すなわち縁波計の測定位置（ｍｍ）と、縁波計の測
定結果である縁波高さ（ｍｍ）について測定した結果を
示す特性図である。

【００５７】＜造管条件＞ 溶接管外径（ｍｍ）×肉厚（ｍｍ）： １００×１．０ １００×１．６ １１４．３×２．３ 材質： ＳＳ４００冷延鋼板、ＳＴＫ４００熱延鋼板の
両方 成形機構成：ブレークダウンスタンド３段＋ケージロー
ルスタンド＋フィンパススタンド３段 スクイズサイドロールスタンドの所要寸法（ｍｍ） Ｄｆ＝１５０ Ｂｔ＝５．０ ただし、レーザー変位計の測定位置はスクイズロール中
心直上から２０ｍｍ後方までの範囲で、かつ円周方向の
計測位置はエッジ部先端近傍とした場合である。

【００５８】図７に示す結果は、溶接管の製造において
発生した縁波は緩やかに波打つ、図３の（ｂ）タイプの
ものであり、各々の肉厚におうじて発生した縁波高さは
異なるが、エッジ部先端から離れるにつれて波高さが減
少する傾向が示されている。

【００５９】緩やかに波打つ縁波の場合には、エッジ部
の近傍において円周方向にほぼ一定に近い領域がある。
この領域の長さが肉厚ｔの何倍であるかを検討すると、
図７中の矢印（↓）で示すように、肉厚の約５倍に相当
する。この結果から、縁波計測においては、スクイズロ
ール中心から上流側に向かって（５）式のＬｆで示され
る領域の範囲内に計測位置を設定するとともに、エッジ
部先端から円周方向に肉厚の約５倍の距離の範囲内に縁
波計測位置を設定することにより、実用的で高精度の縁
波計測が可能となる。

【００６０】なお、以上述べた実施例２では、実施例１
と同様に、非接触型の変位計を有した縁波計測装置を用
いたが、接触型の変位計を有した縁波計測装置を用いて
も同様の計測は可能であり、この場合も（５）式で規定
される領域に縁波計測装置の変位計を設置すれば、縁波
成分を高精度に計測することができる。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、オープンパイプのエッ
ジ部の上下動成分やエッジ部の振動成分を除去でき、こ
れにより溶接直前の縁波成分のみを計測可能な溶接管製
造時の縁波計測方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の縁波計測方法が適用される電縫鋼管の
製造装置の一例を示す概略構成図。

【図２】図１の溶接管製造用シームガイドロール装置を
示す横断面図。

【図３】溶接管を製造する際にオープンパイプに発生す
る縁波の種類を説明するための図。

【図４】本発明の縁波計測方法を説明するための図。

【図５】本発明の縁波計測方法を実施するに使用する縁
波計測装置の概略構成を示すブロック図。

【図６】本発明の実施例１を説明するためのスクイズサ
イドロールの中心から上流側への距離と縁波高さの関係
を示す図。

【図７】本発明の実施例２を説明するためのエッジ部先
端からの距離と縁波の計測値の関係を示す図。

【図８】従来の電縫鋼管の製造装置の一例を示す側面
図。

【図９】従来の電縫鋼管の製造装置の一例を示す正面
図。

【図１０】従来の電縫鋼管成形におけるエッジストレッ
チの発生を示す図。

【図１１】従来の成形材エッジ部の食い違い状態を示す
説明図。

【図１２】成形材エッジ部の押上げ部の押し上げによる
変化を説明するための図。

【図１３】押上げロールにより連続的に上方に押上げ、
エッジ部の縁波を見掛け上消去する方法を説明するため
の原理図。

【図１４】従来の押上げロールの横断面図。

【図１５】従来の押上げロールの横断面図。

【図１６】従来の縁波計測装置の一例を説明するための
図。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ…押上げロール ２ａ，２ｂ…回転支軸 ３ａ，３ｂ…支持部材 ４ａ，４ｂ…昇降装置 ５…支持基盤 １１…溶接管製造用シームガイドロール装置 ４１…ボトムロール ６０…縁波計測装置 ６１，６２…変位計 ６３，６４…フィルタ回路 ６５…演算回路 ６６…表示装置 ６７…押上げロール調整装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 昭夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 岩崎 謙一 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 関根 幸夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 高橋 雅伸 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 審査官 富永 泰規 (56)参考文献 特開 平５−208213（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−16760（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−314835（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−192963（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−1232（ＪＰ，Ａ) 実公 平３−50404（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21C 37/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略丸形パイプ状に成形されるオープンパ
   イプの両側エッジ部間を、該オープンパイプの成形工程
   に使用する最終フィンパスロールと溶接工程に使用する
   スクイズサイドロールを有するスクイズロールの間に設
   置され、該オープンパイプのシーム部をガイドする溶接
   管製造用シームガイドロール装置を使用して溶接手段に
   より溶接して溶接管を製造する際に、前記オープンパイ
   プのエッジ部に発生する座屈により生ずる縁波を変位計
   により計測する方法であって、 前記変位計の計測領域は、（１）式のＬｆを満足する範
   囲内とし、該変位計により前記オープンパイプのエッジ
   部に発生する縁波を計測するようにした溶接管製造時の
   縁波計測方法。 Ｌｆ≦｛［（ＯＤ／２）−Ｂｔ］［Ｄｆ＋Ｂｔ−（ＯＤ／２）］｝^1/2 …（１） 但し、Ｌｆ：スクイズサイドロールの中心から成形上流
   側の管軸に設置される変位計までの距離 ＯＤ：溶接管外径 Ｄｆ：スクイズサイドロールのフランジ外径 Ｂｔ：スクイズサイドロール中心間距離からスクイズサ
   イドロールのフランジ外径を引いて２で割った距離
2. 【請求項２】 略丸形パイプ状に成形されるオープンパ
   イプの両側エッジ部間を、該オープンパイプの成形工程
   に使用する最終フィンパスロールと溶接工程に使用する
   スクイズサイドロールを有するスクイズロールの間に設
   置され、該オープンパイプのシーム部をガイドする溶接
   管製造用シームガイドロール装置を使用して溶接手段に
   より溶接して溶接管を製造する際に、前記オープンパイ
   プのエッジ部に発生する座屈により生ずる縁波を変位計
   により計測する方法であって、前記変位計の計測領域
   は、（２）式のΔＬを満足する範囲内とし、該変位計に
   より前記オープンパイプのエッジ部に発生する縁波を計
   測するようにした溶接管製造時の縁波計測方法。 ΔＬ／ｔ≦５ …（２） 但し、ΔＬ：エッジ部端面からオープンパイプの円周方
   向に設置される変位計までの距離ｔ：オープンパイプの
   板厚