JPH0370163B2

JPH0370163B2 -

Info

Publication number: JPH0370163B2
Application number: JP13687785A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Myake; Kunihiro Pponma
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1985-06-25
Filing date: 1985-06-25
Publication date: 1991-11-06
Also published as: JPS61296201A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は搬送中の被覆鋼管の膜厚みを正確に測
定する自動膜厚測定装置に関するものである。

（従来の技術） 400〜1500φの大径鋼管外面に非導電性物質、
例えばポリエチレン樹脂を1.5〜７mmの厚さに塗
覆装する場合は、鋼管とポリエチレンを各々300
℃前後に加熱し、半溶融状態のシート状ポリエチ
レンを回転する鋼管ラセン状に巻きつける操作を
行なつている。

塗覆装された鋼管は水冷された後、精整工程で
携帯式電磁微厚計を使つて、一人が測定他の人が
記録するという二人の協同作業でポリエチレン樹
脂膜の厚さをスポツト的に鋼管長手方向のトツ
プ、ミドルボトム部の円周方向４点合計12点につ
いて測定していたが次のような欠点があつた。

測定点数が少く平均値が必ずしも代表膜厚で
は無いこと、測定時鋼管を停止させ、寸動回転させ鋼管長
手方向に測定者が移動するために非能率的であ
つた。

測定値に個人誤差を含んでいること、２人作業で人手がかかること、（発明が解決しようとする課題点）本発明は上記問題点を解決するために塗覆装し
た鋼管を水冷後の搬送工程のオンラインで搬送中
の鋼管の動きに対応出来る追従装置を持つた自動
膜厚測定装置を提供するものである。

（問題点の解決手段）上記目的を達成するための本発明装置は被覆鋼
管の搬送方向と直角方向に移動する台車上に、該
台車進行方向と直角方向に横行自在な横行架台
と、該架台上にアームベースを上下動させる上下
動装置を介してアームベースを設け、該ベース上
面一端に連結ロツドを介してセンサーアームを取
付け、さらに該ベース他端部にシリンダーを取付
け、該シリンダーのロツド先端と前記センサーア
ームの端部をピンを介して連結して、前記センサ
ーアームを、前記連結ロツドとピンを回動支点と
して上下方向に回動自在に片持支持し、前記セン
サーアームの先端部上には連結ロツドを介してタ
ツチロール用ベースを設け、該ベースを水平及び
傾動可能に保持出来るようにコイルバネを鋼管搬
送方向と直角方向で連結ロツドから同一距離離れ
た対称位置の前記センサーアームの先端部上に設
け、前記ベース上には前記連結ロツドの垂直軸上
に水平方向に回動自在なメジヤリングロールを上
下動自在なメジヤリングロール支持軸を介して設
け、該メジヤリングロールから鋼管搬送方向と直
角方向に同一距離離れ、スキユーした位置に一対
のタツチロールを水平方向に回動自在にタツチロ
ール支持軸を介して設けると共に、前記メジヤリ
ングロール支持軸から鋼管搬送方向に同一距離離
れた対称位置に被膜厚みを測定する一対の検出器
を被覆鋼管と非接触状態を維持する高さ位置に、
さらに鋼管搬送方向の上流側に被膜ラツプ部を検
出する差動トランスを具備した接触ロールをメジ
ヤリングロールとほぼ同一高さに取付けて、前記
横行架台の移動により膜厚測定点を一定位置に保
ち、搬送中の被覆鋼管の任意方向の揺動に対し、
前記各ロールを被覆鋼管表面に追従可能としたこ
を特徴とする被覆鋼管の自動膜厚測定装置にあ
る。

本発明の正確な追従装置の必要性は次のような
理由にある。

搬送される塗覆装鋼管の樹脂厚みの測定精度を
±0.1mm以下にするは測定器の分解能をの１／５
として0.02mm以下程度持たせる必要があるが、被
覆鋼管は搬送中の揺動が激しく、膜厚測定用検出
器（渦流変位計）が被覆鋼管の樹脂膜表面と常に
一定の距離にないと高精度の測定は出来ないため
である。そこで鋼管揺動を分解し、詳細に検討し
た結果、揺動原因を鋼管形状による特有な揺動及
び溶接部（シーム部）がタニングロール上を通過
する時に生じる揺動など小さな動きと、搬送中の
大きな横の動きと縦の動きに分類出来ることが判
つた。本発明は小さな動きには単独のコイルバネ
を利用し、そして大きな動きには前記コイルバネ
とエアーシリンダーを使つた空気バネとを利用す
ることによつて検出器を複合する鋼管揺動に正確
に追従出来ることを見い出したものである。

（発明の構成）本発明装置の基本機能を第１図イ，ロ，ハに基
づき説明する。被覆鋼管Ｐは搬送ラインのターニ
ングロール（図示せず）上をターニングロールの
回転により回転（矢印５６）されながら管軸方向
（矢印５５）に送られる。自動膜厚測定装置は前
記搬送ラインと直交方向５３に配置されたレール
１上を移動可能に配置される。台車２上には該台
車進行方向５３と直角方向５４（管軸方向と平
行）に横行自在な横行架台３６が設けられ、該横
行架台３６上方にアーム用ベース１０が該アーム
用ベース１０を上下動５２させる昇降装置を介し
て設けられ、アーム用ベース１０に可動支点１
８，１９を介して正面からみて〓状のセンサーア
ーム１７が片持状に設けられる。可動支点１８は
エアシリンダー１４のピストンロツド１５で連結
され、シリンダー部１４はアーム用ベース１０の
端部に取付けられたシリンダーアーム１３により
固定される。センサーアーム１７はエアシリンダ
ー１４の動き（矢印５８）により可動支点１９を
中心上下方向に回動自在（矢印５９）である。セ
ンサーアーム１７の先端部１７′上面には可動支
点２１を介してタツチロール用ベース３２が載置
される。アーム先端部１７′上で可動支点２１か
らパスラインに直角方向に同一距離離れた対称位
置に一対のコイルバネ２２，２３を配置し、タツ
チロール２５，２６が被覆鋼管に接していない時
に、該タツチ用ロールベース３２を水平に保ち、
又鋼管に接し鋼管が揺動する場合に、該ベース３
２を可動支点２１を中心に傾動（矢印５１）保持
を可能とする。該ベース３２上にはメジヤリング
ロール２４が水平方向に回動自在にコイルバネ３
７により上下動（矢印５０）自在なメジヤリング
ロール支持軸５の先端部に取付けられ、該メジヤ
リング支持軸３５から管軸方向５５に同一距離離
れた対称位置に被覆鋼管に非接触状態になるよう
一の膜厚み測定用検出器S₁，S₂を、らに管軸方向
５５の上流側に差動トランス３８を備えた接触ロ
ール３９と該メジヤリングロール支持軸３５に一
体に取付ける。又、タツチロール用ベース３２上
にはメジヤリングロール２４から管軸方向５５と
直角方向に同一距離離れ、かつスキユーした位置
に対のタツチロール２５，２６がメジヤリングロ
ール２４より高い位置に水平方向に回動自在にタ
ツチロール支持軸３３，３４に設けられる。

このような構成からなる本装置の動きは矢印５
３方向の動きが膜厚測定装置全体を搬送ラインか
ら直角方向に逃し、校正、メンテナンス等を行
い、又、測定のために再び搬送ラインの所定位置
にセツトする動きであり、矢印５４の動きが、差
動トランス３８の測定結果に基づき、横行架台を
管軸方向５５に移動させる動きで、接触ロール３
９が常に被膜のラツプ部に来るように自動追従す
る。矢印５２の動きは被覆鋼管Ｐのサイズの相違
により変化する被覆鋼管Ｐのボトム位置５７に合
せて装置の初期高さを設定するもので、アーム用
ベース１０上の積載装置を上下動する動きであ
る。矢印５８の動きはエアーシリンダー１４の動
きでメジヤリングロール２４、タツチロール２
５，２６、接触ロール３９を被覆鋼管Ｐに押圧
し、又押圧を解除したり、搬送中の鋼管の揺動に
追従する動きであり、上記矢印５８の動きによ
り、センサーアーム１７は可動支点１９を中心に
５９の上下方向の回動を行う。５１の動きは可動
支点２１を中心にタツチロール用ベース３２が左
右に回動する動きであり、矢印５０の動きはメジ
ヤリングロール２４の上下の動きで鋼管表面の凹
凸に対して追従するものである。これら矢印５
０，５１，５４，５８の動きで被覆鋼管の搬送中
の揺動に対して追従するものである。

さらに本発明装置の構成と作用について詳細に
第２図により説明する。

まず、オフラインに退避した台車２を手動によ
り取手３を押しレール１上を搬送ライン方向に移
動させる。台車２がストツパー４に当接したとこ
ろで停止し、台車の先後端をストツパー４、と５
でレール上に固定する。台車は必らずしもレール
上を走行する必要はなく、床の上をタイヤで走行
するもの等であつてもよい。この固定により、メ
ジヤリングロール２４、膜厚検出器S₁，S₂、接触
ロール３９は搬送ラインのセンター５５と自動に
一致した位置に配置される。搬送ライン上を回転
しながら管軸方向に送られて来た被覆鋼管Ｐのト
ツプ部は鋼管検出器（図示せず）の検出により本
装置上で停止する。

まず、被覆鋼管の径より異なる鋼管ボトム位置
５７に合せ本装置の初期設定高さを調整する。調
整は横行架台３６に設けられたハンドル６をまわ
し、軸７、ベベルギヤー８，８′、垂直ネジ９を
回転することにより、アーム用ベース１０を上昇
（又は降下）させるもので、上昇又は降下は横行
架台３６上に４個配置されたガイドスリーブ１２
とアーム用ベース１０の下面に取付けられ、ガイ
ドスリーブ１２に嵌合しているガイドバー１１を
スライドさせて行う。このアーム用ベース１０の
上昇又は降下により該ベース上の積載物はすべて
上下動する。初期高さに設定された装置は次に接
触ロール３９を被膜ラツプ部に合せるために台車
２上に積載されているモーター２７を駆動し、軸
４０、ベベルギヤボツクス２８、カツプリング４
１を介してネジ軸２９を回転させることにより、
２本のスライド軸３０，３１を介して取付けられ
ている横行架台３６を管軸方向５５と平行に移動
させる。該横行架台３６の移動より台上に積載さ
れたすべての装置が横行架台で、接触ロール３９
は被膜のラツプ部上に配置される。接触ロール３
９がラツプ部上に配置されると、メジヤリングロ
ール２４はラツプ間のほぼ中央に位置するように
なり、このメジヤリングロールの位置の膜厚を連
続してラセン状に測定するものである。

次にエアーシリンダー１４のピストン１５が圧
縮空気により下方の力を受けると、正面からみて
〓状のセンサーアーム１７は可動支点である連結
ピン１８と連結ロツド１９を介して上方に回動
し、センサーアーム１７の先端１７′に積載され
ているメジヤリングロール２４、タツチロール２
５，２６、接触ロール３９を被覆鋼管下面に押し
付け、一定圧力で押圧する。そしてハンドル６を
回し、アームベース１０を上昇させ、傾斜してい
るセンサーアーム１７を水平状態になるまで上昇
させ位置を調整して、測定準備は完了する。

以後、同一径の場合の測定準備は最初の鋼管Ｐ
の進行方向終了と同時にエアーシリンダー１４
で、センサーアーム１７を下方に回動して待機さ
せ、資材の先端部が装置の直上に来たらセンサー
アーム１７を上方に回動し、鋼管Ｐに押圧するだ
けでよい。径の異なる鋼管の場合は前述の初期設
定高さの調整から同じ操作を行つて準備するもの
である。

尚、センサーアーム１７の正面形状は第２図イ
のように〓状になつているが、フラツト状であつ
てもよい。しかし、フラツト状では装置が大きく
なりすぎるという難点があり、そこで、本発明装
置では出来るだけコンパクトにするために、高さ
を低くおさえる意味からセンサーアーム１７の形
状を〓状にしたものである。

又、センサーアーム１７の片持側端部にはアー
ムのバランスをとるためのバランスウエイト１６
を設けてある。可動支点である連結ロツド１９は
アームベース１０の上面一端でセンサーアーム１
７の両側に設けた支え台２０，２０′に軸受４２，
４２′を介して設けられる。

メジヤリングロール支持軸３５に取付けられた
膜厚測定用検器S₁，S₂は搬送ライのセンター上に
メジヤリングロール２４から同一距離離れた対称
位置に配置され、被膜と非接触状態を保つため、
メジヤリングロール２４の上面ら一定距離離れた
低い位置に配置される。溶接部が管軸方向に直線
のUO鋼管の場合は前述の配置でよいが、スパイ
ラル鋼管の場合には溶接部がラセン状になつてい
るために検出器の配置は溶接部のラセンと平行に
なるように管軸方向に対して傾斜させて使いるも
のである。

測定準備が出来た被覆鋼管Ｐはターニングロー
ル（図示せず）により管軸方向５５に回転しなが
ら搬送されるが、溶接部のターニングロールへの
接触、被覆鋼管Ｐの軸方向の曲り、管表面の形状
変化や凹凸により、搬送中に上下、左右、進行方
向に傾斜、さらにこれらの複合的な動きにより鋼
管Ｐはパスライン対して移動が揺動をくり返し、
搬送される。これらの動きに対し、被覆鋼管表面
に押圧された本膜厚測定装置のメジヤリングロー
ル２４、タツチロール２５，２６、接触ロール３
９は可動支点１８，１９，２１により矢印方向５
０，５１，５９，５８の動きにより被覆鋼管表面
に追従し、接触を保持する。膜厚測定用の検器
S₁，S₂、は常に管軸心に向いており、軸心方向の
膜厚が測定出来るものである。

又、接触ロール３９は被覆鋼管Ｐの搬送中にラ
ツプ部からずれて来るが、該ロール３９に備えて
いる差動トランス３８により、ラツプ部の膜厚変
化を電気的にとらえ、横行架台３６をパスライン
方向に移動し、常に接触ロール３９がラツプ部上
にあるように制御される。

今被覆鋼管Ｐが第１図に示すように左方向に移
動しP′の位置なつたとするとタツチロール２５は
下方の力を受け、タツチロール２６は可動支点２
１とスプリング２３及びエアシリンダー１４で押
上げられているアーム部１７により上方の力を受
け、タツチロール用ベース３２は微かに傾斜す
る。傾斜してもメジヤリングロール２４と検出器
S₁，S₂はタツチロール２５，２６の中間位置を探
持し被覆鋼管P′の軸心に向つて追従するので正確
な膜厚測定が可動である。

次に膜厚測定方法ついて第３図イ，ロにより説
明する。メジヤリングロール支持軸３５に取付け
られた検出器（渦流変位計）S₁，S₂は管軸方向に
距離l₀だけ離れ、かつ、検出器上面とメジヤリン
グロール２４の上面との距離h₁だけ離れた位置に
設けられ、該支持軸３５の上下動に連動するよう
になつている。検出器は非導電材である被膜Ｍ
（ポリエチレン）には反応しないで、検出器の信
号出力は検出器の直下の鋼管Ｐの表面からの距離
g₁に対応した値となる。被膜厚さｔは下記の式ｔ＝g₁−h₁ ……(1) で測定出来る。鋼管Ｐが水平であれば、検出器
S₁，S₂の測定値g₁は同じになり、検出器は１個で
もよいが、実際は、前述したように搬送中の揺動
により、検器と管表面との相的な傾きが発生す
る。このため、左右の検出器の距離g₁が変化し膜
厚測定値ｔに誤差が生ずる。そこで本発明の測定
方法ロに示すように検出器S₁，S₂と鋼管表面との
距離がg_1a，g_1bとなり見掛上の被膜厚みはt_a，t_b
となるので下記式により膜厚ｔを求める。

ｔ＝t_a＋t_b／２＝g_1a＋g_1b／２−h₁ ……(2) 即ち２個の検出器S₁，S₂の信号出力の平均値を
用いることにより、検出器と管表面との相対的な
傾きがあつても、自動的に補正して、メジヤリン
グロール２４の接触点Ａの膜厚ｔを正しく測定出
来るものである。

（実施例）本発明装置を各種ポリエチレン被覆鋼管（UO
鋼管、スパイラル鋼管、電縫鋼管）に適用した
が、測定条件は鋼管外径φ400〜500、曲り1.5／
1000、膜厚測定範囲1.5〜7m／ｍ、鋼管周速４〜
25m／min、軸速1.5m／minのスパイラル送り、
タツチロール、メジヤリングロール、接触ロール
鋼管に対する押圧力4.5Kg／cm²渦流検出器S₁，S₂
の間隔10cmで測定したところ再現性γ＝±13μ、直線性ε＝±20μ、ドリフ
トα＝±10μで総合精度ａ＝3γ＋ε＋α＝69μと
なり高精度の追従性能を確認した。

（発明の効果）以上説明したように本発明装置によれば搬送中
に揺動する被覆鋼管の表面に正確に追従出来、膜
厚を精度良く測定することが可能となつた。又被
覆鋼管の下面から装置を押圧するようにしたので
管のサイズもφ400〜φ1500が可能で装置は簡単で
小型化を実現出来た。精整工程の稼動率も向上
し、さらに、今まで測定誤差をみこんで膜厚を規
定より厚くしていたが、規定厚みに管理出来るこ
とで被覆材（ポリエチレン）の歩留向上が出来る
等多くの効果があるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の基本機能をす説明図で、
イは管軸方向から見た説明図、ロは管軸の平行方
向から見た説明図、ハは上面方向から見た説明
図、第２図イは本発明装置の一切欠断面を示す側
面図、ロは本発明装置の平面図である。第３図は
膜厚測定の説明図である。１……レール、２……台車、４……ストツパ
ー、５……ストツパー、６……ハンドル、７……
軸、９……垂直ネジ、１０……アーム用ベース、
１１……ガイドスリーブ、１２………ガイドバ
ー、１３……シリンダーアーム、１４……コアシ
リンダー、１６……バランスウエイト、１７……
センサーアーム、１８，１９，２１……可動支
点、２０，２０′……支え台、２２……コイルバ
ネ、２３……コイルバネ、２４……メジヤリング
ロール、２５，２６……タツチロール、２９……
ネジ軸、３０，３１……スライド軸、３２……タ
ツチ用ロールベース、３３，３４……タツチロー
ル支持軸、３５……メジヤリングロール支持軸、
３６……横行架台、３７……コイルバネ、３８…
…差動トランス、３９……接触ロール、４０……
軸、４１……カツプリング、４２，４２′軸受、
５７……ボトム位置、５２，５４，５５，５６，
５８……矢印、１７′……センサーアームの先端
部。

Claims

【特許請求の範囲】

１被覆鋼管の搬送方向と直角方向に移動する台
車上に、該台車進行方向と直角方向に横行自在な
横行架台と、該架台上にアームベースを上下動さ
せる上下動装置を介してアームベースを設け、該
ベース上面一端に連結ロツドを介してセンサーア
ームを取付け、さらに該ベース他端部にシリンダ
ーを取付け、該シリンダーのロツド先端と前記セ
ンサーアームの端部をピンを介して連結して、前
記センサーアームを前記連結ロツドとピンを回動
支点として上下方向に回動自在に片持支持し、前
記センサーアームの先端部上には連結ロツドを介
してタツチロール用ベースを設け、該ベースを水
平及び傾動可能に保持出来るようにコイルバネを
鋼管搬送方向と直角方向で連結ロツドから同一距
離離れた対称位置の前記センサーアームの先端部
上に設け、前記ベース上には前記連結ロツドの垂
直軸上に水平方向に回動自在なメジヤリングロー
ルを上下動自在なメジヤリングロール支持軸を介
して設け、該メジヤリングロールから鋼管搬送方
向と直角方向に同一距離離れ、スキユーした位置
に一対のタツチロールを水平方向に回動自在にタ
ツチロール支持軸を介して設けると共に、前記メ
ジヤリングロール支持軸から鋼管搬送方向に同一
距離離れた対称位置に被膜厚みを測定する一対の
検出器を被覆鋼管と非接触状態を維持する高さ位
置に、さらに鋼管搬送方向の上流側に被膜ラツプ
部を検出する差動トランスを具備した接触ロール
をメジヤリングロールとほぼ同一高さに取付け
て、前記横行架台の移動により膜厚測定点を一定
位置に保ち、搬送中の被覆鋼管の任意方向の揺動
に対し、前記各ロールを被覆鋼管表面に追従可能
としたことを特徴とする被覆鋼管の自動膜厚測定
装置。