JPH08932B2 - 電縫管シ−ム溶接部用熱処理機器の位置制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 この発明は、連続的に溶接された電縫管のシーム溶接
部を溶接に引き続いて熱処理するに際し、シーム溶接部
の位置のずれに追従して焼もどし用等の下流側誘導子の
位置を補正する位置制御方法に関する。

B.発明の概要 本発明は、連続的に溶接された電縫管のシーム溶接部
を溶接に引き続いて加熱後急冷し、その後焼もどし等の
再加熱を施す熱処理作業を開始するに際し、電縫管の溶
接位置から移送中に電縫管がねじれる等して、そのシー
ム溶接部の位置が電縫管の円周方向にずれた場合に、熱
処理機器をシーム溶接部に対向する適正位置に移動制御
する方法において、 そのシーム溶接部の急冷位置より、電縫管移送方向上
流側の位置で電縫管のシーム溶接部の位置の変動を検知
し、 次に、このシーム溶接部の位置の変動値を情報処理し
て、シーム溶接部がその急冷位置より移送方向下流側を
移送されるときのシーム溶接部の変動予測位置を算出
し、 次に、管のねじれ等により変動したシーム溶接部また
は検知用マーク等が、急冷位置より下流側に設置したシ
ーム溶接部の下流側位置検知手段の検知範囲内に入るよ
うに下流側検知手段をシーム溶接部の変動予測位置に対
応する位置に移動制御させるとともに、この変動予測位
置に対応するよう焼もどし用等の下流側誘導子を予想待
期位置に移動制御し、 次に、急冷位置下流側のシーム溶接部位置検知手段
で、急冷後のシーム溶接部の現実の位置を検知し、この
急冷後の実際の位置に対応して焼もどし用等の下流側誘
導子をシーム溶接部に対向する適正加熱位置に移動制御
することにより、 電縫管移送中におけるねじれ等の変動に加えシーム溶
接部を急冷したために生ずるシーム溶接部の２次的な位
置の変動に対応して焼なまし用等の下流側誘導子の位置
を移動制御し、適正に熱処理できるようにしたものであ
る。

C.従来の技術 一般に、電縫管のシーム溶接部はその部分の金属が溶
接により変質し、機械的強度が劣化したり、また溶接後
の急冷のため部分的に硬化してしまうので、これを回復
させて正常な状態とするため、溶接後にアニーリング
（焼鈍する熱処理）するのが普通である。

従来、このアニーリングの為に、第３図に例示するよ
うな、シームアニーラが用いられている。これは、電縫
管１の素材を誘導コイル２によつて誘導加熱して溶接点
Ｂで溶接後、その実線Ａで示すシーム溶接部をシームア
ニーラの本例では３つの誘導子３、３、３で徐々に誘導
加熱してアニーリングするものである。しかし、アニー
リングをするに際し、溶接点Ｂから連続して移送されて
くる電縫管１は、各誘導子３、３、３に所に移送される
間にねじれて、シーム溶接部Ａの位置が電縫管の円周方
向に変動してしまい、各誘導子３、３、３の直下からシ
ーム溶接部Ａが外れて適正にアニーリングできなくなる
ことがある。

そこで、電縫管１の側面に、その溶接点Ｂ近くで、マ
ーキング手段４によりペンキ等を塗布して線状のマーク
Ｃを付し、このマークＣを誘導子３の上流側にある、マ
ーク検出器５で検知し、電縫管１がねじれなかつたとき
のマークＣの初期位置と比較して、その変動値を検出
し、その変動値の信号を図示しない制御装置に送つて、
そこで、変動値に対するマーク検出器５と各誘導子３、
３、３との間の距離との比例関係から、各誘導子３、
３、３の設置場所でのシーム溶接部Ａの変動予測位置を
算出する演算処理を行ない、その変動予測位置に対応し
て各誘導子３、３、３を電縫管１の外周に沿つてそれぞ
れ適正位置に移動制御し、アニーリングを行なつてい
た。

D.発明が解決しようとする問題点 近時、電縫管１の素材として、クロム，マンガン，モ
リブデン等の合金鋼を用いるという要求が多くなつてき
た。このような素材の場合には、シーム溶接部を所要の
性質に回復するための熱処理として、まず加熱し、次に
急冷し、さらに焼もどし（テンパリング）等のための加
熱処理を行なうことが一般に必要である。

この処理のため、本発明の発明者は、第４図に例示す
るように、電縫管１の溶接点Ｂより移送方向下流側位置
に、順次、熱処理機器としての２つの加熱用誘導子7,7
を設置し、次に、急冷用の冷却シヤワー８を設置し、次
に、３つの焼もどし用誘導子９、９、９を設置する。さ
らに、マーキング手段４とそのマークＣを検知して変動
値を検出するためのマーク検出器５とを設置し、従来通
りその変動値の信号を受けた制御部で演算処理して、各
焼もどし用誘導子９、９、９を、シーム溶接部Ａの変動
予測位置に対応するよう移動制御して熱処理を実行しよ
うと試みた。

しかしながら、冷却シヤワー８で電縫管１のシーム溶
接部Ａを急冷すると、その部分から電縫管１に新たなね
じれ変形を生じてしまい、例えば第４図に一点鎖線e,f
で示すように、初期の変動予測位置（図に二点鎖線ｄで
示すもの）から電縫管１の外周に沿つた左右いづれかの
方向にずれてしまうために、焼もどし用誘導子９、９、
９がシーム溶接部Ａの現実の位置から外れてしまい、適
正な焼もどし処理ができなくなるという問題が起つた。

本発明は、上述の点に鑑み、電縫管のシーム溶接部の
熱処理において、シーム溶接部を急冷することにより、
その部分からシーム溶接部が新たな方向に変動するよう
になつた場合でも、この変動に追従して焼もどし用等の
下流側誘導子をスムーズに移動制御し、適正に熱処理で
きるようにすることを目的とする。

E.問題点を解決するための手段 本発明の電縫管シーム溶接部用熱処理機器の位置制御
方法は、電縫管のシーム溶接部の熱処理作業を開始する
に際して電縫管の溶接点と冷却部の間に設置した、シー
ム溶接部の上流側変動検出手段により検出された電縫管
のシーム溶接部の位置変動値を情報処理して、シーム溶
接部の変動予測位置を算出し、この変動予測位置に対応
して、少くとも焼もどし用等の下流側誘導子と、急冷用
冷却部より下流側に設置したシーム溶接部の下流側変動
検出手段とを、それぞれ、各々の予測対応位置まで移動
制御し、次に、急冷用冷却部より下流側に設置した、シ
ーム溶接部の下流側変動検出手段によつて、急冷時に新
たな位置変動が加わつたシーム溶接部の実際の位置を検
出し、この検出結果に対応して、各焼もどし用等の下流
側誘導子をそれぞれのシーム溶接部に対向する位置まで
移動制御して、熱処理を実行するようにしたことを特徴
とする。

F.作用 上述のように構成することにより、電縫管が溶接点側
から移送されて来る間に生ずるシーム溶接部の変動に対
応して少くとも冷却部より下流側に置かれたシーム溶接
部の下流側変動検出手段と、焼もどし用等の下流側誘導
子とを、それぞれ上流側変動検出手段による変動予測対
応位置に移動制御して待期させておき、急冷したときに
シーム溶接部が新たに再変動して、当初の変動に加わ
り、合計の変動量が大きくなつた場合でも、下流側変動
検出手段の検知範囲から逸脱することなく検知可能とす
るよう作用する。これとともに、変動予測対応位置に予
め移動して待期せしめてある焼もどし用等の下流側誘導
子を、急冷による新たな変動が加算された再変動位置
に、基本位置から直接移動するのに比し、短かい移動距
離で迅速に移動制御させ、適正に加熱し、焼もどし等の
加熱処理ができるようにするという作用を奏する。

G.実施例 以下、本発明の電縫管シーム溶接部用熱処理機器の位
置制御方法の一実施例を、第１図及び第２図によつて説
明する。なお、この第１図及び第２図において、第３図
及び第４図に対応する部分には、同一符号を付すことと
し、その詳細な説明を省略する。

図で、１は電縫管であり、誘導コイル２によつて、溶
接点Ｂにおいて、連続的に溶接されてシーム溶接部Ａが
形成され、矢印Ｇ方向に移送されるようにする。また、
この電縫管１の溶接点Ｂより移送方向Ｇの下流側には、
順次、熱処理機器である２つの加熱用の上流側誘導子
７、７と、急冷用冷却機である冷却シヤワー８と、３つ
の焼もどし用等の下流側誘導子９、９、９とを設置す
る。

そして、これらの加熱用の上流側誘導子７、７と、焼
もどし用等の下流側誘導子９、９、９とは、それぞれ個
々に独立して、図示しない制御装置により、第２図に示
すように電縫管１の外周方向に沿つて設置した駆動装置
15によつて回動位置調整制御可能に構成する。

また、電縫管１の溶接点Ｂ近くにはマーキング手段４
を設置し、移送される電縫管１の側面に線状のマークＣ
を記すようにする。また、本例では、移送方向Ｇの上流
側加熱用誘導子７とマーキング手段４との間の区間に、
シーム溶接部Ａの上流側変動検出手段である上流側マー
ク検出器５を設置する。さらに、３つの焼もどし用等の
下流側誘導子９、９、９には、その入口側（上流側）に
各々シーム溶接部Ａの下流側変動検出手段である下流側
マーク検出器10を、一体的に設置し、各焼もどし用等の
下流側誘導子９と一体として第２図に図示したものと同
様の駆動装置15（第１図では図示省略）によつて回動位
置調整制御可能に構成する。

次に、上述のように構成した本例の熱処理機器の制御
方法を説明する。まず、電縫管１の熱処理作業開始時
に、矢印Ｇ方向に移送される電縫管１の側面部に対し、
マーキング手段４によつてマークＣを記す。

このマークＣは、上流側マーク検出器５で検知され、
電縫管１にねじれが発生せずそのシーム溶接部Ａが変動
しなかつた場合の基準値と比較され変動値が検出され
る。シーム溶接部Ａの変動量は電縫管１の移送方向Ｇへ
の移動距離に比例するという事実から、検出器５で検出
された前記の変動値を比例式に代入して演算する。この
ように情報処理することにより、上流側マーク検出器５
より移送方向Ｇ下流側におけるシーム溶接部Ａを変動予
測位置（冷却シヤワー８より下流側では第１図のｄにて
示す）を算出し、これに対応して、本例では、２つの加
熱用の上流側誘導子７、７を、それぞれ、第２図に示す
ように、シーム溶接部Ａの直上の適正対応位置に移動制
御し、これにより適正にシーム溶接部Ａを加熱処理す
る。これとともに、基本位置にある、一体となつた焼も
どし用等の下流側誘導子９、と下流側マーク検出器10と
の３組のものを、それぞれ、その設置位置に対応したシ
ーム溶接部Ａの変動予測位置（第１図にｄにて示す）上
に移動するよう制御して、待機させる。

次に、電縫管１のシーム溶接部が冷却シヤワー８を通
過して、そのシーム溶接部Ａを急冷され、移送される。
このときの急冷作用で、電縫管１に新たに２次的なねじ
れが発生するのに伴なつて、そのシーム溶接部Ａの位置
がずれて再変動し、上流側マーク検出器５による検出値
に基づく変動予測位置ｄから外れてしまう場合がある。
これに伴つてマークＣも急冷シヤワー８より下流側では
Ｃの延長線上のC₁の位置からずれて再変動した位置にな
つてしまう。この場合、本例では、各下流側マーク検出
器10が、それぞれ変動予測位置に対応するマークの予測
位置C₁上で待機しているので、その検知範囲から再変動
したマークＣが逸脱することなく、これを確実に検知し
得るものである。そして、このようにして各下流側マー
ク検出器10でマークＣが検出されると、それぞれの下流
側誘導子９、９、９の移動制御方法をそれ以前と切換え
て各下流側マーク検出器10で検出した、急冷時に２次的
に新たに変動したマークＣの実際の位置の外周直上にそ
れぞれの下流側マーク検出器10を移動制御することによ
つて、この下流側マーク検出器10とそれぞれ一体となつ
ている各下流側誘導子９を現実のシーム溶接部Ａの直上
にそれぞれ位置するようにして、以後の誘導加熱による
熱処理を適正に実行するようにする。

このようにして、一度シーム溶接部Ａが各下流側マー
ク検出器10によるマーク検出結果にもとづいてとらえら
れると、以降は、これにより、連続するマークＣに追従
して各焼もどし用等の下流側誘導子９を制御する。なお
上述のようにシーム溶接部の熱処理作業を開始するに際
して、下流側誘導子９の位置制御をまづ初めに上流側マ
ーク検出器５のマーク検出結果にもとづいて行ない、次
に下流側マーク検出器10のマーク検出結果にもとづいて
２段階に切換えて行なうようにした理由について記述す
ると次の通りである。すなわち、上述のような２段階の
位置制御をせずに、冷却部としての急冷シヤワー８の下
流側に設置した下流側マーク検出器10によるマーク検出
結果にもとづいて直接下流側誘導子９の位置制御をしよ
うとするとこの位置では溶接点Ｂからの距離も大きく、
しかも急冷による２次的なねじれが加わるので一般に電
縫管１のねじれ量が大きくこれに伴つてシーム溶接部Ａ
およびマークＣの合計の位置の変動量が大きい。このた
め下流側誘導子９の位置移動制御にあたつて上述の２段
階の位置制御に比べて大きな角度（例えば２倍以上）の
急速な追従移動を急速に行なわせることになりそのため
の駆動装置15等が大がかりなものとなつてしまう。更に
はマークＣが下流側マーク検出器10の視野を逸脱して検
出不能となることも考えられるので検出器10の視野を特
別に広いものにするなどの特殊な対策も必要となる。と
ころが上述の本例の２段階の位置移動制御では、下流側
誘導子９および下流側マーク検出器10とも、まづ上流側
マーク検出器５によるマーク検出結果にもとづいて変動
予測位置まで予め移動して待期しているのでこの待機位
置にある各焼もどし用等の下流側誘導子９を急冷による
２次的な変動が加わつた実際の位置に移動制御せしめる
だけでよいので、１回目の待期位置への移動および２回
目の実際の位置への移動のそれぞれにおける制御動作の
移動距離を短かくして、動作時間を短かくし、かつ移動
制御の為の駆動操作機構等を小形軽便構造化することが
可能となる。またマークＣが下流側マーク検出器10の視
野から逸脱することもない。よつて、熱処理作業の開始
動作をスムーズに実行できるものである。

特に、有限長の管素材を使用した電縫管溶接および熱
処理作業や、大径管の電縫管溶接および熱処理作業等の
場合には、管素材の長さが短いことから連続した溶接お
よび熱処理作業時間が短い。そして新しい管素材の溶接
を開始するたびに頻繁に熱処理作業の開始が繰り返され
る。従つてこの頻繁な熱処理作業の開始をスムーズに処
理することが非常に重要であり、前述の効果が極めて顕
著である。

なお、上述の実施例において、上流側マーク検出器５
を加熱用誘導子７と冷却シヤワー８との間位置に設置
し、その加熱用誘導子７のシーム溶接部Ａの変動に対応
させて移動制御しないか、又は他の手段で移動制御する
ようにした方法によつてもよい。また下流側変動検出手
段としての下流側マーク検出器10を、すべての下流側誘
導子９に搭載せしめることなく、急冷部より下流の最初
の下流側誘導子にのみ搭載せしめるかまたは下流側誘導
子には搭載せずに、急冷部と下流側誘導子の間の位置に
単独に設置して、この下流側マーク検出器10が実際のマ
ークを検出した後の下流側誘導子の位置移動制御は、上
流側マーク検出器５による変動量の検出結果と下流側マ
ーク検出器10による変動量の検出結果とを突き合せて比
例演算せしめる情報処理によつて急冷部より下流側にお
けるシーム溶接部の変動予測位置を算出しその変動予測
位置の外周直上に各下流側誘導子を位置移動制御するよ
うにしてもよい。さらに、シーム溶接部Ａの変動を検知
する手段として、従来より行なわれている、シーム溶接
部Ａのビードカツトの跡を光学的に検知する等種々の手
段を取り得ることは勿論である。

H.発明の効果 以上詳述したように、本発明の電縫管シーム溶接部用
熱処理機器の位置制御方法によれば、電縫管のシーム溶
接部を、加熱後急冷し、さらに再加熱する熱処理作業を
開始する場合において、電縫管を溶接点から冷却部に移
送する間での電縫管のねじれの発生に伴なうシーム溶接
部の位置変動を上流側変動検出手段で検出し、この変動
値を情報処理して少くとも冷却部より下流側の変動予測
位置を算出し、この変動予測位置に対応して、少くとも
冷却部より下流側に設置した下流側変動検出手段と、下
流側誘導子とを移動制御して変動予測対応位置に待機さ
せる。従つて次に、冷却部で急冷されることによつて、
電縫管が２次的に新たなねじれを発生することに伴つて
のシーム溶接部の位置が再変動して、当初の電縫管移送
時の変動量に加算され、下流側変動検出手段が前述のよ
うに変動予測対応位置に移動待期することなく基本位置
にあつた場合にはその検知範囲を逸脱する大きな変動量
となつた場合でも、この待機位置にある下流側変動検出
手段の位置と、シーム溶接部の現実の再変動位置との誤
差は急冷時の変動量内のものであるので、この下流側変
動検出手段でその検知範囲を逸脱することなく確実に再
変動したシーム溶接部の変動値を検知することが容易で
あるという効果がある。

また、この下流側変動検出手段で検知したシーム溶接
部の検出結果にもとづいて下流側誘導子を移動制御する
際にも、すでに待機位置にある下流側誘導子をシーム溶
接部の再変動位置に移動するだけであるのでその移動量
が少なくてすむので、迅速に動作させることができる。
さらに、前述のように予め変動予測対応位置に移動待期
せしめることなく基本位置から再変動位置まで一挙に大
きな移動量を迅速に移動させるためには、その駆動機構
も大形化するが、本発明のように基本位置から待機位置
に前もつて移動し、次に待機位置から再変動位置に移動
するよう、移動動作を２段にしたので、その移動量を減
じた分、駆動機構を小形簡素化できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電縫管シーム溶接部用熱処理機器の位
置制御方法の一例を示す概略側面図、第２図は第１図II
-II線断面図、第３図は従来のシームアニーラの一例を
示す概略側面図、第４図は従来技術の応用例を示す概略
側面図である。 １……電縫管、４……マーキング手段、５……上流側マ
ーク検出器、７……上流側誘導子、８……冷却シヤワ
ー、９……下流側誘導子、10……下流側マーク検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移送される電縫管のシーム溶接部を上流側
   誘導子にて加熱後冷却部にて急冷し、その後下流側誘導
   子にて再加熱する熱処理作業を開始するに際し、 上記電縫管を移送中に生ずるシーム溶接部の位置変動を
   溶接点と冷却部との間に設置した上流側変動検出手段で
   検知し、 次にその変動量を情報処理して少くとも、上記冷却部よ
   り下流側における上記シーム溶接部の変動予測位置を算
   出し、 次に、その変動予測位置に対応する位置に少くとも前記
   下流側誘導子と、冷却部位置により下流側との間に設置
   した上記シーム溶接部の下流側変動検出手段とをそれぞ
   れ移動制御し、 次に、上記下流側変動検出手段によつて、冷却部での新
   たな位置変動が加わつたシーム溶接部の実際の位置を検
   出し、 この検出結果に対応して、下流側誘導子をシーム溶接部
   に対向する位置に移動制御するようにしたことを特徴と
   する電縫管シーム溶接部用熱処理機器の位置制御方法。