用于分析管道的壁厚度分布的方法和計(jì)算機(jī)程序的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于分析管道尤其是無(wú)縫制造的管道的壁厚度分布的方法。此外本發(fā)明涉及具有用于執(zhí)行這個(gè)方法的計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中已知通過(guò)在確定的壁厚度分布上應(yīng)用傅立葉分析的用于分析管道的壁厚度分布的方法，參見(jiàn)例如歐洲專利文獻(xiàn)EP 1611969B1或EP 1889670B1。在那里公開(kāi)的方法中傅立葉分析的單獨(dú)組件分別對(duì)應(yīng)于不同頻率的正弦函數(shù)；但是通常它缺少對(duì)在制造管道時(shí)真實(shí)可能的缺陷的直接聯(lián)系。因此關(guān)于在制造管道時(shí)的具體缺陷的傅立葉分析的結(jié)果的解釋或者分析經(jīng)常難以處置并且僅提供不夠的指示。這在下面在一些示例中解釋:
在制造尤其是無(wú)縫管道可出現(xiàn)的可能的缺陷類型是在PQF軋鋼機(jī)中高質(zhì)量完成(Premium Quality Finishing) PQF乳棍機(jī)的徑向偏移。這個(gè)缺陷類型導(dǎo)致具有特定局部鑄造的不對(duì)稱的壁厚度偏差。傅立葉分析從不同頻率的正弦曲線將這個(gè)壁厚度偏差放在一起。在這種情況下傅立葉分析提供第一、第二和第三布置的偏差，但沒(méi)有離心率，三軋輥機(jī)支架中的兩側(cè)性不作為缺陷出現(xiàn)并且三側(cè)性提供最后兩個(gè)PQF支架的軋輥機(jī)的對(duì)稱失調(diào)的錯(cuò)誤指示。
[0003]最后提及到，根據(jù)傅立葉分析的具有正弦曲線的測(cè)量的真實(shí)壁厚度偏差分布的近似計(jì)算在對(duì)稱軋輥機(jī)失調(diào)(例如6側(cè)性)的情況下經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題。此后它保留殘留，這是因?yàn)檐堓仚C(jī)規(guī)格不是圓形的。該殘留是對(duì)稱的并且裝作另外的壁厚度偏差，但是該壁厚度偏差實(shí)際上不給出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]從該現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)本發(fā)明的任務(wù)基礎(chǔ)在于，如下改進(jìn)用于分析管道的壁厚度分布的已知方法和計(jì)算機(jī)程序，在生成管道時(shí)關(guān)于存在缺陷的管道中的壁厚度分布的準(zhǔn)確分析可能并且簡(jiǎn)化缺陷識(shí)別。
[0005]這個(gè)任務(wù)通過(guò)權(quán)利要求1要求保護(hù)的方法解決。該方法特征在于，壁厚度偏差的預(yù)定分布分別代表在制造管道時(shí)可能的不同的真實(shí)缺陷類型并且預(yù)定分布的至少一個(gè)代表僅在圓周區(qū)域〈180°中出現(xiàn)的缺陷類型。
[0006]在壁厚度偏差的各預(yù)定分布對(duì)近似計(jì)算管道的壁厚度偏差的確定的分布做出共享時(shí)，通過(guò)要求保護(hù)地使用僅僅這樣的壁厚度偏差的分布，(該分布代表在制造管道時(shí)真實(shí)可能的缺陷類型)可以非?？焖?、簡(jiǎn)單并且直接地推斷在制造管道時(shí)的這個(gè)相應(yīng)缺陷類型的存在。通過(guò)設(shè)置另一特征，預(yù)定分布的至少一個(gè)代表僅在圓周區(qū)域〈180°中出現(xiàn)的缺陷類型，確保，還可以用要求保護(hù)的方法直接識(shí)別這種缺陷類型，該缺陷類型不能借助于從現(xiàn)有技術(shù)已知的傅立葉分析發(fā)現(xiàn)，這是因?yàn)楦盗⑷~分析經(jīng)常僅揭示在整個(gè)圓周上延伸的存在缺陷類型。由于最后提及的特征有利地還可能的是，揭示僅局部或部分地在切線方向上發(fā)生的缺陷類型或者缺陷。
[0007]通?？梢杂靡蟊Ｗo(hù)的方法明顯改善尤其是在無(wú)縫管道設(shè)施中制造的管道的產(chǎn)品質(zhì)量。
[0008]概念“正弦函數(shù)”在本說(shuō)明書(shū)中通常理解為三角函數(shù)。
[0009]根據(jù)第一實(shí)施例用于近似計(jì)算確定的壁厚度偏差的真實(shí)分布的真實(shí)分布分別例如通過(guò)適當(dāng)調(diào)整其幅度，頻率和/或其相位適當(dāng)參數(shù)化。
[0010]在切線方向上壁厚度的偏差的真實(shí)分布的確定包括下列子步驟:從外面在管道的表面上或從其內(nèi)部出發(fā)測(cè)量壁厚度分布并且形成測(cè)量的壁厚度分布和預(yù)定額定壁厚度之間的差。應(yīng)當(dāng)在本發(fā)明的情況下一起理解額定壁厚度為Omm的僅理論上的情況；然后在這種情況下確定的壁厚度與額定壁厚度的偏差的分布對(duì)應(yīng)于壁厚度的真正分布。在這種情況下考慮用于近似計(jì)算這個(gè)分布的預(yù)定分布同樣涉及壁厚度。
[0011]分別代表不同缺陷類型的壁厚度偏差的用于近似計(jì)算的預(yù)定分布，可以理論上根據(jù)幾何推導(dǎo)或?qū)嶒?yàn)性地通過(guò)試驗(yàn)確定。
[0012]圖2a和2b示例性并且絕非封閉地示出具有其在切線方向上壁厚度偏差的代表性分布的典型缺陷類型。
[0013]在圖2a和2b中表示: a:幅度
b:角位置 c:定義域
根據(jù)圖2a中的連續(xù)序號(hào)3的缺陷類型軋輥機(jī)或軋輥機(jī)桿壓痕以及根據(jù)圖2b中的連續(xù)序號(hào)7的缺陷類型單個(gè)缺陷突起是分別僅在圓周區(qū)域〈180°中出現(xiàn)的的這種缺陷類型。根據(jù)本發(fā)明的方法有利地實(shí)現(xiàn)對(duì)在制造管道時(shí)存在的缺陷類型的直接推斷。這對(duì)應(yīng)于缺陷類型，也就是預(yù)定壁厚度分布，其以合理方式或需要時(shí)用于近似計(jì)算要檢查的管道的壁厚度偏差的真實(shí)分布。缺陷類型的快速并且簡(jiǎn)單的識(shí)別在下面還實(shí)現(xiàn)該缺陷的原因的快速排除或者校正措施的快速發(fā)起。
[0014]此外本發(fā)明的上述任務(wù)通過(guò)具有用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品解決。這個(gè)解決方案的優(yōu)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于上面關(guān)于要求保護(hù)的方法提及的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0015]對(duì)說(shuō)明書(shū)附上下列附圖，其中
圖1示出通過(guò)故障制造的管道的截面，
圖2a和2b示出具有其在切線方向上壁厚度偏差代表性分布的典型缺陷類型。
【具體實(shí)施方式】
[0016]根據(jù)本發(fā)明的方法在下面根據(jù)實(shí)施例形式的附圖詳細(xì)描述用于分析管道10的壁厚度分布的根據(jù)本發(fā)明的方法包括下列步驟:
在第一步驟中確定管道在切線方向Φ上壁厚度與預(yù)定額定厚度分布的偏差的分布。在圖1中壁厚度偏差的這個(gè)真實(shí)分布用附圖標(biāo)記I表示。具有附圖標(biāo)記I的曲線涉及的額定壁厚度分布在圖1中不繪出；其在圖1中對(duì)應(yīng)于關(guān)于中點(diǎn)具有不變半徑的圓，其中圓的半徑不管道的在圖1中示出外輪廓2的的不變半徑更小。
[0017]按照根據(jù)本發(fā)明的方法，確定的曲線I通過(guò)壁厚度偏差的多個(gè)預(yù)定分布近似計(jì)算，其中這些預(yù)定分布分別代表在這種管道時(shí)可能的不同真實(shí)缺陷類型。在圖1中真實(shí)曲線I通過(guò)壁厚度偏差的第一預(yù)定分布近似計(jì)算，該第一預(yù)定分布表示缺陷類型6側(cè)性并且在圖1中用附圖標(biāo)記3表示。缺陷類型6側(cè)性在這個(gè)圓周上延伸。此外近似計(jì)算精細(xì)化，其方式為附加地使用壁厚度偏差的分布，該分別通常對(duì)于軋輥機(jī)壓痕，分別定義超過(guò)π/3。這個(gè)分布在圖1中以附圖標(biāo)記4a和4b表示。它們?cè)趫D1中示例性地僅在圓周區(qū)域11點(diǎn)鐘和3點(diǎn)鐘中出現(xiàn)。曲線I之后通過(guò)加性地疊加三個(gè)不同的預(yù)定分布近似計(jì)算，該預(yù)定分布代表所述缺陷類型6側(cè)性和各個(gè)相移的軋輥機(jī)壓痕兩次。加性地疊加的曲線軌跡在圖1中用附圖標(biāo)記5表示。沿著缺陷類型軋輥機(jī)壓痕未出現(xiàn)的圓周到處，曲線軌跡5對(duì)應(yīng)于缺陷類型6側(cè)性的預(yù)定分布。僅在圓周區(qū)域11點(diǎn)鐘和3點(diǎn)鐘中曲線軌跡對(duì)應(yīng)于那里示出的度區(qū)段；那里缺陷類型6側(cè)性的分布與僅局部出現(xiàn)的(在此反相)缺陷類型軋輥機(jī)壓痕根據(jù)曲線截面4a和4b重疊。
[0018]作為這個(gè)分析的結(jié)果可以直接推斷出在制造圖1中示出的管道時(shí)存在這三個(gè)所述缺陷類型。然后有利地可以直接在日常放置的診斷上在其中制造管道的設(shè)施中發(fā)起對(duì)應(yīng)的校正，其方式為根據(jù)圖2a和2b所述缺陷類型的相應(yīng)原因以已知方式排除。
[0019]如在圖1和2a和2b中可認(rèn)識(shí)到的，壁厚度的對(duì)大多數(shù)缺陷類型典型的分布與純正弦函數(shù)偏離；這不適合于缺陷類型離心率。當(dāng)然這例如適合于根據(jù)在圖2a和2b中的連續(xù)序號(hào)3，6和7的缺陷類型軋輥機(jī)壓痕，內(nèi)部突起或單獨(dú)內(nèi)部突起。對(duì)于缺陷類型“軋輥機(jī)壓痕”提及下列示例:
在無(wú)縫管道制造中PQF軋鋼機(jī)的大PQF規(guī)格在其中間區(qū)域中由圓弧組成，圓弧在制造管道時(shí)與圓形軋輥機(jī)桿一起產(chǎn)生不變的壁厚度。如果軋輥機(jī)行駛，則產(chǎn)生正弦類型的變化，但是僅在中間區(qū)域中。如果打開(kāi)軋輥機(jī)，則在中間區(qū)域產(chǎn)生具有一個(gè)最大值和兩個(gè)最小值的曲線。這在圖2a中在連續(xù)序號(hào)3下輸出。規(guī)格的邊緣區(qū)域由度組成。與軋輥機(jī)桿一起產(chǎn)生壁厚度的相應(yīng)增加。在軋輥機(jī)之間的區(qū)域中在工具接觸之外構(gòu)造成不變的壁厚度。在此并且必要時(shí)在具有直線規(guī)格輪廓的邊緣區(qū)域中輸出可能的缺陷“倒數(shù)第二的支架的軋輥機(jī)壓痕”。
[0020]另一示例:PQF軋輥機(jī)的徑向偏離導(dǎo)致具有特定局部鑄造的不對(duì)稱的壁厚度偏差。在近似計(jì)算在這個(gè)缺陷類型下確定的壁厚度偏差的真正分布時(shí)確定，缺陷類型軋輥機(jī)壓痕或者錯(cuò)誤軋輥機(jī)安放的預(yù)定分布最好地適合近似計(jì)算，并因此直接診斷所述缺陷類型。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的方法有利地實(shí)現(xiàn)缺陷類型離心率的診斷。
[0022]基本上適合:壁厚度偏差的測(cè)量或者檢測(cè)的真實(shí)分布的分辨率越準(zhǔn)確，根據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)越精確的缺陷分析；因此該分辨率應(yīng)當(dāng)盡可能的高。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用于分析管道(10)的壁厚度分布的方法，包括下列步驟: -確定壁厚度在管道(10)的切線方向(Φ)上與額定壁厚度分布的偏差的分布；以及-通過(guò)加性地疊加在切線方向(Φ)上的壁厚度偏差的多個(gè)預(yù)定分布近似計(jì)算壁厚度偏差的所確定的分布；其特征在于， 壁厚度偏差的預(yù)定分布分別代表在制造管道(10)時(shí)可能的不同的真實(shí)缺陷類型；以及 預(yù)定分布的至少一個(gè)代表僅在圓周區(qū)域〈180°中出現(xiàn)的缺陷類型。
2.如上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在近似計(jì)算的步驟的范圍中壁厚度偏差的預(yù)定分布分別適當(dāng)參數(shù)化。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述壁厚度偏差的預(yù)定分布關(guān)于其幅度，其頻率或其相位參數(shù)化。
4.如上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，確定壁厚度偏差包括下列步驟: 從外面在管道(10)的表面上或從管道的內(nèi)部出發(fā)測(cè)量壁厚度的分布；并且形成壁厚度的測(cè)量的分布和額定壁厚度之間的差。
5.如上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，分別代表不同缺陷類型的壁厚度偏差的預(yù)定分布，理論上根據(jù)幾何推導(dǎo)或?qū)嶒?yàn)性地通過(guò)試驗(yàn)確定。
6.如上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，不同缺陷類型是平均壁厚度的偏差，可能的不同離心率，軋輥機(jī)或軋輥機(jī)桿壓痕，多邊性，內(nèi)部多角形或內(nèi)部突起。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述缺陷類型軋輥機(jī)或軋輥機(jī)桿壓痕和內(nèi)部突起分別僅出現(xiàn)在圓周區(qū)域〈180°中。
8.如上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于 推斷，對(duì)于各自近似計(jì)算以合理方式要求的壁厚度偏差的分布的缺陷類型在當(dāng)時(shí)檢查的管道(10)中存在；以及排除這些缺陷的原因。
9.計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，具有用于在微處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其中所述計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)成用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-7之一所述的方法。
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于分析管道的壁厚度分布的方法。該方法包括下列步驟:確定壁厚度在管道(10)的切線方向(Φ)上與額定壁厚度分布的偏差的分布;以及通過(guò)加性地疊加在切線方向(Φ)上的壁厚度偏差的多個(gè)預(yù)定分布近似計(jì)算壁厚度偏差的所確定的分布。為了改善在錯(cuò)誤壁厚度分布的情況下缺陷的識(shí)別，根據(jù)本發(fā)明的方法規(guī)定，壁厚度偏差的預(yù)定分布分別代表在制造管道(10)時(shí)可能的不同的真實(shí)缺陷類型;以及預(yù)定分布的至少一個(gè)代表僅在圓周區(qū)域<180°中出現(xiàn)的缺陷類型。
【IPC分類】B21B38-04
【公開(kāi)號(hào)】CN104858246
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510088261
【發(fā)明人】H.J.佩勒
【申請(qǐng)人】Sms 米爾股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年2月26日
【公告號(hào)】DE102014203422B3, US20150241211