鋼管の材質分析装置
【課題】一定の処理能力を備えるとともに、検査員の安全性を確保し、製造ライン上で合金組成の適否検査を行うことができる鋼管の材質分析装置を提供することを目的とする。
【解決手段】蛍光Ｘ線分析計を鋼管の外周面または端面に押し当てて含有される合金成分を測定する材質分析装置であって、蛍光Ｘ線分析計２と、蛍光Ｘ線分析計２を装着する保持部３と、装着された蛍光Ｘ線分析計２を移動させる機構（移動機構）と、移動機構を動作させる制御手段６とを備えることを特徴とする鋼管の材質分析装置である。移動機構は、蛍光Ｘ線分析計を水平方向に移動させる第１送り機構４と、垂直方向に移動させる第２送り機構５とにより構成し、保持部３は、装着された蛍光Ｘ線分析計２の角度を変更可能にする機構を備えるのが好ましい。
【解決手段】蛍光Ｘ線分析計を鋼管の外周面または端面に押し当てて含有される合金成分を測定する材質分析装置であって、蛍光Ｘ線分析計２と、蛍光Ｘ線分析計２を装着する保持部３と、装着された蛍光Ｘ線分析計２を移動させる機構（移動機構）と、移動機構を動作させる制御手段６とを備えることを特徴とする鋼管の材質分析装置である。移動機構は、蛍光Ｘ線分析計を水平方向に移動させる第１送り機構４と、垂直方向に移動させる第２送り機構５とにより構成し、保持部３は、装着された蛍光Ｘ線分析計２の角度を変更可能にする機構を備えるのが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光Ｘ線分析計を用いて鋼管に含有される合金成分を測定する材質分析装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、鋼管の合金組成の適否検査を自動化できる材質分析装置に関する。
【０００２】
なお、別に記載がない限り、本明細書における用語の定義は次のとおりである。
「蛍光Ｘ線分析計」：試料に直接押し当てた状態で、Ｘ線を照射して試料に含有される合金成分を測定する装置である。
【背景技術】
【０００３】
鋼管の製造において、得られる鋼管の合金組成がその設計組成と異なると、鋼管が所定の性能を発揮することがでず、重大な事故を引き起こす恐れがあるので、鋼管の合金組成について適否検査が行われる。この適否検査では、蛍光Ｘ線分析計が、非破壊で行うことができるとともに、多種の合金成分の含有量を測定できることから、有用である。
【０００４】
従来、蛍光Ｘ線分析計を用いた鋼管の適否検査は、検査員の手により携帯型（ポータブル型）の蛍光Ｘ線分析計を鋼管の外周面または端面に押し当てて行っていた。鋼管の製造ライン上で蛍光Ｘ線分析計を用いた適否検査を実施すると、検査員の手で押し当てて測定する必要があるので、処理本数が制約されるとともに、検査員の安全上の問題が懸念される。このため、蛍光Ｘ線分析計を用いる場合、鋼管の合金組成の適否検査は製造ライン上で行うことができず、自動化が望まれていた。
【０００５】
蛍光Ｘ線分析計を用いた鋼管の適否検査に関して、特許文献１では、下記の手順からなる合金組成の検査方法が提案されている。
（１）鋼材に識別ラベルを貼付するとともに、識別ラベルに対応する鋼材の合金組成をコンピュータに入力する。
（２）蛍光Ｘ線分析計で鋼材の合金組成を測定するとともに、鋼材に貼り付けられた識別ラベルの情報を読取り装置により読取り、測定結果および読み取った情報をコンピュータに送信する。
（３）コンピュータが、前記（１）で入力された合金組成と前記（２）での測定結果が同一か判定し、その結果を表示装置に表示する。
【０００６】
特許文献１に記載の検査方法では、鋼管の合金組成の設計値と測定結果の同一性の判定は自動化されているが、合金成分の測定については、携帯型の蛍光Ｘ線分析計を用いることのみが開示されており、自動化されていない。したがって、特許文献１に記載の検査方法を、鋼管の製造ライン上の検査に適用しても、検査員の手で押し当てて測定する必要があり、処理本数が制約され、検査員の安全上の問題を解決することはできない。
【０００７】
特許文献２では、下記の手順からなる蛍光Ｘ線分析装置を用いた自動分析方法が提案されている。
（１）ロボットおよび搬送装置によりカップを粉砕分析試料搬送装置へ移載した後、粉砕機から粉砕された分析試料をカップに供給する。
（２）ロボットによりプレスプレートをカップにセットするとともに、分析試料成形プレス装置によりカップ内の分析試料を成形する。
（３）成形された分析試料を、ロボットおよび搬送装置により蛍光Ｘ線分析装置に搬送し、成分分析を行う。
【０００８】
特許文献２で提案されている自動分析方法は、製鉄工程における焼結鉱等の原料または溶銑スラグ等のスラグを対象としているので、試料を粉砕、成形した後、蛍光Ｘ線分析計による合金成分の測定を行う。鋼管の製造工程では、非破壊で合金成分の測定を行う必要があることから、特許文献２で提案されている自動分析方法を適用することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−３２０７４６号公報
【特許文献２】特開平１１−８３６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述の通り、検査員の手により蛍光Ｘ線分析計を鋼管の外周面または端面に押し当てて含有される合金成分を測定する方法では、鋼管の製造ライン上で行う場合、処理能力が制約されるとともに、検査員の安全上の問題が懸念される。また、従来から提案されている蛍光Ｘ線分析計を用いた合金成分の測定方法は、蛍光Ｘ線分析計による合金成分の測定を自動化したものではないことから、上記の問題を解決することはできない。
【００１１】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、一定の処理能力を備えるとともに、検査員の安全性を確保し、製造ライン上で合金組成の適否検査を行うことができる鋼管の材質分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の要旨は、次の通りである：
【００１３】
（１）蛍光Ｘ線分析計を鋼管の外周面または端面に押し当てて含有される合金成分を測定する材質分析装置であって、
前記蛍光Ｘ線分析計と、
前記蛍光Ｘ線分析計を装着する保持部と、
装着された前記蛍光Ｘ線分析計を移動させる機構（移動機構）と、
前記移動機構を動作させる制御手段とを備えることを特徴とする鋼管の材質分析装置。
【００１４】
（２）前記移動機構が、前記蛍光Ｘ線分析計を水平方向に移動させる第１送り機構と、
前記蛍光Ｘ線分析計を垂直方向に移動させる第２送り機構とを備えることを特徴とする前記（１）に記載の鋼管の材質分析装置。
【００１５】
（３）前記保持部が、装着された前記蛍光Ｘ線分析計の角度を変更可能にする機構を備えることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の鋼管の材質分析装置。
【００１６】
（４）前記制御手段が、前記移動機構を動作させることにより前記蛍光Ｘ線分析計を移動させて鋼管の外周面または端面に押し当てる際に、
前記蛍光Ｘ線分析計と前記鋼管の外周面または端面との距離に応じて、前記蛍光Ｘ線分析計の移動速度を制御することを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の鋼管の材質分析装置。
【００１７】
（５）前記制御手段により前記蛍光Ｘ線分析計の移動速度を制御する際に、
退避位置から速度切替え位置までを高速とし、速度切替え位置から分析予定位置までを低速とすることを特徴とする（４）に記載の鋼管の材質分析装置。
【００１８】
（６）前記保持部が、さらに、前記蛍光Ｘ線分析計を押し当て方向に移動可能かつ被測定鋼管側に付勢して保持する機構（付勢保持機構）と、
前記蛍光Ｘ線分析計が鋼管に押し込まれることによる移動を検出する手段（押し込み検出手段）とを備え、
前記蛍光Ｘ線分析計を移動させて前記鋼管の外周面または端面に押し当てる際に、
前記押し込み検出手段の信号に応じて、前記制御手段が前記蛍光Ｘ線分析計の移動を終了させることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の鋼管の材質分析装置。
【００１９】
（７）前記（１）〜（６）のいずれかに記載の鋼管の材質分析装置が、さらに、前記鋼管の有無を検出する手段（有無検出手段）と、
前記蛍光Ｘ線分析計を動作させるとともに、前記蛍光Ｘ線分析計から測定結果を受け取り、前記鋼管に含有される合金成分が所定の範囲内であるか判定する手段（判定手段）とを備え、
前記制御手段が前記有無検出手段の前記鋼管を検出した信号に応じ、前記移動機構を動作させることにより前記蛍光Ｘ線分析計を移動させて前記鋼管の外周面または端面に押し当てた状態で、
前記判定手段が前記蛍光Ｘ線分析計を動作させて前記鋼管に含有される合金成分を測定して判定し、
その判定結果に基づき、前記制御手段が前記移動機構を動作させることにより前記蛍光Ｘ線分析計を移動させて退避させることを特徴とする鋼管の材質分析装置。
【００２０】
本発明において、「分析予定位置」は、蛍光Ｘ線分析計を鋼管の外周面または端面に押し当てる際に、蛍光Ｘ線分析計と鋼管の外周面または端面が押し当たる位置であり、「速度切替え位置」は、分析予定位置から任意の距離を設けた位置であり、「退避位置」は測定のために行う移動開始時、および測定完了後の移動終了時の位置である。分析予定委位置、速度切替え位置および退避位置については、後述する図２に例示する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の鋼管の材質分析装置は、下記の顕著な効果を有する。
（１）検査員の手によることなく、移動機構およびそれを動作させる制御手段により、鋼管に蛍光Ｘ線分析装置を押し当てることができるので、検査員の安全性を確保できる。
（２）蛍光Ｘ線分析計を鋼管に押し当てる際に、発生する衝撃を低減でき、過剰押し込みを防止できることから、蛍光Ｘ線分析計の破損を抑制できる。
（３）有無検出手段および判定手段を備えることにより、蛍光Ｘ線分析計の鋼管への押し当て、鋼管に含有される合金成分の測定、およびその合金成分が設計の合金組成の範囲内であるかの判定を自動化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の鋼管の材質分析装置の構成例を説明する図であり、同図（ａ）は鋼管の外周面を測定する場合、同図（ｂ）は鋼管の端面を測定する場合を示す。
【図２】本発明の鋼管の材質分析装置において、蛍光Ｘ線分析計を鋼管に押し当てる際の退避位置、速度切替え位置および分析予定位置を示す図であり、同図（ａ）は外周面を測定する場合、同図（ｂ）は端面を測定する場合を示す。
【図３】本発明の鋼管の材質分析装置において、保持部が備える付勢保持機構および押し込み検出手段を説明する図であり、同図（ａ）は蛍光Ｘ線分析計と鋼管が離間した状態、同図（ｂ）は蛍光Ｘ線分析計が鋼管に押し当てられた状態を示す。
【図４】本発明の鋼管の材質分析装置を用いた合金組成の適否検査のフローを説明する図であり、同図（ａ）は鋼管を検出時、同図（ｂ）は蛍光Ｘ線分析計を鋼管に押し当て時、同図（ｃ）は合金成分の測定時、同図（ｄ）は判定時、同図（ｅ）は退避時の状態をそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明の鋼管の材質分析装置およびその構成例を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１は、本発明の鋼管の材質分析装置の構成例を説明する図であり、同図（ａ）は鋼管の外周面を測定する場合、同図（ｂ）は鋼管の端面を測定する場合を示す。同図に示す材質分析装置１は、蛍光Ｘ線分析計２と、蛍光Ｘ線分析計を装着する保持部３と、蛍光Ｘ線分析計２を水平方向に移動可能とする第１送り機構４と、蛍光Ｘ線分析計２を垂直方向に移動可能とする第２送り機構５と、被測定鋼管１０の有無を検出する手段（有無検出手段）である検知センサー７と、鋼管１０を載置するスキッド９とを備えている。
【００２５】
同図に示す材質分析装置１は、制御部６により検知センサー７による鋼管１０の検出信号に応じて、第１送り機構４および第２送り機構５を動作させる。また、材質分析装置１は判定部８にパソコンを用い、判定部８により蛍光Ｘ線分析計２を動作させるとともに、蛍光Ｘ線分析計２から測定結果を受け取り、鋼管に含有される合金成分が所定の範囲内であるか判定する。
【００２６】
本発明の鋼管の材質分析装置は、蛍光Ｘ線分析計を鋼管の外周面または端面に押し当てて含有される合金成分を測定する材質分析装置であって、蛍光Ｘ線分析計２と、蛍光Ｘ線分析計２を装着する保持部３と、装着された蛍光Ｘ線分析計２を移動させる機構（移動機構）と、移動機構を動作させる制御手段とを備えることを特徴とする。
【００２７】
蛍光Ｘ線分析計は、試料に直接押し当てた状態で、Ｘ線を照射することにより試料に含有される合金成分を測定するものを用いる。測定対象物である鋼管に直接、蛍光Ｘ線分析計を押し当てて測定することにより、非破壊で即座に測定結果を得ることができるからである。具体的には、携帯型（ポータブル型）の蛍光Ｘ線分析計を用いることができる。また、移動機構およびその制御を行う制御部６（制御手段）を備えることにより、蛍光Ｘ線分析計を鋼管の外周面または端面に押し当てを、検査員の手によることなく、自動化することができる。
【００２８】
移動機構は多関節ロボット等の種々の機構を採用することができる。本発明の鋼管の材質分析装置では、移動機構は、蛍光Ｘ線分析計を水平方向に移動させる第１送り機構４と、蛍光Ｘ線分析計を垂直方向に移動させる第２送り機構５とにより構成するのが好ましい。垂直方向および水平方向の送り機構で構成することにより、装置構成が簡易になり、設備コストを抑えることができるとともに、制御が容易となるからである。
【００２９】
第１送り機構４および第２送り機構５は、従来から用いられる送り機構を採用することができる。本発明の鋼管の材質分析装置では、送り機構の駆動装置としてサーボモータを用いる送り機構を採用するのが好ましい。駆動装置としてサーボモータを用いることにより、送り機構により移動する蛍光Ｘ線分析計の位置制御および速度制御が容易となるからである。
【００３０】
本発明の鋼管の材質分析装置では、保持部３は、装着された蛍光Ｘ線分析計２の角度を変更可能にする機構を備えるのが好ましい。前記図１に（ａ）および（ｂ）に示すように、蛍光Ｘ線分析計２の角度を変更することにより、鋼管の外周面または端面のいずれに対しても、合金成分を測定することができる。
【００３１】
また、保持部３は、筐体を含鉛アクリル板で構成するのが好ましい。保持部３の筐体を、含鉛アクリル板で構成することにより、筐体内に装着される蛍光Ｘ線分析計が照射するＸ線が散乱するのを防止できるとともに、蛍光Ｘ線分析計を他の機器等との衝突による破損から保護できる。
【００３２】
本発明の鋼管の材質分析装置では、制御手段が、移動機構を動作させることにより蛍光Ｘ線分析計２を移動させて鋼管１０の外周面または端面に押し当てる際に、蛍光Ｘ線分析計２と鋼管１０の外周面または端面との距離に応じて、蛍光Ｘ線分析計２の移動速度を制御するのが好ましい。蛍光Ｘ線分析計の移動速度が高速であると、押し当て時の衝撃により、蛍光Ｘ線分析計が内蔵する電子回路や管球が破損する恐れがある。一方、蛍光Ｘ線分析計の移動速度が低速であると、押し当てに時間を要し、検査効率が悪化するからである。
【００３３】
制御手段により蛍光Ｘ線分析計の移動速度を制御する際は、退避位置から速度切替え位置までを高速とし、速度切替え位置から分析予定位置までを低速とするのが好ましい。
【００３４】
図２は、本発明の鋼管の材質分析装置において、蛍光Ｘ線分析計を鋼管に押し当てる際の退避位置、速度切替え位置および分析予定位置を示す図であり、同図（ａ）は鋼管の外周面を測定する場合、同図（ｂ）は鋼管の端面を測定する場合を示す。分析予定位置ｐ３は、蛍光Ｘ線分析計２と鋼管１０が押し当たる位置であり、速度切替え位置ｐ２は、分析予定位置ｐ３から任意の距離を設けた位置であり、退避位置ｐ１は測定のために行う移動開始時、および測定完了後の移動終了時の位置である。分析予定委位置、速度切替え位置および退避位置は、材質分析装置の移動機構のストロークや送り速度に基づき適宜決定できる。
【００３５】
退避位置から速度切替え位置までを高速とし、速度切替え位置から分析予定位置までを低速とするのは、装置構成を追加または変更することなく、制御部６の設定を追加または変更するのみで、蛍光Ｘ線分析計と鋼管の外周面との距離に応じて、蛍光Ｘ線分析計の移動速度を制御できるからである。
【００３６】
分析予定位置等の制御部６への設定は、タッチパネル等の入出力装置を設け、これらの鋼管に対する分析予定位置等の情報を事前に登録し、簡易に測定対象の鋼管の分析予定位置等の設定を呼び出し可能とするのが好ましい。
【００３７】
本発明の鋼管の材質分析装置では、保持部が、さらに、蛍光Ｘ線分析計を押し当て方向に移動可能かつ被測定鋼管側に付勢して保持する機構（付勢保持機構）と、蛍光Ｘ線分析計が鋼管に押し込まれることによる移動を検出する手段（押し込み検出手段）とを備えるのが好ましい。この場合、蛍光Ｘ線分析計を移動させて鋼管の外周面または端面に押し当てる際に、押し込み検出手段の信号に応じて、制御手段が蛍光Ｘ線分析計の移動を終了させるのが好ましい。後述する図３に、保持部が備える付勢保持機構および押し込み検出手段の構成例を示す。
【００３８】
図３は、本発明の鋼管の材質分析装置において、保持部が備える付勢保持機構および押し込み検出手段を説明する図であり、同図（ａ）は蛍光Ｘ線分析計と鋼管が離間した状態、同図（ｂ）は蛍光Ｘ線分析計が鋼管に押し当てられた状態を示す。同図は、保持部３に装着された蛍光Ｘ線分析計２と、測定対象である鋼管１０を示す。
【００３９】
同図に示す保持部３は、図示されていない移動機構に取り付けられた筐体３０と、蛍光Ｘ線分析計２を装着するベース板３１、補助板３２およびボルト３３と、ベース板３１と筐体３０を連結する連結棒３４、筐体側ナット３５、ベース側ナット３６および固定治具３７と、蛍光Ｘ線分析計を付勢するスプリング３８と、蛍光Ｘ線分析計が鋼管に押し込まれることによる移動を検出する接触式デジタルセンサー３９とから構成される。
【００４０】
同図に示す保持部３は、蛍光Ｘ線分析計２を、ベース板３１および補助板３２で挟み込むとともに、ボルト３３により締め付けて保持する。一方、連結棒３４並びにそれに取り付けられた筐体側ナット３５およびベース側ナット３６は、連結棒３４が筐体３０の上面３０ａに設けられた孔に嵌合されていることから、押し当て方向に移動可能である。押し当て方向に移動可能なベース側ナットに、固定治具３７を介して、蛍光Ｘ線分析計が装着されたベース板３１が固定されることより、蛍光Ｘ線分析計は押し当て方向に移動可能に保持される。さらに、連結棒３４の外周にはスプリング３８が配置されており、これにより、蛍光Ｘ線分析計は押し当て方向に移動可能かつ被測定鋼管側に付勢して保持される。
【００４１】
蛍光Ｘ線分析計と鋼管が離間している場合、同図（ａ）に示す通り、蛍光Ｘ線分析計は、スプリング３８に付勢されて被測定鋼管側に移動し、筐体上面３０ａと筐体側ナット３５が当たる位置で保持される。移動機構の動作により蛍光Ｘ線分析計が鋼管に押し当てられた場合、同図（ｂ）に示す通り、蛍光Ｘ線分析計２は、スプリング３８の圧縮により、ベース板３１とともに押し上げられる。この際の蛍光Ｘ線分析計２の移動を、筐体に取り付けられた接触式デジタルセンサー３９により検出し、制御部６が接触式デジタルセンサー３９の信号に応じて、蛍光Ｘ線分析計の移動（移動機構の動作）を終了させる。
【００４２】
保持部が付勢保持機構を備えることにより、蛍光Ｘ線分析計と鋼管の押し当て時に、蛍光Ｘ線分析計に生じる衝撃を低減できる。また、保持部が押し込み検出手段を備え、この信号に応じて、制御手段が蛍光Ｘ線分析計の移動（移動機構の動作）を終了させることにより、蛍光Ｘ線分析計が過剰に鋼管に押し込まれるのを防止できる。これらにより、蛍光Ｘ線分析計を鋼管に押し当てる際の衝撃および過剰押し込みによる、蛍光Ｘ線分析計の破損を防止できる。
【００４３】
本発明の鋼管の材質分析装置は、さらに、鋼管の有無を検出する手段（有無検出手段）と、蛍光Ｘ線分析計２を動作させるとともに、蛍光Ｘ線分析計２から測定結果を受け取り、鋼管に含有される合金成分が所定の範囲内であるか判定する手段（判定手段）とを備えるのが好ましい。この場合、制御手段が有無検出手段の鋼管１０を検出した信号に応じ、移動機構を動作させることにより蛍光Ｘ線分析計２を移動させて鋼管１０の外周面または端面に押し当てた状態で、判定手段が蛍光Ｘ線分析計２を動作させて鋼管１０に含有される合金成分を測定して判定し、その判定結果に基づき、制御手段が移動機構を動作させることにより蛍光Ｘ線分析計２を移動させて退避させるのが好ましい。
【００４４】
鋼管の材質分析装置が、さらに、有無検出手段および判定手段を備えることにより、制御手段および判定手段が移動機構および蛍光Ｘ線分析計を動作させて、鋼管に含有される合金成分を自動で測定し、その合金成分が所定の範囲内であるか判定することができる。これにより、後述する図４で説明する通り、鋼管の合金組成の適否検査を自動化することができるからである。
【００４５】
次に、本発明の鋼管の材質分析装置を用いた合金組成の検査フローの一例を図面に基づいて説明する。
【００４６】
図４は、本発明の鋼管の材質分析装置を用いた合金組成の適否検査のフローを説明する図であり、同図（ａ）は鋼管を検出時、同図（ｂ）は蛍光Ｘ線分析計を鋼管に押し当て時、同図（ｃ）は合金成分の測定時、同図（ｄ）は判定時、同図（ｅ）は退避時の状態をそれぞれ示す。
【００４７】
スキッドに被測定鋼管が投入されていない場合、蛍光Ｘ線分析計２は退避位置に移動された状態で、有無検出手段である検知センサー７により鋼管の投入を監視する。鋼管が投入されると、図４（ａ）に示すように、検知センサー７が鋼管１０の投入を検出し、信号が制御手段である制御部６に送信される。
【００４８】
検知センサー７の鋼管１０を検出した信号に応じ、図４（ｂ）に示すように、制御部６が移動機構を動作させ蛍光Ｘ線分析計２を分析位置まで移動させ、蛍光Ｘ線分析計を鋼管に押し当てる。
【００４９】
蛍光Ｘ線分析計が鋼管に押し当てられた状態で、図４（ｃ）に示すように、判定部８が蛍光Ｘ線分析計２を動作させることにより、蛍光Ｘ線分析計がＸ線を照射して鋼管に含有される合金成分を測定する。
【００５０】
蛍光Ｘ線分析計の測定動作が完了すると、図４（ｄ）に示すように、蛍光Ｘ線分析計２から判定部８へ測定結果が送信され、測定結果を受け取った判定部８は鋼管１０に含有される合金成分が所定の範囲内であるか判定する。
【００５１】
判定部の判定結果に基づき、図４（ｅ）に示すように、制御部６が移動機構を動作させて、蛍光Ｘ線分析計２を移動させて退避させる。検査済みの鋼管１０は、判定結果に基づき、搬出することができる。
【００５２】
以上のように、本発明の鋼管の材質分析装置によれば、鋼管の合金組成の適否検査を自動化することができる。
【実施例】
【００５３】
本発明の鋼管の材質分析装置により、鋼管に含有される合金成分を測定し、所定の範囲内か判定する適否検査を行い、本発明の効果を検証した。
【００５４】
［試験方法］
前記図１および前記図３に示す構成の鋼管の材質分析装置を用いて、前記図４に示すフローに沿って、鋼管に含有される合金成分を測定し、所定の範囲内か判定する適否検査を行った。その条件は下記の通りである。
鋼管：外径２０〜１４０ｍｍ、肉厚１．５〜２０ｍｍ、
材質 炭素鋼、低合金鋼、高合金鋼
蛍光Ｘ線分析計：ＸＬｔ８９８Ｗ、ＸＬ３ｔ−８００（ＮＩＴＯＮ製）
【００５５】
［試験結果］
本発明の鋼管の材質分析装置により、制御手段が有無検出手段の鋼管を検出した信号に応じ、移動機構を動作させることにより蛍光Ｘ線分析計を移動させて鋼管の外周面に押し当てた状態で、判定手段が蛍光Ｘ線分析計を動作させて前記鋼管に含有される合金成分を測定して判定し、その判定結果に基づき、制御手段が移動機構を動作させることにより蛍光Ｘ線分析計を移動させて退避させることができた。したがって、本発明の鋼管の材質分析装置により、鋼管に含有される合金成分を測定し、所定の範囲内か判定する適否検査を自動化できることが明らかになった。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の鋼管の材質分析装置は、下記の顕著な効果を有する。
（１）検査員の手によることなく、移動機構およびそれを動作させる制御手段により、鋼管に蛍光Ｘ線分析装置を押し当てることができるので、検査員の安全性を確保できる。
（２）蛍光Ｘ線分析計を鋼管に押し当てる際に、発生する衝撃を低減でき、過剰押し込みを防止できることから、蛍光Ｘ線分析計の破損を抑制できる。
（３）有無検出手段および判定手段を備えることにより、蛍光Ｘ線分析計の鋼管への押し当て、鋼管に含有される合金成分の測定、およびその合金成分が設計の合金組成の範囲内であるかの判定を自動化できる。
【００５７】
したがって、本発明の鋼管の材質分析装置を、鋼管の製造工程に適用すれば、鋼管の合金組成の適否検査を製造ライン上で行うことができるので、鋼管の製造効率を高めることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１．材質分析装置、 ２．蛍光Ｘ線分析計、 ３．保持部、 ４．第１送り機構、
５．第２送り機構、 ６．制御部、 ７．検知センサー、 ８．判定部、
９．スキッド、 １０．鋼管、
３０．筐体、 ３０ａ．筐体上面、 ３１．ベース板、 ３２．補助板、
３３．ボルト、 ３４．連結棒、 ３５．筐体側ナット、 ３６．ベース側ナット、
３７．固定治具、 ３８．スプリング、 ３９．接触式デジタルセンサー、
ｐ１．退避位置、 ｐ２．速度切替え位置、 ｐ３．分析予定位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光Ｘ線分析計を用いて鋼管に含有される合金成分を測定する材質分析装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、鋼管の合金組成の適否検査を自動化できる材質分析装置に関する。
【０００２】
なお、別に記載がない限り、本明細書における用語の定義は次のとおりである。
「蛍光Ｘ線分析計」：試料に直接押し当てた状態で、Ｘ線を照射して試料に含有される合金成分を測定する装置である。
【背景技術】
【０００３】
鋼管の製造において、得られる鋼管の合金組成がその設計組成と異なると、鋼管が所定の性能を発揮することがでず、重大な事故を引き起こす恐れがあるので、鋼管の合金組成について適否検査が行われる。この適否検査では、蛍光Ｘ線分析計が、非破壊で行うことができるとともに、多種の合金成分の含有量を測定できることから、有用である。
【０００４】
従来、蛍光Ｘ線分析計を用いた鋼管の適否検査は、検査員の手により携帯型（ポータブル型）の蛍光Ｘ線分析計を鋼管の外周面または端面に押し当てて行っていた。鋼管の製造ライン上で蛍光Ｘ線分析計を用いた適否検査を実施すると、検査員の手で押し当てて測定する必要があるので、処理本数が制約されるとともに、検査員の安全上の問題が懸念される。このため、蛍光Ｘ線分析計を用いる場合、鋼管の合金組成の適否検査は製造ライン上で行うことができず、自動化が望まれていた。
【０００５】
蛍光Ｘ線分析計を用いた鋼管の適否検査に関して、特許文献１では、下記の手順からなる合金組成の検査方法が提案されている。
（１）鋼材に識別ラベルを貼付するとともに、識別ラベルに対応する鋼材の合金組成をコンピュータに入力する。
（２）蛍光Ｘ線分析計で鋼材の合金組成を測定するとともに、鋼材に貼り付けられた識別ラベルの情報を読取り装置により読取り、測定結果および読み取った情報をコンピュータに送信する。
（３）コンピュータが、前記（１）で入力された合金組成と前記（２）での測定結果が同一か判定し、その結果を表示装置に表示する。
【０００６】
特許文献１に記載の検査方法では、鋼管の合金組成の設計値と測定結果の同一性の判定は自動化されているが、合金成分の測定については、携帯型の蛍光Ｘ線分析計を用いることのみが開示されており、自動化されていない。したがって、特許文献１に記載の検査方法を、鋼管の製造ライン上の検査に適用しても、検査員の手で押し当てて測定する必要があり、処理本数が制約され、検査員の安全上の問題を解決することはできない。
【０００７】
特許文献２では、下記の手順からなる蛍光Ｘ線分析装置を用いた自動分析方法が提案されている。
（１）ロボットおよび搬送装置によりカップを粉砕分析試料搬送装置へ移載した後、粉砕機から粉砕された分析試料をカップに供給する。
（２）ロボットによりプレスプレートをカップにセットするとともに、分析試料成形プレス装置によりカップ内の分析試料を成形する。
（３）成形された分析試料を、ロボットおよび搬送装置により蛍光Ｘ線分析装置に搬送し、成分分析を行う。
【０００８】
特許文献２で提案されている自動分析方法は、製鉄工程における焼結鉱等の原料または溶銑スラグ等のスラグを対象としているので、試料を粉砕、成形した後、蛍光Ｘ線分析計による合金成分の測定を行う。鋼管の製造工程では、非破壊で合金成分の測定を行う必要があることから、特許文献２で提案されている自動分析方法を適用することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−３２０７４６号公報
【特許文献２】特開平１１−８３６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述の通り、検査員の手により蛍光Ｘ線分析計を鋼管の外周面または端面に押し当てて含有される合金成分を測定する方法では、鋼管の製造ライン上で行う場合、処理能力が制約されるとともに、検査員の安全上の問題が懸念される。また、従来から提案されている蛍光Ｘ線分析計を用いた合金成分の測定方法は、蛍光Ｘ線分析計による合金成分の測定を自動化したものではないことから、上記の問題を解決することはできない。
【００１１】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、一定の処理能力を備えるとともに、検査員の安全性を確保し、製造ライン上で合金組成の適否検査を行うことができる鋼管の材質分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の要旨は、次の通りである：
【００１３】
（１）蛍光Ｘ線分析計を鋼管の外周面または端面に押し当てて含有される合金成分を測定する材質分析装置であって、
前記蛍光Ｘ線分析計と、
前記蛍光Ｘ線分析計を装着する保持部と、
装着された前記蛍光Ｘ線分析計を移動させる機構（移動機構）と、
前記移動機構を動作させる制御手段とを備えることを特徴とする鋼管の材質分析装置。
【００１４】
（２）前記移動機構が、前記蛍光Ｘ線分析計を水平方向に移動させる第１送り機構と、
前記蛍光Ｘ線分析計を垂直方向に移動させる第２送り機構とを備えることを特徴とする前記（１）に記載の鋼管の材質分析装置。
【００１５】
（３）前記保持部が、装着された前記蛍光Ｘ線分析計の角度を変更可能にする機構を備えることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の鋼管の材質分析装置。
【００１６】
（４）前記制御手段が、前記移動機構を動作させることにより前記蛍光Ｘ線分析計を移動させて鋼管の外周面または端面に押し当てる際に、
前記蛍光Ｘ線分析計と前記鋼管の外周面または端面との距離に応じて、前記蛍光Ｘ線分析計の移動速度を制御することを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の鋼管の材質分析装置。
【００１７】
（５）前記制御手段により前記蛍光Ｘ線分析計の移動速度を制御する際に、
退避位置から速度切替え位置までを高速とし、速度切替え位置から分析予定位置までを低速とすることを特徴とする（４）に記載の鋼管の材質分析装置。
【００１８】
（６）前記保持部が、さらに、前記蛍光Ｘ線分析計を押し当て方向に移動可能かつ被測定鋼管側に付勢して保持する機構（付勢保持機構）と、
前記蛍光Ｘ線分析計が鋼管に押し込まれることによる移動を検出する手段（押し込み検出手段）とを備え、
前記蛍光Ｘ線分析計を移動させて前記鋼管の外周面または端面に押し当てる際に、
前記押し込み検出手段の信号に応じて、前記制御手段が前記蛍光Ｘ線分析計の移動を終了させることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の鋼管の材質分析装置。
【００１９】
（７）前記（１）〜（６）のいずれかに記載の鋼管の材質分析装置が、さらに、前記鋼管の有無を検出する手段（有無検出手段）と、
前記蛍光Ｘ線分析計を動作させるとともに、前記蛍光Ｘ線分析計から測定結果を受け取り、前記鋼管に含有される合金成分が所定の範囲内であるか判定する手段（判定手段）とを備え、
前記制御手段が前記有無検出手段の前記鋼管を検出した信号に応じ、前記移動機構を動作させることにより前記蛍光Ｘ線分析計を移動させて前記鋼管の外周面または端面に押し当てた状態で、
前記判定手段が前記蛍光Ｘ線分析計を動作させて前記鋼管に含有される合金成分を測定して判定し、
その判定結果に基づき、前記制御手段が前記移動機構を動作させることにより前記蛍光Ｘ線分析計を移動させて退避させることを特徴とする鋼管の材質分析装置。
【００２０】
本発明において、「分析予定位置」は、蛍光Ｘ線分析計を鋼管の外周面または端面に押し当てる際に、蛍光Ｘ線分析計と鋼管の外周面または端面が押し当たる位置であり、「速度切替え位置」は、分析予定位置から任意の距離を設けた位置であり、「退避位置」は測定のために行う移動開始時、および測定完了後の移動終了時の位置である。分析予定委位置、速度切替え位置および退避位置については、後述する図２に例示する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の鋼管の材質分析装置は、下記の顕著な効果を有する。
（１）検査員の手によることなく、移動機構およびそれを動作させる制御手段により、鋼管に蛍光Ｘ線分析装置を押し当てることができるので、検査員の安全性を確保できる。
（２）蛍光Ｘ線分析計を鋼管に押し当てる際に、発生する衝撃を低減でき、過剰押し込みを防止できることから、蛍光Ｘ線分析計の破損を抑制できる。
（３）有無検出手段および判定手段を備えることにより、蛍光Ｘ線分析計の鋼管への押し当て、鋼管に含有される合金成分の測定、およびその合金成分が設計の合金組成の範囲内であるかの判定を自動化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の鋼管の材質分析装置の構成例を説明する図であり、同図（ａ）は鋼管の外周面を測定する場合、同図（ｂ）は鋼管の端面を測定する場合を示す。
【図２】本発明の鋼管の材質分析装置において、蛍光Ｘ線分析計を鋼管に押し当てる際の退避位置、速度切替え位置および分析予定位置を示す図であり、同図（ａ）は外周面を測定する場合、同図（ｂ）は端面を測定する場合を示す。
【図３】本発明の鋼管の材質分析装置において、保持部が備える付勢保持機構および押し込み検出手段を説明する図であり、同図（ａ）は蛍光Ｘ線分析計と鋼管が離間した状態、同図（ｂ）は蛍光Ｘ線分析計が鋼管に押し当てられた状態を示す。
【図４】本発明の鋼管の材質分析装置を用いた合金組成の適否検査のフローを説明する図であり、同図（ａ）は鋼管を検出時、同図（ｂ）は蛍光Ｘ線分析計を鋼管に押し当て時、同図（ｃ）は合金成分の測定時、同図（ｄ）は判定時、同図（ｅ）は退避時の状態をそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明の鋼管の材質分析装置およびその構成例を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１は、本発明の鋼管の材質分析装置の構成例を説明する図であり、同図（ａ）は鋼管の外周面を測定する場合、同図（ｂ）は鋼管の端面を測定する場合を示す。同図に示す材質分析装置１は、蛍光Ｘ線分析計２と、蛍光Ｘ線分析計を装着する保持部３と、蛍光Ｘ線分析計２を水平方向に移動可能とする第１送り機構４と、蛍光Ｘ線分析計２を垂直方向に移動可能とする第２送り機構５と、被測定鋼管１０の有無を検出する手段（有無検出手段）である検知センサー７と、鋼管１０を載置するスキッド９とを備えている。
【００２５】
同図に示す材質分析装置１は、制御部６により検知センサー７による鋼管１０の検出信号に応じて、第１送り機構４および第２送り機構５を動作させる。また、材質分析装置１は判定部８にパソコンを用い、判定部８により蛍光Ｘ線分析計２を動作させるとともに、蛍光Ｘ線分析計２から測定結果を受け取り、鋼管に含有される合金成分が所定の範囲内であるか判定する。
【００２６】
本発明の鋼管の材質分析装置は、蛍光Ｘ線分析計を鋼管の外周面または端面に押し当てて含有される合金成分を測定する材質分析装置であって、蛍光Ｘ線分析計２と、蛍光Ｘ線分析計２を装着する保持部３と、装着された蛍光Ｘ線分析計２を移動させる機構（移動機構）と、移動機構を動作させる制御手段とを備えることを特徴とする。
【００２７】
蛍光Ｘ線分析計は、試料に直接押し当てた状態で、Ｘ線を照射することにより試料に含有される合金成分を測定するものを用いる。測定対象物である鋼管に直接、蛍光Ｘ線分析計を押し当てて測定することにより、非破壊で即座に測定結果を得ることができるからである。具体的には、携帯型（ポータブル型）の蛍光Ｘ線分析計を用いることができる。また、移動機構およびその制御を行う制御部６（制御手段）を備えることにより、蛍光Ｘ線分析計を鋼管の外周面または端面に押し当てを、検査員の手によることなく、自動化することができる。
【００２８】
移動機構は多関節ロボット等の種々の機構を採用することができる。本発明の鋼管の材質分析装置では、移動機構は、蛍光Ｘ線分析計を水平方向に移動させる第１送り機構４と、蛍光Ｘ線分析計を垂直方向に移動させる第２送り機構５とにより構成するのが好ましい。垂直方向および水平方向の送り機構で構成することにより、装置構成が簡易になり、設備コストを抑えることができるとともに、制御が容易となるからである。
【００２９】
第１送り機構４および第２送り機構５は、従来から用いられる送り機構を採用することができる。本発明の鋼管の材質分析装置では、送り機構の駆動装置としてサーボモータを用いる送り機構を採用するのが好ましい。駆動装置としてサーボモータを用いることにより、送り機構により移動する蛍光Ｘ線分析計の位置制御および速度制御が容易となるからである。
【００３０】
本発明の鋼管の材質分析装置では、保持部３は、装着された蛍光Ｘ線分析計２の角度を変更可能にする機構を備えるのが好ましい。前記図１に（ａ）および（ｂ）に示すように、蛍光Ｘ線分析計２の角度を変更することにより、鋼管の外周面または端面のいずれに対しても、合金成分を測定することができる。
【００３１】
また、保持部３は、筐体を含鉛アクリル板で構成するのが好ましい。保持部３の筐体を、含鉛アクリル板で構成することにより、筐体内に装着される蛍光Ｘ線分析計が照射するＸ線が散乱するのを防止できるとともに、蛍光Ｘ線分析計を他の機器等との衝突による破損から保護できる。
【００３２】
本発明の鋼管の材質分析装置では、制御手段が、移動機構を動作させることにより蛍光Ｘ線分析計２を移動させて鋼管１０の外周面または端面に押し当てる際に、蛍光Ｘ線分析計２と鋼管１０の外周面または端面との距離に応じて、蛍光Ｘ線分析計２の移動速度を制御するのが好ましい。蛍光Ｘ線分析計の移動速度が高速であると、押し当て時の衝撃により、蛍光Ｘ線分析計が内蔵する電子回路や管球が破損する恐れがある。一方、蛍光Ｘ線分析計の移動速度が低速であると、押し当てに時間を要し、検査効率が悪化するからである。
【００３３】
制御手段により蛍光Ｘ線分析計の移動速度を制御する際は、退避位置から速度切替え位置までを高速とし、速度切替え位置から分析予定位置までを低速とするのが好ましい。
【００３４】
図２は、本発明の鋼管の材質分析装置において、蛍光Ｘ線分析計を鋼管に押し当てる際の退避位置、速度切替え位置および分析予定位置を示す図であり、同図（ａ）は鋼管の外周面を測定する場合、同図（ｂ）は鋼管の端面を測定する場合を示す。分析予定位置ｐ３は、蛍光Ｘ線分析計２と鋼管１０が押し当たる位置であり、速度切替え位置ｐ２は、分析予定位置ｐ３から任意の距離を設けた位置であり、退避位置ｐ１は測定のために行う移動開始時、および測定完了後の移動終了時の位置である。分析予定委位置、速度切替え位置および退避位置は、材質分析装置の移動機構のストロークや送り速度に基づき適宜決定できる。
【００３５】
退避位置から速度切替え位置までを高速とし、速度切替え位置から分析予定位置までを低速とするのは、装置構成を追加または変更することなく、制御部６の設定を追加または変更するのみで、蛍光Ｘ線分析計と鋼管の外周面との距離に応じて、蛍光Ｘ線分析計の移動速度を制御できるからである。
【００３６】
分析予定位置等の制御部６への設定は、タッチパネル等の入出力装置を設け、これらの鋼管に対する分析予定位置等の情報を事前に登録し、簡易に測定対象の鋼管の分析予定位置等の設定を呼び出し可能とするのが好ましい。
【００３７】
本発明の鋼管の材質分析装置では、保持部が、さらに、蛍光Ｘ線分析計を押し当て方向に移動可能かつ被測定鋼管側に付勢して保持する機構（付勢保持機構）と、蛍光Ｘ線分析計が鋼管に押し込まれることによる移動を検出する手段（押し込み検出手段）とを備えるのが好ましい。この場合、蛍光Ｘ線分析計を移動させて鋼管の外周面または端面に押し当てる際に、押し込み検出手段の信号に応じて、制御手段が蛍光Ｘ線分析計の移動を終了させるのが好ましい。後述する図３に、保持部が備える付勢保持機構および押し込み検出手段の構成例を示す。
【００３８】
図３は、本発明の鋼管の材質分析装置において、保持部が備える付勢保持機構および押し込み検出手段を説明する図であり、同図（ａ）は蛍光Ｘ線分析計と鋼管が離間した状態、同図（ｂ）は蛍光Ｘ線分析計が鋼管に押し当てられた状態を示す。同図は、保持部３に装着された蛍光Ｘ線分析計２と、測定対象である鋼管１０を示す。
【００３９】
同図に示す保持部３は、図示されていない移動機構に取り付けられた筐体３０と、蛍光Ｘ線分析計２を装着するベース板３１、補助板３２およびボルト３３と、ベース板３１と筐体３０を連結する連結棒３４、筐体側ナット３５、ベース側ナット３６および固定治具３７と、蛍光Ｘ線分析計を付勢するスプリング３８と、蛍光Ｘ線分析計が鋼管に押し込まれることによる移動を検出する接触式デジタルセンサー３９とから構成される。
【００４０】
同図に示す保持部３は、蛍光Ｘ線分析計２を、ベース板３１および補助板３２で挟み込むとともに、ボルト３３により締め付けて保持する。一方、連結棒３４並びにそれに取り付けられた筐体側ナット３５およびベース側ナット３６は、連結棒３４が筐体３０の上面３０ａに設けられた孔に嵌合されていることから、押し当て方向に移動可能である。押し当て方向に移動可能なベース側ナットに、固定治具３７を介して、蛍光Ｘ線分析計が装着されたベース板３１が固定されることより、蛍光Ｘ線分析計は押し当て方向に移動可能に保持される。さらに、連結棒３４の外周にはスプリング３８が配置されており、これにより、蛍光Ｘ線分析計は押し当て方向に移動可能かつ被測定鋼管側に付勢して保持される。
【００４１】
蛍光Ｘ線分析計と鋼管が離間している場合、同図（ａ）に示す通り、蛍光Ｘ線分析計は、スプリング３８に付勢されて被測定鋼管側に移動し、筐体上面３０ａと筐体側ナット３５が当たる位置で保持される。移動機構の動作により蛍光Ｘ線分析計が鋼管に押し当てられた場合、同図（ｂ）に示す通り、蛍光Ｘ線分析計２は、スプリング３８の圧縮により、ベース板３１とともに押し上げられる。この際の蛍光Ｘ線分析計２の移動を、筐体に取り付けられた接触式デジタルセンサー３９により検出し、制御部６が接触式デジタルセンサー３９の信号に応じて、蛍光Ｘ線分析計の移動（移動機構の動作）を終了させる。
【００４２】
保持部が付勢保持機構を備えることにより、蛍光Ｘ線分析計と鋼管の押し当て時に、蛍光Ｘ線分析計に生じる衝撃を低減できる。また、保持部が押し込み検出手段を備え、この信号に応じて、制御手段が蛍光Ｘ線分析計の移動（移動機構の動作）を終了させることにより、蛍光Ｘ線分析計が過剰に鋼管に押し込まれるのを防止できる。これらにより、蛍光Ｘ線分析計を鋼管に押し当てる際の衝撃および過剰押し込みによる、蛍光Ｘ線分析計の破損を防止できる。
【００４３】
本発明の鋼管の材質分析装置は、さらに、鋼管の有無を検出する手段（有無検出手段）と、蛍光Ｘ線分析計２を動作させるとともに、蛍光Ｘ線分析計２から測定結果を受け取り、鋼管に含有される合金成分が所定の範囲内であるか判定する手段（判定手段）とを備えるのが好ましい。この場合、制御手段が有無検出手段の鋼管１０を検出した信号に応じ、移動機構を動作させることにより蛍光Ｘ線分析計２を移動させて鋼管１０の外周面または端面に押し当てた状態で、判定手段が蛍光Ｘ線分析計２を動作させて鋼管１０に含有される合金成分を測定して判定し、その判定結果に基づき、制御手段が移動機構を動作させることにより蛍光Ｘ線分析計２を移動させて退避させるのが好ましい。
【００４４】
鋼管の材質分析装置が、さらに、有無検出手段および判定手段を備えることにより、制御手段および判定手段が移動機構および蛍光Ｘ線分析計を動作させて、鋼管に含有される合金成分を自動で測定し、その合金成分が所定の範囲内であるか判定することができる。これにより、後述する図４で説明する通り、鋼管の合金組成の適否検査を自動化することができるからである。
【００４５】
次に、本発明の鋼管の材質分析装置を用いた合金組成の検査フローの一例を図面に基づいて説明する。
【００４６】
図４は、本発明の鋼管の材質分析装置を用いた合金組成の適否検査のフローを説明する図であり、同図（ａ）は鋼管を検出時、同図（ｂ）は蛍光Ｘ線分析計を鋼管に押し当て時、同図（ｃ）は合金成分の測定時、同図（ｄ）は判定時、同図（ｅ）は退避時の状態をそれぞれ示す。
【００４７】
スキッドに被測定鋼管が投入されていない場合、蛍光Ｘ線分析計２は退避位置に移動された状態で、有無検出手段である検知センサー７により鋼管の投入を監視する。鋼管が投入されると、図４（ａ）に示すように、検知センサー７が鋼管１０の投入を検出し、信号が制御手段である制御部６に送信される。
【００４８】
検知センサー７の鋼管１０を検出した信号に応じ、図４（ｂ）に示すように、制御部６が移動機構を動作させ蛍光Ｘ線分析計２を分析位置まで移動させ、蛍光Ｘ線分析計を鋼管に押し当てる。
【００４９】
蛍光Ｘ線分析計が鋼管に押し当てられた状態で、図４（ｃ）に示すように、判定部８が蛍光Ｘ線分析計２を動作させることにより、蛍光Ｘ線分析計がＸ線を照射して鋼管に含有される合金成分を測定する。
【００５０】
蛍光Ｘ線分析計の測定動作が完了すると、図４（ｄ）に示すように、蛍光Ｘ線分析計２から判定部８へ測定結果が送信され、測定結果を受け取った判定部８は鋼管１０に含有される合金成分が所定の範囲内であるか判定する。
【００５１】
判定部の判定結果に基づき、図４（ｅ）に示すように、制御部６が移動機構を動作させて、蛍光Ｘ線分析計２を移動させて退避させる。検査済みの鋼管１０は、判定結果に基づき、搬出することができる。
【００５２】
以上のように、本発明の鋼管の材質分析装置によれば、鋼管の合金組成の適否検査を自動化することができる。
【実施例】
【００５３】
本発明の鋼管の材質分析装置により、鋼管に含有される合金成分を測定し、所定の範囲内か判定する適否検査を行い、本発明の効果を検証した。
【００５４】
［試験方法］
前記図１および前記図３に示す構成の鋼管の材質分析装置を用いて、前記図４に示すフローに沿って、鋼管に含有される合金成分を測定し、所定の範囲内か判定する適否検査を行った。その条件は下記の通りである。
鋼管：外径２０〜１４０ｍｍ、肉厚１．５〜２０ｍｍ、
材質 炭素鋼、低合金鋼、高合金鋼
蛍光Ｘ線分析計：ＸＬｔ８９８Ｗ、ＸＬ３ｔ−８００（ＮＩＴＯＮ製）
【００５５】
［試験結果］
本発明の鋼管の材質分析装置により、制御手段が有無検出手段の鋼管を検出した信号に応じ、移動機構を動作させることにより蛍光Ｘ線分析計を移動させて鋼管の外周面に押し当てた状態で、判定手段が蛍光Ｘ線分析計を動作させて前記鋼管に含有される合金成分を測定して判定し、その判定結果に基づき、制御手段が移動機構を動作させることにより蛍光Ｘ線分析計を移動させて退避させることができた。したがって、本発明の鋼管の材質分析装置により、鋼管に含有される合金成分を測定し、所定の範囲内か判定する適否検査を自動化できることが明らかになった。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の鋼管の材質分析装置は、下記の顕著な効果を有する。
（１）検査員の手によることなく、移動機構およびそれを動作させる制御手段により、鋼管に蛍光Ｘ線分析装置を押し当てることができるので、検査員の安全性を確保できる。
（２）蛍光Ｘ線分析計を鋼管に押し当てる際に、発生する衝撃を低減でき、過剰押し込みを防止できることから、蛍光Ｘ線分析計の破損を抑制できる。
（３）有無検出手段および判定手段を備えることにより、蛍光Ｘ線分析計の鋼管への押し当て、鋼管に含有される合金成分の測定、およびその合金成分が設計の合金組成の範囲内であるかの判定を自動化できる。
【００５７】
したがって、本発明の鋼管の材質分析装置を、鋼管の製造工程に適用すれば、鋼管の合金組成の適否検査を製造ライン上で行うことができるので、鋼管の製造効率を高めることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１．材質分析装置、 ２．蛍光Ｘ線分析計、 ３．保持部、 ４．第１送り機構、
５．第２送り機構、 ６．制御部、 ７．検知センサー、 ８．判定部、
９．スキッド、 １０．鋼管、
３０．筐体、 ３０ａ．筐体上面、 ３１．ベース板、 ３２．補助板、
３３．ボルト、 ３４．連結棒、 ３５．筐体側ナット、 ３６．ベース側ナット、
３７．固定治具、 ３８．スプリング、 ３９．接触式デジタルセンサー、
ｐ１．退避位置、 ｐ２．速度切替え位置、 ｐ３．分析予定位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光Ｘ線分析計を鋼管の外周面または端面に押し当てて含有される合金成分を測定する材質分析装置であって、
前記蛍光Ｘ線分析計と、
前記蛍光Ｘ線分析計を装着する保持部と、
装着された前記蛍光Ｘ線分析計を移動させる機構（移動機構）と、
前記移動機構を動作させる制御手段とを備えることを特徴とする鋼管の材質分析装置。
【請求項２】
前記移動機構が、前記蛍光Ｘ線分析計を水平方向に移動させる第１送り機構と、
前記蛍光Ｘ線分析計を垂直方向に移動させる第２送り機構とを備えることを特徴とする請求項１に記載の鋼管の材質分析装置。
【請求項３】
前記保持部が、装着された前記蛍光Ｘ線分析計の角度を変更可能にする機構を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の鋼管の材質分析装置。
【請求項４】
前記制御手段が、前記移動機構を動作させることにより前記蛍光Ｘ線分析計を移動させて鋼管の外周面または端面に押し当てる際に、
前記蛍光Ｘ線分析計と前記鋼管の外周面または端面との距離に応じて、前記蛍光Ｘ線分析計の移動速度を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鋼管の材質分析装置。
【請求項５】
前記制御手段により前記蛍光Ｘ線分析計の移動速度を制御する際に、
退避位置から速度切替え位置までを高速とし、速度切替え位置から分析予定位置までを低速とすることを特徴とする請求項４に記載の鋼管の材質分析装置。
【請求項６】
前記保持部が、さらに、前記蛍光Ｘ線分析計を押し当て方向に移動可能かつ被測定鋼管側に付勢して保持する機構（付勢保持機構）と、
前記蛍光Ｘ線分析計が鋼管に押し込まれることによる移動を検出する手段（押し込み検出手段）とを備え、
前記蛍光Ｘ線分析計を移動させて前記鋼管の外周面または端面に押し当てる際に、
前記押し込み検出手段の信号に応じて、前記制御手段が前記蛍光Ｘ線分析計の移動を終了させることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の鋼管の材質分析装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の鋼管の材質分析装置が、さらに、前記鋼管の有無を検出する手段（有無検出手段）と、
前記蛍光Ｘ線分析計を動作させるとともに、前記蛍光Ｘ線分析計から測定結果を受け取り、前記鋼管に含有される合金成分が所定の範囲内であるか判定する手段（判定手段）とを備え、
前記制御手段が前記有無検出手段の前記鋼管を検出した信号に応じ、前記移動機構を動作させることにより前記蛍光Ｘ線分析計を移動させて前記鋼管の外周面または端面に押し当てた状態で、
前記判定手段が前記蛍光Ｘ線分析計を動作させて前記鋼管に含有される合金成分を測定して判定し、
その判定結果に基づき、前記制御手段が前記移動機構を動作させることにより前記蛍光Ｘ線分析計を移動させて退避させることを特徴とする鋼管の材質分析装置。
【請求項１】
蛍光Ｘ線分析計を鋼管の外周面または端面に押し当てて含有される合金成分を測定する材質分析装置であって、
前記蛍光Ｘ線分析計と、
前記蛍光Ｘ線分析計を装着する保持部と、
装着された前記蛍光Ｘ線分析計を移動させる機構（移動機構）と、
前記移動機構を動作させる制御手段とを備えることを特徴とする鋼管の材質分析装置。
【請求項２】
前記移動機構が、前記蛍光Ｘ線分析計を水平方向に移動させる第１送り機構と、
前記蛍光Ｘ線分析計を垂直方向に移動させる第２送り機構とを備えることを特徴とする請求項１に記載の鋼管の材質分析装置。
【請求項３】
前記保持部が、装着された前記蛍光Ｘ線分析計の角度を変更可能にする機構を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の鋼管の材質分析装置。
【請求項４】
前記制御手段が、前記移動機構を動作させることにより前記蛍光Ｘ線分析計を移動させて鋼管の外周面または端面に押し当てる際に、
前記蛍光Ｘ線分析計と前記鋼管の外周面または端面との距離に応じて、前記蛍光Ｘ線分析計の移動速度を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鋼管の材質分析装置。
【請求項５】
前記制御手段により前記蛍光Ｘ線分析計の移動速度を制御する際に、
退避位置から速度切替え位置までを高速とし、速度切替え位置から分析予定位置までを低速とすることを特徴とする請求項４に記載の鋼管の材質分析装置。
【請求項６】
前記保持部が、さらに、前記蛍光Ｘ線分析計を押し当て方向に移動可能かつ被測定鋼管側に付勢して保持する機構（付勢保持機構）と、
前記蛍光Ｘ線分析計が鋼管に押し込まれることによる移動を検出する手段（押し込み検出手段）とを備え、
前記蛍光Ｘ線分析計を移動させて前記鋼管の外周面または端面に押し当てる際に、
前記押し込み検出手段の信号に応じて、前記制御手段が前記蛍光Ｘ線分析計の移動を終了させることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の鋼管の材質分析装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の鋼管の材質分析装置が、さらに、前記鋼管の有無を検出する手段（有無検出手段）と、
前記蛍光Ｘ線分析計を動作させるとともに、前記蛍光Ｘ線分析計から測定結果を受け取り、前記鋼管に含有される合金成分が所定の範囲内であるか判定する手段（判定手段）とを備え、
前記制御手段が前記有無検出手段の前記鋼管を検出した信号に応じ、前記移動機構を動作させることにより前記蛍光Ｘ線分析計を移動させて前記鋼管の外周面または端面に押し当てた状態で、
前記判定手段が前記蛍光Ｘ線分析計を動作させて前記鋼管に含有される合金成分を測定して判定し、
その判定結果に基づき、前記制御手段が前記移動機構を動作させることにより前記蛍光Ｘ線分析計を移動させて退避させることを特徴とする鋼管の材質分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１０２６９８（Ｐ２０１１−１０２６９８Ａ）
【公開日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５６６２３（Ｐ２００９−２５６６２３）
【出願日】平成２１年１１月１０日（２００９．１１．１０）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１０日（２００９．１１．１０）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
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