寶鋼φ610mm HFW 直縫焊管機組引進德國 SMS MEER等世界上最先進的直縫不(bu)銹鋼焊管生產設備，投產于2005年10月，設計年產30萬噸直縫焊管。該生產線是世界上第一條集先進成型技術、大功率焊接、功能齊全的無損探傷技術、焊縫雙重熱處理和全管體熱處理設備、全過程的計算機料流跟蹤系統于一體的中口徑直縫焊管生產線。是世界上裝備最先進的HFW焊管生產線之一，是國內唯一一條集煉鋼、熱軋、制管、涂層一體化的HFW不銹鋼焊管生產線。可以生產管線管、套管、結構管等HFW不銹鋼焊管產品。
一、生產工藝流程(cheng)
寶鋼(gang)ф610mm HFW不銹鋼(gang)焊管機組(zu)生產工藝流程見圖7-8所示(shi)。
二(er)、主(zhu)要技術特點
1. 排輥成型技術(shu)特點(dian)
a. 由許多小直(zhi)徑輥(gun)(gun)組成的排輥(gun)(gun)代替輥(gun)(gun)式成型機的大(da)直(zhi)徑水平輥(gun)(gun)，最大(da)邊緣拉應變僅是傳統輥(gun)(gun)式成型的1/5左右，可(ke)提高鋼管外觀質量，減(jian)少功率(lv)消耗(hao)及軋輥(gun)(gun)磨損。
b. 排輥(gun)成型機(ji)采用連(lian)續局部彎曲(qu)變(bian)形，彎曲(qu)力小且(qie)較(jiao)均勻；成型區縮短，帶(dai)(dai)鋼塑性變(bian)形小；排輥(gun)群由外側束(shu)縛帶(dai)(dai)鋼邊(bian)緣，將(jiang)邊(bian)緣外側變(bian)形以壓縮形式吸(xi)收，可防止帶(dai)(dai)鋼邊(bian)緣發生(sheng)折皺、鼓包，使鋼管壁厚與管徑(jing)比的范圍擴大(da)(da)到(dao)1：80，具有(you)加工中(zhong)大(da)(da)直徑(jing)薄壁管的優勢。
c. 排輥(gun)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)為連續成(cheng)型(xing)(xing)(xing)法(fa)，成(cheng)型(xing)(xing)(xing)性好，且采用“下(xia)山(shan)法(fa)”成(cheng)型(xing)(xing)(xing)，在(zai)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)過程中帶鋼邊緣的(de)軌跡(ji)近乎直線，從(cong)而改善成(cheng)型(xing)(xing)(xing)質量，使焊接穩定可靠(kao)。
d. 在(zai)更換(huan)不(bu)銹鋼焊管規格尺寸時，排輥(gun)不(bu)換(huan)，只(zhi)需調整，與(yu)傳(chuan)統輥(gun)式成型相(xiang)比，可減少軋(ya)輥(gun)規格和換(huan)輥(gun)時間。
2. 成型設備技術特點
寶鋼(gang)Φ610mm HFW焊管機(ji)組成型(xing)(xing)設備(bei)是引進德國(guo)SMSMEER公司開發的(de)直緣成型(xing)(xing)技(ji)術(shu)，由夾送輥裝置(zhi)(zhi)、彎邊機(ji)、線(xian)性(xing)(xing)預成型(xing)(xing)裝置(zhi)(zhi)、粗成型(xing)(xing)機(ji)、線(xian)性(xing)(xing)成型(xing)(xing)裝置(zhi)(zhi)、精成型(xing)(xing)機(ji)架(jia)、擠壓輥機(ji)架(jia)和(he)定徑機(ji)架(jia)組成。
a. 夾送(song)輥裝置由上(shang)、下(xia)水(shui)平(ping)輥組(zu)成(cheng)，2臺(tai)功率為(wei)110kW交流(liu)電(dian)機(ji)通過減速齒(chi)輪(lun)箱(xiang)和萬向傳(chuan)動(dong)軸驅動(dong)將帶鋼(gang)(gang)經水(shui)平(ping)導向輥送(song)入彎邊機(ji)，并在(zai)生產(chan)中作輔助主傳(chuan)動(dong)。上(shang)夾送(song)輥由液壓缸升、降，帶鋼(gang)(gang)在(zai)機(ji)架(jia)中不產(chan)生彎曲變形，出本機(ji)架(jia)后開(kai)始(shi)“下(xia)山(shan)”變形。
b. 彎(wan)邊機(ji)位于線性預成(cheng)型裝置前端，將帶鋼(gang)邊緣彎(wan)曲成(cheng)接近成(cheng)品曲率的弧形(xing)，防止焊縫處出現梨形(xing)凸出，一(yi)對彎(wan)邊輥(gun)可(ke)一(yi)起上(shang)下、左右調整(zheng)，也可(ke)以(yi)單獨調整(zheng)，通(tong)過電機(ji)和螺旋千斤頂(ding)可(ke)以(yi)調節彎(wan)邊厚度和寬度，為確(que)保不(bu)同壁厚精(jing)確(que)的帶鋼(gang)邊部彎(wan)曲以(yi)及允許對頭焊縫自由通(tong)過，下彎(wan)邊輥(gun)設計成(cheng)液壓減震結構(gou)。上(shang)下彎(wan)邊輥(gun)均安(an)裝在用于快速(su)更換的箱(xiang)式結構(gou)的輥(gun)座上(shang)，通(tong)過編(bian)碼器傳(chuan)感、計算機(ji)控(kong)制調整(zheng)輥(gun)位。
c. 線(xian)性(xing)預成型(xing)(xing)裝(zhuang)置由(you)2個帶有若干非傳動(dong)排輥的外部線(xian)性(xing)成型(xing)(xing)裝(zhuang)置（排輥架）組成，以確保短成型(xing)(xing)間距，其線(xian)性(xing)可根據(ju)產品成型(xing)(xing)的幾何學(xue)進行水(shui)平(ping)、垂直和旋轉調節。
d. 粗(cu)(cu)成(cheng)型機由上輥(gun)和下輥(gun)組成(cheng)，并布置在線性(xing)預成(cheng)型后段，由2臺功率110kW交流(liu)電機通過減(jian)速齒(chi)輪(lun)箱(xiang)和萬向傳動(dong)軸(zhou)驅(qu)動(dong)，是線性(xing)預成(cheng)型段及粗(cu)(cu)成(cheng)型的主動(dong)力源。
e. 線(xian)性成(cheng)型(xing)(xing)裝(zhuang)置(zhi)布(bu)置(zhi)在線(xian)性預成(cheng)型(xing)(xing)裝(zhuang)置(zhi)和精(jing)成(cheng)型(xing)(xing)機架(jia)之間，分(fen)為(wei)3段(duan)，每段(duan)有2個排(pai)輥架(jia)組成(cheng)，可以(yi)根據產(chan)品成(cheng)型(xing)(xing)幾何(he)學(xue)需求進行(xing)水(shui)平、垂直(zhi)和旋轉調節(jie)。帶(dai)鋼經線(xian)性成(cheng)型(xing)(xing)裝(zhuang)置(zhi)后成(cheng)為(wei)U形。
f. 精(jing)(jing)(jing)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)機架(jia)由3架(jia)精(jing)(jing)(jing)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)機架(jia)組成(cheng)(cheng)，采用均勻(yun)剛(gang)性(xing)設(she)計的(de)URD機架(jia)由6臺功率為(wei)110kW交流電機通過減(jian)速齒(chi)輪(lun)箱(xiang)和(he)萬(wan)向傳(chuan)動軸驅動，是成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)焊接(jie)段的(de)主動力源。每架(jia)精(jing)(jing)(jing)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)機架(jia)安裝(zhuang)4個軋輥，上(shang)(shang)(shang)、下(xia)輥主動，2個側輥被動，最大軋制力1800kN。上(shang)(shang)(shang)、下(xia)輥及(ji)側輥通過獨立的(de)小電機經螺旋升降裝(zhuang)置調(diao)節，編(bian)碼(ma)器傳(chuan)感(gan)，計算機控(kong)制調(diao)整輥位(wei)，輥位(wei)OP值設(she)定(ding)精(jing)(jing)(jing)度可達0.01mm。精(jing)(jing)(jing)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)將線性(xing)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)后的(de)U形荒管變(bian)形為(wei)開口的(de)0形管坯。3架(jia)上(shang)(shang)(shang)輥安裝(zhuang)導向環將焊接(jie)V角控(kong)制在一定(ding)的(de)范(fan)圍(wei)內，為(wei)擠(ji)壓輥機架(jia)的(de)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)焊接(jie)創造(zao)了條件(jian)。
g. 擠壓輥(gun)機(ji)架(jia)采(cai)用均勻剛性設(she)計的URD機(ji)架(jia)，由(you)5個被(bei)動(dong)擠壓輥(gun)（2個上輥(gun)，2個側輥(gun)，1個底輥(gun)）組(zu)成(cheng)的孔型(xing)，可將(jiang)精(jing)成(cheng)型(xing)后(hou)的開口(kou)0形管成(cheng)型(xing)焊接成(cheng)封閉的0形管。該機(ji)架(jia)也具有精(jing)成(cheng)型(xing)機(ji)架(jia)軋輥(gun)精(jing)密(mi)調(diao)節機(ji)構(gou)和快(kuai)速換輥(gun)功能。
h. 定徑(jing)(jing)(jing)段(duan)由(you)4架定徑(jing)(jing)(jing)機(ji)(ji)(ji)架組成(cheng)，主要(yao)功(gong)能(neng)是將(jiang)成(cheng)型焊接后的(de)0形(xing)立(li)(li)橢圓管變(bian)形(xing)為符合產品標準的(de)圓管，采用均勻剛性設(she)計的(de)URD機(ji)(ji)(ji)架由(you)8臺功(gong)率為110kW交流(liu)電機(ji)(ji)(ji)通過減速齒輪箱(xiang)和萬向傳(chuan)動(dong)(dong)軸驅(qu)動(dong)(dong)，是定徑(jing)(jing)(jing)段(duan)的(de)主動(dong)(dong)力(li)源。每架定徑(jing)(jing)(jing)機(ji)(ji)(ji)架裝有4個軋輥(gun)(gun)，其(qi)中上、下輥(gun)(gun)主動(dong)(dong)，2個側輥(gun)(gun)被(bei)動(dong)(dong)，最大軋制力(li)1800kN。上、下輥(gun)(gun)及側輥(gun)(gun)通過獨立(li)(li)的(de)小電機(ji)(ji)(ji)并經螺旋(xuan)千(qian)斤頂調節，編(bian)碼(ma)器傳(chuan)感，計算機(ji)(ji)(ji)控(kong)制調整(zheng)輥(gun)(gun)位(wei)，輥(gun)(gun)位(wei)OP值設(she)定精度(du)可達0.01mm。為保證小直徑(jing)(jing)(jing)（219.1～323.9mm）焊管焊縫(feng)在(zai)定徑(jing)(jing)(jing)前不偏離12點的(de)位(wei)置(zhi)，在(zai)1＃定徑(jing)(jing)(jing)機(ji)(ji)(ji)架前設(she)置(zhi)了(le)防扭(niu)轉機(ji)(ji)(ji)架，防扭(niu)轉機(ji)(ji)(ji)架上安裝了(le)一對可沿(yan)環向扭(niu)轉的(de)立(li)(li)輥(gun)(gun)，并配置(zhi)了(le)快速夾緊(jin)、機(ji)(ji)(ji)械調節裝置(zhi)。
3. 固態焊機(ji)技術特(te)點(dian)
采用挪威EFD公(gong)司(si)生產的(de)(de)輸(shu)(shu)出功(gong)率(lv)(lv)為1800kW、頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)90～150kHz的(de)(de)固(gu)態(tai)焊機。用更加(jia)簡潔(jie)的(de)(de)主回路拓撲(pu)結構，二極管不(bu)可控(kong)(kong)整流(liu)(liu)，可使功(gong)率(lv)(lv)因數(shu)達(da)到(dao)0.95；利(li)用新型的(de)(de)軟開(kai)關(guan)橋式(shi)逆變換流(liu)(liu)技術將輸(shu)(shu)入(ru)的(de)(de)直流(liu)(liu)電(dian)逆變為高頻(pin)(pin)(pin)交流(liu)(liu)電(dian)；整機效率(lv)(lv)可達(da)85％左右(you)。具有(you)高頻(pin)(pin)(pin)電(dian)源保護；無(wu)需對(dui)主回路的(de)(de)電(dian)容電(dian)感(gan)參(can)(can)數(shu)進(jin)行調節(jie)，在設(she)計負載(zai)范圍內，功(gong)率(lv)(lv)正常輸(shu)(shu)出不(bu)受限制(zhi)，自(zi)動匹配(pei)；還具有(you)開(kai)機自(zi)診斷功(gong)能、配(pei)備(bei)相應(ying)的(de)(de)通訊(xun)系統(tong)實時將設(she)備(bei)運行參(can)(can)數(shu)傳(chuan)遞到(dao)監控(kong)(kong)系統(tong)進(jin)行診斷處理(li)及存儲等智(zhi)能化功(gong)能。
4. 自(zi)動(dong)控制系統(tong)技術特點
a. 自(zi)動控(kong)制系統分為：制造執行(xing)級(ji) MES（manufacturing execution system）、基(ji)礎(chu)自(zi)動化級(ji)L1和設(she)(she)備(bei)(bei)傳動與(yu)檢測級(ji)LO等3個層次。焊管生產線PLC與(yu)MES、操(cao)作PC、快速(su)設(she)(she)定(ding)PC之間均采用(yong)標準工(gong)業以太網通訊，PLC與(yu)傳動、檢測設(she)(she)備(bei)(bei)間采用(yong)網絡通訊連接。
b. MES主要功(gong)能是接收上級(ji)計算機（ERP）下達的生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)計劃(hua)，轉化成實際(ji)的產(chan)品(pin)制(zhi)(zhi)造計劃(hua)和設備(bei)控制(zhi)(zhi)參數(shu)，并控制(zhi)(zhi)實際(ji)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)過程(cheng)，完(wan)成生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)線(xian)調(diao)度、物料跟(gen)蹤和生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)數(shu)據采集等(deng)功(gong)能，實現產(chan)品(pin)從生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)計劃(hua)到成品(pin)產(chan)出全過程(cheng)管(guan)理與控制(zhi)(zhi)。
c. 快(kuai)速(su)設定(ding)(ding)系統（QS）是(shi)一套快(kuai)速(su)換輥(gun)調(diao)整(zheng)系統，是(shi)MES的重要(yao)內容(rong)，與基礎自動化L1相連接，既(ji)向L1發送(song)設定(ding)(ding)數據，又從L1收集各(ge)產(chan)(chan)品(pin)規(gui)格(ge)(ge)實際生產(chan)(chan)調(diao)整(zheng)時的輥(gun)位值(zhi)(zhi)，對優(you)化的調(diao)整(zheng)設定(ding)(ding)參(can)數進行(xing)繼承，作為(wei)下次生產(chan)(chan)的最新設定(ding)(ding)值(zhi)(zhi)。根(gen)據產(chan)(chan)品(pin)理(li)化結果判(pan)定(ding)(ding)當(dang)前設置是(shi)否最優(you)化，并選(xuan)擇是(shi)否覆蓋原(yuan)有數據。改變(bian)產(chan)(chan)品(pin)規(gui)格(ge)(ge)時，通過比較當(dang)前所生產(chan)(chan)規(gui)格(ge)(ge)與即將生產(chan)(chan)規(gui)格(ge)(ge)，并根(gen)據對頭焊縫跟蹤(zong)信(xin)息，快(kuai)速(su)設定(ding)(ding)PC自動向PLC 發送(song)軋輥(gun)直徑、輸送(song)角(jiao)、力(li)矩(ju)、輥(gun)位設定(ding)(ding)值(zhi)(zhi)、焊接功率(lv)參(can)考值(zhi)(zhi)和熱處理(li)溫度設定(ding)(ding)值(zhi)(zhi)等。
d. 根據(ju)設(she)備提供的焊(han)接質量跟蹤系統，以(yi)曲(qu)線(xian)或波形形式顯示當前的焊(han)接速度、焊(han)接溫(wen)度、焊(han)接功(gong)(gong)率(lv)、各段熱處(chu)理溫(wen)度和功(gong)(gong)率(lv)、探傷(shang)缺陷類型等，并存入數據(ju)庫供分析。
e. 基礎自動化控(kong)(kong)制(zhi)功能主要包括：自動順序控(kong)(kong)制(zhi)、料流跟蹤、焊縫(feng)位置(zhi)跟蹤、鋼(gang)卷(juan)對中控(kong)(kong)制(zhi)、開卷(juan)機張力控(kong)(kong)制(zhi)、活套充(chong)套量控(kong)(kong)制(zhi)、主傳動速度(du)(du)控(kong)(kong)制(zhi)、軋輥位置(zhi)控(kong)(kong)制(zhi)、銑(xian)邊控(kong)(kong)制(zhi)、焊接功率控(kong)(kong)制(zhi)、熱處理溫度(du)(du)控(kong)(kong)制(zhi)和飛(fei)鋸(ju)控(kong)(kong)制(zhi)等。
三、技術(shu)水(shui)平與業績(ji)
寶鋼(gang)ф610mm HFW 不銹鋼(gang)焊(han)管(guan)機(ji)組(zu)憑借其設備一流，管(guan)理先進，帶鋼(gang)資源及板管(guan)質量(liang)一貫(guan)制的優勢，無論是產品品種，規(gui)格拓展，還(huan)是在產量(liang)、質量(liang)及效益方(fang)面(mian)均(jun)取得了(le)國(guo)內同(tong)類(lei)機(ji)組(zu)最(zui)好(hao)的業(ye)績。產品廣泛應用于(yu)油氣(qi)輸送、油氣(qi)開采、海洋平臺及大型建(jian)筑物。
自2005年10月27日(ri)投產以來(lai)，依托(tuo)寶鋼股份一貫制優勢，寶鋼HFW不銹鋼焊管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)已經開發生(sheng)產B-X80管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)，Q235-Q500結構及低(di)壓流體管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)，H40-P110油套管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)。2006-2018年累計供貨HFW 焊管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)165萬(wan)噸(dun)（2.35萬(wan)千米(mi)），其中30％的(de)產品出口到澳(ao)大(da)(da)利(li)亞(ya)(ya)、加(jia)拿(na)(na)大(da)(da)、南美、中東、非洲及東南亞(ya)(ya)市(shi)場等海外市(shi)場。產品先后(hou)在(zai)中石油長慶三凈-延電(dian)輸氣項(xiang)(xiang)目(mu)、印尼TTU管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)、中海油南堡(bao)海管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)項(xiang)(xiang)目(mu)、中石化塔河油田抗酸管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)，巴(ba)西礦漿X70管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)、加(jia)拿(na)(na)大(da)(da)Nexeng公(gong)(gong)司的(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)、加(jia)拿(na)(na)大(da)(da)Husky公(gong)(gong)司的(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)、加(jia)拿(na)(na)大(da)(da)Encana公(gong)(gong)司管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)、澳(ao)大(da)(da)利(li)亞(ya)(ya)的(de)APA管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)、澳(ao)大(da)(da)利(li)亞(ya)(ya)Jemena和澳(ao)大(da)(da)利(li)亞(ya)(ya)DBP等管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)得到應(ying)用。
