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(chan)工(gong)藝流程
寶鋼ф610mm HFW不銹(xiu)鋼焊管機組生產工藝流程(cheng)見圖7-8所示。
二(er)、主(zhu)要技術特點
1. 排輥成型技術特(te)點
a. 由許多小直徑輥(gun)組(zu)成的排輥(gun)代替輥(gun)式成型機(ji)的大(da)(da)直徑水平輥(gun)，最大(da)(da)邊緣(yuan)拉應變僅是傳統輥(gun)式成型的1/5左(zuo)右，可提高(gao)鋼管外觀(guan)質量，減少功率消(xiao)耗及(ji)軋輥(gun)磨損。
b. 排輥成型(xing)機采用連續局部彎曲變(bian)形(xing)(xing)，彎曲力小且較均勻；成型(xing)區(qu)縮短，帶鋼(gang)塑性變(bian)形(xing)(xing)小；排輥群由外側束縛帶鋼(gang)邊緣，將邊緣外側變(bian)形(xing)(xing)以(yi)壓縮形(xing)(xing)式吸收，可防(fang)止帶鋼(gang)邊緣發生折皺、鼓(gu)包，使鋼(gang)管壁厚(hou)與管徑比的(de)范圍擴大(da)到(dao)1：80，具(ju)有(you)加工(gong)中大(da)直(zhi)徑薄壁管的(de)優勢。
c. 排輥成(cheng)型為連續成(cheng)型法，成(cheng)型性好，且采用“下山法”成(cheng)型，在成(cheng)型過程中帶(dai)鋼邊緣的(de)軌(gui)跡(ji)近乎直線(xian)，從而改善成(cheng)型質量，使焊(han)接(jie)穩定可靠。
d. 在更換(huan)不(bu)銹(xiu)鋼焊管規格尺寸時，排輥不(bu)換(huan)，只需調整，與傳統(tong)輥式成型相比，可減(jian)少軋輥規格和(he)換(huan)輥時間。
2. 成(cheng)型設備技(ji)術(shu)特點
寶鋼Φ610mm HFW焊管機(ji)(ji)組(zu)成型設備是引進(jin)德國SMSMEER公司開發(fa)的(de)直緣成型技術，由夾送輥(gun)裝(zhuang)置(zhi)、彎邊機(ji)(ji)、線性(xing)(xing)預成型裝(zhuang)置(zhi)、粗成型機(ji)(ji)、線性(xing)(xing)成型裝(zhuang)置(zhi)、精成型機(ji)(ji)架、擠壓輥(gun)機(ji)(ji)架和定徑機(ji)(ji)架組(zu)成。
a. 夾送(song)輥(gun)(gun)(gun)裝置由(you)上(shang)、下水平(ping)輥(gun)(gun)(gun)組成，2臺功(gong)率(lv)為110kW交流電機通過減速齒輪箱和萬向(xiang)傳動軸驅(qu)動將帶(dai)鋼經水平(ping)導向(xiang)輥(gun)(gun)(gun)送(song)入彎邊機，并在生產中作輔助主傳動。上(shang)夾送(song)輥(gun)(gun)(gun)由(you)液(ye)壓(ya)缸升、降(jiang)，帶(dai)鋼在機架中不產生彎曲(qu)變形，出本(ben)機架后開始“下山”變形。
b. 彎邊機位于線性預(yu)成型裝置(zhi)前端(duan)，將帶(dai)鋼邊緣彎曲成接近成品(pin)曲率的(de)弧形，防止焊(han)縫處出現梨(li)形凸出，一(yi)對彎邊輥(gun)(gun)(gun)可一(yi)起上下、左右(you)調整(zheng)(zheng)，也可以單獨調整(zheng)(zheng)，通過(guo)(guo)電機和螺旋千斤頂可以調節彎邊厚度(du)和寬(kuan)度(du)，為(wei)確(que)保不同壁厚精確(que)的(de)帶(dai)鋼邊部彎曲以及允許對頭(tou)焊(han)縫自由通過(guo)(guo)，下彎邊輥(gun)(gun)(gun)設計(ji)成液壓減震結構。上下彎邊輥(gun)(gun)(gun)均安裝在用于快速更換(huan)的(de)箱(xiang)式結構的(de)輥(gun)(gun)(gun)座(zuo)上，通過(guo)(guo)編碼器傳感(gan)、計(ji)算機控(kong)制調整(zheng)(zheng)輥(gun)(gun)(gun)位。
c. 線(xian)性預(yu)成(cheng)型(xing)裝(zhuang)置(zhi)由2個帶有若(ruo)干非傳動排輥(gun)的外部線(xian)性成(cheng)型(xing)裝(zhuang)置(zhi)（排輥(gun)架）組成(cheng)，以確保短成(cheng)型(xing)間距(ju)，其線(xian)性可(ke)根據(ju)產品成(cheng)型(xing)的幾何學進(jin)行水平、垂(chui)直(zhi)和旋轉(zhuan)調節。
d. 粗成(cheng)型機由上輥和下(xia)輥組成(cheng)，并布置在線(xian)(xian)性(xing)預(yu)成(cheng)型后段，由2臺功率110kW交流電機通過減速齒輪箱和萬向傳(chuan)動(dong)軸(zhou)驅動(dong)，是(shi)線(xian)(xian)性(xing)預(yu)成(cheng)型段及粗成(cheng)型的(de)主動(dong)力源。
e. 線(xian)性成(cheng)(cheng)型裝置(zhi)布(bu)置(zhi)在線(xian)性預成(cheng)(cheng)型裝置(zhi)和精成(cheng)(cheng)型機架之間，分(fen)為(wei)3段，每段有2個排輥架組(zu)成(cheng)(cheng)，可以根據產(chan)品成(cheng)(cheng)型幾何(he)學需(xu)求進(jin)行水平、垂直和旋轉調節。帶鋼經線(xian)性成(cheng)(cheng)型裝置(zhi)后成(cheng)(cheng)為(wei)U形(xing)。
f. 精成(cheng)(cheng)型(xing)機架(jia)由(you)3架(jia)精成(cheng)(cheng)型(xing)機架(jia)組成(cheng)(cheng)，采用均勻(yun)剛性設計的(de)(de)URD機架(jia)由(you)6臺功(gong)率為(wei)110kW交流電機通(tong)過減速齒輪箱和萬向傳動軸驅動，是(shi)成(cheng)(cheng)型(xing)焊(han)接段的(de)(de)主動力(li)源。每架(jia)精成(cheng)(cheng)型(xing)機架(jia)安裝(zhuang)4個軋(ya)輥(gun)，上(shang)、下輥(gun)主動，2個側輥(gun)被(bei)動，最(zui)大軋(ya)制(zhi)力(li)1800kN。上(shang)、下輥(gun)及側輥(gun)通(tong)過獨(du)立的(de)(de)小電機經(jing)螺旋升降裝(zhuang)置調(diao)節，編碼(ma)器傳感，計算機控制(zhi)調(diao)整輥(gun)位(wei)，輥(gun)位(wei)OP值設定精度可達(da)0.01mm。精成(cheng)(cheng)型(xing)將線性成(cheng)(cheng)型(xing)后的(de)(de)U形荒管(guan)變形為(wei)開口的(de)(de)0形管(guan)坯。3架(jia)上(shang)輥(gun)安裝(zhuang)導(dao)向環將焊(han)接V角(jiao)控制(zhi)在一定的(de)(de)范圍內，為(wei)擠壓輥(gun)機架(jia)的(de)(de)成(cheng)(cheng)型(xing)焊(han)接創造了條件。
g. 擠(ji)壓輥機(ji)架采用均(jun)勻剛性設計的URD機(ji)架，由(you)5個(ge)(ge)被動擠(ji)壓輥（2個(ge)(ge)上輥，2個(ge)(ge)側輥，1個(ge)(ge)底(di)輥）組成(cheng)的孔型，可將精成(cheng)型后的開口0形(xing)管成(cheng)型焊接成(cheng)封(feng)閉的0形(xing)管。該(gai)機(ji)架也(ye)具有精成(cheng)型機(ji)架軋(ya)輥精密(mi)調節機(ji)構和快速換輥功(gong)能。
h. 定(ding)(ding)(ding)(ding)徑(jing)段(duan)由4架(jia)(jia)(jia)定(ding)(ding)(ding)(ding)徑(jing)機(ji)架(jia)(jia)(jia)組(zu)成，主(zhu)要功(gong)能是將成型焊(han)接后的(de)(de)(de)(de)0形立橢圓管變形為(wei)(wei)符合(he)產(chan)品標準的(de)(de)(de)(de)圓管，采用均勻(yun)剛性設計(ji)的(de)(de)(de)(de)URD機(ji)架(jia)(jia)(jia)由8臺功(gong)率為(wei)(wei)110kW交流電機(ji)通過(guo)減(jian)速齒輪箱和萬向(xiang)傳動軸驅動，是定(ding)(ding)(ding)(ding)徑(jing)段(duan)的(de)(de)(de)(de)主(zhu)動力(li)源。每架(jia)(jia)(jia)定(ding)(ding)(ding)(ding)徑(jing)機(ji)架(jia)(jia)(jia)裝(zhuang)有4個軋輥，其中上(shang)(shang)、下(xia)輥主(zhu)動，2個側輥被動，最大(da)軋制力(li)1800kN。上(shang)(shang)、下(xia)輥及側輥通過(guo)獨(du)立的(de)(de)(de)(de)小(xiao)電機(ji)并經螺旋(xuan)千(qian)斤頂調節，編碼器傳感，計(ji)算機(ji)控制調整輥位，輥位OP值設定(ding)(ding)(ding)(ding)精度可(ke)達0.01mm。為(wei)(wei)保證小(xiao)直(zhi)徑(jing)（219.1～323.9mm）焊(han)管焊(han)縫在(zai)(zai)定(ding)(ding)(ding)(ding)徑(jing)前不偏離12點(dian)的(de)(de)(de)(de)位置，在(zai)(zai)1＃定(ding)(ding)(ding)(ding)徑(jing)機(ji)架(jia)(jia)(jia)前設置了防扭(niu)轉機(ji)架(jia)(jia)(jia)，防扭(niu)轉機(ji)架(jia)(jia)(jia)上(shang)(shang)安裝(zhuang)了一對可(ke)沿環(huan)向(xiang)扭(niu)轉的(de)(de)(de)(de)立輥，并配置了快速夾(jia)緊(jin)、機(ji)械調節裝(zhuang)置。
3. 固(gu)態焊(han)機技術特點
采用挪(nuo)威EFD公司生產的(de)輸出功(gong)率(lv)為1800kW、頻率(lv)90～150kHz的(de)固態焊機。用更加(jia)簡潔的(de)主回(hui)(hui)路(lu)拓撲結(jie)構(gou)，二極管不(bu)可控整流(liu)(liu)，可使功(gong)率(lv)因數(shu)達到0.95；利用新(xin)型(xing)的(de)軟開關(guan)橋式(shi)逆(ni)變換流(liu)(liu)技術(shu)將(jiang)輸入的(de)直流(liu)(liu)電(dian)逆(ni)變為高(gao)頻交流(liu)(liu)電(dian)；整機效率(lv)可達85％左(zuo)右。具(ju)有高(gao)頻電(dian)源(yuan)保護；無需對主回(hui)(hui)路(lu)的(de)電(dian)容電(dian)感參數(shu)進(jin)(jin)行(xing)調節，在設(she)計(ji)負載范圍內，功(gong)率(lv)正常(chang)輸出不(bu)受(shou)限(xian)制，自(zi)動匹配(pei)；還具(ju)有開機自(zi)診斷(duan)功(gong)能(neng)、配(pei)備(bei)相應的(de)通訊系(xi)統實時將(jiang)設(she)備(bei)運(yun)行(xing)參數(shu)傳遞(di)到監控系(xi)統進(jin)(jin)行(xing)診斷(duan)處理及(ji)存儲等智能(neng)化(hua)功(gong)能(neng)。
4. 自動(dong)控(kong)制系統(tong)技術特點(dian)
a. 自動(dong)控制系統分為：制造執行級 MES（manufacturing execution system）、基礎自動(dong)化級L1和設備傳動(dong)與(yu)檢測(ce)級LO等3個層次。焊管生產(chan)線PLC與(yu)MES、操作PC、快速設定(ding)PC之間均(jun)采(cai)用標準工(gong)業以太網通訊，PLC與(yu)傳動(dong)、檢測(ce)設備間采(cai)用網絡通訊連接。
b. MES主(zhu)要功(gong)能(neng)是(shi)接收上(shang)級計(ji)算機（ERP）下達的生(sheng)產計(ji)劃，轉化成(cheng)實(shi)際(ji)的產品制(zhi)(zhi)造計(ji)劃和設備(bei)控(kong)制(zhi)(zhi)參數，并控(kong)制(zhi)(zhi)實(shi)際(ji)生(sheng)產過程(cheng)，完(wan)成(cheng)生(sheng)產線調(diao)度(du)、物料(liao)跟(gen)蹤和生(sheng)產數據(ju)采集等功(gong)能(neng)，實(shi)現產品從生(sheng)產計(ji)劃到成(cheng)品產出全過程(cheng)管理與控(kong)制(zhi)(zhi)。
c. 快速(su)(su)設(she)(she)定(ding)系(xi)統(tong)（QS）是一套快速(su)(su)換輥(gun)調整系(xi)統(tong)，是MES的(de)重要內容，與基礎自動化(hua)L1相連(lian)接(jie)(jie)，既向(xiang)L1發送設(she)(she)定(ding)數(shu)據(ju)(ju)，又從L1收(shou)集各產(chan)品(pin)規(gui)格(ge)實際(ji)生產(chan)調整時的(de)輥(gun)位(wei)值(zhi)，對優(you)化(hua)的(de)調整設(she)(she)定(ding)參數(shu)進行(xing)繼承，作為(wei)下次生產(chan)的(de)最新設(she)(she)定(ding)值(zhi)。根(gen)據(ju)(ju)產(chan)品(pin)理化(hua)結果(guo)判定(ding)當前(qian)設(she)(she)置是否最優(you)化(hua)，并選擇是否覆蓋原有數(shu)據(ju)(ju)。改變(bian)產(chan)品(pin)規(gui)格(ge)時，通過比較當前(qian)所(suo)生產(chan)規(gui)格(ge)與即將生產(chan)規(gui)格(ge)，并根(gen)據(ju)(ju)對頭焊(han)縫跟蹤信息(xi)，快速(su)(su)設(she)(she)定(ding)PC自動向(xiang)PLC 發送軋輥(gun)直徑(jing)、輸(shu)送角(jiao)、力(li)矩、輥(gun)位(wei)設(she)(she)定(ding)值(zhi)、焊(han)接(jie)(jie)功(gong)率參考值(zhi)和(he)熱(re)處理溫度設(she)(she)定(ding)值(zhi)等(deng)。
d. 根據設(she)備(bei)提供的(de)焊接(jie)(jie)質(zhi)量跟蹤系(xi)統，以曲線(xian)或波形形式顯(xian)示當前(qian)的(de)焊接(jie)(jie)速度(du)、焊接(jie)(jie)溫度(du)、焊接(jie)(jie)功率、各段熱處理溫度(du)和功率、探傷(shang)缺(que)陷(xian)類型等，并存(cun)入數據庫(ku)供分(fen)析。
e. 基礎自(zi)動(dong)(dong)化控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)功能主要包(bao)括：自(zi)動(dong)(dong)順序控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、料流跟(gen)(gen)蹤(zong)、焊縫位(wei)(wei)置跟(gen)(gen)蹤(zong)、鋼卷(juan)對中控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、開卷(juan)機張力控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、活套充套量(liang)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、主傳動(dong)(dong)速度控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、軋輥位(wei)(wei)置控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、銑邊(bian)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、焊接(jie)功率控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、熱處理溫度控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)和飛鋸控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)等。
三、技術(shu)水平與業績
寶鋼(gang)ф610mm HFW 不銹鋼(gang)焊管(guan)機組(zu)憑借其(qi)設備一流，管(guan)理先進，帶(dai)鋼(gang)資源(yuan)及板管(guan)質(zhi)量(liang)一貫制的(de)優勢，無論是(shi)產(chan)品品種(zhong)，規格(ge)拓(tuo)展(zhan)，還是(shi)在產(chan)量(liang)、質(zhi)量(liang)及效益方(fang)面均取(qu)得了國內同類機組(zu)最(zui)好的(de)業績。產(chan)品廣(guang)泛應用于油氣輸送、油氣開(kai)采、海洋(yang)平臺及大型(xing)建筑物。
自2005年10月27日(ri)投產以(yi)來，依托寶(bao)(bao)鋼股(gu)份一貫(guan)制優勢，寶(bao)(bao)鋼HFW不銹鋼焊(han)管(guan)已經開(kai)發生(sheng)產B-X80管(guan)線(xian)(xian)管(guan)，Q235-Q500結構及低(di)壓流(liu)體管(guan)，H40-P110油(you)套管(guan)。2006-2018年累計供貨HFW 焊(han)管(guan)165萬噸（2.35萬千米），其(qi)中(zhong)30％的產品出(chu)口到(dao)澳大(da)(da)利亞(ya)(ya)、加(jia)拿大(da)(da)、南美、中(zhong)東(dong)(dong)、非洲(zhou)及東(dong)(dong)南亞(ya)(ya)市場(chang)等海外市場(chang)。產品先后在中(zhong)石(shi)油(you)長慶三凈(jing)-延(yan)電輸氣項目(mu)(mu)、印尼TTU管(guan)線(xian)(xian)項目(mu)(mu)、中(zhong)海油(you)南堡海管(guan)項目(mu)(mu)、中(zhong)石(shi)化塔河油(you)田抗酸管(guan)線(xian)(xian)，巴西礦漿X70管(guan)線(xian)(xian)、加(jia)拿大(da)(da)Nexeng公司的管(guan)線(xian)(xian)項目(mu)(mu)、加(jia)拿大(da)(da)Husky公司的管(guan)線(xian)(xian)項目(mu)(mu)、加(jia)拿大(da)(da)Encana公司管(guan)線(xian)(xian)項目(mu)(mu)、澳大(da)(da)利亞(ya)(ya)的APA管(guan)線(xian)(xian)、澳大(da)(da)利亞(ya)(ya)Jemena和澳大(da)(da)利亞(ya)(ya)DBP等管(guan)線(xian)(xian)項目(mu)(mu)得到(dao)應用。
