直縫埋弧焊接不(bu)銹鋼(gang)管的制造工藝有UOE成型、JCOE成型、RBE成型等,見圖7-13。這些工藝各有特點。


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  UOE機組鋼管成型質量好,機組效率高,產能高,但機組投資大,更換規格需要時間長,模具也較多,因此,非常適合單一規格大批量生產。RBE機組是三輥輥彎成型,成型鋼管質量較好,設備投資較UOE機組低,更換產品規格方便,中小批量鋼管生產適用性強。但由于RBE機組受到上輥直徑和撓度限制,而且鋼管板邊多采用后彎形式,雖然采用了上輥撓度補償等技術進行了改進,在生產壁厚不是太大的鋼管時質量也很好,但對于厚壁和大厚徑比的中、小規格鋼管很難滿足生產要求。JCOE成型為漸進式成型,成型質量好,成型后管體采用擴徑工藝后,鋼管的形狀也完全能夠滿足長輸管道用鋼管需求。投資較UOE機組低,更換規格時間短,需要的模具也少。JCOE機組對于鋼管批量、壁厚和管徑變化的適應性最強。目前,我國長輸管線用直縫埋弧焊(han)接不銹鋼管的主流工藝是JCOE成型法。


  自1998年番禺珠江鋼管公司引進二手1829mm HM設備以來,我國直縫埋弧焊接不銹鋼管生產技術飛速發展。為了滿足西氣東輸工程建設的需要,原國家經委將大直徑直縫埋弧焊管國產化列為“十五”期間重大技術設備攻關專題項目,由渤海裝備巨龍鋼管公司(原華北石油鋼管廠巨龍鋼管公司)負責研制,通過與中國石油管材研究所、舞陽鋼廠和鞍山鋼鐵公司一起開始進行X70針狀鐵素體管線鋼、寬厚鋼板及鋼管的研制,在不到一年的時間快速實現了國產化,各項性能指標與國外等同。渤海裝備巨龍鋼管公司共為西氣東輸工程生產直縫埋弧焊管14.8萬噸,此外還生產了X60鋼級ф508~914mm,最大壁厚達28mm十多種規格的場站用管,滿足了工程需要,打破了我國不能生產長輸管線用直縫埋弧焊(han)接不銹(xiu)鋼管的歷史。


  渤(bo)海裝備(bei)(bei)巨龍(long)鋼管公司(si)大(da)直(zhi)縫(feng)(feng)生(sheng)產線的(de)建設(she)(she)(she)也帶動了(le)直(zhi)縫(feng)(feng)焊(han)接(jie)不(bu)銹鋼管制管裝備(bei)(bei)的(de)進(jin)步和(he)發展。巨龍(long)第一條生(sheng)產線根據國(guo)內(nei)當時的(de)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)制造(zao)(zao)技(ji)術水(shui)(shui)平,采(cai)用(yong)了(le)菜單式引進(jin)方式。對于(yu)(yu)國(guo)內(nei)在技(ji)術和(he)制造(zao)(zao)能力(li)都不(bu)成熟(shu)的(de)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)整(zheng)機(ji)(ji)(ji)進(jin)口如:JCO成型機(ji)(ji)(ji)、浮動式高(gao)精度銑邊(bian)機(ji)(ji)(ji)、機(ji)(ji)(ji)械式擴徑機(ji)(ji)(ji)、水(shui)(shui)柱(zhu)耦合(he)式超(chao)聲(sheng)波探傷設(she)(she)(she)備(bei)(bei)、多(duo)絲(si)內(nei)外焊(han)接(jie)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)等;對于(yu)(yu)國(guo)內(nei)加工(gong)能力(li)具備(bei)(bei)但(dan)技(ji)術水(shui)(shui)平較(jiao)(jiao)低的(de)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)采(cai)用(yong)技(ji)術和(he)部(bu)分關(guan)鍵部(bu)件引進(jin),其(qi)他(ta)部(bu)分國(guo)內(nei)加工(gong)的(de)分交(jiao)方式,如:板邊(bian)預彎機(ji)(ji)(ji)、大(da)功率連續式預焊(han)機(ji)(ji)(ji)等;對于(yu)(yu)技(ji)術裝備(bei)(bei)國(guo)內(nei)都比較(jiao)(jiao)成熟(shu)的(de)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)由國(guo)內(nei)制造(zao)(zao),如:水(shui)(shui)壓試驗(yan)機(ji)(ji)(ji)、管端(duan)倒棱(leng)機(ji)(ji)(ji)、X射線檢測設(she)(she)(she)備(bei)(bei)以(yi)及(ji)生(sheng)產線其(qi)他(ta)輔(fu)助設(she)(she)(she)備(bei)(bei)。在保證整(zheng)條生(sheng)產線達到世界(jie)先進(jin)水(shui)(shui)平的(de)同(tong)時,建設(she)(she)(she)費用(yong)大(da)幅(fu)降(jiang)低。后續國(guo)內(nei)多(duo)條JCOE直(zhi)縫(feng)(feng)生(sheng)產線的(de)建設(she)(she)(she)也都借鑒了(le)這種方式。


  該生產(chan)(chan)(chan)線的成功建(jian)設也推動了國(guo)(guo)(guo)內大口徑直縫埋弧焊(han)接不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)生產(chan)(chan)(chan)線建(jian)設,并且帶動國(guo)(guo)(guo)內設備(bei)(bei)制(zhi)(zhi)造廠開始了直縫生產(chan)(chan)(chan)線設備(bei)(bei)的國(guo)(guo)(guo)產(chan)(chan)(chan)化(hua)研制(zhi)(zhi)。通(tong)過國(guo)(guo)(guo)內制(zhi)(zhi)管(guan)(guan)企業和(he)設備(bei)(bei)制(zhi)(zhi)造廠的聯合攻關,目前,JCOE直縫生產(chan)(chan)(chan)線的主機大多數已實現了國(guo)(guo)(guo)產(chan)(chan)(chan)化(hua),推動我國(guo)(guo)(guo)直縫制(zhi)(zhi)管(guan)(guan)裝備(bei)(bei)國(guo)(guo)(guo)產(chan)(chan)(chan)化(hua)的企業主要有黃石(shi)鍛(duan)壓、天水(shui)鍛(duan)壓、西北(bei)機器、沈陽(yang)東基、哈爾(er)濱焊(han)接研究所和(he)湘潭華進等生產(chan)(chan)(chan)廠家。其中(zhong)最具代表性的主要有:


(1)預彎(wan)機(ji):PB16000~32000kN數(shu)控(kong)預彎(wan)機(ji)由兩(liang)臺(tai)可(ke)相對移動(dong)(dong)的(de)(de)下(xia)動(dong)(dong)式開式壓力機(ji)組(zu)成。在(zai)數(shu)控(kong)系統(tong)和電液伺(si)服系統(tong)控(kong)制下(xia),每臺(tai)壓力機(ji)的(de)(de)兩(liang)油(you)缸單(dan)元同步驅動(dong)(dong)下(xia)模梁運行(xing),定位(wei)精度(du)0.10mm。優化的(de)(de)模具曲線(xian)使(shi)預彎(wan)邊有效弧長最大(da)化。壓制力可(ke)達32000kN,預彎(wan)全過程自(zi)動(dong)(dong)化運行(xing)。


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(2)成型機:成型壓力機的成型壓力目前已達6500t,已經完全可以滿足直縫焊管生產的需求,達到了國際先進水平。該機采用15點獨立加凸補償系統,可在全長范圍內補償板料的同板差,可精確控制鋼管幾何形狀和開口量、徑錯等關鍵指標,同樣配置了進料阻尼輥和接料臺,以減小鋼板劃傷和噪聲。在6500t滿負荷壓下力時壓下量的控制精度誤差小于0.1mm,工作速度達到了13mm/s,應用工藝軟件優化的工藝參數,成形次數少,鋼管圓度高。實現了大直縫焊接不銹鋼管成型全過程高精高速自動化。成型后的鋼管橢圓度可控制在3mm之內。黃石鍛壓機床廠的鋼管成型設備已有多臺銷往國內、外,目前,國內新建成的JCOE機組絕大多數都采用國內成型機。


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(3)預焊(han)(han)機(ji)(ji):TWC150~400kN數(shu)控(kong)(kong)預焊(han)(han)機(ji)(ji)采用(yong)全數(shu)字(zi)實(shi)時控(kong)(kong)制(zhi)電液伺服合(he)縫(feng)(feng)(feng)輥。在合(he)縫(feng)(feng)(feng)預焊(han)(han)的過(guo)程(cheng)中,根據激光跟蹤系(xi)統顯示的錯(cuo)邊(bian)誤(wu)差與合(he)縫(feng)(feng)(feng)間隙(xi),通過(guo)數(shu)控(kong)(kong)系(xi)統實(shi)時調整(zheng)電液伺服合(he)縫(feng)(feng)(feng)輥,在負載(zai)條件下糾正(zheng)錯(cuo)邊(bian)量與合(he)縫(feng)(feng)(feng)間隙(xi)。極(ji)大(da)(da)降(jiang)低了停焊(han)(han)的概率(lv)和焊(han)(han)后人(ren)工修補量,大(da)(da)直縫(feng)(feng)(feng)焊(han)(han)管(guan)合(he)縫(feng)(feng)(feng)預焊(han)(han)實(shi)現(xian)了優質高效。


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(4)銑邊(bian)機:新型的(de)(de)(de)PFM90/800型的(de)(de)(de)鋼(gang)板銑邊(bian)機雖(sui)然(ran)重量(liang)減輕了約30%,但在裝機容量(liang)保持不(bu)(bu)變的(de)(de)(de)情況下所(suo)能加(jia)工(gong)(gong)的(de)(de)(de)鋼(gang)板壁(bi)厚達到(dao)了40mm,最(zui)大加(jia)工(gong)(gong)余(yu)量(liang)可達25mm,且設備(bei)可根據(ju)不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)鋼(gang)材等級、不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)余(yu)量(liang)、不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)板厚進行全(quan)自動加(jia)工(gong)(gong),可見其已有較高的(de)(de)(de)智(zhi)能處理的(de)(de)(de)能力。


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(5)擴徑機:新型的(de)(de)機械擴徑機也在(zai)控制(zhi)和結(jie)構方(fang)(fang)面(mian)均(jun)得到(dao)了(le)(le)(le)改(gai)(gai)善(shan)。一是(shi)將擴徑拉(la)(la)桿(gan)分(fen)為(wei)了(le)(le)(le)三段,將長(chang)度從(cong)整體(ti)的(de)(de)18m直接(jie)降到(dao)了(le)(le)(le)拉(la)(la)桿(gan)13m、油缸活塞桿(gan)2.5m和擴徑頭(tou)拉(la)(la)桿(gan)2.5m,大(da)大(da)降低了(le)(le)(le)細(xi)長(chang)拉(la)(la)桿(gan)的(de)(de)制(zhi)造難度。且(qie)在(zai)拉(la)(la)桿(gan)聯結(jie)方(fang)(fang)式(shi)上(shang)進行了(le)(le)(le)改(gai)(gai)進,便(bian)于(yu)擴徑頭(tou)和拉(la)(la)桿(gan)更(geng)換,并且(qie)在(zai)螺(luo)(luo)母與螺(luo)(luo)桿(gan)間加(jia)上(shang)了(le)(le)(le)作(zuo)為(wei)易(yi)損(sun)件(jian)的(de)(de)螺(luo)(luo)紋護套,有(you)效地對拉(la)(la)桿(gan)進行了(le)(le)(le)保護。二是(shi)在(zai)擴徑頭(tou)各模(mo)具(ju)塊(kuai)(kuai)的(de)(de)導(dao)向(xiang)方(fang)(fang)面(mian)進行了(le)(le)(le)改(gai)(gai)進,在(zai)模(mo)具(ju)的(de)(de)前后(hou)都設置(zhi)了(le)(le)(le)徑向(xiang)導(dao)向(xiang)鍵,可保證模(mo)具(ju)塊(kuai)(kuai)與錐體(ti)各面(mian)的(de)(de)充分(fen)結(jie)合(he),減(jian)少對模(mo)具(ju)的(de)(de)偏磨,又由于(yu)滑(hua)動面(mian)較緊密的(de)(de)結(jie)合(he)而降低了(le)(le)(le)擴徑油的(de)(de)消(xiao)耗量。


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(6)焊(han)接(jie)設(she)備:參考德國U&S公(gong)司斯柯特(te)接(jie)法以減少(shao)焊(han)絲之間的(de)干擾,國內焊(han)接(jie)設(she)備集(ji)成(cheng)研究成(cheng)果(guo)顯著,先后開發出了(le)四絲焊(han)和五(wu)絲焊(han)接(jie)設(she)備,采(cai)用數(shu)字控制,可以直接(jie)記(ji)(ji)錄焊(han)接(jie)參數(shu),進行焊(han)接(jie)過程(cheng)的(de)監(jian)控、記(ji)(ji)錄,可有效保證對(dui)焊(han)接(jie)質量的(de)控制。哈爾濱焊(han)接(jie)研究所成(cheng)功地(di)進行了(le)內、外(wai)焊(han)設(she)備開發工作,近(jin)幾年就已(yi)銷售各種多絲內、外(wai)焊(han)接(jie)設(she)備100多套。


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(7)焊(han)(han)(han)管(guan)(guan)輔助設備(bei)(bei)(bei):隨(sui)著(zhu)技術的(de)(de)進(jin)步和(he)(he)人(ren)力資(zi)源成(cheng)本的(de)(de)提高(gao),我國焊(han)(han)(han)管(guan)(guan)企(qi)業把越(yue)來(lai)越(yue)多的(de)(de)精力投入到提高(gao)工藝(yi)裝(zhuang)(zhuang)備(bei)(bei)(bei)自(zi)(zi)(zi)動(dong)(dong)化(hua)和(he)(he)信息(xi)化(hua)水平方面,尤(you)其機(ji)器(qi)(qi)人(ren)應(ying)用(yong)(yong)越(yue)來(lai)越(yue)廣泛。早期僅有(you)寶鋼(gang)UOE生產(chan)線(xian)引進(jin)了引、熄弧板焊(han)(han)(han)接(jie)機(ji)器(qi)(qi)人(ren),近年來(lai),噴標機(ji)器(qi)(qi)人(ren)得到了廣泛應(ying)用(yong)(yong),管(guan)(guan)端(duan)(duan)(duan)焊(han)(han)(han)縫(feng)磨(mo)(mo)削機(ji)器(qi)(qi)人(ren)和(he)(he)管(guan)(guan)端(duan)(duan)(duan)幾何(he)尺寸(cun)激光(guang)自(zi)(zi)(zi)動(dong)(dong)檢測(ce)(ce)(ce)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)的(de)(de)研發也(ye)取得可喜進(jin)展(zhan),如(ru)渤海裝(zhuang)(zhuang)備(bei)(bei)(bei)研究院(yuan)研發的(de)(de)管(guan)(guan)端(duan)(duan)(duan)焊(han)(han)(han)縫(feng)磨(mo)(mo)削機(ji)器(qi)(qi)人(ren),在(zai)工業機(ji)器(qi)(qi)人(ren)上(shang)安(an)裝(zhuang)(zhuang)焊(han)(han)(han)縫(feng)檢測(ce)(ce)(ce)系統和(he)(he)磨(mo)(mo)削機(ji)構(gou),可對焊(han)(han)(han)管(guan)(guan)管(guan)(guan)端(duan)(duan)(duan)內外焊(han)(han)(han)縫(feng)進(jin)行三(san)維自(zi)(zi)(zi)動(dong)(dong)檢測(ce)(ce)(ce),自(zi)(zi)(zi)動(dong)(dong)獲取焊(han)(han)(han)縫(feng)形(xing)貌特征(zheng)數據,智能化(hua)地規劃(hua)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)磨(mo)(mo)削運動(dong)(dong)軌跡,進(jin)行自(zi)(zi)(zi)動(dong)(dong)磨(mo)(mo)削。隨(sui)著(zhu)技術進(jin)步和(he)(he)研發的(de)(de)深入,機(ji)器(qi)(qi)人(ren)將會(hui)更廣發的(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)于焊(han)(han)(han)管(guan)(guan)生產(chan)線(xian)的(de)(de)工藝(yi)裝(zhuang)(zhuang)備(bei)(bei)(bei)上(shang),對于提高(gao)生產(chan)效率和(he)(he)產(chan)品質量將會(hui)產(chan)生巨大推動(dong)(dong)作用(yong)(yong)。


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(8)焊管裝備(bei)信(xin)(xin)息(xi)(xi)系統:隨(sui)著信(xin)(xin)息(xi)(xi)技術的(de)(de)(de)(de)飛速發展(zhan),國內(nei)的(de)(de)(de)(de)焊管企(qi)業(ye)(ye)在生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)線的(de)(de)(de)(de)信(xin)(xin)息(xi)(xi)化建設方面投入(ru)了(le)(le)大(da)量的(de)(de)(de)(de)人力、物(wu)力,國內(nei)的(de)(de)(de)(de)多(duo)條生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)線都建設了(le)(le)ERP、MES系統,還有部分企(qi)業(ye)(ye)建設了(le)(le)物(wu)聯網系統,并實(shi)現了(le)(le)多(duo)個信(xin)(xin)息(xi)(xi)系統的(de)(de)(de)(de)融(rong)合,這些信(xin)(xin)息(xi)(xi)系統的(de)(de)(de)(de)建設不僅實(shi)現了(le)(le)從材(cai)料到(dao)成品鋼管的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)全(quan)過程的(de)(de)(de)(de)監控(kong),為(wei)鋼管生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)提(ti)供持(chi)續(xu)的(de)(de)(de)(de)質量保證,而(er)且為(wei)滿足客戶管道全(quan)生(sheng)(sheng)(sheng)命周期管理(li)提(ti)供了(le)(le)有力的(de)(de)(de)(de)質量數據支持(chi)。同時,大(da)大(da)提(ti)升了(le)(le)制(zhi)管企(qi)業(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)和(he)經營管理(li)水(shui)平。隨(sui)著這些信(xin)(xin)息(xi)(xi)系統的(de)(de)(de)(de)深(shen)化應用和(he)底(di)層數據采集裝備(bei)的(de)(de)(de)(de)不斷完善,必(bi)將對我國制(zhi)管企(qi)業(ye)(ye)質量控(kong)制(zhi)和(he)高效生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)組織產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)重大(da)影響。


  經過了近20年的發展,中國的大口徑直縫埋弧焊接不銹鋼管從無到有,并通過引進、消化、吸收和改進,除個別加工和無損檢測設備的能力和精度與國外比較還有一定差距外,國內已經具備了絕大多數主機設備的制造能力,大口徑直縫焊接不(bu)銹鋼管生產線全線設備的配套制造能力,已經可以滿足我國中國大直縫生產線建設的需求。目前,國內大口徑埋弧焊管生產線除寶鋼是全套引進的UOE設備,沙市鋼管、中油寶世順等采用部分關鍵設備引進模式建設外,后續建設的近30條生產線主機設備基本都是國內制造的。


  大口徑直縫埋弧焊焊接不銹鋼管生產線的建設也帶動了管線鋼寬厚板的研制和鋼管制造能力的提高,我國管線鋼寬厚板從2002年開始僅能夠生產幾萬噸的水平,發展到每年可以提供上千萬噸鋼板。用于油氣輸送管道鋼管已經實現了X80直徑1420mm大批量用于中俄東線。X90、X100、X120高鋼級鋼管也已經完成了工業性試驗。在海洋輸送鋼管、酸性環境服役鋼管和低溫鋼管(服役溫度-45℃)等特殊服役環境鋼管也完全可以滿足我國管道建設的需求,并有部分實現出口。另外,在海工(隔水管)、建筑等其他行業用管也取得了長足進步。