浙江金洲管(guan)道工業(ye)有限公(gong)司φ508～1626mm預(yu)精焊(han)螺(luo)旋縫埋弧焊(han)鋼管(guan)生產線引進德國SMS MEER集團旗(qi)下PWS公(gong)司國際先進的預(yu)精焊(han)（二步法）螺(luo)旋焊(han)管(guan)生產技術和設(she)備，于2015年1月(yue)正(zheng)式投產，年生產能力20萬噸，生產壁厚(hou)6.4mm～25.4mm，最高生產鋼級 L690／X100。
金州管道不銹鋼焊管生產線控制系統基于工業以太網技術，實現分布式自動化控制，是目前世界上裝備最先進、工藝最成熟、自動化程度最高的螺旋焊管生產線之一，在檢測設備方面生產線配備了112通道100％母材超聲波探傷、32通道焊縫超聲波探傷、數字平板X射線實時成像檢測系統、4000t水壓試驗機等。
一、生產工藝流程
金洲(zhou)科技管道有限公司ф1626mm預精焊不(bu)銹鋼(gang)焊管機組(zu)工藝流(liu)程生(sheng)產(chan)工藝流(liu)程如圖7-7所示。
二、主要技術特點
1. 高(gao)速成型預焊機組技術
穩(wen)(wen)(wen)定(ding)的(de)(de)鋼帶工作寬度(du)和穩(wen)(wen)(wen)定(ding)的(de)(de)遞(di)送狀態(tai)是(shi)實現穩(wen)(wen)(wen)定(ding)高速成(cheng)(cheng)型(xing)的(de)(de)前提，通過以下各系(xi)統的(de)(de)協(xie)同工作，使(shi)鋼帶以最穩(wen)(wen)(wen)的(de)(de)狀態(tai)進入成(cheng)(cheng)型(xing)器，在高精(jing)度(du)模型(xing)化的(de)(de)成(cheng)(cheng)型(xing)系(xi)統中實現低應(ying)力穩(wen)(wen)(wen)定(ding)成(cheng)(cheng)型(xing)，對外徑、圓度(du)、直(zhi)度(du)實現高精(jing)度(du)控(kong)制，為(wei)預焊提供穩(wen)(wen)(wen)定(ding)的(de)(de)焊接環(huan)境(jing)。
a. 鋼帶矯(jiao)平(ping)(ping)裝(zhuang)置配備七輥矯(jiao)平(ping)(ping)機，矯(jiao)平(ping)(ping)高度由(you)(you)電機調節，矯(jiao)平(ping)(ping)力大小(xiao)由(you)(you)液(ye)壓缸提供，可(ke)對每個矯(jiao)平(ping)(ping)輥進行獨(du)立控制(zhi)，精確(que)調整(zheng)每個矯(jiao)平(ping)(ping)輥位置的壓力，使(shi)出口(kou)側(ce)鋼帶快速達到理想的矯(jiao)平(ping)(ping)狀態，其(qi)最大矯(jiao)平(ping)(ping)力600噸(dun)，滿足大壁(bi)厚高鋼級的高速矯(jiao)平(ping)(ping)。
b. 剪(jian)切對焊機配(pei)備伊薩等離子(zi)切割(ge)系統(tong)、板(ban)頭尾銑(xian)邊(bian)機、預焊系統(tong)、雙(shuang)絲(si)自(zi)動埋(mai)弧焊系統(tong)，通(tong)過(guo)(guo)先(xian)銑(xian)邊(bian)后焊接(jie)(jie)(jie)的工(gong)藝，有效避免因(yin)板(ban)頭尾對接(jie)(jie)(jie)人為地產生鐮(lian)刀彎。采用Y型(xing)焊接(jie)(jie)(jie)坡口，配(pei)合預焊＋雙(shuang)絲(si)自(zi)動埋(mai)弧焊工(gong)藝，使得對接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭達到足夠的熔深和(he)強度(du)，確(que)保對頭焊縫質量，實現鋼帶對接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭在成型(xing)器快速(su)穩定通(tong)過(guo)(guo)。
c. 自適(shi)應(ying)銑(xian)(xian)(xian)邊(bian)(bian)(bian)機(ji)(ji)配備三組(zu)鋼帶寬度(du)(du)自適(shi)應(ying)銑(xian)(xian)(xian)邊(bian)(bian)(bian)機(ji)(ji)。第(di)一(yi)、二組(zu)銑(xian)(xian)(xian)邊(bian)(bian)(bian)機(ji)(ji)為(wei)(wei)粗銑(xian)(xian)(xian)，寬度(du)(du)自適(shi)應(ying)系統通(tong)過實時(shi)檢測鋼帶銑(xian)(xian)(xian)邊(bian)(bian)(bian)前后(hou)寬度(du)(du)，合理地(di)分配每(mei)組(zu)銑(xian)(xian)(xian)邊(bian)(bian)(bian)機(ji)(ji)切(qie)削(xue)深度(du)(du)，提高刀(dao)片的使用壽命，保(bao)證銑(xian)(xian)(xian)邊(bian)(bian)(bian)質量；第(di)三組(zu)銑(xian)(xian)(xian)邊(bian)(bian)(bian)機(ji)(ji)為(wei)(wei)精銑(xian)(xian)(xian)，根據壁厚(hou)和焊(han)接工藝設定(ding)銑(xian)(xian)(xian)邊(bian)(bian)(bian)后(hou)工作(zuo)寬度(du)(du)、坡(po)口(kou)角(jiao)度(du)(du)，鈍邊(bian)(bian)(bian)厚(hou)度(du)(du)、鈍邊(bian)(bian)(bian)位置(zhi)，穩定(ding)的銑(xian)(xian)(xian)邊(bian)(bian)(bian)控制為(wei)(wei)后(hou)續(xu)的焊(han)接提供有利條件。三組(zu)銑(xian)(xian)(xian)邊(bian)(bian)(bian)機(ji)(ji)刀(dao)盤(pan)在(zai)豎直方向(xiang)具(ju)有仿形(xing)隨動(dong)(dong)功能，有效地(di)防(fang)止由(you)于帶鋼波動(dong)(dong)引起的坡(po)口(kou)不均勻，保(bao)證邊(bian)(bian)(bian)部形(xing)狀良(liang)好(hao)穩定(ding)，從而(er)確保(bao)成型過程穩定(ding)。同時(shi)銑(xian)(xian)(xian)邊(bian)(bian)(bian)機(ji)(ji)銑(xian)(xian)(xian)削(xue)速度(du)(du)在(zai)3～10m／min的遞送速度(du)(du)下自動(dong)(dong)進行自適(shi)應(ying)動(dong)(dong)態調節(jie)，滿足高速預(yu)焊(han)的需(xu)求。
d. 鋼(gang)帶(dai)自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)對(dui)(dui)中(zhong)系統(tong)配(pei)備多組鋼(gang)帶(dai)自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)對(dui)(dui)中(zhong)裝置，每組對(dui)(dui)中(zhong)裝置均配(pei)備獨立(li)位置傳感器，實(shi)時(shi)監測(ce)鋼(gang)帶(dai)的位置信息，系統(tong)自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)判斷鋼(gang)帶(dai)位置狀(zhuang)態(tai)和變化趨勢(shi)，通過(guo)先(xian)進的PI閉(bi)環控制(zhi)算(suan)法，實(shi)時(shi)動(dong)(dong)(dong)態(tai)分配(pei)各組對(dui)(dui)中(zhong)輥推力，實(shi)現鋼(gang)帶(dai)自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)對(dui)(dui)中(zhong)，通過(guo)數據對(dui)(dui)比(bi)自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)分析鋼(gang)帶(dai)鐮(lian)刀彎程度，實(shi)時(shi)糾(jiu)偏，保證成型過(guo)程穩定。
e. 主驅動(dong)是整(zheng)個成型預焊機(ji)組的(de)唯一動(dong)力(li)(li)，由兩(liang)臺210kW交流電機(ji)提(ti)供(gong)(gong)，動(dong)力(li)(li)通過行(xing)星齒輪傳(chuan)輸到驅動(dong)輥，最(zui)大驅動(dong)扭矩480kN·m，兩(liang)輥夾送壓(ya)力(li)(li)由液壓(ya)缸提(ti)供(gong)(gong)，液壓(ya)回路中的(de)蓄能(neng)裝置(zhi)可(ke)有(you)效吸收焊縫通過輥子時的(de)壓(ya)力(li)(li)變(bian)化(hua)，提(ti)供(gong)(gong)穩定的(de)遞送速度(du)。
f. 高(gao)精度成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)機主(zhu)要(yao)由三輥彎(wan)曲系(xi)統(tong)(tong)和(he)外控(kong)輥系(xi)統(tong)(tong)組成(cheng)(cheng)(cheng)，最大成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)力300t，各成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)輥梁(liang)均配置(zhi)(zhi)(zhi)伺服電機和(he)絕對值編碼(ma)器，采用PWS先進的成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)模(mo)型(xing)算法(fa)，通(tong)過(guo)精確定位(wei)各成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)輥位(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)，實現高(gao)速穩定成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)，同時各位(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)信息通(tong)過(guo)PLC儲存，可重復調(diao)用，提(ti)高(gao)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)效率。
g. 數(shu)(shu)字(zi)式(shi)預(yu)焊系(xi)(xi)統(tong)采(cai)用CO2氣體保(bao)護焊，由兩臺1500A數(shu)(shu)字(zi)式(shi)焊接電源串聯(lian)而成，內置專家(jia)級焊接數(shu)(shu)據(ju)庫，根據(ju)壁厚(hou)和(he)焊絲直徑不同，選擇合適的(de)(de)焊接程(cheng)序，程(cheng)序自(zi)動調用數(shu)(shu)據(ju)庫參數(shu)(shu)，并在(zai)焊接過(guo)程(cheng)中對(dui)參數(shu)(shu)進行PI閉環控(kong)(kong)制(zhi)，其控(kong)(kong)制(zhi)了頻(pin)率達到5kHz，確(que)保(bao)參數(shu)(shu)輸出穩(wen)定(ding)。焊接過(guo)程(cheng)采(cai)用潛弧(hu)式(shi)的(de)(de)過(guo)渡形(xing)式(shi)，配合活性保(bao)護氣體，可(ke)在(zai)較高(gao)(gao)的(de)(de)焊接速度下(xia)保(bao)持穩(wen)定(ding)的(de)(de)熔深(shen)，確(que)保(bao)于焊縫的(de)(de)強度，最(zui)高(gao)(gao)焊接速度達10m／min。預(yu)焊系(xi)(xi)統(tong)配備激光自(zi)動跟蹤系(xi)(xi)統(tong)和(he)視頻(pin)監(jian)控(kong)(kong)系(xi)(xi)統(tong)，可(ke)對(dui)焊點(dian)位置和(he)預(yu)焊縫狀態實時監(jian)控(kong)(kong)，實現自(zi)動化焊接。
2. 雙環噴水式等離子環切機
配備(bei)雙環噴水式等離子(zi)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)機。其(qi)雙環即夾(jia)(jia)持(chi)環和(he)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)環，夾(jia)(jia)持(chi)環包含3組抱夾(jia)(jia)裝置(zhi)，同(tong)時(shi)環切(qie)(qie)機具(ju)備(bei)長度(du)測量系統，控制精度(du)達到1mm，當(dang)鋼(gang)管長度(du)達到切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)所(suo)設(she)定的(de)(de)長度(du)時(shi)，夾(jia)(jia)持(chi)環夾(jia)(jia)緊鋼(gang)管，使(shi)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)系統與不銹鋼(gang)焊管以同(tong)樣(yang)的(de)(de)速度(du)前進(jin)(jin)，隨后切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)環實施環切(qie)(qie)作業(ye)。雙環等離子(zi)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)系統使(shi)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)系統與鋼(gang)管形成一個相(xiang)對(dui)(dui)速度(du)為0的(de)(de)狀(zhuang)態，提供(gong)穩定的(de)(de)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)環境，使(shi)得切(qie)(qie)口更加整齊；其(qi)噴水系統一方(fang)面對(dui)(dui)等離子(zi)弧進(jin)(jin)行收弧聚能，使(shi)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)能量更加集中，提高切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)效率，另一方(fang)面對(dui)(dui)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)周圍進(jin)(jin)行冷卻(que)，減少切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)熱(re)影響區，保(bao)證(zheng)管端母材性能。
3. 精焊機（FWM）
配(pei)備3條精焊(han)(han)線(xian)，每(mei)條精焊(han)(han)線(xian)配(pei)置(zhi)內焊(han)(han)三(san)絲(si)和外(wai)焊(han)(han)雙(shuang)絲(si)的(de)焊(han)(han)接系(xi)統，內焊(han)(han)和外(wai)焊(han)(han)均配(pei)置(zhi)獨立的(de)焊(han)(han)縫(feng)激光(guang)自動跟蹤系(xi)統、視(shi)頻監視(shi)系(xi)統、焊(han)(han)槍高(gao)度跟蹤系(xi)統、焊(han)(han)接參數控制系(xi)統等(deng)，通過各結構聯動，實現自動的(de)、實時(shi)的(de)焊(han)(han)頭位(wei)置(zhi)調節(jie)和校(xiao)正，確保每(mei)一條焊(han)(han)縫(feng)的(de)焊(han)(han)接質量，同(tong)時(shi)每(mei)支(zhi)不銹鋼焊(han)(han)管(guan)的(de)焊(han)(han)接參數實時(shi)曲線(xian)可獨立存(cun)檔、回放(fang)，通過參數曲線(xian)可提(ti)前發(fa)現焊(han)(han)縫(feng)存(cun)在的(de)隱患點，以進(jin)行(xing)針對(dui)性檢測。
4. PWS數字焊(han)接系統(tong)
預(yu)焊(han)(han)(han)和精焊(han)(han)(han)工藝(yi)均(jun)配備(bei)了PWS數字(zi)焊(han)(han)(han)接(jie)系統，即焊(han)(han)(han)接(jie)電源和焊(han)(han)(han)接(jie)工藝(yi)均(jun)通(tong)過微處(chu)理器控(kong)制，從起弧到整(zheng)個焊(han)(han)(han)接(jie)過程(cheng)，微處(chu)理器均(jun)以5kHz的頻率對焊(han)(han)(han)接(jie)工藝(yi)進(jin)行(xing)分(fen)(fen)析和優化。焊(han)(han)(han)接(jie)工藝(yi)過程(cheng)采取(qu)極(ji)高的頻率不(bu)斷進(jin)行(xing)分(fen)(fen)析和優化，實現了對整(zheng)個焊(han)(han)(han)接(jie)過程(cheng)實時精確的PI閉環(huan)控(kong)制，其直接(jie)效果使得(de)焊(han)(han)(han)接(jie)過程(cheng)十分(fen)(fen)穩定，減少了焊(han)(han)(han)縫缺陷和管端焊(han)(han)(han)接(jie)缺陷。
5. 112通道在線鋼管超聲波(bo)檢測系(xi)統
生產線(xian)配備112通(tong)道在線(xian)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)超聲波檢(jian)測(ce)(ce)系統(tong)，采(cai)用(yong)(yong)8×30mm雙(shuang)晶(jing)組合(he)探(tan)頭(tou)(tou)，共25組，100通(tong)道，探(tan)頭(tou)(tou)固定梳(shu)狀(zhuang)掃查方(fang)式(shi)對鋼(gang)(gang)(gang)(gang)板100％探(tan)傷，用(yong)(yong)于(yu)(yu)檢(jian)測(ce)(ce)平(ping)行(xing)于(yu)(yu)軋制方(fang)向(xiang)線(xian)性缺(que)陷。同時鋼(gang)(gang)(gang)(gang)板兩邊200mm范圍內(nei)各(ge)有(you)5個橫波探(tan)頭(tou)(tou)，用(yong)(yong)于(yu)(yu)檢(jian)測(ce)(ce)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)板邊緣與(yu)(yu)軋制方(fang)向(xiang)平(ping)行(xing)的缺(que)陷。鋼(gang)(gang)(gang)(gang)板兩側各(ge)15mm范圍內(nei)各(ge)有(you)1個橫波探(tan)頭(tou)(tou)，用(yong)(yong)于(yu)(yu)檢(jian)測(ce)(ce)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)板邊緣與(yu)(yu)軋制方(fang)向(xiang)垂(chui)直(zhi)的缺(que)陷。設備具有(you)聲、光報警系統(tong)，缺(que)陷自動噴標系統(tong)，以及各(ge)通(tong)道的耦合(he)監視系統(tong)，缺(que)陷檢(jian)出率100％。
6. 32通道焊縫超聲波檢測系統
生產線配(pei)備32通(tong)道(dao)焊縫(feng)超聲波檢測系(xi)統，具有24個探傷通(tong)道(dao)和(he)8個耦合監視通(tong)道(dao)，采用雙(shuang)探架設(she)計，配(pei)備激光圖像自動跟蹤系(xi)統，確保檢測過(guo)程穩定(ding)性。布局(ju)探頭有X型和(he)串列型，可(ke)檢測焊縫(feng)內縱(zong)向、橫向、斜(xie)向、焊縫(feng)中間缺(que)陷以及(ji)焊縫(feng)兩(liang)側50mm范(fan)圍內的熱影響區分層(ceng)缺(que)陷。
7. X射線實時成(cheng)像檢測系統
生產線配(pei)備數字(zi)平板(ban)X射線實(shi)時成像檢測(ce)(ce)系統(tong)，采用美國珀金(jin)埃爾默(mo)公(gong)司的8in非晶數字(zi)平板(ban)系統(tong)XRD 0822 AP，空間分辨(bian)率優于3.0p／mm，具有全焊縫實(shi)時存圖及回放(fang)功(gong)能，檢測(ce)(ce)靜態(tai)靈(ling)敏度1.0％～1.5％，動態(tai)靈(ling)敏度2.2％～2.5％。
8. 自動化鋼管輸(shu)送控制系統
輸送(song)系統由(you)輸送(song)輥(gun)道、橫移小車(che)、存管臺架(jia)(jia)構(gou)成，輸送(song)輥(gun)道每4個(ge)為一組，存管臺架(jia)(jia)采用V形臺架(jia)(jia)，每組輥(gun)道、橫移小車(che)和每個(ge)V形臺架(jia)(jia)均配置(zhi)傳感器，用于檢測(ce)鋼管位置(zhi)，鋼管自動化輸送(song)控制(zhi)系統由(you)中央控制(zhi)室進(jin)行監控，并自動選擇最優(you)程序實現整個(ge)車(che)間鋼管的運(yun)輸和存放，提高車(che)間作業效率。
9. ERP信息(xi)化管理系統
ERP系統(tong)包括制(zhi)造(zao)數據(ju)管理(li)、計劃排產(chan)(chan)管理(li)、生產(chan)(chan)調度管理(li)、庫存管理(li)、質(zhi)(zhi)量(liang)管理(li)、工(gong)藝過程(cheng)管理(li)、采購(gou)管理(li)、成本管理(li)、生產(chan)(chan)過程(cheng)控制(zhi)、質(zhi)(zhi)量(liang)數據(ju)集成分析。實現從(cong)訂(ding)單下達到(dao)產(chan)(chan)品完成的(de)整個(ge)生產(chan)(chan)過程(cheng)的(de)優(you)化管理(li)，改善各個(ge)環節的(de)銜接效率，對生產(chan)(chan)進度、產(chan)(chan)品質(zhi)(zhi)量(liang)數據(ju)實時(shi)反饋，從(cong)而保(bao)障(zhang)產(chan)(chan)品質(zhi)(zhi)量(liang)和工(gong)廠及時(shi)交(jiao)貨能(neng)力(li)。
10. 機器(qi)人自動噴標系統
生產(chan)線配備機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)自動(dong)(dong)噴標系統，實現生產(chan)過(guo)程鋼管(guan)信息的自動(dong)(dong)讀取(qu)和收集，中控匯總(zong)鋼管(guan)的過(guo)程狀態信息，同時產(chan)品標識更加(jia)美觀、規范(fan)、準確。通過(guo)機(ji)(ji)器(qi)換(huan)人(ren)(ren)，降低工人(ren)(ren)勞動(dong)(dong)強度。
三、技(ji)術(shu)水平(ping)與(yu)業(ye)績
自2015年投產以(yi)來，金(jin)洲管道(dao)以(yi)預精(jing)焊(han)(han)生產線為依(yi)托，成(cheng)立(li)了(le)能源管道(dao)研(yan)究所，焊(han)(han)接實驗室等(deng)研(yan)發部門，整(zheng)合公司優質資源，通過自主創(chuang)新和產學(xue)研(yan)等(deng)方式(shi)，加快預精(jing)焊(han)(han)工(gong)藝技(ji)術消化吸收再創(chuang)新，先后試制進(jin)行了(le)φ1219mmx16.3mm、X90M，φ1219mmx22mm、X80M，ф1219m219mmx25.425.4mm、Q345B,φ508mmx6.4mm，X65M等(deng)(deng)規格，參(can)與了(le)新粵(yue)浙管(guan)(guan)(guan)線(xian)φ1219x18.4，X80M管(guan)(guan)(guan)線(xian)的(de)單爐試制，在(zai)高鋼(gang)級大(da)壁厚的(de)螺(luo)旋不銹鋼(gang)焊(han)(han)管(guan)(guan)(guan)生(sheng)產(chan)工藝上積累一定(ding)的(de)經驗。針對預焊(han)(han)飛濺、精焊(han)(han)質(zhi)量(liang)、生(sheng)產(chan)效率等(deng)(deng)重點難點問題，進(jin)行了(le)專項技術攻關，通(tong)過(guo)多項科研成果(guo)的(de)應(ying)用，金洲(zhou)管(guan)(guan)(guan)道(dao)預精焊(han)(han)工藝技術水(shui)平達到國(guo)內領先(xian)水(shui)平。產(chan)品廣泛用于石油、天然(ran)氣輸送、海底管(guan)(guan)(guan)線(xian)、城市管(guan)(guan)(guan)網以及大(da)型鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)樁管(guan)(guan)(guan)等(deng)(deng)領域。先(xian)后(hou)承(cheng)接了(le)惠州海底管(guan)(guan)(guan)道(dao)項目(mu)、金麗溫(wen)省級天然(ran)氣管(guan)(guan)(guan)道(dao)工程(cheng)(cheng)、海南(nan)環島(dao)管(guan)(guan)(guan)線(xian)工程(cheng)(cheng)、江(jiang)陰燃氣管(guan)(guan)(guan)道(dao)工程(cheng)(cheng)、馬來西亞管(guan)(guan)(guan)網項目(mu)、文萊管(guan)(guan)(guan)線(xian)項目(mu)、伊(yi)朗管(guan)(guan)(guan)線(xian)項目(mu)，以及港華燃氣、中(zhong)燃燃氣、華潤燃氣等(deng)(deng)各大(da)城市管(guan)(guan)(guan)網工程(cheng)(cheng)。
