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(han)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(yi)、生產(chan)工藝流程(cheng)
寶鋼(gang)(gang)ф610mm HFW不銹鋼(gang)(gang)焊(han)管機組生產工藝流程見圖(tu)7-8所(suo)示(shi)。
二、主要(yao)技術特點(dian)
1. 排輥成型(xing)技術特點
a. 由許多(duo)小直(zhi)(zhi)徑輥組成(cheng)(cheng)的排(pai)輥代替輥式成(cheng)(cheng)型機的大直(zhi)(zhi)徑水平(ping)輥，最大邊緣拉應變僅(jin)是傳統輥式成(cheng)(cheng)型的1/5左右，可(ke)提(ti)高鋼管(guan)外觀(guan)質量(liang)，減少功(gong)率消耗及(ji)軋輥磨(mo)損。
b. 排輥成型(xing)機采用連續局部彎(wan)曲變形(xing)(xing)(xing)，彎(wan)曲力小且較均(jun)勻；成型(xing)區縮(suo)短，帶鋼(gang)塑性變形(xing)(xing)(xing)小；排輥群由外側束縛(fu)帶鋼(gang)邊(bian)緣，將邊(bian)緣外側變形(xing)(xing)(xing)以壓縮(suo)形(xing)(xing)(xing)式吸收(shou)，可防止(zhi)帶鋼(gang)邊(bian)緣發(fa)生折皺、鼓包，使鋼(gang)管(guan)壁(bi)厚與管(guan)徑比的(de)范圍擴(kuo)大到1：80，具有加工中大直徑薄壁(bi)管(guan)的(de)優勢。
c. 排輥(gun)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)為(wei)連(lian)續(xu)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)法(fa)，成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)性好，且采(cai)用“下山法(fa)”成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)，在成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)過程中帶(dai)鋼(gang)邊(bian)緣的軌跡近乎直線，從而改(gai)善成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)質量，使焊(han)接穩定可靠。
d. 在更換(huan)不銹鋼焊管規格尺寸時，排輥不換(huan)，只(zhi)需調整，與(yu)傳統(tong)輥式成(cheng)型(xing)相比(bi)，可減少軋輥規格和換(huan)輥時間。
2. 成型設(she)備技術特點
寶鋼Φ610mm HFW焊管(guan)機(ji)組(zu)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)設備是引進德國SMSMEER公司開發的直緣成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)技術(shu)，由夾(jia)送(song)輥(gun)裝(zhuang)置(zhi)、彎邊機(ji)、線性預成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)裝(zhuang)置(zhi)、粗成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)機(ji)、線性成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)裝(zhuang)置(zhi)、精(jing)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)機(ji)架(jia)、擠壓輥(gun)機(ji)架(jia)和(he)定徑機(ji)架(jia)組(zu)成(cheng)(cheng)。
a. 夾(jia)送(song)輥裝置由上、下水(shui)平(ping)輥組成，2臺(tai)功(gong)率(lv)為110kW交流電機(ji)通過(guo)減速(su)齒輪箱(xiang)和(he)萬向傳動(dong)(dong)(dong)軸驅(qu)動(dong)(dong)(dong)將(jiang)帶鋼經水(shui)平(ping)導向輥送(song)入(ru)彎(wan)邊機(ji)，并在生產中作輔助主傳動(dong)(dong)(dong)。上夾(jia)送(song)輥由液壓缸(gang)升(sheng)、降(jiang)，帶鋼在機(ji)架中不產生彎(wan)曲變形(xing)，出本機(ji)架后開始“下山”變形(xing)。
b. 彎邊(bian)機位于線性(xing)預(yu)成型裝(zhuang)置前端，將(jiang)帶鋼邊(bian)緣(yuan)彎曲(qu)成接(jie)近成品曲(qu)率(lv)的(de)弧形，防止(zhi)焊縫(feng)處(chu)出現梨(li)形凸出，一對彎邊(bian)輥(gun)可(ke)一起上(shang)下、左右調(diao)整(zheng)(zheng)，也可(ke)以單獨調(diao)整(zheng)(zheng)，通(tong)(tong)過電(dian)機和螺(luo)旋(xuan)千斤頂可(ke)以調(diao)節彎邊(bian)厚度(du)和寬度(du)，為確保不同壁厚精確的(de)帶鋼邊(bian)部彎曲(qu)以及允許對頭焊縫(feng)自由通(tong)(tong)過，下彎邊(bian)輥(gun)設計成液壓減(jian)震(zhen)結構。上(shang)下彎邊(bian)輥(gun)均安裝(zhuang)在用于快(kuai)速更換的(de)箱式結構的(de)輥(gun)座(zuo)上(shang)，通(tong)(tong)過編碼(ma)器傳感、計算機控制調(diao)整(zheng)(zheng)輥(gun)位。
c. 線性預成(cheng)型裝置由(you)2個(ge)帶有若干非傳動(dong)排輥的外(wai)部(bu)線性成(cheng)型裝置（排輥架）組(zu)成(cheng)，以確保短成(cheng)型間距，其線性可根據產品成(cheng)型的幾(ji)何學進行水平、垂(chui)直和(he)旋(xuan)轉調節。
d. 粗(cu)成型(xing)機由上(shang)輥和下(xia)輥組成，并布(bu)置在線性預(yu)成型(xing)后段(duan)，由2臺功率110kW交流電(dian)機通(tong)過減速齒輪箱和萬向傳動軸驅動，是線性預(yu)成型(xing)段(duan)及粗(cu)成型(xing)的主動力源。
e. 線性(xing)成(cheng)型裝(zhuang)置(zhi)布置(zhi)在線性(xing)預成(cheng)型裝(zhuang)置(zhi)和精成(cheng)型機架(jia)之間(jian)，分(fen)為3段，每段有2個排輥架(jia)組(zu)成(cheng)，可以(yi)根(gen)據產品成(cheng)型幾何學需求進(jin)行(xing)水平、垂(chui)直和旋(xuan)轉調節(jie)。帶鋼經(jing)線性(xing)成(cheng)型裝(zhuang)置(zhi)后成(cheng)為U形。
f. 精(jing)(jing)(jing)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)機(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)由3架(jia)精(jing)(jing)(jing)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)機(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)組成(cheng)，采用均勻剛性設計的URD機(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)由6臺(tai)功率為(wei)(wei)110kW交(jiao)流(liu)電機(ji)(ji)(ji)(ji)通(tong)過減速齒輪(lun)箱(xiang)和萬向(xiang)傳(chuan)動(dong)軸(zhou)驅動(dong)，是(shi)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)焊接段的主(zhu)動(dong)力源。每架(jia)精(jing)(jing)(jing)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)機(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)安裝(zhuang)4個(ge)軋輥(gun)，上、下輥(gun)主(zhu)動(dong)，2個(ge)側(ce)輥(gun)被動(dong)，最大軋制力1800kN。上、下輥(gun)及側(ce)輥(gun)通(tong)過獨(du)立的小電機(ji)(ji)(ji)(ji)經螺旋升(sheng)降裝(zhuang)置調(diao)節，編碼器(qi)傳(chuan)感(gan)，計算機(ji)(ji)(ji)(ji)控(kong)制調(diao)整輥(gun)位，輥(gun)位OP值(zhi)設定精(jing)(jing)(jing)度(du)可達0.01mm。精(jing)(jing)(jing)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)將線性成(cheng)型(xing)(xing)(xing)后的U形(xing)荒管(guan)(guan)變形(xing)為(wei)(wei)開口的0形(xing)管(guan)(guan)坯。3架(jia)上輥(gun)安裝(zhuang)導向(xiang)環(huan)將焊接V角控(kong)制在(zai)一定的范圍內，為(wei)(wei)擠壓輥(gun)機(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)的成(cheng)型(xing)(xing)(xing)焊接創造了條件。
g. 擠(ji)壓輥(gun)(gun)機(ji)架采用均勻剛性設計的URD機(ji)架，由5個被動擠(ji)壓輥(gun)(gun)（2個上輥(gun)(gun)，2個側(ce)輥(gun)(gun)，1個底輥(gun)(gun)）組成的孔型(xing)，可將精成型(xing)后的開口0形(xing)管(guan)成型(xing)焊接(jie)成封(feng)閉的0形(xing)管(guan)。該機(ji)架也(ye)具有精成型(xing)機(ji)架軋(ya)輥(gun)(gun)精密調節機(ji)構和快速換輥(gun)(gun)功能(neng)。
h. 定(ding)徑(jing)(jing)段由4架定(ding)徑(jing)(jing)機(ji)架組成(cheng)(cheng)，主要功(gong)能(neng)是(shi)將成(cheng)(cheng)型(xing)焊(han)(han)接后的(de)(de)0形立橢圓管(guan)變(bian)形為符(fu)合產品標(biao)準的(de)(de)圓管(guan)，采用均勻剛性設計的(de)(de)URD機(ji)架由8臺功(gong)率為110kW交流電機(ji)通(tong)(tong)過減速齒輪箱(xiang)和萬向傳動(dong)軸驅動(dong)，是(shi)定(ding)徑(jing)(jing)段的(de)(de)主動(dong)力源(yuan)。每架定(ding)徑(jing)(jing)機(ji)架裝(zhuang)有4個軋(ya)輥(gun)，其中(zhong)上(shang)、下輥(gun)主動(dong)，2個側(ce)輥(gun)被動(dong)，最(zui)大軋(ya)制(zhi)力1800kN。上(shang)、下輥(gun)及側(ce)輥(gun)通(tong)(tong)過獨立的(de)(de)小(xiao)電機(ji)并經螺旋千(qian)斤(jin)頂調(diao)節，編碼器傳感，計算機(ji)控(kong)制(zhi)調(diao)整(zheng)輥(gun)位(wei)，輥(gun)位(wei)OP值設定(ding)精度可(ke)達0.01mm。為保證小(xiao)直(zhi)徑(jing)(jing)（219.1～323.9mm）焊(han)(han)管(guan)焊(han)(han)縫在定(ding)徑(jing)(jing)前不偏離12點的(de)(de)位(wei)置，在1＃定(ding)徑(jing)(jing)機(ji)架前設置了防扭(niu)轉機(ji)架，防扭(niu)轉機(ji)架上(shang)安裝(zhuang)了一對可(ke)沿(yan)環(huan)向扭(niu)轉的(de)(de)立輥(gun)，并配置了快速夾緊、機(ji)械調(diao)節裝(zhuang)置。
3. 固態焊機技術特(te)點(dian)
采用挪威EFD公司(si)生(sheng)產(chan)的(de)輸(shu)(shu)出功(gong)率(lv)為1800kW、頻(pin)率(lv)90～150kHz的(de)固態焊(han)機(ji)。用更加簡潔的(de)主(zhu)(zhu)回(hui)路拓撲結構，二(er)極管不(bu)可控整流(liu)，可使功(gong)率(lv)因數達(da)到(dao)0.95；利用新型(xing)的(de)軟開關橋式逆變(bian)換流(liu)技術將輸(shu)(shu)入(ru)的(de)直流(liu)電逆變(bian)為高(gao)(gao)頻(pin)交流(liu)電；整機(ji)效率(lv)可達(da)85％左右(you)。具(ju)有高(gao)(gao)頻(pin)電源保護；無需對主(zhu)(zhu)回(hui)路的(de)電容電感參數進(jin)行(xing)調節，在設計負(fu)載范圍(wei)內，功(gong)率(lv)正常輸(shu)(shu)出不(bu)受限制，自動(dong)匹配(pei)；還具(ju)有開機(ji)自診(zhen)斷功(gong)能、配(pei)備相應的(de)通(tong)訊系(xi)統實(shi)時將設備運行(xing)參數傳遞到(dao)監控系(xi)統進(jin)行(xing)診(zhen)斷處理及存儲等智能化功(gong)能。
4. 自動控制系統技術(shu)特(te)點
a. 自(zi)動控(kong)制系統分(fen)為：制造執行級(ji)(ji)(ji) MES（manufacturing execution system）、基礎自(zi)動化級(ji)(ji)(ji)L1和設備傳動與(yu)檢測(ce)級(ji)(ji)(ji)LO等3個層次。焊(han)管生產(chan)線PLC與(yu)MES、操作(zuo)PC、快速設定PC之間均采用(yong)標準(zhun)工業以(yi)太網(wang)通(tong)訊，PLC與(yu)傳動、檢測(ce)設備間采用(yong)網(wang)絡通(tong)訊連接。
b. MES主要功(gong)能是(shi)接(jie)收(shou)上級計算(suan)機（ERP）下達的(de)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)計劃，轉(zhuan)化成實際的(de)產(chan)(chan)品制造計劃和設備控制參(can)數(shu)，并(bing)控制實際生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)過(guo)程，完成生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)線調度、物(wu)料跟蹤和生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)數(shu)據采集等功(gong)能，實現產(chan)(chan)品從生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)計劃到成品產(chan)(chan)出全(quan)過(guo)程管理與控制。
c. 快速設(she)定(ding)(ding)(ding)(ding)系統(tong)(tong)（QS）是一套(tao)快速換(huan)輥(gun)(gun)(gun)調(diao)整(zheng)系統(tong)(tong)，是MES的重要內容(rong)，與基礎自(zi)動化L1相連接，既向(xiang)L1發送(song)設(she)定(ding)(ding)(ding)(ding)數據，又從L1收集各產(chan)品規(gui)格(ge)實際(ji)生(sheng)(sheng)產(chan)調(diao)整(zheng)時的輥(gun)(gun)(gun)位值，對(dui)優化的調(diao)整(zheng)設(she)定(ding)(ding)(ding)(ding)參數進行繼承，作為(wei)下(xia)次生(sheng)(sheng)產(chan)的最新設(she)定(ding)(ding)(ding)(ding)值。根據產(chan)品理化結果(guo)判定(ding)(ding)(ding)(ding)當(dang)前設(she)置是否最優化，并選(xuan)擇(ze)是否覆蓋原有數據。改變產(chan)品規(gui)格(ge)時，通過比(bi)較當(dang)前所生(sheng)(sheng)產(chan)規(gui)格(ge)與即(ji)將生(sheng)(sheng)產(chan)規(gui)格(ge)，并根據對(dui)頭焊縫跟蹤(zong)信息(xi)，快速設(she)定(ding)(ding)(ding)(ding)PC自(zi)動向(xiang)PLC 發送(song)軋輥(gun)(gun)(gun)直徑(jing)、輸送(song)角、力(li)矩、輥(gun)(gun)(gun)位設(she)定(ding)(ding)(ding)(ding)值、焊接功率參考值和熱處理溫度設(she)定(ding)(ding)(ding)(ding)值等。
d. 根據(ju)設備提供的焊(han)接質(zhi)量跟蹤(zong)系統，以曲線或波形形式顯示當前(qian)的焊(han)接速度、焊(han)接溫度、焊(han)接功率、各段熱處理溫度和功率、探傷缺(que)陷類型等，并存入數據(ju)庫供分析。
e. 基礎自動(dong)化(hua)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)功能主要包(bao)括：自動(dong)順序控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、料(liao)流跟蹤(zong)(zong)、焊(han)縫位置跟蹤(zong)(zong)、鋼(gang)卷(juan)(juan)對中(zhong)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、開卷(juan)(juan)機張力控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、活套充套量控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、主傳動(dong)速度(du)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、軋輥位置控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、銑邊控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、焊(han)接功率控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、熱處理溫(wen)度(du)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)和飛(fei)鋸控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)等。
三、技(ji)術水平與業績
寶鋼(gang)ф610mm HFW 不銹鋼(gang)焊(han)管機組(zu)(zu)憑借其(qi)設備一流(liu)，管理(li)先進，帶(dai)鋼(gang)資源(yuan)及板管質量一貫制的優勢，無論是產品(pin)品(pin)種，規格拓展，還是在產量、質量及效益(yi)方面(mian)均(jun)取得了(le)國內同(tong)類機組(zu)(zu)最好的業(ye)績。產品(pin)廣(guang)泛應(ying)用于油氣(qi)輸(shu)送、油氣(qi)開采(cai)、海洋平臺及大型建筑物。
自2005年(nian)10月27日投(tou)產以來，依托寶鋼(gang)股份一貫制(zhi)優(you)勢，寶鋼(gang)HFW不銹鋼(gang)焊管(guan)已(yi)經開發生(sheng)產B-X80管(guan)線(xian)(xian)(xian)管(guan)，Q235-Q500結構及低壓流體(ti)管(guan)，H40-P110油(you)套管(guan)。2006-2018年(nian)累計(ji)供貨HFW 焊管(guan)165萬噸（2.35萬千米(mi)），其中(zhong)30％的(de)(de)(de)產品(pin)出口到澳(ao)大(da)(da)利(li)亞(ya)、加(jia)拿(na)(na)大(da)(da)、南美、中(zhong)東、非洲及東南亞(ya)市場(chang)等海(hai)外市場(chang)。產品(pin)先后在中(zhong)石油(you)長慶三(san)凈-延電(dian)輸氣項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)、印(yin)尼TTU管(guan)線(xian)(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)、中(zhong)海(hai)油(you)南堡海(hai)管(guan)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)、中(zhong)石化塔河(he)油(you)田抗酸管(guan)線(xian)(xian)(xian)，巴西礦漿X70管(guan)線(xian)(xian)(xian)、加(jia)拿(na)(na)大(da)(da)Nexeng公司的(de)(de)(de)管(guan)線(xian)(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)、加(jia)拿(na)(na)大(da)(da)Husky公司的(de)(de)(de)管(guan)線(xian)(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)、加(jia)拿(na)(na)大(da)(da)Encana公司管(guan)線(xian)(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)、澳(ao)大(da)(da)利(li)亞(ya)的(de)(de)(de)APA管(guan)線(xian)(xian)(xian)、澳(ao)大(da)(da)利(li)亞(ya)Jemena和澳(ao)大(da)(da)利(li)亞(ya)DBP等管(guan)線(xian)(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)得到應用。
