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(guan)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(sheng)產工(gong)藝流程(cheng)
寶鋼ф610mm HFW不銹鋼焊管(guan)機組生產工(gong)藝(yi)流程(cheng)見圖7-8所示。
二(er)、主要技(ji)術特點
1. 排輥成型(xing)技術特點
a. 由許多小直(zhi)徑(jing)輥(gun)組成的(de)排(pai)輥(gun)代替輥(gun)式(shi)成型機(ji)的(de)大直(zhi)徑(jing)水(shui)平(ping)輥(gun)，最大邊緣拉(la)應變僅是傳統輥(gun)式(shi)成型的(de)1/5左右(you)，可提高鋼(gang)管外觀質量，減少(shao)功率消耗及軋輥(gun)磨(mo)損(sun)。
b. 排(pai)輥成(cheng)(cheng)型機采用連續局部(bu)彎曲變(bian)(bian)形(xing)，彎曲力(li)小且(qie)較均勻(yun)；成(cheng)(cheng)型區縮(suo)短，帶鋼(gang)塑性變(bian)(bian)形(xing)小；排(pai)輥群由外(wai)(wai)側(ce)(ce)束縛帶鋼(gang)邊緣(yuan)，將邊緣(yuan)外(wai)(wai)側(ce)(ce)變(bian)(bian)形(xing)以壓(ya)縮(suo)形(xing)式吸收，可防(fang)止帶鋼(gang)邊緣(yuan)發生折皺、鼓包，使鋼(gang)管(guan)壁厚(hou)與管(guan)徑(jing)比的范圍擴大到1：80，具有加工中大直徑(jing)薄(bo)壁管(guan)的優勢。
c. 排(pai)輥(gun)成(cheng)型為連(lian)續成(cheng)型法，成(cheng)型性好，且采用“下山(shan)法”成(cheng)型，在成(cheng)型過程中帶鋼邊緣的(de)軌跡近乎(hu)直線(xian)，從而改善成(cheng)型質量，使(shi)焊(han)接穩(wen)定可靠。
d. 在更換不(bu)銹鋼焊管規格尺寸(cun)時，排輥不(bu)換，只需調整(zheng)，與傳統輥式成型相比，可減少(shao)軋輥規格和換輥時間。
2. 成型設備技術特點
寶鋼(gang)Φ610mm HFW焊(han)管機(ji)(ji)組(zu)成型(xing)設備是引進(jin)德國SMSMEER公司開發(fa)的直緣成型(xing)技(ji)術，由夾送輥裝(zhuang)置、彎邊機(ji)(ji)、線(xian)性預成型(xing)裝(zhuang)置、粗成型(xing)機(ji)(ji)、線(xian)性成型(xing)裝(zhuang)置、精成型(xing)機(ji)(ji)架、擠壓(ya)輥機(ji)(ji)架和定徑機(ji)(ji)架組(zu)成。
a. 夾送(song)輥(gun)裝置由(you)(you)上、下(xia)(xia)水平輥(gun)組成，2臺功(gong)率為110kW交流電機(ji)通過減速(su)齒(chi)輪箱(xiang)和萬(wan)向傳動軸驅動將帶(dai)鋼經水平導向輥(gun)送(song)入彎邊機(ji)，并在生產(chan)中(zhong)作輔(fu)助主傳動。上夾送(song)輥(gun)由(you)(you)液壓缸升、降，帶(dai)鋼在機(ji)架(jia)中(zhong)不產(chan)生彎曲變形，出本機(ji)架(jia)后開(kai)始“下(xia)(xia)山”變形。
b. 彎(wan)邊(bian)機(ji)(ji)位于線性預成(cheng)型裝置前端，將(jiang)帶(dai)鋼邊(bian)緣彎(wan)曲成(cheng)接近成(cheng)品曲率的(de)弧形，防止焊(han)縫處出現梨形凸出，一對彎(wan)邊(bian)輥(gun)可(ke)一起上(shang)下、左右調(diao)整，也可(ke)以(yi)單獨(du)調(diao)整，通過電(dian)機(ji)(ji)和螺旋(xuan)千斤頂可(ke)以(yi)調(diao)節彎(wan)邊(bian)厚度(du)(du)和寬(kuan)度(du)(du)，為確(que)保(bao)不同壁厚精確(que)的(de)帶(dai)鋼邊(bian)部彎(wan)曲以(yi)及允許對頭焊(han)縫自由通過，下彎(wan)邊(bian)輥(gun)設計(ji)成(cheng)液(ye)壓減震結構。上(shang)下彎(wan)邊(bian)輥(gun)均安(an)裝在用(yong)于快速更(geng)換的(de)箱(xiang)式結構的(de)輥(gun)座(zuo)上(shang)，通過編碼器傳感、計(ji)算機(ji)(ji)控制調(diao)整輥(gun)位。
c. 線性(xing)預成型(xing)(xing)裝置(zhi)由(you)2個帶有若干非傳(chuan)動(dong)排輥(gun)的(de)外(wai)部線性(xing)成型(xing)(xing)裝置(zhi)（排輥(gun)架）組成，以確保短成型(xing)(xing)間距，其線性(xing)可根據產品成型(xing)(xing)的(de)幾何學(xue)進行(xing)水(shui)平、垂直(zhi)和旋轉(zhuan)調節。
d. 粗成型機(ji)(ji)由(you)上輥和下(xia)輥組(zu)成，并布置(zhi)在線性(xing)預成型后(hou)段(duan)，由(you)2臺功率110kW交流電機(ji)(ji)通過(guo)減速齒輪箱和萬向傳(chuan)動(dong)軸驅動(dong)，是線性(xing)預成型段(duan)及粗成型的(de)主動(dong)力源。
e. 線(xian)性(xing)成(cheng)(cheng)型裝(zhuang)置(zhi)布置(zhi)在線(xian)性(xing)預成(cheng)(cheng)型裝(zhuang)置(zhi)和精成(cheng)(cheng)型機架(jia)之間，分為3段，每(mei)段有2個排輥架(jia)組成(cheng)(cheng)，可以根據產品成(cheng)(cheng)型幾(ji)何學需求進行水平、垂直和旋(xuan)轉調(diao)節。帶鋼經線(xian)性(xing)成(cheng)(cheng)型裝(zhuang)置(zhi)后成(cheng)(cheng)為U形。
f. 精成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)由(you)3架(jia)(jia)精成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)組成(cheng)(cheng)(cheng)，采用均勻剛性(xing)設計的(de)URD機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)由(you)6臺功率為(wei)(wei)110kW交流(liu)電機(ji)(ji)(ji)通(tong)過減速齒輪箱和萬向傳(chuan)動(dong)軸驅(qu)動(dong)，是成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)焊(han)接段的(de)主動(dong)力源。每架(jia)(jia)精成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)安裝4個軋(ya)輥(gun)(gun)，上(shang)、下輥(gun)(gun)主動(dong)，2個側(ce)輥(gun)(gun)被動(dong)，最大軋(ya)制(zhi)力1800kN。上(shang)、下輥(gun)(gun)及側(ce)輥(gun)(gun)通(tong)過獨(du)立的(de)小電機(ji)(ji)(ji)經螺旋升(sheng)降裝置(zhi)調節，編碼器傳(chuan)感，計算機(ji)(ji)(ji)控(kong)制(zhi)調整輥(gun)(gun)位，輥(gun)(gun)位OP值設定精度可達0.01mm。精成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)將(jiang)線(xian)性(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)后的(de)U形荒(huang)管變形為(wei)(wei)開口的(de)0形管坯。3架(jia)(jia)上(shang)輥(gun)(gun)安裝導(dao)向環將(jiang)焊(han)接V角控(kong)制(zhi)在一定的(de)范圍(wei)內(nei)，為(wei)(wei)擠壓輥(gun)(gun)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)的(de)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)焊(han)接創造(zao)了條件。
g. 擠壓輥(gun)(gun)機架(jia)采用均勻剛性設計的(de)URD機架(jia)，由5個(ge)(ge)(ge)被(bei)動擠壓輥(gun)(gun)（2個(ge)(ge)(ge)上(shang)輥(gun)(gun)，2個(ge)(ge)(ge)側輥(gun)(gun)，1個(ge)(ge)(ge)底輥(gun)(gun)）組成(cheng)(cheng)的(de)孔型，可將精成(cheng)(cheng)型后的(de)開(kai)口0形管(guan)成(cheng)(cheng)型焊接成(cheng)(cheng)封閉的(de)0形管(guan)。該機架(jia)也具(ju)有精成(cheng)(cheng)型機架(jia)軋輥(gun)(gun)精密調節機構(gou)和快(kuai)速換輥(gun)(gun)功能(neng)。
h. 定(ding)徑(jing)(jing)(jing)段(duan)(duan)由4架(jia)(jia)定(ding)徑(jing)(jing)(jing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)組(zu)成(cheng)(cheng)，主(zhu)要功(gong)能(neng)是(shi)將成(cheng)(cheng)型(xing)焊(han)接后的(de)(de)0形立(li)橢圓管變形為(wei)符合(he)產(chan)品標準的(de)(de)圓管，采(cai)用均(jun)勻剛性設(she)(she)計(ji)(ji)的(de)(de)URD機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)由8臺功(gong)率(lv)為(wei)110kW交流電(dian)機(ji)(ji)(ji)通過(guo)減速齒輪箱和萬向傳(chuan)動軸驅動，是(shi)定(ding)徑(jing)(jing)(jing)段(duan)(duan)的(de)(de)主(zhu)動力(li)源。每架(jia)(jia)定(ding)徑(jing)(jing)(jing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)裝(zhuang)有4個(ge)軋輥(gun)(gun)(gun)，其中(zhong)上(shang)、下輥(gun)(gun)(gun)主(zhu)動，2個(ge)側輥(gun)(gun)(gun)被動，最大軋制力(li)1800kN。上(shang)、下輥(gun)(gun)(gun)及側輥(gun)(gun)(gun)通過(guo)獨立(li)的(de)(de)小電(dian)機(ji)(ji)(ji)并(bing)經螺旋千斤頂調節(jie)，編碼器傳(chuan)感(gan)，計(ji)(ji)算(suan)機(ji)(ji)(ji)控制調整(zheng)輥(gun)(gun)(gun)位，輥(gun)(gun)(gun)位OP值設(she)(she)定(ding)精度可達0.01mm。為(wei)保證小直徑(jing)(jing)(jing)（219.1～323.9mm）焊(han)管焊(han)縫在(zai)(zai)定(ding)徑(jing)(jing)(jing)前不偏離12點的(de)(de)位置，在(zai)(zai)1＃定(ding)徑(jing)(jing)(jing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)前設(she)(she)置了防扭轉(zhuan)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)，防扭轉(zhuan)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)上(shang)安裝(zhuang)了一對(dui)可沿環向扭轉(zhuan)的(de)(de)立(li)輥(gun)(gun)(gun)，并(bing)配置了快速夾緊、機(ji)(ji)(ji)械(xie)調節(jie)裝(zhuang)置。
3. 固態焊機技術特點(dian)
采(cai)用挪威EFD公司生(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)輸出(chu)功(gong)(gong)率為1800kW、頻(pin)率90～150kHz的(de)(de)(de)固態焊機。用更加簡(jian)潔的(de)(de)(de)主回路拓撲結構，二極管不可控整(zheng)流(liu)(liu)，可使(shi)功(gong)(gong)率因數(shu)達到0.95；利(li)用新型(xing)的(de)(de)(de)軟開關橋式逆變換流(liu)(liu)技術(shu)將(jiang)輸入的(de)(de)(de)直流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)逆變為高(gao)頻(pin)交流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)；整(zheng)機效(xiao)率可達85％左右。具有(you)高(gao)頻(pin)電(dian)(dian)(dian)源保護；無需對(dui)主回路的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)容電(dian)(dian)(dian)感參數(shu)進行(xing)調節(jie)，在設(she)計負載范(fan)圍內，功(gong)(gong)率正(zheng)常輸出(chu)不受限制，自動匹配；還具有(you)開機自診斷功(gong)(gong)能(neng)、配備相應的(de)(de)(de)通(tong)訊系統實時將(jiang)設(she)備運行(xing)參數(shu)傳遞到監(jian)控系統進行(xing)診斷處(chu)理及存儲等智能(neng)化功(gong)(gong)能(neng)。
4. 自(zi)動控制(zhi)系統(tong)技術特點(dian)
a. 自動控制系統分為：制造執行級 MES（manufacturing execution system）、基礎自動化(hua)級L1和設(she)備傳(chuan)動與檢(jian)(jian)測級LO等(deng)3個層次。焊管生產(chan)線PLC與MES、操作PC、快(kuai)速(su)設(she)定PC之間(jian)均采用標(biao)準工(gong)業以(yi)太網(wang)通(tong)(tong)訊(xun)，PLC與傳(chuan)動、檢(jian)(jian)測設(she)備間(jian)采用網(wang)絡通(tong)(tong)訊(xun)連接。
b. MES主要功能是接收上級計算機（ERP）下達的(de)生產計劃(hua)，轉化成實際的(de)產品制(zhi)造(zao)計劃(hua)和設備(bei)控制(zhi)參數，并控制(zhi)實際生產過程(cheng)(cheng)，完成生產線調度、物料跟蹤和生產數據采集等功能，實現產品從生產計劃(hua)到成品產出全過程(cheng)(cheng)管理(li)與控制(zhi)。
c. 快(kuai)速(su)設(she)(she)(she)定(ding)系(xi)統(tong)（QS）是一套快(kuai)速(su)換輥調整(zheng)系(xi)統(tong)，是MES的重要內容，與基(ji)礎自動(dong)化(hua)L1相(xiang)連接(jie)，既向L1發送(song)設(she)(she)(she)定(ding)數據，又從L1收集各產(chan)品(pin)規格實際生(sheng)產(chan)調整(zheng)時的輥位值，對優(you)化(hua)的調整(zheng)設(she)(she)(she)定(ding)參數進行繼承，作為下次生(sheng)產(chan)的最新設(she)(she)(she)定(ding)值。根據產(chan)品(pin)理(li)化(hua)結果判(pan)定(ding)當前設(she)(she)(she)置是否(fou)最優(you)化(hua)，并選擇是否(fou)覆蓋原有數據。改變產(chan)品(pin)規格時，通過比(bi)較當前所(suo)生(sheng)產(chan)規格與即將生(sheng)產(chan)規格，并根據對頭焊縫跟(gen)蹤(zong)信息，快(kuai)速(su)設(she)(she)(she)定(ding)PC自動(dong)向PLC 發送(song)軋輥直徑、輸送(song)角、力矩、輥位設(she)(she)(she)定(ding)值、焊接(jie)功率(lv)參考值和熱處(chu)理(li)溫度設(she)(she)(she)定(ding)值等。
d. 根據設備(bei)提(ti)供(gong)的焊(han)接(jie)質(zhi)量跟蹤系統，以曲(qu)線或波形形式(shi)顯示(shi)當前的焊(han)接(jie)速度、焊(han)接(jie)溫(wen)(wen)度、焊(han)接(jie)功率、各(ge)段熱處理溫(wen)(wen)度和功率、探傷缺陷類型等，并存入數據庫供(gong)分析(xi)。
e. 基(ji)礎自動化(hua)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)功(gong)能主要包括：自動順(shun)序控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、料(liao)流跟蹤(zong)、焊縫(feng)位置跟蹤(zong)、鋼卷(juan)對中控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、開(kai)卷(juan)機張力控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、活(huo)套(tao)充套(tao)量控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、主傳動速度控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、軋輥位置控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、銑(xian)邊控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、焊接功(gong)率控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、熱處(chu)理溫度控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)和飛鋸控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)等。
三、技術水平與業績
寶鋼ф610mm HFW 不(bu)銹鋼焊管機組(zu)憑(ping)借其設備(bei)一(yi)流，管理(li)先進，帶鋼資(zi)源及板(ban)管質量一(yi)貫制的優(you)勢，無論是產品品種，規格拓(tuo)展，還是在產量、質量及效益方面均取得了國內同類機組(zu)最好的業(ye)績(ji)。產品廣(guang)泛應用于油(you)氣輸送、油(you)氣開(kai)采、海(hai)洋平臺(tai)及大型建(jian)筑(zhu)物。
自2005年10月27日投產(chan)以(yi)來，依托寶(bao)鋼(gang)股份一貫制優勢，寶(bao)鋼(gang)HFW不銹鋼(gang)焊(han)管(guan)(guan)(guan)(guan)已經開發生(sheng)產(chan)B-X80管(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)管(guan)(guan)(guan)(guan)，Q235-Q500結構及低(di)壓流體管(guan)(guan)(guan)(guan)，H40-P110油(you)套管(guan)(guan)(guan)(guan)。2006-2018年累計供貨HFW 焊(han)管(guan)(guan)(guan)(guan)165萬(wan)噸（2.35萬(wan)千米），其中30％的產(chan)品出口到(dao)澳(ao)大(da)(da)利亞(ya)、加拿(na)大(da)(da)、南美、中東、非洲及東南亞(ya)市場(chang)等海外市場(chang)。產(chan)品先(xian)后在中石油(you)長慶三凈(jing)-延電輸氣項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)、印尼TTU管(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)、中海油(you)南堡海管(guan)(guan)(guan)(guan)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)、中石化(hua)塔河油(you)田抗酸管(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)，巴西礦(kuang)漿X70管(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)、加拿(na)大(da)(da)Nexeng公司(si)的管(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)、加拿(na)大(da)(da)Husky公司(si)的管(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)、加拿(na)大(da)(da)Encana公司(si)管(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)、澳(ao)大(da)(da)利亞(ya)的APA管(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)、澳(ao)大(da)(da)利亞(ya)Jemena和澳(ao)大(da)(da)利亞(ya)DBP等管(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)得(de)到(dao)應(ying)用。
