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(bu)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、生產(chan)工(gong)藝流(liu)程
寶鋼ф610mm HFW不(bu)銹鋼焊管機組(zu)生(sheng)產(chan)工藝流程見圖7-8所示。
二、主要技術特點
1. 排輥成型技術特點(dian)
a. 由許多小直徑輥(gun)(gun)組成(cheng)的排(pai)輥(gun)(gun)代替輥(gun)(gun)式(shi)成(cheng)型(xing)機的大直徑水平(ping)輥(gun)(gun)，最(zui)大邊緣拉應變僅是(shi)傳統(tong)輥(gun)(gun)式(shi)成(cheng)型(xing)的1/5左右，可提高鋼(gang)管外觀質量，減(jian)少功率消(xiao)耗及軋輥(gun)(gun)磨損。
b. 排(pai)輥(gun)成型機采用(yong)連續(xu)局部彎曲變形(xing)，彎曲力(li)小且較均勻；成型區縮(suo)短，帶鋼(gang)(gang)塑性變形(xing)小；排(pai)輥(gun)群由外側束縛(fu)帶鋼(gang)(gang)邊(bian)緣(yuan)，將邊(bian)緣(yuan)外側變形(xing)以壓(ya)縮(suo)形(xing)式吸(xi)收，可(ke)防止帶鋼(gang)(gang)邊(bian)緣(yuan)發生折皺、鼓包，使鋼(gang)(gang)管(guan)壁厚與管(guan)徑(jing)比的范圍擴大(da)(da)到1：80，具有加工中大(da)(da)直徑(jing)薄壁管(guan)的優勢(shi)。
c. 排(pai)輥成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)為連續成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)法，成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)性好，且采用“下山法”成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)，在(zai)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)過程中帶(dai)鋼邊緣的軌(gui)跡近乎直線，從而改善成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)質量，使焊接穩定可(ke)靠。
d. 在更換不銹鋼焊管規格尺寸時(shi)，排輥不換，只需調(diao)整，與傳(chuan)統輥式成型相比，可減少軋輥規格和換輥時(shi)間。
2. 成型設(she)備技術特點
寶鋼Φ610mm HFW焊(han)管(guan)機組成(cheng)型(xing)(xing)設備是引進德國(guo)SMSMEER公司開發的直緣成(cheng)型(xing)(xing)技(ji)術，由夾送(song)輥裝置、彎邊機、線(xian)性預成(cheng)型(xing)(xing)裝置、粗成(cheng)型(xing)(xing)機、線(xian)性成(cheng)型(xing)(xing)裝置、精成(cheng)型(xing)(xing)機架(jia)、擠(ji)壓輥機架(jia)和定徑機架(jia)組成(cheng)。
a. 夾(jia)送(song)輥(gun)裝置由(you)上、下(xia)水(shui)平(ping)輥(gun)組成(cheng)，2臺功率為110kW交流電機通(tong)過(guo)減速齒輪箱和萬向傳動(dong)軸驅(qu)動(dong)將帶(dai)鋼經水(shui)平(ping)導(dao)向輥(gun)送(song)入彎邊機，并(bing)在生產(chan)中(zhong)作輔(fu)助主(zhu)傳動(dong)。上夾(jia)送(song)輥(gun)由(you)液壓缸升(sheng)、降(jiang)，帶(dai)鋼在機架(jia)中(zhong)不(bu)產(chan)生彎曲變形，出本(ben)機架(jia)后開始“下(xia)山”變形。
b. 彎(wan)(wan)(wan)(wan)邊(bian)(bian)機(ji)位于(yu)線性預成(cheng)型裝置前(qian)端，將帶鋼邊(bian)(bian)緣彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)成(cheng)接近成(cheng)品曲(qu)率的弧形(xing)，防止焊(han)縫(feng)(feng)處出(chu)現梨形(xing)凸(tu)出(chu)，一(yi)對彎(wan)(wan)(wan)(wan)邊(bian)(bian)輥可一(yi)起上(shang)下(xia)、左右調(diao)整(zheng)，也可以(yi)單獨調(diao)整(zheng)，通(tong)過(guo)電機(ji)和(he)螺(luo)旋千斤頂可以(yi)調(diao)節(jie)彎(wan)(wan)(wan)(wan)邊(bian)(bian)厚(hou)度和(he)寬度，為確保不同壁厚(hou)精確的帶鋼邊(bian)(bian)部彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)以(yi)及允許(xu)對頭(tou)焊(han)縫(feng)(feng)自由通(tong)過(guo)，下(xia)彎(wan)(wan)(wan)(wan)邊(bian)(bian)輥設計成(cheng)液壓減(jian)震結構。上(shang)下(xia)彎(wan)(wan)(wan)(wan)邊(bian)(bian)輥均安裝在用于(yu)快速更換的箱式結構的輥座上(shang)，通(tong)過(guo)編碼器傳感、計算機(ji)控制調(diao)整(zheng)輥位。
c. 線性預成型(xing)(xing)裝置由2個(ge)帶(dai)有若干非傳動排輥的外部線性成型(xing)(xing)裝置（排輥架）組成，以確(que)保短成型(xing)(xing)間距，其線性可(ke)根(gen)據產品成型(xing)(xing)的幾何學進(jin)行水平、垂直和旋(xuan)轉調節。
d. 粗成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)機由上輥和下輥組成(cheng)(cheng)(cheng)，并布置在線性預成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)后段，由2臺功率110kW交(jiao)流電機通過減速齒輪箱和萬向傳動(dong)軸驅動(dong)，是線性預成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)段及粗成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)的主動(dong)力源。
e. 線(xian)性成(cheng)型(xing)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)布置(zhi)(zhi)在線(xian)性預成(cheng)型(xing)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)和精成(cheng)型(xing)機架之間(jian)，分為3段，每(mei)段有2個(ge)排(pai)輥架組成(cheng)，可以(yi)根據產品成(cheng)型(xing)幾(ji)何(he)學需求(qiu)進行水平、垂直和旋轉調節。帶(dai)鋼經線(xian)性成(cheng)型(xing)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)后成(cheng)為U形。
f. 精(jing)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)由3架(jia)精(jing)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)組(zu)成(cheng)(cheng)，采(cai)用均勻剛(gang)性(xing)設計的(de)URD機(ji)(ji)(ji)架(jia)由6臺功率為110kW交流電(dian)機(ji)(ji)(ji)通(tong)過減速齒輪箱和(he)萬向傳動(dong)軸驅動(dong)，是成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)焊(han)接(jie)段(duan)的(de)主動(dong)力(li)源。每(mei)架(jia)精(jing)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)安裝4個軋輥(gun)，上(shang)、下(xia)輥(gun)主動(dong)，2個側輥(gun)被動(dong)，最大軋制(zhi)(zhi)(zhi)力(li)1800kN。上(shang)、下(xia)輥(gun)及側輥(gun)通(tong)過獨立的(de)小電(dian)機(ji)(ji)(ji)經螺(luo)旋升(sheng)降(jiang)裝置調節，編碼(ma)器(qi)傳感，計算機(ji)(ji)(ji)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)調整輥(gun)位，輥(gun)位OP值設定(ding)精(jing)度可達0.01mm。精(jing)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)將(jiang)線性(xing)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)后的(de)U形荒管(guan)變(bian)形為開口的(de)0形管(guan)坯。3架(jia)上(shang)輥(gun)安裝導向環將(jiang)焊(han)接(jie)V角控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)在一定(ding)的(de)范圍內(nei)，為擠壓輥(gun)機(ji)(ji)(ji)架(jia)的(de)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)焊(han)接(jie)創造(zao)了條件。
g. 擠壓(ya)輥(gun)(gun)機(ji)(ji)架(jia)采用(yong)均勻剛性設計(ji)的(de)URD機(ji)(ji)架(jia)，由5個被(bei)動(dong)擠壓(ya)輥(gun)(gun)（2個上輥(gun)(gun)，2個側輥(gun)(gun)，1個底(di)輥(gun)(gun)）組成的(de)孔型，可將精(jing)成型后的(de)開口(kou)0形管成型焊接(jie)成封閉的(de)0形管。該機(ji)(ji)架(jia)也具有精(jing)成型機(ji)(ji)架(jia)軋輥(gun)(gun)精(jing)密調節機(ji)(ji)構和快速(su)換輥(gun)(gun)功能(neng)。
h. 定(ding)(ding)徑(jing)(jing)(jing)段由(you)4架(jia)(jia)定(ding)(ding)徑(jing)(jing)(jing)機(ji)(ji)架(jia)(jia)組成(cheng)，主(zhu)要功(gong)能是(shi)將成(cheng)型焊接后(hou)的(de)(de)(de)0形立橢圓(yuan)管(guan)(guan)變形為(wei)符(fu)合產品標準(zhun)的(de)(de)(de)圓(yuan)管(guan)(guan)，采用均(jun)勻(yun)剛性設計的(de)(de)(de)URD機(ji)(ji)架(jia)(jia)由(you)8臺(tai)功(gong)率(lv)為(wei)110kW交流電(dian)機(ji)(ji)通過減速(su)(su)齒輪箱(xiang)和萬向傳動軸驅動，是(shi)定(ding)(ding)徑(jing)(jing)(jing)段的(de)(de)(de)主(zhu)動力源。每架(jia)(jia)定(ding)(ding)徑(jing)(jing)(jing)機(ji)(ji)架(jia)(jia)裝(zhuang)有4個軋(ya)輥(gun)，其(qi)中上、下輥(gun)主(zhu)動，2個側輥(gun)被動，最大軋(ya)制力1800kN。上、下輥(gun)及側輥(gun)通過獨立的(de)(de)(de)小電(dian)機(ji)(ji)并經(jing)螺旋千斤(jin)頂調節，編碼器傳感，計算(suan)機(ji)(ji)控制調整輥(gun)位，輥(gun)位OP值(zhi)設定(ding)(ding)精度可達(da)0.01mm。為(wei)保證小直徑(jing)(jing)(jing)（219.1～323.9mm）焊管(guan)(guan)焊縫(feng)在定(ding)(ding)徑(jing)(jing)(jing)前不偏(pian)離(li)12點的(de)(de)(de)位置，在1＃定(ding)(ding)徑(jing)(jing)(jing)機(ji)(ji)架(jia)(jia)前設置了防扭轉機(ji)(ji)架(jia)(jia)，防扭轉機(ji)(ji)架(jia)(jia)上安裝(zhuang)了一對(dui)可沿(yan)環向扭轉的(de)(de)(de)立輥(gun)，并配置了快速(su)(su)夾(jia)緊、機(ji)(ji)械調節裝(zhuang)置。
3. 固態焊機技術特點
采用挪(nuo)威EFD公司生(sheng)產的(de)(de)輸(shu)出功率為(wei)1800kW、頻率90～150kHz的(de)(de)固態焊(han)機(ji)。用更加簡潔的(de)(de)主回路拓撲結構(gou)，二(er)極管不(bu)可控整流，可使功率因數達(da)到0.95；利(li)用新(xin)型的(de)(de)軟開(kai)關橋式逆變換流技術將(jiang)輸(shu)入(ru)的(de)(de)直流電(dian)逆變為(wei)高頻交流電(dian)；整機(ji)效(xiao)率可達(da)85％左右。具有高頻電(dian)源(yuan)保護；無需對主回路的(de)(de)電(dian)容電(dian)感參數進行調節，在設計負載(zai)范圍(wei)內，功率正常輸(shu)出不(bu)受限制，自動(dong)匹配(pei)；還(huan)具有開(kai)機(ji)自診(zhen)斷功能、配(pei)備相應的(de)(de)通訊系統實時將(jiang)設備運行參數傳遞到監控系統進行診(zhen)斷處(chu)理(li)及存儲(chu)等智能化功能。
4. 自動控制(zhi)系統技(ji)術特點
a. 自(zi)動(dong)控制系(xi)統分為：制造(zao)執(zhi)行級(ji) MES（manufacturing execution system）、基礎自(zi)動(dong)化級(ji)L1和設(she)備(bei)傳(chuan)動(dong)與(yu)檢(jian)測級(ji)LO等3個層次(ci)。焊(han)管生(sheng)產線PLC與(yu)MES、操(cao)作(zuo)PC、快(kuai)速(su)設(she)定PC之間均采用標準工(gong)業以太網通(tong)訊，PLC與(yu)傳(chuan)動(dong)、檢(jian)測設(she)備(bei)間采用網絡(luo)通(tong)訊連接(jie)。
b. MES主要功能(neng)是(shi)接收上(shang)級計(ji)(ji)算機（ERP）下達的生(sheng)產(chan)(chan)計(ji)(ji)劃(hua)，轉化成(cheng)(cheng)實(shi)際(ji)的產(chan)(chan)品制造(zao)計(ji)(ji)劃(hua)和(he)設備控(kong)制參(can)數(shu)，并控(kong)制實(shi)際(ji)生(sheng)產(chan)(chan)過程，完成(cheng)(cheng)生(sheng)產(chan)(chan)線(xian)調度、物(wu)料跟(gen)蹤和(he)生(sheng)產(chan)(chan)數(shu)據采集等功能(neng)，實(shi)現產(chan)(chan)品從生(sheng)產(chan)(chan)計(ji)(ji)劃(hua)到成(cheng)(cheng)品產(chan)(chan)出全過程管理與(yu)控(kong)制。
c. 快(kuai)速設(she)定(ding)(ding)系統(tong)（QS）是一套快(kuai)速換輥(gun)調(diao)(diao)整系統(tong)，是MES的(de)(de)重要內容，與基礎自(zi)動化L1相連接(jie)，既向L1發送(song)設(she)定(ding)(ding)數(shu)據，又從L1收集(ji)各(ge)產(chan)品(pin)(pin)規格實際生(sheng)產(chan)調(diao)(diao)整時的(de)(de)輥(gun)位(wei)值，對(dui)優化的(de)(de)調(diao)(diao)整設(she)定(ding)(ding)參(can)數(shu)進(jin)行繼(ji)承(cheng)，作為下(xia)次生(sheng)產(chan)的(de)(de)最新設(she)定(ding)(ding)值。根據產(chan)品(pin)(pin)理化結果(guo)判定(ding)(ding)當前設(she)置是否(fou)最優化，并(bing)選(xuan)擇是否(fou)覆蓋原有數(shu)據。改(gai)變產(chan)品(pin)(pin)規格時，通(tong)過比較當前所生(sheng)產(chan)規格與即將生(sheng)產(chan)規格，并(bing)根據對(dui)頭焊縫(feng)跟蹤(zong)信(xin)息，快(kuai)速設(she)定(ding)(ding)PC自(zi)動向PLC 發送(song)軋輥(gun)直(zhi)徑、輸送(song)角(jiao)、力(li)矩、輥(gun)位(wei)設(she)定(ding)(ding)值、焊接(jie)功率參(can)考(kao)值和熱處理溫(wen)度設(she)定(ding)(ding)值等(deng)。
d. 根據(ju)設(she)備提供的(de)(de)焊接(jie)質量(liang)跟蹤系統，以曲線或波形形式顯示當前的(de)(de)焊接(jie)速度、焊接(jie)溫度、焊接(jie)功率(lv)(lv)、各段熱處理溫度和功率(lv)(lv)、探(tan)傷缺陷(xian)類型等，并(bing)存入數據(ju)庫供分(fen)析。
e. 基礎(chu)自動化控(kong)(kong)制(zhi)功能主要包(bao)括：自動順序控(kong)(kong)制(zhi)、料流跟蹤、焊縫(feng)位置(zhi)跟蹤、鋼卷對中控(kong)(kong)制(zhi)、開卷機張(zhang)力控(kong)(kong)制(zhi)、活(huo)套充套量控(kong)(kong)制(zhi)、主傳動速度控(kong)(kong)制(zhi)、軋輥(gun)位置(zhi)控(kong)(kong)制(zhi)、銑邊控(kong)(kong)制(zhi)、焊接(jie)功率(lv)控(kong)(kong)制(zhi)、熱處(chu)理溫度控(kong)(kong)制(zhi)和飛鋸控(kong)(kong)制(zhi)等。
三、技術(shu)水平與業績
寶鋼ф610mm HFW 不銹鋼焊管(guan)機(ji)組(zu)憑借其設備一(yi)流，管(guan)理先進(jin)，帶鋼資源及板管(guan)質量一(yi)貫制的優勢，無論是(shi)產(chan)品(pin)品(pin)種，規格拓(tuo)展，還是(shi)在產(chan)量、質量及效益(yi)方面(mian)均取得(de)了國內同類(lei)機(ji)組(zu)最好的業績(ji)。產(chan)品(pin)廣泛(fan)應(ying)用于油(you)氣(qi)輸送、油(you)氣(qi)開采、海洋平臺及大型(xing)建筑物。
自2005年10月(yue)27日投產(chan)以(yi)來(lai)，依托寶鋼股份一貫制優(you)勢，寶鋼HFW不銹(xiu)鋼焊(han)管(guan)已經(jing)開發(fa)生(sheng)產(chan)B-X80管(guan)線管(guan)，Q235-Q500結構及低壓流體管(guan)，H40-P110油(you)(you)套(tao)管(guan)。2006-2018年累計(ji)供貨HFW 焊(han)管(guan)165萬噸(dun)（2.35萬千米），其中30％的(de)產(chan)品出口到(dao)澳大(da)(da)利亞(ya)(ya)(ya)、加拿大(da)(da)、南美、中東、非洲及東南亞(ya)(ya)(ya)市場等(deng)海(hai)外市場。產(chan)品先后在中石(shi)油(you)(you)長慶(qing)三(san)凈-延電輸氣項(xiang)(xiang)(xiang)目(mu)(mu)、印尼TTU管(guan)線項(xiang)(xiang)(xiang)目(mu)(mu)、中海(hai)油(you)(you)南堡海(hai)管(guan)項(xiang)(xiang)(xiang)目(mu)(mu)、中石(shi)化塔河油(you)(you)田(tian)抗酸(suan)管(guan)線，巴西礦漿(jiang)X70管(guan)線、加拿大(da)(da)Nexeng公(gong)(gong)司的(de)管(guan)線項(xiang)(xiang)(xiang)目(mu)(mu)、加拿大(da)(da)Husky公(gong)(gong)司的(de)管(guan)線項(xiang)(xiang)(xiang)目(mu)(mu)、加拿大(da)(da)Encana公(gong)(gong)司管(guan)線項(xiang)(xiang)(xiang)目(mu)(mu)、澳大(da)(da)利亞(ya)(ya)(ya)的(de)APA管(guan)線、澳大(da)(da)利亞(ya)(ya)(ya)Jemena和澳大(da)(da)利亞(ya)(ya)(ya)DBP等(deng)管(guan)線項(xiang)(xiang)(xiang)目(mu)(mu)得(de)到(dao)應用。
