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(xiu)鋼焊管生產設備，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、生產(chan)工藝流程
寶鋼ф610mm HFW不銹鋼焊(han)管機組生產工藝流(liu)程(cheng)見圖7-8所(suo)示。
二、主要(yao)技(ji)術特(te)點
1. 排輥成型(xing)技術特點(dian)
a. 由許多小(xiao)直徑輥(gun)(gun)組(zu)成的(de)排輥(gun)(gun)代替(ti)輥(gun)(gun)式成型機的(de)大(da)直徑水平(ping)輥(gun)(gun)，最大(da)邊緣拉應(ying)變僅是傳統輥(gun)(gun)式成型的(de)1/5左右(you)，可(ke)提高鋼管外觀質量，減少(shao)功率消(xiao)耗(hao)及軋輥(gun)(gun)磨(mo)損。
b. 排輥成(cheng)型機采用連續局部(bu)彎曲(qu)變(bian)形，彎曲(qu)力小(xiao)且較均勻；成(cheng)型區(qu)縮(suo)短，帶(dai)鋼塑性變(bian)形小(xiao)；排輥群由外側束縛帶(dai)鋼邊(bian)緣，將邊(bian)緣外側變(bian)形以壓縮(suo)形式(shi)吸收，可(ke)防止(zhi)帶(dai)鋼邊(bian)緣發(fa)生(sheng)折皺、鼓包，使鋼管壁(bi)厚與管徑比(bi)的范圍擴(kuo)大到1：80，具有加工中(zhong)大直徑薄壁(bi)管的優勢。
c. 排(pai)輥成(cheng)(cheng)型(xing)為連(lian)續成(cheng)(cheng)型(xing)法(fa)，成(cheng)(cheng)型(xing)性好，且(qie)采用“下山法(fa)”成(cheng)(cheng)型(xing)，在成(cheng)(cheng)型(xing)過程中帶鋼邊緣(yuan)的軌跡近乎直(zhi)線(xian)，從而改善成(cheng)(cheng)型(xing)質量，使焊接穩定(ding)可靠。
d. 在更換(huan)不銹鋼焊管規(gui)格尺寸(cun)時，排輥不換(huan)，只需調整，與傳統輥式成(cheng)型相(xiang)比，可減少軋輥規(gui)格和換(huan)輥時間(jian)。
2. 成型設備技術特點
寶鋼Φ610mm HFW焊管機(ji)(ji)組成(cheng)型(xing)設備(bei)是引進德(de)國SMSMEER公司開發的直緣成(cheng)型(xing)技術(shu)，由(you)夾送(song)輥裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)、彎(wan)邊機(ji)(ji)、線性預成(cheng)型(xing)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)、粗成(cheng)型(xing)機(ji)(ji)、線性成(cheng)型(xing)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)、精成(cheng)型(xing)機(ji)(ji)架(jia)、擠壓輥機(ji)(ji)架(jia)和定徑機(ji)(ji)架(jia)組成(cheng)。
a. 夾(jia)送輥裝(zhuang)置(zhi)由(you)上(shang)、下水平(ping)輥組成，2臺功率(lv)為(wei)110kW交(jiao)流(liu)電機通過減速齒輪箱和萬向(xiang)傳動軸驅動將帶(dai)(dai)鋼經水平(ping)導向(xiang)輥送入彎(wan)邊機，并在(zai)生產中作輔助主傳動。上(shang)夾(jia)送輥由(you)液壓缸(gang)升、降，帶(dai)(dai)鋼在(zai)機架(jia)中不產生彎(wan)曲(qu)變(bian)形，出(chu)本機架(jia)后開始“下山”變(bian)形。
b. 彎(wan)(wan)邊機位于線性預(yu)成(cheng)(cheng)(cheng)型裝置前端，將(jiang)帶鋼(gang)邊緣彎(wan)(wan)曲成(cheng)(cheng)(cheng)接近(jin)成(cheng)(cheng)(cheng)品曲率(lv)的(de)(de)(de)弧形，防止焊縫處出(chu)(chu)現梨形凸出(chu)(chu)，一對彎(wan)(wan)邊輥(gun)可一起(qi)上下、左右調(diao)整(zheng)，也可以單獨(du)調(diao)整(zheng)，通(tong)過(guo)電機和螺(luo)旋千斤頂可以調(diao)節彎(wan)(wan)邊厚度(du)和寬度(du)，為確保不同壁厚精確的(de)(de)(de)帶鋼(gang)邊部彎(wan)(wan)曲以及允(yun)許對頭焊縫自由通(tong)過(guo)，下彎(wan)(wan)邊輥(gun)設計(ji)(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)液壓減震結構。上下彎(wan)(wan)邊輥(gun)均安裝在用于快速更換的(de)(de)(de)箱式結構的(de)(de)(de)輥(gun)座上，通(tong)過(guo)編碼器傳感、計(ji)(ji)算機控制調(diao)整(zheng)輥(gun)位。
c. 線(xian)性預成(cheng)型(xing)(xing)(xing)裝置(zhi)由2個帶有若干非傳動排輥(gun)的外部線(xian)性成(cheng)型(xing)(xing)(xing)裝置(zhi)（排輥(gun)架）組成(cheng)，以確保短成(cheng)型(xing)(xing)(xing)間(jian)距(ju)，其線(xian)性可根(gen)據產(chan)品成(cheng)型(xing)(xing)(xing)的幾何學進行水平、垂直和(he)旋(xuan)轉(zhuan)調節。
d. 粗成(cheng)(cheng)型(xing)機由(you)上輥和下(xia)輥組(zu)成(cheng)(cheng)，并布置在線性預成(cheng)(cheng)型(xing)后(hou)段，由(you)2臺功率110kW交(jiao)流電(dian)機通過減速齒輪箱和萬向傳動(dong)軸(zhou)驅動(dong)，是(shi)線性預成(cheng)(cheng)型(xing)段及粗成(cheng)(cheng)型(xing)的主動(dong)力源(yuan)。
e. 線(xian)(xian)性(xing)成(cheng)(cheng)型裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)布(bu)置(zhi)(zhi)在線(xian)(xian)性(xing)預成(cheng)(cheng)型裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)和精成(cheng)(cheng)型機架之間，分為3段，每段有2個(ge)排(pai)輥架組成(cheng)(cheng)，可以(yi)根據產品成(cheng)(cheng)型幾何(he)學需求(qiu)進行水平、垂(chui)直和旋轉調(diao)節(jie)。帶鋼經線(xian)(xian)性(xing)成(cheng)(cheng)型裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)(zhi)后成(cheng)(cheng)為U形。
f. 精成(cheng)型機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)由3架(jia)(jia)精成(cheng)型機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)組(zu)成(cheng)，采用(yong)均勻剛性(xing)設計(ji)(ji)的URD機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)由6臺功率為(wei)(wei)110kW交流電機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)通過(guo)減(jian)速齒輪箱和萬(wan)向傳(chuan)動(dong)(dong)軸(zhou)驅動(dong)(dong)，是(shi)成(cheng)型焊(han)接(jie)段(duan)的主動(dong)(dong)力源(yuan)。每架(jia)(jia)精成(cheng)型機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)安(an)裝(zhuang)4個(ge)軋輥(gun)(gun)，上(shang)、下(xia)輥(gun)(gun)主動(dong)(dong)，2個(ge)側(ce)輥(gun)(gun)被動(dong)(dong)，最大軋制力1800kN。上(shang)、下(xia)輥(gun)(gun)及側(ce)輥(gun)(gun)通過(guo)獨立的小電機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)經(jing)螺旋升(sheng)降(jiang)裝(zhuang)置調節(jie)，編碼器(qi)傳(chuan)感，計(ji)(ji)算機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)控制調整輥(gun)(gun)位(wei)，輥(gun)(gun)位(wei)OP值設定精度可達0.01mm。精成(cheng)型將線性(xing)成(cheng)型后的U形(xing)荒管變形(xing)為(wei)(wei)開口的0形(xing)管坯。3架(jia)(jia)上(shang)輥(gun)(gun)安(an)裝(zhuang)導向環將焊(han)接(jie)V角控制在一定的范圍內，為(wei)(wei)擠壓輥(gun)(gun)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)的成(cheng)型焊(han)接(jie)創造(zao)了條件(jian)。
g. 擠壓(ya)輥(gun)(gun)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)采用均(jun)勻剛性設(she)計的URD機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)，由5個被動擠壓(ya)輥(gun)(gun)（2個上輥(gun)(gun)，2個側輥(gun)(gun)，1個底輥(gun)(gun)）組成(cheng)的孔(kong)型，可將精(jing)成(cheng)型后的開口0形管成(cheng)型焊接成(cheng)封(feng)閉(bi)的0形管。該機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)也具有精(jing)成(cheng)型機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)軋輥(gun)(gun)精(jing)密調節機(ji)(ji)(ji)構和(he)快速換輥(gun)(gun)功(gong)能。
h. 定徑(jing)(jing)段(duan)由(you)4架(jia)(jia)定徑(jing)(jing)機(ji)(ji)架(jia)(jia)組成，主(zhu)要(yao)功能是將(jiang)成型焊接(jie)后的0形立橢圓(yuan)管(guan)變形為(wei)符合產品標準的圓(yuan)管(guan)，采用均勻剛性設(she)計(ji)的URD機(ji)(ji)架(jia)(jia)由(you)8臺功率為(wei)110kW交流電機(ji)(ji)通過(guo)減速齒輪箱和萬向傳動(dong)軸驅動(dong)，是定徑(jing)(jing)段(duan)的主(zhu)動(dong)力源。每架(jia)(jia)定徑(jing)(jing)機(ji)(ji)架(jia)(jia)裝(zhuang)有(you)4個(ge)軋(ya)輥，其中上(shang)、下(xia)輥主(zhu)動(dong)，2個(ge)側輥被(bei)動(dong)，最大軋(ya)制力1800kN。上(shang)、下(xia)輥及側輥通過(guo)獨立的小電機(ji)(ji)并經螺旋千斤頂調節(jie)(jie)，編碼器傳感，計(ji)算機(ji)(ji)控制調整輥位，輥位OP值設(she)定精度可達0.01mm。為(wei)保(bao)證小直徑(jing)(jing)（219.1～323.9mm）焊管(guan)焊縫(feng)在(zai)定徑(jing)(jing)前(qian)不(bu)偏離(li)12點的位置，在(zai)1＃定徑(jing)(jing)機(ji)(ji)架(jia)(jia)前(qian)設(she)置了防扭(niu)(niu)轉(zhuan)機(ji)(ji)架(jia)(jia)，防扭(niu)(niu)轉(zhuan)機(ji)(ji)架(jia)(jia)上(shang)安裝(zhuang)了一對可沿環向扭(niu)(niu)轉(zhuan)的立輥，并配(pei)置了快速夾(jia)緊(jin)、機(ji)(ji)械調節(jie)(jie)裝(zhuang)置。
3. 固態焊機技(ji)術特點
采用挪威(wei)EFD公司生(sheng)產的(de)輸出(chu)功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)為1800kW、頻(pin)率(lv)90～150kHz的(de)固態焊(han)機(ji)(ji)。用更加(jia)簡潔的(de)主回路(lu)拓撲結(jie)構(gou)，二極管不可(ke)控整(zheng)流，可(ke)使功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)因數達(da)到0.95；利用新型的(de)軟開關橋式逆變(bian)換流技術將輸入的(de)直(zhi)流電(dian)(dian)逆變(bian)為高頻(pin)交(jiao)流電(dian)(dian)；整(zheng)機(ji)(ji)效(xiao)率(lv)可(ke)達(da)85％左右。具(ju)有高頻(pin)電(dian)(dian)源保護；無需(xu)對主回路(lu)的(de)電(dian)(dian)容電(dian)(dian)感(gan)參(can)數進(jin)行調節，在設(she)計負載(zai)范圍內，功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)正常輸出(chu)不受限制，自(zi)動匹配；還(huan)具(ju)有開機(ji)(ji)自(zi)診斷功(gong)(gong)(gong)(gong)能(neng)、配備相應的(de)通(tong)訊(xun)系統實時將設(she)備運行參(can)數傳遞到監(jian)控系統進(jin)行診斷處(chu)理(li)及存儲等智(zhi)能(neng)化功(gong)(gong)(gong)(gong)能(neng)。
4. 自(zi)動控(kong)制系統技術特點
a. 自動控制系統分為：制造(zao)執(zhi)行級(ji) MES（manufacturing execution system）、基(ji)礎自動化級(ji)L1和設備傳動與檢測(ce)級(ji)LO等(deng)3個層次。焊管生產線(xian)PLC與MES、操作(zuo)PC、快速設定PC之間均采用標準(zhun)工業以太網(wang)通(tong)訊，PLC與傳動、檢測(ce)設備間采用網(wang)絡(luo)通(tong)訊連接。
b. MES主要功能是接(jie)收上(shang)級計算機（ERP）下達的(de)生產(chan)計劃(hua)，轉化成(cheng)實(shi)際(ji)的(de)產(chan)品制(zhi)造計劃(hua)和(he)設備控制(zhi)參數，并控制(zhi)實(shi)際(ji)生產(chan)過(guo)程(cheng)(cheng)，完(wan)成(cheng)生產(chan)線調度、物料跟蹤(zong)和(he)生產(chan)數據采集等功能，實(shi)現(xian)產(chan)品從生產(chan)計劃(hua)到成(cheng)品產(chan)出全過(guo)程(cheng)(cheng)管理與控制(zhi)。
c. 快(kuai)(kuai)速(su)設(she)定(ding)(ding)(ding)系(xi)(xi)統（QS）是(shi)(shi)一套快(kuai)(kuai)速(su)換輥調整(zheng)系(xi)(xi)統，是(shi)(shi)MES的(de)(de)重(zhong)要內容，與基礎自動化L1相連接，既向L1發(fa)送(song)設(she)定(ding)(ding)(ding)數據(ju)，又從L1收集各產(chan)品(pin)規(gui)格實(shi)際生(sheng)(sheng)產(chan)調整(zheng)時的(de)(de)輥位值，對優化的(de)(de)調整(zheng)設(she)定(ding)(ding)(ding)參(can)數進行(xing)繼承(cheng)，作(zuo)為下次生(sheng)(sheng)產(chan)的(de)(de)最新設(she)定(ding)(ding)(ding)值。根(gen)(gen)據(ju)產(chan)品(pin)理(li)化結果判定(ding)(ding)(ding)當(dang)(dang)前設(she)置是(shi)(shi)否最優化，并選擇(ze)是(shi)(shi)否覆蓋原(yuan)有數據(ju)。改(gai)變(bian)產(chan)品(pin)規(gui)格時，通(tong)過比較當(dang)(dang)前所(suo)生(sheng)(sheng)產(chan)規(gui)格與即將生(sheng)(sheng)產(chan)規(gui)格，并根(gen)(gen)據(ju)對頭焊縫跟蹤(zong)信(xin)息，快(kuai)(kuai)速(su)設(she)定(ding)(ding)(ding)PC自動向PLC 發(fa)送(song)軋輥直(zhi)徑、輸(shu)送(song)角(jiao)、力矩、輥位設(she)定(ding)(ding)(ding)值、焊接功率參(can)考值和熱處(chu)理(li)溫度設(she)定(ding)(ding)(ding)值等。
d. 根據設備提供(gong)的(de)焊(han)接質(zhi)量(liang)跟蹤系(xi)統，以曲線或波形形式顯示當前(qian)的(de)焊(han)接速度(du)、焊(han)接溫(wen)度(du)、焊(han)接功率、各段熱(re)處理溫(wen)度(du)和(he)功率、探傷缺(que)陷類型等(deng)，并(bing)存入數據庫(ku)供(gong)分析。
e. 基礎自動(dong)化控(kong)制(zhi)(zhi)功能(neng)主要包括：自動(dong)順(shun)序(xu)控(kong)制(zhi)(zhi)、料流跟蹤、焊縫位(wei)置跟蹤、鋼卷(juan)對(dui)中控(kong)制(zhi)(zhi)、開卷(juan)機張力控(kong)制(zhi)(zhi)、活套充套量控(kong)制(zhi)(zhi)、主傳動(dong)速度控(kong)制(zhi)(zhi)、軋輥(gun)位(wei)置控(kong)制(zhi)(zhi)、銑邊控(kong)制(zhi)(zhi)、焊接(jie)功率(lv)控(kong)制(zhi)(zhi)、熱處理溫度控(kong)制(zhi)(zhi)和飛鋸控(kong)制(zhi)(zhi)等(deng)。
三、技術水平與業績
寶鋼(gang)ф610mm HFW 不銹(xiu)鋼(gang)焊管機(ji)(ji)組憑借(jie)其(qi)設備一流，管理(li)先進，帶鋼(gang)資源及板管質量一貫制的(de)優勢，無論是(shi)產品(pin)品(pin)種，規格拓展，還(huan)是(shi)在產量、質量及效(xiao)益(yi)方面均取得了(le)國內(nei)同類機(ji)(ji)組最好(hao)的(de)業(ye)績。產品(pin)廣泛應(ying)用于油氣輸(shu)送、油氣開(kai)采、海洋平臺及大型建筑物。
自2005年10月27日投(tou)產(chan)以來，依托寶(bao)鋼股份一貫(guan)制(zhi)優勢(shi)，寶(bao)鋼HFW不銹鋼焊管(guan)(guan)(guan)已經開(kai)發生產(chan)B-X80管(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)管(guan)(guan)(guan)，Q235-Q500結(jie)構及低壓流體管(guan)(guan)(guan)，H40-P110油(you)套管(guan)(guan)(guan)。2006-2018年累計供貨HFW 焊管(guan)(guan)(guan)165萬噸（2.35萬千米），其中(zhong)30％的產(chan)品出口(kou)到澳(ao)大(da)(da)(da)利亞(ya)、加(jia)拿大(da)(da)(da)、南美、中(zhong)東、非洲及東南亞(ya)市場等海外(wai)市場。產(chan)品先后在中(zhong)石(shi)(shi)油(you)長慶三(san)凈-延(yan)電(dian)輸(shu)氣項(xiang)(xiang)目(mu)、印尼TTU管(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)、中(zhong)海油(you)南堡海管(guan)(guan)(guan)項(xiang)(xiang)目(mu)、中(zhong)石(shi)(shi)化塔河油(you)田(tian)抗酸管(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)，巴(ba)西礦漿(jiang)X70管(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)、加(jia)拿大(da)(da)(da)Nexeng公司的管(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)、加(jia)拿大(da)(da)(da)Husky公司的管(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)、加(jia)拿大(da)(da)(da)Encana公司管(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)、澳(ao)大(da)(da)(da)利亞(ya)的APA管(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)、澳(ao)大(da)(da)(da)利亞(ya)Jemena和澳(ao)大(da)(da)(da)利亞(ya)DBP等管(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)得到應(ying)用。
