直縫埋弧焊接不銹鋼(gang)管的制造工藝有UOE成型、JCOE成型、RBE成型等,見圖7-13。這些工藝各有特點。

UOE機組鋼管成型質量好,機組效率高,產能高,但機組投資大,更換規格需要時間長,模具也較多,因此,非常適合單一規格大批量生產。RBE機組是三輥輥彎成型,成型鋼管質量較好,設備投資較UOE機組低,更換產品規格方便,中小批量鋼管生產適用性強。但由于RBE機組受到上輥直徑和撓度限制,而且鋼管板邊多采用后彎形式,雖然采用了上輥撓度補償等技術進行了改進,在生產壁厚不是太大的鋼管時質量也很好,但對于厚壁和大厚徑比的中、小規格鋼管很難滿足生產要求。JCOE成型為漸進式成型,成型質量好,成型后管體采用擴徑工藝后,鋼管的形狀也完全能夠滿足長輸管道用鋼管需求。投資較UOE機組低,更換規格時間短,需要的模具也少。JCOE機組對于鋼管批量、壁厚和管徑變化的適應性最強。目前,我國長輸管線用直縫埋弧焊接不銹鋼管的主流工藝是JCOE成型法。
自1998年番禺珠江鋼管公司引進二手1829mm HM設備以來,我國直縫埋弧焊接不銹鋼管生產技術飛速發展。為了滿足西氣東輸工程建設的需要,原國家經委將大直徑直縫埋弧焊管國產化列為“十五”期間重大技術設備攻關專題項目,由渤海裝備巨龍鋼管公司(原華北石油鋼管廠巨龍鋼管公司)負責研制,通過與中國石油管材研究所、舞陽鋼廠和鞍山鋼鐵公司一起開始進行X70針狀鐵素體管線鋼、寬厚鋼板及鋼管的研制,在不到一年的時間快速實現了國產化,各項性能指標與國外等同。渤海裝備巨龍鋼管公司共為西氣東輸工程生產直縫埋弧焊管14.8萬噸,此外還生產了X60鋼級ф508~914mm,最大壁厚達28mm十多種規格的場站用管,滿足了工程需要,打破了我國不能生產長輸管線用直縫埋弧焊接不銹鋼管的歷史。
渤海裝備巨龍(long)鋼管(guan)公司大(da)直(zhi)縫(feng)(feng)生產(chan)(chan)線的(de)(de)(de)建(jian)設(she)(she)也帶動了(le)直(zhi)縫(feng)(feng)焊接(jie)不(bu)銹鋼管(guan)制管(guan)裝備的(de)(de)(de)進步(bu)和(he)發展。巨龍(long)第(di)一條(tiao)生產(chan)(chan)線根據(ju)國(guo)內(nei)當時的(de)(de)(de)設(she)(she)備制造技術(shu)水(shui)(shui)平,采用了(le)菜(cai)單式引進方式。對(dui)于(yu)國(guo)內(nei)在技術(shu)和(he)制造能力都不(bu)成熟的(de)(de)(de)設(she)(she)備整機(ji)進口如:JCO成型機(ji)、浮動式高精(jing)度銑邊機(ji)、機(ji)械式擴徑(jing)機(ji)、水(shui)(shui)柱(zhu)耦合式超聲波探傷設(she)(she)備、多(duo)絲內(nei)外焊接(jie)設(she)(she)備等;對(dui)于(yu)國(guo)內(nei)加工能力具備但(dan)技術(shu)水(shui)(shui)平較低(di)的(de)(de)(de)設(she)(she)備采用技術(shu)和(he)部分(fen)關(guan)鍵(jian)部件(jian)引進,其他部分(fen)國(guo)內(nei)加工的(de)(de)(de)分(fen)交方式,如:板邊預(yu)彎機(ji)、大(da)功(gong)率連(lian)續式預(yu)焊機(ji)等;對(dui)于(yu)技術(shu)裝備國(guo)內(nei)都比較成熟的(de)(de)(de)設(she)(she)備由國(guo)內(nei)制造,如:水(shui)(shui)壓試驗(yan)機(ji)、管(guan)端倒棱機(ji)、X射線檢測設(she)(she)備以(yi)及生產(chan)(chan)線其他輔助設(she)(she)備。在保證整條(tiao)生產(chan)(chan)線達到世界先進水(shui)(shui)平的(de)(de)(de)同(tong)時,建(jian)設(she)(she)費用大(da)幅降低(di)。后續國(guo)內(nei)多(duo)條(tiao)JCOE直(zhi)縫(feng)(feng)生產(chan)(chan)線的(de)(de)(de)建(jian)設(she)(she)也都借(jie)鑒了(le)這(zhe)種方式。
該生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)線(xian)的(de)(de)成功建設(she)(she)也(ye)推動(dong)了(le)國(guo)(guo)(guo)內(nei)(nei)大口徑直縫(feng)埋弧焊接不銹鋼管(guan)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)線(xian)建設(she)(she),并(bing)且帶動(dong)國(guo)(guo)(guo)內(nei)(nei)設(she)(she)備制(zhi)造(zao)廠(chang)開始了(le)直縫(feng)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)線(xian)設(she)(she)備的(de)(de)國(guo)(guo)(guo)產(chan)(chan)化(hua)(hua)研(yan)制(zhi)。通過(guo)國(guo)(guo)(guo)內(nei)(nei)制(zhi)管(guan)企業(ye)和設(she)(she)備制(zhi)造(zao)廠(chang)的(de)(de)聯(lian)合攻關,目前,JCOE直縫(feng)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)線(xian)的(de)(de)主(zhu)機(ji)大多數已(yi)實現了(le)國(guo)(guo)(guo)產(chan)(chan)化(hua)(hua),推動(dong)我(wo)國(guo)(guo)(guo)直縫(feng)制(zhi)管(guan)裝(zhuang)備國(guo)(guo)(guo)產(chan)(chan)化(hua)(hua)的(de)(de)企業(ye)主(zhu)要有(you)黃石鍛壓(ya)、天(tian)水鍛壓(ya)、西(xi)北機(ji)器(qi)、沈陽東基(ji)、哈爾濱焊接研(yan)究所(suo)和湘(xiang)潭華進等生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)廠(chang)家(jia)。其(qi)中最具代(dai)表性(xing)的(de)(de)主(zhu)要有(you):
(1)預(yu)(yu)(yu)(yu)彎(wan)(wan)機(ji):PB16000~32000kN數控預(yu)(yu)(yu)(yu)彎(wan)(wan)機(ji)由兩臺可相對移動(dong)(dong)的下(xia)動(dong)(dong)式開(kai)式壓力機(ji)組(zu)成。在數控系(xi)統和電液伺服系(xi)統控制下(xia),每(mei)臺壓力機(ji)的兩油缸(gang)單元同(tong)步驅動(dong)(dong)下(xia)模梁運(yun)行(xing),定位(wei)精度0.10mm。優化(hua)的模具(ju)曲(qu)線使預(yu)(yu)(yu)(yu)彎(wan)(wan)邊有(you)效弧長最大化(hua)。壓制力可達32000kN,預(yu)(yu)(yu)(yu)彎(wan)(wan)全過程自動(dong)(dong)化(hua)運(yun)行(xing)。

(2)成型機:成型壓力機的成型壓力目前已達6500t,已經完全可以滿足直縫焊管生產的需求,達到了國際先進水平。該機采用15點獨立加凸補償系統,可在全長范圍內補償板料的同板差,可精確控制鋼管幾何形狀和開口量、徑錯等關鍵指標,同樣配置了進料阻尼輥和接料臺,以減小鋼板劃傷和噪聲。在6500t滿負荷壓下力時壓下量的控制精度誤差小于0.1mm,工作速度達到了13mm/s,應用工藝軟件優化的工藝參數,成形次數少,鋼管圓度高。實現了大直縫焊接(jie)不銹鋼管成型全過程高精高速自動化。成型后的鋼管橢圓度可控制在3mm之內。黃石鍛壓機床廠的鋼管成型設備已有多臺銷往國內、外,目前,國內新建成的JCOE機組絕大多數都采用國內成型機。

(3)預焊(han)(han)機(ji):TWC150~400kN數(shu)(shu)控預焊(han)(han)機(ji)采用全數(shu)(shu)字實(shi)時控制電(dian)液伺服合(he)縫(feng)輥(gun)(gun)。在(zai)合(he)縫(feng)預焊(han)(han)的(de)過(guo)程中,根(gen)據激光(guang)跟蹤系(xi)統顯示(shi)的(de)錯(cuo)邊誤(wu)差(cha)與合(he)縫(feng)間隙,通過(guo)數(shu)(shu)控系(xi)統實(shi)時調整(zheng)電(dian)液伺服合(he)縫(feng)輥(gun)(gun),在(zai)負載條件下糾正錯(cuo)邊量與合(he)縫(feng)間隙。極大降(jiang)低了停(ting)焊(han)(han)的(de)概率和焊(han)(han)后人工修補量,大直縫(feng)焊(han)(han)管合(he)縫(feng)預焊(han)(han)實(shi)現(xian)了優質(zhi)高效。

(4)銑邊機(ji):新型(xing)(xing)的(de)(de)PFM90/800型(xing)(xing)的(de)(de)鋼(gang)板(ban)銑邊機(ji)雖(sui)然重(zhong)量(liang)減輕了約30%,但在裝機(ji)容量(liang)保持不(bu)(bu)變的(de)(de)情(qing)況下所(suo)能(neng)加工(gong)的(de)(de)鋼(gang)板(ban)壁厚達到(dao)了40mm,最大加工(gong)余量(liang)可達25mm,且設備可根據不(bu)(bu)同的(de)(de)鋼(gang)材等級、不(bu)(bu)同的(de)(de)加工(gong)余量(liang)、不(bu)(bu)同的(de)(de)板(ban)厚進(jin)行全自動加工(gong),可見其已有較高的(de)(de)智能(neng)處理的(de)(de)能(neng)力。

(5)擴(kuo)(kuo)徑(jing)機:新型的(de)機械擴(kuo)(kuo)徑(jing)機也在(zai)(zai)控制和(he)(he)結(jie)(jie)構方(fang)面(mian)(mian)均(jun)得到(dao)了改善。一(yi)是將擴(kuo)(kuo)徑(jing)拉(la)桿(gan)分為(wei)了三(san)段,將長度(du)從(cong)整體(ti)的(de)18m直接降(jiang)(jiang)到(dao)了拉(la)桿(gan)13m、油缸活塞桿(gan)2.5m和(he)(he)擴(kuo)(kuo)徑(jing)頭拉(la)桿(gan)2.5m,大大降(jiang)(jiang)低(di)了細(xi)長拉(la)桿(gan)的(de)制造難度(du)。且在(zai)(zai)拉(la)桿(gan)聯(lian)結(jie)(jie)方(fang)式上(shang)進行了改進,便于擴(kuo)(kuo)徑(jing)頭和(he)(he)拉(la)桿(gan)更換,并且在(zai)(zai)螺母與螺桿(gan)間加上(shang)了作為(wei)易損(sun)件的(de)螺紋護(hu)套,有效地(di)對(dui)拉(la)桿(gan)進行了保護(hu)。二(er)是在(zai)(zai)擴(kuo)(kuo)徑(jing)頭各模具塊的(de)導向方(fang)面(mian)(mian)進行了改進,在(zai)(zai)模具的(de)前后都設置了徑(jing)向導向鍵,可保證(zheng)模具塊與錐體(ti)各面(mian)(mian)的(de)充分結(jie)(jie)合,減少對(dui)模具的(de)偏磨,又由于滑動面(mian)(mian)較(jiao)緊密(mi)的(de)結(jie)(jie)合而(er)降(jiang)(jiang)低(di)了擴(kuo)(kuo)徑(jing)油的(de)消耗量。

(6)焊(han)(han)接設(she)備(bei):參(can)考德國U&S公司(si)斯柯特接法以減少焊(han)(han)絲之間的干擾(rao),國內(nei)焊(han)(han)接設(she)備(bei)集成研究成果(guo)顯著,先(xian)后開發出了四絲焊(han)(han)和五絲焊(han)(han)接設(she)備(bei),采用數(shu)字控制,可以直接記錄(lu)焊(han)(han)接參(can)數(shu),進(jin)行焊(han)(han)接過程的監控、記錄(lu),可有效保(bao)證(zheng)對(dui)焊(han)(han)接質量的控制。哈爾濱焊(han)(han)接研究所成功地進(jin)行了內(nei)、外焊(han)(han)設(she)備(bei)開發工(gong)作,近幾年就(jiu)已(yi)銷售各種多(duo)絲內(nei)、外焊(han)(han)接設(she)備(bei)100多(duo)套。

(7)焊(han)管(guan)(guan)輔(fu)助設備(bei):隨著(zhu)技術的進(jin)(jin)(jin)步(bu)和(he)人(ren)(ren)(ren)力(li)資源(yuan)成本的提高(gao),我國焊(han)管(guan)(guan)企業把越來越多(duo)的精力(li)投入到提高(gao)工藝(yi)裝(zhuang)(zhuang)備(bei)自(zi)動(dong)化和(he)信息(xi)化水平方(fang)面(mian),尤其機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)應(ying)用(yong)(yong)越來越廣(guang)泛。早期僅(jin)有寶鋼UOE生產線引(yin)進(jin)(jin)(jin)了引(yin)、熄弧(hu)板焊(han)接(jie)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren),近年來,噴(pen)標機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)得到了廣(guang)泛應(ying)用(yong)(yong),管(guan)(guan)端焊(han)縫(feng)磨(mo)削(xue)(xue)(xue)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)和(he)管(guan)(guan)端幾何(he)尺寸激光自(zi)動(dong)檢測機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)的研發也(ye)取(qu)得可喜進(jin)(jin)(jin)展,如渤(bo)海(hai)裝(zhuang)(zhuang)備(bei)研究院研發的管(guan)(guan)端焊(han)縫(feng)磨(mo)削(xue)(xue)(xue)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren),在(zai)工業機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)上安裝(zhuang)(zhuang)焊(han)縫(feng)檢測系統和(he)磨(mo)削(xue)(xue)(xue)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)構,可對焊(han)管(guan)(guan)管(guan)(guan)端內(nei)外焊(han)縫(feng)進(jin)(jin)(jin)行(xing)三(san)維自(zi)動(dong)檢測,自(zi)動(dong)獲取(qu)焊(han)縫(feng)形貌特(te)征(zheng)數據,智能化地規劃(hua)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)磨(mo)削(xue)(xue)(xue)運動(dong)軌跡,進(jin)(jin)(jin)行(xing)自(zi)動(dong)磨(mo)削(xue)(xue)(xue)。隨著(zhu)技術進(jin)(jin)(jin)步(bu)和(he)研發的深入,機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)將會(hui)更廣(guang)發的應(ying)用(yong)(yong)于焊(han)管(guan)(guan)生產線的工藝(yi)裝(zhuang)(zhuang)備(bei)上,對于提高(gao)生產效(xiao)率和(he)產品質量將會(hui)產生巨大推(tui)動(dong)作用(yong)(yong)。

(8)焊(han)管(guan)(guan)裝(zhuang)備信(xin)(xin)(xin)息(xi)系(xi)統:隨(sui)(sui)著(zhu)信(xin)(xin)(xin)息(xi)技術的(de)(de)(de)飛速發展,國內的(de)(de)(de)焊(han)管(guan)(guan)企(qi)業在生產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)線的(de)(de)(de)信(xin)(xin)(xin)息(xi)化(hua)建設(she)(she)方面投入了(le)(le)(le)大(da)(da)(da)(da)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)人力(li)(li)、物(wu)力(li)(li),國內的(de)(de)(de)多條生產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)線都建設(she)(she)了(le)(le)(le)ERP、MES系(xi)統,還有部分企(qi)業建設(she)(she)了(le)(le)(le)物(wu)聯網(wang)系(xi)統,并實(shi)現(xian)了(le)(le)(le)多個信(xin)(xin)(xin)息(xi)系(xi)統的(de)(de)(de)融合,這些信(xin)(xin)(xin)息(xi)系(xi)統的(de)(de)(de)建設(she)(she)不僅實(shi)現(xian)了(le)(le)(le)從材料到(dao)成品鋼管(guan)(guan)的(de)(de)(de)生產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)全(quan)過(guo)程的(de)(de)(de)監控(kong)(kong),為(wei)鋼管(guan)(guan)生產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)提(ti)供(gong)持(chi)續的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)保證(zheng),而且為(wei)滿足客戶管(guan)(guan)道全(quan)生命周期管(guan)(guan)理提(ti)供(gong)了(le)(le)(le)有力(li)(li)的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)數據(ju)支持(chi)。同(tong)時,大(da)(da)(da)(da)大(da)(da)(da)(da)提(ti)升了(le)(le)(le)制(zhi)管(guan)(guan)企(qi)業的(de)(de)(de)生產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)和經(jing)營管(guan)(guan)理水平。隨(sui)(sui)著(zhu)這些信(xin)(xin)(xin)息(xi)系(xi)統的(de)(de)(de)深化(hua)應用和底(di)層(ceng)數據(ju)采集裝(zhuang)備的(de)(de)(de)不斷完(wan)善(shan),必將對我國制(zhi)管(guan)(guan)企(qi)業質(zhi)量(liang)(liang)控(kong)(kong)制(zhi)和高效生產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)組(zu)織產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)生重(zhong)大(da)(da)(da)(da)影響。
經過了近20年的發展,中國的大口徑直縫埋弧焊接不銹鋼管從無到有,并通過引進、消化、吸收和改進,除個別加工和無損檢測設備的能力和精度與國外比較還有一定差距外,國內已經具備了絕大多數主機設備的制造能力,大口徑直縫焊接(jie)不銹鋼管生產線全線設備的配套制造能力,已經可以滿足我國中國大直縫生產線建設的需求。目前,國內大口徑埋弧焊管生產線除寶鋼是全套引進的UOE設備,沙市鋼管、中油寶世順等采用部分關鍵設備引進模式建設外,后續建設的近30條生產線主機設備基本都是國內制造的。
大口徑直縫埋弧焊焊接不銹鋼管生產線的建設也帶動了管線鋼寬厚板的研制和鋼管制造能力的提高,我國管線鋼寬厚板從2002年開始僅能夠生產幾萬噸的水平,發展到每年可以提供上千萬噸鋼板。用于油氣輸送管道鋼管已經實現了X80直徑1420mm大批量用于中俄東線。X90、X100、X120高鋼級鋼管也已經完成了工業性試驗。在海洋輸送鋼管、酸性環境服役鋼管和低溫鋼管(服役溫度-45℃)等特殊服役環境鋼管也完全可以滿足我國管道建設的需求,并有部分實現出口。另外,在海工(隔水管)、建筑等其他行業用管也取得了長足進步。

