直縫埋弧焊(han)接不(bu)銹鋼(gang)管(guan)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。


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  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(xiu)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(xiu)鋼管的歷史。


  渤海裝(zhuang)備(bei)(bei)(bei)(bei)巨(ju)龍鋼管(guan)(guan)公司大直縫生(sheng)產線(xian)的(de)建設(she)(she)(she)也(ye)帶動了直縫焊接(jie)不銹鋼管(guan)(guan)制(zhi)(zhi)管(guan)(guan)裝(zhuang)備(bei)(bei)(bei)(bei)的(de)進(jin)(jin)步和(he)發展。巨(ju)龍第一條生(sheng)產線(xian)根(gen)據(ju)國(guo)內(nei)(nei)(nei)(nei)當(dang)時(shi)的(de)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)制(zhi)(zhi)造技(ji)術(shu)(shu)水(shui)平(ping)(ping),采(cai)(cai)用(yong)了菜單式(shi)(shi)引進(jin)(jin)方(fang)式(shi)(shi)。對(dui)(dui)于國(guo)內(nei)(nei)(nei)(nei)在技(ji)術(shu)(shu)和(he)制(zhi)(zhi)造能力(li)都(dou)不成熟(shu)的(de)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)整機(ji)(ji)(ji)進(jin)(jin)口如(ru):JCO成型機(ji)(ji)(ji)、浮動式(shi)(shi)高(gao)精度銑邊(bian)機(ji)(ji)(ji)、機(ji)(ji)(ji)械式(shi)(shi)擴(kuo)徑機(ji)(ji)(ji)、水(shui)柱(zhu)耦合(he)式(shi)(shi)超聲波(bo)探傷設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)、多(duo)絲內(nei)(nei)(nei)(nei)外焊接(jie)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)等;對(dui)(dui)于國(guo)內(nei)(nei)(nei)(nei)加(jia)工(gong)能力(li)具(ju)備(bei)(bei)(bei)(bei)但(dan)技(ji)術(shu)(shu)水(shui)平(ping)(ping)較低的(de)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)采(cai)(cai)用(yong)技(ji)術(shu)(shu)和(he)部(bu)分關(guan)鍵部(bu)件引進(jin)(jin),其他部(bu)分國(guo)內(nei)(nei)(nei)(nei)加(jia)工(gong)的(de)分交方(fang)式(shi)(shi),如(ru):板邊(bian)預彎機(ji)(ji)(ji)、大功率(lv)連續式(shi)(shi)預焊機(ji)(ji)(ji)等;對(dui)(dui)于技(ji)術(shu)(shu)裝(zhuang)備(bei)(bei)(bei)(bei)國(guo)內(nei)(nei)(nei)(nei)都(dou)比較成熟(shu)的(de)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)由(you)國(guo)內(nei)(nei)(nei)(nei)制(zhi)(zhi)造,如(ru):水(shui)壓試(shi)驗(yan)機(ji)(ji)(ji)、管(guan)(guan)端倒棱機(ji)(ji)(ji)、X射線(xian)檢(jian)測設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)以及生(sheng)產線(xian)其他輔助設(she)(she)(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)。在保證整條生(sheng)產線(xian)達到世界先進(jin)(jin)水(shui)平(ping)(ping)的(de)同時(shi),建設(she)(she)(she)費用(yong)大幅降(jiang)低。后續國(guo)內(nei)(nei)(nei)(nei)多(duo)條JCOE直縫生(sheng)產線(xian)的(de)建設(she)(she)(she)也(ye)都(dou)借鑒(jian)了這種方(fang)式(shi)(shi)。


  該(gai)生(sheng)(sheng)產線的(de)成(cheng)功建(jian)設(she)也(ye)推動了國內大口徑直縫埋(mai)弧焊接不(bu)銹鋼管生(sheng)(sheng)產線建(jian)設(she),并(bing)且帶動國內設(she)備(bei)制(zhi)造廠開始了直縫生(sheng)(sheng)產線設(she)備(bei)的(de)國產化研(yan)制(zhi)。通過國內制(zhi)管企(qi)業(ye)和(he)(he)設(she)備(bei)制(zhi)造廠的(de)聯合攻關(guan),目前(qian),JCOE直縫生(sheng)(sheng)產線的(de)主機大多(duo)數(shu)已(yi)實(shi)現了國產化,推動我國直縫制(zhi)管裝備(bei)國產化的(de)企(qi)業(ye)主要有黃石鍛壓(ya)(ya)、天(tian)水鍛壓(ya)(ya)、西北機器、沈陽東(dong)基、哈爾濱焊接研(yan)究所和(he)(he)湘潭華進等生(sheng)(sheng)產廠家。其中(zhong)最具代表性(xing)的(de)主要有:


(1)預(yu)彎機(ji)(ji):PB16000~32000kN數(shu)控預(yu)彎機(ji)(ji)由兩臺(tai)(tai)可(ke)相對(dui)移動(dong)的(de)下(xia)(xia)(xia)動(dong)式(shi)(shi)開式(shi)(shi)壓(ya)(ya)力機(ji)(ji)組成。在數(shu)控系(xi)統(tong)和電液(ye)伺服系(xi)統(tong)控制下(xia)(xia)(xia),每臺(tai)(tai)壓(ya)(ya)力機(ji)(ji)的(de)兩油(you)缸(gang)單元同步(bu)驅(qu)動(dong)下(xia)(xia)(xia)模梁(liang)運(yun)行,定(ding)位(wei)精度0.10mm。優(you)化(hua)的(de)模具曲(qu)線(xian)使(shi)預(yu)彎邊有效弧長最大(da)化(hua)。壓(ya)(ya)制力可(ke)達32000kN,預(yu)彎全過(guo)程(cheng)自動(dong)化(hua)運(yun)行。


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(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。


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(3)預焊(han)機:TWC150~400kN數控預焊(han)機采用全數字實時(shi)控制電(dian)液伺服(fu)合縫輥(gun)。在合縫預焊(han)的過(guo)程中,根據激光(guang)跟蹤系統(tong)顯示(shi)的錯邊誤(wu)差與合縫間隙,通(tong)過(guo)數控系統(tong)實時(shi)調整電(dian)液伺服(fu)合縫輥(gun),在負載條件下糾正(zheng)錯邊量(liang)與合縫間隙。極(ji)大降低了停焊(han)的概率和(he)焊(han)后人(ren)工(gong)修補量(liang),大直縫焊(han)管合縫預焊(han)實現(xian)了優質高效。


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(4)銑邊機:新型的(de)PFM90/800型的(de)鋼(gang)板銑邊機雖然(ran)重(zhong)量減輕了(le)約(yue)30%,但(dan)在裝機容(rong)量保持不變的(de)情況下所能(neng)加(jia)(jia)(jia)工的(de)鋼(gang)板壁(bi)厚達到了(le)40mm,最大加(jia)(jia)(jia)工余量可(ke)達25mm,且設備(bei)可(ke)根據不同的(de)鋼(gang)材等級、不同的(de)加(jia)(jia)(jia)工余量、不同的(de)板厚進(jin)行全(quan)自動加(jia)(jia)(jia)工,可(ke)見其已有(you)較高的(de)智能(neng)處(chu)理的(de)能(neng)力。


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(5)擴(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)機(ji):新型的(de)機(ji)械(xie)擴(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)機(ji)也在(zai)(zai)控(kong)制(zhi)和結(jie)(jie)構方(fang)面(mian)均得到(dao)了(le)改善。一(yi)是將擴(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)拉(la)桿(gan)分為了(le)三段,將長度從(cong)整體的(de)18m直接降到(dao)了(le)拉(la)桿(gan)13m、油(you)缸活(huo)塞桿(gan)2.5m和擴(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)頭(tou)(tou)拉(la)桿(gan)2.5m,大大降低了(le)細長拉(la)桿(gan)的(de)制(zhi)造難度。且(qie)(qie)在(zai)(zai)拉(la)桿(gan)聯結(jie)(jie)方(fang)式上(shang)進行(xing)了(le)改進,便于(yu)擴(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)頭(tou)(tou)和拉(la)桿(gan)更換,并且(qie)(qie)在(zai)(zai)螺母與螺桿(gan)間加上(shang)了(le)作為易損件的(de)螺紋護套,有(you)效地對(dui)拉(la)桿(gan)進行(xing)了(le)保(bao)護。二是在(zai)(zai)擴(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)頭(tou)(tou)各模(mo)具塊(kuai)的(de)導向(xiang)方(fang)面(mian)進行(xing)了(le)改進,在(zai)(zai)模(mo)具的(de)前(qian)后都設置了(le)徑(jing)(jing)向(xiang)導向(xiang)鍵(jian),可(ke)保(bao)證模(mo)具塊(kuai)與錐(zhui)體各面(mian)的(de)充分結(jie)(jie)合,減少對(dui)模(mo)具的(de)偏磨(mo),又(you)由于(yu)滑動面(mian)較(jiao)緊(jin)密的(de)結(jie)(jie)合而(er)降低了(le)擴(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)油(you)的(de)消耗量。


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(6)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)設備(bei):參考德國U&S公司斯柯(ke)特接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)法以減少焊絲(si)之間的干擾,國內焊接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)設備(bei)集成(cheng)研(yan)究(jiu)成(cheng)果顯(xian)著,先后開發出了四絲(si)焊和五絲(si)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)設備(bei),采用數(shu)字控制(zhi),可以直接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)記錄焊接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)參數(shu),進行焊接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)過程的監控、記錄,可有效保證對(dui)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)質量的控制(zhi)。哈(ha)爾濱焊接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)研(yan)究(jiu)所成(cheng)功地進行了內、外焊設備(bei)開發工(gong)作,近幾年就已(yi)銷售(shou)各種多絲(si)內、外焊接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)設備(bei)100多套。


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(7)焊(han)(han)(han)(han)管輔(fu)助設(she)備(bei):隨著技術的(de)(de)進步(bu)和(he)(he)人力資(zi)源成本的(de)(de)提高(gao)(gao),我國焊(han)(han)(han)(han)管企業(ye)把越(yue)來越(yue)多的(de)(de)精力投入(ru)到提高(gao)(gao)工(gong)藝裝(zhuang)(zhuang)備(bei)自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)化和(he)(he)信息化水(shui)平方面,尤其機(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人應(ying)用(yong)越(yue)來越(yue)廣(guang)泛。早期僅(jin)有寶鋼UOE生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)線引(yin)(yin)進了引(yin)(yin)、熄弧板焊(han)(han)(han)(han)接機(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人,近年(nian)來,噴標機(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人得到了廣(guang)泛應(ying)用(yong),管端(duan)(duan)焊(han)(han)(han)(han)縫磨削(xue)機(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人和(he)(he)管端(duan)(duan)幾何尺(chi)寸激(ji)光自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)檢測(ce)機(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人的(de)(de)研發(fa)(fa)也取得可(ke)喜(xi)進展,如渤海裝(zhuang)(zhuang)備(bei)研究院(yuan)研發(fa)(fa)的(de)(de)管端(duan)(duan)焊(han)(han)(han)(han)縫磨削(xue)機(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人,在工(gong)業(ye)機(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人上安(an)裝(zhuang)(zhuang)焊(han)(han)(han)(han)縫檢測(ce)系統和(he)(he)磨削(xue)機(ji)(ji)構,可(ke)對(dui)焊(han)(han)(han)(han)管管端(duan)(duan)內外(wai)焊(han)(han)(han)(han)縫進行(xing)三維自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)檢測(ce),自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)獲取焊(han)(han)(han)(han)縫形貌特(te)征數據(ju),智能(neng)化地規劃機(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人磨削(xue)運動(dong)(dong)(dong)軌跡(ji),進行(xing)自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)磨削(xue)。隨著技術進步(bu)和(he)(he)研發(fa)(fa)的(de)(de)深入(ru),機(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人將(jiang)會更(geng)廣(guang)發(fa)(fa)的(de)(de)應(ying)用(yong)于焊(han)(han)(han)(han)管生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)線的(de)(de)工(gong)藝裝(zhuang)(zhuang)備(bei)上,對(dui)于提高(gao)(gao)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)效率和(he)(he)產(chan)(chan)品(pin)質(zhi)量將(jiang)會產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)巨大推(tui)動(dong)(dong)(dong)作(zuo)用(yong)。


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(8)焊管裝(zhuang)(zhuang)備信(xin)息(xi)(xi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong):隨著信(xin)息(xi)(xi)技術的(de)(de)(de)飛速發展(zhan),國(guo)內(nei)(nei)的(de)(de)(de)焊管企(qi)業在生(sheng)產(chan)線的(de)(de)(de)信(xin)息(xi)(xi)化建(jian)(jian)設方面(mian)投入了(le)(le)(le)大量(liang)的(de)(de)(de)人力(li)、物力(li),國(guo)內(nei)(nei)的(de)(de)(de)多條生(sheng)產(chan)線都(dou)建(jian)(jian)設了(le)(le)(le)ERP、MES系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong),還有部分企(qi)業建(jian)(jian)設了(le)(le)(le)物聯網系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong),并實(shi)現了(le)(le)(le)多個(ge)信(xin)息(xi)(xi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)融合,這些(xie)信(xin)息(xi)(xi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)建(jian)(jian)設不僅實(shi)現了(le)(le)(le)從材料到(dao)成品(pin)鋼管的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)全過程的(de)(de)(de)監控,為(wei)鋼管生(sheng)產(chan)提(ti)供(gong)持續的(de)(de)(de)質量(liang)保證(zheng),而且為(wei)滿足客戶管道全生(sheng)命(ming)周期管理(li)(li)提(ti)供(gong)了(le)(le)(le)有力(li)的(de)(de)(de)質量(liang)數(shu)據(ju)支(zhi)持。同時(shi),大大提(ti)升了(le)(le)(le)制管企(qi)業的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)和(he)經營管理(li)(li)水平。隨著這些(xie)信(xin)息(xi)(xi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)深化應用和(he)底層數(shu)據(ju)采集(ji)裝(zhuang)(zhuang)備的(de)(de)(de)不斷(duan)完善,必將對我國(guo)制管企(qi)業質量(liang)控制和(he)高效生(sheng)產(chan)組織產(chan)生(sheng)重大影響。


  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(han)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。