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


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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)(zhuang)備(bei)(bei)巨(ju)(ju)龍鋼管(guan)公司大直縫(feng)生產(chan)(chan)線的建設(she)(she)也帶動了直縫(feng)焊(han)接不(bu)銹鋼管(guan)制管(guan)裝(zhuang)(zhuang)備(bei)(bei)的進步和發展。巨(ju)(ju)龍第一(yi)條(tiao)生產(chan)(chan)線根據(ju)國內(nei)(nei)當時的設(she)(she)備(bei)(bei)制造技術(shu)水平(ping),采用了菜單式(shi)(shi)引(yin)(yin)進方式(shi)(shi)。對于(yu)國內(nei)(nei)在技術(shu)和制造能力(li)都不(bu)成熟(shu)的設(she)(she)備(bei)(bei)整(zheng)機(ji)(ji)進口如:JCO成型機(ji)(ji)、浮動式(shi)(shi)高精度(du)銑邊(bian)(bian)機(ji)(ji)、機(ji)(ji)械式(shi)(shi)擴徑機(ji)(ji)、水柱耦合式(shi)(shi)超聲波探傷設(she)(she)備(bei)(bei)、多絲內(nei)(nei)外焊(han)接設(she)(she)備(bei)(bei)等(deng);對于(yu)國內(nei)(nei)加工能力(li)具備(bei)(bei)但技術(shu)水平(ping)較(jiao)低的設(she)(she)備(bei)(bei)采用技術(shu)和部分關鍵部件引(yin)(yin)進,其(qi)他(ta)部分國內(nei)(nei)加工的分交方式(shi)(shi),如:板邊(bian)(bian)預(yu)彎(wan)機(ji)(ji)、大功率連續式(shi)(shi)預(yu)焊(han)機(ji)(ji)等(deng);對于(yu)技術(shu)裝(zhuang)(zhuang)備(bei)(bei)國內(nei)(nei)都比(bi)較(jiao)成熟(shu)的設(she)(she)備(bei)(bei)由國內(nei)(nei)制造,如:水壓試驗機(ji)(ji)、管(guan)端倒棱機(ji)(ji)、X射(she)線檢測設(she)(she)備(bei)(bei)以(yi)及(ji)生產(chan)(chan)線其(qi)他(ta)輔助設(she)(she)備(bei)(bei)。在保證整(zheng)條(tiao)生產(chan)(chan)線達到世界先進水平(ping)的同時,建設(she)(she)費用大幅降低。后續國內(nei)(nei)多條(tiao)JCOE直縫(feng)生產(chan)(chan)線的建設(she)(she)也都借鑒了這(zhe)種方式(shi)(shi)。


  該生(sheng)(sheng)產線(xian)的(de)成功(gong)建設也推(tui)動(dong)了(le)國(guo)內(nei)大口徑直縫埋弧焊接不銹鋼管生(sheng)(sheng)產線(xian)建設,并且(qie)帶動(dong)國(guo)內(nei)設備制造(zao)廠(chang)開始(shi)了(le)直縫生(sheng)(sheng)產線(xian)設備的(de)國(guo)產化(hua)研(yan)制。通過國(guo)內(nei)制管企業和設備制造(zao)廠(chang)的(de)聯合攻關,目前(qian),JCOE直縫生(sheng)(sheng)產線(xian)的(de)主機大多數已(yi)實現了(le)國(guo)產化(hua),推(tui)動(dong)我(wo)國(guo)直縫制管裝備國(guo)產化(hua)的(de)企業主要(yao)有黃石鍛壓、天水(shui)鍛壓、西(xi)北機器、沈陽東基(ji)、哈(ha)爾濱(bin)焊接研(yan)究所和湘潭華進等生(sheng)(sheng)產廠(chang)家。其(qi)中最具代表性的(de)主要(yao)有:


(1)預(yu)彎(wan)(wan)機(ji):PB16000~32000kN數控(kong)預(yu)彎(wan)(wan)機(ji)由兩臺可(ke)相對(dui)移動的下(xia)動式開式壓(ya)力(li)機(ji)組成。在(zai)數控(kong)系統和電液伺服系統控(kong)制下(xia),每臺壓(ya)力(li)機(ji)的兩油缸單元同步驅動下(xia)模梁(liang)運行(xing),定位精度0.10mm。優化的模具曲(qu)線使預(yu)彎(wan)(wan)邊有效弧長最大化。壓(ya)制力(li)可(ke)達32000kN,預(yu)彎(wan)(wan)全過程自動化運行(xing)。


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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(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。


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(3)預(yu)焊(han)機:TWC150~400kN數(shu)控預(yu)焊(han)機采用(yong)全(quan)數(shu)字實時控制(zhi)電液(ye)伺服(fu)合(he)縫(feng)輥。在合(he)縫(feng)預(yu)焊(han)的(de)(de)過程(cheng)中,根據激光跟蹤系統顯示的(de)(de)錯邊(bian)誤差與合(he)縫(feng)間隙,通過數(shu)控系統實時調整電液(ye)伺服(fu)合(he)縫(feng)輥,在負載(zai)條件下糾正錯邊(bian)量(liang)與合(he)縫(feng)間隙。極大降(jiang)低了停焊(han)的(de)(de)概率和焊(han)后人工修(xiu)補量(liang),大直縫(feng)焊(han)管合(he)縫(feng)預(yu)焊(han)實現(xian)了優(you)質高效。


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(4)銑(xian)邊機(ji)(ji):新型的(de)(de)PFM90/800型的(de)(de)鋼(gang)(gang)板銑(xian)邊機(ji)(ji)雖(sui)然重(zhong)量(liang)減輕了約30%,但(dan)在裝機(ji)(ji)容量(liang)保(bao)持不變的(de)(de)情(qing)況下所(suo)能加(jia)(jia)(jia)工(gong)的(de)(de)鋼(gang)(gang)板壁厚(hou)達(da)到了40mm,最大加(jia)(jia)(jia)工(gong)余量(liang)可達(da)25mm,且(qie)設備可根(gen)據不同的(de)(de)鋼(gang)(gang)材等級、不同的(de)(de)加(jia)(jia)(jia)工(gong)余量(liang)、不同的(de)(de)板厚(hou)進行(xing)全自動加(jia)(jia)(jia)工(gong),可見其已有較高(gao)的(de)(de)智(zhi)能處(chu)理的(de)(de)能力。


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(5)擴(kuo)徑(jing)(jing)機(ji):新型的(de)(de)(de)機(ji)械擴(kuo)徑(jing)(jing)機(ji)也在控制(zhi)和(he)結構(gou)方面(mian)(mian)均得(de)到(dao)了改善。一是將擴(kuo)徑(jing)(jing)拉(la)(la)(la)桿(gan)(gan)分(fen)為了三段,將長度從(cong)整體(ti)(ti)的(de)(de)(de)18m直(zhi)接降到(dao)了拉(la)(la)(la)桿(gan)(gan)13m、油缸活塞(sai)桿(gan)(gan)2.5m和(he)擴(kuo)徑(jing)(jing)頭拉(la)(la)(la)桿(gan)(gan)2.5m,大(da)大(da)降低了細長拉(la)(la)(la)桿(gan)(gan)的(de)(de)(de)制(zhi)造難度。且(qie)在拉(la)(la)(la)桿(gan)(gan)聯結方式(shi)上進(jin)行了改進(jin),便于擴(kuo)徑(jing)(jing)頭和(he)拉(la)(la)(la)桿(gan)(gan)更換,并且(qie)在螺(luo)母與(yu)螺(luo)桿(gan)(gan)間加上了作(zuo)為易(yi)損件的(de)(de)(de)螺(luo)紋護套(tao),有效地對拉(la)(la)(la)桿(gan)(gan)進(jin)行了保護。二是在擴(kuo)徑(jing)(jing)頭各模(mo)具(ju)塊的(de)(de)(de)導向(xiang)方面(mian)(mian)進(jin)行了改進(jin),在模(mo)具(ju)的(de)(de)(de)前后都(dou)設置了徑(jing)(jing)向(xiang)導向(xiang)鍵,可(ke)保證模(mo)具(ju)塊與(yu)錐(zhui)體(ti)(ti)各面(mian)(mian)的(de)(de)(de)充分(fen)結合,減少對模(mo)具(ju)的(de)(de)(de)偏磨,又(you)由(you)于滑動面(mian)(mian)較(jiao)緊密(mi)的(de)(de)(de)結合而降低了擴(kuo)徑(jing)(jing)油的(de)(de)(de)消耗(hao)量。


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(6)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)設(she)(she)備(bei):參(can)(can)考德國(guo)U&S公司斯(si)柯特接(jie)(jie)(jie)(jie)法以減少焊(han)(han)絲(si)之間(jian)的(de)干擾,國(guo)內(nei)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)設(she)(she)備(bei)集成(cheng)(cheng)研究(jiu)(jiu)成(cheng)(cheng)果(guo)顯著,先后開(kai)發出了四絲(si)焊(han)(han)和(he)五絲(si)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)設(she)(she)備(bei),采(cai)用數(shu)(shu)字控(kong)制,可以直接(jie)(jie)(jie)(jie)記錄焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)參(can)(can)數(shu)(shu),進(jin)行焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)過程的(de)監(jian)控(kong)、記錄,可有(you)效保證對焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)質量(liang)的(de)控(kong)制。哈(ha)爾濱(bin)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)研究(jiu)(jiu)所成(cheng)(cheng)功地進(jin)行了內(nei)、外焊(han)(han)設(she)(she)備(bei)開(kai)發工(gong)作,近幾年就已銷售各(ge)種多絲(si)內(nei)、外焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)設(she)(she)備(bei)100多套。


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(7)焊(han)(han)(han)管(guan)輔助設備(bei):隨著(zhu)技術(shu)的(de)進(jin)(jin)步(bu)和(he)(he)(he)人(ren)(ren)(ren)力資(zi)源成本的(de)提(ti)高(gao),我國焊(han)(han)(han)管(guan)企業把越(yue)來(lai)越(yue)多的(de)精力投入(ru)(ru)到提(ti)高(gao)工藝(yi)(yi)裝(zhuang)備(bei)自(zi)動(dong)化和(he)(he)(he)信(xin)息化水平方面,尤其機(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)應(ying)用(yong)越(yue)來(lai)越(yue)廣泛(fan)。早期僅有寶鋼UOE生產(chan)(chan)線引進(jin)(jin)了引、熄弧板焊(han)(han)(han)接(jie)機(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren),近年(nian)來(lai),噴標機(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)得到了廣泛(fan)應(ying)用(yong),管(guan)端(duan)(duan)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)磨削(xue)(xue)機(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)和(he)(he)(he)管(guan)端(duan)(duan)幾(ji)何尺寸(cun)激光自(zi)動(dong)檢測機(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)的(de)研發(fa)(fa)也取(qu)得可(ke)喜進(jin)(jin)展,如渤海(hai)裝(zhuang)備(bei)研究院研發(fa)(fa)的(de)管(guan)端(duan)(duan)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)磨削(xue)(xue)機(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren),在工業機(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)上(shang)安裝(zhuang)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)檢測系統和(he)(he)(he)磨削(xue)(xue)機(ji)構,可(ke)對(dui)焊(han)(han)(han)管(guan)管(guan)端(duan)(duan)內外(wai)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)進(jin)(jin)行三維自(zi)動(dong)檢測,自(zi)動(dong)獲取(qu)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)形貌特征數(shu)據(ju),智(zhi)能化地規劃(hua)機(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)磨削(xue)(xue)運動(dong)軌跡,進(jin)(jin)行自(zi)動(dong)磨削(xue)(xue)。隨著(zhu)技術(shu)進(jin)(jin)步(bu)和(he)(he)(he)研發(fa)(fa)的(de)深入(ru)(ru),機(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)將(jiang)會(hui)更廣發(fa)(fa)的(de)應(ying)用(yong)于(yu)焊(han)(han)(han)管(guan)生產(chan)(chan)線的(de)工藝(yi)(yi)裝(zhuang)備(bei)上(shang),對(dui)于(yu)提(ti)高(gao)生產(chan)(chan)效率和(he)(he)(he)產(chan)(chan)品質量將(jiang)會(hui)產(chan)(chan)生巨大推(tui)動(dong)作(zuo)用(yong)。


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(8)焊(han)管(guan)(guan)(guan)裝備(bei)信(xin)息(xi)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong):隨著信(xin)息(xi)技術(shu)的(de)(de)(de)飛速發展,國內的(de)(de)(de)焊(han)管(guan)(guan)(guan)企(qi)業(ye)(ye)(ye)在生(sheng)產(chan)(chan)線(xian)的(de)(de)(de)信(xin)息(xi)化建(jian)(jian)設(she)方(fang)面投入(ru)了大(da)量(liang)的(de)(de)(de)人力(li)、物力(li),國內的(de)(de)(de)多條生(sheng)產(chan)(chan)線(xian)都建(jian)(jian)設(she)了ERP、MES系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong),還有部分企(qi)業(ye)(ye)(ye)建(jian)(jian)設(she)了物聯網系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong),并實現了多個信(xin)息(xi)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)融(rong)合,這些(xie)信(xin)息(xi)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)建(jian)(jian)設(she)不(bu)僅(jin)實現了從材料到成品鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)全過程的(de)(de)(de)監控(kong),為(wei)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)生(sheng)產(chan)(chan)提(ti)供持續的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)保證,而(er)且為(wei)滿足客戶管(guan)(guan)(guan)道全生(sheng)命周期(qi)管(guan)(guan)(guan)理提(ti)供了有力(li)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)數據支持。同(tong)時,大(da)大(da)提(ti)升了制管(guan)(guan)(guan)企(qi)業(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)和(he)經營管(guan)(guan)(guan)理水平。隨著這些(xie)信(xin)息(xi)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)深化應用和(he)底層數據采集(ji)裝備(bei)的(de)(de)(de)不(bu)斷完善(shan),必將對我(wo)國制管(guan)(guan)(guan)企(qi)業(ye)(ye)(ye)質(zhi)(zhi)量(liang)控(kong)制和(he)高(gao)效生(sheng)產(chan)(chan)組(zu)織產(chan)(chan)生(sheng)重(zhong)大(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,大口徑直縫焊接不銹(xiu)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。