直縫埋弧焊接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。


13.jpg


  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(han)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(bei)(bei)巨(ju)龍鋼管(guan)公(gong)司大直縫(feng)生(sheng)產(chan)(chan)線的建設(she)(she)(she)(she)也帶動(dong)了直縫(feng)焊接不銹鋼管(guan)制管(guan)裝備(bei)(bei)的進(jin)(jin)步和發展。巨(ju)龍第一條(tiao)生(sheng)產(chan)(chan)線根據國內(nei)(nei)(nei)(nei)當時的設(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)制造(zao)技(ji)術(shu)水(shui)平(ping)(ping),采用了菜單(dan)式引進(jin)(jin)方式。對于國內(nei)(nei)(nei)(nei)在技(ji)術(shu)和制造(zao)能力(li)都(dou)不成熟(shu)的設(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)整機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)進(jin)(jin)口如(ru):JCO成型機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、浮(fu)動(dong)式高精度銑邊(bian)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)械(xie)式擴徑機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、水(shui)柱耦合式超聲波(bo)探傷(shang)設(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)、多絲(si)內(nei)(nei)(nei)(nei)外焊接設(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)等;對于國內(nei)(nei)(nei)(nei)加工(gong)(gong)能力(li)具備(bei)(bei)但技(ji)術(shu)水(shui)平(ping)(ping)較低(di)的設(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)采用技(ji)術(shu)和部分(fen)關(guan)鍵部件引進(jin)(jin),其他部分(fen)國內(nei)(nei)(nei)(nei)加工(gong)(gong)的分(fen)交方式,如(ru):板邊(bian)預彎機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、大功率連續式預焊機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)等;對于技(ji)術(shu)裝備(bei)(bei)國內(nei)(nei)(nei)(nei)都(dou)比較成熟(shu)的設(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)由國內(nei)(nei)(nei)(nei)制造(zao),如(ru):水(shui)壓試驗(yan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、管(guan)端倒(dao)棱機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、X射線檢測設(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)以(yi)及(ji)生(sheng)產(chan)(chan)線其他輔助設(she)(she)(she)(she)備(bei)(bei)。在保證整條(tiao)生(sheng)產(chan)(chan)線達到世界先進(jin)(jin)水(shui)平(ping)(ping)的同(tong)時,建設(she)(she)(she)(she)費用大幅降低(di)。后(hou)續國內(nei)(nei)(nei)(nei)多條(tiao)JCOE直縫(feng)生(sheng)產(chan)(chan)線的建設(she)(she)(she)(she)也都(dou)借鑒了這種方式。


  該生產(chan)(chan)線(xian)的(de)(de)(de)成(cheng)功建(jian)(jian)設(she)也推(tui)動了國內大口(kou)徑直(zhi)縫(feng)埋弧焊接不銹鋼管生產(chan)(chan)線(xian)建(jian)(jian)設(she),并且帶(dai)動國內設(she)備(bei)(bei)制造廠(chang)開始了直(zhi)縫(feng)生產(chan)(chan)線(xian)設(she)備(bei)(bei)的(de)(de)(de)國產(chan)(chan)化研(yan)制。通過(guo)國內制管企(qi)業和(he)設(she)備(bei)(bei)制造廠(chang)的(de)(de)(de)聯合攻關,目前,JCOE直(zhi)縫(feng)生產(chan)(chan)線(xian)的(de)(de)(de)主(zhu)機大多數(shu)已實現了國產(chan)(chan)化,推(tui)動我國直(zhi)縫(feng)制管裝(zhuang)備(bei)(bei)國產(chan)(chan)化的(de)(de)(de)企(qi)業主(zhu)要有黃石(shi)鍛壓、天(tian)水鍛壓、西北機器、沈陽(yang)東(dong)基、哈爾(er)濱焊接研(yan)究所和(he)湘潭華進等生產(chan)(chan)廠(chang)家。其中最具代(dai)表性的(de)(de)(de)主(zhu)要有:


(1)預彎機(ji):PB16000~32000kN數控預彎機(ji)由兩臺可(ke)(ke)相對移動(dong)的下(xia)(xia)動(dong)式開(kai)式壓力(li)機(ji)組成。在(zai)數控系統(tong)和電液伺服系統(tong)控制下(xia)(xia),每臺壓力(li)機(ji)的兩油缸(gang)單元同(tong)步驅動(dong)下(xia)(xia)模梁(liang)運(yun)(yun)行,定位精度0.10mm。優化(hua)的模具(ju)曲線使預彎邊有效弧長最大化(hua)。壓制力(li)可(ke)(ke)達32000kN,預彎全過(guo)程(cheng)自動(dong)化(hua)運(yun)(yun)行。


14.jpg


(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。


15.jpg


(3)預(yu)(yu)焊機:TWC150~400kN數控預(yu)(yu)焊機采(cai)用全數字實時控制電液伺(si)服合(he)縫(feng)輥。在合(he)縫(feng)預(yu)(yu)焊的過程中,根據激光跟蹤系(xi)統(tong)(tong)顯示的錯邊(bian)誤差與(yu)(yu)合(he)縫(feng)間(jian)隙,通(tong)過數控系(xi)統(tong)(tong)實時調(diao)整電液伺(si)服合(he)縫(feng)輥,在負載條件(jian)下糾正錯邊(bian)量與(yu)(yu)合(he)縫(feng)間(jian)隙。極(ji)大降(jiang)低了停(ting)焊的概(gai)率和焊后(hou)人工修補量,大直縫(feng)焊管(guan)合(he)縫(feng)預(yu)(yu)焊實現(xian)了優質(zhi)高效。


16.jpg


(4)銑邊(bian)機:新型(xing)的(de)(de)PFM90/800型(xing)的(de)(de)鋼(gang)板(ban)銑邊(bian)機雖然重量(liang)減(jian)輕了約30%,但在(zai)裝機容量(liang)保持不變(bian)的(de)(de)情況下所(suo)能(neng)加工的(de)(de)鋼(gang)板(ban)壁厚(hou)達(da)到了40mm,最大加工余量(liang)可達(da)25mm,且(qie)設備可根(gen)據(ju)不同的(de)(de)鋼(gang)材等級(ji)、不同的(de)(de)加工余量(liang)、不同的(de)(de)板(ban)厚(hou)進行全自動加工,可見其已有較高的(de)(de)智能(neng)處理的(de)(de)能(neng)力。


17.jpg


(5)擴(kuo)徑(jing)(jing)機:新型的(de)(de)機械(xie)擴(kuo)徑(jing)(jing)機也(ye)在(zai)(zai)控制和(he)(he)結構方(fang)(fang)面(mian)均得到(dao)了(le)改善。一是將(jiang)擴(kuo)徑(jing)(jing)拉桿(gan)分為了(le)三段,將(jiang)長度(du)從整體(ti)的(de)(de)18m直接降(jiang)到(dao)了(le)拉桿(gan)13m、油(you)缸(gang)活塞桿(gan)2.5m和(he)(he)擴(kuo)徑(jing)(jing)頭(tou)(tou)拉桿(gan)2.5m,大大降(jiang)低(di)(di)了(le)細長拉桿(gan)的(de)(de)制造(zao)難度(du)。且在(zai)(zai)拉桿(gan)聯結方(fang)(fang)式(shi)上(shang)進(jin)行了(le)改進(jin),便于擴(kuo)徑(jing)(jing)頭(tou)(tou)和(he)(he)拉桿(gan)更換,并(bing)且在(zai)(zai)螺母(mu)與螺桿(gan)間加上(shang)了(le)作為易損件的(de)(de)螺紋(wen)護套,有效(xiao)地對拉桿(gan)進(jin)行了(le)保(bao)護。二(er)是在(zai)(zai)擴(kuo)徑(jing)(jing)頭(tou)(tou)各模(mo)具塊(kuai)的(de)(de)導(dao)向(xiang)(xiang)方(fang)(fang)面(mian)進(jin)行了(le)改進(jin),在(zai)(zai)模(mo)具的(de)(de)前(qian)后都設置了(le)徑(jing)(jing)向(xiang)(xiang)導(dao)向(xiang)(xiang)鍵,可保(bao)證模(mo)具塊(kuai)與錐體(ti)各面(mian)的(de)(de)充(chong)分結合(he),減(jian)少對模(mo)具的(de)(de)偏磨,又由于滑動面(mian)較緊密的(de)(de)結合(he)而降(jiang)低(di)(di)了(le)擴(kuo)徑(jing)(jing)油(you)的(de)(de)消耗(hao)量。


18.jpg


(6)焊接(jie)(jie)(jie)設(she)備(bei)(bei)(bei):參(can)(can)考德(de)國U&S公司斯柯(ke)特(te)接(jie)(jie)(jie)法(fa)以減少焊絲之間的干擾(rao),國內(nei)焊接(jie)(jie)(jie)設(she)備(bei)(bei)(bei)集成研究(jiu)成果顯著,先(xian)后開發(fa)出了(le)四絲焊和五絲焊接(jie)(jie)(jie)設(she)備(bei)(bei)(bei),采用數字(zi)控(kong)制(zhi),可(ke)以直(zhi)接(jie)(jie)(jie)記(ji)錄焊接(jie)(jie)(jie)參(can)(can)數,進行焊接(jie)(jie)(jie)過程的監(jian)控(kong)、記(ji)錄,可(ke)有效保證對(dui)焊接(jie)(jie)(jie)質量的控(kong)制(zhi)。哈(ha)爾(er)濱焊接(jie)(jie)(jie)研究(jiu)所成功(gong)地(di)進行了(le)內(nei)、外焊設(she)備(bei)(bei)(bei)開發(fa)工作,近幾年就(jiu)已銷售各種(zhong)多(duo)絲內(nei)、外焊接(jie)(jie)(jie)設(she)備(bei)(bei)(bei)100多(duo)套。


19.jpg


(7)焊(han)(han)管(guan)(guan)輔助(zhu)設備(bei):隨著技術(shu)的進步和(he)(he)人(ren)力資(zi)源成本的提高(gao)(gao),我國焊(han)(han)管(guan)(guan)企業(ye)把越來(lai)越多的精力投入到提高(gao)(gao)工(gong)(gong)藝裝(zhuang)備(bei)自動(dong)化和(he)(he)信息化水平方(fang)面,尤(you)其機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)應用越來(lai)越廣泛(fan)。早期(qi)僅有寶(bao)鋼UOE生(sheng)產(chan)線引進了引、熄弧(hu)板(ban)焊(han)(han)接機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren),近(jin)年來(lai),噴標機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)得到了廣泛(fan)應用,管(guan)(guan)端(duan)焊(han)(han)縫磨(mo)削機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)和(he)(he)管(guan)(guan)端(duan)幾(ji)何尺(chi)寸(cun)激光(guang)自動(dong)檢測機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)的研(yan)(yan)發(fa)(fa)也取(qu)得可喜進展,如渤(bo)海裝(zhuang)備(bei)研(yan)(yan)究院研(yan)(yan)發(fa)(fa)的管(guan)(guan)端(duan)焊(han)(han)縫磨(mo)削機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren),在工(gong)(gong)業(ye)機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)上安裝(zhuang)焊(han)(han)縫檢測系(xi)統和(he)(he)磨(mo)削機(ji)(ji)構,可對(dui)焊(han)(han)管(guan)(guan)管(guan)(guan)端(duan)內外焊(han)(han)縫進行三維自動(dong)檢測,自動(dong)獲取(qu)焊(han)(han)縫形貌特征(zheng)數據,智能化地規劃機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)磨(mo)削運動(dong)軌跡,進行自動(dong)磨(mo)削。隨著技術(shu)進步和(he)(he)研(yan)(yan)發(fa)(fa)的深入,機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)將會更(geng)廣發(fa)(fa)的應用于(yu)焊(han)(han)管(guan)(guan)生(sheng)產(chan)線的工(gong)(gong)藝裝(zhuang)備(bei)上,對(dui)于(yu)提高(gao)(gao)生(sheng)產(chan)效率和(he)(he)產(chan)品(pin)質量將會產(chan)生(sheng)巨(ju)大推動(dong)作用。


20.jpg


(8)焊(han)管(guan)(guan)(guan)(guan)裝(zhuang)備(bei)信(xin)息(xi)(xi)系統(tong)(tong):隨著信(xin)息(xi)(xi)技術的(de)飛(fei)速發展,國(guo)(guo)內的(de)焊(han)管(guan)(guan)(guan)(guan)企(qi)業在生(sheng)產(chan)線的(de)信(xin)息(xi)(xi)化建設(she)方面投入了(le)(le)(le)(le)大量(liang)的(de)人力(li)、物(wu)力(li),國(guo)(guo)內的(de)多條生(sheng)產(chan)線都(dou)建設(she)了(le)(le)(le)(le)ERP、MES系統(tong)(tong),還有(you)部分企(qi)業建設(she)了(le)(le)(le)(le)物(wu)聯網系統(tong)(tong),并實現了(le)(le)(le)(le)多個(ge)信(xin)息(xi)(xi)系統(tong)(tong)的(de)融合,這(zhe)些(xie)信(xin)息(xi)(xi)系統(tong)(tong)的(de)建設(she)不(bu)(bu)僅實現了(le)(le)(le)(le)從材料到(dao)成品鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)生(sheng)產(chan)全過程(cheng)的(de)監(jian)控,為(wei)鋼管(guan)(guan)(guan)(guan)生(sheng)產(chan)提(ti)(ti)供(gong)持續的(de)質(zhi)(zhi)量(liang)保證,而且為(wei)滿足客戶管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)全生(sheng)命周期管(guan)(guan)(guan)(guan)理提(ti)(ti)供(gong)了(le)(le)(le)(le)有(you)力(li)的(de)質(zhi)(zhi)量(liang)數據支持。同(tong)時,大大提(ti)(ti)升(sheng)了(le)(le)(le)(le)制(zhi)管(guan)(guan)(guan)(guan)企(qi)業的(de)生(sheng)產(chan)和經營管(guan)(guan)(guan)(guan)理水平。隨著這(zhe)些(xie)信(xin)息(xi)(xi)系統(tong)(tong)的(de)深(shen)化應用和底層數據采集(ji)裝(zhuang)備(bei)的(de)不(bu)(bu)斷完善,必將對我國(guo)(guo)制(zhi)管(guan)(guan)(guan)(guan)企(qi)業質(zhi)(zhi)量(liang)控制(zhi)和高效生(sheng)產(chan)組織產(chan)生(sheng)重大影(ying)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(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。