直縫埋弧焊(han)接不(bu)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。

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(jie)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)備(bei)(bei)(bei)巨龍鋼管(guan)(guan)公司大直(zhi)(zhi)縫生(sheng)產(chan)(chan)(chan)線的(de)建(jian)(jian)設(she)(she)也帶動了(le)(le)直(zhi)(zhi)縫焊接不(bu)銹鋼管(guan)(guan)制管(guan)(guan)裝(zhuang)備(bei)(bei)(bei)的(de)進步和(he)發(fa)展。巨龍第一(yi)條生(sheng)產(chan)(chan)(chan)線根(gen)據(ju)國(guo)(guo)(guo)內(nei)當時的(de)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)制造技(ji)(ji)術(shu)水(shui)平,采(cai)用(yong)(yong)了(le)(le)菜單式(shi)引進方式(shi)。對(dui)于國(guo)(guo)(guo)內(nei)在(zai)技(ji)(ji)術(shu)和(he)制造能力都不(bu)成熟的(de)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)整(zheng)機(ji)(ji)進口(kou)如:JCO成型(xing)機(ji)(ji)、浮動式(shi)高精度銑邊(bian)機(ji)(ji)、機(ji)(ji)械式(shi)擴徑(jing)機(ji)(ji)、水(shui)柱耦合式(shi)超聲波探(tan)傷(shang)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)、多(duo)絲內(nei)外(wai)焊接設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)等;對(dui)于國(guo)(guo)(guo)內(nei)加工能力具備(bei)(bei)(bei)但技(ji)(ji)術(shu)水(shui)平較(jiao)低的(de)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)采(cai)用(yong)(yong)技(ji)(ji)術(shu)和(he)部分(fen)關鍵部件引進,其他部分(fen)國(guo)(guo)(guo)內(nei)加工的(de)分(fen)交方式(shi),如:板邊(bian)預彎(wan)機(ji)(ji)、大功(gong)率連續式(shi)預焊機(ji)(ji)等;對(dui)于技(ji)(ji)術(shu)裝(zhuang)備(bei)(bei)(bei)國(guo)(guo)(guo)內(nei)都比較(jiao)成熟的(de)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)由國(guo)(guo)(guo)內(nei)制造,如:水(shui)壓(ya)試驗機(ji)(ji)、管(guan)(guan)端倒棱機(ji)(ji)、X射(she)線檢(jian)測(ce)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)以及生(sheng)產(chan)(chan)(chan)線其他輔助設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)。在(zai)保(bao)證整(zheng)條生(sheng)產(chan)(chan)(chan)線達到世(shi)界先進水(shui)平的(de)同時,建(jian)(jian)設(she)(she)費用(yong)(yong)大幅(fu)降低。后續國(guo)(guo)(guo)內(nei)多(duo)條JCOE直(zhi)(zhi)縫生(sheng)產(chan)(chan)(chan)線的(de)建(jian)(jian)設(she)(she)也都借(jie)鑒(jian)了(le)(le)這種方式(shi)。
該生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)線的成(cheng)功建設(she)也推(tui)動了(le)(le)國(guo)內(nei)大(da)口徑直(zhi)縫埋弧焊接不(bu)銹鋼管(guan)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)線建設(she),并且帶(dai)動國(guo)內(nei)設(she)備制造廠開始了(le)(le)直(zhi)縫生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)線設(she)備的國(guo)產(chan)(chan)化(hua)研制。通(tong)過國(guo)內(nei)制管(guan)企業(ye)和設(she)備制造廠的聯(lian)合攻關,目前,JCOE直(zhi)縫生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)線的主(zhu)機大(da)多數已實現了(le)(le)國(guo)產(chan)(chan)化(hua),推(tui)動我(wo)國(guo)直(zhi)縫制管(guan)裝備國(guo)產(chan)(chan)化(hua)的企業(ye)主(zhu)要有(you)黃石鍛壓、天水鍛壓、西(xi)北機器、沈陽東基、哈(ha)爾濱焊接研究(jiu)所和湘潭華進等生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)廠家。其中最(zui)具代表性的主(zhu)要有(you):
(1)預彎(wan)機(ji)(ji):PB16000~32000kN數控預彎(wan)機(ji)(ji)由(you)兩臺可相(xiang)對移動(dong)(dong)的(de)下(xia)動(dong)(dong)式(shi)開式(shi)壓力機(ji)(ji)組(zu)成(cheng)。在數控系(xi)統和(he)電液伺服(fu)系(xi)統控制下(xia),每臺壓力機(ji)(ji)的(de)兩油(you)缸單元同步(bu)驅動(dong)(dong)下(xia)模梁運行,定位(wei)精度0.10mm。優化的(de)模具曲(qu)線使預彎(wan)邊有效(xiao)弧長(chang)最大化。壓制力可達32000kN,預彎(wan)全過程(cheng)自(zi)動(dong)(dong)化運行。

(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(yu)焊(han)(han)機(ji):TWC150~400kN數(shu)(shu)控(kong)預(yu)焊(han)(han)機(ji)采用全數(shu)(shu)字實時控(kong)制電(dian)液(ye)伺服合縫(feng)(feng)輥。在合縫(feng)(feng)預(yu)焊(han)(han)的過(guo)(guo)程中,根據激(ji)光跟蹤系(xi)統顯示的錯(cuo)邊(bian)誤差與合縫(feng)(feng)間隙,通過(guo)(guo)數(shu)(shu)控(kong)系(xi)統實時調整電(dian)液(ye)伺服合縫(feng)(feng)輥,在負載條(tiao)件(jian)下糾(jiu)正錯(cuo)邊(bian)量(liang)與合縫(feng)(feng)間隙。極大降低了(le)停焊(han)(han)的概(gai)率和焊(han)(han)后(hou)人工修補量(liang),大直(zhi)縫(feng)(feng)焊(han)(han)管合縫(feng)(feng)預(yu)焊(han)(han)實現(xian)了(le)優質高效。

(4)銑邊機(ji):新型的(de)(de)PFM90/800型的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)板銑邊機(ji)雖然(ran)重量減輕了約30%,但在裝機(ji)容量保持不(bu)(bu)變的(de)(de)情(qing)況下所能加工(gong)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)板壁厚達(da)(da)到(dao)了40mm,最大加工(gong)余(yu)量可(ke)達(da)(da)25mm,且設備可(ke)根(gen)據不(bu)(bu)同的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)材等級、不(bu)(bu)同的(de)(de)加工(gong)余(yu)量、不(bu)(bu)同的(de)(de)板厚進行(xing)全(quan)自動加工(gong),可(ke)見其(qi)已有較高的(de)(de)智能處理的(de)(de)能力。

(5)擴(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)(jing)機(ji)(ji):新型的(de)機(ji)(ji)械擴(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)(jing)機(ji)(ji)也在控制(zhi)和結構方面(mian)均(jun)得到了(le)(le)(le)改善。一是將擴(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)(jing)拉(la)桿(gan)(gan)(gan)分為了(le)(le)(le)三段,將長(chang)度從(cong)整(zheng)體(ti)(ti)的(de)18m直(zhi)接降到了(le)(le)(le)拉(la)桿(gan)(gan)(gan)13m、油缸活塞桿(gan)(gan)(gan)2.5m和擴(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)拉(la)桿(gan)(gan)(gan)2.5m,大(da)大(da)降低了(le)(le)(le)細長(chang)拉(la)桿(gan)(gan)(gan)的(de)制(zhi)造(zao)難(nan)度。且(qie)在拉(la)桿(gan)(gan)(gan)聯結方式上(shang)進(jin)行(xing)了(le)(le)(le)改進(jin),便(bian)于(yu)擴(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)和拉(la)桿(gan)(gan)(gan)更換,并且(qie)在螺(luo)母與螺(luo)桿(gan)(gan)(gan)間加上(shang)了(le)(le)(le)作為易(yi)損件的(de)螺(luo)紋護(hu)套,有效地對拉(la)桿(gan)(gan)(gan)進(jin)行(xing)了(le)(le)(le)保護(hu)。二是在擴(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)各模(mo)具塊的(de)導(dao)向(xiang)方面(mian)進(jin)行(xing)了(le)(le)(le)改進(jin),在模(mo)具的(de)前后(hou)都設置了(le)(le)(le)徑(jing)(jing)(jing)向(xiang)導(dao)向(xiang)鍵,可保證模(mo)具塊與錐(zhui)體(ti)(ti)各面(mian)的(de)充分結合,減少對模(mo)具的(de)偏(pian)磨,又由于(yu)滑(hua)動(dong)面(mian)較(jiao)緊密的(de)結合而降低了(le)(le)(le)擴(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)(jing)油的(de)消耗量。

(6)焊(han)(han)(han)接(jie)設備(bei):參考(kao)德國U&S公(gong)司斯(si)柯特接(jie)法以(yi)減少焊(han)(han)(han)絲(si)之間(jian)的(de)干擾(rao),國內(nei)焊(han)(han)(han)接(jie)設備(bei)集成(cheng)研究成(cheng)果顯著,先后開(kai)發出了四絲(si)焊(han)(han)(han)和五絲(si)焊(han)(han)(han)接(jie)設備(bei),采(cai)用(yong)數字(zi)控(kong)制,可以(yi)直接(jie)記錄(lu)焊(han)(han)(han)接(jie)參數,進(jin)行(xing)焊(han)(han)(han)接(jie)過程的(de)監(jian)控(kong)、記錄(lu),可有效保證對焊(han)(han)(han)接(jie)質量的(de)控(kong)制。哈爾濱焊(han)(han)(han)接(jie)研究所成(cheng)功地進(jin)行(xing)了內(nei)、外(wai)焊(han)(han)(han)設備(bei)開(kai)發工作(zuo),近幾(ji)年就已(yi)銷售各種(zhong)多(duo)絲(si)內(nei)、外(wai)焊(han)(han)(han)接(jie)設備(bei)100多(duo)套。

(7)焊(han)(han)(han)(han)管(guan)(guan)輔助(zhu)設備(bei)(bei):隨著技術的(de)進步和人(ren)(ren)力(li)資源成(cheng)本的(de)提高,我國焊(han)(han)(han)(han)管(guan)(guan)企業把越來越多(duo)的(de)精力(li)投入到提高工藝(yi)裝(zhuang)備(bei)(bei)自(zi)動(dong)化和信息化水平方面,尤其機(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)應(ying)用越來越廣泛(fan)。早(zao)期僅有寶鋼UOE生產(chan)線引(yin)進了(le)引(yin)、熄弧板焊(han)(han)(han)(han)接機(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren),近年來,噴標(biao)機(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)得到了(le)廣泛(fan)應(ying)用,管(guan)(guan)端(duan)(duan)焊(han)(han)(han)(han)縫磨(mo)(mo)削(xue)(xue)機(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)和管(guan)(guan)端(duan)(duan)幾何(he)尺寸激光自(zi)動(dong)檢測機(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)的(de)研發(fa)也(ye)取得可(ke)喜進展(zhan),如渤(bo)海裝(zhuang)備(bei)(bei)研究院研發(fa)的(de)管(guan)(guan)端(duan)(duan)焊(han)(han)(han)(han)縫磨(mo)(mo)削(xue)(xue)機(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren),在工業機(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)上安裝(zhuang)焊(han)(han)(han)(han)縫檢測系(xi)統和磨(mo)(mo)削(xue)(xue)機(ji)(ji)(ji)(ji)構(gou),可(ke)對(dui)焊(han)(han)(han)(han)管(guan)(guan)管(guan)(guan)端(duan)(duan)內外焊(han)(han)(han)(han)縫進行(xing)三(san)維自(zi)動(dong)檢測,自(zi)動(dong)獲取焊(han)(han)(han)(han)縫形(xing)貌特征數據(ju),智能(neng)化地規劃機(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)磨(mo)(mo)削(xue)(xue)運動(dong)軌(gui)跡,進行(xing)自(zi)動(dong)磨(mo)(mo)削(xue)(xue)。隨著技術進步和研發(fa)的(de)深(shen)入,機(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)將(jiang)會更廣發(fa)的(de)應(ying)用于焊(han)(han)(han)(han)管(guan)(guan)生產(chan)線的(de)工藝(yi)裝(zhuang)備(bei)(bei)上,對(dui)于提高生產(chan)效率和產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)將(jiang)會產(chan)生巨(ju)大(da)推(tui)動(dong)作用。

(8)焊(han)管(guan)裝(zhuang)備信息(xi)(xi)系(xi)(xi)統(tong)(tong):隨著(zhu)信息(xi)(xi)技術的(de)(de)(de)飛速發展,國內的(de)(de)(de)焊(han)管(guan)企(qi)業(ye)在生(sheng)產(chan)線的(de)(de)(de)信息(xi)(xi)化建(jian)設(she)(she)方面投入了大(da)(da)量(liang)的(de)(de)(de)人力、物(wu)力,國內的(de)(de)(de)多(duo)條(tiao)生(sheng)產(chan)線都(dou)建(jian)設(she)(she)了ERP、MES系(xi)(xi)統(tong)(tong),還有部(bu)分企(qi)業(ye)建(jian)設(she)(she)了物(wu)聯網系(xi)(xi)統(tong)(tong),并實(shi)(shi)現(xian)了多(duo)個(ge)信息(xi)(xi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)融合,這些信息(xi)(xi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)建(jian)設(she)(she)不僅實(shi)(shi)現(xian)了從材(cai)料到成品鋼管(guan)的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)全(quan)過程的(de)(de)(de)監控(kong),為(wei)鋼管(guan)生(sheng)產(chan)提(ti)供(gong)持(chi)續(xu)的(de)(de)(de)質量(liang)保證,而且為(wei)滿足客戶管(guan)道全(quan)生(sheng)命周期(qi)管(guan)理提(ti)供(gong)了有力的(de)(de)(de)質量(liang)數據支持(chi)。同時,大(da)(da)大(da)(da)提(ti)升(sheng)了制(zhi)管(guan)企(qi)業(ye)的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)和(he)經營管(guan)理水平。隨著(zhu)這些信息(xi)(xi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)深化應用和(he)底層(ceng)數據采集裝(zhuang)備的(de)(de)(de)不斷(duan)完善(shan),必(bi)將對我國制(zhi)管(guan)企(qi)業(ye)質量(liang)控(kong)制(zhi)和(he)高效生(sheng)產(chan)組織產(chan)生(sheng)重大(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(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(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。

