浙江(jiang)金(jin)洲(zhou)管(guan)道工業有限公司φ508～1626mm預(yu)精焊(han)(han)螺(luo)旋縫埋(mai)弧焊(han)(han)鋼管(guan)生產(chan)線引進德國SMS MEER集團旗下PWS公司國際先(xian)進的預(yu)精焊(han)(han)（二步法(fa)）螺(luo)旋焊(han)(han)管(guan)生產(chan)技術和設備，于2015年1月正式投(tou)產(chan)，年生產(chan)能力20萬(wan)噸，生產(chan)壁厚6.4mm～25.4mm，最高生產(chan)鋼級 L690／X100。
金州管道不銹(xiu)鋼焊管生產線控制系統基于工業以太網技術，實現分布式自動化控制，是目前世界上裝備最先進、工藝最成熟、自動化程度最高的螺旋焊管生產線之一，在檢測設備方面生產線配備了112通道100％母材超聲波探傷、32通道焊縫超聲波探傷、數字平板X射線實時成像檢測系統、4000t水壓試驗機等。
一、生產(chan)工藝流程(cheng)
金洲科技管道有限公(gong)司ф1626mm預精焊(han)不銹(xiu)鋼焊(han)管機組工藝流程生產工藝流程如圖7-7所示。
二、主要技(ji)術特點
1. 高速(su)成型預(yu)焊機組技術
穩(wen)定(ding)(ding)的鋼帶(dai)工作(zuo)寬度(du)和穩(wen)定(ding)(ding)的遞送狀(zhuang)態是實現(xian)穩(wen)定(ding)(ding)高速(su)成(cheng)型的前(qian)提，通過以下各系統(tong)的協同(tong)工作(zuo)，使鋼帶(dai)以最(zui)穩(wen)的狀(zhuang)態進入(ru)成(cheng)型器，在高精度(du)模型化(hua)的成(cheng)型系統(tong)中實現(xian)低應力(li)穩(wen)定(ding)(ding)成(cheng)型，對外徑、圓(yuan)度(du)、直度(du)實現(xian)高精度(du)控制，為預焊提供穩(wen)定(ding)(ding)的焊接環(huan)境。
a. 鋼帶矯(jiao)平(ping)(ping)裝置配備七輥矯(jiao)平(ping)(ping)機(ji)，矯(jiao)平(ping)(ping)高(gao)度由電機(ji)調(diao)節(jie)，矯(jiao)平(ping)(ping)力(li)大(da)小(xiao)由液壓缸提供，可(ke)對每個矯(jiao)平(ping)(ping)輥進(jin)行(xing)獨立控制，精(jing)確(que)調(diao)整每個矯(jiao)平(ping)(ping)輥位置的壓力(li)，使出(chu)口側鋼帶快速達(da)到理想的矯(jiao)平(ping)(ping)狀態，其最大(da)矯(jiao)平(ping)(ping)力(li)600噸，滿足大(da)壁厚高(gao)鋼級的高(gao)速矯(jiao)平(ping)(ping)。
b. 剪切(qie)(qie)對(dui)焊(han)(han)機(ji)配(pei)(pei)備伊薩等離子切(qie)(qie)割系(xi)統、板頭(tou)(tou)(tou)尾(wei)銑邊(bian)(bian)機(ji)、預焊(han)(han)系(xi)統、雙(shuang)(shuang)絲自動埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)系(xi)統，通(tong)過先(xian)銑邊(bian)(bian)后焊(han)(han)接(jie)(jie)的(de)(de)工(gong)藝，有效(xiao)避(bi)免(mian)因板頭(tou)(tou)(tou)尾(wei)對(dui)接(jie)(jie)人為(wei)地產生鐮刀彎。采(cai)用(yong)Y型(xing)焊(han)(han)接(jie)(jie)坡口，配(pei)(pei)合預焊(han)(han)＋雙(shuang)(shuang)絲自動埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)工(gong)藝，使得對(dui)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)達到足夠(gou)的(de)(de)熔深和強度，確保對(dui)頭(tou)(tou)(tou)焊(han)(han)縫質量，實現鋼帶(dai)對(dui)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)在成(cheng)型(xing)器(qi)快(kuai)速穩定通(tong)過。
c. 自(zi)(zi)適(shi)(shi)應(ying)(ying)銑(xian)(xian)邊機(ji)(ji)配備三組鋼帶(dai)寬(kuan)度(du)(du)(du)(du)(du)自(zi)(zi)適(shi)(shi)應(ying)(ying)銑(xian)(xian)邊機(ji)(ji)。第一、二組銑(xian)(xian)邊機(ji)(ji)為(wei)粗銑(xian)(xian)，寬(kuan)度(du)(du)(du)(du)(du)自(zi)(zi)適(shi)(shi)應(ying)(ying)系統通過實時檢測(ce)鋼帶(dai)銑(xian)(xian)邊前后(hou)寬(kuan)度(du)(du)(du)(du)(du)，合(he)理(li)地分(fen)配每組銑(xian)(xian)邊機(ji)(ji)切削(xue)深度(du)(du)(du)(du)(du)，提(ti)高刀片的(de)(de)使(shi)用壽(shou)命，保證銑(xian)(xian)邊質量；第三組銑(xian)(xian)邊機(ji)(ji)為(wei)精銑(xian)(xian)，根據(ju)壁(bi)厚和(he)焊(han)接(jie)(jie)工(gong)藝設定銑(xian)(xian)邊后(hou)工(gong)作寬(kuan)度(du)(du)(du)(du)(du)、坡口角度(du)(du)(du)(du)(du)，鈍(dun)邊厚度(du)(du)(du)(du)(du)、鈍(dun)邊位置(zhi)，穩(wen)定的(de)(de)銑(xian)(xian)邊控制(zhi)為(wei)后(hou)續(xu)的(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)提(ti)供有(you)利條(tiao)件。三組銑(xian)(xian)邊機(ji)(ji)刀盤在(zai)豎直方向具有(you)仿形隨動(dong)(dong)功能，有(you)效地防止由于帶(dai)鋼波動(dong)(dong)引起的(de)(de)坡口不均勻，保證邊部形狀(zhuang)良好穩(wen)定，從而確保成(cheng)型過程穩(wen)定。同時銑(xian)(xian)邊機(ji)(ji)銑(xian)(xian)削(xue)速度(du)(du)(du)(du)(du)在(zai)3～10m／min的(de)(de)遞送速度(du)(du)(du)(du)(du)下自(zi)(zi)動(dong)(dong)進行自(zi)(zi)適(shi)(shi)應(ying)(ying)動(dong)(dong)態調節(jie)，滿足高速預焊(han)的(de)(de)需求(qiu)。
d. 鋼(gang)帶(dai)自動對中系統(tong)配(pei)備多(duo)組(zu)鋼(gang)帶(dai)自動對中裝置，每組(zu)對中裝置均配(pei)備獨立位置傳感器，實(shi)時監(jian)測鋼(gang)帶(dai)的位置信(xin)息，系統(tong)自動判斷鋼(gang)帶(dai)位置狀態(tai)和變化(hua)趨勢，通過(guo)先進的PI閉環控制算(suan)法，實(shi)時動態(tai)分配(pei)各組(zu)對中輥推力，實(shi)現鋼(gang)帶(dai)自動對中，通過(guo)數據對比(bi)自動分析(xi)鋼(gang)帶(dai)鐮刀彎程度(du)，實(shi)時糾(jiu)偏，保證成(cheng)型過(guo)程穩定。
e. 主驅(qu)動是整(zheng)個成型預焊機組的唯一動力(li)(li)，由兩(liang)臺(tai)210kW交流電機提(ti)(ti)供，動力(li)(li)通過行星(xing)齒(chi)輪(lun)傳輸到驅(qu)動輥(gun)，最大驅(qu)動扭矩480kN·m，兩(liang)輥(gun)夾送壓力(li)(li)由液壓缸(gang)提(ti)(ti)供，液壓回(hui)路(lu)中的蓄能裝(zhuang)置可有效吸收(shou)焊縫通過輥(gun)子時的壓力(li)(li)變化(hua)，提(ti)(ti)供穩定的遞送速度。
f. 高精(jing)(jing)度成(cheng)型機(ji)主要由三輥(gun)彎(wan)曲(qu)系(xi)統和外控輥(gun)系(xi)統組成(cheng)，最(zui)大成(cheng)型力300t，各成(cheng)型輥(gun)梁均(jun)配置伺服(fu)電(dian)機(ji)和絕對(dui)值編碼器(qi)，采(cai)用PWS先進的成(cheng)型模(mo)型算法，通過精(jing)(jing)確(que)定(ding)位各成(cheng)型輥(gun)位置，實(shi)現高速穩定(ding)成(cheng)型，同時各位置信息通過PLC儲存，可重(zhong)復調用，提高成(cheng)型效率(lv)。
g. 數(shu)(shu)(shu)(shu)字(zi)式(shi)(shi)預焊(han)(han)(han)(han)系統(tong)采(cai)用CO2氣體保(bao)護(hu)焊(han)(han)(han)(han)，由兩臺1500A數(shu)(shu)(shu)(shu)字(zi)式(shi)(shi)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)源串(chuan)聯而成，內置(zhi)專家級焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)數(shu)(shu)(shu)(shu)據庫，根據壁厚和焊(han)(han)(han)(han)絲(si)直徑不同，選擇(ze)合(he)適(shi)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)程(cheng)序，程(cheng)序自動(dong)調用數(shu)(shu)(shu)(shu)據庫參數(shu)(shu)(shu)(shu)，并(bing)在(zai)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)過(guo)程(cheng)中對參數(shu)(shu)(shu)(shu)進行PI閉環(huan)控(kong)制，其控(kong)制了頻(pin)(pin)率達到5kHz，確(que)保(bao)參數(shu)(shu)(shu)(shu)輸出穩定。焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)過(guo)程(cheng)采(cai)用潛弧式(shi)(shi)的(de)過(guo)渡形式(shi)(shi)，配合(he)活(huo)性(xing)保(bao)護(hu)氣體，可在(zai)較高的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)速(su)(su)度(du)(du)下保(bao)持穩定的(de)熔深，確(que)保(bao)于焊(han)(han)(han)(han)縫的(de)強度(du)(du)，最高焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)速(su)(su)度(du)(du)達10m／min。預焊(han)(han)(han)(han)系統(tong)配備激光自動(dong)跟蹤系統(tong)和視(shi)頻(pin)(pin)監控(kong)系統(tong)，可對焊(han)(han)(han)(han)點(dian)位置(zhi)和預焊(han)(han)(han)(han)縫狀(zhuang)態實(shi)時監控(kong)，實(shi)現自動(dong)化(hua)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)。
2. 雙(shuang)環噴水式等離子環切機
配(pei)備(bei)(bei)雙環(huan)(huan)噴水(shui)式等(deng)(deng)離子(zi)(zi)切割(ge)(ge)機。其雙環(huan)(huan)即(ji)夾(jia)持(chi)環(huan)(huan)和切割(ge)(ge)環(huan)(huan)，夾(jia)持(chi)環(huan)(huan)包含(han)3組(zu)抱夾(jia)裝置，同(tong)時(shi)環(huan)(huan)切機具備(bei)(bei)長度(du)測量系統(tong)，控制(zhi)精度(du)達(da)到1mm，當鋼管(guan)(guan)長度(du)達(da)到切割(ge)(ge)所(suo)設定的(de)長度(du)時(shi)，夾(jia)持(chi)環(huan)(huan)夾(jia)緊鋼管(guan)(guan)，使切割(ge)(ge)系統(tong)與不銹鋼焊管(guan)(guan)以同(tong)樣(yang)的(de)速度(du)前(qian)進，隨后切割(ge)(ge)環(huan)(huan)實(shi)施(shi)環(huan)(huan)切作業。雙環(huan)(huan)等(deng)(deng)離子(zi)(zi)切割(ge)(ge)系統(tong)使切割(ge)(ge)系統(tong)與鋼管(guan)(guan)形成一(yi)個相對(dui)速度(du)為(wei)0的(de)狀態(tai)，提供穩定的(de)切割(ge)(ge)環(huan)(huan)境，使得(de)切口更(geng)加整齊；其噴水(shui)系統(tong)一(yi)方面對(dui)等(deng)(deng)離子(zi)(zi)弧進行收弧聚能，使切割(ge)(ge)能量更(geng)加集中，提高切割(ge)(ge)效率(lv)，另(ling)一(yi)方面對(dui)切割(ge)(ge)周圍(wei)進行冷(leng)卻(que)，減少(shao)切割(ge)(ge)熱影響區，保證管(guan)(guan)端母(mu)材性能。
3. 精焊機（FWM）
配備3條精(jing)焊(han)(han)(han)線，每(mei)條精(jing)焊(han)(han)(han)線配置(zhi)內(nei)(nei)焊(han)(han)(han)三(san)絲(si)和(he)(he)外焊(han)(han)(han)雙絲(si)的(de)(de)焊(han)(han)(han)接系(xi)(xi)統(tong)(tong)，內(nei)(nei)焊(han)(han)(han)和(he)(he)外焊(han)(han)(han)均配置(zhi)獨立的(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)激(ji)光自動跟(gen)蹤系(xi)(xi)統(tong)(tong)、視頻(pin)監(jian)視系(xi)(xi)統(tong)(tong)、焊(han)(han)(han)槍(qiang)高度(du)跟(gen)蹤系(xi)(xi)統(tong)(tong)、焊(han)(han)(han)接參(can)數(shu)(shu)控(kong)制系(xi)(xi)統(tong)(tong)等，通(tong)過(guo)各結構聯動，實現(xian)(xian)自動的(de)(de)、實時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)焊(han)(han)(han)頭位置(zhi)調節和(he)(he)校正，確保(bao)每(mei)一條焊(han)(han)(han)縫(feng)的(de)(de)焊(han)(han)(han)接質(zhi)量，同時(shi)(shi)(shi)每(mei)支不(bu)銹鋼焊(han)(han)(han)管的(de)(de)焊(han)(han)(han)接參(can)數(shu)(shu)實時(shi)(shi)(shi)曲(qu)線可獨立存檔、回放，通(tong)過(guo)參(can)數(shu)(shu)曲(qu)線可提前(qian)發現(xian)(xian)焊(han)(han)(han)縫(feng)存在的(de)(de)隱(yin)患點，以進行針(zhen)對性檢測。
4. PWS數(shu)字焊接(jie)系統
預焊(han)和精焊(han)工藝(yi)均配備了PWS數字焊(han)接(jie)系統，即焊(han)接(jie)電(dian)源和焊(han)接(jie)工藝(yi)均通(tong)過(guo)(guo)微處理器(qi)控制(zhi)，從起(qi)弧到整個(ge)焊(han)接(jie)過(guo)(guo)程(cheng)，微處理器(qi)均以(yi)5kHz的頻率對(dui)(dui)焊(han)接(jie)工藝(yi)進(jin)行分析(xi)和優化。焊(han)接(jie)工藝(yi)過(guo)(guo)程(cheng)采取極高的頻率不斷進(jin)行分析(xi)和優化，實現(xian)了對(dui)(dui)整個(ge)焊(han)接(jie)過(guo)(guo)程(cheng)實時精確的PI閉(bi)環控制(zhi)，其(qi)直接(jie)效果(guo)使得焊(han)接(jie)過(guo)(guo)程(cheng)十分穩(wen)定，減少了焊(han)縫缺(que)陷和管(guan)端焊(han)接(jie)缺(que)陷。
5. 112通道(dao)在線鋼管超聲(sheng)波檢測系(xi)統
生(sheng)產線配(pei)備112通道(dao)在線鋼(gang)(gang)(gang)管超聲波(bo)檢(jian)測系(xi)(xi)統(tong)，采(cai)用(yong)(yong)8×30mm雙晶組(zu)合探(tan)頭(tou)，共25組(zu)，100通道(dao)，探(tan)頭(tou)固定梳(shu)狀掃查方式對(dui)鋼(gang)(gang)(gang)板100％探(tan)傷，用(yong)(yong)于(yu)(yu)檢(jian)測平行(xing)于(yu)(yu)軋(ya)制(zhi)方向線性缺陷(xian)。同時鋼(gang)(gang)(gang)板兩邊200mm范(fan)圍內(nei)各有(you)5個橫波(bo)探(tan)頭(tou)，用(yong)(yong)于(yu)(yu)檢(jian)測鋼(gang)(gang)(gang)板邊緣與軋(ya)制(zhi)方向平行(xing)的(de)缺陷(xian)。鋼(gang)(gang)(gang)板兩側各15mm范(fan)圍內(nei)各有(you)1個橫波(bo)探(tan)頭(tou)，用(yong)(yong)于(yu)(yu)檢(jian)測鋼(gang)(gang)(gang)板邊緣與軋(ya)制(zhi)方向垂(chui)直(zhi)的(de)缺陷(xian)。設備具有(you)聲、光(guang)報警(jing)系(xi)(xi)統(tong)，缺陷(xian)自動噴(pen)標系(xi)(xi)統(tong)，以及各通道(dao)的(de)耦合監視系(xi)(xi)統(tong)，缺陷(xian)檢(jian)出率100％。
6. 32通道(dao)焊(han)縫超聲波(bo)檢測系(xi)統
生產線(xian)配備32通道焊縫(feng)超聲波檢(jian)(jian)測系(xi)統(tong)，具有(you)24個(ge)探傷(shang)通道和8個(ge)耦合(he)監視(shi)通道，采用雙探架設計，配備激光圖像自動跟蹤系(xi)統(tong)，確(que)保檢(jian)(jian)測過程穩(wen)定性(xing)。布局探頭有(you)X型和串列型，可檢(jian)(jian)測焊縫(feng)內縱向、橫向、斜(xie)向、焊縫(feng)中間缺(que)陷(xian)以(yi)及(ji)焊縫(feng)兩(liang)側50mm范(fan)圍內的熱(re)影響區分層缺(que)陷(xian)。
7. X射線實時(shi)成像檢測系統
生產線(xian)配備數字平板X射線(xian)實(shi)時(shi)成像檢(jian)測系統(tong)(tong)，采用美國(guo)珀金(jin)埃爾默(mo)公司(si)的8in非晶數字平板系統(tong)(tong)XRD 0822 AP，空間分(fen)辨率優于3.0p／mm，具(ju)有(you)全(quan)焊縫實(shi)時(shi)存圖及回放功能(neng)，檢(jian)測靜態(tai)靈(ling)敏(min)度(du)1.0％～1.5％，動(dong)態(tai)靈(ling)敏(min)度(du)2.2％～2.5％。
8. 自動化鋼(gang)管(guan)輸送控制系統
輸(shu)(shu)送系統(tong)由(you)輸(shu)(shu)送輥(gun)(gun)(gun)道(dao)、橫(heng)移小(xiao)車(che)(che)、存管(guan)臺架構成，輸(shu)(shu)送輥(gun)(gun)(gun)道(dao)每4個為一組，存管(guan)臺架采用V形(xing)臺架，每組輥(gun)(gun)(gun)道(dao)、橫(heng)移小(xiao)車(che)(che)和每個V形(xing)臺架均配置(zhi)傳感器(qi)，用于(yu)檢測鋼管(guan)位置(zhi)，鋼管(guan)自(zi)動化輸(shu)(shu)送控制系統(tong)由(you)中央控制室進行監(jian)控，并自(zi)動選擇最優程序(xu)實現(xian)整(zheng)個車(che)(che)間(jian)鋼管(guan)的運輸(shu)(shu)和存放，提(ti)高(gao)車(che)(che)間(jian)作業效率。
9. ERP信息化管理系(xi)統
ERP系(xi)統包括制造數(shu)據(ju)管(guan)理(li)(li)、計劃排產(chan)(chan)管(guan)理(li)(li)、生產(chan)(chan)調度(du)管(guan)理(li)(li)、庫存管(guan)理(li)(li)、質(zhi)量(liang)管(guan)理(li)(li)、工藝過程管(guan)理(li)(li)、采購管(guan)理(li)(li)、成本(ben)管(guan)理(li)(li)、生產(chan)(chan)過程控制、質(zhi)量(liang)數(shu)據(ju)集成分析。實現從訂單下(xia)達(da)到產(chan)(chan)品(pin)(pin)完成的整個(ge)生產(chan)(chan)過程的優(you)化管(guan)理(li)(li)，改善(shan)各(ge)個(ge)環節(jie)的銜(xian)接效率，對生產(chan)(chan)進度(du)、產(chan)(chan)品(pin)(pin)質(zhi)量(liang)數(shu)據(ju)實時(shi)反(fan)饋，從而(er)保障產(chan)(chan)品(pin)(pin)質(zhi)量(liang)和工廠(chang)及時(shi)交貨能力。
10. 機器人自動噴標系統(tong)
生(sheng)產(chan)線配備機器(qi)人(ren)自(zi)動噴(pen)標系統，實現生(sheng)產(chan)過(guo)程鋼(gang)管信息的(de)自(zi)動讀取和收集，中控匯總鋼(gang)管的(de)過(guo)程狀態信息，同時產(chan)品(pin)標識更加美觀、規范、準(zhun)確。通過(guo)機器(qi)換人(ren)，降低工人(ren)勞(lao)動強度。
三、技術水平(ping)與業績
自2015年(nian)投(tou)產(chan)以(yi)來，金洲管(guan)道以(yi)預精(jing)焊生產(chan)線(xian)為依托(tuo)，成(cheng)立(li)了(le)能源管(guan)道研究所，焊接實驗室等研發部(bu)門，整(zheng)合(he)公司優質資源，通過自主創(chuang)新(xin)和產(chan)學(xue)研等方式，加快預精(jing)焊工藝技術消化吸收再(zai)創(chuang)新(xin)，先后試制(zhi)進(jin)行了(le)(le)φ1219mmx16.3mm、X90M，φ1219mmx22mm、X80M，ф1219m219mmx25.425.4mm、Q345B,φ508mmx6.4mm，X65M等(deng)規格，參(can)與了(le)(le)新粵浙管(guan)(guan)線φ1219x18.4，X80M管(guan)(guan)線的(de)單爐試制(zhi)，在(zai)高鋼(gang)級(ji)大(da)壁厚的(de)螺旋不銹鋼(gang)焊管(guan)(guan)生(sheng)產工(gong)(gong)藝上積累一定的(de)經驗。針對(dui)預(yu)(yu)焊飛濺、精焊質量、生(sheng)產效率等(deng)重點難點問題(ti)，進(jin)行了(le)(le)專項(xiang)(xiang)技術攻關，通過(guo)多項(xiang)(xiang)科研成(cheng)果(guo)的(de)應(ying)用，金(jin)(jin)洲管(guan)(guan)道(dao)(dao)預(yu)(yu)精焊工(gong)(gong)藝技術水(shui)平達到國內(nei)領先(xian)水(shui)平。產品廣泛用于石油、天(tian)然氣(qi)輸送、海(hai)底(di)管(guan)(guan)線、城市(shi)管(guan)(guan)網以及大(da)型鋼(gang)管(guan)(guan)樁管(guan)(guan)等(deng)領域。先(xian)后(hou)承(cheng)接了(le)(le)惠州海(hai)底(di)管(guan)(guan)道(dao)(dao)項(xiang)(xiang)目、金(jin)(jin)麗溫省級(ji)天(tian)然氣(qi)管(guan)(guan)道(dao)(dao)工(gong)(gong)程、海(hai)南環島(dao)管(guan)(guan)線工(gong)(gong)程、江陰燃(ran)(ran)氣(qi)管(guan)(guan)道(dao)(dao)工(gong)(gong)程、馬(ma)來西(xi)亞(ya)管(guan)(guan)網項(xiang)(xiang)目、文萊管(guan)(guan)線項(xiang)(xiang)目、伊朗(lang)管(guan)(guan)線項(xiang)(xiang)目，以及港華(hua)燃(ran)(ran)氣(qi)、中燃(ran)(ran)燃(ran)(ran)氣(qi)、華(hua)潤燃(ran)(ran)氣(qi)等(deng)各(ge)大(da)城市(shi)管(guan)(guan)網工(gong)(gong)程。
