浙江金(jin)洲管道工業有限公司(si)φ508～1626mm預精焊(han)螺(luo)旋(xuan)縫埋弧焊(han)鋼管生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)線引進德國(guo)SMS MEER集團旗(qi)下PWS公司(si)國(guo)際先進的(de)預精焊(han)（二步(bu)法）螺(luo)旋(xuan)焊(han)管生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)技術和設(she)備，于2015年1月正式投產(chan)，年生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)能力20萬噸，生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)壁厚6.4mm～25.4mm，最高生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)鋼級 L690／X100。
金州管道不銹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(sheng)產工藝流程
金洲科技(ji)管道有(you)限公司ф1626mm預(yu)精(jing)焊(han)不銹鋼焊(han)管機組(zu)工藝流程生產(chan)工藝流程如圖7-7所示。
二、主要技術特點
1. 高(gao)速成(cheng)型預焊機組技術
穩定(ding)(ding)的(de)(de)鋼帶工(gong)作(zuo)寬度和穩定(ding)(ding)的(de)(de)遞送(song)狀態是(shi)實(shi)(shi)現穩定(ding)(ding)高速成(cheng)型(xing)(xing)(xing)的(de)(de)前提(ti)(ti)，通過(guo)以(yi)下各系統(tong)的(de)(de)協(xie)同工(gong)作(zuo)，使鋼帶以(yi)最穩的(de)(de)狀態進入成(cheng)型(xing)(xing)(xing)器(qi)，在高精度模型(xing)(xing)(xing)化的(de)(de)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)系統(tong)中實(shi)(shi)現低應力(li)穩定(ding)(ding)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)，對(dui)外徑(jing)、圓度、直度實(shi)(shi)現高精度控制，為(wei)預(yu)焊提(ti)(ti)供穩定(ding)(ding)的(de)(de)焊接環境。
a. 鋼(gang)帶矯平裝置(zhi)配備七輥(gun)(gun)矯平機(ji)，矯平高(gao)度由電機(ji)調(diao)(diao)節(jie)，矯平力大(da)小由液壓缸提供，可(ke)對每(mei)個(ge)矯平輥(gun)(gun)進行獨立控制(zhi)，精確調(diao)(diao)整每(mei)個(ge)矯平輥(gun)(gun)位置(zhi)的(de)壓力，使(shi)出口側鋼(gang)帶快速達到(dao)理(li)想的(de)矯平狀態，其最大(da)矯平力600噸，滿足大(da)壁厚高(gao)鋼(gang)級的(de)高(gao)速矯平。
b. 剪切(qie)對焊(han)(han)(han)(han)機(ji)配(pei)備伊(yi)薩等離子切(qie)割系(xi)(xi)統、板頭尾銑(xian)邊(bian)機(ji)、預焊(han)(han)(han)(han)系(xi)(xi)統、雙絲(si)自動埋(mai)弧焊(han)(han)(han)(han)系(xi)(xi)統，通過(guo)先銑(xian)邊(bian)后焊(han)(han)(han)(han)接的(de)工藝(yi)，有效避(bi)免因板頭尾對接人為地產生鐮刀彎。采用Y型(xing)焊(han)(han)(han)(han)接坡口(kou)，配(pei)合預焊(han)(han)(han)(han)＋雙絲(si)自動埋(mai)弧焊(han)(han)(han)(han)工藝(yi)，使(shi)得對接接頭達到足夠的(de)熔深和強(qiang)度(du)，確保對頭焊(han)(han)(han)(han)縫質量，實現鋼帶(dai)對接接頭在(zai)成(cheng)型(xing)器(qi)快速(su)穩定(ding)通過(guo)。
c. 自(zi)適(shi)(shi)應銑邊(bian)(bian)(bian)機配備三組(zu)鋼帶(dai)寬(kuan)度自(zi)適(shi)(shi)應銑邊(bian)(bian)(bian)機。第一、二組(zu)銑邊(bian)(bian)(bian)機為粗(cu)銑，寬(kuan)度自(zi)適(shi)(shi)應系統通過實時檢測鋼帶(dai)銑邊(bian)(bian)(bian)前后寬(kuan)度，合理地分配每組(zu)銑邊(bian)(bian)(bian)機切削深度，提(ti)高刀(dao)片的使用壽命，保證(zheng)銑邊(bian)(bian)(bian)質量；第三組(zu)銑邊(bian)(bian)(bian)機為精銑，根據壁(bi)厚和(he)焊接(jie)工藝設(she)定銑邊(bian)(bian)(bian)后工作寬(kuan)度、坡口角度，鈍邊(bian)(bian)(bian)厚度、鈍邊(bian)(bian)(bian)位(wei)置(zhi)，穩定的銑邊(bian)(bian)(bian)控制為后續的焊接(jie)提(ti)供有利條件(jian)。三組(zu)銑邊(bian)(bian)(bian)機刀(dao)盤在(zai)豎(shu)直(zhi)方向具有仿形隨動(dong)功能，有效(xiao)地防止由于帶(dai)鋼波動(dong)引(yin)起的坡口不均勻，保證(zheng)邊(bian)(bian)(bian)部形狀良(liang)好穩定，從(cong)而確(que)保成型過程穩定。同(tong)時銑邊(bian)(bian)(bian)機銑削速度在(zai)3～10m／min的遞送速度下自(zi)動(dong)進行自(zi)適(shi)(shi)應動(dong)態調節，滿(man)足高速預焊的需求。
d. 鋼(gang)帶(dai)(dai)自(zi)動(dong)(dong)對中(zhong)系(xi)統配備多組(zu)鋼(gang)帶(dai)(dai)自(zi)動(dong)(dong)對中(zhong)裝置(zhi)，每組(zu)對中(zhong)裝置(zhi)均配備獨立位(wei)置(zhi)傳(chuan)感(gan)器，實(shi)時監測鋼(gang)帶(dai)(dai)的位(wei)置(zhi)信息(xi)，系(xi)統自(zi)動(dong)(dong)判斷鋼(gang)帶(dai)(dai)位(wei)置(zhi)狀態(tai)和變化(hua)趨勢，通過先進的PI閉環控制(zhi)算(suan)法，實(shi)時動(dong)(dong)態(tai)分(fen)配各組(zu)對中(zhong)輥推力(li)，實(shi)現(xian)鋼(gang)帶(dai)(dai)自(zi)動(dong)(dong)對中(zhong)，通過數據對比(bi)自(zi)動(dong)(dong)分(fen)析(xi)鋼(gang)帶(dai)(dai)鐮刀彎程(cheng)度，實(shi)時糾(jiu)偏，保(bao)證(zheng)成型(xing)過程(cheng)穩(wen)定。
e. 主驅(qu)動(dong)(dong)是(shi)整個成型預焊(han)機(ji)組的(de)唯一動(dong)(dong)力(li)(li)，由(you)兩(liang)臺210kW交流(liu)電機(ji)提供，動(dong)(dong)力(li)(li)通過行星齒輪傳輸到(dao)驅(qu)動(dong)(dong)輥，最大驅(qu)動(dong)(dong)扭矩480kN·m，兩(liang)輥夾送壓(ya)力(li)(li)由(you)液壓(ya)缸(gang)提供，液壓(ya)回路中的(de)蓄(xu)能裝(zhuang)置可有(you)效吸(xi)收焊(han)縫通過輥子時的(de)壓(ya)力(li)(li)變(bian)化，提供穩定的(de)遞送速度。
f. 高(gao)精度成型(xing)(xing)(xing)機(ji)主(zhu)要由三輥(gun)彎曲系統(tong)和外控輥(gun)系統(tong)組成，最大成型(xing)(xing)(xing)力300t，各(ge)(ge)成型(xing)(xing)(xing)輥(gun)梁均(jun)配置(zhi)(zhi)伺服(fu)電機(ji)和絕對(dui)值(zhi)編碼器，采(cai)用PWS先(xian)進的成型(xing)(xing)(xing)模(mo)型(xing)(xing)(xing)算(suan)法，通(tong)過精確定位(wei)各(ge)(ge)成型(xing)(xing)(xing)輥(gun)位(wei)置(zhi)(zhi)，實現(xian)高(gao)速穩(wen)定成型(xing)(xing)(xing)，同時各(ge)(ge)位(wei)置(zhi)(zhi)信(xin)息通(tong)過PLC儲(chu)存(cun)，可重(zhong)復調(diao)用，提高(gao)成型(xing)(xing)(xing)效率(lv)。
g. 數(shu)(shu)字(zi)式預(yu)焊系(xi)統采用(yong)(yong)CO2氣體(ti)保(bao)(bao)護焊，由兩臺1500A數(shu)(shu)字(zi)式焊接(jie)電源串(chuan)聯(lian)而(er)成，內置(zhi)專家(jia)級(ji)焊接(jie)數(shu)(shu)據庫(ku)，根據壁厚(hou)和(he)焊絲直徑不同，選擇(ze)合適(shi)的焊接(jie)程序，程序自動調用(yong)(yong)數(shu)(shu)據庫(ku)參(can)數(shu)(shu)，并在(zai)焊接(jie)過程中對參(can)數(shu)(shu)進行(xing)PI閉環控制，其控制了頻(pin)率達(da)到5kHz，確保(bao)(bao)參(can)數(shu)(shu)輸出穩(wen)(wen)定。焊接(jie)過程采用(yong)(yong)潛弧式的過渡形(xing)式，配(pei)合活(huo)性保(bao)(bao)護氣體(ti)，可在(zai)較(jiao)高(gao)(gao)的焊接(jie)速度下保(bao)(bao)持(chi)穩(wen)(wen)定的熔深，確保(bao)(bao)于(yu)焊縫(feng)(feng)的強(qiang)度，最高(gao)(gao)焊接(jie)速度達(da)10m／min。預(yu)焊系(xi)統配(pei)備激(ji)光自動跟(gen)蹤系(xi)統和(he)視頻(pin)監(jian)控系(xi)統，可對焊點位(wei)置(zhi)和(he)預(yu)焊縫(feng)(feng)狀態實時監(jian)控，實現自動化焊接(jie)。
2. 雙(shuang)環噴水式等離(li)子環切機
配備雙(shuang)環(huan)噴(pen)水(shui)(shui)式等(deng)離(li)子切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)機。其(qi)(qi)雙(shuang)環(huan)即夾持環(huan)和切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)環(huan)，夾持環(huan)包含3組(zu)抱夾裝置，同時(shi)環(huan)切(qie)(qie)(qie)(qie)機具備長(chang)(chang)度測量(liang)系統(tong)，控制(zhi)精度達(da)到1mm，當鋼(gang)管長(chang)(chang)度達(da)到切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)所(suo)設(she)定(ding)的長(chang)(chang)度時(shi)，夾持環(huan)夾緊(jin)鋼(gang)管，使切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)系統(tong)與不銹鋼(gang)焊管以同樣(yang)的速(su)度前進(jin)，隨后(hou)切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)環(huan)實施環(huan)切(qie)(qie)(qie)(qie)作(zuo)業。雙(shuang)環(huan)等(deng)離(li)子切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)系統(tong)使切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)系統(tong)與鋼(gang)管形成(cheng)一個(ge)相(xiang)對速(su)度為(wei)0的狀態(tai)，提供(gong)穩定(ding)的切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)環(huan)境，使得(de)切(qie)(qie)(qie)(qie)口更加(jia)整齊；其(qi)(qi)噴(pen)水(shui)(shui)系統(tong)一方面(mian)對等(deng)離(li)子弧進(jin)行收弧聚(ju)能，使切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)能量(liang)更加(jia)集中(zhong)，提高切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)效率，另(ling)一方面(mian)對切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)周圍進(jin)行冷卻，減少切(qie)(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)熱影響區，保證管端母(mu)材(cai)性能。
3. 精(jing)焊機（FWM）
配(pei)備3條精焊(han)(han)(han)(han)線(xian)(xian)(xian)，每(mei)條精焊(han)(han)(han)(han)線(xian)(xian)(xian)配(pei)置內(nei)(nei)焊(han)(han)(han)(han)三絲和外焊(han)(han)(han)(han)雙絲的焊(han)(han)(han)(han)接系(xi)(xi)統(tong)，內(nei)(nei)焊(han)(han)(han)(han)和外焊(han)(han)(han)(han)均配(pei)置獨(du)立的焊(han)(han)(han)(han)縫激光(guang)自動(dong)跟(gen)蹤系(xi)(xi)統(tong)、視(shi)頻監視(shi)系(xi)(xi)統(tong)、焊(han)(han)(han)(han)槍高度跟(gen)蹤系(xi)(xi)統(tong)、焊(han)(han)(han)(han)接參數(shu)(shu)控(kong)制系(xi)(xi)統(tong)等，通過(guo)(guo)各(ge)結構聯(lian)動(dong)，實現自動(dong)的、實時的焊(han)(han)(han)(han)頭位(wei)置調節和校正，確(que)保(bao)每(mei)一條焊(han)(han)(han)(han)縫的焊(han)(han)(han)(han)接質量，同(tong)時每(mei)支不銹鋼焊(han)(han)(han)(han)管的焊(han)(han)(han)(han)接參數(shu)(shu)實時曲線(xian)(xian)(xian)可(ke)(ke)獨(du)立存檔、回放，通過(guo)(guo)參數(shu)(shu)曲線(xian)(xian)(xian)可(ke)(ke)提(ti)前(qian)發現焊(han)(han)(han)(han)縫存在的隱患點，以進行針對性檢測。
4. PWS數字焊接系統
預焊(han)和(he)精焊(han)工(gong)(gong)藝(yi)均(jun)(jun)配備(bei)了(le)(le)PWS數(shu)字(zi)焊(han)接(jie)系統，即焊(han)接(jie)電源和(he)焊(han)接(jie)工(gong)(gong)藝(yi)均(jun)(jun)通過(guo)(guo)微(wei)處(chu)理(li)器控制(zhi)(zhi)，從起弧到整個焊(han)接(jie)過(guo)(guo)程(cheng)，微(wei)處(chu)理(li)器均(jun)(jun)以(yi)5kHz的(de)(de)頻率(lv)對焊(han)接(jie)工(gong)(gong)藝(yi)進行分(fen)析和(he)優化(hua)(hua)。焊(han)接(jie)工(gong)(gong)藝(yi)過(guo)(guo)程(cheng)采(cai)取極高的(de)(de)頻率(lv)不斷進行分(fen)析和(he)優化(hua)(hua)，實(shi)現了(le)(le)對整個焊(han)接(jie)過(guo)(guo)程(cheng)實(shi)時(shi)精確(que)的(de)(de)PI閉環控制(zhi)(zhi)，其直接(jie)效果使得(de)焊(han)接(jie)過(guo)(guo)程(cheng)十(shi)分(fen)穩定，減少了(le)(le)焊(han)縫缺(que)陷和(he)管端焊(han)接(jie)缺(que)陷。
5. 112通道在線鋼(gang)管超聲波檢(jian)測系統(tong)
生(sheng)產線(xian)配備112通(tong)道(dao)在線(xian)鋼管超聲波(bo)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)系(xi)(xi)統，采用8×30mm雙晶組合(he)(he)探頭(tou)，共25組，100通(tong)道(dao)，探頭(tou)固定(ding)梳狀(zhuang)掃查方式對鋼板(ban)100％探傷，用于檢(jian)(jian)(jian)測(ce)平行于軋(ya)制(zhi)方向(xiang)線(xian)性缺(que)陷(xian)。同時鋼板(ban)兩邊(bian)200mm范圍內各(ge)有(you)5個橫(heng)(heng)波(bo)探頭(tou)，用于檢(jian)(jian)(jian)測(ce)鋼板(ban)邊(bian)緣與軋(ya)制(zhi)方向(xiang)平行的缺(que)陷(xian)。鋼板(ban)兩側各(ge)15mm范圍內各(ge)有(you)1個橫(heng)(heng)波(bo)探頭(tou)，用于檢(jian)(jian)(jian)測(ce)鋼板(ban)邊(bian)緣與軋(ya)制(zhi)方向(xiang)垂(chui)直的缺(que)陷(xian)。設備具有(you)聲、光報警系(xi)(xi)統，缺(que)陷(xian)自動噴標系(xi)(xi)統，以(yi)及各(ge)通(tong)道(dao)的耦合(he)(he)監(jian)視系(xi)(xi)統，缺(que)陷(xian)檢(jian)(jian)(jian)出率100％。
6. 32通(tong)道焊縫超聲波檢測系(xi)統
生產(chan)線配備32通道(dao)焊(han)(han)(han)縫(feng)超(chao)聲波檢(jian)測(ce)(ce)系統(tong)，具有(you)24個(ge)(ge)探(tan)傷(shang)通道(dao)和8個(ge)(ge)耦合(he)監視通道(dao)，采用雙探(tan)架設計，配備激光圖像(xiang)自動跟蹤系統(tong)，確(que)保檢(jian)測(ce)(ce)過程穩定性。布(bu)局探(tan)頭有(you)X型和串列(lie)型，可檢(jian)測(ce)(ce)焊(han)(han)(han)縫(feng)內縱(zong)向、橫(heng)向、斜(xie)向、焊(han)(han)(han)縫(feng)中間缺陷以及(ji)焊(han)(han)(han)縫(feng)兩側50mm范圍內的(de)熱影響區分層缺陷。
7. X射線實(shi)時成像(xiang)檢測系統
生產線配備數字平板(ban)(ban)X射線實時成(cheng)像檢(jian)測(ce)系統(tong)，采用美國珀金埃爾默(mo)公司(si)的8in非晶數字平板(ban)(ban)系統(tong)XRD 0822 AP，空(kong)間分辨率優于3.0p／mm，具有全(quan)焊縫實時存圖及回放功(gong)能，檢(jian)測(ce)靜態(tai)靈敏(min)度1.0％～1.5％，動(dong)態(tai)靈敏(min)度2.2％～2.5％。
8. 自動化(hua)鋼(gang)管輸送(song)控制系統(tong)
輸(shu)(shu)送系統(tong)(tong)由輸(shu)(shu)送輥(gun)道、橫(heng)移(yi)小車(che)(che)、存管(guan)臺架構成，輸(shu)(shu)送輥(gun)道每(mei)4個為一組(zu)，存管(guan)臺架采(cai)用V形臺架，每(mei)組(zu)輥(gun)道、橫(heng)移(yi)小車(che)(che)和每(mei)個V形臺架均(jun)配(pei)置傳感器，用于檢測鋼管(guan)位置，鋼管(guan)自動化輸(shu)(shu)送控制系統(tong)(tong)由中(zhong)央(yang)控制室進行(xing)監控，并(bing)自動選(xuan)擇最(zui)優程序實現整個車(che)(che)間鋼管(guan)的(de)運輸(shu)(shu)和存放(fang)，提高車(che)(che)間作業效(xiao)率。
9. ERP信息化管理系統
ERP系統包括制(zhi)(zhi)造數據(ju)管理(li)(li)(li)、計劃排產(chan)(chan)管理(li)(li)(li)、生(sheng)產(chan)(chan)調度(du)管理(li)(li)(li)、庫存管理(li)(li)(li)、質(zhi)(zhi)量(liang)管理(li)(li)(li)、工藝過程(cheng)管理(li)(li)(li)、采購管理(li)(li)(li)、成本管理(li)(li)(li)、生(sheng)產(chan)(chan)過程(cheng)控制(zhi)(zhi)、質(zhi)(zhi)量(liang)數據(ju)集成分析(xi)。實現(xian)從訂單下達到產(chan)(chan)品(pin)完成的(de)整個生(sheng)產(chan)(chan)過程(cheng)的(de)優化管理(li)(li)(li)，改(gai)善(shan)各個環節的(de)銜接效率，對生(sheng)產(chan)(chan)進度(du)、產(chan)(chan)品(pin)質(zhi)(zhi)量(liang)數據(ju)實時反饋，從而保(bao)障(zhang)產(chan)(chan)品(pin)質(zhi)(zhi)量(liang)和工廠及時交貨(huo)能力(li)。
10. 機器(qi)人自動噴標系統(tong)
生產線配備機器(qi)人(ren)自(zi)動噴標系統，實現生產過程鋼(gang)管(guan)信(xin)息的(de)自(zi)動讀取和收集，中控匯總(zong)鋼(gang)管(guan)的(de)過程狀態信(xin)息，同時產品標識(shi)更(geng)加美觀、規范(fan)、準確。通過機器(qi)換人(ren)，降低工人(ren)勞動強(qiang)度。
三、技術水平與(yu)業(ye)績
自(zi)2015年投產以來(lai)，金洲(zhou)管道(dao)以預精焊生(sheng)產線為依托(tuo)，成立了(le)能源管道(dao)研(yan)究所，焊接(jie)實驗室等(deng)研(yan)發部門，整合公司優質資源，通過自(zi)主創(chuang)新(xin)和產學研(yan)等(deng)方式，加快(kuai)預精焊工藝技術(shu)消(xiao)化吸收再創(chuang)新(xin)，先后(hou)試制(zhi)進(jin)行了(le)(le)(le)φ1219mmx16.3mm、X90M，φ1219mmx22mm、X80M，ф1219m219mmx25.425.4mm、Q345B,φ508mmx6.4mm，X65M等(deng)(deng)規格，參與了(le)(le)(le)新粵浙管(guan)線φ1219x18.4，X80M管(guan)線的單(dan)爐試制(zhi)，在高鋼(gang)級大(da)壁厚的螺旋不銹(xiu)鋼(gang)焊(han)管(guan)生產工(gong)藝上積累一定的經驗。針對預(yu)焊(han)飛濺、精焊(han)質量、生產效率等(deng)(deng)重點難點問題，進(jin)行了(le)(le)(le)專項(xiang)技術攻(gong)關，通(tong)過多項(xiang)科研成果的應(ying)用，金洲管(guan)道預(yu)精焊(han)工(gong)藝技術水平(ping)達到國內(nei)領先水平(ping)。產品廣泛用于石油(you)、天然氣輸(shu)送(song)、海底(di)管(guan)線、城市(shi)管(guan)網以及大(da)型鋼(gang)管(guan)樁管(guan)等(deng)(deng)領域。先后承(cheng)接了(le)(le)(le)惠州(zhou)海底(di)管(guan)道項(xiang)目(mu)、金麗溫(wen)省級天然氣管(guan)道工(gong)程、海南(nan)環島管(guan)線工(gong)程、江(jiang)陰燃(ran)氣管(guan)道工(gong)程、馬來西亞管(guan)網項(xiang)目(mu)、文萊管(guan)線項(xiang)目(mu)、伊朗管(guan)線項(xiang)目(mu)，以及港華(hua)燃(ran)氣、中燃(ran)燃(ran)氣、華(hua)潤(run)燃(ran)氣等(deng)(deng)各大(da)城市(shi)管(guan)網工(gong)程。
