寶鋼φ610mm HFW 直縫焊管機組引進德國 SMS MEER等世界上最先進的直縫不銹鋼焊(han)管(guan)生產設備，投產于2005年10月，設計年產30萬噸直縫焊管。該生產線是世界上第一條集先進成型技術、大功率焊接、功能齊全的無損探傷技術、焊縫雙重熱處理和全管體熱處理設備、全過程的計算機料流跟蹤系統于一體的中口徑直縫焊管生產線。是世界上裝備最先進的HFW焊管生產線之一，是國內唯一一條集煉鋼、熱軋、制管、涂層一體化的HFW不銹鋼焊管生產線。可以生產管線管、套管、結構管等HFW不銹鋼焊管產品。
一、生產工藝(yi)流程
寶(bao)鋼ф610mm HFW不銹鋼焊管(guan)機(ji)組(zu)生產工藝流程見圖7-8所示。
二、主要技術特(te)點
1. 排(pai)輥成型(xing)技術特點(dian)
a. 由(you)許(xu)多小直徑輥(gun)(gun)組成的(de)(de)排輥(gun)(gun)代(dai)替輥(gun)(gun)式(shi)成型機的(de)(de)大直徑水平輥(gun)(gun)，最大邊(bian)緣拉(la)應變僅是傳統輥(gun)(gun)式(shi)成型的(de)(de)1/5左右，可(ke)提高鋼管外觀質量，減少(shao)功率消耗及軋輥(gun)(gun)磨損。
b. 排(pai)輥(gun)成(cheng)型機采(cai)用連續(xu)局(ju)部彎(wan)曲變形，彎(wan)曲力小(xiao)且較均勻；成(cheng)型區縮(suo)(suo)短(duan)，帶(dai)鋼(gang)塑性(xing)變形小(xiao)；排(pai)輥(gun)群由外側束縛帶(dai)鋼(gang)邊(bian)緣，將邊(bian)緣外側變形以(yi)壓縮(suo)(suo)形式吸收，可防止(zhi)帶(dai)鋼(gang)邊(bian)緣發(fa)生(sheng)折皺、鼓(gu)包，使鋼(gang)管(guan)壁厚與管(guan)徑比的范(fan)圍擴大到1：80，具有加工(gong)中大直(zhi)徑薄壁管(guan)的優勢。
c. 排輥成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)為連續(xu)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)法(fa)(fa)，成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)性好(hao)，且采(cai)用(yong)“下山法(fa)(fa)”成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)，在(zai)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)過程中帶鋼(gang)邊(bian)緣(yuan)的軌跡近乎直線，從而改(gai)善成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)質量(liang)，使焊接穩定(ding)可靠。
d. 在更(geng)換不銹(xiu)鋼焊管規(gui)格(ge)尺寸(cun)時，排輥(gun)(gun)不換，只需(xu)調(diao)整，與傳統輥(gun)(gun)式成型相比(bi)，可減少軋輥(gun)(gun)規(gui)格(ge)和換輥(gun)(gun)時間。
2. 成(cheng)型(xing)設備(bei)技術特(te)點
寶鋼(gang)Φ610mm HFW焊管機(ji)組(zu)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)設備是引進德國SMSMEER公(gong)司開(kai)發(fa)的直緣成(cheng)型(xing)(xing)(xing)技術，由夾送輥(gun)裝置、彎邊(bian)機(ji)、線(xian)性(xing)(xing)預成(cheng)型(xing)(xing)(xing)裝置、粗成(cheng)型(xing)(xing)(xing)機(ji)、線(xian)性(xing)(xing)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)裝置、精成(cheng)型(xing)(xing)(xing)機(ji)架(jia)、擠(ji)壓(ya)輥(gun)機(ji)架(jia)和定(ding)徑機(ji)架(jia)組(zu)成(cheng)。
a. 夾(jia)送(song)輥(gun)裝置(zhi)由上(shang)、下(xia)水平輥(gun)組成(cheng)，2臺功率為110kW交流(liu)電(dian)機(ji)通過減速齒輪(lun)箱(xiang)和萬向(xiang)傳動軸驅動將帶鋼(gang)經水平導向(xiang)輥(gun)送(song)入彎邊機(ji)，并在生(sheng)(sheng)產中(zhong)作輔(fu)助主(zhu)傳動。上(shang)夾(jia)送(song)輥(gun)由液壓缸升、降，帶鋼(gang)在機(ji)架中(zhong)不產生(sheng)(sheng)彎曲變形，出本機(ji)架后(hou)開始“下(xia)山(shan)”變形。
b. 彎(wan)(wan)(wan)(wan)邊機位于(yu)線(xian)性(xing)預成型(xing)裝置前端，將帶鋼邊緣(yuan)彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲成接近成品曲率的弧形(xing)，防止焊縫(feng)(feng)處出現梨形(xing)凸出，一(yi)對彎(wan)(wan)(wan)(wan)邊輥(gun)可(ke)一(yi)起上下、左(zuo)右調整，也可(ke)以單獨調整，通過電機和螺旋千斤頂可(ke)以調節彎(wan)(wan)(wan)(wan)邊厚(hou)(hou)度和寬(kuan)度，為確保不同壁厚(hou)(hou)精確的帶鋼邊部彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲以及允許對頭焊縫(feng)(feng)自由通過，下彎(wan)(wan)(wan)(wan)邊輥(gun)設計成液壓減震結(jie)構。上下彎(wan)(wan)(wan)(wan)邊輥(gun)均安裝在用于(yu)快速更(geng)換的箱式結(jie)構的輥(gun)座(zuo)上，通過編碼器傳感、計算機控制調整輥(gun)位。
c. 線(xian)性(xing)預成型(xing)裝置(zhi)由2個帶有若干非傳動排輥的(de)外部線(xian)性(xing)成型(xing)裝置(zhi)（排輥架(jia)）組成，以確(que)保(bao)短成型(xing)間(jian)距(ju)，其線(xian)性(xing)可根據產(chan)品成型(xing)的(de)幾何(he)學(xue)進行(xing)水平、垂直和旋轉調(diao)節。
d. 粗成型機由上輥(gun)和下輥(gun)組(zu)成，并布(bu)置(zhi)在線性預(yu)成型后段，由2臺功(gong)率110kW交(jiao)流電機通過減(jian)速(su)齒輪箱和萬向傳(chuan)動軸驅動，是線性預(yu)成型段及粗成型的(de)主動力源(yuan)。
e. 線(xian)性(xing)成型(xing)裝置布(bu)置在線(xian)性(xing)預成型(xing)裝置和(he)精成型(xing)機架之(zhi)間，分為3段(duan)(duan)，每段(duan)(duan)有2個排輥架組成，可以根據產品成型(xing)幾何(he)學需求(qiu)進行水平、垂直和(he)旋轉調節。帶鋼經線(xian)性(xing)成型(xing)裝置后成為U形(xing)。
f. 精成(cheng)型(xing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)由(you)3架(jia)(jia)(jia)(jia)精成(cheng)型(xing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)組成(cheng)，采用均勻剛性設(she)計的URD機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)由(you)6臺功率為(wei)110kW交流電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)通(tong)(tong)過減速齒(chi)輪(lun)箱和萬向傳(chuan)動軸驅動，是成(cheng)型(xing)焊(han)(han)接段的主動力(li)源(yuan)。每架(jia)(jia)(jia)(jia)精成(cheng)型(xing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)安裝(zhuang)4個軋輥(gun)，上(shang)(shang)、下輥(gun)主動，2個側(ce)輥(gun)被動，最(zui)大軋制力(li)1800kN。上(shang)(shang)、下輥(gun)及側(ce)輥(gun)通(tong)(tong)過獨(du)立的小電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)經(jing)螺旋升降裝(zhuang)置調(diao)節，編碼器傳(chuan)感，計算機(ji)(ji)(ji)控(kong)(kong)制調(diao)整輥(gun)位，輥(gun)位OP值設(she)定精度可達0.01mm。精成(cheng)型(xing)將線性成(cheng)型(xing)后的U形(xing)荒管(guan)變形(xing)為(wei)開(kai)口的0形(xing)管(guan)坯。3架(jia)(jia)(jia)(jia)上(shang)(shang)輥(gun)安裝(zhuang)導向環將焊(han)(han)接V角控(kong)(kong)制在一定的范(fan)圍內，為(wei)擠壓輥(gun)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)的成(cheng)型(xing)焊(han)(han)接創造了條件。
g. 擠壓輥(gun)(gun)(gun)機(ji)架(jia)采用(yong)均(jun)勻(yun)剛性設計的URD機(ji)架(jia)，由5個被動擠壓輥(gun)(gun)(gun)（2個上輥(gun)(gun)(gun)，2個側輥(gun)(gun)(gun)，1個底輥(gun)(gun)(gun)）組成(cheng)的孔型，可將精(jing)成(cheng)型后的開(kai)口0形(xing)管成(cheng)型焊(han)接成(cheng)封(feng)閉的0形(xing)管。該機(ji)架(jia)也具有精(jing)成(cheng)型機(ji)架(jia)軋輥(gun)(gun)(gun)精(jing)密調節機(ji)構(gou)和快速換輥(gun)(gun)(gun)功能。
h. 定(ding)徑(jing)(jing)段(duan)(duan)由4架(jia)定(ding)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)架(jia)組成，主(zhu)要功(gong)能(neng)是(shi)將成型焊(han)接(jie)后的(de)(de)0形(xing)立橢圓管(guan)變形(xing)為(wei)符合產(chan)品標準的(de)(de)圓管(guan)，采用均(jun)勻(yun)剛(gang)性設計(ji)的(de)(de)URD機(ji)(ji)架(jia)由8臺功(gong)率為(wei)110kW交流電(dian)機(ji)(ji)通(tong)(tong)過減速齒(chi)輪(lun)箱和萬向(xiang)傳(chuan)動(dong)軸驅動(dong)，是(shi)定(ding)徑(jing)(jing)段(duan)(duan)的(de)(de)主(zhu)動(dong)力(li)源。每架(jia)定(ding)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)架(jia)裝(zhuang)有(you)4個(ge)軋輥(gun)(gun)，其中上、下輥(gun)(gun)主(zhu)動(dong)，2個(ge)側輥(gun)(gun)被動(dong)，最大軋制(zhi)力(li)1800kN。上、下輥(gun)(gun)及側輥(gun)(gun)通(tong)(tong)過獨立的(de)(de)小電(dian)機(ji)(ji)并經(jing)螺(luo)旋千斤(jin)頂調(diao)節(jie)，編碼器傳(chuan)感(gan)，計(ji)算機(ji)(ji)控(kong)制(zhi)調(diao)整(zheng)輥(gun)(gun)位，輥(gun)(gun)位OP值(zhi)設定(ding)精(jing)度可達0.01mm。為(wei)保(bao)證小直徑(jing)(jing)（219.1～323.9mm）焊(han)管(guan)焊(han)縫在定(ding)徑(jing)(jing)前不偏離12點的(de)(de)位置，在1＃定(ding)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)架(jia)前設置了(le)防(fang)扭(niu)轉(zhuan)機(ji)(ji)架(jia)，防(fang)扭(niu)轉(zhuan)機(ji)(ji)架(jia)上安裝(zhuang)了(le)一對可沿環向(xiang)扭(niu)轉(zhuan)的(de)(de)立輥(gun)(gun)，并配(pei)置了(le)快速夾緊、機(ji)(ji)械調(diao)節(jie)裝(zhuang)置。
3. 固態焊機(ji)技術(shu)特點
采用(yong)挪威EFD公(gong)司生產的(de)輸出功率(lv)為(wei)1800kW、頻(pin)率(lv)90～150kHz的(de)固態(tai)焊機。用(yong)更(geng)加簡(jian)潔的(de)主回路拓撲結構，二極管不(bu)可控整流(liu)，可使(shi)功率(lv)因數達到0.95；利用(yong)新(xin)型的(de)軟開關橋式(shi)逆變換流(liu)技術將(jiang)輸入的(de)直流(liu)電(dian)逆變為(wei)高頻(pin)交(jiao)流(liu)電(dian)；整機效率(lv)可達85％左(zuo)右。具(ju)有高頻(pin)電(dian)源保(bao)護；無需對主回路的(de)電(dian)容電(dian)感參數進行(xing)調節(jie)，在設(she)計負載范(fan)圍內，功率(lv)正常輸出不(bu)受限制，自動匹配；還具(ju)有開機自診斷功能、配備相(xiang)應的(de)通訊(xun)系統實時將(jiang)設(she)備運行(xing)參數傳遞到監控系統進行(xing)診斷處理及存儲等智能化功能。
4. 自動控制系(xi)統(tong)技術特點
a. 自動控制系統分為：制造執行(xing)級(ji) MES（manufacturing execution system）、基礎自動化(hua)級(ji)L1和設備傳動與(yu)檢測級(ji)LO等3個層次。焊管生(sheng)產線PLC與(yu)MES、操作(zuo)PC、快速設定(ding)PC之(zhi)間均采(cai)用(yong)標(biao)準工業以太網通訊，PLC與(yu)傳動、檢測設備間采(cai)用(yong)網絡(luo)通訊連接。
b. MES主要功能(neng)是接收上級計(ji)(ji)(ji)(ji)算機（ERP）下(xia)達的生(sheng)產(chan)(chan)(chan)計(ji)(ji)(ji)(ji)劃，轉(zhuan)化(hua)成(cheng)實(shi)(shi)(shi)際的產(chan)(chan)(chan)品制造計(ji)(ji)(ji)(ji)劃和(he)設(she)備控(kong)制參數，并控(kong)制實(shi)(shi)(shi)際生(sheng)產(chan)(chan)(chan)過程，完成(cheng)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)線調度、物料跟蹤和(he)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)數據(ju)采集等功能(neng)，實(shi)(shi)(shi)現產(chan)(chan)(chan)品從生(sheng)產(chan)(chan)(chan)計(ji)(ji)(ji)(ji)劃到成(cheng)品產(chan)(chan)(chan)出全過程管理與控(kong)制。
c. 快速設(she)(she)定(ding)(ding)系統（QS）是(shi)(shi)一套快速換輥調整(zheng)系統，是(shi)(shi)MES的(de)重要內容，與(yu)基(ji)礎自(zi)動化(hua)L1相(xiang)連(lian)接，既向(xiang)L1發(fa)送(song)設(she)(she)定(ding)(ding)數(shu)據，又從L1收集各(ge)產(chan)品(pin)(pin)規(gui)(gui)格(ge)實際生(sheng)(sheng)產(chan)調整(zheng)時(shi)的(de)輥位(wei)值(zhi)，對優化(hua)的(de)調整(zheng)設(she)(she)定(ding)(ding)參數(shu)進行繼承，作為下次生(sheng)(sheng)產(chan)的(de)最新設(she)(she)定(ding)(ding)值(zhi)。根據產(chan)品(pin)(pin)理(li)化(hua)結果判定(ding)(ding)當前(qian)(qian)設(she)(she)置是(shi)(shi)否最優化(hua)，并選擇是(shi)(shi)否覆蓋原有數(shu)據。改變產(chan)品(pin)(pin)規(gui)(gui)格(ge)時(shi)，通過比較當前(qian)(qian)所生(sheng)(sheng)產(chan)規(gui)(gui)格(ge)與(yu)即將(jiang)生(sheng)(sheng)產(chan)規(gui)(gui)格(ge)，并根據對頭(tou)焊(han)縫跟蹤信(xin)息，快速設(she)(she)定(ding)(ding)PC自(zi)動向(xiang)PLC 發(fa)送(song)軋輥直徑、輸(shu)送(song)角、力(li)矩、輥位(wei)設(she)(she)定(ding)(ding)值(zhi)、焊(han)接功率參考值(zhi)和熱處理(li)溫度設(she)(she)定(ding)(ding)值(zhi)等。
d. 根據設備提供(gong)的焊接質量跟蹤系統，以(yi)曲(qu)線或(huo)波形形式顯示(shi)當前的焊接速(su)度(du)、焊接溫(wen)度(du)、焊接功率(lv)、各(ge)段(duan)熱處理溫(wen)度(du)和(he)功率(lv)、探傷缺陷類型等，并存入數據庫供(gong)分析。
e. 基礎自動(dong)(dong)化控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)功(gong)能主要包(bao)括：自動(dong)(dong)順序控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、料流跟(gen)蹤、焊縫位(wei)置(zhi)跟(gen)蹤、鋼卷對中控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、開卷機(ji)張力控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、活套充套量(liang)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、主傳(chuan)動(dong)(dong)速度(du)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、軋(ya)輥位(wei)置(zhi)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、銑邊控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、焊接功(gong)率控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、熱處(chu)理溫(wen)度(du)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)和飛(fei)鋸(ju)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)等。
三、技術水(shui)平與業績
寶鋼(gang)ф610mm HFW 不銹鋼(gang)焊管機(ji)組憑借其設(she)備一流(liu)，管理先進，帶鋼(gang)資源及板管質量一貫制的(de)優勢(shi)，無論(lun)是(shi)產(chan)品品種，規格拓展，還是(shi)在(zai)產(chan)量、質量及效益方(fang)面(mian)均(jun)取得了(le)國內同類機(ji)組最好的(de)業績。產(chan)品廣(guang)泛應用于油(you)氣(qi)輸送、油(you)氣(qi)開(kai)采、海洋平臺(tai)及大型建筑物。
自(zi)2005年10月27日投產(chan)以來，依托寶鋼(gang)股份一貫(guan)制優勢，寶鋼(gang)HFW不銹鋼(gang)焊(han)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)已經開(kai)發生(sheng)產(chan)B-X80管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)，Q235-Q500結構及(ji)低(di)壓流(liu)體(ti)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)，H40-P110油(you)套管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)。2006-2018年累計供貨HFW 焊(han)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)165萬噸(dun)（2.35萬千米(mi)），其中(zhong)(zhong)30％的(de)產(chan)品出(chu)口到澳(ao)大(da)(da)利(li)亞(ya)、加(jia)(jia)拿大(da)(da)、南(nan)(nan)美、中(zhong)(zhong)東、非洲及(ji)東南(nan)(nan)亞(ya)市場等(deng)海外(wai)市場。產(chan)品先后(hou)在中(zhong)(zhong)石油(you)長慶三凈-延電輸(shu)氣項(xiang)目(mu)(mu)、印(yin)尼(ni)TTU管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)項(xiang)目(mu)(mu)、中(zhong)(zhong)海油(you)南(nan)(nan)堡海管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)項(xiang)目(mu)(mu)、中(zhong)(zhong)石化塔河油(you)田抗酸管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)，巴(ba)西礦漿(jiang)X70管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)、加(jia)(jia)拿大(da)(da)Nexeng公司的(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)項(xiang)目(mu)(mu)、加(jia)(jia)拿大(da)(da)Husky公司的(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)項(xiang)目(mu)(mu)、加(jia)(jia)拿大(da)(da)Encana公司管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)項(xiang)目(mu)(mu)、澳(ao)大(da)(da)利(li)亞(ya)的(de)APA管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)、澳(ao)大(da)(da)利(li)亞(ya)Jemena和澳(ao)大(da)(da)利(li)亞(ya)DBP等(deng)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)項(xiang)目(mu)(mu)得到應用。
