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(gang)焊管(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、生產工藝流程
寶(bao)鋼ф610mm HFW不(bu)銹鋼焊管(guan)機組生產工藝流程(cheng)見圖7-8所示。
二、主要技術特點
1. 排輥(gun)成型技術特(te)點
a. 由許(xu)多小直(zhi)徑(jing)輥(gun)組(zu)成(cheng)的(de)排(pai)輥(gun)代替輥(gun)式(shi)成(cheng)型(xing)(xing)機(ji)的(de)大直(zhi)徑(jing)水(shui)平輥(gun)，最大邊緣(yuan)拉應變僅(jin)是傳統輥(gun)式(shi)成(cheng)型(xing)(xing)的(de)1/5左右(you)，可提高鋼管外觀質量，減少功率消耗(hao)及(ji)軋輥(gun)磨損(sun)。
b. 排輥成型機采用連續(xu)局部彎曲(qu)變(bian)形，彎曲(qu)力(li)小且(qie)較均勻；成型區縮短，帶鋼(gang)(gang)塑性(xing)變(bian)形小；排輥群由外側束縛帶鋼(gang)(gang)邊緣(yuan)，將(jiang)邊緣(yuan)外側變(bian)形以壓縮形式吸收，可防止帶鋼(gang)(gang)邊緣(yuan)發(fa)生折皺、鼓包，使鋼(gang)(gang)管(guan)壁厚與管(guan)徑比的范圍擴大到1：80，具有加工中大直徑薄壁管(guan)的優勢(shi)。
c. 排輥成型(xing)(xing)為連續成型(xing)(xing)法，成型(xing)(xing)性好，且采用“下山法”成型(xing)(xing)，在成型(xing)(xing)過程中帶(dai)鋼邊(bian)緣的軌跡(ji)近乎直線，從而(er)改善成型(xing)(xing)質量，使焊(han)接(jie)穩定(ding)可靠。
d. 在更換(huan)不銹鋼焊管規格(ge)(ge)尺寸時，排輥(gun)不換(huan)，只需調整，與傳統輥(gun)式(shi)成(cheng)型相(xiang)比(bi)，可減少軋輥(gun)規格(ge)(ge)和換(huan)輥(gun)時間。
2. 成型設備技術特點
寶鋼Φ610mm HFW焊管機(ji)組成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)設備是引進德國SMSMEER公司(si)開發的(de)直緣成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)技術，由夾送輥裝置、彎(wan)邊機(ji)、線(xian)性預成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)裝置、粗(cu)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)機(ji)、線(xian)性成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)裝置、精成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)機(ji)架、擠(ji)壓(ya)輥機(ji)架和定徑機(ji)架組成(cheng)(cheng)。
a. 夾(jia)送輥裝置由上(shang)、下水(shui)平(ping)輥組成，2臺功率為110kW交流電機通過減速(su)齒(chi)輪箱和萬向(xiang)傳動(dong)軸(zhou)驅(qu)動(dong)將帶鋼經水(shui)平(ping)導向(xiang)輥送入彎邊機，并(bing)在生產(chan)中作輔助主傳動(dong)。上(shang)夾(jia)送輥由液壓缸升、降，帶鋼在機架(jia)中不產(chan)生彎曲變(bian)形，出本機架(jia)后開始“下山”變(bian)形。
b. 彎(wan)(wan)邊(bian)機(ji)位于線性預成(cheng)型裝(zhuang)置前端，將(jiang)帶鋼邊(bian)緣(yuan)彎(wan)(wan)曲成(cheng)接近成(cheng)品(pin)曲率的弧形，防止焊縫處出現梨(li)形凸出，一對彎(wan)(wan)邊(bian)輥(gun)可一起上下、左右調整，也(ye)可以(yi)單獨調整，通(tong)過電機(ji)和(he)螺(luo)旋千(qian)斤(jin)頂可以(yi)調節彎(wan)(wan)邊(bian)厚(hou)度(du)和(he)寬(kuan)度(du)，為確保不同(tong)壁厚(hou)精(jing)確的帶鋼邊(bian)部彎(wan)(wan)曲以(yi)及允許(xu)對頭(tou)焊縫自(zi)由通(tong)過，下彎(wan)(wan)邊(bian)輥(gun)設計(ji)(ji)成(cheng)液壓(ya)減震結(jie)構(gou)(gou)。上下彎(wan)(wan)邊(bian)輥(gun)均(jun)安(an)裝(zhuang)在用于快速(su)更(geng)換(huan)的箱式結(jie)構(gou)(gou)的輥(gun)座上，通(tong)過編碼器傳感、計(ji)(ji)算機(ji)控制調整輥(gun)位。
c. 線性(xing)預成(cheng)型(xing)(xing)裝(zhuang)置由(you)2個帶有(you)若干非傳動(dong)排(pai)(pai)輥的(de)外部線性(xing)成(cheng)型(xing)(xing)裝(zhuang)置（排(pai)(pai)輥架）組成(cheng)，以確保短成(cheng)型(xing)(xing)間距(ju)，其線性(xing)可(ke)根據(ju)產品成(cheng)型(xing)(xing)的(de)幾何學進行(xing)水(shui)平、垂(chui)直和旋轉調節。
d. 粗成(cheng)型機由(you)上輥(gun)和下輥(gun)組成(cheng)，并(bing)布置(zhi)在線性(xing)預(yu)成(cheng)型后段，由(you)2臺功率110kW交流電機通(tong)過減速(su)齒(chi)輪箱和萬向傳動(dong)軸驅動(dong)，是(shi)線性(xing)預(yu)成(cheng)型段及(ji)粗成(cheng)型的主(zhu)動(dong)力源。
e. 線性(xing)成(cheng)型裝(zhuang)置布置在(zai)線性(xing)預成(cheng)型裝(zhuang)置和(he)精成(cheng)型機架之間，分為(wei)3段，每段有2個排輥架組(zu)成(cheng)，可(ke)以根據產品(pin)成(cheng)型幾何學需求(qiu)進行水平(ping)、垂直和(he)旋轉調(diao)節。帶鋼經線性(xing)成(cheng)型裝(zhuang)置后(hou)成(cheng)為(wei)U形(xing)。
f. 精(jing)(jing)成(cheng)型機(ji)(ji)架(jia)由3架(jia)精(jing)(jing)成(cheng)型機(ji)(ji)架(jia)組成(cheng)，采用均(jun)勻剛性設計(ji)的(de)URD機(ji)(ji)架(jia)由6臺功率(lv)為110kW交流電機(ji)(ji)通過減速齒輪箱和萬向傳動(dong)軸驅動(dong)，是成(cheng)型焊接(jie)段的(de)主動(dong)力源(yuan)。每(mei)架(jia)精(jing)(jing)成(cheng)型機(ji)(ji)架(jia)安(an)裝(zhuang)4個(ge)軋輥(gun)，上、下輥(gun)主動(dong)，2個(ge)側(ce)(ce)輥(gun)被動(dong)，最大軋制(zhi)力1800kN。上、下輥(gun)及側(ce)(ce)輥(gun)通過獨立的(de)小電機(ji)(ji)經(jing)螺(luo)旋升降(jiang)裝(zhuang)置調節，編碼器傳感，計(ji)算機(ji)(ji)控制(zhi)調整輥(gun)位，輥(gun)位OP值(zhi)設定(ding)精(jing)(jing)度可(ke)達0.01mm。精(jing)(jing)成(cheng)型將線性成(cheng)型后的(de)U形荒管(guan)變形為開口的(de)0形管(guan)坯。3架(jia)上輥(gun)安(an)裝(zhuang)導向環將焊接(jie)V角控制(zhi)在一定(ding)的(de)范圍(wei)內(nei)，為擠壓輥(gun)機(ji)(ji)架(jia)的(de)成(cheng)型焊接(jie)創造(zao)了(le)條件。
g. 擠(ji)壓輥(gun)機架(jia)采用均勻剛性設計(ji)的(de)URD機架(jia)，由5個被動擠(ji)壓輥(gun)（2個上輥(gun)，2個側輥(gun)，1個底輥(gun)）組成(cheng)的(de)孔型，可將精(jing)成(cheng)型后的(de)開口0形管(guan)成(cheng)型焊接成(cheng)封閉的(de)0形管(guan)。該(gai)機架(jia)也具有精(jing)成(cheng)型機架(jia)軋輥(gun)精(jing)密調節機構和快速換輥(gun)功能。
h. 定(ding)(ding)(ding)徑(jing)(jing)段(duan)(duan)由(you)4架(jia)定(ding)(ding)(ding)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)組成，主(zhu)要功能是(shi)將成型焊(han)接后的(de)(de)0形(xing)立(li)橢圓管變形(xing)為(wei)符合產品標準的(de)(de)圓管，采(cai)用均(jun)勻剛性(xing)設(she)計的(de)(de)URD機(ji)(ji)(ji)架(jia)由(you)8臺功率為(wei)110kW交流(liu)電機(ji)(ji)(ji)通(tong)過減速齒輪箱(xiang)和萬向傳(chuan)動(dong)軸驅(qu)動(dong)，是(shi)定(ding)(ding)(ding)徑(jing)(jing)段(duan)(duan)的(de)(de)主(zhu)動(dong)力源。每架(jia)定(ding)(ding)(ding)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)裝(zhuang)有4個軋輥(gun)，其中上(shang)、下輥(gun)主(zhu)動(dong)，2個側(ce)輥(gun)被(bei)動(dong)，最大軋制(zhi)力1800kN。上(shang)、下輥(gun)及側(ce)輥(gun)通(tong)過獨(du)立(li)的(de)(de)小電機(ji)(ji)(ji)并經(jing)螺旋千斤頂(ding)調節(jie)(jie)，編碼器傳(chuan)感，計算機(ji)(ji)(ji)控制(zhi)調整輥(gun)位，輥(gun)位OP值設(she)定(ding)(ding)(ding)精度可(ke)達(da)0.01mm。為(wei)保證小直徑(jing)(jing)（219.1～323.9mm）焊(han)管焊(han)縫在定(ding)(ding)(ding)徑(jing)(jing)前不(bu)偏離(li)12點的(de)(de)位置，在1＃定(ding)(ding)(ding)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)前設(she)置了(le)防扭轉(zhuan)(zhuan)機(ji)(ji)(ji)架(jia)，防扭轉(zhuan)(zhuan)機(ji)(ji)(ji)架(jia)上(shang)安裝(zhuang)了(le)一對(dui)可(ke)沿環向扭轉(zhuan)(zhuan)的(de)(de)立(li)輥(gun)，并配置了(le)快速夾(jia)緊(jin)、機(ji)(ji)(ji)械調節(jie)(jie)裝(zhuang)置。
3. 固態焊機技術特點
采用(yong)挪威EFD公司生產的(de)(de)輸出(chu)功(gong)(gong)率為1800kW、頻(pin)率90～150kHz的(de)(de)固態焊機(ji)。用(yong)更加(jia)簡(jian)潔的(de)(de)主回路拓撲結構，二極管不(bu)可(ke)(ke)(ke)控整流(liu)(liu)，可(ke)(ke)(ke)使功(gong)(gong)率因(yin)數(shu)達到(dao)0.95；利用(yong)新型的(de)(de)軟(ruan)開關橋式逆(ni)變換流(liu)(liu)技術將(jiang)輸入的(de)(de)直(zhi)流(liu)(liu)電逆(ni)變為高(gao)(gao)頻(pin)交流(liu)(liu)電；整機(ji)效率可(ke)(ke)(ke)達85％左右。具有高(gao)(gao)頻(pin)電源保護；無需對主回路的(de)(de)電容電感(gan)參(can)數(shu)進行(xing)調節，在(zai)設計負載范圍內(nei)，功(gong)(gong)率正(zheng)常(chang)輸出(chu)不(bu)受限制，自動(dong)匹配(pei)(pei)；還(huan)具有開機(ji)自診斷(duan)功(gong)(gong)能(neng)、配(pei)(pei)備相(xiang)應的(de)(de)通訊系統(tong)實時(shi)將(jiang)設備運行(xing)參(can)數(shu)傳遞到(dao)監控系統(tong)進行(xing)診斷(duan)處理及存儲等智(zhi)能(neng)化功(gong)(gong)能(neng)。
4. 自(zi)動控(kong)制(zhi)系(xi)統技術特點
a. 自動控制系(xi)統分為(wei)：制造執(zhi)行(xing)級(ji) MES（manufacturing execution system）、基(ji)礎自動化(hua)級(ji)L1和設(she)備傳(chuan)(chuan)動與(yu)檢(jian)測級(ji)LO等3個層次。焊管生(sheng)產(chan)線PLC與(yu)MES、操(cao)作PC、快速設(she)定PC之間均采用標準(zhun)工業以太網(wang)通(tong)訊，PLC與(yu)傳(chuan)(chuan)動、檢(jian)測設(she)備間采用網(wang)絡通(tong)訊連接。
b. MES主(zhu)要功(gong)能(neng)是接(jie)收上級計(ji)(ji)算機（ERP）下達的生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)計(ji)(ji)劃(hua)，轉(zhuan)化成實(shi)際(ji)的產(chan)(chan)品制(zhi)造計(ji)(ji)劃(hua)和(he)設備控制(zhi)參數(shu)，并控制(zhi)實(shi)際(ji)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)過(guo)程(cheng)，完成生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)線調度、物料(liao)跟蹤和(he)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)數(shu)據(ju)采集等(deng)功(gong)能(neng)，實(shi)現產(chan)(chan)品從生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)計(ji)(ji)劃(hua)到成品產(chan)(chan)出全過(guo)程(cheng)管理與(yu)控制(zhi)。
c. 快速設(she)(she)定(ding)(ding)系統（QS）是一套(tao)快速換輥(gun)調(diao)整(zheng)系統，是MES的重要(yao)內容，與基礎(chu)自動化(hua)(hua)L1相連接，既(ji)向(xiang)L1發(fa)送(song)設(she)(she)定(ding)(ding)數據(ju)，又從(cong)L1收集各產(chan)(chan)品(pin)(pin)規(gui)格(ge)實際生產(chan)(chan)調(diao)整(zheng)時(shi)的輥(gun)位(wei)值，對(dui)優化(hua)(hua)的調(diao)整(zheng)設(she)(she)定(ding)(ding)參數進行繼(ji)承，作為(wei)下次生產(chan)(chan)的最(zui)新設(she)(she)定(ding)(ding)值。根(gen)據(ju)產(chan)(chan)品(pin)(pin)理化(hua)(hua)結果判定(ding)(ding)當前設(she)(she)置(zhi)是否(fou)最(zui)優化(hua)(hua)，并(bing)選擇是否(fou)覆(fu)蓋原有數據(ju)。改變(bian)產(chan)(chan)品(pin)(pin)規(gui)格(ge)時(shi)，通過(guo)比較(jiao)當前所生產(chan)(chan)規(gui)格(ge)與即將生產(chan)(chan)規(gui)格(ge)，并(bing)根(gen)據(ju)對(dui)頭焊(han)縫跟蹤信(xin)息(xi)，快速設(she)(she)定(ding)(ding)PC自動向(xiang)PLC 發(fa)送(song)軋(ya)輥(gun)直徑(jing)、輸送(song)角、力(li)矩、輥(gun)位(wei)設(she)(she)定(ding)(ding)值、焊(han)接功率參考值和熱處理溫度設(she)(she)定(ding)(ding)值等。
d. 根(gen)據設備提供的焊接(jie)質量跟蹤(zong)系統，以曲(qu)線或波形形式(shi)顯示當(dang)前(qian)的焊接(jie)速(su)度(du)、焊接(jie)溫(wen)度(du)、焊接(jie)功率(lv)、各段(duan)熱(re)處理溫(wen)度(du)和功率(lv)、探傷缺陷(xian)類型等，并存(cun)入數據庫供分析。
e. 基礎自(zi)動(dong)化控(kong)(kong)(kong)制(zhi)功能主(zhu)要包括：自(zi)動(dong)順序(xu)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)、料流跟(gen)蹤、焊縫位(wei)置跟(gen)蹤、鋼(gang)卷對中(zhong)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)、開卷機張力控(kong)(kong)(kong)制(zhi)、活套充套量控(kong)(kong)(kong)制(zhi)、主(zhu)傳(chuan)動(dong)速度控(kong)(kong)(kong)制(zhi)、軋(ya)輥位(wei)置控(kong)(kong)(kong)制(zhi)、銑邊控(kong)(kong)(kong)制(zhi)、焊接功率控(kong)(kong)(kong)制(zhi)、熱處理溫度控(kong)(kong)(kong)制(zhi)和飛鋸(ju)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)等。
三、技術(shu)水平(ping)與業績
寶鋼ф610mm HFW 不(bu)銹鋼焊管機(ji)組憑借其設備一流，管理先進(jin)，帶鋼資(zi)源及板管質量(liang)一貫制的(de)優(you)勢，無論是產(chan)品(pin)品(pin)種，規格拓展，還是在產(chan)量(liang)、質量(liang)及效益方面均(jun)取得了國內同類機(ji)組最好的(de)業績。產(chan)品(pin)廣泛應用于(yu)油氣輸送(song)、油氣開(kai)采、海洋平(ping)臺及大型(xing)建筑物。
自2005年10月27日(ri)投(tou)產(chan)以來，依托寶鋼股份一貫(guan)制優勢，寶鋼HFW不銹鋼焊(han)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)已經開發(fa)生產(chan)B-X80管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)，Q235-Q500結構(gou)及低壓流(liu)體管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)，H40-P110油(you)套(tao)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)。2006-2018年累計供貨(huo)HFW 焊(han)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)165萬噸(dun)（2.35萬千米），其(qi)中(zhong)30％的產(chan)品(pin)(pin)出口到澳大(da)利(li)(li)亞、加拿大(da)、南(nan)美、中(zhong)東(dong)、非洲及東(dong)南(nan)亞市場(chang)(chang)等海外市場(chang)(chang)。產(chan)品(pin)(pin)先(xian)后(hou)在中(zhong)石油(you)長慶三凈-延電(dian)輸氣項(xiang)(xiang)目、印尼TTU管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線項(xiang)(xiang)目、中(zhong)海油(you)南(nan)堡海管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)項(xiang)(xiang)目、中(zhong)石化塔河油(you)田抗(kang)酸(suan)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線，巴西礦漿X70管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線、加拿大(da)Nexeng公司(si)的管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線項(xiang)(xiang)目、加拿大(da)Husky公司(si)的管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線項(xiang)(xiang)目、加拿大(da)Encana公司(si)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線項(xiang)(xiang)目、澳大(da)利(li)(li)亞的APA管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線、澳大(da)利(li)(li)亞Jemena和澳大(da)利(li)(li)亞DBP等管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線項(xiang)(xiang)目得到應用。
