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管生產設備，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(cheng)
寶鋼ф610mm HFW不(bu)銹鋼焊管(guan)機組生產工藝(yi)流(liu)程(cheng)見圖7-8所示。
二(er)、主要(yao)技術特點
1. 排輥成型(xing)技術特(te)點
a. 由許(xu)多小直徑(jing)輥(gun)(gun)組成(cheng)的(de)排輥(gun)(gun)代替輥(gun)(gun)式(shi)成(cheng)型(xing)機的(de)大(da)直徑(jing)水平(ping)輥(gun)(gun)，最大(da)邊緣拉應變僅是傳統(tong)輥(gun)(gun)式(shi)成(cheng)型(xing)的(de)1/5左右，可提高鋼管外(wai)觀質量，減少功率消(xiao)耗(hao)及軋輥(gun)(gun)磨損。
b. 排輥成型機采用連續局部彎曲變(bian)(bian)形(xing)，彎曲力小(xiao)且較均勻；成型區縮短，帶(dai)鋼塑性變(bian)(bian)形(xing)小(xiao)；排輥群由(you)外側束縛帶(dai)鋼邊(bian)緣，將邊(bian)緣外側變(bian)(bian)形(xing)以壓縮形(xing)式吸收，可(ke)防止帶(dai)鋼邊(bian)緣發生折皺、鼓包，使鋼管壁厚與管徑比的范圍擴大到1：80，具有(you)加工(gong)中(zhong)大直徑薄壁管的優勢。
c. 排輥成(cheng)型(xing)為連續(xu)成(cheng)型(xing)法，成(cheng)型(xing)性好，且采用“下(xia)山法”成(cheng)型(xing)，在成(cheng)型(xing)過程中帶(dai)鋼(gang)邊(bian)緣的軌跡近乎直(zhi)線，從(cong)而改(gai)善成(cheng)型(xing)質量，使焊(han)接(jie)穩定可靠(kao)。
d. 在更(geng)換(huan)不銹鋼焊管規(gui)格尺寸(cun)時，排輥(gun)不換(huan)，只(zhi)需(xu)調(diao)整，與傳統(tong)輥(gun)式成型相比，可減少(shao)軋輥(gun)規(gui)格和換(huan)輥(gun)時間(jian)。
2. 成型設(she)備(bei)技術特點(dian)
寶鋼Φ610mm HFW焊管機組成(cheng)(cheng)型(xing)設(she)備是引進德國SMSMEER公(gong)司(si)開發的直緣成(cheng)(cheng)型(xing)技術，由夾送輥裝(zhuang)置(zhi)、彎(wan)邊機、線性預成(cheng)(cheng)型(xing)裝(zhuang)置(zhi)、粗成(cheng)(cheng)型(xing)機、線性成(cheng)(cheng)型(xing)裝(zhuang)置(zhi)、精成(cheng)(cheng)型(xing)機架、擠壓輥機架和定徑機架組成(cheng)(cheng)。
a. 夾送(song)(song)輥(gun)裝置由上、下水平輥(gun)組成(cheng)，2臺功率(lv)為110kW交流電機(ji)(ji)通過減(jian)速齒輪箱和(he)萬向傳(chuan)動(dong)軸驅動(dong)將帶鋼經水平導向輥(gun)送(song)(song)入彎邊機(ji)(ji)，并在生(sheng)產(chan)中(zhong)作輔助主傳(chuan)動(dong)。上夾送(song)(song)輥(gun)由液壓(ya)缸(gang)升、降，帶鋼在機(ji)(ji)架(jia)中(zhong)不(bu)產(chan)生(sheng)彎曲變形，出(chu)本(ben)機(ji)(ji)架(jia)后開(kai)始“下山”變形。
b. 彎(wan)(wan)邊(bian)(bian)(bian)機位于(yu)線性(xing)預成型(xing)裝置前端，將帶鋼(gang)邊(bian)(bian)(bian)緣彎(wan)(wan)曲成接(jie)近成品曲率的(de)(de)弧形，防(fang)止焊縫(feng)處出(chu)現梨(li)形凸出(chu)，一對(dui)彎(wan)(wan)邊(bian)(bian)(bian)輥(gun)(gun)可(ke)一起上下(xia)、左右調(diao)整，也(ye)可(ke)以單獨調(diao)整，通過(guo)(guo)(guo)電機和螺旋千(qian)斤(jin)頂可(ke)以調(diao)節彎(wan)(wan)邊(bian)(bian)(bian)厚度(du)和寬度(du)，為確保不同(tong)壁厚精確的(de)(de)帶鋼(gang)邊(bian)(bian)(bian)部彎(wan)(wan)曲以及允許對(dui)頭焊縫(feng)自由通過(guo)(guo)(guo)，下(xia)彎(wan)(wan)邊(bian)(bian)(bian)輥(gun)(gun)設計成液壓減震結(jie)構(gou)。上下(xia)彎(wan)(wan)邊(bian)(bian)(bian)輥(gun)(gun)均(jun)安裝在用于(yu)快(kuai)速更(geng)換的(de)(de)箱式結(jie)構(gou)的(de)(de)輥(gun)(gun)座上，通過(guo)(guo)(guo)編碼器傳(chuan)感、計算機控制(zhi)調(diao)整輥(gun)(gun)位。
c. 線性(xing)(xing)預成型(xing)裝(zhuang)置由2個帶有若干非傳動排輥(gun)(gun)的(de)外部線性(xing)(xing)成型(xing)裝(zhuang)置（排輥(gun)(gun)架）組成，以(yi)確保(bao)短成型(xing)間距，其線性(xing)(xing)可根(gen)據產品成型(xing)的(de)幾(ji)何(he)學(xue)進行(xing)水(shui)平、垂直和旋轉調節。
d. 粗成型(xing)機由上輥和下輥組成，并布置在線性預(yu)成型(xing)后段，由2臺(tai)功率110kW交流電(dian)機通(tong)過減速齒輪箱和萬(wan)向(xiang)傳動(dong)軸驅動(dong)，是線性預(yu)成型(xing)段及(ji)粗成型(xing)的(de)主動(dong)力源(yuan)。
e. 線(xian)(xian)性(xing)成(cheng)型裝(zhuang)置(zhi)布置(zhi)在線(xian)(xian)性(xing)預成(cheng)型裝(zhuang)置(zhi)和精成(cheng)型機(ji)架(jia)之間，分為3段(duan)，每段(duan)有2個排輥架(jia)組成(cheng)，可以根據產品成(cheng)型幾何(he)學需(xu)求進行水平、垂直(zhi)和旋轉調(diao)節。帶(dai)鋼經(jing)線(xian)(xian)性(xing)成(cheng)型裝(zhuang)置(zhi)后成(cheng)為U形。
f. 精成(cheng)型機(ji)(ji)架(jia)(jia)由3架(jia)(jia)精成(cheng)型機(ji)(ji)架(jia)(jia)組成(cheng)，采用均勻剛(gang)性(xing)設計(ji)的(de)(de)URD機(ji)(ji)架(jia)(jia)由6臺功率為(wei)110kW交流(liu)電機(ji)(ji)通過減速齒(chi)輪(lun)箱(xiang)和萬向(xiang)(xiang)傳動(dong)軸驅動(dong)，是成(cheng)型焊(han)接段的(de)(de)主(zhu)動(dong)力源。每架(jia)(jia)精成(cheng)型機(ji)(ji)架(jia)(jia)安裝(zhuang)(zhuang)4個軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)，上、下(xia)輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)主(zhu)動(dong)，2個側輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)被動(dong)，最大軋(ya)制(zhi)力1800kN。上、下(xia)輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)及側輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)通過獨立的(de)(de)小電機(ji)(ji)經(jing)螺旋升降(jiang)裝(zhuang)(zhuang)置調節，編碼(ma)器傳感，計(ji)算機(ji)(ji)控(kong)制(zhi)調整(zheng)輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)位(wei)，輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)位(wei)OP值設定精度可達(da)0.01mm。精成(cheng)型將(jiang)線(xian)性(xing)成(cheng)型后的(de)(de)U形(xing)荒管變形(xing)為(wei)開口的(de)(de)0形(xing)管坯。3架(jia)(jia)上輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)安裝(zhuang)(zhuang)導(dao)向(xiang)(xiang)環將(jiang)焊(han)接V角控(kong)制(zhi)在一定的(de)(de)范(fan)圍內(nei)，為(wei)擠壓輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)機(ji)(ji)架(jia)(jia)的(de)(de)成(cheng)型焊(han)接創造(zao)了(le)條件。
g. 擠(ji)壓輥機(ji)架(jia)采用(yong)均勻剛性設(she)計的(de)URD機(ji)架(jia)，由5個被動擠(ji)壓輥（2個上(shang)輥，2個側輥，1個底輥）組成(cheng)(cheng)的(de)孔(kong)型，可將精成(cheng)(cheng)型后的(de)開口0形管(guan)(guan)成(cheng)(cheng)型焊接成(cheng)(cheng)封閉的(de)0形管(guan)(guan)。該機(ji)架(jia)也具有精成(cheng)(cheng)型機(ji)架(jia)軋輥精密調節機(ji)構和快(kuai)速換輥功(gong)能。
h. 定(ding)(ding)(ding)徑(jing)段(duan)由4架(jia)(jia)定(ding)(ding)(ding)徑(jing)機架(jia)(jia)組(zu)成，主(zhu)要功(gong)(gong)能是將(jiang)成型(xing)焊(han)接后的0形立橢圓管(guan)變形為(wei)(wei)符(fu)合產品標準的圓管(guan)，采用(yong)均勻剛性設計的URD機架(jia)(jia)由8臺功(gong)(gong)率為(wei)(wei)110kW交(jiao)流電(dian)機通過減速齒輪箱和(he)萬向傳動(dong)軸驅動(dong)，是定(ding)(ding)(ding)徑(jing)段(duan)的主(zhu)動(dong)力源。每(mei)架(jia)(jia)定(ding)(ding)(ding)徑(jing)機架(jia)(jia)裝有4個軋輥(gun)(gun)，其中上、下(xia)輥(gun)(gun)主(zhu)動(dong)，2個側輥(gun)(gun)被動(dong)，最大軋制力1800kN。上、下(xia)輥(gun)(gun)及側輥(gun)(gun)通過獨立的小(xiao)電(dian)機并經螺旋千斤頂調(diao)節(jie)，編碼(ma)器(qi)傳感，計算機控制調(diao)整輥(gun)(gun)位，輥(gun)(gun)位OP值設定(ding)(ding)(ding)精度可(ke)達0.01mm。為(wei)(wei)保證小(xiao)直徑(jing)（219.1～323.9mm）焊(han)管(guan)焊(han)縫在(zai)定(ding)(ding)(ding)徑(jing)前不(bu)偏離(li)12點的位置，在(zai)1＃定(ding)(ding)(ding)徑(jing)機架(jia)(jia)前設置了防(fang)扭轉機架(jia)(jia)，防(fang)扭轉機架(jia)(jia)上安裝了一(yi)對可(ke)沿環向扭轉的立輥(gun)(gun)，并配置了快速夾緊、機械調(diao)節(jie)裝置。
3. 固態焊機技術特點
采用挪威EFD公司生產的輸出功率為1800kW、頻(pin)率90～150kHz的固(gu)態焊(han)機(ji)。用更加簡潔的主(zhu)回路拓撲(pu)結(jie)構，二極(ji)管不可(ke)(ke)(ke)控(kong)整流(liu)，可(ke)(ke)(ke)使功率因數(shu)達到(dao)0.95；利用新型(xing)的軟開(kai)關橋(qiao)式(shi)逆變換流(liu)技術(shu)將輸入的直流(liu)電(dian)(dian)逆變為高頻(pin)交流(liu)電(dian)(dian)；整機(ji)效率可(ke)(ke)(ke)達85％左(zuo)右。具(ju)有(you)(you)高頻(pin)電(dian)(dian)源保護；無(wu)需對主(zhu)回路的電(dian)(dian)容電(dian)(dian)感參數(shu)進行(xing)(xing)調節，在(zai)設(she)計負載范圍內，功率正常輸出不受限制(zhi)，自動匹配；還(huan)具(ju)有(you)(you)開(kai)機(ji)自診(zhen)斷功能(neng)、配備相(xiang)應(ying)的通訊系統(tong)實時將設(she)備運行(xing)(xing)參數(shu)傳遞(di)到(dao)監控(kong)系統(tong)進行(xing)(xing)診(zhen)斷處理及存(cun)儲等智能(neng)化功能(neng)。
4. 自動控制系統技(ji)術特點
a. 自動(dong)控制(zhi)系統分為(wei)：制(zhi)造執行級(ji) MES（manufacturing execution system）、基礎自動(dong)化級(ji)L1和設備(bei)傳(chuan)動(dong)與檢測級(ji)LO等3個層(ceng)次。焊管生產(chan)線PLC與MES、操作PC、快速設定PC之(zhi)間均采(cai)用(yong)標準工業以太網通訊，PLC與傳(chuan)動(dong)、檢測設備(bei)間采(cai)用(yong)網絡通訊連接。
b. MES主要功(gong)能是接收上級計(ji)算機（ERP）下達的生(sheng)產計(ji)劃，轉化成實(shi)(shi)際(ji)的產品制(zhi)造計(ji)劃和設備(bei)控制(zhi)參(can)數(shu)，并控制(zhi)實(shi)(shi)際(ji)生(sheng)產過(guo)程(cheng)，完成生(sheng)產線調度(du)、物料跟蹤和生(sheng)產數(shu)據采集等功(gong)能，實(shi)(shi)現產品從生(sheng)產計(ji)劃到成品產出全過(guo)程(cheng)管(guan)理與(yu)控制(zhi)。
c. 快速(su)(su)設定(ding)(ding)系(xi)統(tong)(tong)（QS）是(shi)(shi)一套快速(su)(su)換輥(gun)調(diao)整(zheng)(zheng)系(xi)統(tong)(tong)，是(shi)(shi)MES的(de)重要內容(rong)，與(yu)基礎自動(dong)化L1相連接，既(ji)向L1發送設定(ding)(ding)數(shu)據(ju)(ju)，又(you)從L1收集各產(chan)品規(gui)(gui)(gui)格(ge)(ge)實際(ji)生(sheng)產(chan)調(diao)整(zheng)(zheng)時(shi)的(de)輥(gun)位(wei)值(zhi)，對優化的(de)調(diao)整(zheng)(zheng)設定(ding)(ding)參(can)數(shu)進行繼(ji)承，作為下次生(sheng)產(chan)的(de)最新(xin)設定(ding)(ding)值(zhi)。根據(ju)(ju)產(chan)品理化結(jie)果判定(ding)(ding)當(dang)(dang)前設置(zhi)是(shi)(shi)否最優化，并選擇是(shi)(shi)否覆蓋原有數(shu)據(ju)(ju)。改(gai)變產(chan)品規(gui)(gui)(gui)格(ge)(ge)時(shi)，通過比較當(dang)(dang)前所生(sheng)產(chan)規(gui)(gui)(gui)格(ge)(ge)與(yu)即(ji)將生(sheng)產(chan)規(gui)(gui)(gui)格(ge)(ge)，并根據(ju)(ju)對頭焊縫跟蹤信息，快速(su)(su)設定(ding)(ding)PC自動(dong)向PLC 發送軋輥(gun)直徑、輸送角、力(li)矩(ju)、輥(gun)位(wei)設定(ding)(ding)值(zhi)、焊接功率參(can)考(kao)值(zhi)和熱(re)處理溫度(du)設定(ding)(ding)值(zhi)等。
d. 根據(ju)設備提供的(de)(de)焊(han)接(jie)質量跟蹤系統，以曲(qu)線(xian)或(huo)波形形式(shi)顯示當前的(de)(de)焊(han)接(jie)速(su)度(du)、焊(han)接(jie)溫度(du)、焊(han)接(jie)功(gong)率、各段熱處理溫度(du)和功(gong)率、探傷(shang)缺(que)陷類型等，并存(cun)入數據(ju)庫供分析。
e. 基(ji)礎自(zi)動化控(kong)(kong)制(zhi)功能主要包括：自(zi)動順(shun)序(xu)控(kong)(kong)制(zhi)、料(liao)流跟蹤(zong)、焊(han)縫位(wei)置跟蹤(zong)、鋼卷對(dui)中控(kong)(kong)制(zhi)、開卷機張(zhang)力控(kong)(kong)制(zhi)、活套(tao)充套(tao)量控(kong)(kong)制(zhi)、主傳動速(su)度(du)控(kong)(kong)制(zhi)、軋(ya)輥位(wei)置控(kong)(kong)制(zhi)、銑邊控(kong)(kong)制(zhi)、焊(han)接(jie)功率控(kong)(kong)制(zhi)、熱處理溫度(du)控(kong)(kong)制(zhi)和(he)飛鋸控(kong)(kong)制(zhi)等。
三、技(ji)術(shu)水平與業績
寶鋼ф610mm HFW 不銹鋼焊管機(ji)組(zu)憑借其設備一流，管理先進，帶鋼資源及板(ban)管質量(liang)一貫制的優勢，無(wu)論是產品(pin)品(pin)種(zhong)，規(gui)格拓展，還(huan)是在產量(liang)、質量(liang)及效益(yi)方面(mian)均取得了(le)國(guo)內同(tong)類機(ji)組(zu)最好的業(ye)績。產品(pin)廣泛(fan)應用于(yu)油(you)氣(qi)(qi)輸(shu)送(song)、油(you)氣(qi)(qi)開采(cai)、海洋平臺及大型建筑物。
自2005年10月27日投產(chan)以來，依托(tuo)寶(bao)(bao)鋼股份一貫制優勢(shi)，寶(bao)(bao)鋼HFW不銹鋼焊管(guan)(guan)(guan)已經開(kai)發生(sheng)產(chan)B-X80管(guan)(guan)(guan)線(xian)管(guan)(guan)(guan)，Q235-Q500結構及低壓流體管(guan)(guan)(guan)，H40-P110油套(tao)管(guan)(guan)(guan)。2006-2018年累計供貨(huo)HFW 焊管(guan)(guan)(guan)165萬噸（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)利亞、加(jia)(jia)拿大(da)(da)、南(nan)美、中(zhong)(zhong)東、非洲及東南(nan)亞市(shi)場等海外(wai)市(shi)場。產(chan)品先(xian)后在中(zhong)(zhong)石油長慶(qing)三凈-延電(dian)輸氣項(xiang)(xiang)目(mu)、印尼TTU管(guan)(guan)(guan)線(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)、中(zhong)(zhong)海油南(nan)堡海管(guan)(guan)(guan)項(xiang)(xiang)目(mu)、中(zhong)(zhong)石化塔河油田(tian)抗酸管(guan)(guan)(guan)線(xian)，巴西礦漿(jiang)X70管(guan)(guan)(guan)線(xian)、加(jia)(jia)拿大(da)(da)Nexeng公司(si)的(de)管(guan)(guan)(guan)線(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)、加(jia)(jia)拿大(da)(da)Husky公司(si)的(de)管(guan)(guan)(guan)線(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)、加(jia)(jia)拿大(da)(da)Encana公司(si)管(guan)(guan)(guan)線(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)、澳(ao)大(da)(da)利亞的(de)APA管(guan)(guan)(guan)線(xian)、澳(ao)大(da)(da)利亞Jemena和澳(ao)大(da)(da)利亞DBP等管(guan)(guan)(guan)線(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)得到應用(yong)。
