直縫埋弧焊接不(bu)銹鋼管的制造工藝有UOE成型、JCOE成型、RBE成型等,見圖7-13。這些工藝各有特點。

UOE機組鋼管成型質量好,機組效率高,產能高,但機組投資大,更換規格需要時間長,模具也較多,因此,非常適合單一規格大批量生產。RBE機組是三輥輥彎成型,成型鋼管質量較好,設備投資較UOE機組低,更換產品規格方便,中小批量鋼管生產適用性強。但由于RBE機組受到上輥直徑和撓度限制,而且鋼管板邊多采用后彎形式,雖然采用了上輥撓度補償等技術進行了改進,在生產壁厚不是太大的鋼管時質量也很好,但對于厚壁和大厚徑比的中、小規格鋼管很難滿足生產要求。JCOE成型為漸進式成型,成型質量好,成型后管體采用擴徑工藝后,鋼管的形狀也完全能夠滿足長輸管道用鋼管需求。投資較UOE機組低,更換規格時間短,需要的模具也少。JCOE機組對于鋼管批量、壁厚和管徑變化的適應性最強。目前,我國長輸管線用直縫埋弧焊接不銹鋼管的主流工藝是JCOE成型法。
自1998年番禺珠江鋼管公司引進二手1829mm HM設備以來,我國直縫埋弧焊接不銹鋼管生產技術飛速發展。為了滿足西氣東輸工程建設的需要,原國家經委將大直徑直縫埋弧焊管國產化列為“十五”期間重大技術設備攻關專題項目,由渤海裝備巨龍鋼管公司(原華北石油鋼管廠巨龍鋼管公司)負責研制,通過與中國石油管材研究所、舞陽鋼廠和鞍山鋼鐵公司一起開始進行X70針狀鐵素體管線鋼、寬厚鋼板及鋼管的研制,在不到一年的時間快速實現了國產化,各項性能指標與國外等同。渤海裝備巨龍鋼管公司共為西氣東輸工程生產直縫埋弧焊管14.8萬噸,此外還生產了X60鋼級ф508~914mm,最大壁厚達28mm十多種規格的場站用管,滿足了工程需要,打破了我國不能生產長輸管線用直縫埋弧焊接(jie)不銹(xiu)鋼管的歷史。
渤海裝(zhuang)備(bei)(bei)巨龍鋼管(guan)公司大(da)(da)直縫生(sheng)產線(xian)的建設(she)(she)也(ye)帶動(dong)了直縫焊接(jie)不銹(xiu)鋼管(guan)制(zhi)管(guan)裝(zhuang)備(bei)(bei)的進(jin)步和(he)發(fa)展。巨龍第一條(tiao)生(sheng)產線(xian)根據(ju)國(guo)內(nei)當時(shi)的設(she)(she)備(bei)(bei)制(zhi)造技術水平(ping),采(cai)用(yong)了菜單式(shi)(shi)引(yin)進(jin)方式(shi)(shi)。對于國(guo)內(nei)在技術和(he)制(zhi)造能(neng)力都不成(cheng)熟(shu)的設(she)(she)備(bei)(bei)整(zheng)機(ji)(ji)(ji)(ji)進(jin)口(kou)如(ru):JCO成(cheng)型機(ji)(ji)(ji)(ji)、浮(fu)動(dong)式(shi)(shi)高精度銑邊機(ji)(ji)(ji)(ji)、機(ji)(ji)(ji)(ji)械式(shi)(shi)擴(kuo)徑機(ji)(ji)(ji)(ji)、水柱(zhu)耦合式(shi)(shi)超聲波探傷設(she)(she)備(bei)(bei)、多絲內(nei)外焊接(jie)設(she)(she)備(bei)(bei)等;對于國(guo)內(nei)加(jia)工(gong)能(neng)力具(ju)備(bei)(bei)但技術水平(ping)較低的設(she)(she)備(bei)(bei)采(cai)用(yong)技術和(he)部分(fen)關鍵(jian)部件引(yin)進(jin),其他部分(fen)國(guo)內(nei)加(jia)工(gong)的分(fen)交方式(shi)(shi),如(ru):板邊預(yu)彎機(ji)(ji)(ji)(ji)、大(da)(da)功(gong)率連續(xu)式(shi)(shi)預(yu)焊機(ji)(ji)(ji)(ji)等;對于技術裝(zhuang)備(bei)(bei)國(guo)內(nei)都比較成(cheng)熟(shu)的設(she)(she)備(bei)(bei)由國(guo)內(nei)制(zhi)造,如(ru):水壓試(shi)驗機(ji)(ji)(ji)(ji)、管(guan)端倒棱機(ji)(ji)(ji)(ji)、X射線(xian)檢(jian)測設(she)(she)備(bei)(bei)以及(ji)生(sheng)產線(xian)其他輔助(zhu)設(she)(she)備(bei)(bei)。在保(bao)證整(zheng)條(tiao)生(sheng)產線(xian)達到世界先進(jin)水平(ping)的同時(shi),建設(she)(she)費用(yong)大(da)(da)幅降低。后續(xu)國(guo)內(nei)多條(tiao)JCOE直縫生(sheng)產線(xian)的建設(she)(she)也(ye)都借鑒了這種方式(shi)(shi)。
該生產(chan)(chan)(chan)線的(de)成功建設(she)(she)(she)也(ye)推動(dong)了(le)(le)國(guo)(guo)內(nei)大口徑直(zhi)縫(feng)埋(mai)弧焊接不銹鋼管(guan)生產(chan)(chan)(chan)線建設(she)(she)(she),并且(qie)帶(dai)動(dong)國(guo)(guo)內(nei)設(she)(she)(she)備制(zhi)(zhi)造廠開始了(le)(le)直(zhi)縫(feng)生產(chan)(chan)(chan)線設(she)(she)(she)備的(de)國(guo)(guo)產(chan)(chan)(chan)化研制(zhi)(zhi)。通過國(guo)(guo)內(nei)制(zhi)(zhi)管(guan)企業和設(she)(she)(she)備制(zhi)(zhi)造廠的(de)聯合攻關(guan),目(mu)前(qian),JCOE直(zhi)縫(feng)生產(chan)(chan)(chan)線的(de)主(zhu)機(ji)(ji)大多數已實現(xian)了(le)(le)國(guo)(guo)產(chan)(chan)(chan)化,推動(dong)我國(guo)(guo)直(zhi)縫(feng)制(zhi)(zhi)管(guan)裝備國(guo)(guo)產(chan)(chan)(chan)化的(de)企業主(zhu)要有(you)黃(huang)石鍛(duan)壓、天水鍛(duan)壓、西北機(ji)(ji)器、沈陽東(dong)基、哈爾濱焊接研究所和湘潭華進(jin)等生產(chan)(chan)(chan)廠家。其中(zhong)最(zui)具(ju)代表性的(de)主(zhu)要有(you):
(1)預(yu)彎機:PB16000~32000kN數(shu)控(kong)預(yu)彎機由(you)兩臺(tai)可相對(dui)移動(dong)的下動(dong)式(shi)開(kai)式(shi)壓力機組成(cheng)。在數(shu)控(kong)系統和電(dian)液伺(si)服系統控(kong)制下,每臺(tai)壓力機的兩油(you)缸單元同步驅動(dong)下模梁運行,定位精(jing)度(du)0.10mm。優化的模具曲(qu)線使(shi)預(yu)彎邊有效弧長最大化。壓制力可達32000kN,預(yu)彎全過程自(zi)動(dong)化運行。

(2)成型機:成型壓力機的成型壓力目前已達6500t,已經完全可以滿足直縫焊管生產的需求,達到了國際先進水平。該機采用15點獨立加凸補償系統,可在全長范圍內補償板料的同板差,可精確控制鋼管幾何形狀和開口量、徑錯等關鍵指標,同樣配置了進料阻尼輥和接料臺,以減小鋼板劃傷和噪聲。在6500t滿負荷壓下力時壓下量的控制精度誤差小于0.1mm,工作速度達到了13mm/s,應用工藝軟件優化的工藝參數,成形次數少,鋼管圓度高。實現了大直縫焊接不銹鋼管成型全過程高精高速自動化。成型后的鋼管橢圓度可控制在3mm之內。黃石鍛壓機床廠的鋼管成型設備已有多臺銷往國內、外,目前,國內新建成的JCOE機組絕大多數都采用國內成型機。

(3)預焊(han)(han)(han)機:TWC150~400kN數(shu)(shu)控預焊(han)(han)(han)機采(cai)用全(quan)數(shu)(shu)字實時控制電液(ye)伺服合(he)縫(feng)(feng)輥。在(zai)合(he)縫(feng)(feng)預焊(han)(han)(han)的(de)過程中,根據(ju)激光跟蹤系統顯示的(de)錯邊誤差與合(he)縫(feng)(feng)間隙,通(tong)過數(shu)(shu)控系統實時調整電液(ye)伺服合(he)縫(feng)(feng)輥,在(zai)負載(zai)條件下糾正錯邊量與合(he)縫(feng)(feng)間隙。極大降低了停焊(han)(han)(han)的(de)概率和焊(han)(han)(han)后人工修補量,大直縫(feng)(feng)焊(han)(han)(han)管(guan)合(he)縫(feng)(feng)預焊(han)(han)(han)實現(xian)了優(you)質高效。

(4)銑(xian)邊(bian)機(ji):新型(xing)的(de)(de)(de)(de)PFM90/800型(xing)的(de)(de)(de)(de)鋼板(ban)銑(xian)邊(bian)機(ji)雖然(ran)重量減(jian)輕了約30%,但在(zai)裝機(ji)容(rong)量保持(chi)不(bu)變的(de)(de)(de)(de)情況下所(suo)能加(jia)工(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)鋼板(ban)壁厚(hou)達到了40mm,最(zui)大加(jia)工(gong)(gong)余(yu)量可達25mm,且設備可根據不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)鋼材等級(ji)、不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)余(yu)量、不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)板(ban)厚(hou)進行全(quan)自動加(jia)工(gong)(gong),可見其(qi)已有較高的(de)(de)(de)(de)智能處理的(de)(de)(de)(de)能力。

(5)擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)徑機(ji):新型的(de)(de)機(ji)械擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)徑機(ji)也在控(kong)制和(he)(he)結(jie)(jie)構(gou)方(fang)面(mian)均得(de)到了(le)(le)改(gai)(gai)(gai)善。一是將擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)徑拉(la)(la)桿(gan)(gan)(gan)分為(wei)了(le)(le)三(san)段,將長度從(cong)整體(ti)的(de)(de)18m直接降到了(le)(le)拉(la)(la)桿(gan)(gan)(gan)13m、油(you)缸活塞(sai)桿(gan)(gan)(gan)2.5m和(he)(he)擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)徑頭拉(la)(la)桿(gan)(gan)(gan)2.5m,大大降低了(le)(le)細長拉(la)(la)桿(gan)(gan)(gan)的(de)(de)制造難度。且(qie)在拉(la)(la)桿(gan)(gan)(gan)聯結(jie)(jie)方(fang)式上(shang)進(jin)行了(le)(le)改(gai)(gai)(gai)進(jin),便(bian)于擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)徑頭和(he)(he)拉(la)(la)桿(gan)(gan)(gan)更換,并且(qie)在螺母與螺桿(gan)(gan)(gan)間加上(shang)了(le)(le)作(zuo)為(wei)易損件的(de)(de)螺紋護(hu)套,有效地(di)對拉(la)(la)桿(gan)(gan)(gan)進(jin)行了(le)(le)保(bao)護(hu)。二是在擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)徑頭各(ge)模具(ju)(ju)塊的(de)(de)導(dao)向(xiang)方(fang)面(mian)進(jin)行了(le)(le)改(gai)(gai)(gai)進(jin),在模具(ju)(ju)的(de)(de)前后都設(she)置了(le)(le)徑向(xiang)導(dao)向(xiang)鍵,可保(bao)證模具(ju)(ju)塊與錐體(ti)各(ge)面(mian)的(de)(de)充(chong)分結(jie)(jie)合(he),減少對模具(ju)(ju)的(de)(de)偏磨,又由于滑(hua)動面(mian)較緊密(mi)的(de)(de)結(jie)(jie)合(he)而降低了(le)(le)擴(kuo)(kuo)(kuo)(kuo)徑油(you)的(de)(de)消耗量。

(6)焊(han)接(jie)設(she)(she)備:參(can)考德(de)國U&S公司斯柯特(te)接(jie)法以(yi)減少焊(han)絲(si)之間的干擾(rao),國內(nei)焊(han)接(jie)設(she)(she)備集(ji)成研究成果(guo)顯著,先(xian)后開(kai)發(fa)出(chu)了(le)四(si)絲(si)焊(han)和(he)五絲(si)焊(han)接(jie)設(she)(she)備,采用(yong)數字控制,可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)記錄焊(han)接(jie)參(can)數,進(jin)行(xing)焊(han)接(jie)過程的監控、記錄,可(ke)有效保(bao)證對焊(han)接(jie)質量的控制。哈爾濱焊(han)接(jie)研究所成功地進(jin)行(xing)了(le)內(nei)、外(wai)焊(han)設(she)(she)備開(kai)發(fa)工(gong)作,近幾年就已銷售各種多絲(si)內(nei)、外(wai)焊(han)接(jie)設(she)(she)備100多套。

(7)焊(han)(han)(han)管(guan)輔助設備:隨著技術的(de)進(jin)步和人(ren)力(li)資源成本的(de)提高(gao),我國焊(han)(han)(han)管(guan)企業把(ba)越(yue)來(lai)越(yue)多的(de)精力(li)投(tou)入(ru)到提高(gao)工(gong)藝裝(zhuang)備自動(dong)化和信息化水平方(fang)面,尤其機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)應(ying)用(yong)越(yue)來(lai)越(yue)廣泛。早期僅有寶鋼(gang)UOE生產線(xian)引進(jin)了(le)引、熄弧(hu)板(ban)焊(han)(han)(han)接機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren),近年(nian)來(lai),噴標機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)得到了(le)廣泛應(ying)用(yong),管(guan)端焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)磨(mo)削(xue)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)和管(guan)端幾何尺(chi)寸(cun)激光(guang)自動(dong)檢(jian)測(ce)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)的(de)研發(fa)也取得可喜(xi)進(jin)展,如(ru)渤海裝(zhuang)備研究院(yuan)研發(fa)的(de)管(guan)端焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)磨(mo)削(xue)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren),在工(gong)業機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)上(shang)(shang)安裝(zhuang)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)檢(jian)測(ce)系統(tong)和磨(mo)削(xue)機(ji)(ji)(ji)構,可對(dui)焊(han)(han)(han)管(guan)管(guan)端內(nei)外焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)進(jin)行三維自動(dong)檢(jian)測(ce),自動(dong)獲取焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)形貌特征(zheng)數據,智能(neng)化地規劃機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)磨(mo)削(xue)運動(dong)軌跡,進(jin)行自動(dong)磨(mo)削(xue)。隨著技術進(jin)步和研發(fa)的(de)深入(ru),機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)將(jiang)會(hui)更廣發(fa)的(de)應(ying)用(yong)于(yu)焊(han)(han)(han)管(guan)生產線(xian)的(de)工(gong)藝裝(zhuang)備上(shang)(shang),對(dui)于(yu)提高(gao)生產效率和產品質量將(jiang)會(hui)產生巨(ju)大推動(dong)作用(yong)。

(8)焊(han)管(guan)(guan)裝備信(xin)(xin)息(xi)系(xi)統(tong):隨(sui)著(zhu)信(xin)(xin)息(xi)技術的(de)飛速發(fa)展,國(guo)內的(de)焊(han)管(guan)(guan)企業在(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)產線的(de)信(xin)(xin)息(xi)化建(jian)設方面投入了(le)(le)大(da)量(liang)(liang)的(de)人力(li)(li)、物(wu)力(li)(li),國(guo)內的(de)多條生(sheng)(sheng)(sheng)產線都(dou)建(jian)設了(le)(le)ERP、MES系(xi)統(tong),還有部分企業建(jian)設了(le)(le)物(wu)聯網系(xi)統(tong),并實現了(le)(le)多個信(xin)(xin)息(xi)系(xi)統(tong)的(de)融合,這些信(xin)(xin)息(xi)系(xi)統(tong)的(de)建(jian)設不(bu)僅(jin)實現了(le)(le)從材料(liao)到成品(pin)鋼管(guan)(guan)的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)產全(quan)過(guo)程的(de)監控,為鋼管(guan)(guan)生(sheng)(sheng)(sheng)產提(ti)供持(chi)續(xu)的(de)質(zhi)量(liang)(liang)保證,而且為滿足(zu)客戶(hu)管(guan)(guan)道全(quan)生(sheng)(sheng)(sheng)命(ming)周期管(guan)(guan)理(li)提(ti)供了(le)(le)有力(li)(li)的(de)質(zhi)量(liang)(liang)數據支持(chi)。同(tong)時,大(da)大(da)提(ti)升(sheng)了(le)(le)制管(guan)(guan)企業的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)產和經營管(guan)(guan)理(li)水平。隨(sui)著(zhu)這些信(xin)(xin)息(xi)系(xi)統(tong)的(de)深化應用(yong)和底層數據采集裝備的(de)不(bu)斷完善,必將對我國(guo)制管(guan)(guan)企業質(zhi)量(liang)(liang)控制和高效生(sheng)(sheng)(sheng)產組織(zhi)產生(sheng)(sheng)(sheng)重(zhong)大(da)影響。
經過了近20年的發展,中國的大口徑直縫埋弧焊接不銹鋼管從無到有,并通過引進、消化、吸收和改進,除個別加工和無損檢測設備的能力和精度與國外比較還有一定差距外,國內已經具備了絕大多數主機設備的制造能力,大口徑直縫焊接(jie)不銹鋼管生產線全線設備的配套制造能力,已經可以滿足我國中國大直縫生產線建設的需求。目前,國內大口徑埋弧焊管生產線除寶鋼是全套引進的UOE設備,沙市鋼管、中油寶世順等采用部分關鍵設備引進模式建設外,后續建設的近30條生產線主機設備基本都是國內制造的。
大口徑直縫埋弧焊焊(han)接不銹鋼管生產線的建設也帶動了管線鋼寬厚板的研制和鋼管制造能力的提高,我國管線鋼寬厚板從2002年開始僅能夠生產幾萬噸的水平,發展到每年可以提供上千萬噸鋼板。用于油氣輸送管道鋼管已經實現了X80直徑1420mm大批量用于中俄東線。X90、X100、X120高鋼級鋼管也已經完成了工業性試驗。在海洋輸送鋼管、酸性環境服役鋼管和低溫鋼管(服役溫度-45℃)等特殊服役環境鋼管也完全可以滿足我國管道建設的需求,并有部分實現出口。另外,在海工(隔水管)、建筑等其他行業用管也取得了長足進步。

