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(sheng)產工藝流程
寶鋼ф610mm HFW不(bu)銹鋼焊(han)管機組生產(chan)工(gong)藝(yi)流程見圖7-8所示。
二、主(zhu)要技術特點
1. 排輥成(cheng)型技術特(te)點
a. 由許多小直徑輥(gun)(gun)組成(cheng)的(de)排輥(gun)(gun)代(dai)替輥(gun)(gun)式(shi)成(cheng)型機的(de)大直徑水平輥(gun)(gun)，最(zui)大邊緣拉應變僅是(shi)傳統(tong)輥(gun)(gun)式(shi)成(cheng)型的(de)1/5左右，可提高鋼管(guan)外觀質量，減少功率消耗及軋(ya)輥(gun)(gun)磨損(sun)。
b. 排輥成型機采用連續局部彎(wan)曲(qu)變形(xing)，彎(wan)曲(qu)力小且較均勻(yun)；成型區縮短，帶鋼(gang)塑(su)性變形(xing)小；排輥群由外側束(shu)縛帶鋼(gang)邊緣，將邊緣外側變形(xing)以(yi)壓縮形(xing)式吸收，可防止(zhi)帶鋼(gang)邊緣發生折皺、鼓(gu)包，使鋼(gang)管壁(bi)厚與(yu)管徑(jing)比的(de)范圍擴(kuo)大到(dao)1：80，具有加工中大直徑(jing)薄壁(bi)管的(de)優勢(shi)。
c. 排輥成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)為連續成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)法，成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)性好，且采用(yong)“下山法”成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)，在成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)過(guo)程中帶鋼(gang)邊緣的軌跡近乎(hu)直(zhi)線，從而改善成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)質量，使(shi)焊接穩定可靠。
d. 在(zai)更換(huan)不銹鋼焊管規格尺寸(cun)時，排輥不換(huan)，只(zhi)需調(diao)整，與傳(chuan)統輥式成型相比(bi)，可(ke)減少(shao)軋(ya)輥規格和換(huan)輥時間。
2. 成型設備技術特(te)點
寶(bao)鋼Φ610mm HFW焊管機組成(cheng)(cheng)型(xing)設備(bei)是引進德國SMSMEER公司開發(fa)的(de)直緣成(cheng)(cheng)型(xing)技術，由夾送輥(gun)裝(zhuang)置、彎邊機、線性預成(cheng)(cheng)型(xing)裝(zhuang)置、粗成(cheng)(cheng)型(xing)機、線性成(cheng)(cheng)型(xing)裝(zhuang)置、精成(cheng)(cheng)型(xing)機架、擠壓輥(gun)機架和(he)定徑(jing)機架組成(cheng)(cheng)。
a. 夾送輥(gun)裝置由(you)上(shang)、下(xia)水(shui)平輥(gun)組成(cheng)，2臺功率為(wei)110kW交(jiao)流電機(ji)通過減(jian)速(su)齒輪箱(xiang)和萬向(xiang)傳(chuan)動軸驅動將帶鋼經水(shui)平導(dao)向(xiang)輥(gun)送入彎邊(bian)機(ji)，并(bing)在(zai)生產中(zhong)作輔助主(zhu)傳(chuan)動。上(shang)夾送輥(gun)由(you)液壓缸升(sheng)、降，帶鋼在(zai)機(ji)架中(zhong)不(bu)產生彎曲變(bian)形(xing)，出本機(ji)架后(hou)開始“下(xia)山”變(bian)形(xing)。
b. 彎(wan)(wan)邊(bian)機(ji)位于(yu)線性預成(cheng)型裝(zhuang)置前(qian)端，將(jiang)帶鋼邊(bian)緣彎(wan)(wan)曲(qu)成(cheng)接近成(cheng)品曲(qu)率的(de)弧形，防(fang)止焊縫(feng)處出現梨形凸出，一對(dui)彎(wan)(wan)邊(bian)輥可(ke)一起上下(xia)、左右(you)調(diao)整(zheng)，也(ye)可(ke)以(yi)(yi)單獨(du)調(diao)整(zheng)，通過(guo)(guo)電機(ji)和螺旋千(qian)斤(jin)頂可(ke)以(yi)(yi)調(diao)節彎(wan)(wan)邊(bian)厚度和寬度，為確(que)保不同壁厚精確(que)的(de)帶鋼邊(bian)部彎(wan)(wan)曲(qu)以(yi)(yi)及允許對(dui)頭(tou)焊縫(feng)自由通過(guo)(guo)，下(xia)彎(wan)(wan)邊(bian)輥設計(ji)成(cheng)液壓(ya)減震結構。上下(xia)彎(wan)(wan)邊(bian)輥均安裝(zhuang)在用于(yu)快速(su)更換的(de)箱式結構的(de)輥座上，通過(guo)(guo)編碼器傳感、計(ji)算機(ji)控制調(diao)整(zheng)輥位。
c. 線(xian)性(xing)預成型(xing)裝(zhuang)(zhuang)置由2個帶有若(ruo)干非(fei)傳(chuan)動(dong)排(pai)(pai)輥的(de)外部線(xian)性(xing)成型(xing)裝(zhuang)(zhuang)置（排(pai)(pai)輥架(jia)）組成，以確保短成型(xing)間(jian)距，其線(xian)性(xing)可根據產品(pin)成型(xing)的(de)幾何(he)學進行水平、垂直和旋轉調節。
d. 粗(cu)成(cheng)型(xing)機由上輥(gun)(gun)和(he)下輥(gun)(gun)組成(cheng)，并布置(zhi)在線(xian)性(xing)預成(cheng)型(xing)后段(duan)，由2臺(tai)功率110kW交(jiao)流電(dian)機通(tong)過減速齒輪箱和(he)萬向(xiang)傳動軸驅動，是(shi)線(xian)性(xing)預成(cheng)型(xing)段(duan)及粗(cu)成(cheng)型(xing)的主動力源。
e. 線(xian)性成型裝置布置在線(xian)性預成型裝置和(he)精成型機架之間，分為3段(duan)，每段(duan)有2個排輥架組(zu)成，可以根據產品成型幾何學需(xu)求進行水平、垂直和(he)旋(xuan)轉調節(jie)。帶鋼經線(xian)性成型裝置后成為U形。
f. 精(jing)(jing)成型(xing)機(ji)(ji)架(jia)由(you)(you)3架(jia)精(jing)(jing)成型(xing)機(ji)(ji)架(jia)組成，采用均(jun)勻剛性(xing)設計的(de)(de)URD機(ji)(ji)架(jia)由(you)(you)6臺功率為110kW交流電(dian)機(ji)(ji)通過減速齒輪箱和萬向傳動軸驅動，是成型(xing)焊(han)(han)接(jie)段(duan)的(de)(de)主(zhu)動力源。每(mei)架(jia)精(jing)(jing)成型(xing)機(ji)(ji)架(jia)安(an)裝4個軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)，上(shang)、下(xia)(xia)輥(gun)(gun)(gun)主(zhu)動，2個側(ce)(ce)輥(gun)(gun)(gun)被動，最大軋(ya)制力1800kN。上(shang)、下(xia)(xia)輥(gun)(gun)(gun)及側(ce)(ce)輥(gun)(gun)(gun)通過獨立的(de)(de)小電(dian)機(ji)(ji)經螺旋(xuan)升降裝置(zhi)調(diao)節，編碼器傳感，計算(suan)機(ji)(ji)控制調(diao)整輥(gun)(gun)(gun)位，輥(gun)(gun)(gun)位OP值(zhi)設定精(jing)(jing)度可達0.01mm。精(jing)(jing)成型(xing)將線性(xing)成型(xing)后的(de)(de)U形(xing)荒(huang)管(guan)變形(xing)為開口的(de)(de)0形(xing)管(guan)坯(pi)。3架(jia)上(shang)輥(gun)(gun)(gun)安(an)裝導向環將焊(han)(han)接(jie)V角控制在一定的(de)(de)范(fan)圍(wei)內，為擠壓輥(gun)(gun)(gun)機(ji)(ji)架(jia)的(de)(de)成型(xing)焊(han)(han)接(jie)創(chuang)造了條件。
g. 擠壓輥(gun)(gun)(gun)(gun)機(ji)架(jia)采用均(jun)勻剛性設計的URD機(ji)架(jia)，由5個被動擠壓輥(gun)(gun)(gun)(gun)（2個上輥(gun)(gun)(gun)(gun)，2個側(ce)輥(gun)(gun)(gun)(gun)，1個底輥(gun)(gun)(gun)(gun)）組(zu)成(cheng)的孔型(xing)，可將精(jing)成(cheng)型(xing)后的開口0形管成(cheng)型(xing)焊接(jie)成(cheng)封閉的0形管。該機(ji)架(jia)也具有精(jing)成(cheng)型(xing)機(ji)架(jia)軋輥(gun)(gun)(gun)(gun)精(jing)密調節(jie)機(ji)構(gou)和快速換輥(gun)(gun)(gun)(gun)功能。
h. 定(ding)(ding)徑段由4架(jia)(jia)定(ding)(ding)徑機(ji)(ji)架(jia)(jia)組成(cheng)，主要(yao)功能是將成(cheng)型焊(han)接后的0形立橢圓(yuan)管(guan)變形為符合產品標(biao)準的圓(yuan)管(guan)，采用均勻剛性(xing)設計的URD機(ji)(ji)架(jia)(jia)由8臺(tai)功率為110kW交流電(dian)(dian)機(ji)(ji)通過減速(su)(su)齒輪箱和萬向傳動(dong)(dong)(dong)軸驅動(dong)(dong)(dong)，是定(ding)(ding)徑段的主動(dong)(dong)(dong)力源。每架(jia)(jia)定(ding)(ding)徑機(ji)(ji)架(jia)(jia)裝(zhuang)有4個軋輥(gun)(gun)，其中上、下(xia)輥(gun)(gun)主動(dong)(dong)(dong)，2個側(ce)輥(gun)(gun)被動(dong)(dong)(dong)，最大軋制力1800kN。上、下(xia)輥(gun)(gun)及側(ce)輥(gun)(gun)通過獨(du)立的小(xiao)電(dian)(dian)機(ji)(ji)并經螺旋千(qian)斤頂調節(jie)，編碼器傳感，計算(suan)機(ji)(ji)控制調整輥(gun)(gun)位(wei)，輥(gun)(gun)位(wei)OP值(zhi)設定(ding)(ding)精度可達0.01mm。為保(bao)證小(xiao)直徑（219.1～323.9mm）焊(han)管(guan)焊(han)縫(feng)在定(ding)(ding)徑前不偏離(li)12點(dian)的位(wei)置(zhi)，在1＃定(ding)(ding)徑機(ji)(ji)架(jia)(jia)前設置(zhi)了(le)防扭轉機(ji)(ji)架(jia)(jia)，防扭轉機(ji)(ji)架(jia)(jia)上安裝(zhuang)了(le)一對可沿環向扭轉的立輥(gun)(gun)，并配置(zhi)了(le)快速(su)(su)夾緊、機(ji)(ji)械(xie)調節(jie)裝(zhuang)置(zhi)。
3. 固態焊(han)機技(ji)術特點(dian)
采用挪(nuo)威EFD公司生產的(de)輸(shu)出(chu)功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)為1800kW、頻(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)90～150kHz的(de)固態(tai)焊(han)機。用更加(jia)簡潔的(de)主回路(lu)拓撲結構(gou)，二極管不可(ke)(ke)控(kong)整(zheng)流(liu)，可(ke)(ke)使功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)因數(shu)(shu)達(da)到(dao)0.95；利用新型(xing)的(de)軟(ruan)開關(guan)橋式逆(ni)變換流(liu)技術將輸(shu)入的(de)直流(liu)電(dian)逆(ni)變為高頻(pin)(pin)交流(liu)電(dian)；整(zheng)機效率(lv)(lv)(lv)可(ke)(ke)達(da)85％左右。具有高頻(pin)(pin)電(dian)源(yuan)保護；無需對主回路(lu)的(de)電(dian)容電(dian)感(gan)參數(shu)(shu)進行(xing)調節，在設計負(fu)載范圍內，功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)正常輸(shu)出(chu)不受限制(zhi)，自動匹(pi)配(pei)；還具有開機自診斷功(gong)(gong)能、配(pei)備(bei)相(xiang)應的(de)通訊系統(tong)(tong)實(shi)時將設備(bei)運行(xing)參數(shu)(shu)傳遞到(dao)監控(kong)系統(tong)(tong)進行(xing)診斷處理(li)及存(cun)儲等智能化功(gong)(gong)能。
4. 自動(dong)控制(zhi)系統技術特點
a. 自動(dong)控制系(xi)統分為：制造執行級 MES（manufacturing execution system）、基礎(chu)自動(dong)化級L1和設(she)(she)備傳(chuan)動(dong)與(yu)檢測級LO等3個(ge)層次。焊管生(sheng)產線PLC與(yu)MES、操作(zuo)PC、快速設(she)(she)定PC之(zhi)間均采用(yong)標(biao)準工業以太網通(tong)訊，PLC與(yu)傳(chuan)動(dong)、檢測設(she)(she)備間采用(yong)網絡通(tong)訊連接。
b. MES主要(yao)功能是接收上(shang)級計算機（ERP）下(xia)達的(de)生(sheng)產(chan)計劃(hua)，轉化(hua)成(cheng)實際的(de)產(chan)品制(zhi)造計劃(hua)和設備控制(zhi)參(can)數，并控制(zhi)實際生(sheng)產(chan)過程，完成(cheng)生(sheng)產(chan)線調度、物料跟蹤和生(sheng)產(chan)數據采集等(deng)功能，實現(xian)產(chan)品從生(sheng)產(chan)計劃(hua)到成(cheng)品產(chan)出全(quan)過程管(guan)理與控制(zhi)。
c. 快速設定(ding)(ding)系統（QS）是一(yi)套快速換輥調(diao)整系統，是MES的(de)重要(yao)內容，與(yu)基(ji)礎自動(dong)化L1相連接，既向L1發送設定(ding)(ding)數(shu)據(ju)，又(you)從(cong)L1收集各產(chan)品規(gui)格(ge)(ge)實際(ji)生產(chan)調(diao)整時的(de)輥位(wei)值(zhi)，對優(you)化的(de)調(diao)整設定(ding)(ding)參(can)數(shu)進(jin)行繼承，作為下次生產(chan)的(de)最新設定(ding)(ding)值(zhi)。根據(ju)產(chan)品理化結果(guo)判(pan)定(ding)(ding)當前(qian)設置是否最優(you)化，并(bing)選擇是否覆蓋原有數(shu)據(ju)。改變產(chan)品規(gui)格(ge)(ge)時，通過(guo)比較當前(qian)所生產(chan)規(gui)格(ge)(ge)與(yu)即(ji)將生產(chan)規(gui)格(ge)(ge)，并(bing)根據(ju)對頭焊縫(feng)跟(gen)蹤信息(xi)，快速設定(ding)(ding)PC自動(dong)向PLC 發送軋(ya)輥直徑、輸送角、力(li)矩、輥位(wei)設定(ding)(ding)值(zhi)、焊接功率(lv)參(can)考值(zhi)和熱處(chu)理溫度(du)設定(ding)(ding)值(zhi)等。
d. 根據設備提供(gong)的(de)焊(han)接質(zhi)量跟蹤系統，以曲線(xian)或(huo)波形形式顯示當前(qian)的(de)焊(han)接速度、焊(han)接溫度、焊(han)接功率、各段熱處理溫度和功率、探傷缺陷類型(xing)等，并(bing)存入數據庫供(gong)分析。
e. 基礎自動(dong)(dong)(dong)化(hua)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)功(gong)能主要(yao)包括：自動(dong)(dong)(dong)順序控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、料流跟蹤、焊(han)縫位置跟蹤、鋼卷(juan)(juan)對中控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、開卷(juan)(juan)機張力控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、活套(tao)充(chong)套(tao)量控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、主傳動(dong)(dong)(dong)速度控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、軋輥位置控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、銑邊控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、焊(han)接功(gong)率控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、熱處(chu)理溫度控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)和飛鋸控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)等。
三、技術水平與業績(ji)
寶鋼(gang)ф610mm HFW 不銹鋼(gang)焊管機組憑(ping)借其設(she)備一(yi)(yi)流，管理(li)先進(jin)，帶鋼(gang)資源及板管質(zhi)量(liang)一(yi)(yi)貫制的(de)優勢(shi)，無論是(shi)(shi)產品品種，規格拓展，還(huan)是(shi)(shi)在產量(liang)、質(zhi)量(liang)及效益方面(mian)均取得(de)了國內同類機組最好的(de)業績。產品廣泛應用于油(you)氣(qi)(qi)輸送、油(you)氣(qi)(qi)開采、海洋平臺及大型建筑(zhu)物。
自2005年(nian)10月27日投產以來，依托寶(bao)鋼股份一貫制優(you)勢，寶(bao)鋼HFW不銹鋼焊管(guan)(guan)已經開發生產B-X80管(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)(xian)管(guan)(guan)，Q235-Q500結構及(ji)低壓流(liu)體管(guan)(guan)，H40-P110油(you)套管(guan)(guan)。2006-2018年(nian)累(lei)計供貨HFW 焊管(guan)(guan)165萬(wan)噸(dun)（2.35萬(wan)千(qian)米），其中(zhong)30％的產品出口到澳(ao)(ao)大(da)利亞(ya)、加(jia)(jia)(jia)拿大(da)、南(nan)美、中(zhong)東(dong)、非洲及(ji)東(dong)南(nan)亞(ya)市場(chang)等海外市場(chang)。產品先后(hou)在中(zhong)石油(you)長(chang)慶三凈-延(yan)電輸氣項目(mu)、印尼TTU管(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)(xian)項目(mu)、中(zhong)海油(you)南(nan)堡海管(guan)(guan)項目(mu)、中(zhong)石化(hua)塔河油(you)田抗酸管(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)(xian)，巴西礦漿X70管(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)(xian)、加(jia)(jia)(jia)拿大(da)Nexeng公(gong)(gong)司(si)(si)的管(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)(xian)項目(mu)、加(jia)(jia)(jia)拿大(da)Husky公(gong)(gong)司(si)(si)的管(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)(xian)項目(mu)、加(jia)(jia)(jia)拿大(da)Encana公(gong)(gong)司(si)(si)管(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)(xian)項目(mu)、澳(ao)(ao)大(da)利亞(ya)的APA管(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)(xian)、澳(ao)(ao)大(da)利亞(ya)Jemena和澳(ao)(ao)大(da)利亞(ya)DBP等管(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)(xian)項目(mu)得(de)到應用。
