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(bu)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(yi)、生產工藝流(liu)程
寶鋼ф610mm HFW不銹鋼焊管機組生產(chan)工藝流程見圖7-8所示(shi)。
二、主(zhu)要(yao)技術特點
1. 排輥成型技術特點
a. 由許多小直徑(jing)輥組(zu)成的(de)排輥代替輥式成型(xing)機的(de)大(da)直徑(jing)水平輥，最大(da)邊緣拉應變(bian)僅(jin)是傳統(tong)輥式成型(xing)的(de)1/5左右，可提高鋼管外觀質量(liang)，減少功率消耗及軋輥磨損(sun)。
b. 排輥(gun)成型機采用連續(xu)局部(bu)彎曲變形(xing)(xing)，彎曲力(li)小且較均勻；成型區(qu)縮短(duan)，帶鋼塑性變形(xing)(xing)小；排輥(gun)群(qun)由外側束縛帶鋼邊(bian)緣(yuan)，將(jiang)邊(bian)緣(yuan)外側變形(xing)(xing)以壓縮形(xing)(xing)式吸收，可防止帶鋼邊(bian)緣(yuan)發生(sheng)折皺、鼓包，使鋼管壁(bi)厚與(yu)管徑比(bi)的范圍擴大到1：80，具有(you)加工中大直徑薄壁(bi)管的優勢(shi)。
c. 排輥成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)為連續成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)法(fa)(fa)，成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)性好，且采用“下山法(fa)(fa)”成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)，在(zai)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)過程中帶(dai)鋼邊緣的軌跡(ji)近乎直線(xian)，從而改善成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)質量(liang)，使焊接(jie)穩(wen)定可靠。
d. 在更換不銹(xiu)鋼焊(han)管(guan)規格尺寸時，排輥(gun)不換，只需調整(zheng)，與傳(chuan)統輥(gun)式成型(xing)相比(bi)，可減少軋(ya)輥(gun)規格和換輥(gun)時間。
2. 成型設(she)備技術特(te)點
寶鋼Φ610mm HFW焊管(guan)機組成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)設備是引進德國SMSMEER公司(si)開發的直緣成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)技術，由夾送輥(gun)裝置(zhi)、彎(wan)邊機、線性預(yu)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)裝置(zhi)、粗(cu)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)機、線性成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)裝置(zhi)、精(jing)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)機架、擠壓(ya)輥(gun)機架和定(ding)徑(jing)機架組成(cheng)(cheng)(cheng)。
a. 夾送(song)(song)輥(gun)(gun)(gun)裝置由上(shang)、下水平輥(gun)(gun)(gun)組成，2臺功率為110kW交流電機通(tong)過(guo)減速齒輪(lun)箱和萬向傳(chuan)動(dong)軸驅動(dong)將帶(dai)鋼經水平導向輥(gun)(gun)(gun)送(song)(song)入彎(wan)邊機，并在生(sheng)產(chan)中作輔(fu)助主傳(chuan)動(dong)。上(shang)夾送(song)(song)輥(gun)(gun)(gun)由液壓(ya)缸(gang)升、降，帶(dai)鋼在機架中不產(chan)生(sheng)彎(wan)曲變形，出(chu)本機架后開始(shi)“下山”變形。
b. 彎(wan)(wan)邊(bian)(bian)(bian)機位于(yu)(yu)線性預成型(xing)裝置前端，將帶(dai)鋼邊(bian)(bian)(bian)緣(yuan)彎(wan)(wan)曲(qu)成接近成品(pin)曲(qu)率的弧形，防(fang)止焊縫(feng)處(chu)出(chu)現梨形凸出(chu)，一對彎(wan)(wan)邊(bian)(bian)(bian)輥(gun)可一起上下、左右(you)調(diao)整(zheng)，也可以(yi)單(dan)獨調(diao)整(zheng)，通(tong)過電機和螺旋千斤頂可以(yi)調(diao)節(jie)彎(wan)(wan)邊(bian)(bian)(bian)厚度和寬度，為確保不同壁厚精確的帶(dai)鋼邊(bian)(bian)(bian)部彎(wan)(wan)曲(qu)以(yi)及允(yun)許對頭焊縫(feng)自由通(tong)過，下彎(wan)(wan)邊(bian)(bian)(bian)輥(gun)設計成液壓減震結構。上下彎(wan)(wan)邊(bian)(bian)(bian)輥(gun)均(jun)安裝在用于(yu)(yu)快(kuai)速更(geng)換(huan)的箱式結構的輥(gun)座上，通(tong)過編(bian)碼器傳感、計算機控制(zhi)調(diao)整(zheng)輥(gun)位。
c. 線性預成(cheng)型裝置由2個帶有(you)若干(gan)非傳動排輥(gun)的(de)外部線性成(cheng)型裝置（排輥(gun)架）組成(cheng)，以確保短成(cheng)型間距，其(qi)線性可根據(ju)產品成(cheng)型的(de)幾何(he)學進行(xing)水平、垂直和旋轉調節。
d. 粗(cu)成型(xing)(xing)機由上輥(gun)和下輥(gun)組成，并(bing)布置(zhi)在線(xian)性預(yu)成型(xing)(xing)后段，由2臺功率(lv)110kW交流電機通過(guo)減速(su)齒輪箱和萬向傳動(dong)(dong)軸驅動(dong)(dong)，是線(xian)性預(yu)成型(xing)(xing)段及粗(cu)成型(xing)(xing)的主動(dong)(dong)力源。
e. 線(xian)性(xing)成(cheng)型(xing)裝置(zhi)布置(zhi)在線(xian)性(xing)預成(cheng)型(xing)裝置(zhi)和精成(cheng)型(xing)機架(jia)之間，分(fen)為3段，每(mei)段有2個排輥架(jia)組成(cheng)，可以根(gen)據產品(pin)成(cheng)型(xing)幾何學需求進行水平、垂直(zhi)和旋轉調(diao)節。帶鋼經(jing)線(xian)性(xing)成(cheng)型(xing)裝置(zhi)后成(cheng)為U形。
f. 精(jing)成型(xing)(xing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)由3架(jia)精(jing)成型(xing)(xing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)組成，采用均(jun)勻剛性(xing)設計的(de)URD機(ji)(ji)(ji)架(jia)由6臺功率(lv)為(wei)(wei)110kW交流電機(ji)(ji)(ji)通(tong)過(guo)減速齒輪箱和(he)萬向傳(chuan)動軸驅動，是成型(xing)(xing)焊(han)接段的(de)主(zhu)動力(li)(li)源。每架(jia)精(jing)成型(xing)(xing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)安(an)裝(zhuang)4個軋輥(gun)，上(shang)、下(xia)輥(gun)主(zhu)動，2個側輥(gun)被動，最大軋制(zhi)力(li)(li)1800kN。上(shang)、下(xia)輥(gun)及側輥(gun)通(tong)過(guo)獨(du)立的(de)小電機(ji)(ji)(ji)經螺(luo)旋升降裝(zhuang)置調節(jie)，編碼器傳(chuan)感，計算機(ji)(ji)(ji)控(kong)制(zhi)調整輥(gun)位，輥(gun)位OP值設定精(jing)度可達0.01mm。精(jing)成型(xing)(xing)將(jiang)線性(xing)成型(xing)(xing)后的(de)U形荒管變形為(wei)(wei)開口(kou)的(de)0形管坯。3架(jia)上(shang)輥(gun)安(an)裝(zhuang)導向環將(jiang)焊(han)接V角控(kong)制(zhi)在(zai)一定的(de)范圍內，為(wei)(wei)擠(ji)壓輥(gun)機(ji)(ji)(ji)架(jia)的(de)成型(xing)(xing)焊(han)接創(chuang)造(zao)了條件。
g. 擠壓(ya)輥(gun)機(ji)架采用均勻(yun)剛性(xing)設計的URD機(ji)架，由5個被動擠壓(ya)輥(gun)（2個上輥(gun)，2個側輥(gun)，1個底輥(gun)）組成(cheng)的孔型(xing)，可將(jiang)精成(cheng)型(xing)后的開口(kou)0形管成(cheng)型(xing)焊接成(cheng)封閉的0形管。該機(ji)架也具有精成(cheng)型(xing)機(ji)架軋輥(gun)精密調節機(ji)構和快速換輥(gun)功能。
h. 定(ding)徑段由4架(jia)(jia)(jia)(jia)定(ding)徑機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)組成，主(zhu)要功能是(shi)將成型焊接后的0形立橢圓管(guan)(guan)變形為(wei)(wei)符合產品標(biao)準的圓管(guan)(guan)，采用均(jun)勻剛性設計的URD機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)由8臺功率為(wei)(wei)110kW交流電機(ji)(ji)通過(guo)減速(su)齒(chi)輪箱和萬向傳(chuan)動軸驅動，是(shi)定(ding)徑段的主(zhu)動力源(yuan)。每架(jia)(jia)(jia)(jia)定(ding)徑機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)裝有4個軋輥，其中上、下輥主(zhu)動，2個側(ce)輥被(bei)動，最(zui)大軋制(zhi)(zhi)力1800kN。上、下輥及側(ce)輥通過(guo)獨立的小電機(ji)(ji)并(bing)經螺旋千斤(jin)頂調節，編碼器傳(chuan)感，計算機(ji)(ji)控制(zhi)(zhi)調整輥位，輥位OP值設定(ding)精度可達(da)0.01mm。為(wei)(wei)保證小直徑（219.1～323.9mm）焊管(guan)(guan)焊縫在(zai)(zai)定(ding)徑前不偏離12點的位置(zhi)(zhi)，在(zai)(zai)1＃定(ding)徑機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)前設置(zhi)(zhi)了(le)防扭(niu)(niu)轉(zhuan)機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)，防扭(niu)(niu)轉(zhuan)機(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)上安(an)裝了(le)一對可沿環向扭(niu)(niu)轉(zhuan)的立輥，并(bing)配置(zhi)(zhi)了(le)快(kuai)速(su)夾緊、機(ji)(ji)械(xie)調節裝置(zhi)(zhi)。
3. 固態焊機技術特(te)點(dian)
采用(yong)挪威EFD公司生產的輸出功(gong)(gong)率(lv)(lv)為1800kW、頻率(lv)(lv)90～150kHz的固態焊機(ji)(ji)。用(yong)更加簡潔的主回(hui)路(lu)拓撲結構(gou)，二極管不(bu)可(ke)控(kong)整流，可(ke)使功(gong)(gong)率(lv)(lv)因(yin)數(shu)達(da)到0.95；利用(yong)新型的軟開關橋式(shi)逆變換流技術將輸入的直(zhi)流電(dian)(dian)逆變為高頻交流電(dian)(dian)；整機(ji)(ji)效率(lv)(lv)可(ke)達(da)85％左右。具有(you)高頻電(dian)(dian)源保護(hu)；無需對(dui)主回(hui)路(lu)的電(dian)(dian)容電(dian)(dian)感參數(shu)進行(xing)調節，在設(she)(she)計負(fu)載(zai)范圍(wei)內，功(gong)(gong)率(lv)(lv)正常(chang)輸出不(bu)受限制，自動匹配；還具有(you)開機(ji)(ji)自診斷功(gong)(gong)能(neng)、配備相應的通(tong)訊系統(tong)實時(shi)將設(she)(she)備運行(xing)參數(shu)傳遞到監控(kong)系統(tong)進行(xing)診斷處理及存(cun)儲(chu)等智能(neng)化功(gong)(gong)能(neng)。
4. 自(zi)動控制系統技術特點
a. 自(zi)動(dong)(dong)(dong)控制(zhi)系統分為(wei)：制(zhi)造(zao)執(zhi)行(xing)級(ji) MES（manufacturing execution system）、基礎自(zi)動(dong)(dong)(dong)化(hua)級(ji)L1和設備傳動(dong)(dong)(dong)與(yu)檢測(ce)級(ji)LO等(deng)3個層次。焊管生產線PLC與(yu)MES、操作PC、快速設定PC之間均采用標(biao)準工(gong)業以(yi)太網通訊，PLC與(yu)傳動(dong)(dong)(dong)、檢測(ce)設備間采用網絡通訊連接。
b. MES主(zhu)要功能是接收上級計算機（ERP）下達(da)的生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)計劃，轉(zhuan)化成(cheng)(cheng)實(shi)際(ji)的產(chan)(chan)(chan)品制(zhi)造(zao)計劃和設備(bei)控(kong)制(zhi)參數，并控(kong)制(zhi)實(shi)際(ji)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)過程，完成(cheng)(cheng)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)線調(diao)度、物(wu)料跟蹤和生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)數據采(cai)集等功能，實(shi)現產(chan)(chan)(chan)品從(cong)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)計劃到成(cheng)(cheng)品產(chan)(chan)(chan)出全過程管理與控(kong)制(zhi)。
c. 快(kuai)速設(she)(she)定(ding)(ding)(ding)系(xi)統（QS）是一套快(kuai)速換輥調整(zheng)系(xi)統，是MES的重要(yao)內(nei)容，與(yu)基礎自(zi)動化(hua)L1相(xiang)連接，既向L1發送(song)設(she)(she)定(ding)(ding)(ding)數(shu)據(ju)(ju)，又從L1收(shou)集(ji)各產(chan)品(pin)規(gui)格實際生產(chan)調整(zheng)時(shi)的輥位(wei)值，對優(you)(you)化(hua)的調整(zheng)設(she)(she)定(ding)(ding)(ding)參數(shu)進行繼承，作為下次生產(chan)的最新設(she)(she)定(ding)(ding)(ding)值。根據(ju)(ju)產(chan)品(pin)理化(hua)結(jie)果判(pan)定(ding)(ding)(ding)當(dang)前設(she)(she)置是否(fou)最優(you)(you)化(hua)，并選擇(ze)是否(fou)覆(fu)蓋(gai)原有數(shu)據(ju)(ju)。改(gai)變產(chan)品(pin)規(gui)格時(shi)，通(tong)過(guo)比(bi)較當(dang)前所生產(chan)規(gui)格與(yu)即將生產(chan)規(gui)格，并根據(ju)(ju)對頭焊(han)縫跟蹤信息，快(kuai)速設(she)(she)定(ding)(ding)(ding)PC自(zi)動向PLC 發送(song)軋輥直徑、輸送(song)角、力矩(ju)、輥位(wei)設(she)(she)定(ding)(ding)(ding)值、焊(han)接功(gong)率參考值和熱處(chu)理溫度設(she)(she)定(ding)(ding)(ding)值等。
d. 根據設(she)備提供(gong)的焊(han)接(jie)質量跟(gen)蹤系統(tong)，以曲線或波形形式(shi)顯(xian)示當前的焊(han)接(jie)速度(du)、焊(han)接(jie)溫度(du)、焊(han)接(jie)功率、各段熱處理溫度(du)和功率、探傷缺陷類型等，并(bing)存入數據庫供(gong)分析。
e. 基礎自動(dong)化控(kong)制(zhi)功能主要包括：自動(dong)順序控(kong)制(zhi)、料流跟蹤(zong)、焊縫位置跟蹤(zong)、鋼(gang)卷對中控(kong)制(zhi)、開卷機張力控(kong)制(zhi)、活套(tao)充套(tao)量控(kong)制(zhi)、主傳動(dong)速(su)度控(kong)制(zhi)、軋輥位置控(kong)制(zhi)、銑邊控(kong)制(zhi)、焊接功率(lv)控(kong)制(zhi)、熱處理(li)溫度控(kong)制(zhi)和飛(fei)鋸(ju)控(kong)制(zhi)等。
三(san)、技術水(shui)平與業績
寶鋼ф610mm HFW 不(bu)銹鋼焊管(guan)機(ji)組(zu)憑借其設(she)備一流，管(guan)理(li)先進，帶鋼資源及(ji)板管(guan)質(zhi)量(liang)一貫制的優勢(shi)，無論是產品(pin)品(pin)種，規(gui)格拓展，還是在產量(liang)、質(zhi)量(liang)及(ji)效益方(fang)面均取得(de)了國內同類機(ji)組(zu)最好的業(ye)績。產品(pin)廣(guang)泛應用于油氣輸送、油氣開采、海洋(yang)平臺(tai)及(ji)大型建筑(zhu)物。
自2005年(nian)10月27日投產以(yi)來，依托寶鋼股份(fen)一(yi)貫制優勢，寶鋼HFW不銹(xiu)鋼焊管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)已經開(kai)發(fa)生(sheng)產B-X80管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)(xian)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)，Q235-Q500結構及低壓流體管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)，H40-P110油(you)套(tao)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)。2006-2018年(nian)累計供(gong)貨HFW 焊管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)165萬噸（2.35萬千米(mi)），其中(zhong)(zhong)30％的(de)(de)產品出口到澳(ao)大利(li)亞、加拿(na)(na)(na)大、南美、中(zhong)(zhong)東(dong)、非(fei)洲及東(dong)南亞市場(chang)(chang)等海外市場(chang)(chang)。產品先后在中(zhong)(zhong)石油(you)長慶三凈(jing)-延電輸氣項(xiang)(xiang)目(mu)、印尼TTU管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)、中(zhong)(zhong)海油(you)南堡海管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)項(xiang)(xiang)目(mu)、中(zhong)(zhong)石化塔(ta)河油(you)田抗酸管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)(xian)，巴(ba)西礦漿(jiang)X70管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)(xian)、加拿(na)(na)(na)大Nexeng公(gong)(gong)司(si)的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)、加拿(na)(na)(na)大Husky公(gong)(gong)司(si)的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)、加拿(na)(na)(na)大Encana公(gong)(gong)司(si)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)、澳(ao)大利(li)亞的(de)(de)APA管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)(xian)、澳(ao)大利(li)亞Jemena和澳(ao)大利(li)亞DBP等管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)得到應(ying)用(yong)。
