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(xiu)鋼(gang)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(yi)流程
寶鋼ф610mm HFW不銹鋼焊管(guan)機組生(sheng)產(chan)工藝流程見圖(tu)7-8所示。
二、主要(yao)技術特點
1. 排輥成(cheng)型技術特點
a. 由許多小直徑(jing)輥(gun)(gun)組(zu)成(cheng)的排(pai)輥(gun)(gun)代替輥(gun)(gun)式(shi)成(cheng)型機的大直徑(jing)水平(ping)輥(gun)(gun)，最大邊緣拉應變僅(jin)是傳統輥(gun)(gun)式(shi)成(cheng)型的1/5左(zuo)右，可提高鋼管(guan)外觀質量，減少功率(lv)消耗及軋(ya)輥(gun)(gun)磨損(sun)。
b. 排(pai)輥成(cheng)型機采用連(lian)續局部(bu)彎曲變(bian)形，彎曲力小且較均勻；成(cheng)型區縮短，帶鋼(gang)(gang)塑性(xing)變(bian)形小；排(pai)輥群(qun)由外側束縛帶鋼(gang)(gang)邊緣(yuan)，將邊緣(yuan)外側變(bian)形以(yi)壓(ya)縮形式吸收，可防止帶鋼(gang)(gang)邊緣(yuan)發生(sheng)折皺、鼓包，使鋼(gang)(gang)管壁(bi)厚與(yu)管徑(jing)比(bi)的范圍擴大到1：80，具有加(jia)工中大直徑(jing)薄壁(bi)管的優勢。
c. 排輥(gun)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)為(wei)連續(xu)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)法，成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)性好，且(qie)采用“下山法”成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)，在成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)過程中帶鋼邊(bian)緣的軌跡近乎直線，從而改善(shan)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)質量，使焊(han)接(jie)穩定可(ke)靠。
d. 在更換不銹(xiu)鋼焊(han)管(guan)規格(ge)尺寸(cun)時(shi)，排輥(gun)不換，只需(xu)調整(zheng)，與傳(chuan)統輥(gun)式成型(xing)相比，可減少軋輥(gun)規格(ge)和(he)換輥(gun)時(shi)間。
2. 成型(xing)設備技術特點
寶鋼Φ610mm HFW焊管機(ji)(ji)組成(cheng)(cheng)型設備(bei)是引(yin)進德(de)國(guo)SMSMEER公司開發的(de)直緣成(cheng)(cheng)型技術，由夾送輥(gun)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)、彎邊機(ji)(ji)、線(xian)性預成(cheng)(cheng)型裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)、粗成(cheng)(cheng)型機(ji)(ji)、線(xian)性成(cheng)(cheng)型裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置(zhi)、精成(cheng)(cheng)型機(ji)(ji)架、擠壓輥(gun)機(ji)(ji)架和定徑機(ji)(ji)架組成(cheng)(cheng)。
a. 夾(jia)送輥(gun)(gun)裝置由上、下(xia)水平輥(gun)(gun)組成，2臺(tai)功率為110kW交流電機通過減(jian)速齒輪箱和萬向(xiang)傳動(dong)軸驅動(dong)將(jiang)帶(dai)鋼經水平導向(xiang)輥(gun)(gun)送入彎(wan)邊機，并在生(sheng)產(chan)中作輔助(zhu)主傳動(dong)。上夾(jia)送輥(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(xing)，出(chu)本機架后(hou)開(kai)始“下(xia)山”變形(xing)。
b. 彎(wan)(wan)邊機位于(yu)(yu)線性預(yu)成型裝(zhuang)置(zhi)前端，將帶鋼(gang)邊緣彎(wan)(wan)曲成接近成品曲率的(de)弧(hu)形(xing)，防止焊縫(feng)處出(chu)現梨形(xing)凸出(chu)，一(yi)對彎(wan)(wan)邊輥(gun)可一(yi)起上(shang)(shang)下、左右調整(zheng)，也(ye)可以(yi)單獨調整(zheng)，通過電機和螺旋千斤頂可以(yi)調節(jie)彎(wan)(wan)邊厚度和寬度，為確保不同壁(bi)厚精確的(de)帶鋼(gang)邊部彎(wan)(wan)曲以(yi)及允許對頭(tou)焊縫(feng)自(zi)由通過，下彎(wan)(wan)邊輥(gun)設計(ji)成液壓減震結構。上(shang)(shang)下彎(wan)(wan)邊輥(gun)均(jun)安裝(zhuang)在用于(yu)(yu)快速更(geng)換的(de)箱式結構的(de)輥(gun)座上(shang)(shang)，通過編碼器傳感、計(ji)算機控制調整(zheng)輥(gun)位。
c. 線(xian)性預(yu)成(cheng)型裝(zhuang)置由2個帶有若干非傳動排(pai)輥的外(wai)部(bu)線(xian)性成(cheng)型裝(zhuang)置（排(pai)輥架(jia)）組成(cheng)，以確保(bao)短成(cheng)型間距(ju)，其線(xian)性可(ke)根(gen)據產品成(cheng)型的幾何學進行水(shui)平(ping)、垂(chui)直(zhi)和旋轉調節。
d. 粗成型(xing)機由(you)上輥(gun)和(he)(he)下輥(gun)組成，并布置(zhi)在線(xian)性(xing)預(yu)成型(xing)后段，由(you)2臺功率(lv)110kW交流電機通過減(jian)速齒(chi)輪箱和(he)(he)萬向傳動軸(zhou)驅(qu)動，是線(xian)性(xing)預(yu)成型(xing)段及(ji)粗成型(xing)的主動力源。
e. 線(xian)性成型(xing)(xing)(xing)裝置(zhi)布置(zhi)在線(xian)性預成型(xing)(xing)(xing)裝置(zhi)和精成型(xing)(xing)(xing)機架之(zhi)間(jian)，分為3段，每段有2個(ge)排(pai)輥架組成，可以(yi)根(gen)據產品成型(xing)(xing)(xing)幾何(he)學需(xu)求(qiu)進行水平(ping)、垂(chui)直和旋轉調節。帶鋼經線(xian)性成型(xing)(xing)(xing)裝置(zhi)后成為U形。
f. 精(jing)成(cheng)型(xing)(xing)機(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)由(you)3架(jia)(jia)(jia)(jia)精(jing)成(cheng)型(xing)(xing)機(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)組成(cheng)，采用(yong)均(jun)勻剛性(xing)(xing)設(she)(she)計的(de)URD機(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)由(you)6臺功(gong)率為110kW交(jiao)流電(dian)機(ji)通(tong)過(guo)減速齒輪箱和萬向傳(chuan)動(dong)軸驅動(dong)，是成(cheng)型(xing)(xing)焊(han)接段(duan)的(de)主動(dong)力(li)源。每架(jia)(jia)(jia)(jia)精(jing)成(cheng)型(xing)(xing)機(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)安裝(zhuang)4個軋輥(gun)(gun)，上、下(xia)輥(gun)(gun)主動(dong)，2個側(ce)輥(gun)(gun)被(bei)動(dong)，最大軋制力(li)1800kN。上、下(xia)輥(gun)(gun)及側(ce)輥(gun)(gun)通(tong)過(guo)獨立的(de)小電(dian)機(ji)經(jing)螺(luo)旋升降裝(zhuang)置調節，編碼器(qi)傳(chuan)感，計算機(ji)控制調整輥(gun)(gun)位(wei)(wei)，輥(gun)(gun)位(wei)(wei)OP值(zhi)設(she)(she)定精(jing)度可達0.01mm。精(jing)成(cheng)型(xing)(xing)將(jiang)線(xian)性(xing)(xing)成(cheng)型(xing)(xing)后的(de)U形荒管變形為開口(kou)的(de)0形管坯。3架(jia)(jia)(jia)(jia)上輥(gun)(gun)安裝(zhuang)導向環將(jiang)焊(han)接V角控制在一定的(de)范圍內，為擠壓輥(gun)(gun)機(ji)架(jia)(jia)(jia)(jia)的(de)成(cheng)型(xing)(xing)焊(han)接創(chuang)造了(le)條(tiao)件(jian)。
g. 擠壓輥(gun)(gun)機(ji)架(jia)采用均勻(yun)剛性設計(ji)的(de)URD機(ji)架(jia)，由(you)5個(ge)被動擠壓輥(gun)(gun)（2個(ge)上(shang)輥(gun)(gun)，2個(ge)側(ce)輥(gun)(gun)，1個(ge)底輥(gun)(gun)）組成(cheng)的(de)孔(kong)型，可將精(jing)(jing)成(cheng)型后(hou)的(de)開口0形管成(cheng)型焊(han)接成(cheng)封(feng)閉的(de)0形管。該機(ji)架(jia)也具(ju)有精(jing)(jing)成(cheng)型機(ji)架(jia)軋(ya)輥(gun)(gun)精(jing)(jing)密調節機(ji)構和(he)快速換輥(gun)(gun)功能。
h. 定(ding)徑(jing)(jing)段由4架(jia)(jia)定(ding)徑(jing)(jing)機架(jia)(jia)組成(cheng)，主要功(gong)能是將(jiang)成(cheng)型(xing)焊接(jie)后(hou)的(de)(de)0形立橢圓管變形為(wei)符合產(chan)品標準的(de)(de)圓管，采用均勻剛性(xing)設計的(de)(de)URD機架(jia)(jia)由8臺功(gong)率為(wei)110kW交流電(dian)機通過(guo)減速(su)齒輪箱和萬向傳動(dong)(dong)(dong)軸驅動(dong)(dong)(dong)，是定(ding)徑(jing)(jing)段的(de)(de)主動(dong)(dong)(dong)力源。每架(jia)(jia)定(ding)徑(jing)(jing)機架(jia)(jia)裝有4個(ge)軋(ya)輥(gun)，其中上、下輥(gun)主動(dong)(dong)(dong)，2個(ge)側(ce)輥(gun)被(bei)動(dong)(dong)(dong)，最大軋(ya)制力1800kN。上、下輥(gun)及側(ce)輥(gun)通過(guo)獨(du)立的(de)(de)小電(dian)機并(bing)經(jing)螺旋千斤頂(ding)調(diao)節，編碼器傳感，計算機控制調(diao)整輥(gun)位(wei)，輥(gun)位(wei)OP值設定(ding)精度可達(da)0.01mm。為(wei)保(bao)證小直徑(jing)(jing)（219.1～323.9mm）焊管焊縫在(zai)定(ding)徑(jing)(jing)前(qian)不偏(pian)離(li)12點(dian)的(de)(de)位(wei)置，在(zai)1＃定(ding)徑(jing)(jing)機架(jia)(jia)前(qian)設置了(le)防扭轉機架(jia)(jia)，防扭轉機架(jia)(jia)上安裝了(le)一對可沿環向扭轉的(de)(de)立輥(gun)，并(bing)配置了(le)快速(su)夾緊、機械調(diao)節裝置。
3. 固態焊機技術(shu)特(te)點
采用(yong)(yong)挪(nuo)威EFD公司生產的(de)輸(shu)出功(gong)(gong)率為1800kW、頻(pin)率90～150kHz的(de)固態焊機。用(yong)(yong)更加簡潔的(de)主回(hui)路(lu)拓撲(pu)結(jie)構，二極管不可(ke)(ke)控整流(liu)，可(ke)(ke)使功(gong)(gong)率因(yin)數(shu)達到(dao)0.95；利用(yong)(yong)新型的(de)軟開關橋式逆變(bian)換流(liu)技術將(jiang)輸(shu)入的(de)直(zhi)流(liu)電(dian)逆變(bian)為高頻(pin)交(jiao)流(liu)電(dian)；整機效(xiao)率可(ke)(ke)達85％左右。具有高頻(pin)電(dian)源(yuan)保(bao)護；無需對主回(hui)路(lu)的(de)電(dian)容電(dian)感參數(shu)進行(xing)調節，在(zai)設(she)計負載范圍(wei)內(nei)，功(gong)(gong)率正(zheng)常輸(shu)出不受限制，自動匹(pi)配(pei)；還具有開機自診斷功(gong)(gong)能(neng)(neng)、配(pei)備(bei)相應的(de)通訊(xun)系(xi)統實時(shi)將(jiang)設(she)備(bei)運(yun)行(xing)參數(shu)傳遞(di)到(dao)監控系(xi)統進行(xing)診斷處理及存儲等智能(neng)(neng)化功(gong)(gong)能(neng)(neng)。
4. 自動控制系統技術特(te)點(dian)
a. 自動(dong)控制系統分為：制造執(zhi)行(xing)級 MES（manufacturing execution system）、基礎自動(dong)化(hua)級L1和設(she)(she)備傳動(dong)與檢測級LO等3個層次。焊管生產線(xian)PLC與MES、操作(zuo)PC、快(kuai)速設(she)(she)定PC之間均采(cai)用(yong)(yong)標(biao)準工(gong)業以太(tai)網(wang)通訊，PLC與傳動(dong)、檢測設(she)(she)備間采(cai)用(yong)(yong)網(wang)絡(luo)通訊連接。
b. MES主要功(gong)能(neng)是接收(shou)上級計(ji)算機（ERP）下達的生產(chan)(chan)計(ji)劃，轉化成實(shi)(shi)際(ji)的產(chan)(chan)品制(zhi)造計(ji)劃和(he)(he)設備(bei)控制(zhi)參數(shu)，并控制(zhi)實(shi)(shi)際(ji)生產(chan)(chan)過程(cheng)，完成生產(chan)(chan)線調度、物料跟蹤和(he)(he)生產(chan)(chan)數(shu)據(ju)采(cai)集等功(gong)能(neng)，實(shi)(shi)現產(chan)(chan)品從生產(chan)(chan)計(ji)劃到成品產(chan)(chan)出(chu)全過程(cheng)管理與(yu)控制(zhi)。
c. 快速設(she)定(ding)(ding)(ding)系統(tong)（QS）是一套快速換(huan)輥調整(zheng)系統(tong)，是MES的重(zhong)要內容，與基(ji)礎(chu)自(zi)動化L1相連接，既向L1發(fa)送(song)設(she)定(ding)(ding)(ding)數據(ju)(ju)，又從L1收集各(ge)產(chan)(chan)品規(gui)(gui)格(ge)(ge)實際生(sheng)產(chan)(chan)調整(zheng)時的輥位(wei)值，對(dui)優化的調整(zheng)設(she)定(ding)(ding)(ding)參數進(jin)行繼承，作為(wei)下(xia)次生(sheng)產(chan)(chan)的最(zui)新設(she)定(ding)(ding)(ding)值。根據(ju)(ju)產(chan)(chan)品理(li)化結果判定(ding)(ding)(ding)當(dang)前設(she)置是否最(zui)優化，并選擇是否覆蓋(gai)原有(you)數據(ju)(ju)。改(gai)變產(chan)(chan)品規(gui)(gui)格(ge)(ge)時，通過比較(jiao)當(dang)前所生(sheng)產(chan)(chan)規(gui)(gui)格(ge)(ge)與即將生(sheng)產(chan)(chan)規(gui)(gui)格(ge)(ge)，并根據(ju)(ju)對(dui)頭焊縫跟蹤信息(xi)，快速設(she)定(ding)(ding)(ding)PC自(zi)動向PLC 發(fa)送(song)軋輥直徑、輸送(song)角、力矩(ju)、輥位(wei)設(she)定(ding)(ding)(ding)值、焊接功率參考值和熱處(chu)理(li)溫度(du)設(she)定(ding)(ding)(ding)值等。
d. 根據設備提供(gong)的焊接質(zhi)量跟蹤系統，以曲線或(huo)波形形式顯示當前(qian)的焊接速(su)度、焊接溫度、焊接功(gong)率、各段熱處理溫度和功(gong)率、探傷缺陷(xian)類型等，并存入數據庫(ku)供(gong)分(fen)析。
e. 基礎(chu)自(zi)動化控(kong)制(zhi)功(gong)能主(zhu)要包括：自(zi)動順序(xu)控(kong)制(zhi)、料(liao)流跟蹤、焊縫(feng)位置跟蹤、鋼卷對中控(kong)制(zhi)、開卷機張力控(kong)制(zhi)、活套充套量控(kong)制(zhi)、主(zhu)傳動速度(du)控(kong)制(zhi)、軋輥位置控(kong)制(zhi)、銑(xian)邊(bian)控(kong)制(zhi)、焊接功(gong)率控(kong)制(zhi)、熱處理溫度(du)控(kong)制(zhi)和(he)飛鋸控(kong)制(zhi)等。
三、技術水平與業績(ji)
寶鋼(gang)ф610mm HFW 不銹鋼(gang)焊管(guan)機(ji)組(zu)憑借其設備一流，管(guan)理(li)先進，帶鋼(gang)資(zi)源及板管(guan)質量一貫制的優勢(shi)，無論是產品品種(zhong)，規格拓(tuo)展，還是在產量、質量及效益方面(mian)均取得了國內同類機(ji)組(zu)最(zui)好的業(ye)績。產品廣泛應用于油氣輸(shu)送、油氣開采、海洋平臺及大(da)型(xing)建筑物。
自2005年10月27日投(tou)產(chan)以(yi)來，依托寶(bao)鋼股份(fen)一貫制優勢，寶(bao)鋼HFW不銹(xiu)鋼焊(han)管(guan)(guan)(guan)已(yi)經(jing)開發生產(chan)B-X80管(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)管(guan)(guan)(guan)，Q235-Q500結(jie)構及低壓流體(ti)管(guan)(guan)(guan)，H40-P110油(you)套管(guan)(guan)(guan)。2006-2018年累計(ji)供貨HFW 焊(han)管(guan)(guan)(guan)165萬(wan)噸（2.35萬(wan)千米），其中30％的產(chan)品(pin)出口到(dao)澳大利(li)亞(ya)、加拿大、南美、中東、非洲及東南亞(ya)市場等海(hai)(hai)外市場。產(chan)品(pin)先后(hou)在中石(shi)油(you)長慶三(san)凈-延電輸氣(qi)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)、印(yin)尼TTU管(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)、中海(hai)(hai)油(you)南堡(bao)海(hai)(hai)管(guan)(guan)(guan)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)、中石(shi)化(hua)塔河油(you)田抗酸管(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)，巴西(xi)礦漿(jiang)X70管(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)、加拿大Nexeng公(gong)(gong)司(si)的管(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)、加拿大Husky公(gong)(gong)司(si)的管(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)、加拿大Encana公(gong)(gong)司(si)管(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)、澳大利(li)亞(ya)的APA管(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)、澳大利(li)亞(ya)Jemena和澳大利(li)亞(ya)DBP等管(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)得到(dao)應用。
