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(yi)流(liu)程
寶(bao)鋼(gang)(gang)ф610mm HFW不(bu)銹鋼(gang)(gang)焊管(guan)機組生(sheng)產工藝流(liu)程見圖7-8所示。
二、主要(yao)技術特點
1. 排輥成型技術(shu)特點
a. 由(you)許多小直(zhi)徑(jing)輥(gun)組成的(de)排輥(gun)代(dai)替輥(gun)式成型(xing)機的(de)大直(zhi)徑(jing)水平(ping)輥(gun)，最大邊緣(yuan)拉應變(bian)僅(jin)是(shi)傳統輥(gun)式成型(xing)的(de)1/5左右，可提高鋼管(guan)外觀質量，減少功率消耗及軋輥(gun)磨(mo)損。
b. 排(pai)輥(gun)成型(xing)機采(cai)用連續局部(bu)彎曲(qu)變(bian)形，彎曲(qu)力小(xiao)且較均勻；成型(xing)區縮(suo)短(duan)，帶鋼(gang)塑性變(bian)形小(xiao)；排(pai)輥(gun)群由外側束(shu)縛帶鋼(gang)邊(bian)(bian)緣，將邊(bian)(bian)緣外側變(bian)形以壓縮(suo)形式吸收(shou)，可防止帶鋼(gang)邊(bian)(bian)緣發生折皺、鼓包，使鋼(gang)管(guan)壁(bi)厚(hou)與(yu)管(guan)徑比(bi)的范圍(wei)擴大到(dao)1：80，具(ju)有加工中(zhong)大直徑薄(bo)壁(bi)管(guan)的優勢。
c. 排輥成型(xing)為(wei)連續成型(xing)法(fa)，成型(xing)性好，且(qie)采用“下山法(fa)”成型(xing)，在成型(xing)過程(cheng)中帶鋼邊緣的軌跡近乎直線，從而改善(shan)成型(xing)質量，使(shi)焊接穩定可(ke)靠。
d. 在(zai)更換(huan)不銹(xiu)鋼焊管規格尺(chi)寸時，排輥不換(huan)，只需(xu)調整，與傳統輥式成(cheng)型(xing)相比，可減少軋輥規格和換(huan)輥時間。
2. 成型設備技術特(te)點
寶鋼Φ610mm HFW焊管機(ji)組(zu)成(cheng)(cheng)型(xing)設備(bei)是引進德(de)國SMSMEER公(gong)司開發的直緣成(cheng)(cheng)型(xing)技(ji)術，由夾送輥裝置、彎邊(bian)機(ji)、線性預(yu)成(cheng)(cheng)型(xing)裝置、粗成(cheng)(cheng)型(xing)機(ji)、線性成(cheng)(cheng)型(xing)裝置、精成(cheng)(cheng)型(xing)機(ji)架(jia)、擠壓輥機(ji)架(jia)和定徑機(ji)架(jia)組(zu)成(cheng)(cheng)。
a. 夾送輥(gun)(gun)裝置由上、下水(shui)平輥(gun)(gun)組成(cheng)，2臺功率為110kW交流電機(ji)通過減速齒(chi)輪(lun)箱(xiang)和(he)萬向傳(chuan)動軸驅動將帶(dai)鋼(gang)經水(shui)平導向輥(gun)(gun)送入彎(wan)邊機(ji)，并在生產中作輔助主(zhu)傳(chuan)動。上夾送輥(gun)(gun)由液壓缸升、降，帶(dai)鋼(gang)在機(ji)架中不產生彎(wan)曲(qu)變形，出本(ben)機(ji)架后開始“下山(shan)”變形。
b. 彎(wan)邊(bian)機位(wei)于線(xian)性(xing)預(yu)成型裝置(zhi)前端(duan)，將帶鋼邊(bian)緣彎(wan)曲(qu)成接近成品曲(qu)率的(de)弧形，防止焊(han)(han)縫處出(chu)現梨形凸出(chu)，一對彎(wan)邊(bian)輥(gun)可(ke)一起上(shang)(shang)下、左右調(diao)整(zheng)，也可(ke)以(yi)(yi)單獨調(diao)整(zheng)，通過電機和(he)螺旋(xuan)千斤頂可(ke)以(yi)(yi)調(diao)節彎(wan)邊(bian)厚度和(he)寬度，為確保不同壁厚精確的(de)帶鋼邊(bian)部(bu)彎(wan)曲(qu)以(yi)(yi)及(ji)允(yun)許對頭焊(han)(han)縫自由通過，下彎(wan)邊(bian)輥(gun)設計(ji)成液(ye)壓(ya)減震結(jie)構(gou)。上(shang)(shang)下彎(wan)邊(bian)輥(gun)均安裝在用于快(kuai)速更(geng)換的(de)箱式(shi)結(jie)構(gou)的(de)輥(gun)座上(shang)(shang)，通過編碼器傳(chuan)感、計(ji)算機控制調(diao)整(zheng)輥(gun)位(wei)。
c. 線(xian)性預成(cheng)型(xing)裝置由2個帶有若干非傳動(dong)排輥的(de)外部(bu)線(xian)性成(cheng)型(xing)裝置（排輥架）組(zu)成(cheng)，以確保短成(cheng)型(xing)間距，其線(xian)性可(ke)根據產(chan)品(pin)成(cheng)型(xing)的(de)幾何(he)學進(jin)行水平、垂直和旋(xuan)轉調節(jie)。
d. 粗成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)機由(you)上(shang)輥(gun)和下輥(gun)組成(cheng)(cheng)，并布置在線性預成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)后段，由(you)2臺功率110kW交(jiao)流電機通過減速齒輪(lun)箱和萬向傳動軸驅動，是線性預成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)段及粗成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)的(de)主動力源。
e. 線性(xing)(xing)成型(xing)裝(zhuang)置(zhi)布置(zhi)在線性(xing)(xing)預(yu)成型(xing)裝(zhuang)置(zhi)和(he)(he)精(jing)成型(xing)機架之(zhi)間，分為(wei)3段，每段有2個排輥(gun)架組成，可以根據產品成型(xing)幾何學需(xu)求進行(xing)水平、垂(chui)直和(he)(he)旋轉調節。帶鋼經線性(xing)(xing)成型(xing)裝(zhuang)置(zhi)后(hou)成為(wei)U形(xing)。
f. 精(jing)成(cheng)(cheng)(cheng)型機(ji)架(jia)由3架(jia)精(jing)成(cheng)(cheng)(cheng)型機(ji)架(jia)組成(cheng)(cheng)(cheng)，采用均勻剛性設計的URD機(ji)架(jia)由6臺(tai)功率為(wei)110kW交流電機(ji)通過減速齒輪箱和萬向傳動(dong)(dong)軸驅(qu)動(dong)(dong)，是(shi)成(cheng)(cheng)(cheng)型焊(han)接段的主(zhu)動(dong)(dong)力源。每架(jia)精(jing)成(cheng)(cheng)(cheng)型機(ji)架(jia)安(an)裝(zhuang)4個軋輥(gun)，上(shang)、下輥(gun)主(zhu)動(dong)(dong)，2個側(ce)輥(gun)被動(dong)(dong)，最大(da)軋制(zhi)力1800kN。上(shang)、下輥(gun)及側(ce)輥(gun)通過獨(du)立(li)的小(xiao)電機(ji)經螺旋升降裝(zhuang)置調節(jie)，編碼器(qi)傳感，計算(suan)機(ji)控(kong)制(zhi)調整輥(gun)位(wei)，輥(gun)位(wei)OP值設定(ding)精(jing)度可(ke)達0.01mm。精(jing)成(cheng)(cheng)(cheng)型將(jiang)線性成(cheng)(cheng)(cheng)型后的U形(xing)荒(huang)管變(bian)形(xing)為(wei)開口的0形(xing)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)在一定(ding)的范圍(wei)內，為(wei)擠壓輥(gun)機(ji)架(jia)的成(cheng)(cheng)(cheng)型焊(han)接創(chuang)造了(le)條件。
g. 擠壓(ya)輥(gun)機(ji)架(jia)采用均勻剛(gang)性設(she)計(ji)的(de)URD機(ji)架(jia)，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(zu)成(cheng)的(de)孔型，可將精(jing)成(cheng)型后的(de)開口0形管(guan)成(cheng)型焊接(jie)成(cheng)封閉的(de)0形管(guan)。該機(ji)架(jia)也具(ju)有精(jing)成(cheng)型機(ji)架(jia)軋輥(gun)精(jing)密調節(jie)機(ji)構(gou)和快速換(huan)輥(gun)功能。
h. 定(ding)(ding)(ding)徑(jing)(jing)段由(you)4架(jia)定(ding)(ding)(ding)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)組成，主(zhu)要功能是(shi)將成型焊接后的0形立橢圓(yuan)管變形為符合(he)產品標準的圓(yuan)管，采用均勻剛性(xing)設計的URD機(ji)(ji)(ji)架(jia)由(you)8臺功率為110kW交流(liu)電(dian)機(ji)(ji)(ji)通(tong)過減速(su)齒輪(lun)箱和(he)萬向(xiang)傳(chuan)(chuan)動(dong)軸(zhou)驅動(dong)，是(shi)定(ding)(ding)(ding)徑(jing)(jing)段的主(zhu)動(dong)力(li)源。每架(jia)定(ding)(ding)(ding)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)裝有4個軋輥(gun)(gun)，其中上、下輥(gun)(gun)主(zhu)動(dong)，2個側輥(gun)(gun)被(bei)動(dong)，最(zui)大軋制力(li)1800kN。上、下輥(gun)(gun)及側輥(gun)(gun)通(tong)過獨立的小電(dian)機(ji)(ji)(ji)并(bing)(bing)經螺旋千斤頂調節，編碼器傳(chuan)(chuan)感，計算機(ji)(ji)(ji)控制調整輥(gun)(gun)位，輥(gun)(gun)位OP值(zhi)設定(ding)(ding)(ding)精度可(ke)達0.01mm。為保證(zheng)小直(zhi)徑(jing)(jing)（219.1～323.9mm）焊管焊縫在定(ding)(ding)(ding)徑(jing)(jing)前不偏離12點的位置，在1＃定(ding)(ding)(ding)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)前設置了(le)(le)防(fang)扭轉(zhuan)(zhuan)機(ji)(ji)(ji)架(jia)，防(fang)扭轉(zhuan)(zhuan)機(ji)(ji)(ji)架(jia)上安裝了(le)(le)一對可(ke)沿環向(xiang)扭轉(zhuan)(zhuan)的立輥(gun)(gun)，并(bing)(bing)配置了(le)(le)快速(su)夾緊、機(ji)(ji)(ji)械調節裝置。
3. 固態焊機技(ji)術特點(dian)
采用(yong)挪威EFD公司生產的(de)(de)輸出(chu)(chu)功率(lv)為(wei)1800kW、頻(pin)(pin)率(lv)90～150kHz的(de)(de)固(gu)態焊機。用(yong)更(geng)加(jia)簡潔(jie)的(de)(de)主回路(lu)拓撲結構(gou)，二極(ji)管(guan)不可(ke)控整(zheng)(zheng)流，可(ke)使(shi)功率(lv)因數(shu)(shu)達到0.95；利用(yong)新型(xing)的(de)(de)軟開關橋式逆變換流技(ji)術將輸入的(de)(de)直流電(dian)逆變為(wei)高(gao)頻(pin)(pin)交流電(dian)；整(zheng)(zheng)機效率(lv)可(ke)達85％左右。具有(you)高(gao)頻(pin)(pin)電(dian)源保(bao)護；無需對(dui)主回路(lu)的(de)(de)電(dian)容(rong)電(dian)感參數(shu)(shu)進行調節，在設計(ji)負載范(fan)圍內，功率(lv)正常輸出(chu)(chu)不受限制，自(zi)動匹配；還具有(you)開機自(zi)診斷功能、配備相應(ying)的(de)(de)通訊(xun)系統實時將設備運行參數(shu)(shu)傳(chuan)遞(di)到監控系統進行診斷處理及(ji)存(cun)儲等智能化功能。
4. 自(zi)動控制系統技術特點
a. 自(zi)動控制系統分為：制造執行級 MES（manufacturing execution system）、基礎自(zi)動化(hua)級L1和設(she)備傳動與(yu)檢測級LO等3個層次。焊管生產線PLC與(yu)MES、操(cao)作PC、快速設(she)定PC之間(jian)均采(cai)(cai)用標準工業以(yi)太網(wang)通(tong)訊(xun)，PLC與(yu)傳動、檢測設(she)備間(jian)采(cai)(cai)用網(wang)絡通(tong)訊(xun)連(lian)接。
b. MES主(zhu)要功(gong)能(neng)是(shi)接收(shou)上級(ji)計(ji)算機（ERP）下達的生(sheng)產(chan)(chan)計(ji)劃(hua)，轉(zhuan)化成實(shi)際(ji)的產(chan)(chan)品(pin)制造計(ji)劃(hua)和(he)設備控制參數，并控制實(shi)際(ji)生(sheng)產(chan)(chan)過程(cheng)，完成生(sheng)產(chan)(chan)線調度(du)、物(wu)料跟蹤(zong)和(he)生(sheng)產(chan)(chan)數據采集等(deng)功(gong)能(neng)，實(shi)現產(chan)(chan)品(pin)從生(sheng)產(chan)(chan)計(ji)劃(hua)到成品(pin)產(chan)(chan)出全(quan)過程(cheng)管理與控制。
c. 快速設(she)(she)(she)定(ding)系統(tong)（QS）是(shi)一套快速換(huan)輥(gun)調(diao)整系統(tong)，是(shi)MES的(de)(de)(de)重要內容，與基礎自(zi)動化L1相連接，既向(xiang)(xiang)L1發(fa)送設(she)(she)(she)定(ding)數(shu)據(ju)，又從L1收集各產(chan)品(pin)規格(ge)實(shi)際(ji)生(sheng)產(chan)調(diao)整時的(de)(de)(de)輥(gun)位值，對優化的(de)(de)(de)調(diao)整設(she)(she)(she)定(ding)參數(shu)進行繼承，作為下次生(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)最新設(she)(she)(she)定(ding)值。根據(ju)產(chan)品(pin)理化結果判定(ding)當(dang)前設(she)(she)(she)置是(shi)否(fou)最優化，并選擇是(shi)否(fou)覆蓋原有(you)數(shu)據(ju)。改變產(chan)品(pin)規格(ge)時，通過比較當(dang)前所生(sheng)產(chan)規格(ge)與即將生(sheng)產(chan)規格(ge)，并根據(ju)對頭焊縫跟蹤信息，快速設(she)(she)(she)定(ding)PC自(zi)動向(xiang)(xiang)PLC 發(fa)送軋(ya)輥(gun)直徑、輸送角、力矩、輥(gun)位設(she)(she)(she)定(ding)值、焊接功率參考值和熱處理溫度設(she)(she)(she)定(ding)值等。
d. 根據設備(bei)提(ti)供的(de)焊(han)接(jie)質量跟(gen)蹤系統，以曲(qu)線或波形形式(shi)顯示當前(qian)的(de)焊(han)接(jie)速度、焊(han)接(jie)溫度、焊(han)接(jie)功(gong)(gong)率、各段熱處理(li)溫度和功(gong)(gong)率、探傷缺陷類型等，并存入數據庫(ku)供分析(xi)。
e. 基(ji)礎(chu)自動(dong)化控(kong)制(zhi)(zhi)功能主(zhu)要包括：自動(dong)順序控(kong)制(zhi)(zhi)、料流跟蹤(zong)、焊(han)縫位(wei)(wei)置跟蹤(zong)、鋼(gang)卷對中控(kong)制(zhi)(zhi)、開卷機張力控(kong)制(zhi)(zhi)、活套充套量(liang)控(kong)制(zhi)(zhi)、主(zhu)傳動(dong)速度(du)控(kong)制(zhi)(zhi)、軋輥(gun)位(wei)(wei)置控(kong)制(zhi)(zhi)、銑邊控(kong)制(zhi)(zhi)、焊(han)接功率控(kong)制(zhi)(zhi)、熱處理溫度(du)控(kong)制(zhi)(zhi)和飛(fei)鋸控(kong)制(zhi)(zhi)等。
三、技(ji)術水平與業(ye)績
寶鋼(gang)(gang)(gang)ф610mm HFW 不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)焊管(guan)機組(zu)憑(ping)借其設備一(yi)(yi)流，管(guan)理先進，帶鋼(gang)(gang)(gang)資源及(ji)板管(guan)質量一(yi)(yi)貫制的(de)優勢，無論是(shi)產品品種，規格拓(tuo)展，還是(shi)在(zai)產量、質量及(ji)效(xiao)益方面(mian)均取得了國內(nei)同類(lei)機組(zu)最(zui)好的(de)業績。產品廣(guang)泛應(ying)用于油(you)氣輸送、油(you)氣開(kai)采、海洋平臺及(ji)大型建筑物。
自2005年10月27日投產(chan)以來(lai)，依托寶鋼(gang)(gang)股份一貫制優勢，寶鋼(gang)(gang)HFW不銹鋼(gang)(gang)焊管(guan)(guan)(guan)(guan)已(yi)經(jing)開發(fa)生產(chan)B-X80管(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)管(guan)(guan)(guan)(guan)，Q235-Q500結構及低壓流體管(guan)(guan)(guan)(guan)，H40-P110油(you)套管(guan)(guan)(guan)(guan)。2006-2018年累計供貨HFW 焊管(guan)(guan)(guan)(guan)165萬(wan)(wan)噸（2.35萬(wan)(wan)千米），其中(zhong)30％的(de)產(chan)品(pin)出口到(dao)澳大(da)利亞、加拿大(da)、南美、中(zhong)東、非洲(zhou)及東南亞市(shi)場(chang)等(deng)海(hai)(hai)外(wai)市(shi)場(chang)。產(chan)品(pin)先后(hou)在中(zhong)石油(you)長慶三凈-延電(dian)輸氣項目(mu)(mu)、印尼TTU管(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)項目(mu)(mu)、中(zhong)海(hai)(hai)油(you)南堡海(hai)(hai)管(guan)(guan)(guan)(guan)項目(mu)(mu)、中(zhong)石化塔(ta)河油(you)田抗酸管(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)，巴西礦漿X70管(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)、加拿大(da)Nexeng公(gong)司的(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)項目(mu)(mu)、加拿大(da)Husky公(gong)司的(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)項目(mu)(mu)、加拿大(da)Encana公(gong)司管(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)項目(mu)(mu)、澳大(da)利亞的(de)APA管(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)、澳大(da)利亞Jemena和(he)澳大(da)利亞DBP等(deng)管(guan)(guan)(guan)(guan)線(xian)項目(mu)(mu)得到(dao)應(ying)用。
