直縫埋弧焊接(jie)不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。


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  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不銹(xiu)鋼管的歷史。


  渤海裝備(bei)(bei)巨龍鋼(gang)管公司(si)大(da)直(zhi)(zhi)縫(feng)生(sheng)產(chan)(chan)線的建設(she)(she)(she)也(ye)帶動了直(zhi)(zhi)縫(feng)焊接不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管制(zhi)管裝備(bei)(bei)的進(jin)(jin)步和發展。巨龍第一條生(sheng)產(chan)(chan)線根據國內(nei)(nei)(nei)(nei)當時的設(she)(she)(she)備(bei)(bei)制(zhi)造技(ji)術水(shui)平,采用(yong)了菜單式(shi)(shi)引進(jin)(jin)方式(shi)(shi)。對(dui)于國內(nei)(nei)(nei)(nei)在(zai)技(ji)術和制(zhi)造能(neng)力(li)都不(bu)成(cheng)(cheng)熟(shu)的設(she)(she)(she)備(bei)(bei)整(zheng)機進(jin)(jin)口如(ru):JCO成(cheng)(cheng)型機、浮(fu)動式(shi)(shi)高精度銑邊(bian)機、機械(xie)式(shi)(shi)擴徑機、水(shui)柱耦(ou)合式(shi)(shi)超聲波探傷設(she)(she)(she)備(bei)(bei)、多絲(si)內(nei)(nei)(nei)(nei)外焊接設(she)(she)(she)備(bei)(bei)等;對(dui)于國內(nei)(nei)(nei)(nei)加工能(neng)力(li)具(ju)備(bei)(bei)但(dan)技(ji)術水(shui)平較低(di)的設(she)(she)(she)備(bei)(bei)采用(yong)技(ji)術和部分(fen)關鍵部件引進(jin)(jin),其(qi)他(ta)部分(fen)國內(nei)(nei)(nei)(nei)加工的分(fen)交(jiao)方式(shi)(shi),如(ru):板邊(bian)預彎機、大(da)功率連續式(shi)(shi)預焊機等;對(dui)于技(ji)術裝備(bei)(bei)國內(nei)(nei)(nei)(nei)都比(bi)較成(cheng)(cheng)熟(shu)的設(she)(she)(she)備(bei)(bei)由國內(nei)(nei)(nei)(nei)制(zhi)造,如(ru):水(shui)壓試驗機、管端倒棱機、X射線檢(jian)測設(she)(she)(she)備(bei)(bei)以及生(sheng)產(chan)(chan)線其(qi)他(ta)輔助設(she)(she)(she)備(bei)(bei)。在(zai)保證整(zheng)條生(sheng)產(chan)(chan)線達到世(shi)界(jie)先進(jin)(jin)水(shui)平的同時,建設(she)(she)(she)費用(yong)大(da)幅降(jiang)低(di)。后續國內(nei)(nei)(nei)(nei)多條JCOE直(zhi)(zhi)縫(feng)生(sheng)產(chan)(chan)線的建設(she)(she)(she)也(ye)都借鑒了這種方式(shi)(shi)。


  該生(sheng)產(chan)線(xian)的(de)成功(gong)建設也推(tui)(tui)動(dong)了國內大口徑直(zhi)縫埋(mai)弧焊(han)接不銹鋼(gang)管生(sheng)產(chan)線(xian)建設,并且帶(dai)動(dong)國內設備(bei)制(zhi)造(zao)廠(chang)開始了直(zhi)縫生(sheng)產(chan)線(xian)設備(bei)的(de)國產(chan)化研制(zhi)。通過(guo)國內制(zhi)管企(qi)業和設備(bei)制(zhi)造(zao)廠(chang)的(de)聯(lian)合攻關,目前,JCOE直(zhi)縫生(sheng)產(chan)線(xian)的(de)主(zhu)機(ji)大多數(shu)已實現了國產(chan)化,推(tui)(tui)動(dong)我國直(zhi)縫制(zhi)管裝備(bei)國產(chan)化的(de)企(qi)業主(zhu)要有黃石鍛壓、天水鍛壓、西北機(ji)器、沈陽東基、哈爾濱焊(han)接研究(jiu)所和湘(xiang)潭華進等生(sheng)產(chan)廠(chang)家。其中最具(ju)代表性的(de)主(zhu)要有:


(1)預(yu)彎(wan)機(ji):PB16000~32000kN數控(kong)預(yu)彎(wan)機(ji)由兩臺可相(xiang)對移動的(de)(de)下(xia)動式開式壓(ya)力(li)(li)機(ji)組(zu)成。在數控(kong)系(xi)(xi)統和電液伺(si)服系(xi)(xi)統控(kong)制(zhi)下(xia),每(mei)臺壓(ya)力(li)(li)機(ji)的(de)(de)兩油缸單元同步驅動下(xia)模(mo)梁運(yun)行,定位(wei)精度(du)0.10mm。優(you)化的(de)(de)模(mo)具曲(qu)線使預(yu)彎(wan)邊有效弧長最大(da)化。壓(ya)制(zhi)力(li)(li)可達32000kN,預(yu)彎(wan)全過(guo)程(cheng)自動化運(yun)行。


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(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(jie)不(bu)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。


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(3)預(yu)(yu)焊(han)(han)機(ji):TWC150~400kN數控預(yu)(yu)焊(han)(han)機(ji)采(cai)用全數字實時(shi)控制(zhi)電(dian)液伺服(fu)(fu)合縫輥(gun)(gun)。在合縫預(yu)(yu)焊(han)(han)的(de)過(guo)程中,根據激光跟蹤系統(tong)顯示(shi)的(de)錯邊(bian)誤差與(yu)合縫間隙(xi),通(tong)過(guo)數控系統(tong)實時(shi)調整電(dian)液伺服(fu)(fu)合縫輥(gun)(gun),在負載(zai)條件下(xia)糾正錯邊(bian)量與(yu)合縫間隙(xi)。極大降低了(le)停焊(han)(han)的(de)概率和焊(han)(han)后人工修補量,大直縫焊(han)(han)管合縫預(yu)(yu)焊(han)(han)實現了(le)優質(zhi)高效。


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(4)銑邊機:新(xin)型(xing)的(de)PFM90/800型(xing)的(de)鋼板銑邊機雖然重量(liang)(liang)(liang)減(jian)輕(qing)了約30%,但(dan)在裝機容量(liang)(liang)(liang)保持不(bu)變的(de)情況下所能(neng)加(jia)工的(de)鋼板壁厚(hou)達到了40mm,最大加(jia)工余量(liang)(liang)(liang)可(ke)(ke)達25mm,且設備可(ke)(ke)根據(ju)不(bu)同(tong)(tong)的(de)鋼材等(deng)級、不(bu)同(tong)(tong)的(de)加(jia)工余量(liang)(liang)(liang)、不(bu)同(tong)(tong)的(de)板厚(hou)進行(xing)全自(zi)動加(jia)工,可(ke)(ke)見(jian)其(qi)已(yi)有較(jiao)高的(de)智能(neng)處理的(de)能(neng)力。


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(5)擴(kuo)徑(jing)(jing)(jing)機(ji)(ji):新型(xing)的(de)(de)機(ji)(ji)械擴(kuo)徑(jing)(jing)(jing)機(ji)(ji)也在(zai)控制和(he)結(jie)構方面(mian)均得到了(le)(le)(le)改(gai)善。一是將(jiang)(jiang)擴(kuo)徑(jing)(jing)(jing)拉(la)(la)(la)(la)桿(gan)(gan)分(fen)為(wei)了(le)(le)(le)三段,將(jiang)(jiang)長度(du)從整體的(de)(de)18m直接降(jiang)到了(le)(le)(le)拉(la)(la)(la)(la)桿(gan)(gan)13m、油缸活(huo)塞桿(gan)(gan)2.5m和(he)擴(kuo)徑(jing)(jing)(jing)頭拉(la)(la)(la)(la)桿(gan)(gan)2.5m,大大降(jiang)低了(le)(le)(le)細長拉(la)(la)(la)(la)桿(gan)(gan)的(de)(de)制造難度(du)。且(qie)在(zai)拉(la)(la)(la)(la)桿(gan)(gan)聯結(jie)方式上(shang)進行了(le)(le)(le)改(gai)進,便于擴(kuo)徑(jing)(jing)(jing)頭和(he)拉(la)(la)(la)(la)桿(gan)(gan)更換(huan),并且(qie)在(zai)螺(luo)母與螺(luo)桿(gan)(gan)間加上(shang)了(le)(le)(le)作為(wei)易(yi)損件的(de)(de)螺(luo)紋護(hu)套,有效地對(dui)(dui)拉(la)(la)(la)(la)桿(gan)(gan)進行了(le)(le)(le)保護(hu)。二是在(zai)擴(kuo)徑(jing)(jing)(jing)頭各(ge)模(mo)具(ju)塊(kuai)的(de)(de)導向方面(mian)進行了(le)(le)(le)改(gai)進,在(zai)模(mo)具(ju)的(de)(de)前后都設置了(le)(le)(le)徑(jing)(jing)(jing)向導向鍵(jian),可保證模(mo)具(ju)塊(kuai)與錐體各(ge)面(mian)的(de)(de)充分(fen)結(jie)合,減少對(dui)(dui)模(mo)具(ju)的(de)(de)偏磨,又由于滑(hua)動面(mian)較緊(jin)密的(de)(de)結(jie)合而降(jiang)低了(le)(le)(le)擴(kuo)徑(jing)(jing)(jing)油的(de)(de)消耗量。


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(6)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)設(she)備:參(can)考德國U&S公(gong)司斯柯特接(jie)(jie)(jie)法以減少焊(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)之(zhi)間的(de)干擾,國內(nei)(nei)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)設(she)備集成研究(jiu)成果(guo)顯著,先后開發出了四絲(si)(si)焊(han)(han)(han)(han)(han)和(he)五絲(si)(si)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)設(she)備,采用數字控(kong)制,可(ke)以直接(jie)(jie)(jie)記錄焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)參(can)數,進行焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)過程的(de)監控(kong)、記錄,可(ke)有(you)效保證對焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)質量的(de)控(kong)制。哈(ha)爾濱焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)研究(jiu)所成功地(di)進行了內(nei)(nei)、外焊(han)(han)(han)(han)(han)設(she)備開發工(gong)作,近幾年就已銷售(shou)各種多絲(si)(si)內(nei)(nei)、外焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)設(she)備100多套。


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(7)焊(han)(han)(han)(han)管輔助設(she)備(bei)(bei):隨著技術的進(jin)(jin)步(bu)和人(ren)(ren)(ren)力資(zi)源(yuan)成本的提(ti)高(gao),我國焊(han)(han)(han)(han)管企業把越(yue)來越(yue)多的精(jing)力投入到(dao)提(ti)高(gao)工(gong)(gong)藝裝備(bei)(bei)自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)化(hua)和信息化(hua)水平方面(mian),尤其機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)應(ying)(ying)用(yong)越(yue)來越(yue)廣泛(fan)。早期僅有寶鋼UOE生產(chan)線(xian)引進(jin)(jin)了引、熄弧板焊(han)(han)(han)(han)接(jie)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren),近年來,噴標機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)得(de)到(dao)了廣泛(fan)應(ying)(ying)用(yong),管端焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)磨(mo)(mo)削機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)和管端幾何尺(chi)寸激光自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)檢(jian)測機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)的研(yan)發也取得(de)可喜進(jin)(jin)展,如渤海裝備(bei)(bei)研(yan)究院研(yan)發的管端焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)磨(mo)(mo)削機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren),在工(gong)(gong)業機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)上安裝焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)檢(jian)測系統和磨(mo)(mo)削機(ji)(ji)(ji)構,可對焊(han)(han)(han)(han)管管端內外焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)進(jin)(jin)行(xing)三維自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)檢(jian)測,自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)獲取焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)形貌特征數據(ju),智能(neng)化(hua)地規(gui)劃機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)磨(mo)(mo)削運動(dong)(dong)(dong)(dong)軌(gui)跡,進(jin)(jin)行(xing)自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)磨(mo)(mo)削。隨著技術進(jin)(jin)步(bu)和研(yan)發的深入,機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)將會更廣發的應(ying)(ying)用(yong)于焊(han)(han)(han)(han)管生產(chan)線(xian)的工(gong)(gong)藝裝備(bei)(bei)上,對于提(ti)高(gao)生產(chan)效(xiao)率和產(chan)品質量將會產(chan)生巨(ju)大推(tui)動(dong)(dong)(dong)(dong)作用(yong)。


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(8)焊管(guan)裝備信(xin)息系統(tong):隨(sui)著(zhu)(zhu)信(xin)息技術的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)飛速發展,國內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊管(guan)企(qi)業(ye)在(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產線的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)信(xin)息化建(jian)設方面投入了(le)大(da)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)人力、物(wu)力,國內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)多條生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產線都建(jian)設了(le)ERP、MES系統(tong),還有部分(fen)企(qi)業(ye)建(jian)設了(le)物(wu)聯(lian)網系統(tong),并實(shi)現了(le)多個信(xin)息系統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)融合,這(zhe)(zhe)些(xie)信(xin)息系統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)建(jian)設不僅(jin)實(shi)現了(le)從材料到成(cheng)品(pin)鋼(gang)管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產全(quan)(quan)過程的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)監控,為鋼(gang)管(guan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產提(ti)供(gong)持續的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)(liang)保證,而且為滿足客(ke)戶管(guan)道全(quan)(quan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)命(ming)周期管(guan)理提(ti)供(gong)了(le)有力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)(liang)數據支持。同時,大(da)大(da)提(ti)升了(le)制(zhi)管(guan)企(qi)業(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產和經營管(guan)理水(shui)平。隨(sui)著(zhu)(zhu)這(zhe)(zhe)些(xie)信(xin)息系統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)深(shen)化應用和底層數據采集(ji)裝備的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不斷(duan)完善,必(bi)將對我國制(zhi)管(guan)企(qi)業(ye)質量(liang)(liang)控制(zhi)和高(gao)效(xiao)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產組(zu)織產生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)重大(da)影響(xiang)。


  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,大口徑直縫焊接不銹鋼(gang)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接不銹(xiu)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。