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(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(sheng)產(chan)工藝(yi)流程
寶鋼(gang)ф610mm HFW不(bu)銹(xiu)鋼(gang)焊管機組生產(chan)工藝流程見(jian)圖7-8所示。
二、主要技(ji)術(shu)特(te)點(dian)
1. 排輥成型技術特點(dian)
a. 由(you)許多小(xiao)直徑輥組成的(de)排(pai)輥代替輥式(shi)成型機的(de)大直徑水(shui)平(ping)輥，最大邊(bian)緣拉應變僅是傳統(tong)輥式(shi)成型的(de)1/5左右，可(ke)提高鋼(gang)管外觀(guan)質(zhi)量，減少功率消耗及軋輥磨損。
b. 排輥成型機采用連續(xu)局部彎曲變形(xing)，彎曲力小(xiao)且(qie)較均勻(yun)；成型區縮短，帶鋼(gang)塑性變形(xing)小(xiao)；排輥群由外側(ce)束縛帶鋼(gang)邊(bian)緣(yuan)，將邊(bian)緣(yuan)外側(ce)變形(xing)以壓縮形(xing)式吸收，可防(fang)止帶鋼(gang)邊(bian)緣(yuan)發(fa)生折(zhe)皺、鼓(gu)包，使(shi)鋼(gang)管(guan)壁厚與(yu)管(guan)徑比的(de)范圍擴大到(dao)1：80，具有加工(gong)中大直徑薄(bo)壁管(guan)的(de)優勢。
c. 排輥(gun)成型為連(lian)續成型法，成型性好(hao)，且采用“下山法”成型，在成型過程中帶鋼(gang)邊緣的軌跡(ji)近乎直線(xian)，從而改(gai)善(shan)成型質量(liang)，使焊接穩定(ding)可靠。
d. 在更換不(bu)(bu)銹鋼焊管規格尺寸(cun)時，排輥不(bu)(bu)換，只需(xu)調整，與傳(chuan)統輥式成型(xing)相比，可減少軋(ya)輥規格和換輥時間。
2. 成型設(she)備(bei)技(ji)術特點
寶鋼Φ610mm HFW焊管機組成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)設備是引進德國SMSMEER公(gong)司(si)開發的直緣成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)技(ji)術，由(you)夾送(song)輥(gun)裝置、彎邊機、線性(xing)預成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)裝置、粗成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)機、線性(xing)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)裝置、精成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)機架、擠壓輥(gun)機架和定(ding)徑機架組成(cheng)。
a. 夾送(song)輥裝置由(you)上(shang)、下水(shui)平(ping)輥組成，2臺功(gong)率為(wei)110kW交流電機通過減(jian)速齒輪箱和(he)萬(wan)向傳動(dong)軸驅動(dong)將帶鋼(gang)經水(shui)平(ping)導向輥送(song)入彎邊機，并在生(sheng)(sheng)產(chan)中作輔助(zhu)主(zhu)傳動(dong)。上(shang)夾送(song)輥由(you)液(ye)壓(ya)缸升、降，帶鋼(gang)在機架中不產(chan)生(sheng)(sheng)彎曲變形，出本機架后開始“下山”變形。
b. 彎邊機(ji)位于(yu)線(xian)性預成(cheng)型裝(zhuang)置前端，將帶(dai)鋼邊緣(yuan)彎曲(qu)成(cheng)接近成(cheng)品曲(qu)率(lv)的(de)弧形(xing)(xing)，防止焊縫處出現梨形(xing)(xing)凸(tu)出，一對彎邊輥(gun)(gun)可(ke)(ke)一起上(shang)下(xia)(xia)、左右調整(zheng)，也(ye)可(ke)(ke)以單獨調整(zheng)，通(tong)過(guo)電機(ji)和螺旋(xuan)千(qian)斤頂可(ke)(ke)以調節彎邊厚度和寬度，為確(que)保不同壁(bi)厚精確(que)的(de)帶(dai)鋼邊部彎曲(qu)以及(ji)允許對頭焊縫自由通(tong)過(guo)，下(xia)(xia)彎邊輥(gun)(gun)設計(ji)成(cheng)液壓減震結構。上(shang)下(xia)(xia)彎邊輥(gun)(gun)均安裝(zhuang)在用于(yu)快(kuai)速更換的(de)箱式結構的(de)輥(gun)(gun)座上(shang)，通(tong)過(guo)編(bian)碼器傳感、計(ji)算機(ji)控(kong)制調整(zheng)輥(gun)(gun)位。
c. 線性預成(cheng)(cheng)型裝置由2個帶(dai)有若干非傳(chuan)動排輥(gun)的(de)外(wai)部線性成(cheng)(cheng)型裝置（排輥(gun)架）組成(cheng)(cheng)，以(yi)確(que)保短成(cheng)(cheng)型間距，其線性可根據(ju)產品成(cheng)(cheng)型的(de)幾何(he)學進(jin)行(xing)水平、垂直和旋轉調節(jie)。
d. 粗成(cheng)型機由(you)上輥和下輥組成(cheng)，并布置在線性預成(cheng)型后(hou)段，由(you)2臺功率110kW交流(liu)電(dian)機通過減速(su)齒輪(lun)箱和萬(wan)向傳動(dong)軸驅動(dong)，是線性預成(cheng)型段及粗成(cheng)型的主動(dong)力(li)源。
e. 線性(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)裝(zhuang)置(zhi)布置(zhi)在線性(xing)預成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)裝(zhuang)置(zhi)和(he)精成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)機架之間，分(fen)為3段(duan)，每段(duan)有2個排輥架組成(cheng)(cheng)(cheng)，可以根據產品成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)幾何(he)學需求進行水平、垂直和(he)旋轉(zhuan)調節。帶(dai)鋼經線性(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)裝(zhuang)置(zhi)后(hou)成(cheng)(cheng)(cheng)為U形。
f. 精成(cheng)(cheng)型機(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)由3架(jia)精成(cheng)(cheng)型機(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)組成(cheng)(cheng)，采用均勻剛性(xing)設(she)計的(de)URD機(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)由6臺功率(lv)為110kW交流電機(ji)(ji)(ji)(ji)通(tong)過減速齒輪箱和(he)萬(wan)向(xiang)傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)軸驅動(dong)(dong)(dong)，是成(cheng)(cheng)型焊接(jie)段的(de)主動(dong)(dong)(dong)力源。每架(jia)精成(cheng)(cheng)型機(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)安裝4個軋輥(gun)，上、下輥(gun)主動(dong)(dong)(dong)，2個側輥(gun)被動(dong)(dong)(dong)，最大軋制(zhi)力1800kN。上、下輥(gun)及側輥(gun)通(tong)過獨立的(de)小(xiao)電機(ji)(ji)(ji)(ji)經螺(luo)旋升降裝置調節，編碼器傳(chuan)感，計算(suan)機(ji)(ji)(ji)(ji)控制(zhi)調整輥(gun)位，輥(gun)位OP值設(she)定(ding)精度可(ke)達0.01mm。精成(cheng)(cheng)型將(jiang)(jiang)線性(xing)成(cheng)(cheng)型后的(de)U形荒管(guan)變形為開口的(de)0形管(guan)坯。3架(jia)上輥(gun)安裝導(dao)向(xiang)環將(jiang)(jiang)焊接(jie)V角控制(zhi)在(zai)一定(ding)的(de)范圍內，為擠(ji)壓輥(gun)機(ji)(ji)(ji)(ji)架(jia)的(de)成(cheng)(cheng)型焊接(jie)創造(zao)了條(tiao)件。
g. 擠(ji)(ji)壓輥(gun)(gun)機(ji)(ji)架(jia)采用均勻剛性設計的URD機(ji)(ji)架(jia)，由5個(ge)(ge)被動擠(ji)(ji)壓輥(gun)(gun)（2個(ge)(ge)上輥(gun)(gun)，2個(ge)(ge)側輥(gun)(gun)，1個(ge)(ge)底輥(gun)(gun)）組(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的孔型(xing)(xing)，可將精(jing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)后的開(kai)口0形管成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)焊接成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)封閉的0形管。該(gai)機(ji)(ji)架(jia)也具有精(jing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)機(ji)(ji)架(jia)軋輥(gun)(gun)精(jing)密調節(jie)機(ji)(ji)構和快速(su)換輥(gun)(gun)功能。
h. 定(ding)(ding)(ding)徑(jing)(jing)段由4架定(ding)(ding)(ding)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)(ji)(ji)架組成，主要功(gong)能是(shi)將成型焊接后的(de)0形立橢圓管(guan)變形為(wei)符合產品標(biao)準的(de)圓管(guan)，采用均勻剛(gang)性設計的(de)URD機(ji)(ji)(ji)(ji)架由8臺功(gong)率為(wei)110kW交流(liu)電機(ji)(ji)(ji)(ji)通過減速齒(chi)輪箱和萬向(xiang)傳動(dong)(dong)軸驅動(dong)(dong)，是(shi)定(ding)(ding)(ding)徑(jing)(jing)段的(de)主動(dong)(dong)力源。每(mei)架定(ding)(ding)(ding)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)(ji)(ji)架裝(zhuang)有4個(ge)軋輥，其中上、下(xia)輥主動(dong)(dong)，2個(ge)側(ce)(ce)輥被動(dong)(dong)，最(zui)大軋制(zhi)力1800kN。上、下(xia)輥及側(ce)(ce)輥通過獨立的(de)小(xiao)電機(ji)(ji)(ji)(ji)并(bing)經螺旋千斤(jin)頂調節，編碼器傳感，計算機(ji)(ji)(ji)(ji)控制(zhi)調整輥位，輥位OP值設定(ding)(ding)(ding)精(jing)度(du)可(ke)達0.01mm。為(wei)保(bao)證小(xiao)直徑(jing)(jing)（219.1～323.9mm）焊管(guan)焊縫在(zai)定(ding)(ding)(ding)徑(jing)(jing)前不偏離12點的(de)位置(zhi)，在(zai)1＃定(ding)(ding)(ding)徑(jing)(jing)機(ji)(ji)(ji)(ji)架前設置(zhi)了防扭轉(zhuan)機(ji)(ji)(ji)(ji)架，防扭轉(zhuan)機(ji)(ji)(ji)(ji)架上安裝(zhuang)了一對可(ke)沿環向(xiang)扭轉(zhuan)的(de)立輥，并(bing)配置(zhi)了快速夾緊、機(ji)(ji)(ji)(ji)械調節裝(zhuang)置(zhi)。
3. 固態焊機技術(shu)特點
采用挪(nuo)威EFD公司生(sheng)產的(de)輸出(chu)功(gong)率(lv)為1800kW、頻率(lv)90～150kHz的(de)固態焊機(ji)(ji)。用更加簡潔的(de)主回(hui)路拓撲(pu)結(jie)構，二極管不(bu)可控整流(liu)，可使功(gong)率(lv)因數達到0.95；利用新型的(de)軟開關橋(qiao)式逆變(bian)(bian)換流(liu)技術(shu)將輸入(ru)的(de)直流(liu)電逆變(bian)(bian)為高頻交流(liu)電；整機(ji)(ji)效率(lv)可達85％左右。具(ju)有高頻電源保護；無(wu)需(xu)對主回(hui)路的(de)電容電感(gan)參(can)數進(jin)行調節，在設計(ji)負載范圍內(nei)，功(gong)率(lv)正常輸出(chu)不(bu)受限(xian)制，自動(dong)匹配(pei)；還具(ju)有開機(ji)(ji)自診(zhen)斷功(gong)能、配(pei)備(bei)相應的(de)通訊系(xi)統實時將設備(bei)運行參(can)數傳遞到監控系(xi)統進(jin)行診(zhen)斷處(chu)理及存儲等(deng)智能化(hua)功(gong)能。
4. 自動(dong)控制系統(tong)技(ji)術特點
a. 自(zi)動(dong)控(kong)制(zhi)系統分為(wei)：制(zhi)造(zao)執行級(ji) MES（manufacturing execution system）、基礎自(zi)動(dong)化級(ji)L1和設備傳動(dong)與(yu)(yu)檢(jian)(jian)測級(ji)LO等3個層次。焊管(guan)生產線PLC與(yu)(yu)MES、操作PC、快速設定PC之間均采(cai)用標準工業以(yi)太(tai)網(wang)通訊，PLC與(yu)(yu)傳動(dong)、檢(jian)(jian)測設備間采(cai)用網(wang)絡通訊連接。
b. MES主(zhu)要功能是接(jie)收上級(ji)計算(suan)機（ERP）下(xia)達的生(sheng)產(chan)(chan)計劃，轉化成(cheng)實際(ji)(ji)的產(chan)(chan)品制(zhi)造計劃和設備控制(zhi)參(can)數，并(bing)控制(zhi)實際(ji)(ji)生(sheng)產(chan)(chan)過程，完成(cheng)生(sheng)產(chan)(chan)線(xian)調(diao)度、物(wu)料(liao)跟蹤和生(sheng)產(chan)(chan)數據采集等功能，實現產(chan)(chan)品從生(sheng)產(chan)(chan)計劃到(dao)成(cheng)品產(chan)(chan)出(chu)全過程管理(li)與控制(zhi)。
c. 快(kuai)速設(she)(she)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)系統（QS）是(shi)一套快(kuai)速換輥(gun)調(diao)整系統，是(shi)MES的(de)(de)重(zhong)要(yao)內容，與(yu)基(ji)礎自動(dong)化L1相連接，既向L1發(fa)(fa)送(song)設(she)(she)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)數據(ju)，又(you)從L1收集各產(chan)品(pin)規格(ge)實際生產(chan)調(diao)整時的(de)(de)輥(gun)位值(zhi)，對優(you)化的(de)(de)調(diao)整設(she)(she)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)參數進行繼承，作(zuo)為下(xia)次生產(chan)的(de)(de)最新設(she)(she)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)值(zhi)。根據(ju)產(chan)品(pin)理(li)化結果判(pan)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)當(dang)(dang)前設(she)(she)置是(shi)否(fou)最優(you)化，并選擇是(shi)否(fou)覆蓋原有數據(ju)。改變(bian)產(chan)品(pin)規格(ge)時，通過比(bi)較當(dang)(dang)前所(suo)生產(chan)規格(ge)與(yu)即將(jiang)生產(chan)規格(ge)，并根據(ju)對頭焊(han)縫跟蹤信息(xi)，快(kuai)速設(she)(she)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)PC自動(dong)向PLC 發(fa)(fa)送(song)軋輥(gun)直徑、輸(shu)送(song)角、力矩、輥(gun)位設(she)(she)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)值(zhi)、焊(han)接功率(lv)參考(kao)值(zhi)和(he)熱(re)處理(li)溫度設(she)(she)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)值(zhi)等(deng)。
d. 根據設備提供的焊接質(zhi)量跟蹤系統，以曲線(xian)或波形形式顯示當(dang)前的焊接速度(du)、焊接溫度(du)、焊接功(gong)率、各(ge)段熱處(chu)理溫度(du)和功(gong)率、探傷缺陷類(lei)型等(deng)，并存(cun)入數(shu)據庫供分析。
e. 基礎自(zi)動化控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)功(gong)能主(zhu)(zhu)要包括(kuo)：自(zi)動順(shun)序控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、料流跟蹤、焊縫(feng)位置跟蹤、鋼卷對中控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、開卷機張力控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、活套充套量控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、主(zhu)(zhu)傳動速(su)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)、焊接功(gong)率控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、熱(re)處理溫度控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)和飛鋸(ju)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)等。
三、技(ji)術水平(ping)與業績
寶鋼ф610mm HFW 不銹鋼焊管機組(zu)憑借其設備一(yi)流，管理(li)先進，帶鋼資源及板管質(zhi)量一(yi)貫制的(de)優(you)勢，無(wu)論(lun)是(shi)產品(pin)品(pin)種，規格拓展，還是(shi)在產量、質(zhi)量及效(xiao)益方面均取(qu)得了(le)國內同類機組(zu)最(zui)好的(de)業(ye)績。產品(pin)廣泛應(ying)用于油氣輸送、油氣開采、海(hai)洋平臺及大型建(jian)筑物。
自(zi)2005年10月27日投(tou)產以(yi)來，依托(tuo)寶鋼股份一貫制(zhi)優勢(shi)，寶鋼HFW不(bu)銹鋼焊管(guan)(guan)已經開發生(sheng)產B-X80管(guan)(guan)線(xian)管(guan)(guan)，Q235-Q500結構及(ji)低壓流體(ti)管(guan)(guan)，H40-P110油(you)套管(guan)(guan)。2006-2018年累計供(gong)貨(huo)HFW 焊管(guan)(guan)165萬(wan)噸(dun)（2.35萬(wan)千(qian)米），其中30％的(de)產品(pin)出(chu)口到澳大(da)(da)(da)利(li)亞(ya)、加(jia)拿大(da)(da)(da)、南美、中東、非洲及(ji)東南亞(ya)市場(chang)等(deng)海(hai)外(wai)市場(chang)。產品(pin)先后在中石(shi)油(you)長慶(qing)三(san)凈-延電(dian)輸(shu)氣項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)、印尼TTU管(guan)(guan)線(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)、中海(hai)油(you)南堡(bao)海(hai)管(guan)(guan)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)、中石(shi)化(hua)塔河油(you)田抗酸管(guan)(guan)線(xian)，巴西(xi)礦漿X70管(guan)(guan)線(xian)、加(jia)拿大(da)(da)(da)Nexeng公司的(de)管(guan)(guan)線(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)、加(jia)拿大(da)(da)(da)Husky公司的(de)管(guan)(guan)線(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)、加(jia)拿大(da)(da)(da)Encana公司管(guan)(guan)線(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)、澳大(da)(da)(da)利(li)亞(ya)的(de)APA管(guan)(guan)線(xian)、澳大(da)(da)(da)利(li)亞(ya)Jemena和澳大(da)(da)(da)利(li)亞(ya)DBP等(deng)管(guan)(guan)線(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)得到應用(yong)。
