直縫埋弧焊(han)接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(han)接(jie)不(bu)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(bu)銹鋼管的歷史。


  渤海裝備巨龍(long)(long)鋼(gang)管(guan)公司大直(zhi)縫(feng)生(sheng)(sheng)產線(xian)的(de)(de)(de)(de)建設(she)(she)也帶動了直(zhi)縫(feng)焊接(jie)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)制(zhi)管(guan)裝備的(de)(de)(de)(de)進步和(he)發展。巨龍(long)(long)第一(yi)條(tiao)(tiao)生(sheng)(sheng)產線(xian)根(gen)據國(guo)(guo)(guo)內(nei)當時的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)備制(zhi)造技術(shu)(shu)(shu)(shu)水(shui)平(ping),采用(yong)了菜單式(shi)(shi)引進方(fang)式(shi)(shi)。對(dui)于(yu)國(guo)(guo)(guo)內(nei)在(zai)(zai)技術(shu)(shu)(shu)(shu)和(he)制(zhi)造能力(li)都不(bu)成(cheng)熟(shu)的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)備整機(ji)(ji)(ji)進口如:JCO成(cheng)型(xing)機(ji)(ji)(ji)、浮動式(shi)(shi)高精度銑邊(bian)機(ji)(ji)(ji)、機(ji)(ji)(ji)械式(shi)(shi)擴徑機(ji)(ji)(ji)、水(shui)柱耦合式(shi)(shi)超聲波探傷設(she)(she)備、多絲(si)內(nei)外(wai)焊接(jie)設(she)(she)備等;對(dui)于(yu)國(guo)(guo)(guo)內(nei)加(jia)工(gong)能力(li)具備但技術(shu)(shu)(shu)(shu)水(shui)平(ping)較(jiao)低(di)(di)的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)備采用(yong)技術(shu)(shu)(shu)(shu)和(he)部分關鍵部件引進,其他部分國(guo)(guo)(guo)內(nei)加(jia)工(gong)的(de)(de)(de)(de)分交方(fang)式(shi)(shi),如:板(ban)邊(bian)預彎機(ji)(ji)(ji)、大功率連續式(shi)(shi)預焊機(ji)(ji)(ji)等;對(dui)于(yu)技術(shu)(shu)(shu)(shu)裝備國(guo)(guo)(guo)內(nei)都比較(jiao)成(cheng)熟(shu)的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)備由國(guo)(guo)(guo)內(nei)制(zhi)造,如:水(shui)壓試驗機(ji)(ji)(ji)、管(guan)端倒棱機(ji)(ji)(ji)、X射(she)線(xian)檢測(ce)設(she)(she)備以(yi)及生(sheng)(sheng)產線(xian)其他輔助(zhu)設(she)(she)備。在(zai)(zai)保證(zheng)整條(tiao)(tiao)生(sheng)(sheng)產線(xian)達(da)到世界先進水(shui)平(ping)的(de)(de)(de)(de)同(tong)時,建設(she)(she)費用(yong)大幅降低(di)(di)。后續國(guo)(guo)(guo)內(nei)多條(tiao)(tiao)JCOE直(zhi)縫(feng)生(sheng)(sheng)產線(xian)的(de)(de)(de)(de)建設(she)(she)也都借(jie)鑒了這種方(fang)式(shi)(shi)。


  該生產(chan)線(xian)的成功建設也推(tui)(tui)動(dong)了國(guo)內大口徑直縫埋弧焊接不銹鋼管生產(chan)線(xian)建設,并且帶動(dong)國(guo)內設備(bei)制(zhi)造廠(chang)開始了直縫生產(chan)線(xian)設備(bei)的國(guo)產(chan)化(hua)(hua)研(yan)(yan)制(zhi)。通過國(guo)內制(zhi)管企業和設備(bei)制(zhi)造廠(chang)的聯合攻關,目前(qian),JCOE直縫生產(chan)線(xian)的主機大多數已實現了國(guo)產(chan)化(hua)(hua),推(tui)(tui)動(dong)我(wo)國(guo)直縫制(zhi)管裝備(bei)國(guo)產(chan)化(hua)(hua)的企業主要有黃石鍛(duan)壓(ya)、天水鍛(duan)壓(ya)、西(xi)北機器、沈陽東基、哈爾(er)濱焊接研(yan)(yan)究所(suo)和湘潭華進(jin)等(deng)生產(chan)廠(chang)家(jia)。其中最(zui)具代表性的主要有:


(1)預(yu)(yu)彎機(ji):PB16000~32000kN數(shu)控(kong)預(yu)(yu)彎機(ji)由(you)兩臺可(ke)相對(dui)移動的下動式(shi)開式(shi)壓(ya)力(li)(li)機(ji)組成。在數(shu)控(kong)系統(tong)和電(dian)液伺服系統(tong)控(kong)制(zhi)下,每臺壓(ya)力(li)(li)機(ji)的兩油缸單元同步驅動下模梁運行(xing),定位精度0.10mm。優化(hua)的模具曲線(xian)使預(yu)(yu)彎邊有效(xiao)弧長最大(da)化(hua)。壓(ya)制(zhi)力(li)(li)可(ke)達32000kN,預(yu)(yu)彎全過程自動化(hua)運行(xing)。


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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。實現了大直縫焊接不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)焊(han)機:TWC150~400kN數(shu)控(kong)預(yu)焊(han)機采用全(quan)數(shu)字實(shi)時控(kong)制電(dian)液(ye)(ye)伺服合(he)(he)(he)縫(feng)(feng)輥。在合(he)(he)(he)縫(feng)(feng)預(yu)焊(han)的(de)過程中,根據激光跟蹤(zong)系(xi)統顯示的(de)錯邊(bian)誤差與合(he)(he)(he)縫(feng)(feng)間隙,通(tong)過數(shu)控(kong)系(xi)統實(shi)時調(diao)整(zheng)電(dian)液(ye)(ye)伺服合(he)(he)(he)縫(feng)(feng)輥,在負載條(tiao)件下糾正錯邊(bian)量(liang)與合(he)(he)(he)縫(feng)(feng)間隙。極大降低了停焊(han)的(de)概(gai)率和焊(han)后人(ren)工修補(bu)量(liang),大直縫(feng)(feng)焊(han)管合(he)(he)(he)縫(feng)(feng)預(yu)焊(han)實(shi)現了優質高效。


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(4)銑邊(bian)機:新型的(de)(de)(de)PFM90/800型的(de)(de)(de)鋼(gang)板銑邊(bian)機雖然(ran)重量(liang)減(jian)輕了(le)約30%,但在裝機容量(liang)保持不變的(de)(de)(de)情況下所(suo)能(neng)(neng)加(jia)(jia)工的(de)(de)(de)鋼(gang)板壁厚(hou)達到了(le)40mm,最大加(jia)(jia)工余(yu)量(liang)可達25mm,且設備可根據不同的(de)(de)(de)鋼(gang)材(cai)等級、不同的(de)(de)(de)加(jia)(jia)工余(yu)量(liang)、不同的(de)(de)(de)板厚(hou)進行全自(zi)動加(jia)(jia)工,可見其已有較(jiao)高的(de)(de)(de)智能(neng)(neng)處理的(de)(de)(de)能(neng)(neng)力。


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(5)擴(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)機(ji):新(xin)型的機(ji)械擴(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)機(ji)也在(zai)控制和(he)結(jie)(jie)構方面(mian)(mian)均得到(dao)了(le)改(gai)善。一是將(jiang)擴(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)拉桿(gan)(gan)(gan)分為了(le)三段(duan),將(jiang)長度從整體的18m直(zhi)接降到(dao)了(le)拉桿(gan)(gan)(gan)13m、油缸活塞桿(gan)(gan)(gan)2.5m和(he)擴(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)頭(tou)拉桿(gan)(gan)(gan)2.5m,大大降低了(le)細長拉桿(gan)(gan)(gan)的制造難(nan)度。且在(zai)拉桿(gan)(gan)(gan)聯(lian)結(jie)(jie)方式(shi)上進(jin)(jin)(jin)行了(le)改(gai)進(jin)(jin)(jin),便于擴(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)頭(tou)和(he)拉桿(gan)(gan)(gan)更換,并且在(zai)螺(luo)母與螺(luo)桿(gan)(gan)(gan)間加上了(le)作為易(yi)損件的螺(luo)紋護(hu)套,有效地對(dui)(dui)拉桿(gan)(gan)(gan)進(jin)(jin)(jin)行了(le)保護(hu)。二是在(zai)擴(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)頭(tou)各(ge)(ge)模具塊的導(dao)向方面(mian)(mian)進(jin)(jin)(jin)行了(le)改(gai)進(jin)(jin)(jin),在(zai)模具的前后都設置(zhi)了(le)徑(jing)(jing)向導(dao)向鍵,可保證(zheng)模具塊與錐(zhui)體各(ge)(ge)面(mian)(mian)的充分結(jie)(jie)合,減少對(dui)(dui)模具的偏磨,又由于滑(hua)動(dong)面(mian)(mian)較緊密的結(jie)(jie)合而降低了(le)擴(kuo)(kuo)(kuo)徑(jing)(jing)油的消耗量。


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(6)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)設備(bei):參(can)考(kao)德國(guo)(guo)U&S公司斯柯特接(jie)(jie)(jie)法(fa)以(yi)減(jian)少焊(han)(han)絲之間(jian)的(de)干擾,國(guo)(guo)內焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)設備(bei)集成(cheng)研(yan)究成(cheng)果顯著,先后開發出了四絲焊(han)(han)和五絲焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)設備(bei),采用數字控制(zhi),可(ke)(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)(jie)(jie)記(ji)錄(lu)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)參(can)數,進行(xing)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)過程(cheng)的(de)監控、記(ji)錄(lu),可(ke)(ke)有效保證對焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)質量的(de)控制(zhi)。哈爾濱焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)研(yan)究所成(cheng)功(gong)地進行(xing)了內、外焊(han)(han)設備(bei)開發工作,近幾年就(jiu)已銷(xiao)售各種多(duo)絲內、外焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)設備(bei)100多(duo)套。


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(7)焊(han)管(guan)輔助設備(bei):隨著技術(shu)的(de)(de)(de)進步和(he)人(ren)力資(zi)源成本的(de)(de)(de)提(ti)高,我(wo)國焊(han)管(guan)企業(ye)把(ba)越來(lai)(lai)(lai)越多的(de)(de)(de)精力投入到(dao)提(ti)高工(gong)藝裝(zhuang)(zhuang)備(bei)自(zi)動(dong)化(hua)和(he)信息化(hua)水(shui)平方(fang)面,尤其機(ji)(ji)(ji)器人(ren)應用越來(lai)(lai)(lai)越廣(guang)泛(fan)(fan)。早期僅有(you)寶鋼UOE生(sheng)產(chan)線引進了(le)引、熄(xi)弧板焊(han)接機(ji)(ji)(ji)器人(ren),近年來(lai)(lai)(lai),噴標機(ji)(ji)(ji)器人(ren)得(de)到(dao)了(le)廣(guang)泛(fan)(fan)應用,管(guan)端焊(han)縫(feng)磨(mo)(mo)削(xue)機(ji)(ji)(ji)器人(ren)和(he)管(guan)端幾何尺(chi)寸(cun)激(ji)光自(zi)動(dong)檢(jian)測機(ji)(ji)(ji)器人(ren)的(de)(de)(de)研發也取(qu)得(de)可喜進展(zhan),如渤海(hai)裝(zhuang)(zhuang)備(bei)研究院研發的(de)(de)(de)管(guan)端焊(han)縫(feng)磨(mo)(mo)削(xue)機(ji)(ji)(ji)器人(ren),在工(gong)業(ye)機(ji)(ji)(ji)器人(ren)上安裝(zhuang)(zhuang)焊(han)縫(feng)檢(jian)測系統和(he)磨(mo)(mo)削(xue)機(ji)(ji)(ji)構,可對焊(han)管(guan)管(guan)端內(nei)外焊(han)縫(feng)進行(xing)(xing)三維自(zi)動(dong)檢(jian)測,自(zi)動(dong)獲取(qu)焊(han)縫(feng)形(xing)貌(mao)特征(zheng)數據,智能(neng)化(hua)地(di)規劃機(ji)(ji)(ji)器人(ren)磨(mo)(mo)削(xue)運動(dong)軌(gui)跡(ji),進行(xing)(xing)自(zi)動(dong)磨(mo)(mo)削(xue)。隨著技術(shu)進步和(he)研發的(de)(de)(de)深入,機(ji)(ji)(ji)器人(ren)將會更廣(guang)發的(de)(de)(de)應用于焊(han)管(guan)生(sheng)產(chan)線的(de)(de)(de)工(gong)藝裝(zhuang)(zhuang)備(bei)上,對于提(ti)高生(sheng)產(chan)效(xiao)率和(he)產(chan)品質量將會產(chan)生(sheng)巨大推動(dong)作用。


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(8)焊管(guan)(guan)裝備信息系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong):隨(sui)著信息技術的(de)(de)(de)飛速(su)發(fa)展,國內的(de)(de)(de)焊管(guan)(guan)企(qi)(qi)業(ye)(ye)(ye)在生(sheng)產(chan)(chan)(chan)線的(de)(de)(de)信息化(hua)建(jian)設方面(mian)投入了(le)大(da)量的(de)(de)(de)人(ren)力、物(wu)力,國內的(de)(de)(de)多條生(sheng)產(chan)(chan)(chan)線都建(jian)設了(le)ERP、MES系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong),還有部分企(qi)(qi)業(ye)(ye)(ye)建(jian)設了(le)物(wu)聯網系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong),并實(shi)現了(le)多個(ge)信息系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)融合(he),這(zhe)些信息系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)建(jian)設不(bu)僅實(shi)現了(le)從材料到成品鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)全過(guo)程的(de)(de)(de)監控,為鋼(gang)管(guan)(guan)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)提(ti)(ti)供持續的(de)(de)(de)質量保證,而(er)且為滿足客戶管(guan)(guan)道全生(sheng)命(ming)周期管(guan)(guan)理提(ti)(ti)供了(le)有力的(de)(de)(de)質量數(shu)據(ju)支(zhi)持。同時,大(da)大(da)提(ti)(ti)升了(le)制(zhi)(zhi)管(guan)(guan)企(qi)(qi)業(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)和經營(ying)管(guan)(guan)理水平。隨(sui)著這(zhe)些信息系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)深化(hua)應用和底(di)層數(shu)據(ju)采集裝備的(de)(de)(de)不(bu)斷完善,必將對我國制(zhi)(zhi)管(guan)(guan)企(qi)(qi)業(ye)(ye)(ye)質量控制(zhi)(zhi)和高效生(sheng)產(chan)(chan)(chan)組織產(chan)(chan)(chan)生(sheng)重大(da)影響。


  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(han)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。