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(bu)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(chan)工藝流程
寶鋼ф610mm HFW不銹鋼焊管機組生(sheng)產(chan)工藝(yi)流程見圖7-8所示。
二、主要技術特(te)點
1. 排輥成型技術特點
a. 由許多小(xiao)直徑(jing)輥組成的(de)排輥代替輥式(shi)成型機(ji)的(de)大直徑(jing)水平(ping)輥，最大邊(bian)緣拉應變僅(jin)是傳統輥式(shi)成型的(de)1/5左右，可提高(gao)鋼管(guan)外觀質量，減少功率消耗(hao)及軋輥磨損。
b. 排輥成(cheng)型(xing)機采用連續(xu)局部彎(wan)曲變(bian)形(xing)，彎(wan)曲力小(xiao)且較均勻；成(cheng)型(xing)區(qu)縮(suo)短(duan)，帶(dai)鋼塑(su)性(xing)變(bian)形(xing)小(xiao)；排輥群由外(wai)側束縛帶(dai)鋼邊(bian)緣(yuan)，將邊(bian)緣(yuan)外(wai)側變(bian)形(xing)以(yi)壓縮(suo)形(xing)式吸收，可防(fang)止帶(dai)鋼邊(bian)緣(yuan)發生折皺、鼓包，使(shi)鋼管壁(bi)厚(hou)與管徑比(bi)的(de)范(fan)圍擴大到1：80，具有加工中大直徑薄(bo)壁(bi)管的(de)優勢。
c. 排輥成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)為連(lian)續成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)法，成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)性好(hao)，且(qie)采(cai)用“下(xia)山法”成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)，在成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)過程中帶(dai)鋼邊緣的軌跡近(jin)乎直(zhi)線(xian)，從而改善成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)質量(liang)，使焊接穩定(ding)可(ke)靠。
d. 在(zai)更(geng)換(huan)不(bu)銹鋼焊(han)管規(gui)格(ge)尺寸時(shi)，排輥(gun)不(bu)換(huan)，只需調整，與傳統輥(gun)式成(cheng)型相比，可減少(shao)軋(ya)輥(gun)規(gui)格(ge)和換(huan)輥(gun)時(shi)間。
2. 成型設(she)備技(ji)術特點
寶(bao)鋼Φ610mm HFW焊(han)管機組成型(xing)(xing)設備是引進德國SMSMEER公司開發的直緣(yuan)成型(xing)(xing)技術(shu)，由夾(jia)送輥(gun)裝置(zhi)(zhi)、彎(wan)邊機、線性預(yu)成型(xing)(xing)裝置(zhi)(zhi)、粗成型(xing)(xing)機、線性成型(xing)(xing)裝置(zhi)(zhi)、精成型(xing)(xing)機架(jia)(jia)、擠壓輥(gun)機架(jia)(jia)和定徑(jing)機架(jia)(jia)組成。
a. 夾送輥(gun)(gun)(gun)裝置由上(shang)、下(xia)水(shui)平(ping)輥(gun)(gun)(gun)組成，2臺功率為110kW交(jiao)流電機通(tong)過(guo)減(jian)速齒輪箱和萬向(xiang)傳動(dong)軸驅(qu)動(dong)將帶(dai)鋼(gang)經水(shui)平(ping)導向(xiang)輥(gun)(gun)(gun)送入彎邊機，并在生產中(zhong)(zhong)作輔助主(zhu)傳動(dong)。上(shang)夾送輥(gun)(gun)(gun)由液壓(ya)缸升、降，帶(dai)鋼(gang)在機架(jia)中(zhong)(zhong)不產生彎曲(qu)變形，出(chu)本機架(jia)后開始“下(xia)山(shan)”變形。
b. 彎(wan)邊(bian)機(ji)位于(yu)線性(xing)預成(cheng)(cheng)型裝置前端(duan)，將帶鋼(gang)邊(bian)緣彎(wan)曲成(cheng)(cheng)接近成(cheng)(cheng)品曲率的弧形，防止焊縫處出(chu)現梨形凸出(chu)，一對彎(wan)邊(bian)輥(gun)(gun)(gun)可一起上下、左右調(diao)整(zheng)(zheng)，也可以單獨調(diao)整(zheng)(zheng)，通過(guo)(guo)電機(ji)和螺旋千斤頂可以調(diao)節(jie)彎(wan)邊(bian)厚度和寬度，為確保不同壁厚精(jing)確的帶鋼(gang)邊(bian)部(bu)彎(wan)曲以及(ji)允許對頭焊縫自由(you)通過(guo)(guo)，下彎(wan)邊(bian)輥(gun)(gun)(gun)設(she)計成(cheng)(cheng)液壓減震(zhen)結構(gou)。上下彎(wan)邊(bian)輥(gun)(gun)(gun)均安裝在用(yong)于(yu)快(kuai)速更換的箱式結構(gou)的輥(gun)(gun)(gun)座上，通過(guo)(guo)編碼器(qi)傳感、計算機(ji)控制調(diao)整(zheng)(zheng)輥(gun)(gun)(gun)位。
c. 線(xian)性預成(cheng)型裝置由2個帶有若(ruo)干(gan)非傳動(dong)排輥的(de)外部線(xian)性成(cheng)型裝置（排輥架）組成(cheng)，以確保短成(cheng)型間距(ju)，其線(xian)性可根據產品成(cheng)型的(de)幾何學進行(xing)水平、垂直和旋轉調節。
d. 粗成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)機(ji)由上(shang)輥和下輥組成(cheng)(cheng)(cheng)，并布置在線性預(yu)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)后(hou)段(duan)，由2臺功率110kW交流電機(ji)通(tong)過減速齒輪(lun)箱和萬向傳動(dong)軸驅(qu)動(dong)，是(shi)線性預(yu)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)段(duan)及粗成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)的主動(dong)力源。
e. 線(xian)性成(cheng)型(xing)裝(zhuang)置(zhi)布置(zhi)在線(xian)性預成(cheng)型(xing)裝(zhuang)置(zhi)和(he)(he)精成(cheng)型(xing)機架之間，分為3段(duan)，每段(duan)有(you)2個排輥架組成(cheng)，可以根據產(chan)品(pin)成(cheng)型(xing)幾何學(xue)需求進行水平(ping)、垂直和(he)(he)旋(xuan)轉調(diao)節。帶(dai)鋼(gang)經線(xian)性成(cheng)型(xing)裝(zhuang)置(zhi)后成(cheng)為U形。
f. 精(jing)(jing)成(cheng)型機架(jia)(jia)由(you)3架(jia)(jia)精(jing)(jing)成(cheng)型機架(jia)(jia)組成(cheng)，采用(yong)均勻剛性設計的(de)URD機架(jia)(jia)由(you)6臺功率為110kW交流電機通(tong)(tong)過(guo)減速齒輪箱和萬(wan)向傳動軸驅動，是成(cheng)型焊(han)接(jie)段的(de)主(zhu)動力源(yuan)。每架(jia)(jia)精(jing)(jing)成(cheng)型機架(jia)(jia)安(an)裝4個軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)(gun)，上、下(xia)輥(gun)(gun)(gun)(gun)主(zhu)動，2個側輥(gun)(gun)(gun)(gun)被(bei)動，最(zui)大軋(ya)制(zhi)力1800kN。上、下(xia)輥(gun)(gun)(gun)(gun)及側輥(gun)(gun)(gun)(gun)通(tong)(tong)過(guo)獨立的(de)小電機經螺(luo)旋升降(jiang)裝置(zhi)調(diao)節(jie)，編碼器傳感(gan)，計算機控制(zhi)調(diao)整輥(gun)(gun)(gun)(gun)位(wei)，輥(gun)(gun)(gun)(gun)位(wei)OP值設定精(jing)(jing)度可達0.01mm。精(jing)(jing)成(cheng)型將線性成(cheng)型后(hou)的(de)U形荒管(guan)變形為開口(kou)的(de)0形管(guan)坯(pi)。3架(jia)(jia)上輥(gun)(gun)(gun)(gun)安(an)裝導向環將焊(han)接(jie)V角控制(zhi)在一定的(de)范圍內，為擠(ji)壓輥(gun)(gun)(gun)(gun)機架(jia)(jia)的(de)成(cheng)型焊(han)接(jie)創造(zao)了條件。
g. 擠(ji)壓(ya)輥機(ji)架采用均勻剛性設計(ji)的(de)URD機(ji)架，由5個被(bei)動擠(ji)壓(ya)輥（2個上輥，2個側輥，1個底(di)輥）組成的(de)孔型，可將精成型后的(de)開(kai)口0形(xing)管(guan)成型焊接成封(feng)閉的(de)0形(xing)管(guan)。該機(ji)架也具有精成型機(ji)架軋輥精密調節機(ji)構和快速(su)換輥功能。
h. 定(ding)(ding)徑(jing)段由4架(jia)定(ding)(ding)徑(jing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)組成，主要功能是將成型焊(han)接(jie)后(hou)的(de)(de)(de)(de)0形(xing)立橢圓管變形(xing)為符合產(chan)品標準的(de)(de)(de)(de)圓管，采(cai)用(yong)均勻剛性設(she)計的(de)(de)(de)(de)URD機(ji)(ji)(ji)架(jia)由8臺功率為110kW交流電機(ji)(ji)(ji)通過減速齒(chi)輪箱和萬(wan)向傳(chuan)動(dong)軸驅動(dong)，是定(ding)(ding)徑(jing)段的(de)(de)(de)(de)主動(dong)力(li)源。每架(jia)定(ding)(ding)徑(jing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)裝(zhuang)有(you)4個軋(ya)輥，其中上、下(xia)輥主動(dong)，2個側(ce)輥被動(dong)，最大軋(ya)制力(li)1800kN。上、下(xia)輥及側(ce)輥通過獨立的(de)(de)(de)(de)小電機(ji)(ji)(ji)并經螺旋千(qian)斤頂調(diao)節，編碼器傳(chuan)感(gan)，計算機(ji)(ji)(ji)控制調(diao)整(zheng)輥位(wei)，輥位(wei)OP值(zhi)設(she)定(ding)(ding)精度可達0.01mm。為保證小直徑(jing)（219.1～323.9mm）焊(han)管焊(han)縫在定(ding)(ding)徑(jing)前不偏離12點的(de)(de)(de)(de)位(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)，在1＃定(ding)(ding)徑(jing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)前設(she)置(zhi)(zhi)(zhi)了防扭轉機(ji)(ji)(ji)架(jia)，防扭轉機(ji)(ji)(ji)架(jia)上安裝(zhuang)了一對可沿(yan)環向扭轉的(de)(de)(de)(de)立輥，并配置(zhi)(zhi)(zhi)了快速夾(jia)緊、機(ji)(ji)(ji)械調(diao)節裝(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi)。
3. 固態焊機技術特點
采用挪威EFD公司生產的(de)(de)輸(shu)(shu)出(chu)功(gong)率為1800kW、頻率90～150kHz的(de)(de)固態焊機。用更加簡潔的(de)(de)主(zhu)回路(lu)拓撲結構，二極管不(bu)(bu)可控(kong)整流(liu)，可使功(gong)率因數(shu)達到0.95；利用新型的(de)(de)軟開(kai)(kai)關橋式逆(ni)變(bian)換(huan)流(liu)技術將輸(shu)(shu)入的(de)(de)直流(liu)電逆(ni)變(bian)為高(gao)頻交(jiao)流(liu)電；整機效率可達85％左右。具(ju)有(you)(you)高(gao)頻電源保護；無需對主(zhu)回路(lu)的(de)(de)電容電感參數(shu)進(jin)行(xing)(xing)調節，在(zai)設計負載范圍內(nei)，功(gong)率正常輸(shu)(shu)出(chu)不(bu)(bu)受(shou)限制，自(zi)(zi)動(dong)匹配；還具(ju)有(you)(you)開(kai)(kai)機自(zi)(zi)診斷功(gong)能、配備(bei)相應(ying)的(de)(de)通訊(xun)系(xi)統(tong)實時將設備(bei)運行(xing)(xing)參數(shu)傳遞到監控(kong)系(xi)統(tong)進(jin)行(xing)(xing)診斷處理及存儲等智能化功(gong)能。
4. 自動控制系統(tong)技術(shu)特點
a. 自動控制系統分為：制造執行級 MES（manufacturing execution system）、基礎自動化級L1和設備傳動與檢測級LO等3個層次。焊管生產線PLC與MES、操(cao)作PC、快速設定PC之間均(jun)采(cai)(cai)用(yong)標準(zhun)工業以太網通(tong)訊，PLC與傳動、檢測設備間采(cai)(cai)用(yong)網絡通(tong)訊連接。
b. MES主要功(gong)能是接收上級計算機(ji)（ERP）下達的生(sheng)產(chan)(chan)計劃(hua)，轉(zhuan)化成(cheng)實(shi)際(ji)的產(chan)(chan)品制(zhi)造計劃(hua)和(he)設(she)備控(kong)制(zhi)參(can)數(shu)，并控(kong)制(zhi)實(shi)際(ji)生(sheng)產(chan)(chan)過(guo)程(cheng)，完成(cheng)生(sheng)產(chan)(chan)線調度(du)、物料跟蹤和(he)生(sheng)產(chan)(chan)數(shu)據采集等功(gong)能，實(shi)現產(chan)(chan)品從生(sheng)產(chan)(chan)計劃(hua)到(dao)成(cheng)品產(chan)(chan)出全過(guo)程(cheng)管(guan)理與控(kong)制(zhi)。
c. 快速設定(ding)系統(tong)（QS）是一套快速換輥(gun)(gun)調(diao)整系統(tong)，是MES的重要內(nei)容，與基礎自動(dong)(dong)化L1相連接，既向(xiang)L1發送(song)設定(ding)數(shu)據(ju)，又從L1收集各產(chan)品規(gui)格實際生(sheng)產(chan)調(diao)整時的輥(gun)(gun)位值，對優(you)化的調(diao)整設定(ding)參數(shu)進行(xing)繼承，作為下次生(sheng)產(chan)的最新設定(ding)值。根(gen)據(ju)產(chan)品理(li)化結(jie)果判定(ding)當前設置是否(fou)最優(you)化，并(bing)選擇是否(fou)覆蓋原有(you)數(shu)據(ju)。改(gai)變(bian)產(chan)品規(gui)格時，通過比較當前所(suo)生(sheng)產(chan)規(gui)格與即(ji)將生(sheng)產(chan)規(gui)格，并(bing)根(gen)據(ju)對頭焊縫跟蹤信息，快速設定(ding)PC自動(dong)(dong)向(xiang)PLC 發送(song)軋輥(gun)(gun)直徑、輸送(song)角、力矩、輥(gun)(gun)位設定(ding)值、焊接功(gong)率參考值和熱處理(li)溫度設定(ding)值等。
d. 根據設備提供(gong)的焊(han)接(jie)質(zhi)量跟蹤(zong)系(xi)統(tong)，以(yi)曲(qu)線或波形(xing)形(xing)式顯示當(dang)前的焊(han)接(jie)速(su)度(du)(du)、焊(han)接(jie)溫度(du)(du)、焊(han)接(jie)功率(lv)、各(ge)段熱處(chu)理溫度(du)(du)和功率(lv)、探傷缺陷(xian)類型(xing)等，并存入數據庫供(gong)分析(xi)。
e. 基礎自(zi)動化控(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)功(gong)能主要包(bao)括：自(zi)動順序(xu)控(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、料流跟蹤(zong)、焊(han)縫(feng)位置跟蹤(zong)、鋼卷(juan)對(dui)中控(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、開卷(juan)機張力(li)控(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、活套(tao)充套(tao)量(liang)控(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、主傳動速度控(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、軋(ya)輥位置控(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、銑邊(bian)控(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、焊(han)接功(gong)率(lv)控(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、熱(re)處理溫度控(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)和飛(fei)鋸控(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)等。
三、技術水平與業績
寶鋼(gang)ф610mm HFW 不銹鋼(gang)焊(han)管(guan)機組憑(ping)借其設備一流，管(guan)理(li)先進(jin)，帶鋼(gang)資源及板管(guan)質(zhi)量一貫制的(de)優勢(shi)，無論是產(chan)品(pin)品(pin)種，規格拓展(zhan)，還是在產(chan)量、質(zhi)量及效益方面均取得了(le)國內同類機組最好的(de)業績。產(chan)品(pin)廣(guang)泛應用于油(you)氣(qi)(qi)輸送、油(you)氣(qi)(qi)開采、海洋平臺及大型建筑物。
自2005年(nian)(nian)10月27日投產(chan)以來，依托寶鋼股份(fen)一貫制優(you)勢，寶鋼HFW不銹鋼焊(han)管(guan)(guan)已經開(kai)發生產(chan)B-X80管(guan)(guan)線(xian)管(guan)(guan)，Q235-Q500結構及(ji)低壓流體管(guan)(guan)，H40-P110油(you)(you)套管(guan)(guan)。2006-2018年(nian)(nian)累計供貨HFW 焊(han)管(guan)(guan)165萬噸（2.35萬千米(mi)），其中(zhong)30％的產(chan)品(pin)出(chu)口到澳(ao)(ao)大(da)(da)利(li)亞、加(jia)(jia)拿(na)大(da)(da)、南(nan)美、中(zhong)東、非洲及(ji)東南(nan)亞市(shi)場等海(hai)(hai)外市(shi)場。產(chan)品(pin)先后(hou)在(zai)中(zhong)石(shi)油(you)(you)長慶三(san)凈(jing)-延電輸氣(qi)項(xiang)目(mu)(mu)、印尼TTU管(guan)(guan)線(xian)項(xiang)目(mu)(mu)、中(zhong)海(hai)(hai)油(you)(you)南(nan)堡海(hai)(hai)管(guan)(guan)項(xiang)目(mu)(mu)、中(zhong)石(shi)化塔河油(you)(you)田抗酸管(guan)(guan)線(xian)，巴西礦(kuang)漿X70管(guan)(guan)線(xian)、加(jia)(jia)拿(na)大(da)(da)Nexeng公司(si)的管(guan)(guan)線(xian)項(xiang)目(mu)(mu)、加(jia)(jia)拿(na)大(da)(da)Husky公司(si)的管(guan)(guan)線(xian)項(xiang)目(mu)(mu)、加(jia)(jia)拿(na)大(da)(da)Encana公司(si)管(guan)(guan)線(xian)項(xiang)目(mu)(mu)、澳(ao)(ao)大(da)(da)利(li)亞的APA管(guan)(guan)線(xian)、澳(ao)(ao)大(da)(da)利(li)亞Jemena和澳(ao)(ao)大(da)(da)利(li)亞DBP等管(guan)(guan)線(xian)項(xiang)目(mu)(mu)得(de)到應用。
