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(han)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)產工藝流程(cheng)
寶鋼ф610mm HFW不銹鋼焊管機組生產工藝流(liu)程(cheng)見圖7-8所示(shi)。
二、主要技術特點
1. 排輥成(cheng)型技術特點
a. 由許多小直(zhi)徑輥(gun)(gun)(gun)組成的(de)排輥(gun)(gun)(gun)代替(ti)輥(gun)(gun)(gun)式成型機的(de)大(da)直(zhi)徑水平輥(gun)(gun)(gun)，最大(da)邊緣(yuan)拉(la)應變僅是傳統輥(gun)(gun)(gun)式成型的(de)1/5左右，可提(ti)高鋼(gang)管外觀質量(liang)，減少功率消耗及軋輥(gun)(gun)(gun)磨(mo)損。
b. 排輥成型機采用連續局(ju)部彎(wan)曲變(bian)形(xing)，彎(wan)曲力小(xiao)且較(jiao)均勻；成型區(qu)縮(suo)(suo)短，帶(dai)(dai)鋼(gang)(gang)(gang)塑性變(bian)形(xing)小(xiao)；排輥群由外(wai)側束(shu)縛帶(dai)(dai)鋼(gang)(gang)(gang)邊(bian)(bian)緣(yuan)，將邊(bian)(bian)緣(yuan)外(wai)側變(bian)形(xing)以(yi)壓(ya)縮(suo)(suo)形(xing)式吸收(shou)，可防止帶(dai)(dai)鋼(gang)(gang)(gang)邊(bian)(bian)緣(yuan)發(fa)生折皺、鼓包，使鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)壁厚與(yu)管(guan)(guan)徑比的范圍擴大到1：80，具(ju)有加(jia)工中大直徑薄壁管(guan)(guan)的優勢。
c. 排輥(gun)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)為連(lian)續成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)法(fa)，成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)性好，且采用“下山法(fa)”成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)，在成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)過程(cheng)中帶鋼邊緣的軌跡近乎直線，從而改善成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)質量，使(shi)焊(han)接穩(wen)定可(ke)靠(kao)。
d. 在更換(huan)不(bu)銹鋼焊管規格(ge)尺寸(cun)時，排輥(gun)不(bu)換(huan)，只(zhi)需調整，與(yu)傳統輥(gun)式成型(xing)相比，可減(jian)少(shao)軋輥(gun)規格(ge)和換(huan)輥(gun)時間。
2. 成型設備技術(shu)特點(dian)
寶鋼Φ610mm HFW焊管機(ji)(ji)組(zu)成(cheng)型(xing)(xing)設備(bei)是引進德國SMSMEER公司(si)開發的直緣成(cheng)型(xing)(xing)技術，由夾送輥(gun)裝置、彎邊機(ji)(ji)、線性(xing)預成(cheng)型(xing)(xing)裝置、粗成(cheng)型(xing)(xing)機(ji)(ji)、線性(xing)成(cheng)型(xing)(xing)裝置、精成(cheng)型(xing)(xing)機(ji)(ji)架(jia)、擠壓輥(gun)機(ji)(ji)架(jia)和定徑機(ji)(ji)架(jia)組(zu)成(cheng)。
a. 夾送(song)輥(gun)裝置由(you)上、下(xia)水(shui)平輥(gun)組(zu)成，2臺功率為110kW交流電機(ji)通過減速齒輪箱和萬向(xiang)傳(chuan)動(dong)軸驅動(dong)將(jiang)帶鋼經水(shui)平導向(xiang)輥(gun)送(song)入彎邊機(ji)，并在生(sheng)產中作輔助主傳(chuan)動(dong)。上夾送(song)輥(gun)由(you)液壓缸升、降(jiang)，帶鋼在機(ji)架中不產生(sheng)彎曲變形，出本(ben)機(ji)架后(hou)開始“下(xia)山”變形。
b. 彎(wan)邊(bian)機位于線性預成型裝置前端(duan)，將帶鋼(gang)邊(bian)緣彎(wan)曲(qu)成接近成品曲(qu)率的(de)弧(hu)形，防止焊(han)縫處出現梨形凸出，一(yi)對彎(wan)邊(bian)輥(gun)可一(yi)起上(shang)下(xia)、左右調(diao)整，也(ye)可以(yi)單(dan)獨調(diao)整，通(tong)過電機和(he)螺旋千斤頂可以(yi)調(diao)節彎(wan)邊(bian)厚度(du)和(he)寬度(du)，為確保不同壁厚精(jing)確的(de)帶鋼(gang)邊(bian)部彎(wan)曲(qu)以(yi)及允(yun)許對頭焊(han)縫自由通(tong)過，下(xia)彎(wan)邊(bian)輥(gun)設計(ji)成液壓減震(zhen)結構。上(shang)下(xia)彎(wan)邊(bian)輥(gun)均安裝在用于快速更換(huan)的(de)箱式(shi)結構的(de)輥(gun)座上(shang)，通(tong)過編碼(ma)器傳感、計(ji)算機控制調(diao)整輥(gun)位。
c. 線性(xing)(xing)預成(cheng)型(xing)裝置由2個帶有(you)若干非傳動排輥(gun)的外部線性(xing)(xing)成(cheng)型(xing)裝置（排輥(gun)架）組(zu)成(cheng)，以確保短成(cheng)型(xing)間距，其線性(xing)(xing)可根據產品(pin)成(cheng)型(xing)的幾何學進行水(shui)平、垂直(zhi)和旋轉調節。
d. 粗成(cheng)(cheng)型(xing)機由(you)上輥和下輥組成(cheng)(cheng)，并布(bu)置(zhi)在(zai)線性預(yu)成(cheng)(cheng)型(xing)后段，由(you)2臺功率110kW交流(liu)電機通過減速齒輪箱(xiang)和萬向(xiang)傳動軸驅動，是線性預(yu)成(cheng)(cheng)型(xing)段及粗成(cheng)(cheng)型(xing)的主(zhu)動力源(yuan)。
e. 線(xian)(xian)性(xing)成(cheng)型(xing)(xing)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)布(bu)置(zhi)在線(xian)(xian)性(xing)預成(cheng)型(xing)(xing)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)和精(jing)成(cheng)型(xing)(xing)機(ji)架(jia)之間，分為3段，每(mei)段有2個(ge)排輥架(jia)組成(cheng)，可以根據(ju)產品成(cheng)型(xing)(xing)幾何學需求進行水平、垂直和旋轉調節。帶鋼(gang)經線(xian)(xian)性(xing)成(cheng)型(xing)(xing)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)后成(cheng)為U形。
f. 精(jing)成(cheng)(cheng)(cheng)型機架(jia)由3架(jia)精(jing)成(cheng)(cheng)(cheng)型機架(jia)組成(cheng)(cheng)(cheng)，采用(yong)均(jun)勻(yun)剛性設計的URD機架(jia)由6臺功率為(wei)110kW交流電機通過(guo)減(jian)速(su)齒輪箱和萬向傳(chuan)動軸驅動，是成(cheng)(cheng)(cheng)型焊接(jie)段的主動力源(yuan)。每架(jia)精(jing)成(cheng)(cheng)(cheng)型機架(jia)安裝(zhuang)4個軋(ya)輥，上(shang)、下(xia)輥主動，2個側輥被(bei)動，最(zui)大軋(ya)制力1800kN。上(shang)、下(xia)輥及(ji)側輥通過(guo)獨立的小電機經(jing)螺旋升(sheng)降(jiang)裝(zhuang)置(zhi)調(diao)節，編碼器傳(chuan)感(gan)，計算機控制調(diao)整輥位，輥位OP值設定精(jing)度可達0.01mm。精(jing)成(cheng)(cheng)(cheng)型將線性成(cheng)(cheng)(cheng)型后(hou)的U形荒管(guan)變形為(wei)開口的0形管(guan)坯(pi)。3架(jia)上(shang)輥安裝(zhuang)導向環(huan)將焊接(jie)V角控制在一定的范圍內，為(wei)擠壓輥機架(jia)的成(cheng)(cheng)(cheng)型焊接(jie)創造了條件。
g. 擠(ji)壓(ya)輥機架(jia)采(cai)用均勻剛性設計的(de)(de)URD機架(jia)，由(you)5個(ge)被動擠(ji)壓(ya)輥（2個(ge)上輥，2個(ge)側(ce)輥，1個(ge)底輥）組成(cheng)(cheng)的(de)(de)孔(kong)型(xing)，可將精成(cheng)(cheng)型(xing)后的(de)(de)開(kai)口0形(xing)(xing)管成(cheng)(cheng)型(xing)焊接成(cheng)(cheng)封(feng)閉的(de)(de)0形(xing)(xing)管。該機架(jia)也具有精成(cheng)(cheng)型(xing)機架(jia)軋輥精密調(diao)節機構和快速換輥功(gong)能。
h. 定(ding)徑(jing)段由(you)4架(jia)定(ding)徑(jing)機(ji)(ji)架(jia)組成(cheng)，主(zhu)要功能是將成(cheng)型(xing)焊接后(hou)的0形立橢(tuo)圓管(guan)變形為符合產(chan)品(pin)標準的圓管(guan)，采用均(jun)勻剛性設(she)計的URD機(ji)(ji)架(jia)由(you)8臺功率為110kW交流電機(ji)(ji)通過減速齒輪(lun)箱(xiang)和萬向傳動(dong)軸驅動(dong)，是定(ding)徑(jing)段的主(zhu)動(dong)力源。每架(jia)定(ding)徑(jing)機(ji)(ji)架(jia)裝有4個軋輥(gun)，其中上、下(xia)(xia)輥(gun)主(zhu)動(dong)，2個側(ce)輥(gun)被動(dong)，最大(da)軋制(zhi)力1800kN。上、下(xia)(xia)輥(gun)及側(ce)輥(gun)通過獨(du)立的小電機(ji)(ji)并經(jing)螺旋(xuan)千(qian)斤頂調(diao)節(jie)，編碼器(qi)傳感，計算機(ji)(ji)控(kong)制(zhi)調(diao)整輥(gun)位，輥(gun)位OP值設(she)定(ding)精度可達0.01mm。為保證小直徑(jing)（219.1～323.9mm）焊管(guan)焊縫在(zai)定(ding)徑(jing)前(qian)不偏離12點的位置(zhi)，在(zai)1＃定(ding)徑(jing)機(ji)(ji)架(jia)前(qian)設(she)置(zhi)了(le)防(fang)扭轉機(ji)(ji)架(jia)，防(fang)扭轉機(ji)(ji)架(jia)上安(an)裝了(le)一對可沿環向扭轉的立輥(gun)，并配置(zhi)了(le)快(kuai)速夾緊、機(ji)(ji)械(xie)調(diao)節(jie)裝置(zhi)。
3. 固態焊機(ji)技(ji)術特(te)點
采(cai)用(yong)挪威EFD公司生產的(de)(de)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)為(wei)1800kW、頻(pin)率(lv)90～150kHz的(de)(de)固(gu)態焊機(ji)。用(yong)更加簡(jian)潔(jie)的(de)(de)主回路拓撲結構，二極(ji)管不可控(kong)整(zheng)流(liu)，可使功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)達(da)到(dao)(dao)0.95；利用(yong)新(xin)型的(de)(de)軟開關橋式逆變(bian)換流(liu)技術將輸(shu)入(ru)的(de)(de)直流(liu)電逆變(bian)為(wei)高頻(pin)交流(liu)電；整(zheng)機(ji)效率(lv)可達(da)85％左(zuo)右。具有(you)高頻(pin)電源(yuan)保護；無(wu)需對(dui)主回路的(de)(de)電容電感參(can)數(shu)進(jin)行(xing)調(diao)節，在設(she)計負載范圍內，功(gong)率(lv)正常輸(shu)出(chu)不受限(xian)制，自動匹配；還(huan)具有(you)開機(ji)自診(zhen)斷功(gong)能(neng)、配備相應的(de)(de)通訊(xun)系(xi)統實(shi)時(shi)將設(she)備運行(xing)參(can)數(shu)傳遞到(dao)(dao)監控(kong)系(xi)統進(jin)行(xing)診(zhen)斷處理及存儲等(deng)智能(neng)化功(gong)能(neng)。
4. 自動控制系統技術特(te)點
a. 自動(dong)控(kong)制系(xi)統分(fen)為：制造執(zhi)行級(ji) MES（manufacturing execution system）、基(ji)礎自動(dong)化級(ji)L1和設備傳動(dong)與(yu)檢測(ce)級(ji)LO等3個(ge)層次(ci)。焊管生產線PLC與(yu)MES、操作(zuo)PC、快速(su)設定PC之間(jian)均采用標(biao)準工業以太網通訊，PLC與(yu)傳動(dong)、檢測(ce)設備間(jian)采用網絡(luo)通訊連接(jie)。
b. MES主要功能(neng)是接收上(shang)級(ji)計(ji)算機（ERP）下達(da)的(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)計(ji)劃(hua)，轉化成實際的(de)(de)產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)制(zhi)造計(ji)劃(hua)和(he)(he)設備控(kong)制(zhi)參數，并控(kong)制(zhi)實際生(sheng)產(chan)(chan)過程，完成生(sheng)產(chan)(chan)線調度、物料跟蹤和(he)(he)生(sheng)產(chan)(chan)數據采集等功能(neng)，實現產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)從(cong)生(sheng)產(chan)(chan)計(ji)劃(hua)到成品(pin)(pin)(pin)產(chan)(chan)出全過程管(guan)理(li)與控(kong)制(zhi)。
c. 快速(su)設(she)(she)(she)(she)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)系統（QS）是一套快速(su)換輥調(diao)整(zheng)系統，是MES的重要內容(rong)，與基礎自動化(hua)(hua)L1相連接，既向L1發(fa)送(song)設(she)(she)(she)(she)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)數(shu)據(ju)，又從L1收集各(ge)產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)規格(ge)實際生產(chan)(chan)(chan)調(diao)整(zheng)時(shi)的輥位(wei)值，對(dui)優化(hua)(hua)的調(diao)整(zheng)設(she)(she)(she)(she)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)參(can)數(shu)進行繼承，作為下(xia)次生產(chan)(chan)(chan)的最(zui)新設(she)(she)(she)(she)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)值。根據(ju)產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)理化(hua)(hua)結果判定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)當前設(she)(she)(she)(she)置是否最(zui)優化(hua)(hua)，并(bing)選(xuan)擇是否覆(fu)蓋原有數(shu)據(ju)。改變產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)規格(ge)時(shi)，通過比較當前所生產(chan)(chan)(chan)規格(ge)與即將生產(chan)(chan)(chan)規格(ge)，并(bing)根據(ju)對(dui)頭焊縫跟蹤信息，快速(su)設(she)(she)(she)(she)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)PC自動向PLC 發(fa)送(song)軋輥直徑、輸送(song)角、力矩、輥位(wei)設(she)(she)(she)(she)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)值、焊接功率參(can)考值和熱處理溫度設(she)(she)(she)(she)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)值等(deng)。
d. 根據設(she)備(bei)提供(gong)的焊(han)(han)(han)接(jie)質量(liang)跟蹤系統(tong)，以曲線或波形形式顯示當(dang)前的焊(han)(han)(han)接(jie)速度(du)、焊(han)(han)(han)接(jie)溫度(du)、焊(han)(han)(han)接(jie)功(gong)率、各段熱處理溫度(du)和(he)功(gong)率、探(tan)傷缺(que)陷類型等，并存入數據庫(ku)供(gong)分析。
e. 基礎自動化控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)功能主(zhu)要包括：自動順(shun)序控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、料(liao)流跟蹤(zong)、焊縫位(wei)置跟蹤(zong)、鋼(gang)卷對(dui)中控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、開卷機張(zhang)力控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、活套(tao)充套(tao)量控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、主(zhu)傳動速度控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、軋輥位(wei)置控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、銑邊控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、焊接功率控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、熱處理(li)溫度控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)和飛(fei)鋸控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)等(deng)。
三、技術(shu)水平(ping)與業(ye)績(ji)
寶鋼ф610mm HFW 不銹鋼焊管(guan)機組憑(ping)借(jie)其(qi)設備一流，管(guan)理(li)先進，帶鋼資源及板管(guan)質量(liang)一貫制的優勢，無論是產品品種，規(gui)格拓展(zhan)，還是在產量(liang)、質量(liang)及效益方面均取得了(le)國內(nei)同類機組最好的業績。產品廣(guang)泛應用于油氣輸(shu)送(song)、油氣開采(cai)、海洋平臺(tai)及大型建筑物(wu)。
自(zi)2005年10月27日投產以來，依托寶鋼(gang)股(gu)份一貫制優勢(shi)，寶鋼(gang)HFW不銹(xiu)鋼(gang)焊(han)管(guan)已經開發生產B-X80管(guan)線(xian)(xian)管(guan)，Q235-Q500結構(gou)及低壓(ya)流體管(guan)，H40-P110油(you)套(tao)管(guan)。2006-2018年累計供貨HFW 焊(han)管(guan)165萬(wan)噸（2.35萬(wan)千米），其中(zhong)30％的產品(pin)出口(kou)到澳大(da)(da)利(li)亞(ya)(ya)(ya)、加(jia)(jia)(jia)拿大(da)(da)、南美、中(zhong)東、非洲及東南亞(ya)(ya)(ya)市場等海(hai)外市場。產品(pin)先后在中(zhong)石(shi)油(you)長慶三凈-延電輸氣項(xiang)(xiang)目(mu)、印尼(ni)TTU管(guan)線(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)、中(zhong)海(hai)油(you)南堡海(hai)管(guan)項(xiang)(xiang)目(mu)、中(zhong)石(shi)化塔河油(you)田抗酸管(guan)線(xian)(xian)，巴西礦(kuang)漿X70管(guan)線(xian)(xian)、加(jia)(jia)(jia)拿大(da)(da)Nexeng公(gong)司的管(guan)線(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)、加(jia)(jia)(jia)拿大(da)(da)Husky公(gong)司的管(guan)線(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)、加(jia)(jia)(jia)拿大(da)(da)Encana公(gong)司管(guan)線(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)、澳大(da)(da)利(li)亞(ya)(ya)(ya)的APA管(guan)線(xian)(xian)、澳大(da)(da)利(li)亞(ya)(ya)(ya)Jemena和澳大(da)(da)利(li)亞(ya)(ya)(ya)DBP等管(guan)線(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)得到應(ying)用。
