直縫埋弧焊(han)接不銹(xiu)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。


13.jpg


  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(gang)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(han)接不銹鋼管的歷史。


  渤(bo)海裝備(bei)(bei)(bei)(bei)巨龍鋼管公司大(da)直(zhi)縫生(sheng)(sheng)產線(xian)(xian)(xian)的(de)(de)建設(she)(she)也帶動了直(zhi)縫焊(han)接(jie)不銹鋼管制(zhi)管裝備(bei)(bei)(bei)(bei)的(de)(de)進(jin)步(bu)和發(fa)展(zhan)。巨龍第一條生(sheng)(sheng)產線(xian)(xian)(xian)根據國(guo)(guo)(guo)內(nei)當(dang)時的(de)(de)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)制(zhi)造(zao)(zao)(zao)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)水(shui)平(ping),采(cai)(cai)用了菜單式引進(jin)方(fang)(fang)式。對(dui)(dui)于國(guo)(guo)(guo)內(nei)在技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)和制(zhi)造(zao)(zao)(zao)能力(li)都(dou)(dou)不成(cheng)熟(shu)的(de)(de)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)整機(ji)(ji)進(jin)口(kou)如:JCO成(cheng)型機(ji)(ji)、浮動式高精(jing)度(du)銑邊機(ji)(ji)、機(ji)(ji)械式擴徑機(ji)(ji)、水(shui)柱耦(ou)合(he)式超聲波探傷(shang)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)、多(duo)絲內(nei)外焊(han)接(jie)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)等;對(dui)(dui)于國(guo)(guo)(guo)內(nei)加工能力(li)具備(bei)(bei)(bei)(bei)但技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)水(shui)平(ping)較低的(de)(de)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)采(cai)(cai)用技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)和部分關(guan)鍵部件引進(jin),其(qi)(qi)他部分國(guo)(guo)(guo)內(nei)加工的(de)(de)分交方(fang)(fang)式,如:板邊預彎機(ji)(ji)、大(da)功(gong)率連續式預焊(han)機(ji)(ji)等;對(dui)(dui)于技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)裝備(bei)(bei)(bei)(bei)國(guo)(guo)(guo)內(nei)都(dou)(dou)比較成(cheng)熟(shu)的(de)(de)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)由(you)國(guo)(guo)(guo)內(nei)制(zhi)造(zao)(zao)(zao),如:水(shui)壓試驗機(ji)(ji)、管端(duan)倒棱(leng)機(ji)(ji)、X射線(xian)(xian)(xian)檢測(ce)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)以(yi)及生(sheng)(sheng)產線(xian)(xian)(xian)其(qi)(qi)他輔助設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)。在保證整條生(sheng)(sheng)產線(xian)(xian)(xian)達到世界先進(jin)水(shui)平(ping)的(de)(de)同時,建設(she)(she)費用大(da)幅(fu)降低。后(hou)續國(guo)(guo)(guo)內(nei)多(duo)條JCOE直(zhi)縫生(sheng)(sheng)產線(xian)(xian)(xian)的(de)(de)建設(she)(she)也都(dou)(dou)借鑒了這種方(fang)(fang)式。


  該生產(chan)(chan)(chan)(chan)線(xian)(xian)的(de)(de)成功建設也推動(dong)了國(guo)內大(da)口徑直(zhi)縫(feng)(feng)(feng)埋弧(hu)焊(han)接不銹鋼管生產(chan)(chan)(chan)(chan)線(xian)(xian)建設,并且帶動(dong)國(guo)內設備(bei)制(zhi)造廠(chang)開(kai)始了直(zhi)縫(feng)(feng)(feng)生產(chan)(chan)(chan)(chan)線(xian)(xian)設備(bei)的(de)(de)國(guo)產(chan)(chan)(chan)(chan)化研制(zhi)。通(tong)過國(guo)內制(zhi)管企業和設備(bei)制(zhi)造廠(chang)的(de)(de)聯合攻關,目前,JCOE直(zhi)縫(feng)(feng)(feng)生產(chan)(chan)(chan)(chan)線(xian)(xian)的(de)(de)主(zhu)機大(da)多數已實(shi)現了國(guo)產(chan)(chan)(chan)(chan)化,推動(dong)我國(guo)直(zhi)縫(feng)(feng)(feng)制(zhi)管裝備(bei)國(guo)產(chan)(chan)(chan)(chan)化的(de)(de)企業主(zhu)要有黃(huang)石鍛壓(ya)、天水鍛壓(ya)、西北機器、沈陽東基、哈爾濱(bin)焊(han)接研究所和湘潭華進等生產(chan)(chan)(chan)(chan)廠(chang)家。其中最具代表性的(de)(de)主(zhu)要有:


(1)預彎機(ji):PB16000~32000kN數控(kong)預彎機(ji)由兩臺可相對移動的下動式(shi)開(kai)式(shi)壓力(li)機(ji)組成(cheng)。在(zai)數控(kong)系統和電液(ye)伺(si)服系統控(kong)制(zhi)下,每臺壓力(li)機(ji)的兩油(you)缸單(dan)元同步驅動下模梁運行,定位精度0.10mm。優化的模具(ju)曲(qu)線使預彎邊有效弧(hu)長最大(da)化。壓制(zhi)力(li)可達32000kN,預彎全過程自(zi)動化運行。


14.jpg


(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。


15.jpg


(3)預(yu)焊機(ji):TWC150~400kN數(shu)控(kong)預(yu)焊機(ji)采用全(quan)數(shu)字實(shi)時(shi)控(kong)制電液(ye)伺服合(he)縫(feng)(feng)輥。在合(he)縫(feng)(feng)預(yu)焊的過程中,根(gen)據激光跟(gen)蹤(zong)系(xi)統顯示的錯邊誤(wu)差(cha)與(yu)合(he)縫(feng)(feng)間隙(xi),通過數(shu)控(kong)系(xi)統實(shi)時(shi)調整電液(ye)伺服合(he)縫(feng)(feng)輥,在負載條件下糾正錯邊量與(yu)合(he)縫(feng)(feng)間隙(xi)。極大(da)(da)降低了停(ting)焊的概率和焊后人(ren)工修補量,大(da)(da)直(zhi)縫(feng)(feng)焊管(guan)合(he)縫(feng)(feng)預(yu)焊實(shi)現了優質高效。


16.jpg


(4)銑邊機:新型(xing)的(de)(de)PFM90/800型(xing)的(de)(de)鋼(gang)板銑邊機雖然(ran)重量減輕了約(yue)30%,但在裝(zhuang)機容量保持不(bu)(bu)變(bian)的(de)(de)情況(kuang)下所能加(jia)工(gong)的(de)(de)鋼(gang)板壁厚達到了40mm,最大加(jia)工(gong)余(yu)量可(ke)達25mm,且設備可(ke)根據不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)鋼(gang)材等(deng)級、不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)加(jia)工(gong)余(yu)量、不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)板厚進行(xing)全自動加(jia)工(gong),可(ke)見(jian)其已有較高的(de)(de)智能處(chu)理(li)的(de)(de)能力。


17.jpg


(5)擴(kuo)徑機:新型的(de)(de)機械擴(kuo)徑機也在(zai)控制(zhi)和(he)結構方面(mian)均得到了(le)改善(shan)。一是(shi)將擴(kuo)徑拉桿(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)分(fen)為了(le)三段(duan),將長(chang)度從整體的(de)(de)18m直接(jie)降到了(le)拉桿(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)13m、油(you)缸活(huo)塞桿(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)2.5m和(he)擴(kuo)徑頭(tou)拉桿(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)2.5m,大大降低了(le)細長(chang)拉桿(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)的(de)(de)制(zhi)造難度。且在(zai)拉桿(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)聯結方式(shi)上(shang)進(jin)(jin)(jin)行(xing)了(le)改進(jin)(jin)(jin),便于(yu)擴(kuo)徑頭(tou)和(he)拉桿(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)更換,并且在(zai)螺母與螺桿(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)間加上(shang)了(le)作為易損件的(de)(de)螺紋護套,有(you)效(xiao)地對拉桿(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)進(jin)(jin)(jin)行(xing)了(le)保(bao)護。二是(shi)在(zai)擴(kuo)徑頭(tou)各(ge)模(mo)(mo)(mo)具塊的(de)(de)導向(xiang)方面(mian)進(jin)(jin)(jin)行(xing)了(le)改進(jin)(jin)(jin),在(zai)模(mo)(mo)(mo)具的(de)(de)前(qian)后都設(she)置了(le)徑向(xiang)導向(xiang)鍵(jian),可保(bao)證模(mo)(mo)(mo)具塊與錐體各(ge)面(mian)的(de)(de)充(chong)分(fen)結合(he),減少對模(mo)(mo)(mo)具的(de)(de)偏磨(mo),又由于(yu)滑動(dong)面(mian)較(jiao)緊密的(de)(de)結合(he)而降低了(le)擴(kuo)徑油(you)的(de)(de)消耗量。


18.jpg


(6)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)設(she)(she)備(bei)(bei):參(can)(can)考德國(guo)U&S公司斯柯特接(jie)(jie)(jie)(jie)法以減少焊(han)絲(si)之間的干(gan)擾,國(guo)內焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)設(she)(she)備(bei)(bei)集成(cheng)研(yan)究(jiu)成(cheng)果顯著(zhu),先后(hou)開發出了(le)四絲(si)焊(han)和五絲(si)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)設(she)(she)備(bei)(bei),采用數(shu)字控(kong)(kong)制(zhi),可以直接(jie)(jie)(jie)(jie)記錄(lu)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)參(can)(can)數(shu),進(jin)行焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)過程的監控(kong)(kong)、記錄(lu),可有效保證對焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)質量的控(kong)(kong)制(zhi)。哈爾濱焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)研(yan)究(jiu)所(suo)成(cheng)功地進(jin)行了(le)內、外(wai)焊(han)設(she)(she)備(bei)(bei)開發工作,近幾年就已銷售各(ge)種多絲(si)內、外(wai)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)設(she)(she)備(bei)(bei)100多套。


19.jpg


(7)焊(han)(han)管(guan)輔助設(she)備(bei):隨著技術的進步(bu)(bu)和(he)(he)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)力(li)資源成本(ben)的提(ti)高,我國焊(han)(han)管(guan)企業(ye)把越(yue)來越(yue)多的精力(li)投入(ru)到提(ti)高工藝裝備(bei)自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)化(hua)和(he)(he)信息化(hua)水平(ping)方面(mian),尤其機(ji)器人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)應(ying)用(yong)越(yue)來越(yue)廣(guang)泛(fan)。早期僅有(you)寶鋼UOE生(sheng)產(chan)線引進了引、熄弧(hu)板焊(han)(han)接機(ji)器人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren),近年來,噴(pen)標機(ji)器人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)得(de)(de)到了廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong),管(guan)端焊(han)(han)縫(feng)(feng)磨削(xue)機(ji)器人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)和(he)(he)管(guan)端幾何尺寸(cun)激光自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)檢測機(ji)器人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)的研(yan)發也(ye)取得(de)(de)可喜(xi)進展,如渤海裝備(bei)研(yan)究院研(yan)發的管(guan)端焊(han)(han)縫(feng)(feng)磨削(xue)機(ji)器人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren),在工業(ye)機(ji)器人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)上安裝焊(han)(han)縫(feng)(feng)檢測系統和(he)(he)磨削(xue)機(ji)構,可對焊(han)(han)管(guan)管(guan)端內(nei)外焊(han)(han)縫(feng)(feng)進行三維(wei)自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)檢測,自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)獲取焊(han)(han)縫(feng)(feng)形貌(mao)特征(zheng)數據,智能化(hua)地規劃機(ji)器人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)磨削(xue)運動(dong)(dong)(dong)(dong)軌(gui)跡(ji),進行自(zi)(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)磨削(xue)。隨著技術進步(bu)(bu)和(he)(he)研(yan)發的深(shen)入(ru),機(ji)器人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)將會(hui)更廣(guang)發的應(ying)用(yong)于(yu)焊(han)(han)管(guan)生(sheng)產(chan)線的工藝裝備(bei)上,對于(yu)提(ti)高生(sheng)產(chan)效率和(he)(he)產(chan)品質量將會(hui)產(chan)生(sheng)巨大推動(dong)(dong)(dong)(dong)作用(yong)。


20.jpg


(8)焊管(guan)(guan)(guan)裝備(bei)信(xin)(xin)息(xi)(xi)系(xi)統(tong):隨著信(xin)(xin)息(xi)(xi)技術(shu)的(de)(de)飛速(su)發展,國(guo)內的(de)(de)焊管(guan)(guan)(guan)企(qi)業在生產(chan)(chan)線(xian)的(de)(de)信(xin)(xin)息(xi)(xi)化(hua)建(jian)設(she)方面投入(ru)了(le)大(da)量(liang)的(de)(de)人力、物力,國(guo)內的(de)(de)多(duo)條生產(chan)(chan)線(xian)都建(jian)設(she)了(le)ERP、MES系(xi)統(tong),還有(you)部(bu)分(fen)企(qi)業建(jian)設(she)了(le)物聯(lian)網系(xi)統(tong),并(bing)實現(xian)了(le)多(duo)個信(xin)(xin)息(xi)(xi)系(xi)統(tong)的(de)(de)融合,這些信(xin)(xin)息(xi)(xi)系(xi)統(tong)的(de)(de)建(jian)設(she)不僅實現(xian)了(le)從(cong)材料到成品(pin)鋼管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)生產(chan)(chan)全過程(cheng)的(de)(de)監(jian)控(kong),為鋼管(guan)(guan)(guan)生產(chan)(chan)提(ti)(ti)供(gong)持續的(de)(de)質量(liang)保證,而且為滿足客戶管(guan)(guan)(guan)道(dao)全生命周期管(guan)(guan)(guan)理(li)提(ti)(ti)供(gong)了(le)有(you)力的(de)(de)質量(liang)數據支持。同時,大(da)大(da)提(ti)(ti)升了(le)制管(guan)(guan)(guan)企(qi)業的(de)(de)生產(chan)(chan)和(he)(he)經(jing)營管(guan)(guan)(guan)理(li)水平。隨著這些信(xin)(xin)息(xi)(xi)系(xi)統(tong)的(de)(de)深(shen)化(hua)應(ying)用和(he)(he)底層數據采集裝備(bei)的(de)(de)不斷完善(shan),必將對我國(guo)制管(guan)(guan)(guan)企(qi)業質量(liang)控(kong)制和(he)(he)高(gao)效生產(chan)(chan)組(zu)織產(chan)(chan)生重大(da)影(ying)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(bu)銹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。