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、生產工(gong)藝流程
寶鋼(gang)ф610mm HFW不銹鋼(gang)焊管機(ji)組生產工藝流程見(jian)圖(tu)7-8所示。
二、主要(yao)技術特點
1. 排輥(gun)成(cheng)型技(ji)術特點
a. 由許多小直(zhi)徑輥(gun)(gun)組成(cheng)的(de)(de)排輥(gun)(gun)代替(ti)輥(gun)(gun)式成(cheng)型機的(de)(de)大直(zhi)徑水(shui)平輥(gun)(gun)，最(zui)大邊(bian)緣拉應變(bian)僅是傳統輥(gun)(gun)式成(cheng)型的(de)(de)1/5左右(you)，可(ke)提高鋼(gang)管外觀(guan)質量(liang)，減少功(gong)率消耗及軋輥(gun)(gun)磨損(sun)。
b. 排(pai)輥成(cheng)型機采用(yong)連續局部彎曲變形(xing)，彎曲力(li)小且較均勻；成(cheng)型區縮短，帶鋼(gang)塑性變形(xing)小；排(pai)輥群由外側束縛帶鋼(gang)邊(bian)緣，將(jiang)邊(bian)緣外側變形(xing)以壓縮形(xing)式(shi)吸收(shou)，可防止(zhi)帶鋼(gang)邊(bian)緣發生折皺、鼓包，使(shi)鋼(gang)管壁厚與管徑比(bi)的范圍擴大到(dao)1：80，具有(you)加(jia)工中(zhong)大直徑薄(bo)壁管的優勢。
c. 排輥(gun)成型(xing)(xing)(xing)(xing)為連續成型(xing)(xing)(xing)(xing)法，成型(xing)(xing)(xing)(xing)性好，且采用“下山法”成型(xing)(xing)(xing)(xing)，在(zai)成型(xing)(xing)(xing)(xing)過(guo)程中帶鋼邊緣的軌(gui)跡近乎直線，從(cong)而(er)改善成型(xing)(xing)(xing)(xing)質量，使焊(han)接(jie)穩定(ding)可靠。
d. 在更(geng)換(huan)不銹鋼焊管規格(ge)尺寸時，排(pai)輥(gun)不換(huan)，只需調(diao)整，與傳統輥(gun)式成型相比，可(ke)減少(shao)軋(ya)輥(gun)規格(ge)和(he)換(huan)輥(gun)時間。
2. 成型設備技術特點
寶鋼Φ610mm HFW焊管機(ji)(ji)(ji)組(zu)成(cheng)型(xing)設備是(shi)引進德國SMSMEER公司開發(fa)的(de)直緣成(cheng)型(xing)技術(shu)，由(you)夾送(song)輥裝置、彎(wan)邊機(ji)(ji)(ji)、線性(xing)預成(cheng)型(xing)裝置、粗成(cheng)型(xing)機(ji)(ji)(ji)、線性(xing)成(cheng)型(xing)裝置、精成(cheng)型(xing)機(ji)(ji)(ji)架、擠壓(ya)輥機(ji)(ji)(ji)架和定(ding)徑(jing)機(ji)(ji)(ji)架組(zu)成(cheng)。
a. 夾送輥(gun)裝(zhuang)置(zhi)由(you)(you)上、下(xia)水(shui)平輥(gun)組成，2臺功(gong)率為110kW交流電(dian)機通過減速齒輪(lun)箱和萬向(xiang)傳(chuan)動(dong)軸驅動(dong)將帶鋼(gang)經水(shui)平導向(xiang)輥(gun)送入彎(wan)邊機，并在(zai)生產(chan)(chan)中作(zuo)輔助主傳(chuan)動(dong)。上夾送輥(gun)由(you)(you)液壓(ya)缸升、降，帶鋼(gang)在(zai)機架中不(bu)產(chan)(chan)生彎(wan)曲變(bian)形，出本機架后開始“下(xia)山”變(bian)形。
b. 彎(wan)邊(bian)(bian)(bian)(bian)機(ji)位于線性預成型裝置前端，將(jiang)帶鋼(gang)邊(bian)(bian)(bian)(bian)緣彎(wan)曲成接近(jin)成品曲率的弧形，防止(zhi)焊縫處出(chu)現梨形凸出(chu)，一對彎(wan)邊(bian)(bian)(bian)(bian)輥可一起(qi)上(shang)(shang)下、左右調(diao)(diao)整(zheng)，也可以(yi)單(dan)獨調(diao)(diao)整(zheng)，通過(guo)電機(ji)和(he)(he)螺旋千斤頂可以(yi)調(diao)(diao)節彎(wan)邊(bian)(bian)(bian)(bian)厚度和(he)(he)寬度，為(wei)確保不同壁厚精確的帶鋼(gang)邊(bian)(bian)(bian)(bian)部(bu)彎(wan)曲以(yi)及允許(xu)對頭焊縫自由通過(guo)，下彎(wan)邊(bian)(bian)(bian)(bian)輥設計(ji)(ji)成液壓減震結構(gou)。上(shang)(shang)下彎(wan)邊(bian)(bian)(bian)(bian)輥均安裝在用(yong)于快速更換的箱式結構(gou)的輥座(zuo)上(shang)(shang)，通過(guo)編(bian)碼器傳感(gan)、計(ji)(ji)算(suan)機(ji)控(kong)制(zhi)調(diao)(diao)整(zheng)輥位。
c. 線性(xing)(xing)預成(cheng)(cheng)型(xing)裝(zhuang)置由2個帶有(you)若干非傳動排(pai)輥(gun)的(de)外部線性(xing)(xing)成(cheng)(cheng)型(xing)裝(zhuang)置（排(pai)輥(gun)架(jia)）組(zu)成(cheng)(cheng)，以確保短成(cheng)(cheng)型(xing)間距，其線性(xing)(xing)可根據產品成(cheng)(cheng)型(xing)的(de)幾何(he)學(xue)進(jin)行(xing)水平(ping)、垂(chui)直和旋(xuan)轉(zhuan)調(diao)節。
d. 粗(cu)成型(xing)(xing)機(ji)由(you)上輥和下輥組成，并布(bu)置(zhi)在線性(xing)預(yu)成型(xing)(xing)后段，由(you)2臺功(gong)率110kW交流(liu)電機(ji)通過減(jian)速(su)齒(chi)輪箱和萬向傳動軸驅動，是(shi)線性(xing)預(yu)成型(xing)(xing)段及粗(cu)成型(xing)(xing)的主動力源。
e. 線(xian)性(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)裝置布置在(zai)線(xian)性(xing)預成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)裝置和(he)精成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)機架(jia)(jia)之間，分為(wei)3段(duan)，每段(duan)有(you)2個排輥架(jia)(jia)組成(cheng)(cheng)(cheng)，可以根據產品(pin)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)幾何學需求(qiu)進(jin)行水平、垂直(zhi)和(he)旋(xuan)轉調節。帶鋼(gang)經線(xian)性(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)裝置后(hou)成(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)U形(xing)。
f. 精(jing)(jing)成型(xing)(xing)(xing)機架(jia)(jia)由3架(jia)(jia)精(jing)(jing)成型(xing)(xing)(xing)機架(jia)(jia)組成，采用(yong)均勻剛(gang)性設(she)計的URD機架(jia)(jia)由6臺功(gong)率為110kW交流電機通過減速(su)齒輪箱和萬向(xiang)傳動(dong)(dong)軸驅動(dong)(dong)，是成型(xing)(xing)(xing)焊(han)接段的主(zhu)動(dong)(dong)力源(yuan)。每(mei)架(jia)(jia)精(jing)(jing)成型(xing)(xing)(xing)機架(jia)(jia)安(an)裝4個(ge)軋(ya)輥(gun)(gun)，上、下(xia)輥(gun)(gun)主(zhu)動(dong)(dong)，2個(ge)側輥(gun)(gun)被動(dong)(dong)，最大軋(ya)制(zhi)力1800kN。上、下(xia)輥(gun)(gun)及側輥(gun)(gun)通過獨立的小(xiao)電機經螺旋升降裝置調節，編(bian)碼器傳感(gan)，計算機控制(zhi)調整輥(gun)(gun)位(wei)，輥(gun)(gun)位(wei)OP值設(she)定精(jing)(jing)度可達0.01mm。精(jing)(jing)成型(xing)(xing)(xing)將線性成型(xing)(xing)(xing)后的U形(xing)荒管變形(xing)為開(kai)口的0形(xing)管坯。3架(jia)(jia)上輥(gun)(gun)安(an)裝導向(xiang)環將焊(han)接V角(jiao)控制(zhi)在(zai)一定的范圍內，為擠壓輥(gun)(gun)機架(jia)(jia)的成型(xing)(xing)(xing)焊(han)接創造(zao)了條件。
g. 擠壓(ya)輥(gun)(gun)(gun)機(ji)架(jia)采用(yong)均勻剛(gang)性設計的URD機(ji)架(jia)，由5個被動擠壓(ya)輥(gun)(gun)(gun)（2個上輥(gun)(gun)(gun)，2個側輥(gun)(gun)(gun)，1個底輥(gun)(gun)(gun)）組成(cheng)的孔型(xing)(xing)(xing)，可(ke)將精成(cheng)型(xing)(xing)(xing)后的開口0形(xing)管成(cheng)型(xing)(xing)(xing)焊接成(cheng)封閉的0形(xing)管。該機(ji)架(jia)也具(ju)有(you)精成(cheng)型(xing)(xing)(xing)機(ji)架(jia)軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)精密調節機(ji)構和(he)快速換輥(gun)(gun)(gun)功能(neng)。
h. 定(ding)徑(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)段由4架定(ding)徑(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)機(ji)架組成(cheng)，主要功能是將(jiang)成(cheng)型焊接后(hou)的(de)0形立(li)橢圓(yuan)管變形為符合產(chan)品標準的(de)圓(yuan)管，采用均勻剛性設計的(de)URD機(ji)架由8臺功率(lv)為110kW交流電機(ji)通(tong)過(guo)減(jian)速(su)齒輪箱和萬(wan)向(xiang)(xiang)傳動軸驅動，是定(ding)徑(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)段的(de)主動力源。每(mei)架定(ding)徑(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)機(ji)架裝有4個軋輥(gun)(gun)，其中上、下輥(gun)(gun)主動，2個側輥(gun)(gun)被(bei)動，最大軋制(zhi)(zhi)力1800kN。上、下輥(gun)(gun)及側輥(gun)(gun)通(tong)過(guo)獨(du)立(li)的(de)小電機(ji)并(bing)經螺(luo)旋千斤頂(ding)調節，編碼器傳感(gan)，計算機(ji)控(kong)制(zhi)(zhi)調整輥(gun)(gun)位，輥(gun)(gun)位OP值設定(ding)精度(du)可達0.01mm。為保證小直徑(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)（219.1～323.9mm）焊管焊縫在(zai)定(ding)徑(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)前不偏離12點的(de)位置，在(zai)1＃定(ding)徑(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)機(ji)架前設置了防扭轉機(ji)架，防扭轉機(ji)架上安裝了一對(dui)可沿環(huan)向(xiang)(xiang)扭轉的(de)立(li)輥(gun)(gun)，并(bing)配置了快速(su)夾緊、機(ji)械調節裝置。
3. 固態焊機技術(shu)特點(dian)
采用(yong)(yong)挪威EFD公(gong)司生產的輸出功(gong)率為1800kW、頻(pin)率90～150kHz的固態焊機。用(yong)(yong)更加簡潔的主回路拓撲(pu)結構(gou)，二(er)極(ji)管不(bu)可(ke)控整(zheng)(zheng)流(liu)，可(ke)使(shi)功(gong)率因數達(da)(da)到0.95；利用(yong)(yong)新(xin)型的軟開(kai)(kai)關橋式逆變換流(liu)技術將(jiang)輸入的直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)逆變為高頻(pin)交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)；整(zheng)(zheng)機效率可(ke)達(da)(da)85％左右。具有高頻(pin)電(dian)(dian)源保(bao)護；無需對主回路的電(dian)(dian)容電(dian)(dian)感參(can)數進(jin)行(xing)調節(jie)，在設(she)計負載范圍內，功(gong)率正常(chang)輸出不(bu)受限制，自(zi)動匹配；還具有開(kai)(kai)機自(zi)診斷功(gong)能、配備(bei)相應(ying)的通(tong)訊系(xi)統實(shi)時將(jiang)設(she)備(bei)運行(xing)參(can)數傳(chuan)遞到監控系(xi)統進(jin)行(xing)診斷處理及存儲(chu)等智能化(hua)功(gong)能。
4. 自(zi)動控制系統技術(shu)特(te)點
a. 自動控制系統分為：制造執(zhi)行級 MES（manufacturing execution system）、基礎自動化(hua)級L1和設備傳動與檢(jian)測(ce)級LO等3個層次。焊管生產線(xian)PLC與MES、操(cao)作(zuo)PC、快速設定PC之(zhi)間均采用(yong)標準工業以太(tai)網(wang)通(tong)訊，PLC與傳動、檢(jian)測(ce)設備間采用(yong)網(wang)絡通(tong)訊連(lian)接。
b. MES主(zhu)要功(gong)能(neng)是接收(shou)上級計算機（ERP）下達的生產計劃，轉化成(cheng)實(shi)(shi)際的產品(pin)制(zhi)造計劃和設備控(kong)制(zhi)參數，并(bing)控(kong)制(zhi)實(shi)(shi)際生產過程，完成(cheng)生產線調度、物料跟蹤和生產數據采集等功(gong)能(neng)，實(shi)(shi)現產品(pin)從生產計劃到成(cheng)品(pin)產出全過程管理與控(kong)制(zhi)。
c. 快速(su)設(she)定(ding)(ding)(ding)系(xi)統（QS）是(shi)一套快速(su)換輥(gun)調(diao)整(zheng)(zheng)系(xi)統，是(shi)MES的(de)(de)重(zhong)要內容，與基(ji)礎(chu)自動(dong)化L1相連接(jie)，既(ji)向L1發送設(she)定(ding)(ding)(ding)數據(ju)，又從L1收集各產(chan)(chan)(chan)品規格實際生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)調(diao)整(zheng)(zheng)時的(de)(de)輥(gun)位值，對優化的(de)(de)調(diao)整(zheng)(zheng)設(she)定(ding)(ding)(ding)參數進行(xing)繼承(cheng)，作為(wei)下次生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)的(de)(de)最(zui)新設(she)定(ding)(ding)(ding)值。根據(ju)產(chan)(chan)(chan)品理化結果(guo)判定(ding)(ding)(ding)當(dang)前設(she)置是(shi)否(fou)最(zui)優化，并(bing)選擇是(shi)否(fou)覆蓋原有數據(ju)。改變產(chan)(chan)(chan)品規格時，通過比較當(dang)前所(suo)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)規格與即將生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)規格，并(bing)根據(ju)對頭焊縫跟蹤信息，快速(su)設(she)定(ding)(ding)(ding)PC自動(dong)向PLC 發送軋輥(gun)直徑、輸送角、力矩(ju)、輥(gun)位設(she)定(ding)(ding)(ding)值、焊接(jie)功(gong)率(lv)參考值和熱處理溫度設(she)定(ding)(ding)(ding)值等。
d. 根據設備提供的(de)焊接(jie)質量跟蹤系統，以(yi)曲線(xian)或波形形式顯示當(dang)前的(de)焊接(jie)速度、焊接(jie)溫度、焊接(jie)功率、各段熱處(chu)理溫度和功率、探(tan)傷缺陷類(lei)型(xing)等(deng)，并存入數據庫(ku)供分析。
e. 基礎自動(dong)(dong)化控(kong)制(zhi)功能(neng)主要包括(kuo)：自動(dong)(dong)順(shun)序控(kong)制(zhi)、料流(liu)跟(gen)蹤(zong)、焊縫(feng)位置跟(gen)蹤(zong)、鋼卷(juan)對中控(kong)制(zhi)、開(kai)卷(juan)機張力(li)控(kong)制(zhi)、活套充套量控(kong)制(zhi)、主傳動(dong)(dong)速(su)度控(kong)制(zhi)、軋輥位置控(kong)制(zhi)、銑(xian)邊控(kong)制(zhi)、焊接功率控(kong)制(zhi)、熱處理溫度控(kong)制(zhi)和飛鋸控(kong)制(zhi)等(deng)。
三、技術水(shui)平(ping)與業(ye)績
寶鋼(gang)(gang)ф610mm HFW 不銹鋼(gang)(gang)焊管(guan)機組憑借其設備一流，管(guan)理先進，帶鋼(gang)(gang)資源及板管(guan)質量一貫制的優勢，無論是產(chan)品(pin)品(pin)種，規格拓展，還是在產(chan)量、質量及效(xiao)益(yi)方面均取得了國內(nei)同類機組最好的業績。產(chan)品(pin)廣泛應用(yong)于油氣輸送、油氣開采、海洋平臺及大(da)型建筑物。
自2005年10月27日投產(chan)以來，依托(tuo)寶鋼股份一貫(guan)制(zhi)優勢，寶鋼HFW不銹鋼焊(han)(han)管(guan)已經開發生產(chan)B-X80管(guan)線(xian)管(guan)，Q235-Q500結構(gou)及低壓流體管(guan)，H40-P110油(you)套管(guan)。2006-2018年累計供貨(huo)HFW 焊(han)(han)管(guan)165萬噸（2.35萬千米(mi)），其中(zhong)30％的(de)產(chan)品出口到(dao)澳大(da)(da)利亞、加拿大(da)(da)、南(nan)美、中(zhong)東、非(fei)洲及東南(nan)亞市(shi)場等(deng)海(hai)外市(shi)場。產(chan)品先后在中(zhong)石油(you)長慶三凈-延(yan)電輸氣項(xiang)目、印(yin)尼TTU管(guan)線(xian)項(xiang)目、中(zhong)海(hai)油(you)南(nan)堡海(hai)管(guan)項(xiang)目、中(zhong)石化(hua)塔河油(you)田抗酸(suan)管(guan)線(xian)，巴西(xi)礦漿X70管(guan)線(xian)、加拿大(da)(da)Nexeng公(gong)司的(de)管(guan)線(xian)項(xiang)目、加拿大(da)(da)Husky公(gong)司的(de)管(guan)線(xian)項(xiang)目、加拿大(da)(da)Encana公(gong)司管(guan)線(xian)項(xiang)目、澳大(da)(da)利亞的(de)APA管(guan)線(xian)、澳大(da)(da)利亞Jemena和澳大(da)(da)利亞DBP等(deng)管(guan)線(xian)項(xiang)目得到(dao)應用。
