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(gang)焊管(guan)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(bao)鋼ф610mm HFW不銹鋼焊管機組生產工(gong)藝流程見圖(tu)7-8所示(shi)。
二、主(zhu)要技術特(te)點(dian)
1. 排(pai)輥成型技術特點
a. 由許多小直(zhi)徑輥(gun)(gun)組成的(de)排輥(gun)(gun)代(dai)替輥(gun)(gun)式成型機的(de)大(da)直(zhi)徑水(shui)平輥(gun)(gun)，最大(da)邊緣拉應變(bian)僅是傳統輥(gun)(gun)式成型的(de)1/5左(zuo)右，可提(ti)高(gao)鋼管(guan)外觀(guan)質量，減少功(gong)率消耗(hao)及軋(ya)輥(gun)(gun)磨損。
b. 排(pai)輥(gun)(gun)成型機采(cai)用連(lian)續局部彎(wan)曲變(bian)(bian)形(xing)，彎(wan)曲力小(xiao)且較均勻；成型區(qu)縮短，帶(dai)鋼(gang)塑性變(bian)(bian)形(xing)小(xiao)；排(pai)輥(gun)(gun)群由外(wai)(wai)側(ce)束縛(fu)帶(dai)鋼(gang)邊(bian)緣(yuan)(yuan)，將邊(bian)緣(yuan)(yuan)外(wai)(wai)側(ce)變(bian)(bian)形(xing)以壓縮形(xing)式吸收(shou)，可防止帶(dai)鋼(gang)邊(bian)緣(yuan)(yuan)發(fa)生折(zhe)皺、鼓包，使鋼(gang)管壁厚與管徑比(bi)的范(fan)圍擴大(da)到(dao)1：80，具有加工中大(da)直徑薄壁管的優(you)勢。
c. 排輥成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)為(wei)連續(xu)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)法(fa)，成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)性好，且采(cai)用“下山法(fa)”成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)，在成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)過程(cheng)中帶鋼邊緣(yuan)的軌(gui)跡近乎直線，從而(er)改(gai)善(shan)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)質量，使焊接穩定可靠。
d. 在更換(huan)不(bu)銹鋼(gang)焊(han)管規格尺寸時，排輥(gun)不(bu)換(huan)，只需調(diao)整(zheng)，與傳統輥(gun)式(shi)成型(xing)相比，可減少軋輥(gun)規格和換(huan)輥(gun)時間。
2. 成型設備技術特點
寶鋼Φ610mm HFW焊(han)管機組成(cheng)型(xing)設備是引(yin)進(jin)德國SMSMEER公司開發(fa)的直緣成(cheng)型(xing)技術，由夾送輥裝(zhuang)置、彎邊機、線性預成(cheng)型(xing)裝(zhuang)置、粗成(cheng)型(xing)機、線性成(cheng)型(xing)裝(zhuang)置、精成(cheng)型(xing)機架(jia)、擠壓輥機架(jia)和定徑機架(jia)組成(cheng)。
a. 夾送輥(gun)裝置由上、下水平(ping)(ping)輥(gun)組成，2臺(tai)功率為110kW交(jiao)流(liu)電機(ji)通過(guo)減速齒輪箱和萬向傳動(dong)軸(zhou)驅動(dong)將帶鋼經水平(ping)(ping)導向輥(gun)送入彎邊(bian)機(ji)，并(bing)在生(sheng)產中作輔助主傳動(dong)。上夾送輥(gun)由液壓缸升(sheng)、降，帶鋼在機(ji)架中不產生(sheng)彎曲變(bian)形(xing)，出本(ben)機(ji)架后開始“下山”變(bian)形(xing)。
b. 彎(wan)(wan)(wan)(wan)邊(bian)機(ji)(ji)位(wei)于(yu)線(xian)性預成(cheng)(cheng)型裝置(zhi)前端，將帶鋼邊(bian)緣彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)成(cheng)(cheng)接(jie)近(jin)成(cheng)(cheng)品曲(qu)率的(de)弧形(xing)，防(fang)止(zhi)焊縫處出現梨形(xing)凸出，一(yi)對(dui)(dui)彎(wan)(wan)(wan)(wan)邊(bian)輥(gun)(gun)可(ke)一(yi)起(qi)上(shang)(shang)下、左右調整(zheng)(zheng)(zheng)，也可(ke)以單獨調整(zheng)(zheng)(zheng)，通(tong)過(guo)電(dian)機(ji)(ji)和螺旋千斤頂可(ke)以調節彎(wan)(wan)(wan)(wan)邊(bian)厚(hou)度和寬度，為(wei)確保不同壁厚(hou)精確的(de)帶鋼邊(bian)部彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)以及允許(xu)對(dui)(dui)頭焊縫自由通(tong)過(guo)，下彎(wan)(wan)(wan)(wan)邊(bian)輥(gun)(gun)設計成(cheng)(cheng)液壓減震(zhen)結(jie)構。上(shang)(shang)下彎(wan)(wan)(wan)(wan)邊(bian)輥(gun)(gun)均安裝在用于(yu)快(kuai)速更換的(de)箱式(shi)結(jie)構的(de)輥(gun)(gun)座(zuo)上(shang)(shang)，通(tong)過(guo)編碼器傳感、計算機(ji)(ji)控(kong)制(zhi)調整(zheng)(zheng)(zheng)輥(gun)(gun)位(wei)。
c. 線(xian)性預成型裝置由2個帶有若(ruo)干非(fei)傳(chuan)動排輥(gun)的外部(bu)線(xian)性成型裝置（排輥(gun)架）組成，以確(que)保短成型間距，其線(xian)性可根據產品成型的幾何學進行水(shui)平、垂(chui)直和旋轉調節。
d. 粗成型(xing)機由(you)上(shang)輥(gun)和下輥(gun)組成，并(bing)布置(zhi)在線性(xing)(xing)預(yu)成型(xing)后段，由(you)2臺功率(lv)110kW交流電機通過減速齒輪箱和萬(wan)向(xiang)傳動(dong)軸驅(qu)動(dong)，是線性(xing)(xing)預(yu)成型(xing)段及粗成型(xing)的主動(dong)力(li)源(yuan)。
e. 線性成型(xing)(xing)裝置(zhi)布置(zhi)在線性預(yu)成型(xing)(xing)裝置(zhi)和(he)精成型(xing)(xing)機架之間，分為3段，每段有2個排輥架組(zu)成，可以(yi)根據產(chan)品成型(xing)(xing)幾何學需求進行水平、垂直和(he)旋轉調節。帶鋼經(jing)線性成型(xing)(xing)裝置(zhi)后成為U形。
f. 精成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)由3架(jia)精成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)組成(cheng)(cheng)，采(cai)用(yong)均勻(yun)剛性(xing)設計的(de)URD機(ji)(ji)(ji)架(jia)由6臺功率為(wei)110kW交流電機(ji)(ji)(ji)通(tong)(tong)過減速齒(chi)輪(lun)箱和萬向(xiang)傳動軸驅動，是成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)焊接段的(de)主動力(li)源。每架(jia)精成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)安裝(zhuang)4個(ge)軋輥(gun)，上、下輥(gun)主動，2個(ge)側輥(gun)被動，最大軋制(zhi)力(li)1800kN。上、下輥(gun)及側輥(gun)通(tong)(tong)過獨立的(de)小電機(ji)(ji)(ji)經螺旋升降裝(zhuang)置(zhi)調(diao)節(jie)，編碼器傳感，計算機(ji)(ji)(ji)控制(zhi)調(diao)整輥(gun)位(wei)，輥(gun)位(wei)OP值設定精度可(ke)達0.01mm。精成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)將線(xian)性(xing)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)后的(de)U形荒(huang)管變形為(wei)開(kai)口的(de)0形管坯。3架(jia)上輥(gun)安裝(zhuang)導向(xiang)環(huan)將焊接V角控制(zhi)在一(yi)定的(de)范圍內，為(wei)擠(ji)壓(ya)輥(gun)機(ji)(ji)(ji)架(jia)的(de)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)焊接創造了條(tiao)件。
g. 擠壓(ya)輥(gun)機(ji)(ji)架(jia)采(cai)用均勻剛(gang)性(xing)設計的(de)URD機(ji)(ji)架(jia)，由5個(ge)被動擠壓(ya)輥(gun)（2個(ge)上輥(gun)，2個(ge)側輥(gun)，1個(ge)底輥(gun)）組成(cheng)(cheng)的(de)孔型(xing)，可將精成(cheng)(cheng)型(xing)后的(de)開(kai)口0形(xing)管成(cheng)(cheng)型(xing)焊(han)接(jie)成(cheng)(cheng)封(feng)閉的(de)0形(xing)管。該機(ji)(ji)架(jia)也具有精成(cheng)(cheng)型(xing)機(ji)(ji)架(jia)軋輥(gun)精密調(diao)節機(ji)(ji)構(gou)和快速換輥(gun)功能。
h. 定(ding)徑段(duan)由4架定(ding)徑機(ji)(ji)架組成(cheng)，主要功能是(shi)將(jiang)成(cheng)型焊接后的0形(xing)立(li)橢圓(yuan)管變形(xing)為(wei)符(fu)合產品標準的圓(yuan)管，采(cai)用均勻剛性設計(ji)的URD機(ji)(ji)架由8臺功率為(wei)110kW交(jiao)流(liu)電機(ji)(ji)通過(guo)減速齒輪箱和萬向(xiang)(xiang)傳(chuan)動(dong)軸驅動(dong)，是(shi)定(ding)徑段(duan)的主動(dong)力源(yuan)。每架定(ding)徑機(ji)(ji)架裝(zhuang)有4個軋(ya)輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)，其(qi)中上、下(xia)輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)主動(dong)，2個側輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)被動(dong)，最大(da)軋(ya)制力1800kN。上、下(xia)輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)及側輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)通過(guo)獨(du)立(li)的小電機(ji)(ji)并經螺旋千斤頂調節，編碼(ma)器傳(chuan)感(gan)，計(ji)算機(ji)(ji)控制調整輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)位(wei)(wei)，輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)位(wei)(wei)OP值設定(ding)精度可達0.01mm。為(wei)保證小直徑（219.1～323.9mm）焊管焊縫在(zai)定(ding)徑前(qian)不偏離(li)12點的位(wei)(wei)置，在(zai)1＃定(ding)徑機(ji)(ji)架前(qian)設置了防扭轉(zhuan)機(ji)(ji)架，防扭轉(zhuan)機(ji)(ji)架上安(an)裝(zhuang)了一對可沿環向(xiang)(xiang)扭轉(zhuan)的立(li)輥(gun)(gun)(gun)(gun)(gun)，并配置了快速夾緊、機(ji)(ji)械調節裝(zhuang)置。
3. 固態(tai)焊(han)機技(ji)術特點
采用(yong)(yong)挪威EFD公(gong)司生產(chan)的(de)輸(shu)(shu)出功(gong)率(lv)為1800kW、頻率(lv)90～150kHz的(de)固(gu)態焊機(ji)(ji)。用(yong)(yong)更加簡潔的(de)主(zhu)回路(lu)拓撲結構，二極管不可控整流，可使功(gong)率(lv)因數達到0.95；利用(yong)(yong)新(xin)型的(de)軟開關橋式逆變(bian)換流技術將輸(shu)(shu)入的(de)直流電逆變(bian)為高頻交流電；整機(ji)(ji)效率(lv)可達85％左右。具有高頻電源(yuan)保(bao)護；無需對(dui)主(zhu)回路(lu)的(de)電容電感(gan)參數進行調節，在(zai)設計(ji)負(fu)載范圍內(nei)，功(gong)率(lv)正(zheng)常輸(shu)(shu)出不受限(xian)制，自動匹配；還具有開機(ji)(ji)自診斷功(gong)能、配備相應的(de)通(tong)訊系統實(shi)時將設備運行參數傳遞到監控系統進行診斷處(chu)理及存儲等(deng)智能化功(gong)能。
4. 自動(dong)控制系(xi)統(tong)技術特點
a. 自(zi)動控制系統(tong)分為：制造執行(xing)級(ji) MES（manufacturing execution system）、基礎自(zi)動化級(ji)L1和設(she)(she)備傳動與檢測級(ji)LO等3個層次。焊管生(sheng)產線PLC與MES、操作PC、快速(su)設(she)(she)定PC之間均采用(yong)標準(zhun)工業以太網通訊，PLC與傳動、檢測設(she)(she)備間采用(yong)網絡通訊連(lian)接。
b. MES主要(yao)功能(neng)是接(jie)收上級(ji)計算機（ERP）下達的生(sheng)產(chan)(chan)(chan)計劃，轉化成(cheng)實(shi)(shi)際的產(chan)(chan)(chan)品(pin)制(zhi)造(zao)計劃和設備控(kong)制(zhi)參數(shu)，并控(kong)制(zhi)實(shi)(shi)際生(sheng)產(chan)(chan)(chan)過程，完(wan)成(cheng)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)線(xian)調度、物料跟蹤(zong)和生(sheng)產(chan)(chan)(chan)數(shu)據采集等功能(neng)，實(shi)(shi)現產(chan)(chan)(chan)品(pin)從(cong)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)計劃到(dao)成(cheng)品(pin)產(chan)(chan)(chan)出全(quan)過程管理與(yu)控(kong)制(zhi)。
c. 快速設定(ding)(ding)系統(tong)(tong)（QS）是一套快速換(huan)輥(gun)調整系統(tong)(tong)，是MES的重要內容，與(yu)基礎自(zi)動化(hua)L1相連(lian)接，既向L1發送設定(ding)(ding)數(shu)據(ju)(ju)，又從L1收集各產(chan)品(pin)規格實際生(sheng)產(chan)調整時的輥(gun)位(wei)值(zhi)，對優化(hua)的調整設定(ding)(ding)參數(shu)進行繼(ji)承，作(zuo)為下次生(sheng)產(chan)的最新設定(ding)(ding)值(zhi)。根據(ju)(ju)產(chan)品(pin)理(li)化(hua)結果判定(ding)(ding)當前(qian)設置是否(fou)最優化(hua)，并選擇是否(fou)覆(fu)蓋原有數(shu)據(ju)(ju)。改變產(chan)品(pin)規格時，通過比(bi)較當前(qian)所生(sheng)產(chan)規格與(yu)即將生(sheng)產(chan)規格，并根據(ju)(ju)對頭(tou)焊縫跟(gen)蹤信(xin)息，快速設定(ding)(ding)PC自(zi)動向PLC 發送軋(ya)輥(gun)直(zhi)徑、輸送角、力矩、輥(gun)位(wei)設定(ding)(ding)值(zhi)、焊接功率(lv)參考值(zhi)和(he)熱處理(li)溫度設定(ding)(ding)值(zhi)等。
d. 根據設備提供的(de)焊接(jie)質量跟(gen)蹤(zong)系統，以曲線或波形形式顯(xian)示當前的(de)焊接(jie)速(su)度(du)、焊接(jie)溫(wen)度(du)、焊接(jie)功率(lv)、各段(duan)熱處理溫(wen)度(du)和功率(lv)、探傷缺陷類型等(deng)，并存入(ru)數據庫(ku)供分析。
e. 基礎自動化控制(zhi)(zhi)功(gong)能主要包括：自動順序控制(zhi)(zhi)、料流跟蹤、焊縫位置跟蹤、鋼卷(juan)對中控制(zhi)(zhi)、開卷(juan)機張(zhang)力(li)控制(zhi)(zhi)、活套充套量控制(zhi)(zhi)、主傳動速(su)度(du)控制(zhi)(zhi)、軋輥位置控制(zhi)(zhi)、銑邊控制(zhi)(zhi)、焊接(jie)功(gong)率控制(zhi)(zhi)、熱(re)處理溫度(du)控制(zhi)(zhi)和(he)飛(fei)鋸控制(zhi)(zhi)等。
三、技術水平與業績
寶鋼ф610mm HFW 不(bu)銹鋼焊管(guan)機組憑借其設備一流(liu)，管(guan)理先進(jin)，帶鋼資源及板管(guan)質量一貫(guan)制的優勢，無論是(shi)產品(pin)(pin)品(pin)(pin)種(zhong)，規格拓展，還是(shi)在產量、質量及效益方面均(jun)取(qu)得(de)了(le)國內同類機組最好的業(ye)績。產品(pin)(pin)廣泛應用于(yu)油(you)氣(qi)輸(shu)送(song)、油(you)氣(qi)開采、海(hai)洋平臺及大型建(jian)筑物。
自2005年(nian)10月27日投產(chan)(chan)(chan)(chan)以來(lai)，依托寶(bao)鋼(gang)股份一貫制優勢，寶(bao)鋼(gang)HFW不銹鋼(gang)焊(han)管(guan)已經開發生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)B-X80管(guan)線(xian)管(guan)，Q235-Q500結(jie)構及(ji)低壓流(liu)體(ti)管(guan)，H40-P110油套(tao)管(guan)。2006-2018年(nian)累計(ji)供貨HFW 焊(han)管(guan)165萬噸(dun)（2.35萬千(qian)米），其中30％的(de)產(chan)(chan)(chan)(chan)品出口到(dao)澳大(da)(da)(da)利亞、加拿大(da)(da)(da)、南(nan)美(mei)、中東(dong)(dong)、非洲及(ji)東(dong)(dong)南(nan)亞市場等海外市場。產(chan)(chan)(chan)(chan)品先后在(zai)中石(shi)油長(chang)慶三凈-延電輸氣項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)、印尼TTU管(guan)線(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)、中海油南(nan)堡海管(guan)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)、中石(shi)化塔河油田(tian)抗酸管(guan)線(xian)，巴西礦(kuang)漿(jiang)X70管(guan)線(xian)、加拿大(da)(da)(da)Nexeng公(gong)司(si)(si)的(de)管(guan)線(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)、加拿大(da)(da)(da)Husky公(gong)司(si)(si)的(de)管(guan)線(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)、加拿大(da)(da)(da)Encana公(gong)司(si)(si)管(guan)線(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)、澳大(da)(da)(da)利亞的(de)APA管(guan)線(xian)、澳大(da)(da)(da)利亞Jemena和澳大(da)(da)(da)利亞DBP等管(guan)線(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)得到(dao)應用(yong)。
