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、生產工藝流(liu)程
寶鋼(gang)(gang)ф610mm HFW不銹鋼(gang)(gang)焊(han)管(guan)機組生產工藝(yi)流程見圖7-8所示。
二、主要技術特點
1. 排輥成型技術特點
a. 由許多小直徑輥組成(cheng)的(de)排輥代(dai)替輥式成(cheng)型(xing)機的(de)大直徑水平輥，最大邊緣拉應變僅(jin)是傳統輥式成(cheng)型(xing)的(de)1/5左右(you)，可(ke)提高鋼管外觀質量(liang)，減少功率消耗及軋輥磨損。
b. 排輥成型機采用(yong)連續局部彎曲變(bian)形，彎曲力小且較均勻；成型區(qu)縮短(duan)，帶(dai)鋼(gang)塑(su)性變(bian)形小；排輥群由(you)外(wai)側(ce)束(shu)縛(fu)帶(dai)鋼(gang)邊緣，將(jiang)邊緣外(wai)側(ce)變(bian)形以壓縮形式吸收，可防止帶(dai)鋼(gang)邊緣發生折皺(zhou)、鼓包，使鋼(gang)管(guan)壁(bi)厚(hou)與管(guan)徑(jing)比的范圍(wei)擴大(da)到1：80，具(ju)有加工中大(da)直徑(jing)薄壁(bi)管(guan)的優勢。
c. 排輥成型(xing)(xing)為連續(xu)成型(xing)(xing)法(fa)，成型(xing)(xing)性好(hao)，且采用“下山(shan)法(fa)”成型(xing)(xing)，在成型(xing)(xing)過程中帶鋼邊(bian)緣的軌跡近乎(hu)直線，從而改善成型(xing)(xing)質量，使焊接穩定可靠。
d. 在更換不(bu)銹鋼焊管規格(ge)尺寸時，排(pai)輥(gun)不(bu)換，只需調整，與(yu)傳統輥(gun)式成型相比，可減少(shao)軋輥(gun)規格(ge)和換輥(gun)時間。
2. 成(cheng)型設備技術特點
寶鋼Φ610mm HFW焊(han)管機(ji)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(you)夾送輥裝置(zhi)、彎邊機(ji)、線性預成(cheng)型(xing)裝置(zhi)、粗(cu)成(cheng)型(xing)機(ji)、線性成(cheng)型(xing)裝置(zhi)、精成(cheng)型(xing)機(ji)架(jia)、擠壓輥機(ji)架(jia)和(he)定徑(jing)機(ji)架(jia)組成(cheng)。
a. 夾送(song)輥裝置(zhi)由上(shang)(shang)、下水(shui)平輥組成，2臺(tai)功率為110kW交流電機(ji)通過減速齒輪(lun)箱(xiang)和萬向傳動軸驅(qu)動將帶(dai)鋼(gang)經水(shui)平導向輥送(song)入彎(wan)邊機(ji)，并在(zai)生產中作輔助主(zhu)傳動。上(shang)(shang)夾送(song)輥由液壓缸升、降，帶(dai)鋼(gang)在(zai)機(ji)架中不產生彎(wan)曲變形，出(chu)本機(ji)架后(hou)開(kai)始(shi)“下山”變形。
b. 彎邊(bian)(bian)(bian)機(ji)位(wei)于線性(xing)預成(cheng)型(xing)裝置前端(duan)，將(jiang)帶鋼邊(bian)(bian)(bian)緣彎曲(qu)成(cheng)接(jie)近成(cheng)品曲(qu)率的弧形，防止焊縫處(chu)出現梨形凸(tu)出，一對彎邊(bian)(bian)(bian)輥(gun)(gun)可(ke)(ke)一起上下(xia)、左右(you)調整(zheng)(zheng)，也(ye)可(ke)(ke)以(yi)單獨調整(zheng)(zheng)，通過電機(ji)和(he)螺旋千斤頂可(ke)(ke)以(yi)調節(jie)彎邊(bian)(bian)(bian)厚(hou)度(du)(du)和(he)寬度(du)(du)，為確(que)保(bao)不同壁厚(hou)精確(que)的帶鋼邊(bian)(bian)(bian)部彎曲(qu)以(yi)及(ji)允(yun)許(xu)對頭焊縫自由通過，下(xia)彎邊(bian)(bian)(bian)輥(gun)(gun)設(she)計成(cheng)液壓減震結(jie)構。上下(xia)彎邊(bian)(bian)(bian)輥(gun)(gun)均安裝在用于快(kuai)速更換的箱式結(jie)構的輥(gun)(gun)座上，通過編(bian)碼器傳感、計算(suan)機(ji)控制調整(zheng)(zheng)輥(gun)(gun)位(wei)。
c. 線性預成(cheng)型裝置(zhi)由2個帶有若干非傳(chuan)動(dong)排輥(gun)的外部線性成(cheng)型裝置(zhi)（排輥(gun)架）組成(cheng)，以確保短成(cheng)型間距，其線性可根據產品成(cheng)型的幾何學進行(xing)水平、垂直和旋轉調節。
d. 粗(cu)成(cheng)型(xing)機由(you)上輥(gun)和(he)下輥(gun)組成(cheng)，并布(bu)置在線性預成(cheng)型(xing)后(hou)段(duan)，由(you)2臺功率110kW交流電機通(tong)過減速(su)齒輪箱和(he)萬(wan)向傳動(dong)軸驅動(dong)，是線性預成(cheng)型(xing)段(duan)及(ji)粗(cu)成(cheng)型(xing)的主動(dong)力源(yuan)。
e. 線性(xing)成(cheng)型(xing)裝置(zhi)布置(zhi)在線性(xing)預成(cheng)型(xing)裝置(zhi)和精成(cheng)型(xing)機架之間，分為(wei)3段，每(mei)段有2個排輥架組成(cheng)，可以根據(ju)產(chan)品成(cheng)型(xing)幾何學需求進行水(shui)平、垂直和旋(xuan)轉(zhuan)調節。帶(dai)鋼經(jing)線性(xing)成(cheng)型(xing)裝置(zhi)后成(cheng)為(wei)U形(xing)。
f. 精成(cheng)型(xing)(xing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)由(you)3架(jia)(jia)精成(cheng)型(xing)(xing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)組成(cheng)，采用均(jun)勻剛(gang)性設計(ji)的URD機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)由(you)6臺(tai)功(gong)率為(wei)110kW交流電機(ji)(ji)(ji)通(tong)過減(jian)速齒輪箱和(he)萬向(xiang)傳(chuan)(chuan)動軸(zhou)驅動，是(shi)成(cheng)型(xing)(xing)焊(han)(han)接(jie)段(duan)的主動力源。每架(jia)(jia)精成(cheng)型(xing)(xing)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)安裝(zhuang)4個軋輥(gun)，上(shang)、下輥(gun)主動，2個側輥(gun)被動，最大軋制力1800kN。上(shang)、下輥(gun)及(ji)側輥(gun)通(tong)過獨立的小電機(ji)(ji)(ji)經螺旋升降裝(zhuang)置調節，編碼器傳(chuan)(chuan)感，計(ji)算(suan)機(ji)(ji)(ji)控制調整輥(gun)位，輥(gun)位OP值設定(ding)精度(du)可達(da)0.01mm。精成(cheng)型(xing)(xing)將(jiang)線性成(cheng)型(xing)(xing)后的U形荒(huang)管變形為(wei)開口的0形管坯(pi)。3架(jia)(jia)上(shang)輥(gun)安裝(zhuang)導向(xiang)環將(jiang)焊(han)(han)接(jie)V角控制在一定(ding)的范圍內，為(wei)擠(ji)壓輥(gun)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)的成(cheng)型(xing)(xing)焊(han)(han)接(jie)創造了條件。
g. 擠壓輥機架采用均勻剛性設計的(de)URD機架，由5個被動擠壓輥（2個上(shang)輥，2個側(ce)輥，1個底(di)輥）組成(cheng)的(de)孔(kong)型(xing)，可(ke)將精(jing)成(cheng)型(xing)后的(de)開口0形(xing)(xing)管成(cheng)型(xing)焊接成(cheng)封閉的(de)0形(xing)(xing)管。該機架也具有(you)精(jing)成(cheng)型(xing)機架軋輥精(jing)密(mi)調節機構和快速換輥功能。
h. 定(ding)徑(jing)(jing)段(duan)由(you)4架定(ding)徑(jing)(jing)機(ji)架組成，主(zhu)要功能是將成型焊(han)接后的(de)0形立(li)(li)橢圓管變形為(wei)符(fu)合產品標(biao)準的(de)圓管，采用均勻剛性設計(ji)的(de)URD機(ji)架由(you)8臺功率為(wei)110kW交(jiao)流電(dian)機(ji)通過減(jian)速齒(chi)輪箱和萬向(xiang)傳(chuan)動(dong)(dong)軸驅動(dong)(dong)，是定(ding)徑(jing)(jing)段(duan)的(de)主(zhu)動(dong)(dong)力源(yuan)。每架定(ding)徑(jing)(jing)機(ji)架裝有4個軋(ya)輥(gun)，其(qi)中上、下輥(gun)主(zhu)動(dong)(dong)，2個側輥(gun)被動(dong)(dong)，最(zui)大軋(ya)制力1800kN。上、下輥(gun)及側輥(gun)通過獨立(li)(li)的(de)小電(dian)機(ji)并經螺旋(xuan)千斤頂(ding)調(diao)節(jie)，編碼器傳(chuan)感，計(ji)算(suan)機(ji)控制調(diao)整輥(gun)位，輥(gun)位OP值(zhi)設定(ding)精度可達0.01mm。為(wei)保證小直(zhi)徑(jing)(jing)（219.1～323.9mm）焊(han)管焊(han)縫在定(ding)徑(jing)(jing)前不偏離12點的(de)位置，在1＃定(ding)徑(jing)(jing)機(ji)架前設置了防(fang)扭轉機(ji)架，防(fang)扭轉機(ji)架上安(an)裝了一對可沿環向(xiang)扭轉的(de)立(li)(li)輥(gun)，并配置了快速夾緊、機(ji)械調(diao)節(jie)裝置。
3. 固態焊(han)機技術(shu)特點
采用挪(nuo)威(wei)EFD公(gong)司生產的(de)(de)輸出功(gong)(gong)率(lv)(lv)為(wei)1800kW、頻(pin)率(lv)(lv)90～150kHz的(de)(de)固態(tai)焊(han)機(ji)。用更(geng)加簡(jian)潔的(de)(de)主回(hui)路(lu)拓撲結構，二極管(guan)不可(ke)(ke)控整(zheng)流，可(ke)(ke)使功(gong)(gong)率(lv)(lv)因(yin)數(shu)(shu)達到0.95；利用新(xin)型的(de)(de)軟開關橋式逆(ni)變(bian)換流技術將(jiang)(jiang)輸入的(de)(de)直流電(dian)(dian)逆(ni)變(bian)為(wei)高頻(pin)交流電(dian)(dian)；整(zheng)機(ji)效率(lv)(lv)可(ke)(ke)達85％左右。具(ju)有高頻(pin)電(dian)(dian)源保護；無需對(dui)主回(hui)路(lu)的(de)(de)電(dian)(dian)容電(dian)(dian)感參數(shu)(shu)進(jin)行調節，在設計負(fu)載范圍內，功(gong)(gong)率(lv)(lv)正常輸出不受限制，自動匹配；還具(ju)有開機(ji)自診斷功(gong)(gong)能、配備相應的(de)(de)通(tong)訊(xun)系統(tong)實時(shi)將(jiang)(jiang)設備運(yun)行參數(shu)(shu)傳遞(di)到監(jian)控系統(tong)進(jin)行診斷處理及(ji)存儲等智能化功(gong)(gong)能。
4. 自動控制系統技術特點
a. 自動(dong)控制系(xi)統分為(wei)：制造執行級(ji) MES（manufacturing execution system）、基礎自動(dong)化級(ji)L1和設備傳動(dong)與(yu)檢測級(ji)LO等3個層次。焊(han)管(guan)生產線PLC與(yu)MES、操作PC、快速設定PC之(zhi)間均采用(yong)(yong)標準工(gong)業以(yi)太網(wang)通訊(xun)，PLC與(yu)傳動(dong)、檢測設備間采用(yong)(yong)網(wang)絡通訊(xun)連接。
b. MES主(zhu)要功(gong)能(neng)是接收(shou)上(shang)級計(ji)(ji)算(suan)機（ERP）下(xia)達(da)的(de)生(sheng)產計(ji)(ji)劃，轉化成實(shi)際的(de)產品(pin)制造計(ji)(ji)劃和設備(bei)控(kong)(kong)制參數(shu)，并控(kong)(kong)制實(shi)際生(sheng)產過(guo)(guo)程，完成生(sheng)產線調(diao)度(du)、物(wu)料跟蹤(zong)和生(sheng)產數(shu)據采集等功(gong)能(neng)，實(shi)現產品(pin)從生(sheng)產計(ji)(ji)劃到(dao)成品(pin)產出全過(guo)(guo)程管理與控(kong)(kong)制。
c. 快(kuai)速(su)(su)(su)設(she)(she)定系統(tong)（QS）是一(yi)套快(kuai)速(su)(su)(su)換輥(gun)(gun)調(diao)整(zheng)系統(tong)，是MES的重要內容，與基(ji)礎(chu)自動化(hua)L1相連接，既向L1發(fa)送(song)設(she)(she)定數(shu)據(ju)，又從L1收集各產(chan)品規格(ge)實際生(sheng)產(chan)調(diao)整(zheng)時(shi)(shi)的輥(gun)(gun)位值(zhi)，對優化(hua)的調(diao)整(zheng)設(she)(she)定參(can)數(shu)進(jin)行(xing)繼承，作為下次生(sheng)產(chan)的最新設(she)(she)定值(zhi)。根(gen)據(ju)產(chan)品理(li)化(hua)結果判(pan)定當(dang)前設(she)(she)置是否(fou)最優化(hua)，并(bing)選擇是否(fou)覆蓋(gai)原有數(shu)據(ju)。改(gai)變產(chan)品規格(ge)時(shi)(shi)，通過(guo)比較當(dang)前所生(sheng)產(chan)規格(ge)與即將生(sheng)產(chan)規格(ge)，并(bing)根(gen)據(ju)對頭焊縫跟蹤(zong)信息，快(kuai)速(su)(su)(su)設(she)(she)定PC自動向PLC 發(fa)送(song)軋輥(gun)(gun)直徑、輸送(song)角(jiao)、力矩、輥(gun)(gun)位設(she)(she)定值(zhi)、焊接功率參(can)考(kao)值(zhi)和熱處(chu)理(li)溫度設(she)(she)定值(zhi)等。
d. 根據設備提供的(de)焊(han)接(jie)質量跟蹤系(xi)統，以曲線或波形形式顯(xian)示當前的(de)焊(han)接(jie)速度(du)、焊(han)接(jie)溫(wen)(wen)度(du)、焊(han)接(jie)功率、各段熱處理溫(wen)(wen)度(du)和(he)功率、探傷(shang)缺(que)陷類型等，并存(cun)入數據庫供分析。
e. 基礎自(zi)動化控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)功能(neng)主要包(bao)括：自(zi)動順序控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、料(liao)流跟(gen)(gen)蹤、焊(han)縫位置跟(gen)(gen)蹤、鋼卷(juan)對中控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、開卷(juan)機張力控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、活套充套量控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、主傳動速(su)度控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、軋輥位置控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、銑邊控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、焊(han)接功率控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、熱處理溫度控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)和飛鋸控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)等。
三、技術(shu)水平與業(ye)績(ji)
寶鋼ф610mm HFW 不銹鋼焊(han)管機組(zu)憑(ping)借其設備(bei)一流，管理先進，帶鋼資源及板管質(zhi)量一貫制(zhi)的優勢(shi)，無(wu)論是(shi)產(chan)品品種，規格拓(tuo)展，還是(shi)在產(chan)量、質(zhi)量及效益方面均取得了國內同(tong)類機組(zu)最(zui)好的業績。產(chan)品廣泛應(ying)用于(yu)油氣輸(shu)送、油氣開采、海洋平臺及大(da)型建筑物。
自2005年10月(yue)27日投(tou)產(chan)以來，依托(tuo)寶鋼股份一貫制優勢，寶鋼HFW不銹(xiu)鋼焊管(guan)(guan)(guan)已(yi)經開發生產(chan)B-X80管(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)管(guan)(guan)(guan)，Q235-Q500結(jie)構及低(di)壓流體管(guan)(guan)(guan)，H40-P110油(you)套管(guan)(guan)(guan)。2006-2018年累計供(gong)貨HFW 焊管(guan)(guan)(guan)165萬噸（2.35萬千米），其中(zhong)30％的產(chan)品出口到澳(ao)大(da)(da)利亞(ya)、加拿(na)(na)大(da)(da)、南(nan)美、中(zhong)東、非洲及東南(nan)亞(ya)市(shi)場(chang)等海外市(shi)場(chang)。產(chan)品先后在中(zhong)石(shi)油(you)長(chang)慶三凈-延電輸氣項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)、印尼TTU管(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)、中(zhong)海油(you)南(nan)堡海管(guan)(guan)(guan)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)、中(zhong)石(shi)化塔河油(you)田抗酸管(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)，巴西礦漿X70管(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)、加拿(na)(na)大(da)(da)Nexeng公司(si)(si)的管(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)、加拿(na)(na)大(da)(da)Husky公司(si)(si)的管(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)、加拿(na)(na)大(da)(da)Encana公司(si)(si)管(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)、澳(ao)大(da)(da)利亞(ya)的APA管(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)、澳(ao)大(da)(da)利亞(ya)Jemena和澳(ao)大(da)(da)利亞(ya)DBP等管(guan)(guan)(guan)線(xian)(xian)項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)得到應用。
