直縫埋弧焊接不(bu)銹鋼管的制造工藝有UOE成型、JCOE成型、RBE成型等,見圖7-13。這些工藝各有特點。


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  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接不銹鋼管的歷史。


  渤海(hai)裝(zhuang)(zhuang)備(bei)巨(ju)龍鋼管公司大直(zhi)縫生產(chan)線(xian)的(de)(de)建(jian)設(she)也(ye)(ye)帶動(dong)了直(zhi)縫焊(han)接不銹鋼管制管裝(zhuang)(zhuang)備(bei)的(de)(de)進步和發展。巨(ju)龍第(di)一條(tiao)生產(chan)線(xian)根(gen)據國(guo)(guo)內(nei)(nei)當時的(de)(de)設(she)備(bei)制造技術水(shui)平,采(cai)用了菜單式(shi)引進方(fang)(fang)式(shi)。對(dui)于國(guo)(guo)內(nei)(nei)在(zai)技術和制造能力都(dou)(dou)不成熟的(de)(de)設(she)備(bei)整機(ji)進口如(ru)(ru):JCO成型機(ji)、浮動(dong)式(shi)高(gao)精(jing)度銑邊機(ji)、機(ji)械式(shi)擴徑機(ji)、水(shui)柱耦合式(shi)超聲波探傷(shang)設(she)備(bei)、多絲內(nei)(nei)外焊(han)接設(she)備(bei)等;對(dui)于國(guo)(guo)內(nei)(nei)加(jia)工能力具(ju)備(bei)但技術水(shui)平較低(di)的(de)(de)設(she)備(bei)采(cai)用技術和部(bu)(bu)(bu)分關鍵部(bu)(bu)(bu)件引進,其他部(bu)(bu)(bu)分國(guo)(guo)內(nei)(nei)加(jia)工的(de)(de)分交方(fang)(fang)式(shi),如(ru)(ru):板邊預(yu)彎機(ji)、大功率(lv)連續式(shi)預(yu)焊(han)機(ji)等;對(dui)于技術裝(zhuang)(zhuang)備(bei)國(guo)(guo)內(nei)(nei)都(dou)(dou)比較成熟的(de)(de)設(she)備(bei)由國(guo)(guo)內(nei)(nei)制造,如(ru)(ru):水(shui)壓試驗(yan)機(ji)、管端倒棱機(ji)、X射線(xian)檢測設(she)備(bei)以及生產(chan)線(xian)其他輔助(zhu)設(she)備(bei)。在(zai)保證整條(tiao)生產(chan)線(xian)達到世界先進水(shui)平的(de)(de)同時,建(jian)設(she)費(fei)用大幅降(jiang)低(di)。后續國(guo)(guo)內(nei)(nei)多條(tiao)JCOE直(zhi)縫生產(chan)線(xian)的(de)(de)建(jian)設(she)也(ye)(ye)都(dou)(dou)借鑒了這種方(fang)(fang)式(shi)。


  該生產(chan)(chan)(chan)線的(de)(de)成(cheng)功(gong)建設(she)(she)也推動了國(guo)(guo)(guo)內(nei)大口(kou)徑(jing)直(zhi)縫(feng)埋弧焊(han)接不銹鋼管(guan)生產(chan)(chan)(chan)線建設(she)(she),并(bing)且帶(dai)動國(guo)(guo)(guo)內(nei)設(she)(she)備制(zhi)造廠開始(shi)了直(zhi)縫(feng)生產(chan)(chan)(chan)線設(she)(she)備的(de)(de)國(guo)(guo)(guo)產(chan)(chan)(chan)化(hua)研(yan)制(zhi)。通過國(guo)(guo)(guo)內(nei)制(zhi)管(guan)企(qi)業和設(she)(she)備制(zhi)造廠的(de)(de)聯合攻關,目前(qian),JCOE直(zhi)縫(feng)生產(chan)(chan)(chan)線的(de)(de)主(zhu)機大多(duo)數已實(shi)現(xian)了國(guo)(guo)(guo)產(chan)(chan)(chan)化(hua),推動我國(guo)(guo)(guo)直(zhi)縫(feng)制(zhi)管(guan)裝(zhuang)備國(guo)(guo)(guo)產(chan)(chan)(chan)化(hua)的(de)(de)企(qi)業主(zhu)要有黃石鍛壓、天水鍛壓、西(xi)北機器、沈陽東基(ji)、哈爾(er)濱焊(han)接研(yan)究所和湘潭華進等生產(chan)(chan)(chan)廠家(jia)。其中(zhong)最具代表性(xing)的(de)(de)主(zhu)要有:


(1)預(yu)彎(wan)機:PB16000~32000kN數(shu)控(kong)(kong)預(yu)彎(wan)機由(you)兩(liang)臺可相對(dui)移(yi)動的下動式開式壓力機組成。在數(shu)控(kong)(kong)系(xi)統和電液伺(si)服系(xi)統控(kong)(kong)制下,每臺壓力機的兩(liang)油(you)缸單元同步驅動下模(mo)梁運(yun)行,定位(wei)精度0.10mm。優(you)化(hua)(hua)的模(mo)具曲(qu)線使預(yu)彎(wan)邊有效弧長最大化(hua)(hua)。壓制力可達32000kN,預(yu)彎(wan)全過程(cheng)自動化(hua)(hua)運(yun)行。


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(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。


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(3)預(yu)(yu)焊(han)機(ji):TWC150~400kN數控(kong)預(yu)(yu)焊(han)機(ji)采用(yong)全(quan)數字實時控(kong)制電液伺(si)服(fu)合縫(feng)(feng)輥。在合縫(feng)(feng)預(yu)(yu)焊(han)的過程(cheng)中,根據激光跟蹤系統(tong)顯(xian)示的錯邊誤差與合縫(feng)(feng)間隙(xi),通過數控(kong)系統(tong)實時調整電液伺(si)服(fu)合縫(feng)(feng)輥,在負(fu)載條件下糾正錯邊量與合縫(feng)(feng)間隙(xi)。極大降低(di)了停焊(han)的概率和焊(han)后人工修補量,大直(zhi)縫(feng)(feng)焊(han)管(guan)合縫(feng)(feng)預(yu)(yu)焊(han)實現(xian)了優質高效。


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(4)銑(xian)邊機(ji)(ji):新(xin)型(xing)的(de)(de)PFM90/800型(xing)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)銑(xian)邊機(ji)(ji)雖然重量減輕了約(yue)30%,但在裝機(ji)(ji)容量保持不變的(de)(de)情(qing)況下所能(neng)(neng)加工(gong)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)壁厚達到了40mm,最大加工(gong)余量可(ke)(ke)達25mm,且設備可(ke)(ke)根據不同(tong)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)材等級(ji)、不同(tong)的(de)(de)加工(gong)余量、不同(tong)的(de)(de)板(ban)厚進行全自(zi)動(dong)加工(gong),可(ke)(ke)見(jian)其已有較高的(de)(de)智能(neng)(neng)處理的(de)(de)能(neng)(neng)力。


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(5)擴(kuo)徑(jing)(jing)(jing)機(ji):新(xin)型的(de)(de)機(ji)械(xie)擴(kuo)徑(jing)(jing)(jing)機(ji)也在(zai)控制(zhi)和(he)結構方(fang)面(mian)均(jun)得(de)到了(le)改(gai)(gai)善。一是(shi)將擴(kuo)徑(jing)(jing)(jing)拉(la)(la)桿(gan)(gan)分(fen)為了(le)三(san)段,將長度從(cong)整體(ti)的(de)(de)18m直接降到了(le)拉(la)(la)桿(gan)(gan)13m、油缸活塞桿(gan)(gan)2.5m和(he)擴(kuo)徑(jing)(jing)(jing)頭拉(la)(la)桿(gan)(gan)2.5m,大(da)大(da)降低了(le)細長拉(la)(la)桿(gan)(gan)的(de)(de)制(zhi)造難度。且在(zai)拉(la)(la)桿(gan)(gan)聯結方(fang)式上進行(xing)(xing)了(le)改(gai)(gai)進,便于(yu)擴(kuo)徑(jing)(jing)(jing)頭和(he)拉(la)(la)桿(gan)(gan)更換,并且在(zai)螺母與螺桿(gan)(gan)間加上了(le)作(zuo)為易損件的(de)(de)螺紋護套,有效地對(dui)拉(la)(la)桿(gan)(gan)進行(xing)(xing)了(le)保(bao)護。二是(shi)在(zai)擴(kuo)徑(jing)(jing)(jing)頭各(ge)模具(ju)塊的(de)(de)導向方(fang)面(mian)進行(xing)(xing)了(le)改(gai)(gai)進,在(zai)模具(ju)的(de)(de)前后都(dou)設置(zhi)了(le)徑(jing)(jing)(jing)向導向鍵,可保(bao)證(zheng)模具(ju)塊與錐體(ti)各(ge)面(mian)的(de)(de)充分(fen)結合,減少對(dui)模具(ju)的(de)(de)偏磨(mo),又由于(yu)滑動面(mian)較緊密的(de)(de)結合而(er)降低了(le)擴(kuo)徑(jing)(jing)(jing)油的(de)(de)消耗量。


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(6)焊(han)(han)(han)接(jie)設(she)備:參(can)(can)考德國(guo)U&S公司斯(si)柯特接(jie)法以減少焊(han)(han)(han)絲(si)(si)之間(jian)的干擾,國(guo)內(nei)焊(han)(han)(han)接(jie)設(she)備集(ji)成研(yan)究(jiu)(jiu)成果顯著,先(xian)后(hou)開發出了四絲(si)(si)焊(han)(han)(han)和五(wu)絲(si)(si)焊(han)(han)(han)接(jie)設(she)備,采用數字(zi)控(kong)制,可(ke)(ke)以直接(jie)記錄焊(han)(han)(han)接(jie)參(can)(can)數,進行焊(han)(han)(han)接(jie)過程的監控(kong)、記錄,可(ke)(ke)有效保證對焊(han)(han)(han)接(jie)質量(liang)的控(kong)制。哈爾濱焊(han)(han)(han)接(jie)研(yan)究(jiu)(jiu)所成功地進行了內(nei)、外焊(han)(han)(han)設(she)備開發工(gong)作,近幾(ji)年就已銷(xiao)售各種多絲(si)(si)內(nei)、外焊(han)(han)(han)接(jie)設(she)備100多套。


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(7)焊(han)(han)管(guan)輔助設(she)備(bei):隨著技術的(de)(de)進(jin)(jin)步(bu)和(he)(he)人(ren)(ren)力資源(yuan)成本的(de)(de)提(ti)高,我國焊(han)(han)管(guan)企業把越(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)多的(de)(de)精(jing)力投(tou)入到提(ti)高工藝裝備(bei)自(zi)動化和(he)(he)信息化水平方面,尤(you)其機(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)應(ying)用越(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)廣泛(fan)。早(zao)期(qi)僅有寶鋼UOE生產(chan)(chan)線引(yin)進(jin)(jin)了引(yin)、熄弧(hu)板(ban)焊(han)(han)接機(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren),近年來(lai),噴標機(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)得到了廣泛(fan)應(ying)用,管(guan)端(duan)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)磨削(xue)機(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)和(he)(he)管(guan)端(duan)幾何尺寸(cun)激光自(zi)動檢(jian)測(ce)(ce)機(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)的(de)(de)研發(fa)也取(qu)得可喜進(jin)(jin)展,如渤海裝備(bei)研究院研發(fa)的(de)(de)管(guan)端(duan)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)磨削(xue)機(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren),在工業機(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)上(shang)安裝焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)檢(jian)測(ce)(ce)系(xi)統和(he)(he)磨削(xue)機(ji)構,可對焊(han)(han)管(guan)管(guan)端(duan)內外焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)進(jin)(jin)行三維(wei)自(zi)動檢(jian)測(ce)(ce),自(zi)動獲取(qu)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)形貌特征數據,智能化地(di)規劃機(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)磨削(xue)運動軌跡,進(jin)(jin)行自(zi)動磨削(xue)。隨著技術進(jin)(jin)步(bu)和(he)(he)研發(fa)的(de)(de)深入,機(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)(ren)將會更廣發(fa)的(de)(de)應(ying)用于焊(han)(han)管(guan)生產(chan)(chan)線的(de)(de)工藝裝備(bei)上(shang),對于提(ti)高生產(chan)(chan)效率和(he)(he)產(chan)(chan)品質(zhi)量(liang)將會產(chan)(chan)生巨大推動作用。


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(8)焊(han)管(guan)裝(zhuang)(zhuang)備信息(xi)系(xi)統:隨著信息(xi)技術的(de)(de)(de)(de)飛(fei)速(su)發展(zhan),國內的(de)(de)(de)(de)焊(han)管(guan)企(qi)業在生(sheng)產(chan)線的(de)(de)(de)(de)信息(xi)化(hua)建設(she)方面投入了(le)(le)大(da)(da)量(liang)的(de)(de)(de)(de)人力(li)、物力(li),國內的(de)(de)(de)(de)多條生(sheng)產(chan)線都建設(she)了(le)(le)ERP、MES系(xi)統,還有(you)部(bu)分(fen)企(qi)業建設(she)了(le)(le)物聯(lian)網系(xi)統,并實現(xian)了(le)(le)多個信息(xi)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)融合,這(zhe)些信息(xi)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)建設(she)不(bu)僅實現(xian)了(le)(le)從材料到成品鋼管(guan)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)全(quan)(quan)過程(cheng)的(de)(de)(de)(de)監控(kong),為(wei)鋼管(guan)生(sheng)產(chan)提(ti)供持(chi)續的(de)(de)(de)(de)質量(liang)保(bao)證(zheng),而且為(wei)滿足(zu)客戶管(guan)道全(quan)(quan)生(sheng)命周期管(guan)理提(ti)供了(le)(le)有(you)力(li)的(de)(de)(de)(de)質量(liang)數據(ju)支持(chi)。同時,大(da)(da)大(da)(da)提(ti)升了(le)(le)制管(guan)企(qi)業的(de)(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)和(he)經營管(guan)理水平(ping)。隨著這(zhe)些信息(xi)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)深化(hua)應用(yong)和(he)底層數據(ju)采集裝(zhuang)(zhuang)備的(de)(de)(de)(de)不(bu)斷完善,必將對我(wo)國制管(guan)企(qi)業質量(liang)控(kong)制和(he)高(gao)效生(sheng)產(chan)組織產(chan)生(sheng)重大(da)(da)影響。


  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(bu)銹鋼(gang)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(han)接(jie)不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。