寶鋼鋼管生產(chǎn)工藝講義稿

1、鋼管生產(chǎn)工藝講座各位同學(xué)：本次鋼管生產(chǎn)工藝講座主要包括以下四部分：一、鋼管生產(chǎn)工藝概論二、寶鋼F140無縫管生產(chǎn)線介紹三、寶鋼F610ERW焊管生產(chǎn)線介紹四、寶鋼F1422UOE焊管生產(chǎn)線介紹首先介紹一下鋼管生產(chǎn)工藝概論鋼管按生產(chǎn)方式可分為無縫鋼管和焊接鋼管兩類，分別采用熱穿孔和鋼板/帶鋼焊接工藝生產(chǎn)。 無縫管生產(chǎn)工藝：無縫鋼管生產(chǎn)是以圓鋼或連鑄坯為原料,經(jīng)加熱、穿孔、連軋和張減后, 采用相應(yīng)的精整設(shè)備生產(chǎn)的成品管.穿孔是管坯被兩個同向旋轉(zhuǎn)的軋輥咬入后，利用軋輥軸線與軋制線傾斜交錯形成的角度，形成一個軸向力；同時利用管坯旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的中心疏松，即“曼乃斯曼”效應(yīng)，完成管坯穿孔過程。穿孔斜軋過程中產(chǎn)

2、生的3種附加變形:周向剪切變形、縱向剪切變形、表面扭轉(zhuǎn)變形 。 連軋是毛管內(nèi)穿入長芯棒后，經(jīng)過多機架順序布置且相鄰機架輥縫互錯（二輥式輥縫互錯90，三輥式互錯60）的連軋機軋成鋼管。連軋管時，孔型頂部的金屬由于受到軋輥外壓力和芯棒內(nèi)壓力作用而產(chǎn)生軸向延伸，并向圓周橫向?qū)捳?，達(dá)到減徑減壁的效果。 定減徑是熱軋無縫鋼管生產(chǎn)過程中的精軋變形階段，使所軋鋼管尺寸到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)要求的值及精度，外徑是靠設(shè)定的孔型尺寸決定。根據(jù)變形量的大小是否采用張力，張力是通過前后機架的速度差產(chǎn)生的。焊管生產(chǎn)工藝： 焊接鋼管的生產(chǎn)工藝過程是將管坯（板帶鋼）用各種成型方法彎卷成要求的橫斷面形狀，然后用不同的焊接方法將焊縫焊合而

3、獲得鋼管的過程。因此成型和焊接是它的兩個基本工序，而不同的成型和焊接方法構(gòu)成不同的焊管生產(chǎn)方法 。焊管主要工藝有SSAW（螺旋縫埋弧焊）、LSAW（直縫埋弧焊）和ERW（電阻焊）三種。LSAW管按其不同的成形方式又分為UOE、RBE、JCOE等。寶鋼生產(chǎn)的是ERW焊管和UOE焊管。ERW,即：Electric Resistant Welding 中文為：電阻焊ERW生產(chǎn)工藝，是將帶鋼送入預(yù)成型和精成型機后形成園筒狀管坯, 通過感應(yīng)線圈或接觸焊靴后，管坯中感應(yīng)產(chǎn)生的高頻感應(yīng)電流或接觸焊靴導(dǎo)入的高頻電流通過帶鋼邊緣，由帶鋼邊緣自身電阻產(chǎn)生了電阻熱加熱熔融帶鋼邊緣，加熱熔融的帶鋼邊緣經(jīng)擠壓輥擠壓,由

4、排出物形成焊縫.圖2為帶鋼經(jīng)過擠壓輥時，液態(tài)金屬和氧化物被擠出焊縫的情況。ERW焊接沒有添加任何焊接材料，實際是一種煅焊。質(zhì)量優(yōu)良的焊接，熔合面不會殘留任何熔融金屬或氧化物。正常的高頻焊接區(qū)域形貌見圖3。UOE是Uing-Oing-Expanding，即彎邊（C成型）U成型O成型擴徑UOE生產(chǎn)工藝是單張板材通過彎邊、 U成型和O成型后，形成有縫的荒管形狀，通過預(yù)焊、內(nèi)焊和外焊，焊接成鋼管，焊接工藝多采用埋弧自動焊，焊接后的鋼管進(jìn)行擴徑，以消除應(yīng)力。埋弧焊的焊接過程及原理埋弧焊定義：電弧在焊劑層下燃燒以進(jìn)行焊接的熔化極電弧焊方法(Submerged arc welding)優(yōu)點：生產(chǎn)效率高、 焊

5、縫質(zhì)量好、勞動條件好缺點：難以全位置焊、對焊前裝配要求高、不適宜焊接薄板短縫、 適焊材料有限各自生產(chǎn)工藝的特點，決定了相應(yīng)工藝適宜的產(chǎn)品生產(chǎn)范圍。無縫管適合生產(chǎn)小口徑厚壁管和合金管；SSAW適合生產(chǎn)中大口徑薄壁管；LSAW適合生產(chǎn)中大口徑厚壁管；ERW適合生產(chǎn)中小口徑薄壁管。目前國內(nèi)焊管產(chǎn)品中，SSAW管使用范圍較寬，而ERW管比例偏低。預(yù)期這種狀況將得到市場調(diào)整，向鋼管國際化市場水平靠攏。寶鋼股份公司寶鋼分公司鋼管廠包括了無縫生產(chǎn)工藝和焊管生產(chǎn)工藝，主要由F140無縫生產(chǎn)線、F610ERW焊管生產(chǎn)線、F1422UOE焊管生產(chǎn)線三條主線，下面就這三條主線的生產(chǎn)工藝及設(shè)備情況，向各位同學(xué)做以介紹

6、。第二部分：F140無縫生產(chǎn)線介紹1、概述寶鋼無縫鋼管140機組于1985年11月投產(chǎn)。主體技術(shù)裝備從德國曼內(nèi)斯曼-德馬克公司引進(jìn)，以曼內(nèi)斯曼鋼管公司RK2連軋管機組為樣板設(shè)計，采用了狄舍爾導(dǎo)盤穿孔、6機架空心坯減徑、8機架浮動芯棒連軋、28架三輥微張力減徑等先進(jìn)工藝，具有八十年代初國際先進(jìn)水平。設(shè)計年產(chǎn)量50萬噸。產(chǎn)品規(guī)格為外徑21.3139.7mm，壁厚2.0-25mm。產(chǎn)品品種有油管、套管、鉆桿、高壓鍋爐管、中低壓鍋爐管、商品管、輸送管和冷拔管料。 在1993年達(dá)產(chǎn)的基礎(chǔ)上，產(chǎn)量步步攀升，2002年產(chǎn)量達(dá)到80萬噸，最高年產(chǎn)量達(dá)到84.5萬噸，創(chuàng)國際同類連軋管機組最高水平。通過多年來的生

7、產(chǎn)以及攻關(guān)、改造與更新，對工藝裝備的持續(xù)改進(jìn)和更新，連軋管機組達(dá)到同類機組國際先進(jìn)水平，油井管加工和高壓鍋爐管精整的工藝裝備達(dá)到國際領(lǐng)先水平。通過科研和新產(chǎn)品開發(fā)，鋼管壁厚精度得到很大改善；開發(fā)了169孔型、189孔型和200孔型，鋼管外徑擴大到194mm，壁厚擴大到30mm；開發(fā)了T91高鉻高壓鍋爐管、S135高強度高韌性石油鉆桿、L80-9Cr/13Cr高鉻油套管、抗H2S腐蝕系列油套管、抗H2S+CO2腐蝕系列油套管、高抗壓潰套管、非開挖鉆桿等一大批新產(chǎn)品。產(chǎn)品品種增加了地質(zhì)鉆桿、液壓支架管、射孔槍管、石油裂化管、船用管、汽車半軸管、車軸管、火車轉(zhuǎn)向架管、氣瓶用管和非開挖鉆桿等。以下為無

8、縫主要產(chǎn)品種類：2、無縫生產(chǎn)工藝流程介紹讓我們先來看一下無縫鋼管生產(chǎn)工藝流程：管坯準(zhǔn)備環(huán)形加熱爐加熱狄舍爾穿孔機穿孔6機加空心坯減徑8機架浮動芯棒連軋經(jīng)過再加熱28架張力減徑機減徑冷床冷卻進(jìn)入中間倉庫。然后按不同用途進(jìn)入三條流水線生產(chǎn)：一條是商品管生產(chǎn)線；一條是鍋爐管生產(chǎn)線；一條是油井管生產(chǎn)線。由于無縫管坯在穿孔過程中的應(yīng)力狀態(tài)比較復(fù)雜，容易產(chǎn)生裂紋、翹皮、內(nèi)折、外折等缺陷，因此對坯料的質(zhì)量要求較高。管坯在初軋廠進(jìn)行表面噴丸、磁粉探傷、砂輪修磨等處理，經(jīng)檢驗合格后才能進(jìn)一步加工。根據(jù)不同鋼管的定尺要求，送上料臺進(jìn)行切割和稱重，由計算機標(biāo)出切割長度以后，管坯自動地被火焰切割機切成所需要的長度，并

9、在輥道磅上稱重，然后用鏈?zhǔn)酵线\機送往環(huán)形加熱爐，由裝料機裝爐，進(jìn)行管坯加熱。管坯加熱在環(huán)形加熱爐內(nèi)進(jìn)行。加熱爐爐底中徑為35米，最大裝爐量為380根管坯，爐子旋轉(zhuǎn)一周，管坯被加熱到1280，由出料機將管坯從爐中鉗出，摔到斜砧上氧化鐵皮破碎，在輥道上螺旋前進(jìn)去除氧化鐵皮，然后送往定心機，定心的目的是為了便于穿孔，并保證穿孔壁厚均勻。定心后的管坯送往狄舍爾穿孔機進(jìn)行穿孔。狄舍爾穿孔機由一對斜配的軋輥和一對導(dǎo)盤組成，軋輥軸線與軋制線呈515，輥身長度670MM，軋輥直徑10001150MM，最大軋制力300噸。二個狄舍爾導(dǎo)盤水平布置，直徑16971847MM，導(dǎo)盤線速度高于軋件前進(jìn)速度，使軋件應(yīng)力狀

10、態(tài)改善，軋制速度每秒1.11.2米。軋制時，由推鋼機將管坯送入軋機穿孔，等軋輥咬入管坯、主電機電流上升后，推鋼機快速復(fù)位，等待下一來料。穿孔后的毛管送往6機架空心坯減徑機，將毛管外徑軋小，空心坯減徑機的軋機互呈90交替布置，根據(jù)不同產(chǎn)品規(guī)格要求，由計算機控制各架的變形量和軋制速度，并保證秒流量相等。減徑后的毛管送往連軋機進(jìn)行連軋。連軋前先往毛管內(nèi)通入芯棒，然后毛管連同芯棒一齊進(jìn)入鋼管連軋機軋制，軋輥孔型控制鋼管外徑，芯棒控制鋼管內(nèi)徑，同時使軋件得到減徑壁和延伸，這種方式叫做浮動芯棒連軋。8機架浮動芯棒軋機各架交替成90布置，可以實行無扭轉(zhuǎn)軋制，質(zhì)量好，精度高。軋管完畢后，放入脫棒鏈脫出芯棒，切

11、除管尾。經(jīng)連軋后的鋼管稱為荒管，荒管切尾以后由螺旋床、輥道送入再加熱爐加熱到980后出爐。為了保證荒管的表面質(zhì)量，在它進(jìn)入張力減徑之前，要用高壓水除鱗。張力減徑就是將荒管的壁厚軋制到成品規(guī)格，同時使長度繼續(xù)延伸。這是28機架張力減徑機組，可以根據(jù)成品管徑不同，采用不同數(shù)量的機架數(shù)。軋機進(jìn)料速度每秒13米，整個機組變形率和張力控制由計算機設(shè)定，出料速度每秒2.516MM。鋼管的冷卻在步進(jìn)式冷床上進(jìn)行。光管經(jīng)過220米長的斜輥道，由拋料裝置送入冷床上強制冷卻，再由接料臂放入臺架，然后由冷鋸切頭尾、切定尺，最后送往中間倉庫。半成品管子送到精整流水線的臺架，用鋼鋸切去頭尾后，送往輥式矯直機矯直，再進(jìn)入

12、渦流探傷機，剔出不合格產(chǎn)品，合格產(chǎn)品經(jīng)分段鋼鋸切成定尺，還要進(jìn)行檢查、管端、刷毛刺、打印標(biāo)記、測長、稱重、打捆，最后運入成品庫。高壓鍋爐管還需進(jìn)行退火、超聲波探傷和水壓試驗，切環(huán)狀試樣。半成品的油井管先在圓盤冷鋸上切除管端，需要管端加厚的管子經(jīng)感應(yīng)圈加熱，在液壓加厚機上進(jìn)行管端加厚，再經(jīng)修磨、磁粉探傷，為滿足石油鉆桿的強度要求，這部分鋼管要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，進(jìn)行一系列的試驗和檢驗。 油管、套管的兩端還要車絲，并經(jīng)水壓試驗、測長、稱重、打上標(biāo)記后，在管端擰上保護環(huán)，外面涂上防腐層后打捆入成品庫。3、無縫主要設(shè)備介紹1） 管坯切割 采用2臺火焰切割機切割管坯。切割用燃料為焦?fàn)t煤氣。每臺切割機有4個切割

13、咀，可同時切割四支管坯。管坯切割后長度為0.884.5m。這套切割機設(shè)有附加鐵粉裝置，對合金含量較高的管坯在切割時噴以鐵粉助燃，這樣使鐵粉的氧化物生成大量易流動的液態(tài)渣，還可使鉻氧化物熔化，并借助切割氧氣將液態(tài)渣等從切割縫中吹掉，以保證切割過程正常進(jìn)行。2） 管坯加熱 采用環(huán)形爐加熱管坯，環(huán)形爐的中徑為35m，其爐底寬為4.5m，爐膛寬為5m，爐底放料槽數(shù)為391條，可同時加熱管坯381支。全爐分為6個加熱區(qū)，當(dāng)加熱管坯長4.5m（單支坯重850kg）、出爐根數(shù)為3.95支/min時，爐子最大加熱能力為160t/h。燃料為混合煤氣加重油。3） 管坯定心 采用液壓熱定心機定心，其目的是改善穿孔時

14、的咬入條件和減少毛管前端的壁厚偏差（尤其是厚壁管）。4） 管坯穿孔 采用導(dǎo)盤式鼓形輥穿孔機穿孔，軋輥直徑為F10001150mm、輥長670mm、轉(zhuǎn)速為121211r/min，軋輥傾角為515；軋制節(jié)奏最快為15s/支。穿孔后毛管溫度為11801260。穿孔后毛管最大長度11m,在穿孔時，為了有利于咬入和高速軋制，采用了變速軋制制度，即管坯咬入時，軋制速度較低，咬入后，電機升速進(jìn)行穩(wěn)定軋制，軋制終了時，為防止尾端軋卡而又減速軋制，這也就是梯形軋制制度，在軋制中最大降速可達(dá)29%。5） 空心坯（毛管）減徑 為獲得進(jìn)連軋管機所需的毛管外徑，并為消除穿孔機所造成的毛管頭尾外徑差和螺旋形狀，采用了六機

15、架三輥式空心坯減徑機。6） 毛管連軋 采用八機架全浮動芯棒連軋管機進(jìn)行毛管的連軋。連軋輥的直徑最大為600mm，最小為490mm,允許軋制力為2940KN。毛管進(jìn)入連軋前的溫度為10001050，連軋采用的芯棒尺寸為外徑F66.0141.0mm，長度為29700mm，用芯棒插入鏈向毛管插入芯棒，用脫棒機將荒管內(nèi)的芯棒脫出。7） 荒管再加熱 采用步進(jìn)式再加熱爐加熱連軋后的荒管，爐長13m，爐寬35m，爐內(nèi)加熱荒管根數(shù)為46支，荒管入爐溫度430845，出爐溫度可到980，加熱允許溫差范圍為10，加熱燃料為混合煤氣，爐子加熱能力最大為160t/h。8） 高壓水除鱗 再加熱爐出來的荒管必須經(jīng)高壓水除

16、鱗，除鱗高壓水的壓力為1416MPa。9）荒管的張力減徑 采用28機架三輥式張力減徑機將荒管減徑，減徑前荒管外徑為F119、F152.5、F162mm三種，壁厚為3.2525mm，長度833mm。減徑后光管外徑為F21.3139.7mm（管接頭料為F153.7mm），壁厚2.025mm，長度8.5160m。10） 光管冷卻 采用多段步進(jìn)式冷床冷卻光管，正常冷卻依靠自然通風(fēng)，但當(dāng)光管米重大于7kg/m時，則開動冷床下風(fēng)機強制通風(fēng)冷卻。起始溫度（光管）約85011） 光管切頭尾和分段 采用1800mm冷鋸，成排鋸切光管，鋸切頭尾的長度為0.13.5m，分段鋸切光管長度828m，鋸切精度5mm。鋸片

17、切削速度最大130m/s。2.1 無縫鋼管的無損檢測鑒于無損檢測在控制產(chǎn)品中的重要作用，鋼管廠用無損檢測技術(shù)來檢測所有的鋼管產(chǎn)品，特別是“雙高”產(chǎn)品外表面或內(nèi)表面存在的缺陷，例如裂縫、軋折、孔洞、劃痕等和可能發(fā)生的混鋼（不同材質(zhì)鋼管混淆在一起）以及鋼管尺寸，從而確保產(chǎn)品使用的充分安全性和可靠性。因此，在鋼管分公司的各分廠共設(shè)計有八條分別以無損檢測領(lǐng)域（超聲、渦流、漏磁、磁粉、磁性分鋼等）檢測設(shè)備和技術(shù)組成的生產(chǎn)流水線和檢驗線，再加上設(shè)置在其它主要生產(chǎn)線的超聲、磁粉等設(shè)備，共有二十臺大型自動或半自動在線無損檢測設(shè)備。第二部分610ERW焊管生產(chǎn)線1、概述ERW直縫焊管廠于2005年10月建成投產(chǎn)

18、。主體設(shè)備焊接成型線由德國SMS MEER等世界上最先進(jìn)的直縫焊管設(shè)備制造商提供，精整、管加工、熱處理線采用單機國內(nèi)外采購，全線自行設(shè)計總成的方式，是當(dāng)今世界上第一條集先進(jìn)成型技術(shù)、大功率焊接、功能齊全的無損探傷技術(shù)、焊縫雙重?zé)崽幚砗腿苷w熱處理設(shè)備、全過程的計算機料流跟蹤系統(tǒng)于一體的中口徑直縫焊管生產(chǎn)廠，是世界上裝備最先進(jìn)的焊管生產(chǎn)線之一。設(shè)計年產(chǎn)量30萬噸。產(chǎn)品規(guī)格為外徑219.1609.6毫米（8 5/824），壁厚4.020.0毫米，最大長度18.0米。產(chǎn)品品種有管線管、套管、結(jié)構(gòu)用圓管、結(jié)構(gòu)用方管和矩形管。以下為焊管主要產(chǎn)品種類：包括ERW產(chǎn)品和UOE產(chǎn)品。2、ERW焊管工藝流程讓

19、我們先來看一下ERW鋼管生產(chǎn)工藝流程：鋼卷驗收入庫鋼卷出庫開卷、矯平剪切對焊活套銑邊板探成型、焊接焊縫在線探傷焊縫熱處理空冷、水冷定徑、定型飛鋸按管種走向不同。 管種走向分3種，管線管、套管和結(jié)構(gòu)管。 由于焊管在制管過程中比較復(fù)雜，因此對鋼卷要求比較高，尤其是鋼卷的邊部質(zhì)量要求接近苛刻。 鋼卷入庫前進(jìn)行驗收，符合要求的鋼卷進(jìn)入原料庫，不合格的鋼卷封鎖待處理。鋼卷上生產(chǎn)線后，進(jìn)行開卷矯平，確保鋼卷展開后帶鋼平直。上生產(chǎn)線后在剪切對焊崗位將前后鋼卷連接在一起。連接在一起的帶鋼經(jīng)扭轉(zhuǎn)機架變?yōu)榇怪焙笏腿牖钐?。?jīng)活套后扭轉(zhuǎn)機架將帶鋼由垂直態(tài)改為水平態(tài)，而后在銑邊機對帶鋼邊部進(jìn)行加工，確保帶鋼進(jìn)入成型焊接

20、前的邊部質(zhì)量和板寬符合生產(chǎn)要求。銑邊后的帶鋼經(jīng)板探機組后進(jìn)入成型焊接機組。在成型機組，采用九十年代SMS-Meer開發(fā)的新型排輥技術(shù)對帶鋼進(jìn)行成型。經(jīng)過成型機組后的帶鋼在高頻焊接機組處經(jīng)擠壓焊接成為焊管。帶鋼經(jīng)成型焊接成為焊管后在線進(jìn)行焊縫探傷，確保焊縫質(zhì)量。經(jīng)探傷后的焊縫在中頻熱處理機組進(jìn)行焊縫熱處理。焊縫在線熱處理機組可進(jìn)行焊縫雙重?zé)崽幚砥渲蓄l感應(yīng)裝置的功率可達(dá)2400KW，可對焊縫實行正火、淬火和回火等多種熱處理工藝，使焊縫的金相組織和力學(xué)性能與母材一致，實現(xiàn)焊接鋼管“無縫化”。經(jīng)過熱處理加工后的焊管經(jīng)空冷和水冷后進(jìn)入定徑定型機組，對焊管的外徑進(jìn)行處理。結(jié)構(gòu)管內(nèi)的方矩管也在此機組處定型。

21、經(jīng)過定徑定型機組后的焊管由飛鋸將連續(xù)生產(chǎn)的焊管分為固定長度的焊管。經(jīng)飛鋸據(jù)切后的焊管分為結(jié)構(gòu)管、管線管和套管3條生產(chǎn)線路。管線管生產(chǎn)線：飛鋸出口組批壓扁取樣倒棱機水壓機離線焊縫探傷人工檢驗測長稱重入成品庫倒棱機對焊管的管端進(jìn)行加工，水壓機焊管進(jìn)行水壓試驗，確保焊管的承壓能力。焊縫離線探傷對焊縫進(jìn)行最終產(chǎn)品放行確認(rèn)。結(jié)構(gòu)管生產(chǎn)線：飛鋸出口組批壓扁取樣水壓機離線焊縫探傷人工檢驗測長稱重入成品庫。結(jié)構(gòu)管生產(chǎn)重，水壓和離線探傷為選擇使用，根據(jù)客戶和標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行選擇是否進(jìn)行水壓試驗和焊縫探傷。套管生產(chǎn)線：套管中光套管生產(chǎn)線同管線管生產(chǎn)線。車絲套管：飛鋸出口組批壓扁取樣離線焊縫探傷入中間庫管加工線管端車絲

22、上接箍水壓管端另一端車絲測長稱重入原料庫。 車絲套管（全管熱處理的焊管）：需要全管熱處理的焊管在飛鋸后直接入中間庫。由熱加工線對這批焊管進(jìn)行全管熱處理和全管體探傷，而后進(jìn)行管端車絲、水壓測長、稱重、打上標(biāo)記后，在管端擰上保護環(huán)，外面涂上防腐層后打捆入成品庫。主要流程的關(guān)鍵控制點如PPT所示：3、ERW焊管主要設(shè)備介紹3.1帶鋼準(zhǔn)備段鋼卷小車行走由齒輪電機驅(qū)動，提升能力50t。帶鋼矯平機有矯平輥（傳動）7個（上3、下4），帶有矯平和主傳動功能。頭尾剪焊機用于切斷帶鋼頭尾的舌頭并由MAG焊接工藝連接單個鋼卷。3.2螺旋活套活套采用螺旋結(jié)構(gòu)?？蓛Υ鎺т摷s350m。3.3采用帶鋼邊探加全板探技術(shù)超聲波

23、帶鋼邊探加全板探，可以實時記錄帶鋼的分層缺陷并進(jìn)行料流跟蹤。對邊探或全板探發(fā)現(xiàn)的缺陷，在出廠前的管端探傷及全管體探傷設(shè)備上進(jìn)行復(fù)檢并作出最終的判斷。滿足了海洋用管線管等高品質(zhì)用戶的采購技術(shù)要求。新日鐵及JFE均采用帶鋼邊部超聲探傷加全管體探傷方式。3.4采用銑邊機對帶鋼邊緣進(jìn)行銑削加工90年代之前制造的焊管機組，都是采用刨邊機對帶鋼邊緣進(jìn)行加工。進(jìn)入90年代之后，對高鋼級焊管要求也越來越高，刨邊機加工的板邊邊緣已不能滿足焊接發(fā)展的要求。因此新建的企業(yè)都采用銑邊機，而采用刨邊機的生產(chǎn)廠如新日鐵、JFE、，曼勒斯曼都進(jìn)行了技術(shù)改造，采用銑邊機代替刨邊機。 采用了新型排輥技術(shù)及帶有快速換輥裝置的精成

24、型機、擠壓機、定徑機。精成型機架(4輥式 URD 設(shè)計)線型成型段夾送輥帶預(yù)成型及彎邊于一體的粗成型機架擠壓機架(5輥式 URD 設(shè)計)排輥成型法出現(xiàn)在80年代。經(jīng)過了近20年的應(yīng)用后，90年代末米爾總結(jié)了世界各國排輥成型設(shè)備所存在的問題，對設(shè)備的強度、剛度及成型方式進(jìn)行了較大改進(jìn)，推出了米爾的排輥成型設(shè)備。希臘考里茨廠使用后實績很好。他們又根據(jù)考里茨廠實際使用狀況，對排輥成型區(qū)設(shè)備再作改進(jìn)，提供給寶鋼。新型排輥成型增強了設(shè)備強度、剛度及改進(jìn)了成型方式，以保證在生產(chǎn)薄壁鋼管及高鋼級厚壁鋼管時獲得良好的產(chǎn)品質(zhì)量。均衡剛性設(shè)計的精成型機、擠壓焊接機、定徑機為米爾的專利產(chǎn)品，是世界上最先進(jìn)的精成型段

25、設(shè)備。其強度、剛度、快速換輥及調(diào)整性能均優(yōu)越于其它同類產(chǎn)品。在2004年米爾根據(jù)此類設(shè)備的使用狀況又作了較大改進(jìn)，在精成型機各機架之間再加入一段小型排輥，以保證在生產(chǎn)薄壁鋼管時的產(chǎn)品質(zhì)量。3.5 采用大功率高頻感應(yīng)焊大功率高頻感應(yīng)焊系90年代未開發(fā)的技術(shù)。在此之前24”ERW機組均采用高頻接觸焊。進(jìn)入90年代后，海洋石油公司對海洋專用油氣管的要求越來越高，對接觸焊所引起的電火花燒痕，接觸塊的擦傷都有嚴(yán)格的規(guī)定。因此，在90年代中期以后建設(shè)的焊管廠都在尋求大功率高頻感應(yīng)焊接技術(shù)。20世紀(jì)末考里茨廠在24”ERW機組中首先采用了1800KW高頻感應(yīng)焊技術(shù)，并在世界上取得了良好的聲譽。在此之前，19

26、86年建設(shè)的新日鐵名古屋16”ERW機組，首先在同類機組中使用了高頻感應(yīng)焊（功率為1000KW），并用此焊接設(shè)備生產(chǎn)TUF油井管。由此可見，在生產(chǎn)各類高端產(chǎn)品中高頻接觸焊將逐漸被高頻感應(yīng)焊所取代。寶鋼ERW610機組吸取了世界同類機組的發(fā)展經(jīng)驗，結(jié)合當(dāng)前世界先進(jìn)的高頻感應(yīng)技術(shù)的發(fā)展采用了高頻感應(yīng)焊接技術(shù)。這是世界上第3套采用高頻感應(yīng)焊技術(shù)的ERW610機組。寶鋼采用的高頻感應(yīng)焊設(shè)備，功率為1800KW，可生產(chǎn)壁厚達(dá)20mm的中徑管。3.6 在線焊縫探傷用于檢測熱影響區(qū)分層缺陷和焊縫縱向缺陷，在線焊縫內(nèi)毛刺監(jiān)控。3.7中頻焊縫雙退火單元采用焊縫雙重?zé)崽幚硌b置，其中頻感應(yīng)裝置的功率可達(dá)2400KW

27、，可對焊縫實行正火、淬火和回火等多種熱處理工藝，使焊縫的金相組織和力學(xué)性能與母材一致，實現(xiàn)焊接鋼管“無縫化”。3.8 采用計算機技術(shù)實行料流跟蹤對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行逐根跟蹤。目前在世屆上采用此類技術(shù)僅新日鐵及JFE。3.9按照API標(biāo)準(zhǔn)及DNV海洋管線管標(biāo)準(zhǔn)，配置各類無損探傷設(shè)備及力學(xué)性能檢化驗設(shè)備。4精整線主要為管端倒棱機、水壓試驗機、離線焊縫探傷和測長稱重包裝。4.1 管端倒棱機對管線管進(jìn)行端部倒角。4.2水壓試驗機最大壓力65MPa保壓時間大于5S對每一根鋼管進(jìn)行管號識別及試壓記錄對每根鋼管的母材和焊縫提供密實性保障。4.3 離線焊縫探傷用于檢測焊縫縱橫向缺陷、焊縫兩側(cè)2.5mm分層和管端母材

28、50mm分層缺陷。5.管加工線套管加工線，對套管進(jìn)行車絲、水壓。5.1 水壓試驗機對需要進(jìn)行車絲的套管進(jìn)行車絲和、倒內(nèi)外倒角，加工端面為管端180mm內(nèi)。 對有特殊要求的套管的密封面進(jìn)行精加工。5.2 管擰機 對需要管端增加絲扣的套管進(jìn)行管端接箍擰接。5.3 水壓試驗機最大壓力95MPa保壓時間大于5300S保壓形式：增壓器連續(xù)保壓對每根鋼管的母材和焊縫提供密實性保障。6.熱加工線對N80-1/P110需要全管熱處理的焊管按要求進(jìn)行對應(yīng)的淬、回火工藝。淬火爐控制精度10，回火爐控制精度5熱處理后配置全管體超聲波探傷第四部分1422UOE生產(chǎn)線1、UOE概述寶山鋼鐵股份有限公司油氣專用大口徑直縫

29、焊管工程（以下簡稱UOE），設(shè)計生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)5081422.4mm 的直縫埋弧焊管50萬噸/年。產(chǎn)品規(guī)格為外徑5081422.4mm，壁厚6.040.0 mm，長度為6.018.3 m。產(chǎn)品品種有石油天然氣輸送管線管、一般結(jié)構(gòu)用鋼管和低壓流體輸送管。寶鋼UOE機組焊接線由德國SMS MEER公司技術(shù)總負(fù)責(zé)，主體設(shè)備從德國、瑞典等引進(jìn)；精整線由中方技術(shù)集成，主要單機設(shè)備從國外引進(jìn)，鋼管運輸系統(tǒng)等非標(biāo)設(shè)備由國內(nèi)設(shè)計和國內(nèi)制造。項目目前正在進(jìn)行設(shè)備安裝，計劃2007年11月底試生產(chǎn)出第一根焊管，2008年1月底建成投產(chǎn)。產(chǎn)品方案如圖所示：2、UOE生產(chǎn)工藝介紹主要生產(chǎn)工藝流程如下：UOE生產(chǎn)線分成

30、兩個部分，其一為成型焊接線，其二為精整線。成型焊接線從鋼板上料開始，到擴徑機進(jìn)料輥道；精整線從擴徑機進(jìn)料輥道開始，到成品收集。成型焊接線：生產(chǎn)開始時候，通過裝有真空提升梁的半龍門式吊車，把鋼板逐塊放置在上料臺架的鋼板傳送輥道上。鋼板四角引弧板的焊接是由焊接機器人自動完成的，引弧板用于鋼管內(nèi)焊、外焊及預(yù)焊的起弧和收弧，使管端缺陷數(shù)最小，獲得高質(zhì)量的焊縫。鋼板通過輸送輥道被送到銑邊機位置。鋼板的兩個縱向邊連同引弧板被同時被加工成平行面。焊接坡口的精確性是獲得高質(zhì)量焊縫的主要前提，這可以通過仿形銑邊獲得。銑刀安裝在搖桿上，通過仿形輥可以隨動鋼板的波浪度。下一加工工序是鋼板預(yù)彎邊，該工序?qū)Λ@取精確的鋼

31、管幾何形狀是很重要的。在鋼板預(yù)彎邊過程中，通過特殊模具，鋼板縱向邊步進(jìn)式彎曲成型。鋼板預(yù)彎邊之后形成統(tǒng)一的彎曲半徑，這樣可以確保成品管及焊縫區(qū)達(dá)到所要求的圓度。在接下來的物流過程中，預(yù)彎板被輸送到U型壓機位置，對中之后，垂直壓頭開始起動，鋼板在上、下模具之間被夾緊，然后水平壓頭開始起動，最后鋼板被成型為U形件。U形件的后端與O成型機的后端齊平進(jìn)行定位。在輥道下降后，壓制過程開始。帶有上模的壓力梁通過快速進(jìn)給液壓缸帶動向下運動。同時，側(cè)部夾送輥擺出壓機模具。在快速進(jìn)給液壓缸作用下壓制過程繼續(xù)進(jìn)行，直到壓力不再增大為止。然后主液壓缸施壓，最終鋼管成型完成。在成型區(qū)之后，開口縫鋼管被輸送到鋼管清洗裝

32、置，然后，鋼管被傳送到干燥爐。通過橫向輸送裝置，開口縫鋼管被送到兩臺預(yù)焊機處。在預(yù)焊機的籠式預(yù)緊裝置中，鋼板縱向邊被擠在一起。預(yù)焊采用惰性氣體保護焊工藝，作為后續(xù)埋弧焊的打底焊。預(yù)焊機之后的下一工序是預(yù)焊縫檢查，在這里通過人工直接檢查預(yù)焊焊縫，所發(fā)現(xiàn)的任何缺陷都要加以修補。隨后，橫移小車運輸鋼管到噴印裝置，在這里鋼管兩端都要標(biāo)上管號。在鋼管噴印裝置之后，鋼管進(jìn)入內(nèi)焊機。一共有5臺鋼管內(nèi)焊機，每一臺都由一臺橫移小車上料。內(nèi)焊區(qū)由5臺平行工作的焊機組成，這些焊機均采用4絲埋弧焊工藝。由一臺橫移小車和縱向傳送輥把鋼管送到平行工作的4臺外焊機處。外焊縫的自動焊接也是通過埋弧焊工藝完成的，采用5絲焊接。

33、外焊過程中將先前焊成的預(yù)焊縫熔化成同質(zhì)的熔融結(jié)構(gòu)。外焊之后，要去除和收集熔渣。輸送輥道把鋼管送到引弧板切割位置，切割鋼管兩端的引弧板。如果需要的話，還要進(jìn)行人工鋼管外焊縫檢查和修復(fù)。在1號超聲波探傷儀位置檢查焊縫是否有裂紋等缺陷。如果檢測到缺陷，這根鋼管需要再進(jìn)行X射線探傷。X射線探傷儀采用實時模式進(jìn)行工作，因而探傷結(jié)果立即就能出來，進(jìn)而內(nèi)焊縫或外焊縫就可以加以修復(fù)。修復(fù)后的鋼管將再一次通過1 X射線探傷儀進(jìn)行第二次X射線檢測。如果通過超聲波檢測 / X射線檢測沒有發(fā)現(xiàn)任何缺陷，鋼管就要傳送到機械擴徑機。精整線：擴徑的主要目的是消除成型及焊接過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。首先鋼管被送到前沖洗的位置，用

34、乳化液將鋼管內(nèi)表面沖洗干凈，內(nèi)表面沖洗干凈后鋼管運到擴徑機的中心線。如果鋼管長度小于13.5m，一次可以完成鋼管的全長擴徑；如果鋼管長度大于13.5m，鋼管要進(jìn)行兩次擴徑。鋼管全長擴徑完成后，由后沖洗裝置對鋼管的內(nèi)/外表面進(jìn)行沖洗，沖洗后的鋼管送到輸出輥道，在輥道上要進(jìn)行人工質(zhì)量檢查，合格鋼管由輥道送到管端焊縫磨平臺架。對管端的內(nèi)/外焊縫進(jìn)行磨平，管端焊縫修磨長度最大為300mm。管端焊縫磨平后，鋼管由橫移小車及輸送輥道送至鋼管平端面區(qū)域。鋼管平端面后進(jìn)行水壓試驗，增壓泵系統(tǒng)將鋼管內(nèi)水壓加到要求壓力，并按照要求的保壓時間進(jìn)行保壓。試驗壓力可以通過監(jiān)視器看到，在保壓的過程中，操作工可檢查保壓情況

35、。試驗過程中的壓力值在計算機中進(jìn)行實時記錄。當(dāng)完成保壓后進(jìn)行卸壓。水被排干凈后，不合格的鋼管由輥道或吊車運到廢品堆場，合格鋼管由橫移小車及輸送輥道送到焊縫前長超聲波探傷工序。2#自動超聲波探傷設(shè)備主要用來檢查水壓試驗后鋼管的質(zhì)量，作為最終成品質(zhì)量控制，分別對縱向、橫向、分層和串列式缺陷檢測，并根據(jù)缺陷的種類采用不同的標(biāo)識進(jìn)行辨別。超聲波探傷有問題的鋼管要由X探傷裝置進(jìn)行探傷確定。超聲波探傷合格的鋼管到X光管端拍片工序。2（3#）X光檢查裝置具有實時檢測及拍片功能，可以對修磨的缺陷部位進(jìn)行拍片，也可對焊縫全長進(jìn)行實時顯示檢查，還可以對鋼管全長進(jìn)行拍片。對于管線管，要對鋼管的兩端進(jìn)行X光拍片。管端

36、合格的鋼管被送到平端面倒棱工序，平端面倒棱的過程與水壓試驗前的平端面過程相同，只是在平端面完成后繼續(xù)倒棱，完成平端面倒棱的鋼管要對鋼管管端進(jìn)行磁粉探傷和分層探傷，鋼管進(jìn)到工廠檢查和修磨臺架后，在此完成鋼管的尺寸測量和人工檢查修磨工作。管線管需要在退磁裝置上將剩磁消除或降低，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求后可以進(jìn)入工廠檢查臺架或進(jìn)入稱重、測長、標(biāo)記工序。用戶可以對鋼管進(jìn)行檢查或抽查。用戶檢查合格后，也要對鋼管進(jìn)行稱重、測長、標(biāo)記。稱重、測長、標(biāo)記后，需要上保護環(huán)的鋼管在出廠前完成鋼管上保護環(huán)工作。對于用戶檢查和稱重、測長不合格的鋼管也要運到成品堆場分選單獨堆放；合格鋼管由小車運到成品堆場，用吊車將鋼管按照規(guī)格、鋼

37、級和批號碼放整齊，鋼管碼放時焊縫要求在正上方12點鐘的位置，等待發(fā)貨。發(fā)貨時采用吊車裝管，汽車運輸。3、UOE主要設(shè)備介紹3.1高效銑邊機70年代中期以前，國外大型UOE機組的板邊加工多采用刨邊機完成，此后隨著新式銑邊機的出現(xiàn)，部分廠開始將刨邊機改為銑邊機，如英鋼聯(lián)的Hartlepool廠44”機組及美國鋼公司Taxas廠48”機組，新建的機組則直接采用銑邊機。選用雙刀盤銑邊機，這種銑邊機的旋轉(zhuǎn)刀盤直徑約850 mm，在每一個刀盤上安裝有54、66或96 把銑刀，在坡口加工時，刀盤高速旋轉(zhuǎn)，鋼板向前運動。由于工作時刀具數(shù)量較多，每個刀具的切削量少，鐵屑細(xì)小，刀具壽命相應(yīng)較高，從而使設(shè)備停機減少

38、，作業(yè)率提高。為了補償板邊的波狀，同時為了保證由平行板邊組成良好的焊縫坡口，對銑切工具進(jìn)行導(dǎo)向,因而可以仿形板邊進(jìn)行銑切。硬質(zhì)合金刀具均勻分布在銑刀盤上，通過程序控制進(jìn)行全自動加工。這個過程確保獲得最優(yōu)準(zhǔn)備及極高質(zhì)量的焊縫，確保銑切邊緣清潔、無毛刺、無冷作變形以及確保形成細(xì)小且易清理的切屑。而且根據(jù)板材和板寬超差對銑切速度進(jìn)行優(yōu)化。與國外眾多UOE 機組普遍采用的刨邊機相比，具有如下優(yōu)點： 切量小，節(jié)省材料費用，且鐵屑細(xì)而小，便于排除及運輸； 銑切速度快，能滿足生產(chǎn)線大生產(chǎn)能力的要求； 可滿足焊管機對帶鋼寬度及形狀的要求。一個道次內(nèi)可銑切出所要求的各種邊部形狀（N、Y、X 形）； 邊部不會出現(xiàn)

39、變形及冷硬現(xiàn)象（因每刀片的銑切量小，熱量導(dǎo)入少），不會引起金屬組織變化； 銑切表面光滑平整，不帶毛刺。3.2先進(jìn)的成型設(shè)備1）C成型機彎邊機最大壓力達(dá)到4000t，成型有效步長最大達(dá)到4800mm/步。為今后生產(chǎn)高鋼級鋼種預(yù)備了條件。據(jù)計算，厚度為31.8mm的X100管線鋼的彎邊力將達(dá)到3800t。為了避免在彎邊過程中板邊的任何延長，鋼板在預(yù)彎邊機里是采用步進(jìn)式彎邊的。彎邊由兩個下模和五個不同上模進(jìn)行匹配來完成，這些模具覆蓋了所有的直徑范圍。彎邊模具的輪廓線是早就設(shè)定了的，因而對于不同材料強度、壁厚和管徑，可以選擇最合適的彎曲半徑。彎邊模具可以從控制臺上進(jìn)行設(shè)定。通過裝在壓機前后的相配的設(shè)備來完成模具的更換。2）U成型機采用M-M式U成型機，是SMS-Meer公司產(chǎn)品，除中心壓模外，兩側(cè)還有二個側(cè)向壓輥，其壓力和中心壓模相同，U成型時，垂直方向最大壓力達(dá)到2350t，兩側(cè)的側(cè)向壓力達(dá)到22350t，這一設(shè)計原理保證了垂直和水平壓機相對于其它壓機都是獨立工作的，從而優(yōu)化U形件的成型。3）O成型機采用SPS公司制造的72000t的O成型機，為目前世界上能力最大，最先進(jìn)的O成型機。O成型時鋼管的減徑率可以達(dá)到0.4%，殘余應(yīng)力更小、應(yīng)力分布更均勻，鋼管圓度也好、成品質(zhì)量更好。該成型機的獨特之處在