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(gè)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(cuò)形成的角度，形成一個(gè)軸向力；同時(shí)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(jī)架順序布置且相鄰機(jī)架輥縫互錯(cuò)（二輥式輥縫互錯(cuò)90，三輥式互錯(cuò)60）的連軋機(jī)軋成鋼管。連軋管時(shí)，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(jī)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(gè)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(jī)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(shí)，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(shí)際是一種煅焊。質(zhì)量優(yōu)良的焊接，熔合面不會(huì)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(kuò)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(dòng)焊，焊接后的鋼管進(jìn)行擴(kuò)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(diǎn)：生產(chǎn)效率高、 焊

5、縫質(zhì)量好、勞動(dòng)條件好缺點(diǎn)：難以全位置焊、對(duì)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(diǎn)，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(jī)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(jī)組為樣板設(shè)計(jì)，采用了狄舍爾導(dǎo)盤穿孔、6機(jī)架空心坯減徑、8機(jī)架浮動(dòng)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(jì)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(jī)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(duì)工藝裝備的持續(xù)改進(jìn)和更新，連軋管機(jī)組達(dá)到同類機(jī)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(kuò)大到194mm，壁厚擴(kuò)大到30mm；開發(fā)了T91高鉻高壓鍋爐管、S135高強(qiáng)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(jī)穿孔6機(jī)加空心坯減徑8機(jī)架浮動(dòng)芯棒連軋經(jīng)過再加熱28架張力減徑機(jī)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(duì)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(yàn)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(tái)進(jìn)行切割和稱重，由計(jì)算機(jī)標(biāo)出切割長度以后，管坯自動(dòng)地被火焰切割機(jī)切成所需要的長度，并

9、在輥道磅上稱重，然后用鏈?zhǔn)酵线\(yùn)機(jī)送往環(huán)形加熱爐，由裝料機(jī)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(jī)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(jī)，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(jī)進(jìn)行穿孔。狄舍爾穿孔機(jī)由一對(duì)斜配的軋輥和一對(duì)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(gè)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(shí)，由推鋼機(jī)將管坯送入軋機(jī)穿孔，等軋輥咬入管坯、主電機(jī)電流上升后，推鋼機(jī)快速復(fù)位，等待下一來料。穿孔后的毛管送往6機(jī)架空心坯減徑機(jī)，將毛管外徑軋小，空心坯減徑機(jī)的軋機(jī)互呈90交替布置，根據(jù)不同產(chǎn)品規(guī)格要求，由計(jì)算機(jī)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(jī)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(jī)軋制，軋輥孔型控制鋼管外徑，芯棒控制鋼管內(nèi)徑，同時(shí)使軋件得到減徑壁和延伸，這種方式叫做浮動(dòng)芯棒連軋。8機(jī)架浮動(dòng)芯棒軋機(jī)各架交替成90布置，可以實(shí)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(shí)使長度繼續(xù)延伸。這是28機(jī)架張力減徑機(jī)組，可以根據(jù)成品管徑不同，采用不同數(shù)量的機(jī)架數(shù)。軋機(jī)進(jìn)料速度每秒13米，整個(gè)機(jī)組變形率和張力控制由計(jì)算機(jī)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(qiáng)制冷卻，再由接料臂放入臺(tái)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(tái)架，用鋼鋸切去頭尾后，送往輥式矯直機(jī)矯直，再進(jìn)入

12、渦流探傷機(jī)，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(yùn)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(yàn)，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(jī)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(qiáng)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(yàn)和檢驗(yàn)。 油管、套管的兩端還要車絲，并經(jīng)水壓試驗(yàn)、測長、稱重、打上標(biāo)記后，在管端擰上保護(hù)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(tái)火焰切割機(jī)切割管坯。切割用燃料為焦?fàn)t煤氣。每臺(tái)切割機(jī)有4個(gè)切割

13、咀，可同時(shí)切割四支管坯。管坯切割后長度為0.884.5m。這套切割機(jī)設(shè)有附加鐵粉裝置，對(duì)合金含量較高的管坯在切割時(shí)噴以鐵粉助燃，這樣使鐵粉的氧化物生成大量易流動(dòng)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(shí)加熱管坯381支。全爐分為6個(gè)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(shí)，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(jī)定心，其目的是改善穿孔時(shí)

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(jī)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(shí)，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(shí)，軋制速度較低，咬入后，電機(jī)升速進(jìn)行穩(wěn)定軋制，軋制終了時(shí)，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(jī)所需的毛管外徑，并為消除穿孔機(jī)所造成的毛管頭尾外徑差和螺旋形狀，采用了六機(jī)

15、架三輥式空心坯減徑機(jī)。6） 毛管連軋 采用八機(jī)架全浮動(dòng)芯棒連軋管機(jī)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(jī)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(jī)架三輥式張力減徑機(jī)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(shí)，則開動(dòng)冷床下風(fēng)機(jī)強(qiáng)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(jì)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(yàn)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(tái)大型自動(dòng)或半自動(dòng)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(jī)國內(nèi)外采購，全線自行設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)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(jì)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(yàn)收入庫鋼卷出庫開卷、矯平剪切對(duì)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(duì)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(yàn)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(duì)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(jī)架變?yōu)榇怪焙笏腿牖钐住＝?jīng)活套后扭轉(zhuǎn)機(jī)架將帶鋼由垂直態(tài)改為水平態(tài)，而后在銑邊機(jī)對(duì)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(jī)組后進(jìn)入成型焊接機(jī)組。在成型機(jī)組，采用九十年代SMS-Meer開發(fā)的新型排輥技術(shù)對(duì)帶鋼進(jìn)行成型。經(jīng)過成型機(jī)組后的帶鋼在高頻焊接機(jī)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(jī)組進(jìn)行焊縫熱處理。焊縫在線熱處理機(jī)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(duì)焊縫實(shí)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(shí)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(jī)組，對(duì)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(jī)組處定型。

21、經(jīng)過定徑定型機(jī)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(jī)水壓機(jī)離線焊縫探傷人工檢驗(yàn)測長稱重入成品庫倒棱機(jī)對(duì)焊管的管端進(jìn)行加工，水壓機(jī)焊管進(jìn)行水壓試驗(yàn)，確保焊管的承壓能力。焊縫離線探傷對(duì)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(jī)離線焊縫探傷人工檢驗(yàn)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(yàn)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(duì)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(hù)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(diǎn)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(jī)驅(qū)動(dòng)，提升能力50t。帶鋼矯平機(jī)有矯平輥（傳動(dòng)）7個(gè)（上3、下4），帶有矯平和主傳動(dòng)功能。頭尾剪焊機(jī)用于切斷帶鋼頭尾的舌頭并由MAG焊接工藝連接單個(gè)鋼卷。3.2螺旋活套活套采用螺旋結(jié)構(gòu)?？蓛?chǔ)存帶鋼約350m。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(shí)時(shí)記錄帶鋼的分層缺陷并進(jìn)行料流跟蹤。對(duì)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(jī)對(duì)帶鋼邊緣進(jìn)行銑削加工90年代之前制造的焊管機(jī)組，都是采用刨邊機(jī)對(duì)帶鋼邊緣進(jìn)行加工。進(jìn)入90年代之后，對(duì)高鋼級(jí)焊管要求也越來越高，刨邊機(jī)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(jī)，而采用刨邊機(jī)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(jī)代替刨邊機(jī)。 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(jī)、擠壓機(jī)、定徑機(jī)。精成型機(jī)架(4輥式 URD 設(shè)計(jì))線型成型段夾送輥帶預(yù)成型及彎邊于一體的粗成型機(jī)架擠壓機(jī)架(5輥式 URD 設(shè)計(jì))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(duì)設(shè)備的強(qiáng)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(shí)績很好。他們又根據(jù)考里茨廠實(shí)際使用狀況，對(duì)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(qiáng)了設(shè)備強(qiáng)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(jí)厚壁鋼管時(shí)獲得良好的產(chǎn)品質(zhì)量。均衡剛性設(shè)計(jì)的精成型機(jī)、擠壓焊接機(jī)、定徑機(jī)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(qiáng)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(jī)各機(jī)架之間再加入一段小型排輥，以保證在生產(chǎn)薄壁鋼管時(shí)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(jī)組均采用高頻接觸焊。進(jìn)入90年代后，海洋石油公司對(duì)海洋專用油氣管的要求越來越高，對(duì)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(jī)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(yù)。在此之前，19

26、86年建設(shè)的新日鐵名古屋16”ERW機(jī)組，首先在同類機(jī)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(jī)組吸取了世界同類機(jī)組的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，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(jī)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(duì)焊縫實(shí)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(shí)現(xiàn)焊接鋼管“無縫化”。3.8 采用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)行料流跟蹤對(duì)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(yàn)設(shè)備。4精整線主要為管端倒棱機(jī)、水壓試驗(yàn)機(jī)、離線焊縫探傷和測長稱重包裝。4.1 管端倒棱機(jī)對(duì)管線管進(jìn)行端部倒角。4.2水壓試驗(yàn)機(jī)最大壓力65MPa保壓時(shí)間大于5S對(duì)每一根鋼管進(jìn)行管號(hào)識(shí)別及試壓記錄對(duì)每根鋼管的母材和焊縫提供密實(shí)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(duì)套管進(jìn)行車絲、水壓。5.1 水壓試驗(yàn)機(jī)對(duì)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(duì)有特殊要求的套管的密封面進(jìn)行精加工。5.2 管擰機(jī) 對(duì)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(yàn)機(jī)最大壓力95MPa保壓時(shí)間大于5300S保壓形式：增壓器連續(xù)保壓對(duì)每根鋼管的母材和焊縫提供密實(shí)性保障。6.熱加工線對(duì)N80-1/P110需要全管熱處理的焊管按要求進(jìn)行對(duì)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(jì)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(jī)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(jī)設(shè)備從國外引進(jìn)，鋼管運(yùn)輸系統(tǒng)等非標(biāo)設(shè)備由國內(nèi)設(shè)計(jì)和國內(nèi)制造。項(xiàng)目目前正在進(jìn)行設(shè)備安裝，計(jì)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(gè)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(kuò)徑機(jī)進(jìn)料輥道；精整線從擴(kuò)徑機(jī)進(jìn)料輥道開始，到成品收集。成型焊接線：生產(chǎn)開始時(shí)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(tái)架的鋼板傳送輥道上。鋼板四角引弧板的焊接是由焊接機(jī)器人自動(dòng)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(jī)位置。鋼板的兩個(gè)縱向邊連同引弧板被同時(shí)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(dòng)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(jī)位置，對(duì)中之后，垂直壓頭開始起動(dòng)，鋼板在上、下模具之間被夾緊，然后水平壓頭開始起動(dòng)，最后鋼板被成型為U形件。U形件的后端與O成型機(jī)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(dòng)向下運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，側(cè)部夾送輥擺出壓機(jī)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(tái)預(yù)焊機(jī)處。在預(yù)焊機(jī)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(hù)焊工藝，作為后續(xù)埋弧焊的打底焊。預(yù)焊機(jī)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(bǔ)。隨后，橫移小車運(yùn)輸鋼管到噴印裝置，在這里鋼管兩端都要標(biāo)上管號(hào)。在鋼管噴印裝置之后，鋼管進(jìn)入內(nèi)焊機(jī)。一共有5臺(tái)鋼管內(nèi)焊機(jī)，每一臺(tái)都由一臺(tái)橫移小車上料。內(nèi)焊區(qū)由5臺(tái)平行工作的焊機(jī)組成，這些焊機(jī)均采用4絲埋弧焊工藝。由一臺(tái)橫移小車和縱向傳送輥把鋼管送到平行工作的4臺(tái)外焊機(jī)處。外焊縫的自動(dòng)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(hào)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(shí)時(shí)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(jī)械擴(kuò)徑機(jī)。精整線：擴(kuò)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(yùn)到擴(kuò)徑機(jī)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(kuò)徑；如果鋼管長度大于13.5m，鋼管要進(jìn)行兩次擴(kuò)徑。鋼管全長擴(kuò)徑完成后，由后沖洗裝置對(duì)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(tái)架。對(duì)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(yàn)，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(shí)間進(jìn)行保壓。試驗(yàn)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(yàn)過程中的壓力值在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行實(shí)時(shí)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(yùn)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(dòng)超聲波探傷設(shè)備主要用來檢查水壓試驗(yàn)后鋼管的質(zhì)量，作為最終成品質(zhì)量控制，分別對(duì)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(shí)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(shí)時(shí)檢測及拍片功能，可以對(duì)修磨的缺陷部位進(jìn)行拍片，也可對(duì)焊縫全長進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示檢查，還可以對(duì)鋼管全長進(jìn)行拍片。對(duì)于管線管，要對(duì)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(yàn)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(duì)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(tái)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(tái)架或進(jìn)入稱重、測長、標(biāo)記工序。用戶可以對(duì)鋼管進(jìn)行檢查或抽查。用戶檢查合格后，也要對(duì)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(hù)環(huán)的鋼管在出廠前完成鋼管上保護(hù)環(huán)工作。對(duì)于用戶檢查和稱重、測長不合格的鋼管也要運(yùn)到成品堆場分選單獨(dú)堆放；合格鋼管由小車運(yùn)到成品堆場，用吊車將鋼管按照規(guī)格、鋼

37、級(jí)和批號(hào)碼放整齊，鋼管碼放時(shí)焊縫要求在正上方12點(diǎn)鐘的位置，等待發(fā)貨。發(fā)貨時(shí)采用吊車裝管，汽車運(yùn)輸。3、UOE主要設(shè)備介紹3.1高效銑邊機(jī)70年代中期以前，國外大型UOE機(jī)組的板邊加工多采用刨邊機(jī)完成，此后隨著新式銑邊機(jī)的出現(xiàn)，部分廠開始將刨邊機(jī)改為銑邊機(jī)，如英鋼聯(lián)的Hartlepool廠44”機(jī)組及美國鋼公司Taxas廠48”機(jī)組，新建的機(jī)組則直接采用銑邊機(jī)。選用雙刀盤銑邊機(jī)，這種銑邊機(jī)的旋轉(zhuǎn)刀盤直徑約850 mm，在每一個(gè)刀盤上安裝有54、66或96 把銑刀，在坡口加工時(shí)，刀盤高速旋轉(zhuǎn)，鋼板向前運(yùn)動(dòng)。由于工作時(shí)刀具數(shù)量較多，每個(gè)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(jī)減少

38、，作業(yè)率提高。為了補(bǔ)償板邊的波狀，同時(shí)為了保證由平行板邊組成良好的焊縫坡口，對(duì)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(dòng)加工。這個(gè)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(duì)銑切速度進(jìn)行優(yōu)化。與國外眾多UOE 機(jī)組普遍采用的刨邊機(jī)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)： 切量小，節(jié)省材料費(fèi)用，且鐵屑細(xì)而小，便于排除及運(yùn)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(jī)對(duì)帶鋼寬度及形狀的要求。一個(gè)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(huì)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(huì)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(jī)彎邊機(jī)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(jí)鋼種預(yù)備了條件。據(jù)計(jì)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(jī)里是采用步進(jìn)式彎邊的。彎邊由兩個(gè)下模和五個(gè)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(duì)于不同材料強(qiáng)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(tái)上進(jìn)行設(shè)定。通過裝在壓機(jī)前后的相配的設(shè)備來完成模具的更換。2）U成型機(jī)采用M-M式U成型機(jī)，是SMS-Meer公司產(chǎn)品，除中心壓模外，兩側(cè)還有二個(gè)側(cè)向壓輥，其壓力和中心壓模相同，U成型時(shí)，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(jì)原理保證了垂直和水平壓機(jī)相對(duì)于其它壓機(jī)都是獨(dú)立工作的，從而優(yōu)化U形件的成型。3）O成型機(jī)采用SPS公司制造的72000t的O成型機(jī)，為目前世界上能力最大，最先進(jìn)的O成型機(jī)。O成型時(shí)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(jī)的獨(dú)特之處在