第一篇：螺旋焊管機組工藝

螺旋焊管機組工藝

作者：螺旋焊管設備編輯部

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發布時間：2010-09-07

螺旋焊管：是將低碳碳素結構鋼或低合金結構鋼鋼帶按一定的螺旋線的角度（叫成型角）卷成管坯，然后將管縫焊接起來制成，它可以用較窄的帶鋼生產大直徑的鋼管。螺旋焊管主要用于石油、天然氣的輸送管線，其規格用外徑*壁厚表示。螺旋焊管有單面焊的和雙面焊的，焊管應保證水壓試驗、焊縫的抗拉強度和冷彎性能要符合規定。

螺旋焊管工藝流程 ：

開卷——上卷——校平——對接焊——銑邊——成型——內焊——外焊——切管——破口——后續焊——水壓試驗

螺旋焊管質量檢驗工藝如下：

原材料檢驗——校平檢驗——對接焊檢驗——成型檢驗——內焊檢驗——外焊檢驗——切管檢驗——超聲波檢驗——坡口檢驗

——外形尺寸檢驗——X射線檢驗——水壓試驗——最終檢驗

為保證產品質量，我們制定了完善的質量計劃，現場工作程序及檢驗、試驗計劃。針對以上要求，我們著重抓好以下二方面的工作：

·嚴格打砂工作程序以保證除銹質量，并在1小時內完成內外底漆的噴涂，這是保證防腐質量的根本。

·在制定防腐工藝時我們特別要求玻璃絲布首先浸透環氧煤瀝青涂劑，半機械滾纏，并對玻璃絲布由人工用滾筒推平的方法操

作，以保證外涂層的均勻細密。

·內外防腐的管子，放在露天堆場達4個月檢驗，內涂層沒有黃色麻點等不良現象，外防腐層電火花試驗仍可達10千伏的要求

相關閱讀：螺旋焊管機組、直縫焊管機組、螺旋焊管設備、縱橫剪生產線

第二篇：最新螺旋焊管焊接技術

最新螺旋焊管焊接技術

從焊接技術而言，螺旋焊管與直縫鋼管的焊接辦法共同，但直縫焊管不可避免地會有許多的丁字焊縫，因而存在焊接缺點的機率也大大提高，并且丁字焊縫處的焊接剩余應力較大，焊縫金屬往往處于三向應力狀況，增加了發作裂紋的可能性。

并且，依據埋弧焊的技術規則，每條焊縫均應有引弧處和熄弧處，但每根直縫焊管在焊接環縫時，無法到達該條件，由此在熄弧處可能有較多的焊接缺點。

螺旋焊管管子在接受內壓時，通常在管壁上發作兩種首要應力，即徑向應力δY和軸向應力δX。

焊縫處組成應力δ=δY(l/4sin2α+cos2α)1/2，其間，α為螺旋焊管焊縫的螺旋角。螺旋焊管焊縫的螺旋角通常為50-75度，因而螺旋焊縫處組成應力是直縫焊管主應力的60-85%。在一樣工作壓力下，同一管徑的螺旋焊管比直縫焊管壁厚可減小。

依據以上特色可知：

A螺旋焊管發作爆炸時，因為焊縫所受正應力與組成應力比較小，爆炸口通常不會起源于螺旋焊縫處，其安全性比直縫焊管高。

B.當螺旋焊縫鄰近存在與之相平行的缺點時，因為螺旋焊縫受力較小，故其拓展的危險性不如直焊縫大。

C.因為徑向應力是存在于鋼管上的最大應力，所以焊縫處于筆直應力這一方向時接受最大載荷。即直縫接受的載荷最大，環向焊縫接受的載荷最小，螺旋縫介于二者之間。

第三篇：2012《焊管》卷首語

卷 首 語

時光如白駒過隙，轉瞬即逝，不知不覺中，2011年已悄悄離我們而去。

2011年是我國國民經濟發展“十二五”開局之年，對于鋼鐵市場及焊管行業來說，這一年市場環境復雜多變，既有諸多挑戰，也存在無限機遇。《焊管》作為行業的技術信息媒體，在各級領導、編委幫助支持下，積極主動與中國鋼鐵工業協會、中國金屬學會焊管學術委員會以及各地方焊管行業協會的領導及專家進行了頻繁廣泛的溝通和交流，及時了解國內外制管行業的發展狀況和面臨的困難，聽取行業知名人士的分析和建議，并向他們主動約稿，在《焊管》雜志上發表了多篇有關國家宏觀調控方針、產能結構調整等具有精辟見解的優秀論文，為我國焊管行業發展明辨方向、制定對策提供了有效的幫助。

這一年,《焊管》走過了成長的第33個年頭，在成長的道路上又邁出了堅實的一步?！逗腹堋穲A滿完成了全年12期期刊的出版和發行，并于第2期成功出版了《中國金屬學會軋鋼分會焊管學術委員會2010年會論文集》。同時，還為60余家產品及設備制造企業提供了一個廣闊的、自我展示的舞臺。8月下旬，在塞上名城銀川，《焊管》期刊社舉辦了第三屆全國焊管技術交流會，來自全國70余家焊管生產及設備制造企業的100多位代表出席了此次會議。此次會議為全國焊管行業的有識之士提供了一個廣泛溝通和交流的平臺，得到了行業從業人員的一致好評。

回顧2011，《焊管》所報道的新材料、新技術、新成果等信息對我國焊管行業的技術進步起到了積極的推動作用，為我國焊管工業持續、穩定、協調發展做出了貢獻。

新年新氣象，隨著2012年的到來，《焊管》的全面改版將會以全新的面貌面對廣大讀者，同時，《焊管》將繼續加大約稿力度，不斷提高論文的學術水平和編校質量，把更具價值的精品期刊呈現給大家。

我們相信，未來伴隨我們一同成長的將是一個由所有焊管行業從業人員和焊管企業共同搭建的更大舞臺。有你，有我，中國焊管行業的明天將會不同；有你們，有我們，中國焊管行業的明天將會不同。每一個焊管行業的有識之士都應該有責任，有信心去秉承使命，推進我國焊管工業的進步，促使早日完成我國成為世界焊管強國的偉大目標。

為這一目標，《焊管》仍在努力……

第四篇：2015工作總結(焊裝工藝)

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金龍聯合汽車工業（蘇州）有限公司

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2015試制車間總結報告

報 告 人： 劉飛 入司日期： 2014.07.15 所在部門：技術中心—試制部 工作崗位： 焊裝工藝 報告時間： 2015.12.08 第一部分 2015年工作情況

1、任務完成情況

? 樣車投入前準備工作：熟悉車輛配置、了解車輛用途、了解樣車變化點等，然后根據樣車基本情況做前期準備工作（圖紙核查，通知單圖紙打印下發及消化，樣車變化點及大件物料識別及控制計劃，提醒項錄入，樣車成本核算表等），前期準備工作質量和及時率比去年都有所提高；

? 樣車投入過程跟蹤：前期對于處理問題的流程不是很熟悉，只能處理些小問題；通過師傅的指導和自我學習，現在已經可以處理些復雜的問題；截止到2015/12/03，現場問題共錄入系統234條，處理問題效率比去年提高很多；

? 樣車完成后：需要編制樣車交付文檔、樣車總體工藝方案和樣車成本核算統計{樣車成本核算焊裝總共做了

1臺車，前期

5臺車（15DJ3000115DTP005415DF5000215DLS000115BAD0103）是我做的，后續車輛由新來大學生做，但是審核還是由我來做}；通過學習，目前編制報告的質量和效率都有很大的提高；

? 通知單核查：每天按時核查車間未入庫車輛，并及時下發，通知單發放的及時率有所提高；

? 車間考勤：主要負責部門日常請假、外出、刷卡異常單的維護和月底考勤異常匯總。從今年6月份至今，沒有出現異常，車間員工關于考勤和工資的疑問能及時處理，讓他們能安心工作；

? 臨時任務：培訓專員安排的培訓任務（焊裝員工CAD簡單操作技能培訓和總拼作業指

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導書培訓），按時完成并檢測學習情況；準時參加車間組織的培訓，并及時認真地完成作業（PROE培訓，績效培訓等）；以及領導安排的其他臨時任務，亦及時完成。

2、不足之處

? 提醒項錄入的質量和數量都有待提高，投車前要仔細消化圖紙和通知單； ? 提前發現問題占比太少，這方面還需提高，要多總結，積累工作經驗； ? 對員工技能培訓不夠，還需加強培訓力度；

? 通知單前期發放不夠規范，發放日期沒有填寫，且存在晚發、漏發各一次的情況，以后要加強核查力度并完善發放簽收單；

? 采購、領料方面的流程不是很熟悉，這方面還需提高；

3、存在的困難和需要協調的資源

? 車輛投入較多且問題集中爆發時，會出現混亂（張冠李戴），分不清主次，不能有效地處理問題；

? 車身投入前需要打印很多圖紙（截止12月3號共打印13289張，平均每臺車至少要打印309張），打印圖紙需要投入很大的精力，前期其他的準備工作可能會有遺漏； ? 設計下發正式通知單更改圖紙，一定要把更改的地方在圖中標示出來，這樣方便我們核圖（有的圖紙上有很多零件，而設計只改了其中的一小部分，我們要核查很久才能找到更改的部分，有時還要和原圖比較才能發現），希望領導和技術中心說一下（畢竟現在有很多新員工，他們對于作圖的規范不是很了解）； ? 部門報告最好都使用統一模板，便于匯總者匯總，提高工作效率。

第二部分 對車間的一些建議

1、關于通知單下發的一些建議

? 分科室下發，比如焊裝只負責車身室、總裝只負責附件室和空暖室、電器只負責電氣室和新能源室、底盤負責剩余科室的（如附件室下發關于艙門的通知單，通知單仍由總裝工藝下發，提醒下焊裝工藝即可）；這樣做的好處是，職責分工明確，應該可以很好地杜絕漏發，重發（幾個專業同時發一份通知單）的問題，還能減少每天核查通知單的數量，提高工作效率；

? 凡是車輛投入后下發和改制車的通知單，設計要發消息通知相關工藝員，這樣也可以減少漏發通知單的幾率；

? 設計在下發正式通知單時，最好在“在制車及庫存車處理方式”中，寫清楚哪些車要改？設計已經提前通知現場改過的也要寫清楚，這樣能提高我們核查通知單的效率；

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2、關于團隊建設的建議

? 車間應該多組織些團體活動，這樣不僅能提高員工的工作積極性，還能提高車間凝聚力，工作起來事半功倍；

? 技術組也應該多組織些活動，同事之間只有工作可談，太枯燥乏味了；

? 目前車輛大多數都集中在電器調試，建議安排個有經驗的電器工位長（把前期工作做好，能有效避免后期問題放大）。

3、關于新人培養的建議

? 目前的現狀是：臨時安排任務，隨便交代兩句怎么做，這樣怎么能保證任務完成的質量呢！

? 有效地培養方式：給新人安排新任務前，要做下培訓。比如，從下個月開始要新人做樣車交付文檔，可以在這之前抽個時間給新人統一培訓下，要讓他們了解什么是交付文檔？做交付文檔的目的？交付文檔該如何做？做的過程中，需要注意哪些問題？等等，這樣做才能保證我們任務的完成質量。

第三部分 2016年工作計劃

? 按車型梳理，制定各車型常見問題匯總表，將常見問題在車投入之前就給解決，避免后續問題放大化，保證生產進度；

? 前段工作做精做細，中期注意把控、收集異常，后期做好總結和報告（并把總結的經驗運用到以后的車上）；

? 在焊裝空閑時間，試著學下底盤和電器方面的知識； ? Cad和PROE還需勤加練習；

? 工作方法還需優化，要養成良好的工作習慣。

第四部分 附錄

附：試制焊裝工藝工作流程圖

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第五篇：寶鋼ERW610焊管機組的技術先進性分析

寶鋼ERW610焊管機組的技術先進性分析

摘要:介紹了寶鋼ERW610焊管機組的建設情況及其產品定位;分析了世界先進ERW焊管機組的技術發展現狀及世界一流ERW焊管機組的技術特征,并對比分析了寶鋼ERW610焊管機組的技術特點,闡述了寶鋼ERW610焊管機組的技術先進之處。0前言

寶鋼ERW610焊管機組是按照世界上裝備最先進的焊管生產線的目標來建設的,是目前世界上第1條集成型焊接、精整、管加工、焊接套管全管熱處理于一體的ERW610焊管機組,可以生產X42~X80鋼級的海上、陸地用管線管,P110鋼級以下的各類焊接套管以及各類結構用圓管、方矩形管。

目前與此相似的焊管機組僅美國孤星鋼管廠(Lone Star)1家,但是該廠產品的最大規格為Ф406.4 mm,且不生產方矩形管。寶鋼ERW610焊管機組的焊接成型線從SMS Meer公司引進,大部分設備采取國內合作制造的方式,精整、管加工、熱處理線則采用單機國內外采購,全線自行設計總成的方式。1寶鋼ERW610焊管機組建設基本情況 1.1建設規模

該套機組年產Ф219.1~610 mm焊管30萬t,其中石油套管9萬t,管線用管18萬t,結構用圓管1.5萬t,結構用方矩形管1.5萬t。1.2產品大綱產品大綱見表1。

2寶鋼ERW610機組的產品定位

隨著石油工業的迅猛發展,油氣輸送用管及油氣田開采用管對各類鋼管的性能、質量要求不斷提高。由于商業競爭日益激烈,各大石油公司必須降低采購成本以取得市場優勢。為了滿足市場的需要,直縫高頻焊接(ERW)鋼管的生產設備及生產工藝技術得到了快速發展,達到了一個新的高度。日本新日鐵、JFE,德國曼內斯曼、希臘科林斯、韓國世亞等世界著名直縫焊管生產廠家已能生產陸上或海洋用X80鋼級管線管。在油田用套管生產方面,新日鐵已能按API標準生產不經全管熱處理的N80-I鋼級套管。新日鐵名古屋制鐵所1986年建造的Φ406 mm中口徑ERW機組,經過數年的技術開發及設備改造,采用了世界上各類新開發的設備、技術以及自行開發的專有技術,研發出T.U.F(Tough material,Uniform properties,Freefrom defects)油井管。由于此類焊接油井管具有耐酸、高強度、高韌性及高壓潰性能,可以用于地質條件很差的氣井、深井及海洋油田中,且價格比無縫鋼管低,因此具有廣闊的使用前景。新日鐵將此類直縫焊管命名為T.U.F油井管,并形成不同于API產品系列的NT系列,即新日鐵T.U.F油井管系列(Nippon Steel T.U.F for OCTG),其各項性能指標均高于API標準。NT系列產品為當今世界上油井管的高端產品,也是新日鐵的特有產品。

寶鋼ERW610焊管機組的焊接成型線引進了SMS Meer公司開發的設備與技術,并配置了世界上最先進的無損探傷設備、高頻焊接設備、焊縫熱處理設備,建成后將是世界上裝備最先進的中口徑直縫焊管機組。投產后,通過生產工藝技術及經驗的積累,并經過科研開發,將生產X80鋼級管線管(陸上、海洋用管線管)、API標準系列N80、P110套管及各類T.U.F套管。

3世界先進ERW焊管機組技術發展現狀

焊接鋼管技術的發展是伴隨著與無縫鋼管產品的競爭而進步的。焊接鋼管在某些領域中要取代無縫鋼管,關鍵在于產品要有高的質量及較低的生產成本。焊接鋼管產品要保證高質量,主要依靠3個方面的技術進步:一是鋼鐵冶煉技術的進步;二是熱軋帶鋼技術的提高;三是制管技術的提高。因此,世界上高品質的焊接鋼管大多數是由最先進的大型鋼鐵聯合企業生產的。因為大型鋼鐵聯合企業從鋼鐵冶煉、帶卷到焊接鋼管成品整個生產過程,可以較容易地實現質量一貫控制,避免了某些焊管廠坯料吃“百家飯”,無法自行控制原料質量的問題。世界著名的中口徑直縫焊接鋼管企業的工藝及產品鋼級比較見表2。

從表2可以看出,代表世界中口徑直縫焊管生產技術最高水平的廠家中,數新日鐵、JFE、曼內斯曼最為突出。尤其是新日鐵,其產品不僅幾乎全面覆蓋了API允許用直縫焊管生產的各類鋼管,而且還能生產比API標準更嚴格的T.U.F油井管。因此,新日鐵直縫焊管生產是寶鋼ERW610焊管機組在今后的焊管生產中要趕超的目標。4世界一流ERW焊管機組的技術特征 4.1企業實行一貫質量控制

焊管廠所使用的原料是本企業生產的優質熱軋帶卷。熱軋帶卷質量的好壞直接決定了鋼管管體的各項性能指標。特別是在尖端產品的生產中,質量一貫管理是具有決定性作用的因素之一。

新日鐵之所以能生產各類焊接鋼管,其中一個重要原因是企業實行了制管所需的“專用合金設計”,由煉鋼廠生產出合格的鋼坯,熱軋廠軋制出高尺寸精度、耐酸、高韌性、高壓潰性能的板卷,然后再使用這些板卷生產高質量的管線管及T.U.F油井管。JFE的川崎制鐵所在建設中口徑直縫焊管廠時,其產品的定位是生產各類陸上、海洋用管線管,工廠未設管加工車間;投產后,曾生產過N80-I鋼級的套管,后因管線管及結構管生產繁忙而不再承接套管合同。該廠也實行質量一貫管理所以其管線管從產品的合金成分設計到質量控制都能為制管生產提供有力的支持,再加上其制管技術的開發,所生產的管線管在質量、品種上均能滿足用戶要求。

曼內斯曼焊管廠的原料板卷來源渠道單一,由蒂森熱軋廠供料。由于長期形成的合作關系,使其較易從源頭———熱軋板卷上控制產品質量。因此,其生產狀況與JFE相似?？屏炙古c世亞則和上述3家焊管廠有所不同,他們的板卷原料從世界各國購買,原料的差異較大,造成了產品質量的差異也較大,這也是他們不生產高端產品的原因之一。4.2采用銑邊機對板邊進行銑切加工

板卷的熱軋自然邊經過銑邊機加工后,板卷寬度一致,且具有較高的尺寸精度。經過銑邊后的板卷,其邊部光滑、潔凈,這就大大提高了焊縫的質量。

4.3采用改進的全排輥成型技術排輥成型是由輥式成型演變而來的一種新的成型技術。排輥成型法出現在20世紀80年代,90年代末SMS Meer公司總結了世界各國排輥成型設備所存在的問題,對設備的強度、剛度及成型方式進行了較大改進,推出了SMS Meer排輥成型設備?？屏炙箯S使用后實績很好。隨后SMS Meer公司對排輥成型區設備再作改進,形成全排輥成型技術。采用改進后的全排輥成型技術可以防止帶鋼邊緣產生折皺,也就是可以通過沿帶鋼軸線方向邊緣外側的軋輥群控制邊緣延伸,同時軋輥群由外側束縛帶鋼邊緣,將邊緣外側作為壓縮變形形式吸收。所以這是一種既能保持連續塑性彎曲,又能防止邊緣延伸和吸收延伸的成型技術。

4.4對管坯兩邊緣加熱采用高頻感應加熱方式大功率高頻感應焊系20世紀90年代末開發的技術。在此之前,ERW610焊管機組均采用高頻接觸焊。進入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格的規定。因此,在90年代中期以后建設的焊管廠都在尋求大功率高頻感應焊接技術。

20世紀末科林斯廠在ERW610焊管機組中首次采用了1 800 kW高頻感應焊技術,并在世界上取得了良好的聲譽。在此之前,新日鐵名古屋1986年建設的ERW 406焊管機組,率先在同類機組中使用了高頻感應焊(功率為1 000kW),并用此焊接設備生產T.U.F油井管。由此可見,在生產各類高端產品中高頻接觸焊將逐漸被高頻感應焊所取代。20世紀建造的ERW610焊管機組均采用高頻接觸焊,如圖1(a)所示,即利用兩塊接觸片分別與管坯兩邊緣接觸,電流從一個接觸片沿V形回路流向另一個接觸片。因高頻電流產生集膚效應和鄰近效應使V形回路,即管坯V形缺口邊緣瞬間被加熱到焊接溫度,加熱使金屬分子迅速擴散,金屬產生再結晶,同時被焊成鋼管。由于高頻接觸焊的電極是與管坯表面接觸的,因此,管坯在前進中的跳動及表面的不平整極易使電極與管坯表面產生電火花,造成管坯表面的燒損或疤痕,這在油氣專用管中是不允許的。此外,由于電極與管坯接觸,電極磨損后的粉末極易帶入焊縫,造成焊縫質量不合格。接觸焊的優點是熱效率高,電耗小。

20世紀末,高頻感應技術取得了突破性的進展,大功率的高頻感應加熱裝置開發成功。因此,在21世紀初建造的ERW610焊管機組中,大多選擇了高頻感應加熱方式對管坯邊緣加熱。如圖1(b)所示,高頻感應焊是將感應線圈與管坯看成是變壓器的一次線圈與二次線圈,當鋼管從感應線圈中間通過,感應線圈接通高頻電流時將產生高頻磁場,并在鋼管中產生渦流電流,密集的渦流電流經過管坯邊緣V形回路,由于集膚效應使兩邊緣產生大量的熱量而被加熱到焊接溫度,同時加壓焊合成鋼管。在感應焊中由于感應線圈同鋼管無任何接觸,從而避免了接觸焊帶來的各種弊端,提高了焊縫的質量及鋼管的表面質量。但感應焊的電耗比接觸焊要大得多。

4.5采用PWP焊接控制技術

目前,除新日鐵之外,世界上其他著名的焊管企業均采用高頻焊機生產廠商提供的溫度檢測系統,檢測焊縫區域的表面溫度,將檢測出的信息反饋到焊機的控制系統,用來調節高頻電流的大小,控制焊縫區域的溫度。在焊管生產中,由于各類材質、壁厚及焊接速度所需的焊接熱量是不同的,最佳焊接所需的熱量值的波動范圍又很窄,而開發商提供的焊接溫度控制元件僅是通過對各常規鋼種、在設定的焊接速度下進行實驗室實驗,所得出的數據經歸納分析處理后做成控制元件提供給客戶。因此,在實際操作中,生產廠的操作人員要根據現場實際情況及經驗,觀察焊接區的金屬熔融焊接狀態,對焊機輸出的熱量進行調整。

新日鐵自行研究開發的PWP(Perfect Weld-ing Process———完美焊接工藝)焊接控制技術是當今世界上最先進的焊接控制技術,是全面歸納總結其幾十年焊管生產經驗,根據各種規格、焊接速度、壁厚、鋼種所需的焊接熱量而開發出的控制系統。采用該焊接控制系統,將使整個焊接狀態控制在最佳范圍內,從而達到最佳焊接質量。4.6采用URD精成型機、擠壓焊接機及定徑機

帶有快速換輥裝置的URD(Uniform RigidityDesign———均勻剛性設計)精成型機、擠壓焊接機及定徑機均為閉式框架結構。用寬厚板制成的機架,其剛性在水平與垂直方向上均勻一致。由于是閉式機架,故在同樣截面積下,其剛性要高于開式立柱形機架。在常規設計中,機架水平方向的剛性一般要小于垂直方向。而在四輥軋機中,為了保證水平剛性達到要求,需增加水平方向機架的橫截面面積,造成機架重量增大,增加了設計及制造的難度。

采用帶有快速換輥裝置的URD機架,由于機架是板式框架結構,其快速換輥系統的設計及配置都比常規設計機架容易。使用換輥小車及安裝在機架上的軋輥座鎖緊-打開系統,就能在40 min內完成全部的軋輥更換工作。若采用常規設計的機架,在更換軋輥時則需打開機架蓋,吊出舊軋輥,換入新軋輥,然后再裝好機架蓋,換輥時間將在4 h以上。4.7采用雙重中頻焊縫熱處理裝置

在生產高鋼級的油氣輸送管及石油套管時,焊縫熱處理技術至關重要。為了使焊縫的金相結構及性能與管體一致,并使焊縫具有高韌性,焊縫須經淬火+回火(Q+T)或淬火+正火(Q+N)方法進行熱處理。采用既能對焊縫進行正火又能對焊縫進行Q+T、Q+N的雙重中頻焊縫熱處理工藝,系20世紀90年代開發的新技術。目前,世界上僅新日鐵、JFE、科林斯及曼內斯曼等少數企業生產的海洋管線管及新日鐵生產的T.U.F油井管的焊縫熱處理工藝采用這一技術。圖2所示為ERW焊管焊縫熱處理工藝示意。

5寶鋼ERW610焊管機組的技術特點 5.1實行質量一貫管理體制

從鋼種的設計到原料的冶煉,板卷的軋制及焊管的生產全過程實行跟蹤管理。由于板卷的質量是管體質量的重要組成部分,實行質量一貫管理體制,可以使產品質量從源頭抓起。實行質量一貫管理體制也為開發各類新產品奠定了良好的物質及技術管理基礎。該機組投產后,經過一段時間的技術積累即有條件自行開發X80鋼級及T.U.F油井管產品。

5.2采用帶鋼邊部探傷+全板探傷技術 為了滿足海洋用管線管的采購技術要求,從原料準備區就開始實行嚴格的質量監控。超聲波帶鋼邊部探傷+全板探傷工藝,可以實時記錄帶鋼的分層缺陷并進行料流跟蹤。對邊探或全板探發現的缺陷,在出廠前的管端探傷及全管體探傷設備上進行復檢并作出最終的判斷。在ERW610焊管機組中,全面采用帶鋼邊探傷+全板探傷工藝目前僅寶鋼1家。科林斯廠正計劃改造,增加帶鋼超聲波探傷設備。新日鐵及JFE均采用帶鋼邊部超聲波探傷+全管體探傷方式。5.3采用銑邊機對帶鋼邊緣進行銑削加工

20世紀90年代之前制造的焊管機組,均采用刨邊機對帶鋼邊緣進行加工。進入90年代以后,對高鋼級焊管要求越來越高,刨邊機加工的板邊邊緣已不能滿足焊接發展的要求。因此,新建的企業都采用銑邊機,而采用刨邊機的生產廠如新日鐵、JFE、曼內斯曼都進行了技術改造,采用銑邊機代替刨邊機。5.4采用新型排輥技術及URD機

架寶鋼所購買的排輥成型設備是由SMS Meer改進后的全排輥成型設備,它增強了設備的強度和剛度,改進了成型方式,在生產薄壁鋼管及高鋼級厚壁鋼管時可獲得良好的產品質量。采用URD機架的精成型機、擠壓焊接機和定徑機,均為SMS Meer公司的專利產品,是目前世界上最先進的精成型段設備,其強度、剛度、快速換輥及調整性能均優于其他同類設備。2004年SMS Meer公司根據此類設備的使用狀況又作了較大改進,在精成型機各機架之間再加入一段小型排輥,以保證在生產薄壁鋼管時的產品質量。5.5采用大功率高頻感應焊

寶鋼ERW610焊管機組吸取了世界同類機組的發展經驗,結合當前世界先進的高頻感應技術的發展,采用了高頻感應焊接技術,是世界上第3套采用此技術的焊管機組。所用高頻感應焊設備的功率為1 800 kW,可生產壁厚達20 mm的中口徑管。

5.6采用焊縫雙重熱處理裝置寶鋼采用了既可對焊縫實行正火(N)又可對其進行淬火+正火(Q+N)及淬火+回火(Q+T)熱處理的雙重熱處理裝置,每套中頻感應裝置的功率為2 400 kW。第1套加熱裝置將焊縫加熱至淬火溫度,在2套加熱裝置之間的快速水冷區,噴注乳化液對焊縫進行快速冷卻,然后在第2套加熱裝置中再加熱以達到回火或正火目的。

5.7采用計算機跟蹤技術寶鋼采用了計算機技術進行料流跟蹤,對產品質量逐根跟蹤。目前世界上采用該技術的僅有新日鐵及JFE。

5.8按API及DNV標準生產海洋管線管寶鋼按API及DNV標準生產海洋管線管,并配置各類無損探傷設備及力學性能檢測設備。6結論

(1)寶鋼擁有先進的鋼鐵冶煉技術和熱軋帶鋼技術,能實現從冶煉到焊接鋼管成品整個生產過程的質量一貫控制,具備躋身世界一流焊管企業的必要條件。

(2)寶鋼ERW610焊管機組采用了世界上最先進的工藝設備,為焊管產品開發、工藝技術的研究與發展奠定了堅實的基礎。

(3)通過工藝生產技術及經驗的積累并經過科研開發,完全有能力生產X80及以上鋼級的管線管,N80、C90、C95、P110鋼級套管及各類T.U.F油井管。寶鋼ERW610焊管機組的技術先進性分析

摘要:介紹了寶鋼ERW610焊管機組的建設情況及其產品定位;分析了世界先進ERW焊管機組的技術發展現狀及世界一流ERW焊管機組的技術特征,并對比分析了寶鋼ERW610焊管機組的技術特點,闡述了寶鋼ERW610焊管機組的技術先進之處。0前言

寶鋼ERW610焊管機組是按照世界上裝備最先進的焊管生產線的目標來建設的,是目前世界上第1條集成型焊接、精整、管加工、焊接套管全管熱處理于一體的ERW610焊管機組,可以生產X42~X80鋼級的海上、陸地用管線管,P110鋼級以下的各類焊接套管以及各類結構用圓管、方矩形管。

目前與此相似的焊管機組僅美國孤星鋼管廠(Lone Star)1家,但是該廠產品的最大規格為Ф406.4 mm,且不生產方矩形管。寶鋼ERW610焊管機組的焊接成型線從SMS Meer公司引進,大部分設備采取國內合作制造的方式,精整、管加工、熱處理線則采用單機國內外采購,全線自行設計總成的方式。1寶鋼ERW610焊管機組建設基本情況 1.1建設規模

該套機組年產Ф219.1~610 mm焊管30萬t,其中石油套管9萬t,管線用管18萬t,結構用圓管1.5萬t,結構用方矩形管1.5萬t。1.2產品大綱產品大綱見表1。2寶鋼ERW610機組的產品定位

隨著石油工業的迅猛發展,油氣輸送用管及油氣田開采用管對各類鋼管的性能、質量要求不斷提高。由于商業競爭日益激烈,各大石油公司必須降低采購成本以取得市場優勢。為了滿足市場的需要,直縫高頻焊接(ERW)鋼管的生產設備及生產工藝技術得到了快速發展,達到了一個新的高度。日本新日鐵、JFE,德國曼內斯曼、希臘科林斯、韓國世亞等世界著名直縫焊管生產廠家已能生產陸上或海洋用X80鋼級管線管。在油田用套管生產方面,新日鐵已能按API標準生產不經全管熱處理的N80-I鋼級套管。新日鐵名古屋制鐵所1986年建造的Φ406 mm中口徑ERW機組,經過數年的技術開發及設備改造,采用了世界上各類新開發的設備、技術以及自行開發的專有技術,研發出T.U.F(Tough material,Uniform properties,Freefrom defects)油井管。由于此類焊接油井管具有耐酸、高強度、高韌性及高壓潰性能,可以用于地質條件很差的氣井、深井及海洋油田中,且價格比無縫鋼管低,因此具有廣闊的使用前景。新日鐵將此類直縫焊管命名為T.U.F油井管,并形成不同于API產品系列的NT系列,即新日鐵T.U.F油井管系列(Nippon Steel T.U.F for OCTG),其各項性能指標均高于API標準。NT系列產品為當今世界上油井管的高端產品,也是新日鐵的特有產品。

寶鋼ERW610焊管機組的焊接成型線引進了SMS Meer公司開發的設備與技術,并配置了世界上最先進的無損探傷設備、高頻焊接設備、焊縫熱處理設備,建成后將是世界上裝備最先進的中口徑直縫焊管機組。投產后,通過生產工藝技術及經驗的積累,并經過科研開發,將生產X80鋼級管線管(陸上、海洋用管線管)、API標準系列N80、P110套管及各類T.U.F套管。

3世界先進ERW焊管機組技術發展現狀

焊接鋼管技術的發展是伴隨著與無縫鋼管產品的競爭而進步的。焊接鋼管在某些領域中要取代無縫鋼管,關鍵在于產品要有高的質量及較低的生產成本。焊接鋼管產品要保證高質量,主要依靠3個方面的技術進步:一是鋼鐵冶煉技術的進步;二是熱軋帶鋼技術的提高;三是制管技術的提高。因此,世界上高品質的焊接鋼管大多數是由最先進的大型鋼鐵聯合企業生產的。因為大型鋼鐵聯合企業從鋼鐵冶煉、帶卷到焊接鋼管成品整個生產過程,可以較容易地實現質量一貫控制,避免了某些焊管廠坯料吃“百家飯”,無法自行控制原料質量的問題。世界著名的中口徑直縫焊接鋼管企業的工藝及產品鋼級比較見表2。

從表2可以看出,代表世界中口徑直縫焊管生產技術最高水平的廠家中,數新日鐵、JFE、曼內斯曼最為突出。尤其是新日鐵,其產品不僅幾乎全面覆蓋了API允許用直縫焊管生產的各類鋼管,而且還能生產比API標準更嚴格的T.U.F油井管。因此,新日鐵直縫焊管生產是寶鋼ERW610焊管機組在今后的焊管生產中要趕超的目標。4世界一流ERW焊管機組的技術特征 4.1企業實行一貫質量控制

焊管廠所使用的原料是本企業生產的優質熱軋帶卷。熱軋帶卷質量的好壞直接決定了鋼管管體的各項性能指標。特別是在尖端產品的生產中,質量一貫管理是具有決定性作用的因素之一。新日鐵之所以能生產各類焊接鋼管,其中一個重要原因是企業實行了制管所需的“專用合金設計”,由煉鋼廠生產出合格的鋼坯,熱軋廠軋制出高尺寸精度、耐酸、高韌性、高壓潰性能的板卷,然后再使用這些板卷生產高質量的管線管及T.U.F油井管。JFE的川崎制鐵所在建設中口徑直縫焊管廠時,其產品的定位是生產各類陸上、海洋用管線管,工廠未設管加工車間;投產后,曾生產過N80-I鋼級的套管,后因管線管及結構管生產繁忙而不再承接套管合同。該廠也實行質量一貫管理所以其管線管從產品的合金成分設計到質量控制都能為制管生產提供有力的支持,再加上其制管技術的開發,所生產的管線管在質量、品種上均能滿足用戶要求。

曼內斯曼焊管廠的原料板卷來源渠道單一,由蒂森熱軋廠供料。由于長期形成的合作關系,使其較易從源頭———熱軋板卷上控制產品質量。因此,其生產狀況與JFE相似。

科林斯與世亞則和上述3家焊管廠有所不同,他們的板卷原料從世界各國購買,原料的差異較大,造成了產品質量的差異也較大,這也是他們不生產高端產品的原因之一。4.2采用銑邊機對板邊進行銑切加工

板卷的熱軋自然邊經過銑邊機加工后,板卷寬度一致,且具有較高的尺寸精度。經過銑邊后的板卷,其邊部光滑、潔凈,這就大大提高了焊縫的質量。

4.3采用改進的全排輥成型技術排輥成型是由輥式成型演變而來的一種新的成型技術。排輥成型法出現在20世紀80年代,90年代末SMS Meer公司總結了世界各國排輥成型設備所存在的問題,對設備的強度、剛度及成型方式進行了較大改進,推出了SMS Meer排輥成型設備?？屏炙箯S使用后實績很好。隨后SMS Meer公司對排輥成型區設備再作改進,形成全排輥成型技術。采用改進后的全排輥成型技術可以防止帶鋼邊緣產生折皺,也就是可以通過沿帶鋼軸線方向邊緣外側的軋輥群控制邊緣延伸,同時軋輥群由外側束縛帶鋼邊緣,將邊緣外側作為壓縮變形形式吸收。所以這是一種既能保持連續塑性彎曲,又能防止邊緣延伸和吸收延伸的成型技術。

4.4對管坯兩邊緣加熱采用高頻感應加熱方式大功率高頻感應焊系20世紀90年代末開發的技術。在此之前,ERW610焊管機組均采用高頻接觸焊。進入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格的規定。因此,在90年代中期以后建設的焊管廠都在尋求大功率高頻感應焊接技術。

20世紀末科林斯廠在ERW610焊管機組中首次采用了1 800 kW高頻感應焊技術,并在世界上取得了良好的聲譽。在此之前,新日鐵名古屋1986年建設的ERW 406焊管機組,率先在同類機組中使用了高頻感應焊(功率為1 000kW),并用此焊接設備生產T.U.F油井管。由此可見,在生產各類高端產品中高頻接觸焊將逐漸被高頻感應焊所取代。20世紀建造的ERW610焊管機組均采用高頻接觸焊,如圖1(a)所示,即利用兩塊接觸片分別與管坯兩邊緣接觸,電流從一個接觸片沿V形回路流向另一個接觸片。因高頻電流產生集膚效應和鄰近效應使V形回路,即管坯V形缺口邊緣瞬間被加熱到焊接溫度,加熱使金屬分子迅速擴散,金屬產生再結晶,同時被焊成鋼管。由于高頻接觸焊的電極是與管坯表面接觸的,因此,管坯在前進中的跳動及表面的不平整極易使電極與管坯表面產生電火花,造成管坯表面的燒損或疤痕,這在油氣專用管中是不允許的。此外,由于電極與管坯接觸,電極磨損后的粉末極易帶入焊縫,造成焊縫質量不合格。接觸焊的優點是熱效率高,電耗小。

20世紀末,高頻感應技術取得了突破性的進展,大功率的高頻感應加熱裝置開發成功。因此,在21世紀初建造的ERW610焊管機組中,大多選擇了高頻感應加熱方式對管坯邊緣加熱。如圖1(b)所示,高頻感應焊是將感應線圈與管坯看成是變壓器的一次線圈與二次線圈,當鋼管從感應線圈中間通過,感應線圈接通高頻電流時將產生高頻磁場,并在鋼管中產生渦流電流,密集的渦流電流經過管坯邊緣V形回路,由于集膚效應使兩邊緣產生大量的熱量而被加熱到焊接溫度,同時加壓焊合成鋼管。在感應焊中由于感應線圈同鋼管無任何接觸,從而避免了接觸焊帶來的各種弊端,提高了焊縫的質量及鋼管的表面質量。但感應焊的電耗比接觸焊要大得多。4.5采用PWP焊接控制技術

目前,除新日鐵之外,世界上其他著名的焊管企業均采用高頻焊機生產廠商提供的溫度檢測系統,檢測焊縫區域的表面溫度,將檢測出的信息反饋到焊機的控制系統,用來調節高頻電流的大小,控制焊縫區域的溫度。在焊管生產中,由于各類材質、壁厚及焊接速度所需的焊接熱量是不同的,最佳焊接所需的熱量值的波動范圍又很窄,而開發商提供的焊接溫度控制元件僅是通過對各常規鋼種、在設定的焊接速度下進行實驗室實驗,所得出的數據經歸納分析處理后做成控制元件提供給客戶。因此,在實際操作中,生產廠的操作人員要根據現場實際情況及經驗,觀察焊接區的金屬熔融焊接狀態,對焊機輸出的熱量進行調整。

新日鐵自行研究開發的PWP(Perfect Weld-ing Process———完美焊接工藝)焊接控制技術是當今世界上最先進的焊接控制技術,是全面歸納總結其幾十年焊管生產經驗,根據各種規格、焊接速度、壁厚、鋼種所需的焊接熱量而開發出的控制系統。采用該焊接控制系統,將使整個焊接狀態控制在最佳范圍內,從而達到最佳焊接質量。4.6采用URD精成型機、擠壓焊接機及定徑機 帶有快速換輥裝置的URD(Uniform RigidityDesign———均勻剛性設計)精成型機、擠壓焊接機及定徑機均為閉式框架結構。用寬厚板制成的機架,其剛性在水平與垂直方向上均勻一致。由于是閉式機架,故在同樣截面積下,其剛性要高于開式立柱形機架。

在常規設計中,機架水平方向的剛性一般要小于垂直方向。而在四輥軋機中,為了保證水平剛性達到要求,需增加水平方向機架的橫截面面積,造成機架重量增大,增加了設計及制造的難度。

采用帶有快速換輥裝置的URD機架,由于機架是板式框架結構,其快速換輥系統的設計及配置都比常規設計機架容易。使用換輥小車及安裝在機架上的軋輥座鎖緊-打開系統,就能在40 min內完成全部的軋輥更換工作。若采用常規設計的機架,在更換軋輥時則需打開機架蓋,吊出舊軋輥,換入新軋輥,然后再裝好機架蓋,換輥時間將在4 h以上。4.7采用雙重中頻焊縫熱處理裝置

在生產高鋼級的油氣輸送管及石油套管時,焊縫熱處理技術至關重要。為了使焊縫的金相結構及性能與管體一致,并使焊縫具有高韌性,焊縫須經淬火+回火(Q+T)或淬火+正火(Q+N)方法進行熱處理。采用既能對焊縫進行正火又能對焊縫進行Q+T、Q+N的雙重中頻焊縫熱處理工藝,系20世紀90年代開發的新技術。目前,世界上僅新日鐵、JFE、科林斯及曼內斯曼等少數企業生產的海洋管線管及新日鐵生產的T.U.F油井管的焊縫熱處理工藝采用這一技術。圖2所示為ERW焊管焊縫熱處理工藝示意。5寶鋼ERW610焊管機組的技術特點 5.1實行質量一貫管理體制

從鋼種的設計到原料的冶煉,板卷的軋制及焊管的生產全過程實行跟蹤管理。由于板卷的質量是管體質量的重要組成部分,實行質量一貫管理體制,可以使產品質量從源頭抓起。實行質量一貫管理體制也為開發各類新產品奠定了良好的物質及技術管理基礎。該機組投產后,經過一段時間的技術積累即有條件自行開發X80鋼級及T.U.F油井管產品。

5.2采用帶鋼邊部探傷+全板探傷技術

為了滿足海洋用管線管的采購技術要求,從原料準備區就開始實行嚴格的質量監控。超聲波帶鋼邊部探傷+全板探傷工藝,可以實時記錄帶鋼的分層缺陷并進行料流跟蹤。對邊探或全板探發現的缺陷,在出廠前的管端探傷及全管體探傷設備上進行復檢并作出最終的判斷。在ERW610焊管機組中,全面采用帶鋼邊探傷+全板探傷工藝目前僅寶鋼1家。科林斯廠正計劃改造,增加帶鋼超聲波探傷設備。新日鐵及JFE均采用帶鋼邊部超聲波探傷+全管體探傷方式。5.3采用銑邊機對帶鋼邊緣進行銑削加工

20世紀90年代之前制造的焊管機組,均采用刨邊機對帶鋼邊緣進行加工。進入90年代以后,對高鋼級焊管要求越來越高,刨邊機加工的板邊邊緣已不能滿足焊接發展的要求。因此,新建的企業都采用銑邊機,而采用刨邊機的生產廠如新日鐵、JFE、曼內斯曼都進行了技術改造,采用銑邊機代替刨邊機。5.4采用新型排輥技術及URD機

架寶鋼所購買的排輥成型設備是由SMS Meer改進后的全排輥成型設備,它增強了設備的強度和剛度,改進了成型方式,在生產薄壁鋼管及高鋼級厚壁鋼管時可獲得良好的產品質量。采用URD機架的精成型機、擠壓焊接機和定徑機,均為SMS Meer公司的專利產品,是目前世界上最先進的精成型段設備,其強度、剛度、快速換輥及調整性能均優于其他同類設備。2004年SMS Meer公司根據此類設備的使用狀況又作了較大改進,在精成型機各機架之間再加入一段小型排輥,以保證在生產薄壁鋼管時的產品質量。5.5采用大功率高頻感應焊

寶鋼ERW610焊管機組吸取了世界同類機組的發展經驗,結合當前世界先進的高頻感應技術的發展,采用了高頻感應焊接技術,是世界上第3套采用此技術的焊管機組。所用高頻感應焊設備的功率為1 800 kW,可生產壁厚達20 mm的中口徑管。

5.6采用焊縫雙重熱處理裝置寶鋼采用了既可對焊縫實行正火(N)又可對其進行淬火+正火(Q+N)及淬火+回火(Q+T)熱處理的雙重熱處理裝置,每套中頻感應裝置的功率為2 400 kW。第1套加熱裝置將焊縫加熱至淬火溫度,在2套加熱裝置之間的快速水冷區,噴注乳化液對焊縫進行快速冷卻,然后在第2套加熱裝置中再加熱以達到回火或正火目的。

5.7采用計算機跟蹤技術寶鋼采用了計算機技術進行料流跟蹤,對產品質量逐根跟蹤。目前世界上采用該技術的僅有新日鐵及JFE。

5.8按API及DNV標準生產海洋管線管寶鋼按API及DNV標準生產海洋管線管,并配置各類無損探傷設備及力學性能檢測設備。6結論

(1)寶鋼擁有先進的鋼鐵冶煉技術和熱軋帶鋼技術,能實現從冶煉到焊接鋼管成品整個生產過程的質量一貫控制,具備躋身世界一流焊管企業的必要條件。

(2)寶鋼ERW610焊管機組采用了世界上最先進的工藝設備,為焊管產品開發、工藝技術的研究與發展奠定了堅實的基礎。(3)通過工藝生產技術及經驗的積累并經過科研開發,完全有能力生產X80及以上鋼級的管線管,N80、C90、C95、P110鋼級套管及各類T.U.F油井管。