北鋼管業(yè)JCOE生產(chǎn)線裝備及工藝技術(shù)

1北鋼管業(yè)JCOE生產(chǎn)線裝備及工藝技術(shù)李鋼【摘要】描述了某公司大直徑JCOE直縫埋弧焊管生產(chǎn)線采用的JCOE生產(chǎn)工藝和裝備技術(shù)，該生產(chǎn)線包括鋼板100%超聲波探傷、快速預(yù)彎?rùn)C(jī)、組合式刀盤銑邊機(jī).JCOE成型機(jī)、射流技術(shù)全自動(dòng)焊縫探傷裝置等.介紹了該生產(chǎn)線的產(chǎn)品方案、生產(chǎn)工藝、設(shè)備的技術(shù)參數(shù)和特點(diǎn)以及所具有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)等.【期刊名稱】《鋼管》【年（卷），期】2015（044）005【總頁(yè)數(shù)】7頁(yè)（P42-48）【關(guān)鍵詞】JCOE生產(chǎn)線;成型機(jī);銑邊機(jī);探傷裝置;生產(chǎn)工藝;設(shè)備技術(shù)參數(shù)【作者】李鋼【作者單位】北鋼管業(yè)（營(yíng)口）有限公司，遼寧營(yíng)口115007【正文語(yǔ)種】中文【中圖分類】TG335.75隨著全球各國(guó)經(jīng)濟(jì)和油氣輸送管道建設(shè)的空前發(fā)展，大直徑直縫埋弧焊管生產(chǎn)線得到了大力發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1990年以來(lái)世界已建及在建的油氣輸送用大直徑直縫埋弧焊管機(jī)組已達(dá)50套，主要分布在亞洲地區(qū)（共36套，其中中國(guó)13套、俄羅斯4套、韓國(guó)8套、印度8套、伊朗3套），其次為歐洲（7套）、美洲（4套）。我國(guó)的天然氣引進(jìn)工程和西氣東輸工程的輸氣主干道、復(fù)線及支線直縫焊管用量很大，過(guò)去一直是進(jìn)口，現(xiàn)在已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，為提高管道輸送壓力，降低在復(fù)雜地區(qū)管道損壞的可能性，采用高鋼級(jí)鋼管是油氣輸送主干管的發(fā)展方向［1-5］。北鋼管業(yè)（營(yíng)口）有限公司（簡(jiǎn)稱北鋼管業(yè)）JCOE直縫埋弧焊管生產(chǎn)線2014年開始設(shè)計(jì)、招標(biāo)采購(gòu)、施工安裝，年產(chǎn)能為25萬(wàn)t,計(jì)劃2016年初建成投產(chǎn)，現(xiàn)對(duì)該機(jī)組情況進(jìn)行介紹。1產(chǎn)品規(guī)格及原料保證1.1產(chǎn)品規(guī)格北鋼管業(yè)JCOE生產(chǎn)線設(shè)計(jì)年生產(chǎn)直縫埋弧焊管25萬(wàn)t,產(chǎn)品極限規(guī)格、最大壁厚與鋼級(jí)對(duì)應(yīng)關(guān)系見表1,按品種分類的產(chǎn)品方案見表2。1.2原料保證隨著國(guó)內(nèi)輸氣管道的延長(zhǎng)和壓力要求的提高，X70、X80將成為主流管線管鋼級(jí)。鞍山鋼鐵集團(tuán)公司的寬厚板軋機(jī)軋出的鋼板，產(chǎn)品鋼級(jí)為X52~X100，預(yù)留了以后生產(chǎn)XI20鋼級(jí)的發(fā)展余地。表1產(chǎn)品極限規(guī)格、最大壁厚與鋼級(jí)對(duì)照鋼管外徑/mm最大壁厚/mm鋼級(jí)31.8Q235B406162665.040628.6Q345162661.940625.4X70162655.640623.8162650.8X8040620.6162642.9X100北鋼管業(yè)JCOE生產(chǎn)線采用的原料為定尺單張鋼板，厚度6~65mm,寬度5200-12000mm，長(zhǎng)度9000-18400mm；最大質(zhì)量46t,同板厚度差＜1.0mm，不方度＜1%，同張鋼板的屈服強(qiáng)度極限值差＜40MPa;鋼板年需要量26萬(wàn)t。2工藝流程北鋼管業(yè)JCOE生產(chǎn)線工藝流程如圖1所示。全線采用自動(dòng)化物流跟蹤系統(tǒng)，單機(jī)及輔聯(lián)設(shè)備均可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，鋼板及鋼管的直線運(yùn)輸采用變頻電機(jī)，鋼管橫移采用橫移車及編碼器控制，可以精確定位，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。表2按品種分類的產(chǎn)品方案產(chǎn)品名稱鋼級(jí)規(guī)格直徑/mm壁厚/mm長(zhǎng)度/m產(chǎn)量/（萬(wàn)t-a-1）標(biāo)準(zhǔn)［6-13］管線管APISpec5LA、B;X42~X100406-14226.0~45.09.0~18.415APISpec5L—2012GB/T9711—2011結(jié)構(gòu)管、低壓流體輸送管屈服強(qiáng)度<620MPa6.0~45.0406~1626Q3456.0~60.0406~1626Q235B6.0~65.0406~16269.0~18.49.0~18.49.0~18.410GB/T3091—2008SY/T5768—2006GB/T21835—2008JISG3444—2010ASTMA53/A53M—2010ASTMA500/A500M—2010圖1JCOE直縫埋弧焊管生產(chǎn)線工藝流程3主要工藝裝備與工藝技術(shù)3.1鋼板超聲波探傷管線管生產(chǎn)對(duì)原料鋼板除化學(xué)成分、機(jī)械性能、板型及尺寸有明確要求外，一些管線標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范（如西氣東輸和陜京二線技術(shù)規(guī)范）還要求對(duì)鋼板進(jìn)行超聲波探傷［14］。北鋼管業(yè)JCOE生產(chǎn)線配備了全板寬的超聲波探傷檢測(cè)設(shè)備，對(duì)板材進(jìn)行超聲波100%掃描檢測(cè)，滿足板材檢測(cè)工藝要求，探頭采用進(jìn)口技術(shù)，探傷工藝及標(biāo)準(zhǔn)完全滿足殼牌等標(biāo)準(zhǔn)要求。3.2銑邊機(jī)銑邊機(jī)引進(jìn)國(guó)外公司最新設(shè)計(jì)產(chǎn)品，采用2套旋轉(zhuǎn)銑刀頭裝置，使用成型銑刀可以一次加工出所需形狀。在銑刀頭圓周上設(shè)數(shù)十個(gè)銑刀塊，刀塊分多層布置，將鋼板銑削成為要求的寬度，并加工出要求的坡口形狀。由于刀具數(shù)量較多，每個(gè)刀具的切削量少，鐵屑細(xì)小，刀具壽命較高，從而使設(shè)備停機(jī)減少，作業(yè)率提高。為了減少不同銑刀盤的總投入而采用了三明治式銑刀盤形式。另外，銑刀盤為隨動(dòng)式設(shè)計(jì)，具有仿形功能，可跟蹤鋼板的浪形得到要求的坡口尺寸及形狀。銑邊機(jī)設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)：含引弧板的管長(zhǎng)9000~18900mm板寬1200~5200mm長(zhǎng)度9.0~18.4m板厚6.4~65.0mm單邊最大銑削量20mm鋼級(jí)APISpec5L:A、B;X42~X120最大屈服強(qiáng)度1050MPa銑邊功率2x75kW刀盤直徑600mm銑邊速度380m/min進(jìn)給交流伺服電機(jī)功率41kW進(jìn)給速度1500~6000mm/min最大快速進(jìn)退速度60000mm/min液壓站油箱160L泵電機(jī)功率18.5kW最大工作壓力16.5MPa3.3預(yù)彎邊機(jī)預(yù)彎邊機(jī)適用的產(chǎn)品范圍更寬，特別是對(duì)于可成型高鋼級(jí)、大壁厚鋼管。北鋼管業(yè)預(yù)彎?rùn)C(jī)為引進(jìn)德國(guó)技術(shù)，國(guó)內(nèi)制造。主要有以下優(yōu)點(diǎn)：預(yù)彎?rùn)C(jī)機(jī)架由兩個(gè)C型機(jī)架組合而成，每個(gè)C型機(jī)架由上段、中段、下段組成，通過(guò)4根主拉力柱及4根副拉力柱聯(lián)結(jié)為一體。機(jī)架均為焊接結(jié)構(gòu)件，保證足夠的強(qiáng)度及剛性。通過(guò)對(duì)拉力柱施加一定的預(yù)緊力，將機(jī)架連接為剛性體[15]。機(jī)器工作時(shí)的壓力完全由拉力柱承受，機(jī)架始終承受的是壓應(yīng)力。由于中間機(jī)架為焊接件結(jié)構(gòu)，其受壓后機(jī)架的變形很小，此時(shí)上機(jī)架與中間機(jī)架之間的接觸面間無(wú)位移發(fā)生，機(jī)架受力后變形量非常微小。（2）根據(jù)鋼管產(chǎn)品規(guī)格，采用漸開線曲面模具，只要幾套模具即可覆蓋全部規(guī)格，大大降低了設(shè)備成本及使用成本。（3）進(jìn)出口輸送輥道配備隨動(dòng)托料裝置［16］，避免鋼板在壓制過(guò)程中由于自重引起撓度變形使得預(yù)彎后的鋼板變形。（4）主液壓站與充液液壓站共用一個(gè)液壓站，液壓系統(tǒng)采用了組合油缸電液比例同步液壓控制技術(shù)［17］，液壓系統(tǒng)壓力采用比例溢流閥控制，液壓系統(tǒng)方向控制采用三位四通高頻響閥先導(dǎo)帶電氣限位控制和集成電控裝置（OBE）的比例方向閥。（5）電氣系統(tǒng)采用兩套專用的數(shù)控系統(tǒng)分別控制左、右兩邊的油缸，位置檢測(cè)元件光柵尺直接安裝在下模兩側(cè)，借由光柵尺的位置反饋完成數(shù)控系統(tǒng)對(duì)下模位置的閉環(huán)控制［18］，同時(shí)根據(jù)光柵尺的位置變化配合數(shù)控系統(tǒng)對(duì)比例方向閥的流量進(jìn)行控制，完成下模兩油缸的速度同步控制。重復(fù)定位精度±0.01mm,定位精度±0.03mm。3.4成型機(jī)成型機(jī)采用18m、1萬(wàn)t成型機(jī)的第二代新技術(shù)。成型機(jī)主要技術(shù)參數(shù)：成型機(jī)長(zhǎng)度21000mm成型機(jī)寬度15000mm成型機(jī)高度（總）10500mm成型機(jī)高度（地面以上）7800mm設(shè)備質(zhì)量1600t成型梁的壓力100MN單位壓力5.2MN/m成型梁總行程360mm有效彎曲長(zhǎng)度19100mm成型梁前進(jìn)速度（快速）50mm/s壓力100MN時(shí)速度20mm/s返回速度50mm/s負(fù)載時(shí)同步精度±0.25mm3.4.1成型模具成型機(jī)的上模具有兩種結(jié)構(gòu)形式，分別對(duì)應(yīng)不同規(guī)格產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)使用。（1）折彎壓板。成型工具是一個(gè)堅(jiān)固的帶有固定成型曲率的壓板，通過(guò)螺栓固定在上梁，不能安裝模具。壓板沿高度方向有恒定的寬度，約為100mm。折彎壓板可以適應(yīng)全規(guī)格產(chǎn)品的生產(chǎn)，在生產(chǎn)高鋼級(jí)、大壁厚、小直徑鋼管時(shí)優(yōu)勢(shì)明顯，但生產(chǎn)大規(guī)格鋼管時(shí)效率會(huì)降低。（2）成型壓板與模具。成型壓板通過(guò)螺栓固定在上梁，配有一個(gè)可以推入工具的夾持器。單獨(dú)的成型模具在軸向上夾緊，防止任何縱向移動(dòng)。壓板每側(cè)有磨損保護(hù)板。理論上講，每個(gè)規(guī)格的成型鋼管都需要配備不同的模具，才能達(dá)到最佳成型效果與成型效率。但從生產(chǎn)成本考慮，對(duì)模具進(jìn)行優(yōu)化組合，保證在一定規(guī)格范圍內(nèi)的模具可以通用，既能適當(dāng)降低備件儲(chǔ)備，也能保證成型的效果與生產(chǎn)效率。3.4.2框架式主機(jī)結(jié)構(gòu)描述（1）成型機(jī)框架包括9個(gè)相互連接的單獨(dú)封閉框架。每個(gè)框架通過(guò)一個(gè)上焊接鋼結(jié)構(gòu)和下焊接鋼結(jié)構(gòu)組成［19］。上下框架通過(guò)兩個(gè)側(cè)面零件連接。（2）上梁的導(dǎo)向位于上部。在整個(gè)成型過(guò)程中允許上梁偏移而不損壞導(dǎo)向。下梁的導(dǎo)向固定在下部，用于保證下梁在橫向的位置并且防止在成型過(guò)程中的扭轉(zhuǎn)。在軸向上，下梁固定在控制臺(tái)一側(cè)。（3）下梁用來(lái)固定成型模具，放置在支撐楔塊和兩個(gè)固定支撐上。在成型過(guò)程中，下梁的偏移通過(guò)長(zhǎng)度基準(zhǔn)棒測(cè)量，通過(guò)使用支撐楔塊調(diào)整來(lái)做出相應(yīng)的補(bǔ)償控制，使開口管滿足成型的技術(shù)要求。（4）成型機(jī)上梁連接主液壓缸［20］，執(zhí)行上梁的成型行程和返回動(dòng)作。上梁包含導(dǎo)向元件，其確保了成型時(shí)導(dǎo)向的安全。每次變形時(shí)，上梁的變形通過(guò)縱向參考棒進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)主液壓缸進(jìn)行控制；使開口管滿足變形的技術(shù)要求。（5）縱向參考棒分別裝在基礎(chǔ)上的一個(gè)橋架上，消除了成型機(jī)框架彈性變形產(chǎn)生的任何影響。（6）支撐結(jié)構(gòu)位于設(shè)備的兩側(cè)，在每一個(gè)成型步驟之后鋼板的下落過(guò)程中，該機(jī)構(gòu)可以防止橫移臺(tái)架的損壞。3.4.3成型機(jī)的主功能使用VSP液壓系統(tǒng)將〃變速泵”液壓系統(tǒng)（VSP）用于主液壓缸組，進(jìn)行壓機(jī)的主要?jiǎng)幼?。通過(guò)伺服電機(jī)連接到泵，根據(jù)油的流量和壓力進(jìn)行單獨(dú)設(shè)定，VSP液壓系統(tǒng)不需要通過(guò)比例閥操作。伺服電機(jī)通過(guò)變頻器進(jìn)行控制［21］，形成一個(gè)閉環(huán)。PLC僅設(shè)定主要參數(shù)。變頻器通過(guò)總線系統(tǒng)在主、副配置中進(jìn)行相互的通信。VSP系統(tǒng)不僅大大提高系統(tǒng)工作效率，也降低電耗達(dá)25%左右，液壓系統(tǒng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)也非常簡(jiǎn)單。3.4.4Shape自動(dòng)化系統(tǒng)Shape自動(dòng)化系統(tǒng)包括3個(gè)模塊：〃共享成型專家”軟件包（Shape）,Shapeview管型測(cè)量硬件；Shapecontrol管型控制自動(dòng)化模塊。（1）共享成型專家。Shape軟件用于JCO成型過(guò)程的計(jì)算和控制。Shape軟件對(duì)工藝進(jìn)行計(jì)算，提供合適的設(shè)備參數(shù)。操作者只需要將用于計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)定的主要參數(shù)值（如鋼管直徑、壁厚、鋼級(jí)）輸入到系統(tǒng)即可；共享成型專家系統(tǒng)將自動(dòng)優(yōu)選成型策略，將上模具曲率、墊片組厚度作為計(jì)算結(jié)果輸出，并對(duì)成型步驟數(shù)量及每步的理論回縮深度作出建議，回縮深度根據(jù)工藝控制是可以調(diào)整的。對(duì)于JCO過(guò)程控制，Shape程序與測(cè)量系統(tǒng)和設(shè)備的PLC進(jìn)行通訊。在成型過(guò)程中，測(cè)量系統(tǒng)對(duì)完整的鋼管內(nèi)部形狀進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)測(cè)。在每個(gè)成型步驟之后，Shape對(duì)名義管型和實(shí)際管型進(jìn)行對(duì)比并分析出偏差?；诠に嚹Ｐ?，Shape軟件計(jì)算出針對(duì)下一個(gè)成型步驟的回縮深度的必要修正值。當(dāng)前的回縮深度傳送到設(shè)備的PLC。通過(guò)這種方式，實(shí)現(xiàn)了回縮深度的連續(xù)優(yōu)化。（2）形狀測(cè)量與管型控制。一個(gè)緊湊式的傳感器測(cè)量頭，包括6個(gè)激光斷面?zhèn)鞲衅?，固定在成型壓板的中間，對(duì)成型區(qū)和相鄰區(qū)域進(jìn)行無(wú)接觸式的測(cè)量。管型測(cè)量通過(guò)〃壓板位置”和〃成型壓力”信號(hào)激活。在每個(gè)成型步驟之后的單個(gè)測(cè)量形狀相互疊加，最終形成開口管的整個(gè)內(nèi)部形狀。部分或整個(gè)管型在管型測(cè)量系統(tǒng)的HMI人機(jī)界面上進(jìn)行監(jiān)測(cè)。每次成型后測(cè)量的數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)（TCP/IP）發(fā)送到Shape計(jì)算機(jī)。實(shí)際形狀與名義形狀進(jìn)行對(duì)比，重新計(jì)算實(shí)際成型參數(shù)并發(fā)往成型機(jī)的PLC，即成型過(guò)程與實(shí)際成型狀態(tài)進(jìn)行匹配［22］。3.5預(yù)焊機(jī)預(yù)焊機(jī)用于使成型后的管筒合縫并采用氣體保護(hù)焊進(jìn)行連續(xù)焊接，具有自動(dòng)送料、合縫預(yù)焊和自動(dòng)出料等多種功能，能連續(xù)、高效、優(yōu)質(zhì)、低耗地完成大直縫埋弧焊管的合縫預(yù)焊。預(yù)焊機(jī)采用框架輥籠式合縫結(jié)構(gòu)，最大牽引力300kN，采用數(shù)控系統(tǒng)控制，電液伺服驅(qū)動(dòng)13個(gè)液壓合攏輥，將JCO成形的開口管筒主動(dòng)連續(xù)合縫和預(yù)焊。在合縫過(guò)程中，根據(jù)激光跟蹤系統(tǒng)顯示的誤差，實(shí)時(shí)調(diào)整和糾正錯(cuò)邊量與合縫間隙，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料、連續(xù)焊接、優(yōu)質(zhì)高效。預(yù)焊機(jī)主要技術(shù)參數(shù)：含引弧板的最大管長(zhǎng)19100mm（兩頭管端部的引弧板長(zhǎng)度分別為300,400mm，管長(zhǎng)18400mm）最大管質(zhì)量46000kg最大牽引力300kN滿載牽引速度1-10m/min，變頻調(diào)速空載牽引速度1-20m/min，變頻調(diào)速輸送輥道最大速度30m/min，變頻調(diào)速合攏輥數(shù)量9組電液伺服合縫輥6組（1~3與6~8號(hào)輥）電液伺服控制輥1組（9號(hào)輥）機(jī)械預(yù)選合縫輥2組（4~5號(hào)輥）電液合縫輥單缸輸出力1000kN（1~3與6~8號(hào)輥）電液控制輥單缸輸出力1000kN（9號(hào)輥）合縫輥伸出行程725mm環(huán)形架升降行程750mm（1）采用數(shù)控系統(tǒng)和電液伺月艮系統(tǒng)，根據(jù)激光跟蹤系統(tǒng)顯示的誤差，全數(shù)字實(shí)時(shí)調(diào)整和糾錯(cuò)邊量與合縫間隙。（2）電液合縫輥由前后兩個(gè)液壓缸驅(qū)動(dòng)，編碼器檢測(cè)，在數(shù)控系統(tǒng)和電液伺月艮系統(tǒng)控制下同步運(yùn)行和精確定位，定位精度0.2mm，重復(fù)精度0.1mm。在負(fù)載條件下實(shí)時(shí)調(diào)整電液合縫輥。電液合縫輥可調(diào)整為全開或半開狀態(tài)，也可調(diào)整為錐形，方便管筒推入，安全可靠。（3）根據(jù)管筒合縫時(shí)的錐形曲面，合縫輥入口處的前3個(gè)輥輪按不同的導(dǎo)入曲線分布，有效降低前3個(gè)輥輪的負(fù)載。合縫輥輪采用一體化厚壁外圈專用軸承輥，承載力大，抗沖擊能力強(qiáng)，經(jīng)久耐用。（4）采用進(jìn)口大功率變頻電機(jī)與行星減速機(jī)組合單元傳動(dòng)，兩個(gè)推料擋塊循環(huán)推料，無(wú)需空程返回。（5）數(shù)控系統(tǒng)采用工業(yè)嵌入式計(jì)算機(jī)作為硬件平臺(tái)、自主開發(fā)16軸實(shí)時(shí)同步控制算法為核心的開放式軟件構(gòu)架，全數(shù)字實(shí)時(shí)控制整合合縫預(yù)焊工藝過(guò)程，除管筒開口對(duì)中和焊接系統(tǒng)要求暫停外，其他工作過(guò)程均可自動(dòng)完成。3.6內(nèi)外埋弧焊機(jī)北鋼管業(yè)JCOE生產(chǎn)線的焊接設(shè)備包括3套四絲內(nèi)縫自動(dòng)焊機(jī)和3套五絲外縫自動(dòng)焊機(jī)。整套設(shè)備采用當(dāng)前成熟可靠的先進(jìn)工藝和技術(shù)，產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量、生產(chǎn)成本、各項(xiàng)消耗指標(biāo)和勞動(dòng)生產(chǎn)率等達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。內(nèi)外卜埋弧焊機(jī)主要采用了以下技術(shù)及設(shè)置：多絲焊接技術(shù)。目前世界上普遍采用四絲及五絲焊接技術(shù)以替代過(guò)去的雙絲或三絲焊接。多絲焊接具有可焊厚度和焊接速度增加、有利于改善焊接熱影響區(qū)晶粒長(zhǎng)大、線能量小、效率高、熱影響區(qū)窄等優(yōu)點(diǎn)。(2)數(shù)字控制技術(shù)。數(shù)字化焊接電源［23］具有焊接參數(shù)提前預(yù)置、焊接電流及電壓波動(dòng)小、焊縫質(zhì)量穩(wěn)定、焊縫成型美觀、操作方便、低耗節(jié)能等一系列優(yōu)點(diǎn)，代表焊接電源的發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)采用激光跟蹤和焊接參數(shù)自動(dòng)控制技術(shù)，通過(guò)多絲參數(shù)的控制，能夠滿足大壁厚、高韌性鋼管的焊接要求。焊接系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高小直徑鋼管合格率。小直徑鋼管焊接過(guò)程中，電弧容易受到電磁場(chǎng)的干擾，導(dǎo)致焊接過(guò)程不穩(wěn)定，焊縫缺陷率較高，特別是管頭和管尾更加嚴(yán)重，影響鋼管的一次合格率。有的工廠甚至不得不采用切管頭的方式來(lái)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率低下，成材率較低，生產(chǎn)成本高。北鋼管業(yè)對(duì)焊接系統(tǒng)回路［24］進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，改進(jìn)導(dǎo)電機(jī)構(gòu)，成功地解決了小直徑鋼管焊接時(shí)焊接過(guò)程不穩(wěn)定的問(wèn)題，使焊管合格率得到很大提高。直縫埋弧焊管內(nèi)外焊設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)：焊頭數(shù)4絲焊接速度0.5-3.0m/min焊絲直徑3.2~4.0mm焊絲干伸長(zhǎng)變化范圍±1mm內(nèi)焊跟蹤滑板行程隨動(dòng)、電動(dòng)水平方向各±20mm,垂直方向±10mm跟蹤精度水平方向＜±0.5mm,垂直方向＜±0.5mm懸臂升降高度＞200mm接地裝置升降高度＞1500mm夕卜焊自動(dòng)跟蹤精度水平方向＜±0.2mm,垂直方向＜±0.2mm跟蹤滑板行程水平方向±100mm,垂直方向±100mm機(jī)頭及接地裝置升降高度1500mm跟蹤輪結(jié)構(gòu)方式機(jī)械跟蹤輪與焊槍采用分體結(jié)構(gòu)，焊接過(guò)程中焊槍可橫向調(diào)節(jié)焊劑輸送距離＞22m回收距離＞26m回收高度＞6m暫載率100%焊接小車驅(qū)動(dòng)方式齒輪齒條驅(qū)動(dòng)焊接小車行走速度0.1~18.0m/min(預(yù)留焊接冶金復(fù)合管的能力)3.7擴(kuò)徑機(jī)JCOE生產(chǎn)線設(shè)計(jì)了一臺(tái)公稱拉力為1500t的擴(kuò)徑機(jī)，9.0~12.5m鋼管一次全長(zhǎng)擴(kuò)徑；12.5~18.0m鋼管采用兩端擴(kuò)徑工藝，由旋轉(zhuǎn)車將一端擴(kuò)徑后的鋼管旋轉(zhuǎn)，完成另一端的擴(kuò)徑。(1)采用鋼管在線校直裝置。北鋼管業(yè)JCOE生產(chǎn)線的擴(kuò)徑機(jī)采用了鋼管在線校直裝置，可以在擴(kuò)徑過(guò)程對(duì)鋼管在水平及垂直方向的位置變化進(jìn)行控制，使之達(dá)到理想的直線度。擴(kuò)徑機(jī)的鋼管夾持系統(tǒng)在送進(jìn)鋼管的同時(shí)，改變夾鉗高度，使鋼管受彎，可以起到較好校直作用。該鋼管在線校直裝置與鋼管夾持系統(tǒng)的校直功能綜合使用，不僅能使鋼管沿焊縫方向的大刀彎得到校直，還能有效改善鋼管的側(cè)彎曲采用國(guó)產(chǎn)擴(kuò)徑工具。北鋼管業(yè)JCOE生產(chǎn)線采用國(guó)產(chǎn)擴(kuò)徑頭。擴(kuò)徑頭擴(kuò)徑直縫埋弧焊管的鋼級(jí)、壁厚可達(dá)：X70鋼級(jí)的壁厚＜45mm,X80鋼級(jí)的壁厚＜40mm,X100鋼級(jí)的壁厚＜36mm。擴(kuò)徑拉桿采用高等級(jí)的核電轉(zhuǎn)子鋼作為制作拉桿的材料，并采用二次熔煉的電渣錠作為鍛件坯料，經(jīng)精鍛機(jī)進(jìn)行快速鍛造后成型，再經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)、定型、精加工、珩磨等11道工序后制作出成品，并且嚴(yán)格進(jìn)行材料理化分析、金相組織分析、無(wú)損探傷檢測(cè)、機(jī)械性能檢測(cè)。拉桿經(jīng)熱處理后，硬度在350~380HB時(shí)，其屈服強(qiáng)度＞1120MPa、抗拉強(qiáng)度21250MPa、伸長(zhǎng)率213%。(4)電氣控制系統(tǒng)有技術(shù)優(yōu)勢(shì)。主要有整體的S120驅(qū)動(dòng)器配置設(shè)計(jì)方案，有源整流回饋單元+逆變單元使傳動(dòng)設(shè)備有效節(jié)能；軟啟動(dòng)器減輕電網(wǎng)壓力和機(jī)械沖擊，且具有自保護(hù)功能和過(guò)載保護(hù)功能；帶有DP通信的絕對(duì)值編碼器可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備位置的自動(dòng)尋參。3.8鋼管探傷S7-4143PN/DPPLC帶有2個(gè)以太網(wǎng)口，可以用于上位機(jī)控制和ERP管理系統(tǒng)，供方在監(jiān)控工控機(jī)里做了數(shù)據(jù)備份程序，可以自動(dòng)保存擴(kuò)徑機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，以便于需方和供方交流、分析設(shè)備運(yùn)行情況，診斷、處理設(shè)備故障。(5)液壓系統(tǒng)壓力可根據(jù)不同負(fù)載進(jìn)行切換。主動(dòng)力源壓力采用比例調(diào)節(jié)，即主液壓系統(tǒng)壓力可以根據(jù)擴(kuò)徑不同規(guī)格、壁厚、鋼級(jí)的直縫埋弧焊管所形成的不同擴(kuò)徑負(fù)載作系統(tǒng)壓力的切換，通過(guò)操作屏設(shè)定相應(yīng)的壓力值，由比例壓力閥調(diào)整主液壓系統(tǒng)［25］獲得合理的壓力。此項(xiàng)改進(jìn)能平穩(wěn)切換不同壓力，較好地消除系統(tǒng)壓力沖擊，減少因壓力調(diào)整不合理而在節(jié)流元件上損失的過(guò)多能耗。北鋼管業(yè)JCOE生產(chǎn)線終檢超聲波檢驗(yàn)系統(tǒng)由檢測(cè)機(jī)械(探頭架、探頭架驅(qū)動(dòng)設(shè)備等)、檢測(cè)電子(超聲波探傷主機(jī)、超聲波檢測(cè)結(jié)果的處理系統(tǒng))、檢測(cè)電氣(電氣控制系統(tǒng)）及耦合水處理系統(tǒng)等4部分組成。（1）采用了最先進(jìn)的射流式耦合，其優(yōu)點(diǎn)在于：超聲波探頭的入射角0°~90°連續(xù)可調(diào)，從而對(duì)任何直徑、任何壁厚的鋼管均可將設(shè)備調(diào)整到最理想的探傷角度，在弧面狀態(tài)下可真正意義上滿足殼牌標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)入射角的要求；探傷機(jī)械與鋼管表面的接觸由滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，大大提高了機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的可靠性與連續(xù)性，避免了鋼管表面焊接飛濺及鋼管橢圓度、不直度對(duì)探傷結(jié)果的不利影響，從而提高了探傷結(jié)果的可靠性；更換鋼管規(guī)格時(shí)不需更換探頭楔及其他任何機(jī)械附件，不需針對(duì)不同鋼管配備不同的附件，即減少了以后的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，又大大縮短了更換鋼管規(guī)格時(shí)的設(shè)備調(diào)整時(shí)間；探頭可以騎在焊縫上直接檢測(cè)橫向缺陷。（2）采用了前置放大器、統(tǒng)計(jì)降噪、隔離電源等多項(xiàng)抗干擾措施，從而保證了系統(tǒng)在工廠環(huán)境中的可靠運(yùn)行。（3）采用射界面波跟蹤和浮動(dòng)閘門技術(shù)，從而極大地降低了漏報(bào)、誤報(bào)率，提高了檢測(cè)的可靠性。（4）采用一組探頭一多項(xiàng)功能技術(shù)，即同一組探頭即可以采用自發(fā)、自收檢測(cè)焊縫中的缺陷，又可以采用一發(fā)、一收隨時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的調(diào)整及耦合狀態(tài)。這種設(shè)備的自我監(jiān)測(cè)功能很好地保證了設(shè)備的可靠性。4結(jié)語(yǔ)北鋼管業(yè)著眼于未來(lái)優(yōu)質(zhì)管線管及海底管線管的生產(chǎn)，力主開發(fā)海外市場(chǎng)。為滿足國(guó)內(nèi)夕卜客戶對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)不斷提升的要求，新建生產(chǎn)線通過(guò)精心規(guī)劃、科學(xué)布局、嚴(yán)謹(jǐn)操作，力爭(zhēng)打造一條國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的直縫埋弧焊管生產(chǎn)線，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。5參考文獻(xiàn)[1]吳堅(jiān).UOE成型大直徑直縫焊管生產(chǎn)[J].鋼管，2000,29（5）:13-16.[2]謝仕強(qiáng)，桂光正，鄭磊，等.X80鋼級(jí)大直徑UOE直縫埋弧焊管的開發(fā)及應(yīng)用[J].鋼管，2011,40(4):29-36.[3]彭在美，沈發(fā)楚，嵇紹偉.我國(guó)UOE/JCOE直縫埋弧焊管機(jī)組的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].鋼管，2013,42(2):1-5.曲賓，王東明.國(guó)產(chǎn)JCOE焊管裝備制造技術(shù)及管理升級(jí)研究[J].鋼管，2014,43(2):7-10.[5]王東明.基于Proficy智能平臺(tái)的JCOE生產(chǎn)線MES系統(tǒng)研究[J].鋼管，2011,40(4):49-53.[6]API標(biāo)準(zhǔn)翻譯出版委