螺旋縫埋弧焊管生產(chǎn)線軋制規(guī)格范圍下拓改造

陳 銘，李林娟，尹志遠(yuǎn)

（寶雞鋼管克拉瑪依有限公司，新疆 克拉瑪依 834000）

2012年9月，寶雞鋼管克拉瑪依有限公司建成投產(chǎn)一條螺旋縫埋弧焊管預(yù)精焊生產(chǎn)線（可生產(chǎn)產(chǎn)品直徑508～1 422 mm、最大壁厚 21.4 mm、最高鋼級(jí)X100），由于市場(chǎng)和用戶對(duì)小管徑鋼管需求增多，該套設(shè)備的現(xiàn)有生產(chǎn)能力已不能滿足需求，如果新上一套機(jī)組，需要投入大筆資金。為適應(yīng)市場(chǎng)需求，減少投資，充分發(fā)揮設(shè)備的生產(chǎn)能力，對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造。為縮小鋼管管徑，主要改造的設(shè)備為鋼帶的輸送線、鋼管成型器、修磨機(jī)、水壓機(jī)、倒棱機(jī)以及X射線和超聲波檢驗(yàn)設(shè)備等。螺旋縫預(yù)精焊管生產(chǎn)線改造前設(shè)備生產(chǎn)能力見(jiàn)表1。

1 改造確定原則和改造方法

1.1 焊管機(jī)組最小生產(chǎn)管徑的確定原則

（1）測(cè)量成型器鋼管中心至5號(hào)、6號(hào)、7號(hào)輥（8輥成型器）上下調(diào)整滑軌面的距離，6號(hào)可直接測(cè)量上下調(diào)整滑軌面的距離，5號(hào)、7號(hào)輥上下調(diào)整滑軌面的距離需乘以相應(yīng)的三角系數(shù)，再加上一個(gè)安全余量，再乘以2，即為該成型器5號(hào)、6號(hào)、7號(hào)輥可達(dá)到的最小管徑，取3組數(shù)據(jù)中最大值，即可初步確定成型器框架最小成型管徑Dmin［1-6］。同時(shí)可以借助計(jì)算機(jī)，通過(guò)CAD軟件進(jìn)行模擬［7-15］，Φ406.4 mm和Φ323.9 mm成型機(jī)如圖1所示。5號(hào)輥架和6號(hào)輥架干涉，且5號(hào)輥架脫離滑道面。從圖1可得，成型器框架滿足Φ406.4 mm需求，Φ323.9 mm成型器需要改造5號(hào)輥機(jī)架。

表1 螺旋縫預(yù)精焊管生產(chǎn)線改造前設(shè)備生產(chǎn)能力

圖1 成型機(jī)框架示意

（2）根據(jù)Dmin計(jì)算1號(hào)輥和3號(hào)輥輥?zhàn)g的實(shí)際最小間距，確定是否能夠滿足Dmin的要求，如果不能滿足要求，分析是否能夠通過(guò)改造解決，同時(shí)可以借助計(jì)算機(jī)CAD軟件進(jìn)行模擬，1號(hào)與3號(hào)輥輥?zhàn)g距如圖2所示。從圖2可以得出：成型器1號(hào)輥和3號(hào)輥輥?zhàn)g距均滿足要求，但是Φ323.9 mm成型機(jī)1號(hào)輥輥?zhàn)芯€過(guò)多，穩(wěn)定性不好。

1.2 精整設(shè)備最小生產(chǎn)管徑的確定原則

由于鋼管管徑變小，精整區(qū)域設(shè)備主要會(huì)涉及設(shè)備工裝、標(biāo)高等問(wèn)題，具體分析如下。

（1）修磨機(jī)。管端焊縫修磨機(jī)機(jī)頭改造前后結(jié)構(gòu)如圖3所示，內(nèi)磨機(jī)頭改用小磨頭結(jié)構(gòu)，機(jī)頭機(jī)架外形尺寸必須小于鋼管內(nèi)徑，預(yù)留工作空間。改造后小磨頭可以修磨的最小管徑dmin為：

式中A——設(shè)備最大外形尺寸，mm；

B——設(shè)備工作調(diào)整位移，mm；

T——鋼管壁厚，mm。

圖2 1號(hào)輥與3號(hào)輥輥?zhàn)g距示意

（2）管端擴(kuò)徑機(jī)。擴(kuò)徑機(jī)錐頭最大尺寸為Φ440 mm，不具備改造條件，同時(shí)也給成型崗位提出更高要求：鋼管管徑控制在工藝范圍內(nèi)。

（3）水壓機(jī)。新加工水壓機(jī)試壓盤；制作墊板提升頂升裝置標(biāo)高，要求鋼管中心線與設(shè)備試壓盤中心線一致。

（4）倒棱機(jī)。加工安裝刀座固定座；制作墊板提升頂升裝置標(biāo)高，要求鋼管中心線與抱夾中心線一致。

圖3 管端焊縫修磨機(jī)機(jī)頭改造前后結(jié)構(gòu)示意

1.3 檢驗(yàn)設(shè)備最小生產(chǎn)管徑的確定原則

由于鋼管管徑變小，主要涉及檢驗(yàn)設(shè)備機(jī)構(gòu)改造能否到位，能否進(jìn)入鋼管內(nèi)等問(wèn)題。

（1）X射線工業(yè)電視。射線管的尺寸為Φ220 mm；懸臂根部尺寸為Φ350 mm，即生產(chǎn)的最小鋼管直徑350 mm+2T。

（2）超聲波連續(xù)探傷。設(shè)備探頭機(jī)架下落最小時(shí)，曲率為400 mm-1，即生產(chǎn)的最小鋼管規(guī)格為Φ400 mm，Φ406.4 mm接近探架調(diào)節(jié)上限，探頭耦合不好，易造成漏檢，解決方案為將現(xiàn)有平面探頭更換為曲率為406.4 mm-1的曲面探頭。

1.4 綜合分析

根據(jù)Dmin初步設(shè)定鋼管壁厚和帶鋼工作寬度，根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)選定。鋼管生產(chǎn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 鋼管生產(chǎn)數(shù)據(jù)

通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研，對(duì)比Φ406.4 mm與Φ323.9 mm訂單的需求量，就附近鋼廠最大軋鋼寬度1 590 mm、縱剪板寬度790 mm、銑邊機(jī)機(jī)架最小間距情況下可通過(guò)最小板寬730 mm，最后考慮改造成本、生產(chǎn)組織等因素，最后下拓規(guī)格確定為Φ406.4 mm，最大壁厚12 mm，材質(zhì)L450，工作最小板寬為730 mm。

2 應(yīng)用情況

生產(chǎn)線全線改造完成后，已完成Φ508 mm以下規(guī)格管線近4 000 t，5 000多根鋼管，生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定，設(shè)備故障率低。改造后的螺旋縫埋弧焊管生產(chǎn)線的生產(chǎn)情況見(jiàn)表3。

3 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)技術(shù)改造提高了設(shè)備的生產(chǎn)能力，拓展了產(chǎn)品的規(guī)格型號(hào)，使公司更好地適應(yīng)市場(chǎng)的需求和變化，同時(shí)節(jié)省了資金投入，但是，在設(shè)備改造中也要注意以下3個(gè)問(wèn)題：

（1）首先要對(duì)設(shè)備系統(tǒng)了解，分析各項(xiàng)性能和參數(shù)，制定出合理的改造方案；

（2）要統(tǒng)籌分析設(shè)備的能力，不可盲目地下拓，避免影響生產(chǎn)線設(shè)備的整體性能；

（3）要兼顧后續(xù)加工和檢驗(yàn)設(shè)備能力，避免超出后續(xù)設(shè)備能力，擴(kuò)大投資。

目前使用改造后的生產(chǎn)線運(yùn)行較好，接下來(lái)計(jì)劃進(jìn)一步優(yōu)化：成型器1號(hào)、3號(hào)成型輥（Φ170 mm）間距相對(duì)于Φ406 mm規(guī)格偏大，成型輥痕相對(duì)明顯，如后期可增加成本，可將1號(hào)、3號(hào)成型輥直徑減小至Φ110 mm，同時(shí)減小輥?zhàn)叽纾s小成型輥間距，可減輕成型輥痕。

表3 改造后的螺旋縫埋弧焊管生產(chǎn)線的生產(chǎn)情況