螺旋埋弧焊管扩径系统安全可靠性设计

扩径系统是螺旋埋弧焊管生产线的重要组成部分,该系统关联设备较多,生产过程中存在诸多安全隐患。从本质安全建设角度着手,利用技术手段对扩径系统进行了安全可靠性设计。现场实施结果证明,该设计有效避免了各类安全事故的发生。     

螺旋埋弧焊管生产线精焊机组电气控制系统分析

为了实现螺旋埋弧焊管焊接制造过程的信息化管理及焊接系统的稳定性、提高产品质量,对预精焊螺旋埋弧焊管生产线中精焊机组电气控制系统进行了数字化技术改造。分析了精焊机组电气系统的控制原理,并以焊接系统为例,详细介绍了林肯Power Wave 1000SD数字焊机、XM控制系统、自动跟踪系统、驱动系统之间的关系。数字化技术的应用简化了生产过程的智能化闭环反馈,实现一台设备内多个外设同步协同控制,提升了焊接系统的稳定性。同时通过以太网实现与MES、物联网等信息化系统的融合,实现了焊接制造过程信息化管理,为智能化工厂建设奠定了基础。     

螺旋埋弧焊管焊缝两侧圆度的分析

主要分析了成型机之前的工序及扩径机对螺旋缝埋弧焊管焊缝两侧圆度的影响，提出了要提高钢管焊缝两侧的圆度，必须从拆卷开始进行生产工艺全过程的控制。可为有效解决螺旋缝埋弧焊管焊缝两侧的不圆问题提供参考。     

螺旋埋弧焊管全管体扩径工艺与性能研究

随着管道建设对管材性能一致性要求的提高,以及全位置自动焊工艺对管材几何尺寸精度更高的要求,需要研究改进螺旋焊管制备工艺。开展了X80钢级Φ1 219 mm×22 mm螺旋埋弧焊管全管体扩径工艺试验,对比分析了扩径前后管体的几何尺寸、残余应力及力学性能变化。结果显示,随着扩径量的增加,管体尺寸精度大幅提高,在扩径率为0.75%时,管体不圆度降低了20%,周长一致性提高了71%,噘嘴量减少35.4%,管体切断后对应的两个管端直径差值在1 mm之内;扩径可以进一步降低管材成型焊接形成的整体内应力以及表面应力,使得螺旋埋弧焊管残余应力一定程度减小;扩径后管材强度和屈强比略有上升,韧性略有下降,管材强度的一致性大幅提高,管材相关性能指标优于设计及施工标准要求。结果表明,X80钢级Φ1 219 mm×22 mm螺旋埋弧焊管扩径工艺技术是可行的。     

管端扩径整圆自动控制技术与应用

针对螺旋埋弧焊管生产线钢管管端扩径整圆工序采用手动操作方式的现状,设计了一套管端整圆自动控制系统。该系统通过接近传感器检测辊道上钢管信号,结合PLC控制系统,通过程序逻辑运算,实现整圆过程中钢管在辊道.上自动运行;结合磁栅尺对整圆杆位移的精确定位,进而控制整圆杆自动扩径和缩回,进而实现自动整圆的功能。在触摸屏上设定两端整圆杆限位数值,可实现不同规格钢管整圆杆位移的精准定位。生产运行表明,该系统实现了钢管管端整圆过程的自动控制,降低了岗位人员劳动强度,并提高了钢管流程的输送效率。     

高频螺旋焊管机组的改造

简分分析了国内焊管市场的生产和需求情况。制定了太钢集团临汾钢铁有限公司高频螺旋焊管机组的改造方案，即：保留现有机组核心部分，并进行适当改造，保存一定的高频焊管生产能力，在高频生产线的活套位置建一套螺旋缝双面埋弧焊管机组；同时配套平头倒棱机、X射线探伤装置、水压试验机等设备。这样便实现了既能生产高频螺旋焊管又能生产埋弧螺旋焊管的双重生产能力。     

直缝焊管扩径机生产效率研究

为了提高直缝焊管生产线的生产效率,对生产线关键设备扩径机的工作时序图进行了深入分析,提出了提高主缸动作的速度、减少扩径机的扩管动作行程和减少钢管扩径步数,以缩短动作时间提高生产效率的具体措施。     

直缝埋弧焊钢管的扩径

对大直径直缝埋弧焊管生产中的扩径工序所采用的两种扩径方法－－机械扩径和水压扩径的原理、设备组成及特性进行了详细的对比和分析,并讲述了机械扩径头的改进和发展,指出机械扩径在目前仍是一种比较可靠有效的扩径手段。     

基于壳牌标准的螺旋埋弧焊管超声波探伤设备改造

为了实现大壁厚螺旋埋弧焊管焊缝超声波探伤100%覆盖扫查,对螺旋埋弧焊管自动超声波探伤的几种标准进行了对比,重点分析了壳牌管线钢管标准DEP 31.40.20.37－Gen与其他标准不同之处,以及对螺旋埋弧焊管自动超声波探伤设备的要求,明确了不同壁厚钢管执行壳牌标准时焊缝探架上每个探头的作用和焊缝探伤的区域。针对目前螺旋焊管自动超声波探伤设备执行壳牌标准存在的问题提出了设备改造方案。设备改造后,超声波探伤能力得到了提高,钢管焊缝质量得到了保证。     

螺旋焊管生产线新型开卷机的研制

针对螺旋埋弧焊管生产线原有开卷机在进行高钢级、大壁厚钢管生产时,开卷工序易发生卷板板尾钩头和设备之间冲撞,导致设备严重损坏现象,设计了一种新型螺旋焊管生产线用开卷机.介绍了新型开卷机的结构、控制系统及工作过程.经生产实践证明,该开卷机能使高钢级、大壁厚热轧卷板板头和板尾顺利拆开并得到充分塑性变形达到平直状态,保证了螺旋...     

直缝焊管生产线MES控制层设备自动化集成设计

为了促进MES在焊管生产线的应用,总结了直缝焊管生产线MES控制层设计及调试方面的技术和经验。首先对MES控制层自动化集成网络架构设计和单个工序控制系统网络扩展功能升级方案进行了介绍,同时阐述了KEPWARE6.0软件关于各工序PLC 驱动组建、数据项配置以及通信诊断的方法。生产线实际应用表明,MES控制层设备可实现直缝焊管生产线设备状态、工艺参数及质量数据的全自动实时采集及存储,可为钢管制造企业管材质量的可追溯性及后期工艺优化提供数据支持。     

自润滑铜套在螺旋焊管机组立辊上的应用

针对螺旋焊管生产线立棍故障率高的问题,分析了螺旋焊管机组的立辊结构以及故障原因,在保持原机构形式不变的情况下,采用了一种新型轴承替代结构,将原来故障率高的轴承改为钢铜固体镶嵌自润滑结构,并在生产线进行了应用。应用结果表明,自润滑铜套改善了设备自润滑条件,改进后的结构安装便捷,立辊轴承使用寿命由原来的2～3个月延长到6个月以上。同时,新型自润滑轴套替代结构可以用于焊管生产线的其他设备,降低维修成本和时间。     

Φ3 040 mm超大直径SAWH钢管自动补焊装置的研制及应用

为了提高补焊作业效率,针对结构钢管及桩用超长、超大直径螺旋焊管的对头焊缝和螺旋焊缝缺陷,进行了Φ3 040 mm SAWH钢管自动补焊装置的研制和应用。自动补焊装置利用旋转辊旋转轨迹和焊枪平移轨迹合成螺旋焊缝运动轨迹的原理,实现了自动跟踪补焊功能。该装置主要由补焊台架、补焊机构与旋转辊3部分组成,焊接方式采用CO2气体保护焊。生产实践应用表明,自动补焊装置的应用使焊缝质量得到了优化,并且大幅提高了生产效率,降低了劳动成本。     

双层卷焊管镀锌涂塑工艺研究及生产线的研制

详细介绍了双层卷焊管镀锌涂塑的生产工艺及设备。其生产的镀锌涂塑双层卷焊管(以下简称PVF管)达到有关国际技术标准。与国外生产线相比具有生产工艺先进，技术性能好，能适应国产原材料，设备投资少，自动化程度高，易操作、维修等特点。PVF管材生产的国产化改变了该产品完全依赖进口、依赖引进设备生产的局面。     

焊管生产线精整传输系统自动化控制

为了提高焊管生产线精整传输系统的传输效率,保证传输过程的安全性,以S7－300PLC为控制核心,以横移小车和传输辊道为主要控制对象,以西门子SINAMICS G120变频器为执行机构,设计了精整传输自动化控制系统。介绍了该精整传输自动化控制系统的主要组成、通讯方式及控制原理。该自动控制系统基于S7－300PLC可编程控制器、G120变频器和网络技术对生产线的各传输设备以及其他单机系统/设备进行联动控制,并结合信息化系统实现了生产线上焊管的自动传输,提高了传输效率,降低了生产成本。     

钢管内壁自动打磨清扫装置的应用

为了提高螺旋埋弧焊管内检工作效率及检验质量,解决人工清理钢管内壁及管端氧化残留物时存在的效率低、清洁不均匀、易对内表面造成二次伤害等问题,设计了一种钢管内壁自动打磨清扫装置。该装置由两台同步行走小车作为主要执行机构,采用S7-200 SMART PLC为中央控制硬件进行编程,并采用电感式限位对行走小车进行行程定位,通过调整可实现Φ406 mm~Φ2 200 mm钢管内壁自动打磨清扫。实际应用表明,该装置可有效提高焊管生产线自动化程度,降低岗位人员劳动强度,提高生产效率。     

埋弧焊管管端焊缝磨削机器人设计与应用

针对埋弧焊管管端焊缝磨削机占用工位、操作人员多、焊缝磨削质量不易保证等问题,提出了一种管端焊缝磨削机器人的技术方案。通过对焊缝形貌特征数据进行分析,设计了机器人磨削运动轨迹,并进行了工业测试。结果表明,直缝埋弧焊管采用直线磨削运动轨迹和圆弧修磨运动轨迹相结合的方法;螺旋埋弧焊缝采用螺旋磨削运动轨迹的方法。应用实践表明,设计的磨削机器人在焊管生产线上的应用满足使用要求。     

双环螺旋焊管切割机的研制

为了解决螺旋焊管两步法成型工艺预焊机组的钢管高速切割问题,研制了双环螺旋焊管切割机。介绍了切割机的设计原理、结构特点、工艺过程,并对切割机的关键技术及技术指标进行了详尽的阐述。实际应用结果表明,双环螺旋焊管切割机运行稳定、自动化程度高、切割质量好,节省了生产成本,完全能满足大管径、大壁厚的螺旋焊管预焊机组的钢管切割要求。