我國目前已經建成的大直徑直縫埋弧焊管機組有新建的UOE和JCOE機組,也有從國外搬遷的早期的UOE機組和國內自制的UOE機組。
華北石油鋼管廠巨龍鋼管有限公司大直徑直縫埋弧焊管生產線于2002年建成。該生產線采用了德國SMS-MEER公司開發的直縫焊管成型新技術—漸進式JCO成型。其他設備的配置充分考慮、借鑒和吸收了UOE和其他直縫埋弧制管工藝的優點,采用了SMS公司先進的設備和工藝技術,配置了全板超聲波探傷機、浮動式高精度銑邊機、強力壓力式預彎機、20軸數控JCO成型機、大功率連續式預焊機、四絲自動跟蹤內外焊機、機械式擴徑機、先進的水柱耦合式超聲波探傷設備和電子信息系統,整條生產線具有世界先進水平,產品質量具有可靠保證。機組的生產范圍充分考慮了我國油氣長輸管線的需要,尤其是西氣東輸管線的需要,可以生產外徑406mm—1420mm、最大壁厚26.4mm的x-70級和經機械擴徑的直縫埋弧焊接鋼管。生產西氣東輸鋼管的能力達到25萬噸/年以上。
在沙市鋼管廠建設的大直徑直縫焊管機組也采用了相似的配置,于2003年投產。已為西南成品油管線等生產直縫埋弧焊管。秦皇島萬基鋼管公司的JCO成型系臺商制造,其工藝布置也基本相似。番禺珠江鋼管公司和無錫玉龍鋼管公司自己設計、國產化JCOE機組,我國已建成的這些JCOE直縫埋弧焊管生產線代表了我國直縫埋弧焊管的技術裝備水平。
由于直縫埋弧焊管一般用于質量要求高的重要管線,因此生產廠家均取得了ISO—9000和API5L認證,具有較高的技術裝備水平和管理水平。
a、新建JCOE生產線采用先進的技術工藝
由于西方發達國家建設直縫埋弧焊管生產線比我國早了十幾年,我們新建的直縫埋弧焊管生產線得以借鑒和吸收國外直縫埋弧焊管技術和裝備在將近半個世紀的發展過程中的所有成果,選擇合適的方案。這個技術方案集成了現代大直徑直縫焊管采用的多種先進技術,選擇新的的漸進式JCO數控成型技術,采用浮動銑邊機和壓力式預彎、連續式預焊、四絲內外焊和先進的跟蹤技術、機械擴徑機和水柱耦合超聲波探傷等技術。
國產西氣東輸X-70大直徑直縫焊管質量達到先進水平。
通過西氣東輸工程X-70大直徑直縫埋弧焊管的研制開發和14.2萬噸大批量生產的考驗,我國自主開發的X-70大直徑直縫埋弧焊管制造技術已經日趨完善,鋼管質量穩定。西安石油管材研究所對巨龍鋼管有限公司生產的西氣東輸鋼管進行了大量的檢測和數據分析,確認大批量生產的國產直縫埋弧焊管質量穩定,抗HIC試驗結果過表明國產X-70大直徑直縫焊管還具有優異的抗腐蝕性能。根據大量的數據對比分析,國產西氣東輸鋼管的所有性能指標不僅全部達到西氣東輸標準要求,而且與進口鋼管處于同等的實物水平。如國產X-70大直縫埋弧焊管熱影響區夏比吸收能平均值達到243J以上,焊縫的夏比吸收能平均值達到180J以上,超過標準要求一倍。
對X-70鋼級,Φ1016×17.5mm和Φ1016×21mm兩種規格鋼管進行了靜水壓爆破試驗,證實了國產大直縫焊管質量的可靠性。兩次爆破的起爆點均在管體母材,爆口形貌均為韌性斷口,爆破壓力均大大超過鋼管的額定工作壓力,鋼管管體的實際屈服強度高于母材的規定屈服強度。表明鋼管的質量十分理想。西氣東輸二線工程使用JCOE鋼管達到X-80級,進入了世界先進水平行列。
b、新建UOE生產線所采用的新技術
JCOE法因產能較小,生產鋼管的壁厚也較薄,這是相對于UOE法來講的。所以,中國作為一個鋼管大國,由一個大型鋼鐵企業(這個企業有寬厚板生產能力),例如寶鋼建設一套新的現代化的UOE機組很有必要。
UO成型法的特點是包括沿鋼管環向的壓縮變形(0.2%~0.4%),這是UO成型區別于其他成型法的重要標志。由于在O成型時對鋼管整個圓周進行了壓縮,使得沿鋼管壁厚及周圍方向上的殘余應力均勻化,擴徑后鋼管內的環向拉應力很小甚至是壓應力,可以提高鋼管承壓能力。
現代化UO成型主要有下列新發展:
l O成型采用鋼管中心恒定技術;
l O成型主液壓缸采用二段式變徑液壓缸;
l 設置工具快速更換裝置;
l 開發數據分析模型及模擬試驗機。
現代化UO機組采用了下列新技術:
l 引弧板焊焊接采用全自動化,寶鋼UOE機組采用8個機器人[67.09 -3.44%],實現了焊接全過程自動化;
l 新式預彎機壓力越來越大,寶鋼UO機組的預彎邊機壓力達到40MN。而且彎邊機的步幅可達4.8m;模具規格也大大減少;
l 內外埋弧焊機:寶鋼采用五絲焊接技術,數字控制技術;
l 擴徑機:更注重矯直功能的開發,扇形塊的密封,先進的液壓缸行程控制系統的開發;
l 水壓機試驗機壓力的增大,寶鋼設計最大壓力達58Mpa。
因此,寶鋼引進的新的現代化的UOE機組,把我國直縫埋弧焊管設備水平推向世界最高水平。