螺旋缝埋弧焊管生产线轧制规格范围下拓改造

陈 铭，李林娟，尹志远

（宝鸡钢管克拉玛依有限公司，新疆 克拉玛依 834000）

2012年9月，宝鸡钢管克拉玛依有限公司建成投产一条螺旋缝埋弧焊管预精焊生产线（可生产产品直径508～1 422 mm、最大壁厚 21.4 mm、最高钢级X100），由于市场和用户对小管径钢管需求增多，该套设备的现有生产能力已不能满足需求，如果新上一套机组，需要投入大笔资金。为适应市场需求，减少投资，充分发挥设备的生产能力，对现有设备进行技术改造。为缩小钢管管径，主要改造的设备为钢带的输送线、钢管成型器、修磨机、水压机、倒棱机以及X射线和超声波检验设备等。螺旋缝预精焊管生产线改造前设备生产能力见表1。

1 改造确定原则和改造方法

1.1 焊管机组最小生产管径的确定原则

（1）测量成型器钢管中心至5号、6号、7号辊（8辊成型器）上下调整滑轨面的距离，6号可直接测量上下调整滑轨面的距离，5号、7号辊上下调整滑轨面的距离需乘以相应的三角系数，再加上一个安全余量，再乘以2，即为该成型器5号、6号、7号辊可达到的最小管径，取3组数据中最大值，即可初步确定成型器框架最小成型管径Dmin［1-6］。同时可以借助计算机，通过CAD软件进行模拟［7-15］，Φ406.4 mm和Φ323.9 mm成型机如图1所示。5号辊架和6号辊架干涉，且5号辊架脱离滑道面。从图1可得，成型器框架满足Φ406.4 mm需求，Φ323.9 mm成型器需要改造5号辊机架。

表1 螺旋缝预精焊管生产线改造前设备生产能力

图1 成型机框架示意

（2）根据Dmin计算1号辊和3号辊辊座之间的实际最小间距，确定是否能够满足Dmin的要求，如果不能满足要求，分析是否能够通过改造解决，同时可以借助计算机CAD软件进行模拟，1号与3号辊辊座间距如图2所示。从图2可以得出：成型器1号辊和3号辊辊座间距均满足要求，但是Φ323.9 mm成型机1号辊辊座超中线过多，稳定性不好。

1.2 精整设备最小生产管径的确定原则

由于钢管管径变小，精整区域设备主要会涉及设备工装、标高等问题，具体分析如下。

（1）修磨机。管端焊缝修磨机机头改造前后结构如图3所示，内磨机头改用小磨头结构，机头机架外形尺寸必须小于钢管内径，预留工作空间。改造后小磨头可以修磨的最小管径dmin为：

式中A——设备最大外形尺寸，mm；

B——设备工作调整位移，mm；

T——钢管壁厚，mm。

图2 1号辊与3号辊辊座间距示意

（2）管端扩径机。扩径机锥头最大尺寸为Φ440 mm，不具备改造条件，同时也给成型岗位提出更高要求：钢管管径控制在工艺范围内。

（3）水压机。新加工水压机试压盘；制作垫板提升顶升装置标高，要求钢管中心线与设备试压盘中心线一致。

（4）倒棱机。加工安装刀座固定座；制作垫板提升顶升装置标高，要求钢管中心线与抱夹中心线一致。

图3 管端焊缝修磨机机头改造前后结构示意

1.3 检验设备最小生产管径的确定原则

由于钢管管径变小，主要涉及检验设备机构改造能否到位，能否进入钢管内等问题。

（1）X射线工业电视。射线管的尺寸为Φ220 mm；悬臂根部尺寸为Φ350 mm，即生产的最小钢管直径350 mm+2T。

（2）超声波连续探伤。设备探头机架下落最小时，曲率为400 mm-1，即生产的最小钢管规格为Φ400 mm，Φ406.4 mm接近探架调节上限，探头耦合不好，易造成漏检，解决方案为将现有平面探头更换为曲率为406.4 mm-1的曲面探头。

1.4 综合分析

根据Dmin初步设定钢管壁厚和带钢工作宽度，根据工作经验和产品标准选定。钢管生产数据见表2。

表2 钢管生产数据

通过市场调研，对比Φ406.4 mm与Φ323.9 mm订单的需求量，就附近钢厂最大轧钢宽度1 590 mm、纵剪板宽度790 mm、铣边机机架最小间距情况下可通过最小板宽730 mm，最后考虑改造成本、生产组织等因素，最后下拓规格确定为Φ406.4 mm，最大壁厚12 mm，材质L450，工作最小板宽为730 mm。

2 应用情况

生产线全线改造完成后，已完成Φ508 mm以下规格管线近4 000 t，5 000多根钢管，生产质量稳定，设备故障率低。改造后的螺旋缝埋弧焊管生产线的生产情况见表3。

3 结 语

通过技术改造提高了设备的生产能力，拓展了产品的规格型号，使公司更好地适应市场的需求和变化，同时节省了资金投入，但是，在设备改造中也要注意以下3个问题：

（1）首先要对设备系统了解，分析各项性能和参数，制定出合理的改造方案；

（2）要统筹分析设备的能力，不可盲目地下拓，避免影响生产线设备的整体性能；

（3）要兼顾后续加工和检验设备能力，避免超出后续设备能力，扩大投资。

目前使用改造后的生产线运行较好，接下来计划进一步优化：成型器1号、3号成型辊（Φ170 mm）间距相对于Φ406 mm规格偏大，成型辊痕相对明显，如后期可增加成本，可将1号、3号成型辊直径减小至Φ110 mm，同时减小辊座尺寸，缩小成型辊间距，可减轻成型辊痕。

表3 改造后的螺旋缝埋弧焊管生产线的生产情况