...wd......wd......wd...摘要：從生產(chǎn)檢驗(yàn)工藝人員配置、設(shè)備自動(dòng)化程度以及實(shí)物質(zhì)量狀況等方面列舉了國外某先進(jìn)制管企業(yè)直縫埋弧焊接鋼管的生產(chǎn)檢驗(yàn)現(xiàn)狀，并與國內(nèi)先進(jìn)制管企業(yè)進(jìn)展比照。結(jié)果說明，我國現(xiàn)有鋼管生產(chǎn)檢驗(yàn)水平與國際先進(jìn)水平存在一定差距，主要表現(xiàn)在裝備水平、自動(dòng)化程度、實(shí)物質(zhì)量穩(wěn)定性、生產(chǎn)管理、質(zhì)量控制等方面。0前言直縫埋弧焊管〔longitudinalsubmergedarcweld-edpipe〕，又稱直縫雙面埋弧焊接鋼管，是以單張鋼板為原料，經(jīng)過UOE、JCOE或者HME等工藝成型后，采用雙面埋弧焊接方式焊接，并經(jīng)擴(kuò)徑后生產(chǎn)的鋼管。其產(chǎn)品規(guī)格范圍較廣，焊縫的韌性、塑性、均勻性和致密性較好，具有管徑大、管壁厚、耐高壓、耐低溫以及抗腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。適用于大型油氣輸送管道中穿越高寒地帶、海底、橋梁、軌道、河床、坡道以及城市人口稠密區(qū)地方等重要路段。長輸天然氣管線在一類地區(qū)和局部二類地區(qū)使用螺旋埋弧焊管，二、三、四類地區(qū)使用直縫埋弧焊管。直縫埋弧焊管用途較廣泛，具有廣闊的開展前景。本研究旨在介紹國外直縫埋弧焊接鋼管生產(chǎn)和檢驗(yàn)現(xiàn)狀及其實(shí)物質(zhì)量水平，以便同行認(rèn)識(shí)和了解我國現(xiàn)有制管水平同國外先進(jìn)水品存在的差距與缺乏，以提高我國直縫埋弧焊接鋼管制造裝備水平，改善工藝條件和提高整體實(shí)物質(zhì)量等。1人員與設(shè)備1.1人員配置國內(nèi)外直縫埋弧焊管生產(chǎn)線關(guān)鍵崗位人員配置見表1。可以看出國內(nèi)外直縫埋弧焊管生產(chǎn)線人力資源配比方面的差異。1.2設(shè)備自動(dòng)化程度生產(chǎn)檢驗(yàn)流程為：鋼板UT—引弧板熄弧板焊接—銑邊—預(yù)彎—U成型—O成型—高壓水洗—烘干—預(yù)焊—內(nèi)焊—外焊—自動(dòng)UT—機(jī)械擴(kuò)徑—水壓—自動(dòng)UT—RT—平端面—消磁—自動(dòng)尺寸測量—人工檢查—自動(dòng)噴標(biāo)—裝運(yùn)。國外生產(chǎn)線有效地利用了計(jì)算機(jī)，使生產(chǎn)線成為一個(gè)由計(jì)算機(jī)控制生產(chǎn)檢驗(yàn)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，每個(gè)崗位配有計(jì)算機(jī)終端，由操作員輸入和計(jì)算機(jī)自動(dòng)錄入崗位操作信息，減少了人為影響因素，提高了生產(chǎn)效率，減輕了人工工作強(qiáng)度和工作量。1.2.1引弧板、熄弧板焊接2個(gè)焊接機(jī)器臂自動(dòng)完成引弧板、熄弧板的運(yùn)輸、對中、焊接等工序。1.2.2機(jī)械擴(kuò)徑機(jī)械擴(kuò)徑由2套擴(kuò)徑機(jī)組同時(shí)進(jìn)展步進(jìn)式機(jī)械擴(kuò)徑，如圖1所示。每套機(jī)組每次擴(kuò)L/2長度鋼管，這比一套機(jī)組擴(kuò)整根鋼管縮短一半時(shí)間，從而減少了鋼管在擴(kuò)徑工序的停留時(shí)間，效率是一套常規(guī)設(shè)備的2倍。1.2.3水壓后自動(dòng)探傷水壓后探傷為全自動(dòng)運(yùn)行，即：自動(dòng)識(shí)別鋼管管號，自動(dòng)UT檢驗(yàn)，自動(dòng)報(bào)警，標(biāo)記缺陷信號，自動(dòng)記錄UT檢測曲線。1.2.4自動(dòng)尺寸測量鋼管尺寸測量也實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。管端兩側(cè)配置2套管端尺寸自動(dòng)測量裝置，測量范圍包括管端4個(gè)方向〔距離焊縫0°，90°，180°和270°〕的壁厚、管端內(nèi)徑、管端外徑、管端橢圓度，能夠完成自動(dòng)測量、記錄和報(bào)告等功能。鋼管長度和實(shí)際質(zhì)量有一套專門的自動(dòng)測量設(shè)備，準(zhǔn)確測量和存儲(chǔ)鋼管長度與質(zhì)量。1.2.5自動(dòng)噴標(biāo)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將鋼管各類信息傳輸?shù)阶詣?dòng)噴標(biāo)機(jī)器臂控制計(jì)算機(jī)中，按照用戶要求將鋼管各類信息，如訂貨單位、鋼管級別、規(guī)格、長度、管號、爐號、生產(chǎn)廠家等，通過自動(dòng)噴標(biāo)機(jī)器臂噴在鋼管內(nèi)外表或外外表，快捷噴印數(shù)字與字母。1.2.6理化檢驗(yàn)設(shè)備全自動(dòng)拉伸試驗(yàn)機(jī)，自動(dòng)完成試樣夾取、尺寸測量、安裝、引伸計(jì)安裝、拉伸、卸載、試驗(yàn)結(jié)果記錄和存儲(chǔ)等。全自動(dòng)沖擊試驗(yàn)機(jī)，自動(dòng)完成試樣夾取、安裝、沖擊、記錄和存儲(chǔ)等。采用臥式落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)，類似于沖擊試驗(yàn)機(jī)，可以測量沖擊功，擺角等，最大沖擊能量為：39000J，并且自動(dòng)完成試樣夾取、安裝、沖擊、記錄和存儲(chǔ)等。自動(dòng)硬度試驗(yàn)機(jī)，自動(dòng)完成試樣夾取、安裝、硬度測試、記錄和存儲(chǔ)等。1.2.7標(biāo)識(shí)識(shí)別國外許多重要生產(chǎn)、檢驗(yàn)崗位無人職守，自動(dòng)運(yùn)行，鋼管管號、爐號等身份信息通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別并進(jìn)展相關(guān)生產(chǎn)、檢驗(yàn)、記錄和存儲(chǔ)。制管行業(yè)常用的標(biāo)識(shí)識(shí)別方法包括人工靜態(tài)識(shí)別、條碼識(shí)別和數(shù)字圖形識(shí)別等。人工靜態(tài)識(shí)別，通過數(shù)字照相機(jī)或者動(dòng)態(tài)圖像傳輸設(shè)備將鋼管身份人工區(qū)分，并錄入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，完成人工輔助識(shí)別；條碼識(shí)別，運(yùn)用很廣泛，在中國郵政EMS系統(tǒng)、超市出口結(jié)算等都采用條碼識(shí)別。難度最大的是數(shù)字圖像識(shí)別，采用圖像數(shù)字處理技術(shù)復(fù)原識(shí)別方法，自動(dòng)識(shí)別標(biāo)識(shí)。國外生產(chǎn)企業(yè)中，鋼管成型后噴印標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字，后續(xù)各崗位安裝動(dòng)態(tài)圖像采集設(shè)備，鋼管進(jìn)入崗位后，自動(dòng)掃描、傳輸、運(yùn)算、識(shí)別出鋼管標(biāo)識(shí)號碼，并對生產(chǎn)、檢驗(yàn)過程進(jìn)展記錄存儲(chǔ)。1．3運(yùn)行效率國外直縫埋弧焊接鋼管具有較高的生產(chǎn)效率。從表2中可以看出，1470根X70級準(zhǔn)1016mm×17.5mm直縫埋弧焊接鋼管，從焊接到外觀綜檢均僅用144h即6天完成所有生產(chǎn)檢驗(yàn)工作，UO成型、內(nèi)外焊接、水壓、自動(dòng)超聲波檢驗(yàn)平均每天完成245根鋼管，成品檢驗(yàn)平均每天完成259.4根鋼管，按照每班8h工作制，平均每班生產(chǎn)檢驗(yàn)80多根鋼管。圖2為日本某廠X65級PSL2準(zhǔn)610mm×15.9mm直縫埋弧焊管水壓曲線。可以看出該水壓機(jī)設(shè)備從0MPa升壓到指定穩(wěn)壓壓力21.0MPa，耗時(shí)5.5s，升壓速率為4.073MPa/s。而且水壓曲線非常平緩，沒有任何減壓趨勢，可見該設(shè)備具有很好的增壓能力和可控性。對于同規(guī)格同鋼級鋼管，國內(nèi)某管廠需要50~105s才能升到穩(wěn)定的壓力值，升壓速率范圍為0.2~0.4MPa/s。而且，在保壓范圍內(nèi)，壓力曲線呈緩慢下滑趨勢，如圖3所示，有時(shí)甚至為鋸齒狀下滑，但總體能在穩(wěn)壓壓力下限值以上到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)要求的穩(wěn)壓時(shí)間。2產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量2.1鋼管質(zhì)量穩(wěn)定性國外直縫埋弧焊接鋼管生產(chǎn)檢驗(yàn)工藝穩(wěn)定，質(zhì)量穩(wěn)定，具有較高的生產(chǎn)效率和合格率，且產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量性能穩(wěn)定可靠。一般對于X65和X70管線鋼，訂貨范圍在2萬t以下的直縫埋弧焊接鋼管全部在焊接、RT、UT和外觀檢驗(yàn)完畢后進(jìn)展理化檢驗(yàn)，包括首批檢驗(yàn)、工藝評定試驗(yàn)、出證試驗(yàn)以及組批檢驗(yàn)等，全部按照標(biāo)準(zhǔn)或者用戶標(biāo)準(zhǔn)要求同時(shí)進(jìn)展取樣和試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果均無不合格，而且波動(dòng)范圍小，性能穩(wěn)定。日本某廠生產(chǎn)的X70PSL2級準(zhǔn)1016mm×17.5mm直縫埋弧焊接鋼管，共7500t，組批檢驗(yàn)76批次，鋼管母材橫向拉伸屈服強(qiáng)度測量結(jié)果范圍為510～585MPa，波動(dòng)幅度75MPa，平均為548MPa，APISPEC5LPSL2X70鋼管拉伸性能屈服強(qiáng)度要求為485～620MPa。母材橫向抗拉強(qiáng)度測量結(jié)果范圍為600～660MPa，波動(dòng)幅度60MPa，平均為635MPa，APISPEC5LPSL2X70要求為565～760MPa，拉伸強(qiáng)度控制范圍如圖4所示?？梢妵庵乒芩娇梢詫摴苣覆男阅軠?zhǔn)確控制在標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)要求范圍中部，這樣既能保證產(chǎn)品性能能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，又節(jié)約了因強(qiáng)度太高或者居于范圍區(qū)間中上部而需要的合金化元素，并且還可以適當(dāng)簡化控軋工藝。2.2合格率國外直縫埋弧焊接鋼管不僅具有高的生產(chǎn)效率，也具有高的合格率。某管廠生產(chǎn)1083根X70級準(zhǔn)711mm×18.4mm直縫埋弧焊接鋼管，合格1077根，降廢6根，合格率為99.44％；降廢6根原因分別為：1根為焊接燒穿，4根為夾渣，1根為劃傷。生產(chǎn)1470根X70級準(zhǔn)1016mm×17.5mm直縫埋弧焊接鋼管，合格1457根，降廢13根，合格率為99.11％；降廢原因包括劃傷、壓坑、夾渣和未焊透等。2.3韌性33組國外某廠生產(chǎn)的LSAWAPIX65PSL2級準(zhǔn)610mm×15.9mm直縫埋弧焊管-10℃夏比沖擊試驗(yàn)結(jié)果見表3?？梢?，母材金屬?zèng)_擊吸收功單個(gè)最高可達(dá)493J，均值可達(dá)470J；焊縫金屬?zèng)_擊吸收功單個(gè)最低可達(dá)117J，均值在239J以上；焊接熱影響區(qū)〔HAZ〕沖擊吸收功單個(gè)最低可達(dá)293J，可見管體母材及其焊接接頭具有良好的抗沖擊韌性。3HSE管理國