螺旋缝埋弧焊钢管智能制造发展

螺旋缝埋弧焊钢管智能制造发展

范剑秋

大庆石油管理局有限公司装备制造分公司，黑龙江省大庆市 163000

摘要：通过对我国工业化发展历程分析来看，创造业是促进国民经济发展的重要内容，同时在科技的推动下工业制造业也逐渐向智能化的方向转型，促进传统优势产业的升级。螺旋缝埋弧焊钢管作为工业制造中的重要技术手段也逐渐向智能化方向发展。本文主要对螺旋缝埋弧焊钢管的发展现状进行分析，并预测智能制造发展。

关键词：螺旋缝埋弧焊钢管；智能制造；发展现状；策略

近年来，全球制造业发展中逐渐向智能化和数字化的方向发展，为了更好的应对工业制造业发展形式，需要加强对制造业的变革。美国、德国、日本等发达国家都针对工业发展纷纷提出新工业时代的发展措施。新中国成立后我国制造业发展出现新的转变，产业体系以及科技创新能力都不断发展，提升国家现代化发展的进程以及国家的综合实力，也促进制造业的快速发展。中国螺旋缝焊管是制造技术发展的重要技术模式，对高钢大直径后壁螺旋缝埋弧焊管技术发展具有重要作用，也是当前我国工业制造业发展中的重要技术形式。

1. 螺旋缝埋弧焊钢管技术发展现状

1. 自动焊接工艺技术

螺旋缝埋弧焊管的生产工艺可以分为两个步骤，第一个工艺步法为在生产过程中将焊接与成型同步进行。焊接主要采用内外埋弧焊的方式，速度慢，成型中容易受到各种因素的影响，导致钢管不符合工艺标准，形成质量缺陷。第二个工艺步法则是将工艺焊接和成型分开。首先将热轧钢带通过成型器进行成型，然后利用二氧化碳气体保护焊对管壁预焊，在这个过程中可以随时调整钢管的几何形状。然后对钢管进行内外埋弧精焊，可以利用多丝焊的方式对钢管进行焊接。钢管成型中不会被焊接方式影响，有利于对钢管成型工艺参数的优化，保证钢管几何形状的精确性。

2. 前后摆一步法生产工艺

螺旋缝埋弧焊钢管技术的应用中前摆式和后摆式工艺机组方法比较常用。其中前摆式机组工艺中将成型前的各种设备都设置在前桥位置，而且保证前桥位置的可摆动性，安装的设备包括矫平机、开卷机以及导板等，呈现的特点为通过前桥的摆动对成形角进行调整，并通过后桥的轻微调节达到工艺标准^[1]。前摆式机组具有工序集中、机组短以及换道容易等方面的特点。但是同时也存在一定的不足，无法使用活套装置，需要停车对头，而且不容易对带钢月牙弯的纠正，导致生产作业率和稳定性受到影响。

后摆式机组工艺中，工艺准备阶段设备都需要安装到飞焊小车与后桥上，其中后桥主要安装的设备为扶正器、切割机以及焊接设备等。后桥工艺方式主要是通过后桥对成型角进行调整转动，并通过递送边的定位方式进行连续生产。后摆式机组工艺需要准备的时间比较长，但是可以利用活套工艺方式，成型器安装在中心轴的一侧位置，延长带钢展开长度。

3. 生产线装备

随着工艺的发展和进步我国的钢管制造能力不断提升，数量也能够满足国家生产需要，而且产能富裕，但是从生产精益性和质量等方面来看，仍然具有很大的发展空间，当前尚无法满足技术标准要求。需要继续加强工艺装备改进，促进螺旋缝埋焊管生产的数字化、智能化发展，加强物联网创新。首先，采用成型焊接区域的远程集中控制方式，螺旋缝埋弧焊管的成型需要经过多重工序，在生产中会产生大量的扬尘，工作人员必须要佩戴防尘口罩，并采用多人多点的操作方式，消耗的劳动量大，但是生产效率却比较低，而且信息传递效果不足，管理效率低，无法实现实时监控的目的^[2]。通过技术的优化，内焊管生产工艺中逐渐开发了成型焊接远程控制模式，对螺旋埋缝弧焊管中的内外焊、成型等岗位和工艺进行集成，形成动态监控和精准定位，提升制造速度，一个人可以完成多项监控内容，而且可以根据生产对成型焊接的各项数据进行实时记录和采集，操作人员不需要在现场监控，远离粉尘、噪音等危害。

同时通过智能化系统的应用，还有利于扩大应用范围，不会受到焊接位置、管径以及坡口等位置的影响，能够实现对月牙湾、对头前后等不同情况下的误差监控和闭环跟踪，有效解决小直径钢管焊接的跟踪问题。此外，可以对焊接管进行自动定尺，设置一件切管系统，利用人机交互的系统模式，对切管位置进行高精度定位，并采用数字化和自动化的切管模式。

智能库系统可以利用机器人进行自动喷标，对钢管内壁和外壁自动定位喷标，并通过MES系统促进数据交换，最大程度的控制喷标误差，而且标志内容更清晰，提升作业效率和美观性。通过智能交库系统的应用还能够对钢管进行分段控制，此外可以通过物料自动输送、数据挖掘等技术模式，提升物流的管理效率。

2. 螺旋缝埋弧焊钢管智能制造的发展前景

一般来说，智能制造发展中包含的信息技术比较多，包括人工智能、云计算、物联网等多种技术形式，通过将这些高新技术与工程制造中设计、生产、管理以及服务等方面的融合，形成统一的物流系统。但是当前这些技术尚未完全成熟，仍处于发展中阶段。智能制造的关键性特征为，智能制造都是采用大规模批量的生产方式，注重机器人的应用和柔性化生产

^[3]。并通过集中生产的方式向网络协同性转变。物联网在制造业生产中的作用逐渐凸显，同时促进工业化和信息化的整合。随着工业化生产的完善，工业生产质量也不断提升。并通过信息技术以及监控和感知功能的应用加强数据采集，实现对传感器和终端设备的有效控制。同时将智能技术以及云平台融入到螺旋缝焊管各个生产环节中，提升生产和制造效率，降低成本损耗，完善产品质量，促进传统制造产业的升级和转型以及焊管技术的变革。

结语：

综上所述，螺旋缝埋弧焊钢管智能制造发展代表着中国工业制造业的进步，同时也是促进工业制造业发展的重要技术之一。为了促进螺旋缝埋弧焊钢管智能制造的发展，需要结合当前科学技术发展进程，探究更有效的发展路径，通过对国内外先进技术的借鉴，不断完善技术模式，提升生产效率，降低人力成本，同时也能够为工作人员提供安全防护，促进我国工业制造业的健康发展。

参考文献：

[1] 孙志刚,周书亮,李建明,等. 螺旋缝埋弧焊钢管智能制造发展与展望[J]. 钢管,2020,49(3):6-11.

[2] 朱贺,田岩平,王树祥,等. 螺旋缝埋弧焊钢管全外焊缝磨削机设计[J]. 钢管,2021,50(2):59-62.

[3] 吴嵌雅. 螺旋缝埋弧焊钢管自动化生产工艺探究[J]. 探索科学,2020(6):282-283.