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大口徑直縫埋弧管主要承擔(dān)海洋及陸地油氣、石油及天然氣、煤及礦槳等介質(zhì)的管道輸送，尤其適合我國目前正在建設(shè)的“西氣東輸”工程，亦可用于出口和替代進(jìn)口。德國SMSMEER（原國際著名的曼內(nèi)斯曼）公司、日本NKK公司、日本O.T.K（大阪特殊鋼管廠）、印度WELSPVN制管公司、韓國現(xiàn)代重工和世亞公司，都有其獨到的制管技術(shù)，皆為國際制管業(yè)的精英。
　　
一、國際制管技術(shù)工藝方法及特點
　　國外生產(chǎn)大口徑直縫埋弧焊管的成形方法有：UOE法、CFE排輥成形法、RBE輥彎成形法，JCOE成形法、C成形法、PFP逐步折彎成形法等。簡單介紹如下：
　　
1.UOE法首先將預(yù)彎邊的鋼板在U壓力機(jī)的成形模內(nèi)壓成U型，然后在O壓力機(jī)的成形模內(nèi)再壓成O形焊接成管后再整體擴(kuò)徑。UOE法是當(dāng)今國際上最先進(jìn)的成形方法之一，至今世界上已有這種成形焊管機(jī)組近30套，UOE法以生產(chǎn)效率高和產(chǎn)品質(zhì)量好著稱，但沒備價格昂貴，投資規(guī)模大。
　　
2.CFE法的排輥成形機(jī)由預(yù)成形機(jī)架、平輥機(jī)架、邊緣彎曲輥及小排輥機(jī)架組成，由于設(shè)置了許多相同的小排輥，使得成形過程中鋼板邊緣的軌跡近乎是直線的，避免了“邊緣拉伸”現(xiàn)象。CFE法成形質(zhì)量好，其產(chǎn)品質(zhì)量與UOF法無區(qū)別。該法使用原料為熱輥帶鋼卷，這一點與其它成形法均不同。它主要適用于大批量、單一品種鋼管的生產(chǎn)，但難以生產(chǎn)高強(qiáng)度厚壁鋼管及大口徑鋼管。
　　
3.RBE輥彎成形法將鋼板在三輥或四輥之間經(jīng)多次滾壓成形，此種方法生產(chǎn)出的焊管在使用性能和可靠性上均接近UOE焊管。RBE法投資少，建廠快，產(chǎn)量適中且靈活性較大，對市場適應(yīng)性強(qiáng)，近年來該方法在一些發(fā)展中國家得到了應(yīng)用。但由于該成形法成形上輥中部無支撐，受其剛度的限制，成形鋼管直徑不能小于508mm（20in），降低了市場占有率，我國不少管道的直徑在508mm以下。
　　
4.JCOE成形法，首先在水壓機(jī)上把鋼板壓成J形，兩側(cè)壓邊后，經(jīng)多次沖壓成形為C形，最后經(jīng)半O形上模具壓成O形。JCOE法其產(chǎn)品質(zhì)量與UOE焊管接近，而作業(yè)線價格遠(yuǎn)低于UOE機(jī)組，但其生產(chǎn)效率低。
　　
5.C成形法用兩臺C成形機(jī)代替UOE機(jī)組中的U壓力機(jī)和O壓力機(jī)，其成形過程為：經(jīng)預(yù)彎邊的鋼板首先在第一臺壓力機(jī)上成形鋼板的一半，接著在另一壓力機(jī)上成形鋼板的另一半，從而得到O形圓管。C成形法生產(chǎn)的焊管尺寸合適，產(chǎn)量適中，生產(chǎn)線價格較低。
　　
6.PFP逐步折彎成形法是將端頭預(yù)彎的鋼板在壓力機(jī)上以較小的步長，較多的次數(shù)逐步對板料進(jìn)行折彎，最后經(jīng)鋼管合縫焊機(jī)成形為圓管。PFP法因每次壓下量小，故壓力機(jī)噸位不大，因此投資也較小，該種方法可以成形不同管徑，不同壁厚的焊管，加工的直徑可小于406mm，生產(chǎn)的焊管質(zhì)量較好，產(chǎn)量適中。
二、制造工藝分析對比
　　1.通過對焊管成形工藝方法及其特點的分析和對比，UOE法產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，是目前世界上最先進(jìn)的焊管成形方法，但價格十分昂貴，全套設(shè)備進(jìn)口價格約2億美元。由于我國管道建設(shè)往往具有波動性和突發(fā)性，市場起伏較大，在目前對長遠(yuǎn)的國內(nèi)市場尚無十分把握，國際貿(mào)易還處在起步階段的條件下，采用UOE法的風(fēng)險較大。
　　
2.RBE輥彎成形法、C成形法及PFP逐步折彎成形法較為適合我國的實際，其焊管尺寸合適，產(chǎn)量適中，機(jī)組價格較低，國內(nèi)企業(yè)完全有能力承擔(dān)。
　　
3.PFP逐步折彎成形與RBE輥彎成形法比較，兩者的特點大體相同，但PFP法生產(chǎn)的焊管直徑可小于406mm，這一點是RBE法所做不到的，PFP法生產(chǎn)線具有更強(qiáng)的市場適應(yīng)能力。PFP法投資在6500~8000萬元左右。PFP法成型機(jī)組比C成型法主機(jī)機(jī)組簡單。在我國大口徑直縫埋弧焊管設(shè)備目前空白的情況下，對于國內(nèi)第一條新建機(jī)組來說，選擇PFP成型機(jī)更為有利。
　　
三、PFP法大口徑直縫埋弧焊管生產(chǎn)線工藝
　　板材超聲波探傷→銑邊→預(yù)彎→成形→合縫預(yù)焊→內(nèi)焊→外焊→超聲波探傷→X射線探傷→擴(kuò)徑→整圓→水壓試驗→超聲波探傷→X射線探傷→平頭倒角→磁粉探傷→稱重測長→標(biāo)記出廠。
　　
四、我國管道用鋼管需求及鋼管制造業(yè)現(xiàn)狀
　　1.需求
　　東營—黃島輸油管線全部采用從日本進(jìn)口的UOE直縫管近4萬噸。
　　
上海寶山鋼鐵公司已能生產(chǎn)X級中厚鋼板；甘肅省酒泉鋼鐵公司正進(jìn)行技術(shù)改造，也將建成一條為制管提供板材的軌制線。
　　西氣東輸及其它主要管道鋪設(shè)工程年需求量在100萬噸以上（進(jìn)口）。總的市場需求量在1500萬噸左右。
　　
2.現(xiàn)狀
　　我國現(xiàn)有六大焊接鋼管廠，即寶雞石油鋼管廠、華北石油鋼管廠、沙市石油鋼管廠、資陽石油鋼管廠、勝利石油鋼管廠和遼陽石油鋼管廠，其主導(dǎo)產(chǎn)品都是埋弧螺旋焊接鋼管。目前，在建的大口徑直縫埋弧焊管生產(chǎn)項目有：華北石油鋼管廠大直縫埋弧焊管生產(chǎn)線和沙市石油鋼管廠大直縫埋弧焊管生產(chǎn)線。已建成于2001年底竣工驗收的大口徑直縫埋弧焊管項目是由天水鍛壓機(jī)床廠為主組建的天水天力特種管公司。
　　
3.大直縫埋弧焊管產(chǎn)品規(guī)格
　　壁厚：6mm~25.4mm；管徑：Φ406mm~Φ1200mm；長度：8000mm~12000mm；材質(zhì)：X42~X70。
　　材質(zhì)要求：X級鋼材，要求材料具有超純凈低硫、低碳、低磷、高強(qiáng)度、高韌性和良好焊接性。
　　“西氣東輸”工程所需直縫焊管規(guī)格（輪南至上海）：壁厚：25.4mm；管徑：Φ1016mm；長度：12000mm；材質(zhì)：X70。

產(chǎn)品精度：按美國制管協(xié)會API SPEL5L標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行大口徑直縫埋弧焊管的制造和各項精度檢測。產(chǎn)品執(zhí)行并達(dá)到API、BS、AS、DIN、GB標(biāo)準(zhǔn)。橢圓度公差±1%，直線度偏差不超過管長的0.2%。

五、PFP法大口徑直埋弧焊管主要生產(chǎn)設(shè)備簡介
　　1.鋼板銑邊機(jī)（Plate Edge Trimer）
　　主要用于鋼板加工，以保證鋼板兩邊平行，同時加工出焊接坡口。整機(jī)由兩臺銑邊機(jī)組成，兩邊同時銑削，每邊裝有多把固定的銑刀，在鋼板通過時進(jìn)行銑削加工。其優(yōu)點是加工效率高，且產(chǎn)生的鐵屑易于運輸。
　　
2.板料端頭預(yù)彎機(jī)（Plate End Crimping Machine）
　　主要用于需要折制成圓管的鋼板兩端進(jìn)行預(yù)彎處理。整機(jī)由兩臺端頭預(yù)彎機(jī)相對安裝在兩個底座上，由一臺電動機(jī)及雙伸軸減速器同時帶動安裝在機(jī)器底部的左右旋轉(zhuǎn)絲杠旋轉(zhuǎn)，使兩臺端頭預(yù)彎機(jī)接近或遠(yuǎn)離，從而對不同寬度鋼板兩端頭同時進(jìn)行預(yù)彎。主機(jī)前后配有進(jìn)出料輥道，可將預(yù)彎成型的工件送入下一道工序。主機(jī)為C形床身，有三個主油缸和兩個活塞同步油缸，以保證滑塊工作時的同步。機(jī)床的預(yù)彎模具由相應(yīng)的管徑參數(shù)決定，由于對鋼板的端頭預(yù)彎是分段進(jìn)行的，因此上下模具均有過渡段，即圓弧半徑逐漸變大，且圓心的位置也隨著變化，避免了分段預(yù)彎造成鋼板的撕裂等缺陷。
　　
3.制管液壓機(jī)（Steel Pipe Forming Machine）
　　機(jī)床采用單板框式結(jié)構(gòu)，剛性好，強(qiáng)度高。主機(jī)采用了德國博世公司的電液比例同步液壓閥，左右立柱上各安裝一只光柵，與計算機(jī)、比例閥組成一閉環(huán)伺服控制，使滑塊保持同步運行，保證了機(jī)器的高精度。滑塊定位精度為0.05mm，重復(fù)定位精度為0.05mm。輔助設(shè)備由橫向送料機(jī)構(gòu)（送料精度誤差＜0.1mm＝、鋼板對中機(jī)構(gòu)、工件送出機(jī)構(gòu)等組成，進(jìn)出料方便，對線準(zhǔn)確。機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)采用荷蘭DELEM DA-23E數(shù)控系統(tǒng)，可實現(xiàn)對Y1、Y2、X1、X2、X3、X4共六個數(shù)控坐標(biāo)軸的控制。主機(jī)同步精度、上下點定位精度、重復(fù)定位精度和操作機(jī)送料精度準(zhǔn)確精密。
　　
4.合縫預(yù)焊機(jī)（End Squaring & Tack Welding Machine）
　　用于對已壓制成型的開口管筒由上下模使其邊部合攏，并進(jìn)行預(yù)焊，以保持鋼管的形狀，為下步工序的內(nèi)焊和外焊提供條件。機(jī)器工作時，管筒由卡緊裝置定位，通過鏈條輸送裝置將鋼管送入合縫機(jī)，其上有前后壓頭與高低壓頭，壓頭通過液壓系統(tǒng)將力傳遞給鋼管，借傳動鏈條帶動連續(xù)不斷地合攏與點焊、焊接速度為2m/min。
　　
5.鋼管內(nèi)焊機(jī)（Pipe Internal SAW）
　　用于對預(yù)焊后的管筒進(jìn)行內(nèi)壁焊接。在焊接過程，管筒平放在輸送車上，輸送車的輸送速度確保均速，無沖擊振動。內(nèi)焊機(jī)采用懸臂梁結(jié)構(gòu)，輸送車的位移量超過懸臂梁的長度，在懸臂梁的端部裝有焊接裝置，懸臂梁在管筒內(nèi)。當(dāng)輸送車以焊接速度退回時，管筒內(nèi)壁焊縫由埋弧焊工藝形成。該內(nèi)焊機(jī)通過懸臂梁將焊接電極、焊絲、焊劑及焊接電流提供到焊接處。

6.鋼管外焊機(jī)（Pipe External SAW）
　　用于對內(nèi)焊后的管筒進(jìn)行外壁焊接。外焊時，管筒同樣平放在輸送車上，輸送車在焊頭下方勻速移動。該外焊機(jī)通過對地車驅(qū)動電機(jī)的變頻調(diào)速達(dá)到焊接所需要的速度。焊機(jī)機(jī)頭部位配有十字滑架，焊接過程中可實現(xiàn)水平、垂直方向的微調(diào)，以便控制焊接機(jī)頭的焊縫位置的對中，焊接速度為0.12m/min~1.2m/min。
　　
7.鋼管擴(kuò)徑機(jī)（Steel Pipe Expanding Machine）
　　是制管生產(chǎn)線中的主機(jī)之一。該擴(kuò)徑機(jī)采用機(jī)械擴(kuò)徑，其目的是通過將管子擴(kuò)張到屈服點而達(dá)到對管子的整形和矯直，并且可以消除殘余內(nèi)應(yīng)力。擴(kuò)徑機(jī)由送管小車、擴(kuò)徑頭組成。擴(kuò)徑頭由幾個扇形塊組成的芯棒安裝在楔形板上，而楔形板固定在液壓缸的活塞桿上。當(dāng)液壓缸活塞和楔形板向右移或向左移時，構(gòu)成芯棒表面的扇形塊向外擴(kuò)展或縮小。
　　擴(kuò)徑機(jī)的能力可以擴(kuò)壁厚達(dá)25mm的鋼管，擴(kuò)徑量為1%~1.5%。
　　
8.水壓試驗機(jī)（Hydrostatic Testing Machine）
　　用于鋼管的密閉性試驗，機(jī)床的總體布局類同于臥式四柱壓力機(jī)，前壓頭靠主液壓缸推動并提供壓力；后壓頭裝在一行走小車上，根據(jù)不同管長，用插銷與四根拉力柱固定。試驗時，鋼管與前后頭之間端面密封，先低壓充水，后采用一增壓器高壓充水，直至焊管內(nèi)水壓達(dá)到試驗要求的壓力。另一端主液壓缸內(nèi)的油壓同時上升，達(dá)到某一值后和水壓壓力保持一動態(tài)平衡，保壓約10s，檢測焊管有無泄漏。
　　
9.平頭倒角機(jī)（Chamfering）
　　用于鋼管兩端的銑削定長和倒角。該機(jī)布局采用兩套銑削機(jī)構(gòu)（滑臺及刀盤裝置）由兩端對面布置，鋼管進(jìn)入兩銑削機(jī)構(gòu)中間后托起，兩銑削機(jī)構(gòu)同時完成趨近、夾緊、加工等工作。
　　該機(jī)除滑臺趨近運動采用電機(jī)減速后利用齒輪齒條傳動副運動外，其余動作全部采用液壓電氣驅(qū)動，自動化程度高，效率高（工作效率為15分/根）。
　　
10.超聲波探傷儀（Ultrasonic Inspection Test）
　　由操作室及導(dǎo)軌和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等組成的超聲波探傷設(shè)備，可對鋼管進(jìn)行缺陷探傷。
　　
11.X光探傷機(jī)（X-Ray Testing Machine）
　　由升降懸臂部分、圖象增強(qiáng)器、小車進(jìn)出料數(shù)量級道、車體、車上旋轉(zhuǎn)輥、小車導(dǎo)軌及支座、PLC和電控柜組成的X光探傷設(shè)備，可對鋼管焊縫缺陷、材料缺陷和裂紋進(jìn)行探傷。