[发明专利]用于制造锅炉管的系统、方法以及设备

说明书

一种用于制造锅炉管的方法包括以下步骤：将端盖从多个管移除，多个管至少包括第一管和第二管；清洁第一管和第二管的外表面；在第一管的上游端上形成焊接预备部；在第二管的下游端上形成焊接预备部；将第一管的上游端焊接到第二管的下游端，以形成对接焊接部，而产生长管；以及利用自动化装置来测量至少第一管和第二管的参数。自主地执行移除端盖、清洁管的外表面、形成焊接预备部、将第一管焊接到第二管以及测量参数的步骤。

技术领域

本发明的实施例大体上涉及发电系统和过程，且更特别地涉及用于生产用于锅炉的长管的系统、方法以及设备。

背景技术

典型地通过端对端地焊接可在市场上买到的可运输的管长度来制造用于在锅炉中使用的长管。这些长管在长度上不同，这取决于生产和机器能力要求。典型地，管长度受限于管弯曲系统的物理限制，利用管弯曲系统来使长管弯曲成蛇形件。大体上，现有的长管弯曲系统可处理在25至100米长度的范围中的管。为了满足长管的最终要求，按照弯曲系统的最大容量将多个长管制作成区段，且将长管对接地焊接在一起，以产生期望的成品长度。除了具有可变的长度之外，由多个独立的管构成的长管还可具有多种管径、壁厚以及化学成分。

用于制造用于在锅炉中使用的长管的所有管材在弯曲之前均经历相同的预备过程。这些步骤是按顺序的，且在操作上大体上是人工的，且/或在各自执行多个分立操作中的一个的专用机器上实施。此外，这样的步骤典型地在分批模式下运行，其中在操作之间进行物料存储，这由于增加的半成品(WIP)和操作各个机器的人的数量而导致高成本。例如，现有的长管制造过程涉及预先的预备工作、材料检查、清洁、管端预备、直管对接焊接、无损焊接测试、修复以及生产之后的弯曲的步骤，所有这些步骤均在需要人工操作员的独立的机器上实施。

在预先预备工作步骤中，通过室内或室外起重机而将被捆绑的管从工厂处的卡车卸下，且检验管以确保它们在尺寸、数量以及化学性质的方面满足采购订单的规定。在轧管机处以化学性质等级、尺寸(诸如外径和壁厚)以及用于可追踪性的炉号来物理地标记独立的管，且将管成堆地存储于室外存储场中，直到生产需要它们为止。在进一步处理之前，管被运送到喷丸区域，以清洁管表面。

在大部分的生产设施中，品质检验员或喷丸操作员在管束在工作站处被接收的时候人工地执行材料检查。对照生产计划而人工地检查管，以确定恰当的管位于工作站处。任何材料检查均为随机进行的，因为这样的检查典型地并非生产要求。

在开始任何制造操作(诸如焊接和最后的上漆)之前，使用清洁步骤来清洁管的表面，以移除任何轧屑、氧化层、油或防腐剂涂层。为了实现该操作，将管束拆散，且将独立的管供给通过商品化的喷丸系统，喷丸系统利用钢丸来清洁表面。喷丸系统通常是分批装载的，且可一次处理一至四个管。在当前的过程中，在轧机处安装的保护性管端盖在管的端部上保持就位，以防止喷射介质进入到管的内部中。然后，在喷射之后或就在下一个操作之前，使用钳子或螺丝刀来人工地移除这些盖。在清洁之后，手工地对管进行重新标记，以满足可追踪性要求，且然后将管收集于存储架中，在存储架处，将管捆绑且使管排队等待，以用于在移动到下一个操作之前的临时存储。

在大部分的生产设施中，对于管端预备而言，管束被送到独立的预备站，以用于在管的端部上加工焊接预备部(preparation)，使得可焊接管束，或管束被送到较小的生产线，该生产线将管材锯且切割成较短的长度，以用于作为集管连接管或松管而使用。这些端部预备生产线可为人工的或半自动的独立式系统。在端部预备期间，清洁管端的外径，且然后将焊接坡口预备部加工到端部中。然而，因为存在多种管对接焊接预备部几何结构，故需要用于不同管径和壁厚的不同刀具。出于这些原因和刀具磨损原因而进行的刀具更换可非常耗时。在完成在管端上加工焊接预备部之后，将管送到存储架或将管重新捆绑，以用于下一个操作。