焊管企业信息系统的建设及发展

焊管企业质量控制离不开信息化。信息化不仅是计算机、电气技术人员的工作，需要全员，特别是工艺技术人员的关注和参与。

在机组单机自动化、信息化的基础上向全线数字自动化、网络化、智能化发展是焊管机组的发展方向。先进焊管企业不仅实现了焊管机械设备的数字自动控制，而且焊接和热处理电源和无损检测装置也实现了全数字化控制。数字化和信息技术不仅用于先进制管设备的运行控制，而且用于成型、焊接过程的有限元分析，不仅可实时监控焊管质量，而且具备了数据分析和处理能力，通过内部控制和预警提高质量保证能力和持续改进。

为了应对管道建设对钢管日益提高的质量保证要求，20世纪末欧洲焊管企业率先进行了焊管企业信息化改造，改善过程控制，不断提高产品质量，其要点是:将过程控制确立为优先发展的最高技术，目的是避免错误，做到首次即正确，实现无缺陷焊接，满足严格的尺寸要求，持续提高核心员工的技能。欧洲焊管企业的信息控制系统见图1，该系统的核心是被称为PRODIS的生产控制和信息系统(production control and information system)。生产控制和信息系统与工艺和质量参数自动检测系统相连接，对从材料到成品钢管的生产全过程和各中间阶段实行不间断的监控(见图2)，为钢管生产提供持续的质量保证，并记录所有的质量数据和客户的要求。

工艺设备参数管理系统的功能是通过工厂的信息网络建立所有生产设备之间的连接，实时记录并提交对钢管质量有影响的全部关键工艺参数，如成型、焊接和精整设备等对钢管质量有直接影响的主要工艺参数，每生产一根钢管要产生2 000个过程数据;通过全面、实时的监控迅速发现过程偏差;确保机器之间的通讯，在发生偏差时对生产线的后续工序操作人员发出预警，并监视纠正措施的结果。

工艺设备参数管理系统有正向和反向两种工作模式。正向工作模式为:在合同执行前，先进行工艺优化设置和选择最合适的工具，由技术人员记录在“参数管理机”(PRM)中。参数管理机与工艺设备参数记录仪网络相连接，信息通过工艺设备参数记录仪直接传递给机器，不受人为干预，避免所有可能的数据传送错误。反向模式为将现场工艺参数的修正数据反馈回参数管理机和工艺技术人员。

工艺设备参数记录仪记录的一次成型调整对钢管直度影响的数据如图5所示。图中可见这次成型调整改变了钢管的弯曲方向，但钢管直度仍然保持在公差范围内。同样对钢管的椭圆度甚至钢板的性能分布也可以进行类似的监控。

欧洲钢管公司采用激光实时检测和监控，通过严格的过程控制，实施严格的直度和椭圆度的内控标准，实现北溪管道严格的管径和壁厚尺寸公差和等级要求，达到了管端椭圆度不超过5．0 mm的要求，如图6所示。这对尺寸精度严格要求的海底管道是十分必要的。如果没有实时测量和监控和严格的过程控制，达到如此精确的尺寸控制是难以想象的。

通过多通道记录仪对焊接参数实行不间断的监控，当发现焊接参数(如电弧电压、电流)发生异常时，对管长特定位置上电压和电流突变(表明熔池中可能存在缺陷)进行标识，同时对下道检验工序X射线检查站自动发出异常预警信息，给出管号和缺陷部位信息，使X射线检查站能够准确定位探伤(对内焊缝的超声波探伤进行补充检验)，同时提前通知焊工主动进行检查，这样，不仅及时消除了该缺陷，而且在进行下一根钢管的焊接之前就能进行必要的检查和调整，防止类似事件再次发生。