伊藤忠机械技术株式会社国际机械部总经理 中村公彦(Kimihiko Nakamura )认为,与 API 相比,TCG43 是生产对高合金材料质量要求更高的特殊螺纹的最佳设备。
TCG43 是最好的设备。
“日本一家大型管材生产商之所以引进第二台 TCG43 车丝机,是因为他们认识到,要在稳定的质量和快速节奏时间内生产出特殊螺纹,关键在于要有高刚性来承受来自切削刀具的反作用力。在日本管材生产商决定引进第一台 TCG43 之前,反复的加工测试已经证明了这一点。TCG43 是能够实现上述要求的最佳设备,可用于生产这家日本钢管制造商的特殊螺纹,与 API 相比,该螺纹对高合金材料的质量要求更高"。
为什么特殊螺纹对未来具有决定性作用?
石油生产的条件越来越苛刻,必须确保管道,特别是其连接处的安全性和刚性。只有由 西马克集团的 TCG 车丝机生产出符合 ISO 最高标准的特殊螺纹,才能满足各种复杂的要求,安全地开采石油。
采用优质螺纹的 OCTG(石油专用管)管道可满足最苛刻的石油开采条件。这包括使用这些高性能管材进行石油钻探,能够深入陆上和海上数千米的深度。
带有特殊螺纹的所谓酸性服务管材可以承受硫化氢和硫酸等侵蚀性和腐蚀性条件。由于高强度和高合金管(包括其螺纹)可承受极端的温差,因此才能在极圈附近勘探到大量矿藏。
在石油平台附近的近海地区,特殊螺纹有助于确保石油开采管道永久经受住剧烈运动。采矿作业不仅要垂直进行,还要因地质原因而改变方向--即使是这些巨大的挑战,石油专用管和优质螺纹也能应对自如。
西马克集团如何实现这种独特的螺纹精度?
西马克集团精整线设计部主管 Tim Küppers 解释说:"设备的刚性和减震对精度和质量至关重要。我们对车丝机的所有部件进行了持续的测试,并取得了新的进展。总之,它们之间的相互作用达到了最佳状态,并获得了最佳的螺纹加工效果"。
在研发过程中,西马克 集团采用了最先进的有限元模拟技术。通过有限元计算,对机床框架、齿轮单元、刀塔布置、带直线导轨和预紧滚珠丝杠的驱动元件等结构部件进行了检查和优化。结果再次经过客观、独立的检验,并得到亚琛工业大学的确认:TCG车丝机在刚性和无振动运行方面达到了最高值。
精度的关键因素和主要创新包括刀塔(刀架)的定位,它与钢管的距离很短,与设备轴线垂直布置,还有一个独立的自支撑定心卡盘。 有了这种结构,用于夹紧的钢管长度可以保持尽可能短和稳定,从而也可以高精度地加工焊接的薄壁 石油专用管。
此外,还可选择使用内部夹紧装置来稳定钢管。新开发的卡盘具有结构紧凑、惯性小和灵活的特点,能够以最佳方式夹起每根管子。螺纹切削过程中不需要的刀塔工具不会与夹紧卡盘发生碰撞。这样,钢管就能被夹紧得尽可能短,从而最大限度地减少振动。
“此外,高压冷却系统和特殊设计的工具模块可实现更好的碎屑流动(长碎屑),数控操作的芯轴/插头可很好地避免冷却液进入管材,定心卡盘+浮动/刚性卡盘可很好地确保钢管的定心精度,从而支持无干预的连续操作。伊藤忠机械技术株式会社国际机械部总经理 Kimihiko Nakamura 说:"我们相信,这家日本大型钢管制造商很乐于使用这种先进的车丝机。
高生产率和作业率的特点是什么?
全自动流程缩短了生产周期,提高了生产率。这首先得从加工中心前的输送系统说起。特殊的夹辊装置可确保快速送管。通过跟踪,设备可以了解管材尺寸和钢种等数值。根据这些数据自动进行动态调整,并将二次安装时间降至最低。
两个刀塔各配备六把刀具,因此机床共有十二个工位。该机器可满足高合金钢等相应材料特性以及粗加工、精加工或螺纹切削等加工工艺的要求。因此,生产过程可以无中断、高效率地进行。预先定位的工具可以加工各种螺纹类型,并提供强大的冷却液应用,从而实现最高的加工速度。冷却液经过收集、清洗后再次送入生产循环,除了提高能效外,还有助于螺纹铣刀使用的可持续性。
为避免停机,所有敏感的机器部件(如刀盒)都受到保护,防止切屑或冷却乳液的直接冲击。根据钢管和螺纹的不同,钢管内部会自动安装不同的塞子进行保护。此外,整个内部空间表面光滑,可防止碎屑附着,可全自动实现连续排屑,还可额外安装排屑系统。
自动润滑系统也有助于实现作业率和最小化维护任务。此外,最新的设备设计使所有组件都能以最佳方式进入。该设备配备了集成式进入和安全系统,提供带顶盖的宽大滑动门,因此生产人员不会受到冷却液滴落的影响,在更换组件组时也简化了起重机的应用。
为客户提供的数字化和工业4.0方面如何?
在控制、数字化和工业 4.0 方面,TCG 车丝机采用开放式设计,即采用接口方式和集成传感器技术。在数控机床控制方面,可根据客户要求使用西门子或 FANUC 系统。人机界面操作概念设计直观,为监控全自动过程提供最大的透明度,并提供简单、快速的干预和调整选项。
西马克集团精整线销售经理 Christian Benten:“我们的设备可以无缝集成到现有的 ERP 系统和管材精整生产线中,并支持相应的钢管跟踪。通过这种连接和联网,设备可在当前工艺中根据相关钢管进行完美的预先调整。同时,还可为下游生产步骤提供工艺和螺纹数据,并将其纳入客户的质量文件中。
“我们已经为 TCG 车丝机的数字化未来做好了最佳准备。我们正在开发非常有前景的数字化和智能化解决方案,以进一步提高 TCG车丝机为客户带来的附加值",西马克集团光亮钢和精整设备副总裁 Falk Rößeler 预测了新设备的未来前景。