WTC是Wall Thickness Control(壁厚控制系統(tǒng))的縮寫,細(xì)言之,可分為以下兩大類: WTCA(A:average)平均壁厚控制系統(tǒng)的功用是根據(jù)入口側(cè)壁厚測(cè)量值對(duì)張力減徑機(jī)的基速曲線加以修正,從而使張力減徑不銹鋼管件的平均壁厚更接近標(biāo)準(zhǔn)值;WTCL(L:local)局部壁厚控制系統(tǒng)的任務(wù)是對(duì)每個(gè)不銹鋼管件的縱向壁厚差異進(jìn)行局部補(bǔ)償。
現(xiàn)代張力減徑機(jī)中采用的測(cè)量系統(tǒng)和開環(huán)控制系統(tǒng)的主要特征為:1. 軋入端和軋出端的壁厚測(cè)量系統(tǒng);2. WTCA、WTCL和CEC三個(gè)基本控制功能;3. 作為控制計(jì)算基礎(chǔ)的過程模擬軟件包。
將測(cè)厚儀作為張力減徑機(jī)控制的信號(hào)源,測(cè)得數(shù)據(jù)輸人在線過程自動(dòng)控制系統(tǒng),則張減機(jī)本身成為閉環(huán)控制系統(tǒng),自動(dòng)完成WTCA、WTCL、CEC三個(gè)基本控制功能。
在張力減徑工藝過程中,對(duì)伸長率進(jìn)行一定程度的調(diào)整可以減小毛管壁厚的差異或名義壁厚的偏差對(duì)這一工藝過程的影響。當(dāng)然,縱向的與名義壁厚的差異也是可能發(fā)生的。此外,在張力減徑機(jī)前的機(jī)組中也可能發(fā)生如下現(xiàn)象:1. 溫度波動(dòng);2. 工具的不均勻磨損;3. 端部現(xiàn)象,即由于連續(xù)變形過程中機(jī)架之間的相互影響而造成的壁厚差異。
因此,對(duì)不銹鋼管件壁厚進(jìn)行測(cè)量,并借助于測(cè)量的數(shù)據(jù)對(duì)張力減徑機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)是必要的,其目的在于:1. 提高收得率;2. 降低不銹鋼管件進(jìn)一步加工的成本;3. 加強(qiáng)質(zhì)量控制;4. 對(duì)張力減徑機(jī)進(jìn)行快速而簡(jiǎn)單的調(diào)整;5. 張力減徑機(jī)操作的自動(dòng)化。
就壁厚差異而言,焊接管件和無縫管件之間的情況極為不同,因此對(duì)控制系統(tǒng)的要求也截然不同。通常焊接不銹鋼管件縱向的連續(xù)的壁厚差異較小,因此在焊管廠的張力減徑機(jī)上可安裝閉環(huán)控制系統(tǒng),將壁厚作為被控變量,且將測(cè)得的實(shí)際壁厚與成品管的要求壁厚兩者之差作為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的控制變量。
張力減徑機(jī)的開環(huán)控制和軋人端的壁厚測(cè)量裝置可以擴(kuò)展自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制功能,為有效地實(shí)現(xiàn)這一自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能,控制范圍要小一些,僅對(duì)不能通過測(cè)量而確定的干擾因素進(jìn)行控制。這一開環(huán)控制系統(tǒng)可以保證在軋制速度較高的情況下對(duì)軋入側(cè)壁厚差異進(jìn)行快速反應(yīng)。
就功能和效果而言,閉環(huán)控制系統(tǒng)和開環(huán)控制系統(tǒng)是相類似的,而它只是將伸長率作為被控制變量。采用這一系統(tǒng)時(shí),沒有軋出端的壁厚測(cè)量也能實(shí)現(xiàn)控制功能,可憑借對(duì)軋件的速度測(cè)量來測(cè)得伸長率,這樣花費(fèi)可以少一些,當(dāng)然這就意味著喪失軋出端壁厚測(cè)量裝置所具有的質(zhì)量監(jiān)控和確定切頭方式等優(yōu)點(diǎn)。
如要消除沿管子長度方向的壁厚差異,將閉環(huán)控制系統(tǒng)用于無縫鋼管機(jī)組則往往是不合適的,這是由于減徑管太短,而要在較小的不銹鋼管件載面內(nèi)實(shí)現(xiàn)較大的壁厚調(diào)整較難,此時(shí)僅僅只有自適應(yīng)開環(huán)壁厚控制系統(tǒng)能滿足要求。該系統(tǒng)對(duì)人口毛管的壁厚進(jìn)行連續(xù)測(cè)量,并按照控制功能對(duì)于實(shí)測(cè)壁厚與名義壁厚之間的偏差進(jìn)行速度調(diào)節(jié),借助于計(jì)算機(jī)對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行諸如平正以及統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)等處理。張力減徑過程中料流跟蹤對(duì)保證這一控制系統(tǒng)的操作和效果是很重要的。借助于出口端的壁厚測(cè)量,再加上對(duì)結(jié)果的監(jiān)控,對(duì)于消除從屬的干擾因素的影響來說,控制功能是可以適應(yīng)的。
不論是就整臺(tái)張力減徑機(jī)而言或是就傳動(dòng)系統(tǒng)而言,僅僅是軋入、軋出端一些機(jī)架參與壁厚控制的速度調(diào)節(jié)。對(duì)單獨(dú)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)來說,參與壁厚控制的機(jī)架數(shù)是可變的,且可按壁厚與名義尺寸有偏差的軋人毛管的長度進(jìn)行調(diào)整。但由于當(dāng)足以影響壁厚值的機(jī)架數(shù)目減少時(shí),在既定的速度調(diào)節(jié)中伸長率的變化亦較小,所以,上述調(diào)節(jié)的作用也是不大的。采用自適應(yīng)開環(huán)壁厚控制系統(tǒng),從原理上講是可以充分利用張力減徑機(jī)所有的調(diào)節(jié)功能的。
CARTA 自動(dòng)化控制系統(tǒng)(CARTA是英文“計(jì)算機(jī)輔助軋制技術(shù)”的縮寫)的目的是保證產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)能力。減少管壁和管徑的尺寸偏差意味著節(jié)省原材料、降低成本及提高競(jìng)爭(zhēng)能力。
張力減徑是熱軋管的最后一步,它可以糾正壁厚。CARTA-SRM技術(shù)有下列工作范圍:
1. 工藝及孔型設(shè)計(jì);
2. 與CNC-軋輥加工機(jī)床相連的機(jī)架管理;
3. 工藝控制及CEC,WTCA/L及其他自動(dòng)化程序;
4. 經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫。
CEC-技術(shù)(即自動(dòng)化管端控制)可以通過調(diào)整工藝使管端損失降低到最低限度,這樣可以達(dá)到張力減徑工藝的最佳化;
WTCA/L(局部管厚控制)可以通過調(diào)整對(duì)應(yīng)每根荒管的壁厚偏差;CARTA技術(shù)系統(tǒng)還可以增加靈活性、材料使用率、鋼管質(zhì)量和設(shè)備使用率。
對(duì)FPS-技術(shù)(用可調(diào)的張力減徑機(jī)機(jī)架精軋)來說經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)模式非常重要,只有掌握很多因素對(duì)公差性能的影響,才能準(zhǔn)確地調(diào)整軋機(jī)。數(shù)據(jù)管理是對(duì) CARTA-SRM-FPS 技術(shù)有效的補(bǔ)充。