熱處理后的不銹鋼管，無(wú)論是平直度，還是橫截面的圓度都會(huì)變得十分差，不銹鋼管矯直和整圓就成為鋼管生產(chǎn)的一道必不可少的序。

 1. 鋼管彎曲度的測(cè)量

  國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)成品不銹鋼管平直度和圓度的質(zhì)量及交貨技術(shù)條件，都有明確的規(guī)定。但在國(guó)際間，由于國(guó)家之間的差異，焊管的類型和用途的不同，對(duì)成品管平直度和圓度的質(zhì)量及交貨的技術(shù)條件的要求也不盡相同。

  在一般情況下，是按彎曲度的級(jí)別來(lái)控制不銹鋼管矯直的質(zhì)量。而常用的鋼管彎曲度（平直度）的測(cè)量方法，有下面兩種測(cè)量方法。

   a. 鋼管相對(duì)彎曲度測(cè)量

  將不銹鋼管置于寬一米的測(cè)量平臺(tái)上，測(cè)量焊管最高處到平臺(tái)的垂直距離（即弦高），如圖8-1所示，該距離就是此鋼管的相對(duì)彎曲度。因?yàn)檫@種測(cè)量方法簡(jiǎn)單便捷，可以用于任何形式鋼管外形輪廓的測(cè)量，所以被廣泛采用。

   b. 鋼管絕對(duì)彎曲度的測(cè)量

  即將不銹鋼管置于寬一米的測(cè)量平臺(tái)上，轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管，用尺子測(cè)量焊管最高處到焊最低處的垂直距離，如圖8-2所示，該距離就是此不銹鋼管的絕對(duì)彎曲度。

 2. 矯直的原理

   a. 三點(diǎn)矯直

  最早的矯直方法，可以在最原始的鍛工作坊里看到。使用一條類似長(zhǎng)凳或一套典型的鐵砧，用人工的力量矯直原材料，用肉眼視覺(jué)觀察，檢查其彎曲度。我們從鐵匠那里，可以學(xué)到難得的經(jīng)驗(yàn)，即“矯枉過(guò)正”，可以使工件在“過(guò)正”矯直后，經(jīng)回彈之后達(dá)到一個(gè)可以接受的彎曲度。

  矯直類似于間支橫梁，兩端被支撐后，在壓力作用下，向下作“過(guò)正”彎曲，達(dá)到矯直的目的。當(dāng)彎曲不銹鋼管的兩端被支撐，彎曲向上，在彎曲處施加壓力向下彎曲時(shí)，如圖8-3所示，在管壁的中性層會(huì)引起大小相等方向相反的作用力。在中性層周圍，經(jīng)過(guò)了從屈服極限到塑性區(qū)的變化，引起管材永久性變形。當(dāng)彎曲壓力除去時(shí)，彎曲產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，仍然使管材保持平衡，管材的內(nèi)部平衡因此而實(shí)現(xiàn)，并得到矯直。

  b. 旋轉(zhuǎn)矯直

   不銹鋼管整圓和矯直同時(shí)進(jìn)行時(shí)，就要采用旋轉(zhuǎn)矯直的方式。因?yàn)樾D(zhuǎn)矯直時(shí)，采用了幾對(duì)與鋼管成一定角度的輥?zhàn)樱p曲線輥面與鋼管的徑向形成圓的輪廓。鋼管的轉(zhuǎn)動(dòng)，是由鋼管和輥?zhàn)映梢欢ǖ慕嵌人?，整圓和矯直是通過(guò)輥面和鋼管表面之間的接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如圖8-4所示。但每一對(duì)輥?zhàn)优c鋼管彎曲無(wú)任何關(guān)系，它起不到矯直鋼管的作用，只是起把不銹鋼管整圓的作用，它只有和相鄰的輥?zhàn)右黄?，才能起到矯直不銹鋼管的作用。所以，這些都是非常重要的。另外，還因?yàn)槊啃D(zhuǎn)一圈，塑性變形在縱向方向上向前偏移一圈，這個(gè)過(guò)程還要消耗更多的能量，并與相鄰的輥?zhàn)右黄鹗逛摴艿玫匠C直和達(dá)到整圓的目的。

  不銹鋼管在矯直過(guò)程中的其他受力形式有：拉伸、壓縮和擴(kuò)脹。當(dāng)超過(guò)它自己的屈服極限時(shí)，產(chǎn)生永久性變形，這些永久性變形包括拉伸變形、壓縮變形和擴(kuò)脹變形。

  不銹鋼管在旋轉(zhuǎn)矯直過(guò)程中，會(huì)有兩種變形，一個(gè)是一對(duì)交叉輥?zhàn)訛橄龍A周的橢圓度進(jìn)行的橢圓變形；二是沿其長(zhǎng)度上，相鄰輥?zhàn)又g為消除鋼管彎曲進(jìn)行的彎曲變形。

  ①. 拉伸理論:  旋轉(zhuǎn)矯直時(shí)，必須有足夠的張力使被矯直的鋼管產(chǎn)生輕微的拉伸塑性變形，以達(dá)到矯直的目的；但張力太大，會(huì)產(chǎn)生加工硬化，使鋼管變硬（鋼管表面發(fā)熱）。

  ②. 線接觸理論:  理想的矯直狀態(tài)，應(yīng)該是調(diào)整所有的輥?zhàn)樱逛摴墚a(chǎn)生的彎曲最小，受到的壓力也最小，輥?zhàn)雍弯摴艿慕佑|是線接觸，而線接觸應(yīng)盡可能地長(zhǎng)。

  ③. 送料:   送料輥的速度必須與矯直輥的速度相一致，以防鋼管端部損壞。

  ④. 出料口:   進(jìn)料口和接料槽必須帶有一定角度，以防碰壞鋼管表面。

  為了防止矯直機(jī)震動(dòng)和產(chǎn)生噪音，矯直機(jī)的輥?zhàn)討?yīng)將鋼管抱緊。矯直后的鋼管管徑會(huì)變粗些，相應(yīng)長(zhǎng)度會(huì)縮短約3%.所以焊管在連續(xù)成型焊接機(jī)組上鋸切時(shí)，長(zhǎng)度應(yīng)控制為：成品管長(zhǎng)度＋平頭余量＋矯直縮短量。即為1.03倍的成品管長(zhǎng)度＋40mm(平頭余量）。

 3. 矯直方式

  a. 三點(diǎn)彎曲矯直

  最早被用于矯直的原理是三點(diǎn)矯直原理，現(xiàn)如今仍然被廣泛地使用。三點(diǎn)矯直可以說(shuō)是一種萬(wàn)能的矯直方法，可以用來(lái)矯直不規(guī)則、非標(biāo)準(zhǔn)部件，其工具簡(jiǎn)單易做，費(fèi)用也比較便宜。然而，其操作技術(shù)要求很高，生產(chǎn)能力非常低。如圖8-5所示，在圖中顯示出三點(diǎn)彎曲的彎矩圖。

  三點(diǎn)彎曲矯直一般用于大直徑、厚壁管的矯直。大直徑、厚壁管的矯直，通常是在液壓機(jī)上進(jìn)行。矯直用液壓機(jī)的壓力一般在500噸左右，前后設(shè)有用于輸送鋼管的輥道和儲(chǔ)料架。

  b.“逐步”式矯直機(jī)

  為解決三點(diǎn)彎曲矯直生產(chǎn)力低的問(wèn)題，充分應(yīng)用現(xiàn)代的機(jī)械化技術(shù)，制造出生產(chǎn)高效率的“三點(diǎn)彎曲”矯直機(jī)，即連續(xù)式“三點(diǎn)彎曲”矯直機(jī)。所謂連續(xù)式“三點(diǎn)彎曲”矯直機(jī)就是將幾個(gè)三點(diǎn)彎曲連接起來(lái)，而且三點(diǎn)彎曲度由大逐步減小，所以又稱逐步矯直。如圖8-6a所示，彎曲度的逐漸減小，當(dāng)鋼管離開矯直機(jī)時(shí)就變得圓而平直。“三點(diǎn)彎曲”矯直機(jī)大多數(shù)為連續(xù)矯直，然而，把彎曲的管材矯直，必須預(yù)先設(shè)定彎曲力矩。在設(shè)定彎曲力矩時(shí)，并不考慮鋼管有多么彎曲，即不考慮鋼管的彎曲程度。這種輥式矯直機(jī)，當(dāng)鋼管的頭部通過(guò)矯直機(jī)后，就逐步減小彎曲力矩，如圖8-6b所示。這樣鋼管一進(jìn)入矯直機(jī)，就開始按設(shè)定的彎曲程度，由大逐步減小直到穩(wěn)定，并達(dá)到整圓和平直的目的。

  通常，該矯直機(jī)的兩個(gè)凹面矯直輥與被矯直鋼管成90°角，使鋼管在水平和垂直方向上都起矯直作用。很明顯，這樣的矯直系統(tǒng)也非常適合于非圓形截面形材的矯直，如六方和矩形斷面等。另外也可用于細(xì)直徑盤管的矯直。

  這種“逐步”矯直機(jī)是從不銹鋼焊管連續(xù)成型焊接機(jī)組中后部定徑矯直的“土耳其頭”演變發(fā)展形成的，并成為第一代鋼管連續(xù)矯直機(jī)，但它確實(shí)有不足之處，即被矯直的鋼管不能旋轉(zhuǎn)，而且一種矯直輥只能矯直一種規(guī)格的不銹鋼管。

 c. 旋轉(zhuǎn)矯直

  旋轉(zhuǎn)矯直有鋼管旋轉(zhuǎn)和矯直機(jī)旋轉(zhuǎn)兩種形式。矯直機(jī)旋轉(zhuǎn)矯直見(jiàn)圖8-7,鋼管旋轉(zhuǎn)矯直見(jiàn)圖8-8、圖8-9和圖8-10。

   旋轉(zhuǎn)矯直是基于直輥矯直和交叉輥矯直兩者之間，隨后有的矯直機(jī)都采用了鋼管和輥?zhàn)映梢欢ń嵌鹊姆绞?，并且使用了雙曲線輥，使交叉的雙曲線輥面在鋼管的徑向形成圓的輪廓。鋼管所以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，是由于鋼管和輥?zhàn)映梢欢ǖ慕嵌人?，矯直和整圓是通過(guò)輥面和鋼管表面之間的接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)的。鋼管和輥?zhàn)映梢欢ń嵌?，可以使鋼管和輥?zhàn)拥木€接觸增長(zhǎng)，因此，所產(chǎn)生的彎曲力沿著輥?zhàn)娱L(zhǎng)度被分散，大大地減少了表面變形的可能，由于輥?zhàn)颖砻嫠俣鹊牟煌?，鋼管表面?huì)有輕微的摩擦。

   最普通的鋼管矯直機(jī)是不銹鋼管從交叉的矯直輥之間通過(guò)，交叉的矯直輥使鋼管轉(zhuǎn)動(dòng)，并擠壓鋼管，同時(shí)完成鋼管的矯直和整圓。

  經(jīng)過(guò)多年的研究開發(fā)，出現(xiàn)了各種各樣的矯直機(jī)。從最初的利用純彎曲和旋轉(zhuǎn)矯直，發(fā)展到以后的高精度壓力矯直。如：圖8-8、圖8-9和圖8-10,分別為五輥，七輥和九輥矯直機(jī)的示意圖和彎矩圖。

  矯直輥輥距、矯直輥長(zhǎng)和矯直輥腰部直徑，是斜輥式矯直機(jī)的基本參數(shù)。它們既影響著鋼管的矯直質(zhì)量，也決定著矯直機(jī)的尺寸。所謂輥距是指兩個(gè)相鄰輥?zhàn)行木€之間的距離。

  輥距取決于被矯直管材的直徑，管材直徑越小，為實(shí)現(xiàn)塑性變形的管材，在輥?zhàn)g的彎曲半徑也應(yīng)越小。因此，小直徑管材的矯直，應(yīng)盡量選擇較小輥距。同時(shí)，輥距又取決于矯直輥的結(jié)構(gòu)尺寸--矯直輥的腰徑和輥?zhàn)拥拈L(zhǎng)度。而矯直輥的腰徑，是根據(jù)矯直輥本身強(qiáng)度來(lái)確定的；矯直輥的長(zhǎng)度，則取決于管材和矯直輥之間接觸線，要求其達(dá)到足夠的長(zhǎng)度。另外，輥長(zhǎng)也取決于輥?zhàn)拥难鼜?，腰徑大，輥長(zhǎng)長(zhǎng)，反之則短。

  在一般情況下，矯直機(jī)的大直徑輥是驅(qū)動(dòng)輥，小輥是被動(dòng)輥。自從這類矯直機(jī)使用以來(lái)，轉(zhuǎn)動(dòng)角度近似于35°,并且由于矯直面短，使鋼管表面有劃痕的可能性相當(dāng)大。五輥矯直機(jī)是最簡(jiǎn)單的輥式矯直機(jī)，由于沒(méi)有壓力矯直及沒(méi)有末端矯直作用，通常用它來(lái)矯直鋼管，平直度難以達(dá)到：1:1000以上。

  七輥矯直機(jī)具有可以調(diào)節(jié)矯直壓力的功能，所以，其矯直效果會(huì)好一些。一個(gè)有大轉(zhuǎn)動(dòng)角度（55°)的九輥矯直機(jī)，設(shè)計(jì)的使用速度高達(dá)300m/min.在一臺(tái)純彎曲矯直機(jī)上，在完成4個(gè)截然不同彎曲時(shí)，產(chǎn)生的塑性彎曲段相當(dāng)短。在這種情況下，由于大轉(zhuǎn)動(dòng)角度，縮短了有效轉(zhuǎn)動(dòng)側(cè)面長(zhǎng)度，從而使鋼管可以高速運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣的矯直機(jī)主要的優(yōu)勢(shì)是轉(zhuǎn)動(dòng)中心距離相對(duì)短了許多，因此只要求較小的滾動(dòng)偏轉(zhuǎn)就會(huì)引起塑性彎曲。這為那些大張力或壁厚相對(duì)厚的鋼管，在矯直時(shí)，使它們較好地吸收彎曲負(fù)載是有好處的。

  新開發(fā)的六輥矯直機(jī)，它采用了3對(duì)相反交叉的主動(dòng)輥?zhàn)樱D(zhuǎn)動(dòng)角度為30°,圖8-11是六輥矯直機(jī)的示意圖和彎矩圖，圖8-12是六輥矯直機(jī)實(shí)物照片。焊管行業(yè)非常歡迎這種機(jī)器，對(duì)薄壁管或高強(qiáng)度厚壁管，在各種情況下，六輥矯直機(jī)都會(huì)有較好的矯直效果。盡管六輥矯直機(jī)僅僅產(chǎn)生單一彎曲，但轉(zhuǎn)動(dòng)側(cè)面的有效長(zhǎng)度使得塑性區(qū)域的長(zhǎng)度也變長(zhǎng)了，在壓扁和彎曲的聯(lián)合作用下，使鋼管的平直度達(dá)到1:3000的效果，包括鋼管的末端。值得注意的還有，六輥矯直機(jī)對(duì)鋼管的圓度和表面光潔度也有明顯改進(jìn)。

  十輥矯直機(jī)是在六輥矯直機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它具有多種形式的彎曲力矩，這些彎曲力矩是六輥、七輥矯直機(jī)的彎曲力矩的組合。所以，十輥矯直機(jī)通過(guò)調(diào)整輥組的高度和輥組輥?zhàn)又g的間距，就可以得到不同的彎曲力矩，以適應(yīng)不同規(guī)格的鋼管矯直，達(dá)到擴(kuò)大矯直范圍、提高矯直質(zhì)量的目的，如圖8-13、圖8-15、圖8-16、圖8-17所示。

   圖8-14是十輥矯直機(jī)的實(shí)物照片。

   圖8-13是通過(guò)對(duì)十輥矯直機(jī)的調(diào)整，使之具有三個(gè)彎曲力矩，由于彎曲次數(shù)多，矯直質(zhì)量會(huì)更好。

   圖8-15是通過(guò)對(duì)十輥矯直機(jī)的調(diào)整，使之具有兩個(gè)彎曲力矩，由于彎曲間隔增長(zhǎng)，適宜于薄壁管的矯直。

   圖8-16是通過(guò)對(duì)十輥矯直機(jī)的調(diào)整，加大了第二、第四輥組的輥?zhàn)又g的間距，使第二、第四輥組在超范圍大直徑鋼管矯直時(shí)，只起導(dǎo)向作用。

   圖8-17是通過(guò)對(duì)十輥矯直機(jī)的調(diào)整，使第二、第三和第四輥組偏移，可使其矯直范圍擴(kuò)大許多。

 d. 矯直輥的角度調(diào)整

 矯直輥的角度調(diào)整，如圖8-18所示，α為調(diào)整的角度。

4. 大直徑、厚壁管的矯直

  a. 三點(diǎn)彎曲矯直

  這是一種最原始的矯直方式，但對(duì)于大直徑、厚壁管的矯直是非常實(shí)用的，現(xiàn)在還廣泛地應(yīng)用（圖8-19).采用該方式進(jìn)行矯直，操作起來(lái)勞動(dòng)強(qiáng)度大，有一定難度，需要豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和熟練的操作技術(shù)。正確地選擇支點(diǎn)和作用力點(diǎn)，合理地施加壓力是三點(diǎn)彎曲矯直的關(guān)鍵。

  b. 圓周徑向定徑、矯直

  大直徑、厚壁管通常采用模具強(qiáng)迫壓制的方式進(jìn)行定徑、矯直，見(jiàn)圖8-20所示。定徑、矯直的過(guò)程是在壓力的作用下，分段強(qiáng)制使鋼管在徑向的圓度上和軸向的平直度上與模具相似，從而達(dá)到整圓、矯直的目的。大直徑、厚壁管的定徑、矯直是在逐段并不斷的旋轉(zhuǎn)中進(jìn)行和完成的。

  這種矯直方式確定了，一種規(guī)格的鋼管就需要一種模具，從而限制了其使用范圍。在模具強(qiáng)迫壓制定徑、矯直的基礎(chǔ)上，如果將上、下兩個(gè)模具分成多塊環(huán)抱在鋼管周圍，就克服了上、下兩個(gè)模具的單一性的不足，使定徑、矯直的范圍擴(kuò)大了許多，見(jiàn)圖8-21.這就出現(xiàn)了圖8-22所示的大直徑、厚壁管液壓定徑、矯直機(jī)。

  圖8-22所示是一種非常先進(jìn)的大直徑、厚壁管液壓定徑、矯直機(jī)。該設(shè)備可將定徑、矯直一并進(jìn)行，而且定徑、矯直精度高，能力強(qiáng)，適應(yīng)規(guī)格范圍大，操作方便可靠，勞動(dòng)強(qiáng)度小，但設(shè)備昂貴，是大直徑、厚壁不銹鋼管生產(chǎn)的專用設(shè)備。

5. 鋼管的矯直、平頭、去毛刺

   a. 矯直→平頭

  熱處理后的不銹鋼管當(dāng)批量較大時(shí)，一般是采用矯直、平頭連續(xù)進(jìn)行的方式，這種方式生產(chǎn)效率高，便于實(shí)施管理，如圖8-23所示。其程序?yàn)椋撼C直→首端平頭→首端去毛刺→末端平頭→末端去毛刺。

   b. 平頭→去毛刺

  當(dāng)不銹鋼管已經(jīng)矯直，焊管可按單獨(dú)進(jìn)行平頭、去毛刺方式進(jìn)行，如圖8-24所示。其程序?yàn)椋阂殉C直的管子→平頭（兩端可同時(shí)進(jìn)行）→去毛刺（兩端可同時(shí)進(jìn)行）。

   c. 鋼管端部去毛刺

  矯直、平頭后的不銹鋼管單獨(dú)去毛刺，如圖8-25所示。