熱處理后的不銹鋼焊管，無論是平直度，還是橫截面的圓度都會變得十分差，矯直和整圓就成為不銹鋼焊管生產的一道必不可少的序。

 1. 焊管彎曲度的測量

  國家標準對成品不銹鋼焊管平直度和圓度的質量及交貨技術條件，都有明確的規定。但在國際間，由于國家之間的差異，焊管的類型和用途的不同，對成品管平直度和圓度的質量及交貨的技術條件的要求也不盡相同。

  在一般情況下，是按彎曲度的級別來控制不銹鋼焊管矯直的質量。而常用的鋼管彎曲度（平直度）的測量方法，有下面兩種測量方法。

   a. 鋼管相對彎曲度測量

  將不銹鋼焊管置于寬一米的測量平臺上，測量焊管最高處到平臺的垂直距離（即弦高），如圖8-1所示，該距離就是此焊管的相對彎曲度。因為這種測量方法簡單便捷，可以用于任何形式鋼管外形輪廓的測量，所以被廣泛采用。

   b. 鋼管絕對彎曲度的測量

  即將不銹鋼焊管置于寬一米的測量平臺上，轉動鋼管，用尺子測量焊管最高處到焊最低處的垂直距離，如圖8-2所示，該距離就是此焊管的絕對彎曲度。

 2. 矯直的原理

   a. 三點矯直

  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，用肉眼視覺觀察，檢查其彎曲度。我們從鐵匠那里，可以學到難得的經驗，即“矯枉過正”，可以使工件在“過正”矯直后，經回彈之后達到一個可以接受的彎曲度。

  矯直類似于間支橫梁，兩端被支撐后，在壓力作用下，向下作“過正”彎曲，達到矯直的目的。當彎曲鋼管的兩端被支撐，彎曲向上，在彎曲處施加壓力向下彎曲時，如圖8-3所示，在管壁的中性層會引起大小相等方向相反的作用力。在中性層周圍，經過了從屈服極限到塑性區的變化，引起管材永久性變形。當彎曲壓力除去時，彎曲產生的殘余應力，仍然使管材保持平衡，管材的內部平衡因此而實現，并得到矯直。

  b. 旋轉矯直

   鋼管的整圓和矯直同時進行時，就要采用旋轉矯直的方式。因為旋轉矯直時，采用了幾對與鋼管成一定角度的輥子，雙曲線輥面與鋼管的徑向形成圓的輪廓。鋼管的轉動，是由鋼管和輥子成一定的角度所致，整圓和矯直是通過輥面和鋼管表面之間的接觸來實現的，如圖8-4所示。但每一對輥子與鋼管彎曲無任何關系，它起不到矯直鋼管的作用，只是起把鋼管整圓的作用，它只有和相鄰的輥子一起，才能起到矯直鋼管的作用。所以，這些都是非常重要的。另外，還因為每旋轉一圈，塑性變形在縱向方向上向前偏移一圈，這個過程還要消耗更多的能量，并與相鄰的輥子一起使鋼管得到矯直和達到整圓的目的。

  鋼管在矯直過程中的其他受力形式有：拉伸、壓縮和擴脹。當超過它自己的屈服極限時，產生永久性變形，這些永久性變形包括拉伸變形、壓縮變形和擴脹變形。

  鋼管在旋轉矯直過程中，會有兩種變形，一個是一對交叉輥子為消除圓周的橢圓度進行的橢圓變形；二是沿其長度上，相鄰輥子之間為消除鋼管彎曲進行的彎曲變形。

  ①. 拉伸理論:  旋轉矯直時，必須有足夠的張力使被矯直的鋼管產生輕微的拉伸塑性變形，以達到矯直的目的；但張力太大，會產生加工硬化，使鋼管變硬（鋼管表面發熱）。

  ②. 線接觸理論:  理想的矯直狀態，應該是調整所有的輥子，使鋼管產生的彎曲最小，受到的壓力也最小，輥子和鋼管的接觸是線接觸，而線接觸應盡可能地長。

  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。

  為了防止矯直機震動和產生噪音，矯直機的輥子應將鋼管抱緊。矯直后的鋼管管徑會變粗些，相應長度會縮短約3%.所以焊管在連續成型焊接機組上鋸切時，長度應控制為：成品管長度＋平頭余量＋矯直縮短量。即為1.03倍的成品管長度＋40mm(平頭余量）。

 3. 矯直方式

  a. 三點彎曲矯直

  最早被用于矯直的原理是三點矯直原理，現如今仍然被廣泛地使用。三點矯直可以說是一種萬能的矯直方法，可以用來矯直不規則、非標準部件，其工具簡單易做，費用也比較便宜。然而，其操作技術要求很高，生產能力非常低。如圖8-5所示，在圖中顯示出三點彎曲的彎矩圖。

  三點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，通常是在液壓機上進行。矯直用液壓機的壓力一般在500噸左右，前后設有用于輸送鋼管的輥道和儲料架。

  b.“逐步”式矯直機

  為解決三點彎曲矯直生產力低的問題，充分應用現代的機械化技術，制造出生產高效率的“三點彎曲”矯直機，即連續式“三點彎曲”矯直機。所謂連續式“三點彎曲”矯直機就是將幾個三點彎曲連接起來，而且三點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，當鋼管離開矯直機時就變得圓而平直。“三點彎曲”矯直機大多數為連續矯直，然而，把彎曲的管材矯直，必須預先設定彎曲力矩。在設定彎曲力矩時，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，當鋼管的頭部通過矯直機后，就逐步減小彎曲力矩，如圖8-6b所示。這樣鋼管一進入矯直機，就開始按設定的彎曲程度，由大逐步減小直到穩定，并達到整圓和平直的目的。

  通常，該矯直機的兩個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。另外也可用于細直徑盤管的矯直。

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

 c. 旋轉矯直

  旋轉矯直有鋼管旋轉和矯直機旋轉兩種形式。矯直機旋轉矯直見圖8-7,鋼管旋轉矯直見圖8-8、圖8-9和圖8-10。

   旋轉矯直是基于直輥矯直和交叉輥矯直兩者之間，隨后有的矯直機都采用了鋼管和輥子成一定角度的方式，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。鋼管所以能夠轉動，是由于鋼管和輥子成一定的角度所致，矯直和整圓是通過輥面和鋼管表面之間的接觸來實現的。鋼管和輥子成一定角度，可以使鋼管和輥子的線接觸增長，因此，所產生的彎曲力沿著輥子長度被分散，大大地減少了表面變形的可能，由于輥子表面速度的不同，鋼管表面會有輕微的摩擦。

   最普通的鋼管矯直機是鋼管從交叉的矯直輥之間通過，交叉的矯直輥使鋼管轉動，并擠壓鋼管，同時完成鋼管的矯直和整圓。

  經過多年的研究開發，出現了各種各樣的矯直機。從最初的利用純彎曲和旋轉矯直，發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，七輥和九輥矯直機的示意圖和彎矩圖。

  矯直輥輥距、矯直輥長和矯直輥腰部直徑，是斜輥式矯直機的基本參數。它們既影響著鋼管的矯直質量，也決定著矯直機的尺寸。所謂輥距是指兩個相鄰輥座中心線之間的距離。

  輥距取決于被矯直管材的直徑，管材直徑越小，為實現塑性變形的管材，在輥座之間的彎曲半徑也應越小。因此，小直徑管材的矯直，應盡量選擇較小輥距。同時，輥距又取決于矯直輥的結構尺寸--矯直輥的腰徑和輥子的長度。而矯直輥的腰徑，是根據矯直輥本身強度來確定的；矯直輥的長度，則取決于管材和矯直輥之間接觸線，要求其達到足夠的長度。另外，輥長也取決于輥子的腰徑，腰徑大，輥長長，反之則短。

  在一般情況下，矯直機的大直徑輥是驅動輥，小輥是被動輥。自從這類矯直機使用以來，轉動角度近似于35°,并且由于矯直面短，使鋼管表面有劃痕的可能性相當大。五輥矯直機是最簡單的輥式矯直機，由于沒有壓力矯直及沒有末端矯直作用，通常用它來矯直鋼管，平直度難以達到：1:1000以上。

  七輥矯直機具有可以調節矯直壓力的功能，所以，其矯直效果會好一些。一個有大轉動角度（55°)的九輥矯直機，設計的使用速度高達300m/min.在一臺純彎曲矯直機上，在完成4個截然不同彎曲時，產生的塑性彎曲段相當短。在這種情況下，由于大轉動角度，縮短了有效轉動側面長度，從而使鋼管可以高速運轉。這樣的矯直機主要的優勢是轉動中心距離相對短了許多，因此只要求較小的滾動偏轉就會引起塑性彎曲。這為那些大張力或壁厚相對厚的鋼管，在矯直時，使它們較好地吸收彎曲負載是有好處的。

  新開發的六輥矯直機，它采用了3對相反交叉的主動輥子，轉動角度為30°,圖8-11是六輥矯直機的示意圖和彎矩圖，圖8-12是六輥矯直機實物照片。焊管行業非常歡迎這種機器，對薄壁管或高強度厚壁管，在各種情況下，六輥矯直機都會有較好的矯直效果。盡管六輥矯直機僅僅產生單一彎曲，但轉動側面的有效長度使得塑性區域的長度也變長了，在壓扁和彎曲的聯合作用下，使鋼管的平直度達到1:3000的效果，包括鋼管的末端。值得注意的還有，六輥矯直機對鋼管的圓度和表面光潔度也有明顯改進。

  十輥矯直機是在六輥矯直機的基礎上發展起來的，它具有多種形式的彎曲力矩，這些彎曲力矩是六輥、七輥矯直機的彎曲力矩的組合。所以，十輥矯直機通過調整輥組的高度和輥組輥子之間的間距，就可以得到不同的彎曲力矩，以適應不同規格的鋼管矯直，達到擴大矯直范圍、提高矯直質量的目的，如圖8-13、圖8-15、圖8-16、圖8-17所示。

   圖8-14是十輥矯直機的實物照片。

   圖8-13是通過對十輥矯直機的調整，使之具有三個彎曲力矩，由于彎曲次數多，矯直質量會更好。

   圖8-15是通過對十輥矯直機的調整，使之具有兩個彎曲力矩，由于彎曲間隔增長，適宜于薄壁管的矯直。

   圖8-16是通過對十輥矯直機的調整，加大了第二、第四輥組的輥子之間的間距，使第二、第四輥組在超范圍大直徑鋼管矯直時，只起導向作用。

   圖8-17是通過對十輥矯直機的調整，使第二、第三和第四輥組偏移，可使其矯直范圍擴大許多。

 d. 矯直輥的角度調整

 矯直輥的角度調整，如圖8-18所示，α為調整的角度。

4. 大直徑、厚壁管的矯直

  a. 三點彎曲矯直

  這是一種最原始的矯直方式，但對于大直徑、厚壁管的矯直是非常實用的，現在還廣泛地應用（圖8-19).采用該方式進行矯直，操作起來勞動強度大，有一定難度，需要豐富的實際經驗和熟練的操作技術。正確地選擇支點和作用力點，合理地施加壓力是三點彎曲矯直的關鍵。

  b. 圓周徑向定徑、矯直

  大直徑、厚壁管通常采用模具強迫壓制的方式進行定徑、矯直，見圖8-20所示。定徑、矯直的過程是在壓力的作用下，分段強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中進行和完成的。

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

  圖8-22所示是一種非常先進的大直徑、厚壁管液壓定徑、矯直機。該設備可將定徑、矯直一并進行，而且定徑、矯直精度高，能力強，適應規格范圍大，操作方便可靠，勞動強度小，但設備昂貴，是大直徑、厚壁不銹鋼焊管生產的專用設備。

5. 焊管的矯直、平頭、去毛刺

   a. 矯直→平頭

  熱處理后的不銹鋼焊管當批量較大時，一般是采用矯直、平頭連續進行的方式，這種方式生產效率高，便于實施管理，如圖8-23所示。其程序為：矯直→首端平頭→首端去毛刺→末端平頭→末端去毛刺。

   b. 平頭→去毛刺

  當不銹鋼焊管已經矯直，焊管可按單獨進行平頭、去毛刺方式進行，如圖8-24所示。其程序為：已矯直的管子→平頭（兩端可同時進行）→去毛刺（兩端可同時進行）。

   c. 鋼管端部去毛刺

  矯直、平頭后的不銹鋼焊管單獨去毛刺，如圖8-25所示。