关于国内波纹管加工发展探讨

高延刚

19世纪初期，由于橡胶软管很在高温介质（如工程蒸汽、热风类等）、低温介质（液氢、液氧、液氦等）以及具有腐蚀性的介质（如汽油、煤油、酸、碱等）进行有效的应用，特别是高温介质中，容易引起安全隐患，人们开始把注意力投向金属管。金属管具有形状可变的特点，通过改变其形状，使金属管的内外表面都产生相应的波纹，并具备与橡胶管类同的柔韧性。由于金属波纹管耐温性、耐压性都很强，在空气、蒸气等各种工业气体及水、油类、药品等各类流体介质中都非常适于输送，也能调节管系的往复运动、吸收热膨胀、振动等。金属波纹管在自动控制和测量仪表、机械工业、真空技术、交通运输、电力工业及原子能工业等领域广泛应用。

20世界70年代，我国的波纹管产业才开始。但当时我国的焊接技术很不先进，只能以无缝极薄壁管产业优先发展波纹管。进入到21世纪，激光焊接技术、自动氩弧焊技术等在我国发展迅速，我国开始通过板材卷制的方式焊接成管，然后再加工成波纹管。这种技术在国内得到应用和有效发展。焊接技术不断改进，特别我国引用了日本、欧美等国家和地区的先进技术，有缝波纹管在价格、质量和生产效率上都大大超过了无缝波纹管，呈现迅猛发展之势。之后，随着人们的生活需要，波纹管又进一步发展。

一、无缝波纹管的加工发展及性能特点浅析

顾名思义，无缝波纹管就是通过对无缝钢管进行加工，制造成的波纹管。当前，我国常用的无缝波纹管有4、6、8、10、12、14、18、20、25、32等几种内孔尺寸规格。其中DN4的壁厚为0.15mm，其他的都为0.2mm。螺旋管一般为DN4-DN14的通径范围，有环形波纹管和螺旋波纹管一般为DN18-DN32的通经范围。

无缝波纹管的加工一般经历以下工艺流程。首先由国内的相应的集团技术企业研制开发薄壁管，并通过Φ65的棒料，待穿孔完毕后，应用钢管冷拔技术，使厚壁得以拉伸，从而达到变薄的效果。每次进行加工，都需要重新对其进行一次热处理，直到最后钢管加工的壁厚达到0.2mm和0.15mm两个标准。加工之后，再通过波纹管成型技术对薄壁管继续加工，使其成为波纹管。在加工过程中，要特别注意钢管的冷拔，稍加不注意进度，就容易导致偏心，使管壁厚薄出现不均匀的现象。

以螺旋波纹管作为无缝波纹管的加工及发展的典型例子。螺旋波纹管分为成形模、成形模和中间垫片三个部分。其中，两个工作模都称为成形模。第一个成形模的工作面是一个曲面，它由各向同性曲线达到一定级数而形成。由另一个投影圆构成第二个成形模的工作面曲面，其直径就是成型后的波纹管的底直径就是其直径。两个模构成了上隔、中隔和下隔三个空间。上下两个垫片，有一端是平的，另一端则被加工成螺距螺纹。中间垫片的两端则均被加工成带螺距的螺纹。两端分别与上垫片和下垫片相同。一旦管坯进入旋转模具，在模块和垫片的相互作用力在一定程度上都会向管坯的轴向和径向施加压力，使它开始发生塑性变形，逐渐挤压成所需要的螺旋波纹，进入塑料中成型。为保障过程的流程性，要将打开塑料模具光滑连接成型模的切尾。为避免生产过程中造成不必要的划伤，在设计尺寸上，要保障成形模的厚度不应小于成形模的设计尺寸厚度。螺旋面的螺距由波纹管的波纹高度决定。

螺旋成型的过程中常会出现一些问题。一是划伤波谷。这种现象难以避免，主要是由于它的加工工艺主要由机械旋压成形，模具的工作面不可避免的会与管坯外表面发生滑动摩擦，产生划伤。二是形成凹坑。造成这种现象主要有两个原因，一方面是管坯料自身有缺陷。管坯材料一般要经过无缝钢管轧制或冷轧。在冶炼和粗加工时，气孔或夹渣等现象常有发生，在导致出现隐蔽的裂痕、裂纹等安全隐患，在螺旋波纹管形成后，则表现为凹坑状。运输途中，也容易引发管坯压凹，最终呈现出凹坑。另一方面是工艺成型过程中的问题。不当的生产准备，特别是不洁净的环境、不达标的油漆工艺，不均匀的油漆层厚度以及硬结的油漆滴落现象，漆膜不干燥的管坯堆堆聚，使管坯表面沿轴向形成凸出的漆痕。此外，当用油漆沾污、沾木屑，甚至刷毛时都可能会造成凹坑。

二、有缝波纹管的加工发展及性能特点浅析

在有缝波纹管的发展初期，受到焊接技术的限制问题，有缝波纹管只能在低压领域得以应用。在发展的后期，随着焊接技术的提高，特别是在激光焊接和自动焊接技术领域的突破，缝波纹管的根本问题得到解决，很快就在国内得到大范围的应用。

有缝波纹管大多使用带材卷制，紧接着将其进行自动焊接，再进一步制成波纹管。当前，国内市场有缝波纹管多由连体设备加工而成，也就是说带材卷制、焊接和波纹管成型的加工是连续且为一体的，这样的设备可以直接将带材加工制作成为波纹管。有缝波纹管中的带材，一般是通过钢铁炼制，因此，它的板的厚度均匀性和平面度要远远高于同类管料。有缝波纹管通过聚氨酯或水压成型，多生产环形波纹管，待成型后，要进一步进行固熔处理，以此来消除材料在卷制、焊接以及成型过程中带来的应力，使材料能够稳定。

有缝波纹管的通径在DN6～DN800的范围内，DN4无法由卷制工艺加工支撑，因此没有DN4的有缝波纹管。在承压方面，部分企业生产的DN6波纹管可承受40MPa。由于=有缝波纹管是由板材卷制而成，在工艺流程上并没有经历多次的拉伸和热处理等，只要将工艺控制得好，波纹管内壁几乎不会有杂质、黄斑等问题。

三、结束语

综上所述，我国的波纹管加工正随着技术的发展，其性能正不在加强。可以预测，未来波纹管的随着技术的成熟，会在更多的领域得到推广和应用。