一副新辊按图车好，冷态拿卡尺量孔型，分毫不差。装上机组跑两个小时，管子外径慢慢大出零点零几毫米，再跑半天就稳在那儿。压下加了，来料也换过，焊缝没动，尺寸回不来。查到后来问题在辊子本身，它热了，孔型跟着放大。

钢受热膨胀是材料属性，不是故障，也没法靠装配精度消掉。孔型是辊身上车出来的凹槽，辊体整体升温，凹槽按同一个比例放大，不会被热胀填小。这一点常被弄反，有人以为孔型受热会收紧，越调越乱。

放大量按线膨胀关系算，ΔD = α·D·ΔT。α 是线膨胀系数，碳钢和低合金钢在 20 到 200 摄氏度区间大致 11.5×10⁻⁶/K 到 12.5×10⁻⁶/K，取 11.5 够用。D 用辊身直径，ΔT 是辊面温度减去车削时的室温。

拿数算。Φ200 的定径辊，温升 40 K，ΔD 等于 11.5×10⁻⁶ 乘 200 乘 40，得 0.092 mm。Φ160 的成型辊，温升 30 K，得 0.055 mm。Φ89 的小辊，温升 50 K，得 0.051 mm。三个数都在百分之一毫米的量级。

绝对值不大，占比差别大。同样 0.05 mm，摆在 Φ219 的管子上算零头，摆在 Φ32 的管子上就是半个公差。小管机组对辊温更敏感，不是因为小管的辊子胀得多，是它本来就没留多少余量。

拿标准对照。GB/T 3091-2025《低压流体输送用焊接钢管》2025-03-28 发布、2025-10-01 实施，代替 2015 版，引用时年号要改。它的外径允许偏差：公称外径不大于 48.3 mm 的为 ±0.5 mm；48.3 到 219.1 mm 的为 ±1% D；大于 219.1 到 610 mm 的取 ±0.75% D 与 ±3.2 mm 中的小值。

算占比。Φ48.3 的公差是 ±0.48 mm，热胀 0.05 mm 占了一成。Φ219.1 的公差是 ±2.19 mm，热胀 0.09 mm 占四个点。小管那一档，热膨胀已经是尺寸链里一个要算的量，不再是能忽略的零头。

温度从哪儿来。成型段靠摩擦功和变形功，带钢在孔型里滑动、弯曲，做的功全变成热；定径段靠压下，减径量越大发热越多；焊接区的辐射热会烤到邻近的挤压辊和精成型辊。冷却水带走一部分，剩下的留在辊体里。

各段量级不一样，给的是常见范围：成型辊 40 到 70 摄氏度，精成型辊 50 到 80 摄氏度，定径辊 55 到 90 摄氏度，挤压辊表面能到 200 到 400 摄氏度，矫直辊接触的是已经冷下来的管，60 到 100 摄氏度。水量足、水压低、喷嘴堵，都往上限走。

温度得实测，别估。红外测温枪打辊面，发射率不能按默认的 0.95 用。光亮辊面实际在 0.2 到 0.3，氧化发黑的辊面 0.8 到 0.9，这一项设错，读数能差几十度。停机后 30 秒内测完，辊子小、散热快，慢一步数就掉了。

孔型深度方向还有一层。辊面散热快，孔型底部包在带钢里，散热慢，两边温度差几度，热膨胀也不同，辊身出现热凸度。表现是孔型中间比两端略大，轴向看有锥度。辊身越长越明显。

最敏感的是两处，定径末架和精成型末道。定径末架的孔型直接决定成品外径，它热胀 0.09 mm，管子就大 0.09 mm，没有别的环节能补回来。精成型末道决定焊缝间隙和两边平行度，孔型一放大，间隙跟着变。

椭圆度也放大。椭圆孔型的长短轴按各自尺寸膨胀，长短轴之差同比例增加，绝对椭圆度变大。小管本来椭圆公差就紧，热态下更容易顶到线上。减径怎么分配，看定径辊孔型，减径怎么分；热态补偿是另一层，两笔账分开算。

补偿的做法是把孔型按冷态车小。车小量 δ 等于 α·D·ΔT，按架分开给，不能全机组一个数。图纸上要标清是冷态尺寸还是热态尺寸，否则磨辊的人按图磨，磨完还是偏。多数厂图纸给冷态，补偿量写在工艺卡上。

补偿过头会出新问题。冷态起车，辊子还没热，孔型比目标小 δ，头几支管外径偏小，碰上公差紧的牌号直接超下限。有人一看偏小就把补偿取消，等跑热了又偏大，来回改。正确做法是分阶段判，起车阶段按冷态判，热平衡后按热态判。

热平衡要时间。从冷辊到温度稳定，一般 20 到 40 分钟，管径小的机组快，大机组慢。这段时间尺寸是漂的，从加零漂到加 0.1 mm 很常见。头几支管单独判，别混进批次里当超差处理。

辊颈也在胀。辊颈直径热胀，轴承内圈跟着涨大，径向游隙减小。本来留 0.05 mm 的，热态可能只剩 0.02，再紧就发热、抱死。这不是润滑的事，是尺寸链的事，装配时得按工作温度核算热态游隙。

材质之间有差别。9Cr2Mo 这类合金工具钢的线膨胀系数和碳钢接近，按 11.5 算没问题。硬质合金辊环只有钢的四到五成，同样温升，孔型放大量减半，这是它尺寸稳定的一个附带好处。奥氏体不锈钢辊是钢的 1.6 倍，用在有腐蚀的场合要单独核算。

别和热装混一起。辊环热装到辊轴上，键和压板怎么配讲的是加热套上、冷却抱紧的过盈配合，属于装配工艺；这里讲的是工作温升下的尺寸变化。两件事落在同一根辊子上，会在辊颈和辊环的配合面上叠加，算的时候分开算再相加。

冷却水是控尺寸的手段，不只是降温。水量不足或者喷嘴偏了，辊面温升翻倍，热胀也翻倍。有的机组夏天尺寸不稳，查来查去是水温高了、流量掉了。喷嘴怎么排、水量怎么分，焊管轧辊冷却水怎么布置讲得细；这里只说一句，布置管均匀，流量管总量，两样缺一样都不行。

验证靠实测。热态停机，30 秒内用内径千分尺或者塞规测孔型，和冷态的数对一下，反算实际温升，看和设计值差多少。连测三次取平均，单次读数受水膜和氧化皮影响。这个数积累下来，比任何手册的经验值都准。

现场容易混的三件事。一是把磨损当成热胀，磨损只在一个方向，热胀是全周；二是把上下辊径差当成热胀，那个数不随温度变；三是把来料厚度波动当成热胀，波动是随机的，热胀是单调爬到稳定。分清楚，改的方向才不歪。

磨辊之后要重算。辊子越磨越小，同样的温升，放大量也变小，补偿量跟着变。设计时按新辊给补偿，磨到中后期要按实际直径修正，否则前半程偏大、后半程偏小。磨完怎么验孔型，焊管轧辊磨削，孔型怎么验给的是验收口径，补偿属于设计侧。

说到底，孔型图上的尺寸是冷态的名义值，热态尺寸是它加一个补偿量。补偿量按架给、按直径给、按材质给，再用实测闭环修正。孔型设计的第一步是算辊径和辊花，焊管孔型设计，辊径定错全盘错讲的是那一步；这一步是把算出来的骨架送到热态去。

一句话，孔型不是车到名义尺寸就完事。冷态车小多少，取决于这副辊装在哪儿、跑多热、多大、什么料。四个数算清楚，尺寸才稳得住。

常见问题（FAQ）

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