隨著現代工業的飛速發展和各門學科的互相滲透，金屬軟管在機械制造、石油化工、儀器儀表和各類工程上得到廣泛應用。近三十年來，它已擴展應用于航天、航空、核能、造船、電子及新型建筑業等工業部門，成為現代工程技術中*的配件，發揮著顯著的作用。

            在中國，五十年代初才出現zui原始的金屬軟管，它是以帶材纏繞的波紋管為本體的。但是，它發展得很快，經過五十年左右的時間，就走過了其他國家近一百年時間走過的路程。目前，我們已經能夠生產一些達到先進水平的金屬軟管。但由于技術交流和標準化等方面的問題，不少技術領域中的設計人員對現代金屬軟管的結構特點、性能指標等還不十分清楚，致使不少應當使用新型金屬軟管的場合至今仍然使用著那些結構形式較為陳舊的金屬軟管、橡膠管和塑料管。普及金屬軟管的技術知識，就是為了使更多的人熟悉和掌握現代金屬軟管的知識，以便更廣泛、更合理地使用它。同時，本資料也為有關人員提供必要的設計參數和制造工藝方面的經驗，以利于它的進一步發展。

            在世界范圍內，金屬軟管仍屬于一門年輕的工業，對于它的理論研究，至今尚未系統化。我們對于這方面的工作，也是剛剛開始，由于水平限制，難免有不妥之處，希望各位朋友批評指正。

            金屬軟管發展簡史

            金屬軟管在現代工業中占據著極其重要的位置。那么，它是怎樣發展起來的呢？

            zui初，人們用獸皮縫合成管狀的結構，以適應生產斗爭之需要。經過了相當長的時期，到十七世紀末葉，荷蘭的萬?德爾蓋金兄弟制成了縱向縫合的帆布軟管，在當時的消防業務中被廣泛采用。后來，隨著橡膠在市場上的出現及其硫化工業的發展，膠管和用金屬絲或麻繩等織物鎧裝的膠管問世了。但是，工程上一些蒸氣、熱風類的高溫介質；液氫、液氧、液氦類的低溫介質；汽油、煤油、酸、堿等腐蝕性的介質……，若用膠管來輸送，當然不行。特別是在高溫條件下，它的安全可靠性就更難保證了。

            因此，人們漸漸地把注意力集中到金屬管方面，改變金屬管的幾何形狀，使其內外表面產生相應的波紋。這樣，它既具有同膠管一樣的撓性；同時，又具有耐高溫、耐低溫、耐老化、耐腐蝕性能。于是，作為金屬軟管本體的金屬波紋管就這樣產生了。

            一八五五年，德國zui先發表了制造波紋管的。它是利用當時已有的制造首飾的原理來制造波紋管的。三十年以后，法國的E?Levavasseur與德國的H?Witzenmann合作研制新型金屬波紋管，于一八八五年八月獲得了法國和德國的權。這是用截面為s形的金屬帶在設備上繞制而成的螺旋紋管，它們用橡膠帶、棉織物或石棉繩填墊在相鄰兩匝的咬口處，以利于波紋管內腔的密封。

            一八九四年，這類波紋管的結構得到了改進；人們用兩根金屬帶按不同直徑，向相反方向卷繞。這樣，金屬帶在受力狀態下達到相互平衡，克服了自開發展開的弊病。

            一九二九年，在波紋管的結構上進行了又一次技術革命，即*解決了波紋管由于彎曲時填墊橡膠帶或石棉繩的凹槽發生不均勻變化而喪失密封性的問題，從而開辟了波紋管發展的廣闊前景。人們用鋼和銅鋅合金材料制成了整體波紋管，即用無縫的或有焊縫的管材制成的波紋管，它依靠波紋側壁的彈性變形來保持一定的可壓縮性或可拉伸性；同時，保證可靠的密封。

            從二十世紀五十年代開始，雙層、三層、多層的波紋管，特別是極薄壁不銹鋼材波紋管發展得很快。為了滿足使用要求，人們采用焊接、電鑄、機加、液壓和機械旋壓等各種工藝方法來制造波紋管。zui小公稱通徑為2毫米，zui大公稱通徑可達400~500毫米，甚至有通徑為10米的巨型波紋管。波紋數zui少1~2個。zui多可達連續幾百、幾千，甚至幾萬個。

            從波紋管作為金屬軟管本體的重要意義來講，金屬波紋管的發展，也就意味著金屬軟管的發展。

            隨后，人們在波紋管外表面包覆上橡膠、塑料管或者尼龍等材料，鎧裝有金屬絲或金屬帶所構成的網套，變換各種各樣的接頭形式，為適應各種使用條件下的不同要求創造了各種形式的金屬軟管。

            目前，金屬軟管的類別有：專有的輸氣軟管、輸液軟管、波導軟管、屏蔽軟管、真空絕熱軟管和長度、溫度或角度的補償管等。在許多國家，金屬軟管的設計、生產已經標準化、系列化。能夠使用或必須使用金屬軟管的場合越來越多。它將在現代工業的各個領域中成為*的重要配件。

            金屬軟管的結構特點

            金屬軟管大體上由波紋管、網套及接頭三大部分構成。波紋管是金屬軟管的本體，起著撓性的作用；網套起著加強、屏蔽的作用；接頭起著連接的作用。對不同的使用要求，它們之間相互連接的方式各不相同：波紋管、網套與接頭三部分以焊接的形式連接，叫做焊接式；以機械夾固的形式連接，叫做機械夾固式；除此，還有把上述兩種方法聯用的，叫做混合式。

            波紋管

            波紋管在美洲習慣稱作波形管（Corrugated Tube）或波紋囊（Corrugated Box），在歐洲一般稱作金屬囊（德Metallbulgen，英Metal Bellows）。這種命名來源于老式的手工操作的鼓風氣囊，在我國俗稱它為“皮老虎"。

            它是一種具有橫向波紋的圓柱形的薄壁殼體，在軸向拉力或壓力作用下，可以伸長或者縮短；如果給它施加一個產生彎曲力矩的橫向力，則可以沿軸平面得到相應的位移。由于它在特性接近于現性和有效面積幾乎不變的情況下能夠產生相當大的位移，因此，在各個不同的技術領域中得到廣泛的應用。

            波紋管的性能取決于它的結構形式，而結構形式根據其制造方法的不同而異：電鑄法可以獲得壁厚均勻和高精度的波紋管；焊接法可以獲得彈性*的波紋管；機械旋壓法可以獲得特大公稱通徑的波紋管；機加切削法可以獲得作彈性支承的波紋管；液壓法可以獲得綜合性較好的波紋管。

            目前，除用于儀器儀表中的彈性元件、敏感元件、測量元件以外，廣泛地用作金屬軟管本體的波紋管，主要是以焊接成型、機械旋壓成型和液壓成型這三種方法制造的。它們有螺旋形和環行兩大類，共八種。

            螺旋形波紋管，這類波紋管一般壁厚為0.15~0.50毫米，通徑為2~100毫米。環形波紋管，這類波紋管一般壁厚為0.15~1.0毫米，通徑為6~500毫米；對特殊使用場合，還有制成壁厚為10毫米、通徑為4000~5000毫米的巨形波紋管，它們以單層為主，也有雙層、三層或多層結構的形式；常以不銹鋼材為主，也有用碳鋼、銅、鋁、鈦、銅鋅合金、銅鎳合金及其它金屬材料制造的。

            金屬軟管

            從結構上來看，金屬波紋管的培料有帶材和管材兩鐘，它們都可以成型出環形波紋管和螺旋形波紋管。只是因為帶材成型的波紋管總是有一定長度的釬焊或熔焊的搭扣和接頭，這些地方常常積聚有工作介質的殘渣，并沉淀有清洗試驗和工作介質中的機械雜質污染內腔。因此，它的使用可信賴度要相對差一些。

            環形波紋管是若干圓環膜片外緣與若干凹面向心的半圓環相切接，內緣與若干凹面背心的半圓環相切接的特殊幾何形狀的管子。

            它的坯料以管材為主，這類波紋管具有撓性大、彈性好、制造簡單、剛性小等特點。適宜用來制作承受一般工作壓力，對撓性要求較高的大、中通徑的金屬軟管。

            螺旋形波紋管是一定長度的繞簧狀的膜片外緣與繞簧狀的凹面向心的半圓環相切接，內緣與繞簧狀的凹面背心的半圓環相切接的特殊幾何形狀的管子。這類波紋管具有強度高、剛性大、制造簡單等特點，適宜用來制作對撓性要求一般，強度要求較高的高、中壓力，中、小通徑的金屬軟管。

            網套

            網套是由相互交叉的若干股金屬絲或若干綻金屬帶按一定順序編織而成的，以規定的角度套裝在金屬波紋管的外表面，起著加強和屏蔽的作用。

            網套不僅分擔金屬軟管在軸向、徑向上靜負荷，還在流體沿著管道流動產生脈動作用的條件下能夠保證金屬軟管安全可靠地工作，同時，還能保證軟管波紋部分不直接地受到相對摩擦、撞擊等方面的機械損傷。編織了網套的波紋管，其強度可以提高十幾倍至幾十倍。zui高屏蔽能力可以達到99.95%。網套的材料一般與波紋管材料相同，也有以兩種材料聯用的。普通金屬軟管僅用一層網套；特殊使用場合，也有編織兩層、三層的。根據波紋管通徑大小及使用要求的不同，它常以直徑為0.3~0.8毫米的線材或厚度為0.2~0.5毫米的帶材來制作。線材每股4~15根，帶材每錠一條。目前，生產的鋼絲網套多為24股、36股、48股、64股的，特大通徑的波紋管，還有96股、120股和144股的。網套主要編織參數除了（線材）股數m、絲徑φ，（帶材）錠數m’、厚度δ以外，還有覆蓋面積A、編織距t0、編織角度φ等。它們都是決定金屬軟管性能的重要依據。

            接頭

            接頭的作用首先是將網套與波紋管聯接為一體，同時，接頭又是金屬軟管與金屬軟管或其它管件、設備相聯接的部件。它保證介質在管路系統中正常地工作。接頭的材料通常與波紋管、網套的材料相同，多以不銹鋼為主。為降低生產成本，一些通徑較大的金屬軟管在輸送腐蝕性不強或無腐蝕性的介質時，接頭可用碳鋼制作；對于腐蝕性介質工作情況下的金屬軟管的接頭，若設計上采取相應措施，避免與介質的接觸，也可以采用碳鋼來制作。接頭的結構形式大體上分為螺旋式、法蘭盤式和快速式三大類：

            螺紋式 通徑為50毫米以下的金屬軟管的接頭，在承受較高工作壓力的情況下，多以螺紋式為主，當擰緊螺紋以后，兩個接頭上的內、外錐度面緊密配合，實現密封。錐角一般為60度，也有用74度的。該結構密封性好，但安裝時必須保證兩個對接件的同心度。為了解決實際工程中經常見到的反復拆、裝和不易同心等問題，也可以將接頭設計成錐面與球頭的配合。

            法蘭盤式 通徑為25毫米以上的金屬軟管的接頭，在承受一般工作壓力的情況下，以法蘭盤式為主。它以榫槽配合的形式進行密封。可沿徑向轉動，也可沿軸向滑動的活套法蘭盤在緊固螺栓拉力的作用下連接兩體。該結構密封性能良好，但加工難度大，密封面容易碰傷。在需要快卸的特殊場合，可以將固緊螺栓通過的孔劃開，制成快卸式法蘭盤。

            快遞式 通徑為100毫米以下的各種金屬軟管的接頭，在要求快速裝卸的使用條件下，一般采用快速式。它常用氟塑料或特種橡膠制成的“O"形密封圈密封。當手把搬動一定的角度以后，相當于多頭螺紋的爪指被鎖緊；“O"形密封圈被壓得越緊，其密封性能越好。該結構在火場、戰地及其它必須快裝快卸的場合zui為適宜。在幾秒鐘的時間內，不需配用任何工具，就可以對接或拆開一組接頭。

            當然，管螺紋連接、錐管螺紋連接是zui常用的連接形式，人們都很熟知，在這里就不作介紹了。