全世界的天然气和85%以上的石油输送都依赖大型钢铁管件，自青岛石油管线重大爆炸事故发生以来，社会各界对钢管质量提出了更高的要求，企业间竞争日益激烈，提高产品质量是企业生存发展的唯一出路。椭圆度是钢管质量评定的一项重要指标，根据美国制管协会API标准，大型直缝焊管的椭圆度不超过其公称直径的1%。管件生产过程中受工艺方案及材料性能波动等影响会导致椭圆度超标，这将给管线带来极大的安全隐患。目前广泛使用的扩径矫圆、缩径矫圆和过弯矫圆等矫圆工艺，都只能对管件端口部位进行矫圆工作，由于沿管件轴线应力分布不均匀，长期放置或使用会出现椭圆度增大的现象。受三辊卷板工艺启发，在原有卷板设备的基础上改进技术和装备，能够实现整管矫圆工作，优化改进三辊矫圆工艺方案，对管件尺寸精度的提高有非常重要的意义。本文以平面弯曲弹复理论为基础，结合往复曲率统一思想，对三辊矫圆工艺变形规律进行解析研究。三辊矫圆过程中，管坯受纯弯曲作用，管坯周长不变，初始椭圆度不同的管坯经过滚压变形后的变形情况与相同型号圆形管坯在相同加载参数下的变形情况相同。沿管坯截面存在两个正弯变形区和两个反弯变形区，滚弯矫圆使管坯经过反复加载和卸载，使原先曲率大小不一的管坯截面曲率趋于一致。采用有限元数值模拟对三辊矫圆过程中管坯的应力、应变分布状态进行分析，找出上、下辊径、下辊辊距等工艺参数对矫圆力的影响规律。文中根据卸载方式不同提出三种矫圆工艺方案，并进行了对比分析，对其中效果较好的一种方案进行参数优化分析，将卸载过程进行简化，最后通过实验对矫圆规律进行验证。三辊矫圆工艺能够有效的对整管椭圆度进行矫正，改善管坯残余应力分布状态，使管件质量得到全面的提升。