本发明公开一种薄壁直管强化装置,包括第一定位模、第二定位模、分瓣模、整圆模和第一腔体、第二腔体。本发明还提供一种薄壁直管强化方法,利用上述薄壁直管强化装置,调整分瓣模定位管件,使分瓣模的的内壁与管件之间具有间隙,将待处理管件伸入第一定位模、第二定位模的通孔,将第一密封圈、第二密封圈置于管件内腔中,向第一腔体内注入液压油,液压油向管件内壁施压使管件鼓胀,完成扩径变形;管件内液压油卸载,分瓣模朝向第一定位模的轴线运动直至相邻分瓣模相抵接,完成缩径变形;经过多次循环扩径和缩径变形后,管件向前输送至整圆模的通孔内,向第二腔体内填充液压油,液压油对管件内壁施压使其鼓胀,完成整圆。