管道上单平面铰链型波纹补偿器强度计算分析

孔繁锦

摘 要：某核电厂低压进汽导汽管上设置了单平面铰链型波纹补偿器，通过常规计算及有限元两种计算方法对膨胀节进行强度分析并提出加固方案。

关键词：管道;强度计算;分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.018

某电厂低压进汽导汽管设置了单平面铰链型波纹补偿器，通過CAESARⅡ进行管道应力分析合格后。用两种不同方法对膨胀节进行了强度计算分析，膨胀节外形见下图：

1 常规计算

根据《GBT 12777-2008 金属波纹管膨胀节通用技术条件》附录C进行校核，由于厂家提供的膨胀节与标准所示稍有不同，因此选取其中2种较为接近的模型进行计算。

1.1 无马鞍板的立板的设计及校核如下

膨胀节立板应力结果如下：

1.2 两端均有马鞍板的立板的设计及校核如下

膨胀节立板应力结果如下：

2 有限元计算

将整个管道及膨胀节实体模型导入ANSYS Workbench中进行计算分析。

根据计算结果，超过等效应力许用的区域如图5所示：

超过剪应力许用的区域如图6所示：

综上所述，可见利用管道应力分析软件对整个管道进行应力分析合格后，仅对膨胀节进行单独计算，膨胀节均为合格;而将膨胀节与管道一起进行有限元分析则会显示膨胀节端板与管道焊接处应力超标。

3 建议加固方案

（1）在膨胀节端板与管道上焊接斜筋板;

（2）在膨胀节立板与环板之间焊接斜筋板;

（3）加厚环板。