国宏斌 周华

摘要：膨胀节应用在预热器中可大大降低因温差产生的轴向力，改善管板、壳体、换热管等构件的受力情况。在预热器现场检验中，针对膨胀节出现的大变形，检测了膨胀节的实际变形量和管板、支座及相关管道，并进行了应力分析和数值模拟，确定了相关部位的应力水平和膨胀节的使用寿命，提出了安全运行建议。

关键词：预热器;膨胀节;变形;应力分析

1  故障概述

2014年5月，在定期檢验中，发现预热器膨胀节发生严重变形。可以看出膨胀节上部的导向拉杆已经拉脱并弯曲变形，下部的拉杆完好;根据现场膨胀节位移测量发现，膨胀节的轴向位移已经超过设计图样的规定值，存在安全隐患。

2  案例分析及技术路线

该膨胀节位于换热器北侧靠近端部位置，换热器南侧有两个裙座支撑，北侧靠端部连有物料管道却无有效支撑，形成悬臂梁。初步分析为：该设备及相连管道自重、振动因素是造成膨胀节变形的主要原因。针对设备目前使用状况，由南京工业大学、江苏省特种设备安全监督检验研究院（简称江苏省特检院）商定，采用相关技术检测路线，进而给出科学有效的评价结果。

3 膨胀节的应力分析和疲劳寿命计算

3.1 膨胀节主要技术参数

该膨胀节为单式轴向型，带均衡环。主要技术参数见表1。

3.2 膨胀节工作状态下的有限元分析

对换热器膨胀节进行工作压力和实际补偿位移下的有限元分析，即内压8.9MPa，轴向拉伸28mm，角向4.3°，拟确定结构的应力集中区域。……