王新颖，黄 静

（1.首钢京唐钢铁联合有限责任公司，河北 唐山063200；2.西安益通热工技术服务有限责任公司，陕西 西安710032）

支吊架是电站锅炉管系的重要组成部分，主要起承受载荷、限制位置和控制振动的作用，因此管道支吊架状态的不当改变可能会引起管道局部产生应力集中，加速管道损伤，缩短管道寿命[1-3]。其中，再热蒸汽管道作为火电厂最重要的蒸汽管道，对管道和电站机组的安全运行起到至关重要的作用。本文根据某电厂机组再热蒸汽管道发生的支吊架管夹断裂及焊缝开裂问题，以断裂的卡块管夹为研究对象，通过分析其断裂失效的原因并建立有限元模型，对进一步提高支吊架安全运行提供参考。

1 问题简述

技术人员在某电厂机组管道支吊架检验时发现再热蒸汽管道热段单弹簧吊架存在异常，进一步打开保温层检查发现该吊架管夹U形螺栓从与螺母连接处断裂，管夹的限位卡块与管道间焊缝开裂，如图1所示。该卡块与螺母断裂问题严重威胁了该机组长期运行，埋下较大的安全隐患。

2 原因分析

经查阅原设计图可知，该单弹簧吊架布置于斜向上的管道上，工作载荷为130 kN，结构载荷为220 kN，管夹型号为SD1-HT.1025H，U形螺栓两端的螺纹为M56，管夹配置了两只梯形限位卡块（梯形卡块下底长150 mm、高280 mm）。经分析认为梯形限位卡块底部长度偏小及梯形限位卡块与管夹间间隙偏大导致卡块角焊缝弯矩过大，在焊缝连接处产生应力集中是造成U形螺栓断裂及限位卡块开裂的主要原因。……