當(dang)管(guan)(guan)道(dao)(dao)輸(shu)送介質或管(guan)(guan)道(dao)(dao)所(suo)處環境有(you)溫(wen)度變(bian)化(hua)時，管(guan)(guan)道(dao)(dao)由溫(wen)度引起的(de)(de)熱脹(zhang)冷縮是不可避(bi)免(mian)的(de)(de)，如(ru)果(guo)不采取一定(ding)(ding)的(de)(de)方式(shi)補償(chang)(chang)該尺寸(cun)變(bian)化(hua)，將會(hui)在管(guan)(guan)壁內產生很高(gao)的(de)(de)應力，通過(guo)管(guan)(guan)道(dao)(dao)傳(chuan)至固定(ding)(ding)管(guan)(guan)架或設(she)備，當(dang)溫(wen)差過(guo)某一范圍時，溫(wen)差應力大于管(guan)(guan)子(zi)可承受的(de)(de)應力范圍，這時就必須考慮補償(chang)(chang)問(wen)題。

在(zai)管(guan)系補(bu)(bu)(bu)(bu)償設計中，最為經濟的(de)(de)(de)是自然(ran)(ran)補(bu)(bu)(bu)(bu)償，自然(ran)(ran)補(bu)(bu)(bu)(bu)償是利用(yong)管(guan)道(dao)的(de)(de)(de)自然(ran)(ran)彎(wan)曲形(xing)(xing)狀所具(ju)有的(de)(de)(de)柔(rou)性來補(bu)(bu)(bu)(bu)償熱位(wei)移，顯然(ran)(ran)自然(ran)(ran)補(bu)(bu)(bu)(bu)償的(de)(de)(de)能力(li)是有限的(de)(de)(de)，當自然(ran)(ran)補(bu)(bu)(bu)(bu)償不能要(yao)求時，通常應考(kao)慮設置膨(peng)脹(zhang)節。管(guan)系所受載(zai)(zai)荷主要(yao)是外(wai)力(li)載(zai)(zai)荷(管(guan)道(dao)及(ji)流動介(jie)質自重，內壓，風載(zai)(zai)，地震(zhen)荷載(zai)(zai)等)和位(wei)移載(zai)(zai)荷，設置管(guan)架的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)在(zai)于(yu)消除外(wai)載(zai)(zai)作用(yong)在(zai)設備或管(guan)道(dao)上的(de)(de)(de)作用(yong)力(li)，且可把復雜管(guan)系分(fen)隔成形(xing)(xing)狀比較簡單，獨立膨(peng)脹(zhang)的(de)(de)(de)管(guan)段，保證膨(peng)脹(zhang)節的(de)(de)(de)最佳使用(yong)效果(guo)。

設(she)置膨(peng)(peng)脹(zhang)節(jie)的(de)目的(de)，在(zai)于吸收(shou)管(guan)道(dao)自身無(wu)法(fa)吸收(shou)的(de)熱變形，最大限(xian)度地(di)減(jian)小位(wei)移載荷。本(ben)文根(gen)據不同類(lei)型(xing)(xing)膨(peng)(peng)脹(zhang)節(jie)的(de)使用(yong)特點(dian)，給出了幾種(zhong)典型(xing)(xing)管(guan)系的(de)補償設(she)計方案(an)，結合(he)實際，對三(san)鉸鏈型(xing)(xing)膨(peng)(peng)脹(zhang)節(jie)(括萬向鉸鏈型(xing)(xing))所組成的(de)系統，復式(shi)拉桿型(xing)(xing)膨(peng)(peng)脹(zhang)節(jie)，彎管(guan)壓力平(ping)衡(heng)型(xing)(xing)膨(peng)(peng)脹(zhang)節(jie)在(zai)工作中(zhong)對管(guan)架或設(she)備的(de)作用(yong)力和力矩進行了分析(xi)計算，討論(lun)了膨(peng)(peng)脹(zhang)節(jie)中(zhong)波紋(wen)管(guan)的(de)腐(fu)蝕問題。

1 膨(peng)脹(zhang)節的類(lei)(lei)型(xing)及典型(xing)管段(duan)的補償設計主要分為以下(xia)幾種類(lei)(lei)型(xing)：

1.1 單(dan)式軸向型膨脹節

由一(yi)個波(bo)紋管(guan)和兩個可與相鄰管(guan)道、設備相接的端管(guan)（或法蘭(lan)）等組成的撓性裝置(zhi)，主要用(yong)于補償直管(guan)段軸(zhou)(zhou)向(xiang)位移，另外也可以吸收少量的橫向(xiang)位移，圖1 是采(cai)用(yong)軸(zhou)(zhou)向(xiang)型(xing)膨脹節設置(zhi)實例。

在(zai)(zai)存在(zai)(zai)橫(heng)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)位(wei)移或(huo)存在(zai)(zai)軸向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)與橫(heng)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)組合(he)位(wei)移的場(chang)合(he)，使用單式膨脹(zhang)(zhang)節(jie)所受到(dao)的限制(zhi)主(zhu)要是膨脹(zhang)(zhang)節(jie)吸收橫(heng)向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)位(wei)移的能(neng)力有限。另外在(zai)(zai)工作壓力，溫度較(jiao)高，直徑較(jiao)大(da)或(huo)無法在(zai)(zai)結構(gou)物上安(an)設主(zhu)固定支架或(huo)多(duo)個導向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)支架的場(chang)合(he)，使用軸向(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)型膨脹(zhang)(zhang)節(jie)可能(neng)行不(bu)通。

1.2 復式(shi)拉桿(gan)型膨脹(zhang)節

由中(zhong)間(jian)接管(guan)(guan)連(lian)接的(de)兩個波紋管(guan)(guan)及拉(la)桿、端板等組(zu)成的(de)撓(nao)性裝置(zhi)，以(yi)橫向(xiang)位(wei)(wei)移方式(shi)補償平面(mian)或立體彎(wan)曲(qu)管(guan)(guan)段的(de)熱位(wei)(wei)移，拉(la)桿裝置(zhi)應(ying)能承受壓(ya)力推力及其附加外力的(de)作(zuo)用。復(fu)式(shi)拉(la)桿型(xing)膨脹節特別適合吸(xi)收橫向(xiang)位(wei)(wei)移，此(ci)外，這(zhe)種設計形(xing)(xing)式(shi)也可用于吸(xi)收軸向(xiang)位(wei)(wei)移，角位(wei)(wei)移以(yi)及任意由這(zhe)三(san)種形(xing)(xing)式(shi)合成的(de)位(wei)(wei)移，一般用法是(shi)將(jiang)這(zhe)種帶連(lian)桿的(de)膨脹節設置(zhi)在呈90°的(de)“Z”形(xing)(xing)管(guan)(guan)系的(de)中(zhong)間(jian)管(guan)(guan)臂內(nei)，調整連(lian)桿以(yi)阻(zu)止外部的(de)軸向(xiang)位(wei)(wei)移，圖2、3 是(shi)兩個應(ying)用實例。

圖2 表示，復式連(lian)桿(gan)(gan)型(xing)膨脹節吸(xi)收(shou)單平(ping)面“Z”形彎(wan)管的(de)橫向位(wei)移(yi)，中(zhong)(zhong)間(jian)(jian)管臂(bei)連(lian)桿(gan)(gan)以(yi)(yi)內的(de)熱(re)(re)位(wei)移(yi)用(yong)(yong)膨脹節的(de)軸向位(wei)移(yi)來(lai)吸(xi)收(shou)，水平(ping)管線(xian)的(de)熱(re)(re)位(wei)移(yi)由(you)膨脹節的(de)橫向位(wei)移(yi)來(lai)吸(xi)收(shou)。由(you)于(yu)壓力(li)推(tui)力(li)是由(you)連(lian)桿(gan)(gan)來(lai)承受的(de)，所以(yi)(yi)兩端均使(shi)用(yong)(yong)中(zhong)(zhong)間(jian)(jian)固定支架(jia)，由(you)于(yu)作(zuo)用(yong)(yong)于(yu)管線(xian)上的(de)軸向力(li)，是膨脹節產生(sheng)的(de)變(bian)形反力(li)，因此(ci)只需使(shi)用(yong)(yong)導向支架(jia)。中(zhong)(zhong)間(jian)(jian)管臂(bei)上位(wei)于(yu)連(lian)桿(gan)(gan)以(yi)(yi)外的(de)部(bu)分，如兩端彎(wan)管的(de)熱(re)(re)膨脹必須由(you)水平(ping)管道的(de)彎(wan)曲來(lai)吸(xi)收(shou)。

圖3 是在空間“Z” 彎(wan)管中使用帶連桿的萬(wan)能(neng)式膨脹節(jie)的典型實例。由于(yu)萬(wan)能(neng)式膨脹節(jie)可以(yi)吸收任何方(fang)向的橫向位(wei)移(yi)，所以(yi)兩個水平(ping)管臂可以(yi)在水平(ping)面上處于(yu)任意方(fang)位(wei)。

1.3 彎(wan)管壓力平衡型膨脹(zhang)節(jie)

由兩個(ge)或一個(ge)工作(zuo)(zuo)波紋(wen)管(guan)(guan)(guan)和(he)一個(ge)平(ping)衡波紋(wen)管(guan)(guan)(guan)以及(ji)端管(guan)(guan)(guan)，端板(ban)、彎(wan)頭、封(feng)頭、拉(la)桿等(deng)組成的(de)(de)撓性裝(zhuang)置，用(yong)(yong)于補償(chang)管(guan)(guan)(guan)段的(de)(de)軸向(xiang)位移(yi)(yi)，橫(heng)向(xiang)位移(yi)(yi)或二者的(de)(de)合(he)成位移(yi)(yi)，且不(bu)(bu)使(shi)固定管(guan)(guan)(guan)架或相(xiang)連設備(bei)(bei)承受壓力(li)推動的(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)，拉(la)桿裝(zhuang)置承受壓力(li)推力(li)和(he)其它附加外力(li)的(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)。彎(wan)管(guan)(guan)(guan)壓力(li)平(ping)衡式(shi)膨(peng)脹節(jie)的(de)(de)主要(yao)優點，是它在吸(xi)收來自外部的(de)(de)軸向(xiang)位移(yi)(yi)時，不(bu)(bu)會使(shi)系統(tong)受到(dao)內壓推力(li)的(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)。由波紋(wen)管(guan)(guan)(guan)整體(ti)剛(gang)度造成的(de)(de)力(li)并未消(xiao)除，實際(ji)上這個(ge)力(li)一般要(yao)超(chao)過單式(shi)膨(peng)脹節(jie)位移(yi)(yi)引起的(de)(de)彈力(li)。因為工作(zuo)(zuo)波紋(wen)管(guan)(guan)(guan)和(he)平(ping)衡波紋(wen)管(guan)(guan)(guan)都要(yao)受到(dao)壓縮或拉(la)伸，作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)在管(guan)(guan)(guan)道或設備(bei)(bei)上的(de)(de)力(li)是兩者的(de)(de)軸向(xiang)合(he)力(li)。

1.3.1 圖4 是存在(zai)軸向(xiang)(xiang)與橫向(xiang)(xiang)組合位移的(de)(de)(de)時(shi)使(shi)(shi)用(yong)彎管壓力(li)平衡式膨脹(zhang)節的(de)(de)(de)典型(xing)實例，在(zai)管道的(de)(de)(de)端部和汽輪(lun)(lun)機上的(de)(de)(de)支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)均(jun)為中間(jian)固(gu)定支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)，并且只(zhi)需(xu)要(yao)使(shi)(shi)用(yong)導向(xiang)(xiang)支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)，采用(yong)合理的(de)(de)(de)設(she)計可以使(shi)(shi)汽輪(lun)(lun)機上方(fang)的(de)(de)(de)導向(xiang)(xiang)支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)承受(shou)使(shi)(shi)膨脹(zhang)節產(chan)生軸向(xiang)(xiang)位移的(de)(de)(de)作用(yong)力(li)，避免該力(li)作用(yong)到汽輪(lun)(lun)機上，作用(yong)在(zai)汽輪(lun)(lun)機上的(de)(de)(de)只(zhi)有使(shi)(shi)膨脹(zhang)節產(chan)生橫向(xiang)(xiang)位移的(de)(de)(de)作用(yong)力(li)。

1.3.2 圖(tu)5 所示為一種常見的(de)(de)非常適(shi)于(yu)使(shi)用彎管壓力平衡型膨(peng)脹(zhang)(zhang)節的(de)(de)場合。在工藝操作中，容(rong)器和豎(shu)向(xiang)管道的(de)(de)膨(peng)脹(zhang)(zhang)量可(ke)能不同(tong)，按(an)圖(tu)示安裝一壓力平衡式膨(peng)脹(zhang)(zhang)節，豎(shu)直方向(xiang)的(de)(de)位移(yi)差可(ke)以由膨(peng)脹(zhang)(zhang)節的(de)(de)軸向(xiang)位移(yi)吸收(shou)(shou)，容(rong)器中心(xin)線到管線之(zhi)間的(de)(de)熱膨(peng)脹(zhang)(zhang)可(ke)由膨(peng)脹(zhang)(zhang)節的(de)(de)橫向(xiang)位移(yi)吸收(shou)(shou)。

1.4 鉸鏈型膨脹節

由一個(ge)波紋管(guan)(guan)、兩組(zu)(zu)與端管(guan)(guan)相連的(de)(de)(de)(de)(de)鉸(jiao)鏈(lian)板及一對(dui)銷軸等(deng)組(zu)(zu)成的(de)(de)(de)(de)(de)撓性裝置，鉸(jiao)鏈(lian)式膨(peng)(peng)脹(zhang)節一般以兩、三個(ge)作(zuo)為一組(zu)(zu)使用(yong)(yong)，用(yong)(yong)于吸收單(dan)平面管(guan)(guan)系(xi)中(zhong)一個(ge)或多(duo)個(ge)方向的(de)(de)(de)(de)(de)橫向位(wei)移(yi)(yi)(yi)。在這(zhe)種系(xi)統(tong)中(zhong)每一個(ge)膨(peng)(peng)脹(zhang)節被它的(de)(de)(de)(de)(de)鉸(jiao)鏈(lian)板所制(zhi)約，產生純角位(wei)移(yi)(yi)(yi)，然(ran)而，被管(guan)(guan)段分開的(de)(de)(de)(de)(de)每對(dui)鉸(jiao)鏈(lian)型膨(peng)(peng)脹(zhang)節互相配合可(ke)吸收橫向位(wei)移(yi)(yi)(yi)。給定單(dan)個(ge)膨(peng)(peng)脹(zhang)節的(de)(de)(de)(de)(de)角位(wei)移(yi)(yi)(yi)，每對(dui)鉸(jiao)鏈(lian)式膨(peng)(peng)脹(zhang)節所能(neng)吸收的(de)(de)(de)(de)(de)橫向位(wei)移(yi)(yi)(yi)與其鉸(jiao)鏈(lian)銷軸之間的(de)(de)(de)(de)(de)距離成正比(bi)，因此(ci)，為了(le)便膨(peng)(peng)脹(zhang)節充分發揮應用(yong)(yong)，應盡(jin)量(liang)加大(da)這(zhe)一距離。膨(peng)(peng)脹(zhang)節的(de)(de)(de)(de)(de)鉸(jiao)鏈(lian)板通常(chang)用(yong)(yong)于承受作(zuo)用(yong)(yong)于膨(peng)(peng)脹(zhang)節上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)全部(bu)壓力推力，另外也(ye)可(ke)以用(yong)(yong)來承受管(guan)(guan)道和設備的(de)(de)(de)(de)(de)重量(liang)、風(feng)載等(deng)。

1.4.1 圖6 是用雙鉸(jiao)鏈(lian)系統吸收(shou)單平面“Z”形彎(wan)管的(de)(de)(de)主(zhu)要熱(re)膨脹(zhang)(zhang)，由(you)于壓力推(tui)力是由(you)膨脹(zhang)(zhang)節上的(de)(de)(de)鉸(jiao)鏈(lian)板來(lai)(lai)承(cheng)受(shou)的(de)(de)(de)，只(zhi)需在管系的(de)(de)(de)兩(liang)端設置(zhi)中間固定支架，由(you)于膨脹(zhang)(zhang)節受(shou)鉸(jiao)鏈(lian)制約只(zhi)能產生(sheng)純(chun)角(jiao)位移，不能伸縮，包(bao)含有膨脹(zhang)(zhang)節的(de)(de)(de)中間管臂(bei)的(de)(de)(de)熱(re)膨脹(zhang)(zhang)必須由(you)與它(ta)相(xiang)垂直的(de)(de)(de)管臂(bei)發生(sheng)彎(wan)曲(qu)來(lai)(lai)吸收(shou)，兩(liang)個長管臂(bei)的(de)(de)(de)彎(wan)曲(qu)撓度(du)由(you)正確(que)設計的(de)(de)(de)導向支架和支架來(lai)(lai)控制。

如果單平面(mian)“Z”形管系的(de)中(zhong)間管臂較(jiao)長過，可采用(yong)三個鉸鏈型膨脹(zhang)節的(de)系統。

1.4.2 圖7 表示在單平(ping)面(mian)彎管(guan)(guan)中的三(san)鉸(jiao)鏈型(xing)膨(peng)(peng)(peng)脹節(jie)系統，豎直管(guan)(guan)段的熱(re)膨(peng)(peng)(peng)脹將由B 和(he)C 兩個膨(peng)(peng)(peng)脹節(jie)的動作(zuo)來吸收，水(shui)平(ping)管(guan)(guan)段的熱(re)膨(peng)(peng)(peng)脹由A 和(he)B 兩個膨(peng)(peng)(peng)脹節(jie)來吸收，很明顯，膨(peng)(peng)(peng)脹節(jie)B 的角位移(yi)是A 和(he)C 之和(he)。

1.4.3 圖8 是彎管(guan)(guan)角(jiao)度(du)不(bu)等于90°時，使用(yong)鉸(jiao)鏈式(shi)膨(peng)脹節(jie)的(de)(de)(de)示例。鉸(jiao)鏈型膨(peng)脹節(jie)的(de)(de)(de)主要(yao)優點(dian)是它的(de)(de)(de)尺寸緊湊，便于安裝，而(er)且可以使它的(de)(de)(de)鉸(jiao)鏈板具有很(hen)(hen)大的(de)(de)(de)剛度(du)和(he)強度(du)，使用(yong)它們通(tong)常可以對構形(xing)不(bu)規則的(de)(de)(de)復雜管(guan)(guan)線的(de)(de)(de)熱膨(peng)脹進行(xing)補償，在這(zhe)樣的(de)(de)(de)管(guan)(guan)線上使用(yong)別(bie)種膨(peng)脹節(jie)往(wang)往(wang)行(xing)不(bu)通(tong)，由(you)于鉸(jiao)鏈結構能夠傳(chuan)遞載(zai)荷，鉸(jiao)鏈型膨(peng)脹節(jie)的(de)(de)(de)管(guan)(guan)系(xi)施加到固定支架的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)力很(hen)(hen)小，這(zhe)種系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)支撐點(dian)可設在不(bu)妨礙系(xi)統(tong)(tong)活動的(de)(de)(de)任何位(wei)置上，這(zhe)給(gei)系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)設計帶來了很(hen)(hen)大的(de)(de)(de)自由(you)。

和(he)前面(mian)的(de)(de)示例一(yi)樣，在管(guan)(guan)系(xi)兩端只用(yong)(yong)中間固(gu)(gu)定(ding)支架(jia)來固(gu)(gu)定(ding)，本例中所有的(de)(de)熱變形全部被膨(peng)脹(zhang)(zhang)節(jie)所吸收，因管(guan)(guan)道(dao)的(de)(de)熱變形作用(yong)(yong)于固(gu)(gu)定(ding)支架(jia)的(de)(de)載荷非常小，如果左(zuo)側的(de)(de)固(gu)(gu)定(ding)支架(jia)與第一(yi)個(ge)鉸(jiao)鏈型膨(peng)脹(zhang)(zhang)節(jie)的(de)(de)間距較大，在靠近(jin)膨(peng)脹(zhang)(zhang)節(jie)處(chu)應(ying)設置導向支架(jia)，該(gai)支架(jia)為以承受膨(peng)脹(zhang)(zhang)節(jie)轉動(dong)的(de)(de)力(li)，從而(er)減(jian)少(shao)膨(peng)脹(zhang)(zhang)節(jie)C 至左(zuo)側固(gu)(gu)定(ding)支架(jia)之間部分管(guan)(guan)道(dao)的(de)(de)彎曲，為了(le)保持管(guan)(guan)系(xi)位于平(ping)面(mian)內(nei)，并消除可(ke)能由外載所產生(sheng)的(de)(de)作用(yong)(yong)于鉸(jiao)鏈的(de)(de)彎曲力(li)，可(ke)以增設一(yi)個(ge)或多(duo)個(ge)導向支架(jia)，管(guan)(guan)系(xi)的(de)(de)支撐(cheng)可(ke)以采(cai)取多(duo)種方式，對(dui)膨(peng)脹(zhang)(zhang)節(jie)之間的(de)(de)管(guan)(guan)道(dao)進(jin)行支撐(cheng)而(er)不(bu)妨礙其(qi)自(zi)由移動(dong)時，可(ke)采(cai)取彈簧支吊架(jia)。

1.5 萬向鉸(jiao)鏈型膨脹節

由(you)一個(ge)(ge)波紋管(guan)(guan)，萬(wan)(wan)向鉸(jiao)(jiao)(jiao)鏈(lian)(lian)環(huan)及(ji)兩(liang)(liang)對與(yu)萬(wan)(wan)向鉸(jiao)(jiao)(jiao)鏈(lian)(lian)環(huan)和端管(guan)(guan)相連的(de)(de)(de)(de)鉸(jiao)(jiao)(jiao)鏈(lian)(lian)板等(deng)組成的(de)(de)(de)(de)撓性裝置。通常(chang)以(yi)兩(liang)(liang)個(ge)(ge)萬(wan)(wan)向鉸(jiao)(jiao)(jiao)鏈(lian)(lian)型(xing)(xing)或(huo)以(yi)兩(liang)(liang)個(ge)(ge)萬(wan)(wan)向鉸(jiao)(jiao)(jiao)鏈(lian)(lian)型(xing)(xing)與(yu)一個(ge)(ge)單式鉸(jiao)(jiao)(jiao)鏈(lian)(lian)型(xing)(xing)膨(peng)脹(zhang)(zhang)節(jie)(jie)一起配套使用(yong)，如(ru)圖(tu)9，兩(liang)(liang)個(ge)(ge)萬(wan)(wan)向鉸(jiao)(jiao)(jiao)鏈(lian)(lian)型(xing)(xing)膨(peng)脹(zhang)(zhang)節(jie)(jie)協同動作吸收上、下(xia)兩(liang)(liang)個(ge)(ge)水(shui)平(ping)管(guan)(guan)臂(bei)的(de)(de)(de)(de)組合(he)位(wei)移，鉸(jiao)(jiao)(jiao)鏈(lian)(lian)型(xing)(xing)膨(peng)脹(zhang)(zhang)節(jie)(jie)則與(yu)上部的(de)(de)(de)(de)萬(wan)(wan)向鉸(jiao)(jiao)(jiao)鏈(lian)(lian)型(xing)(xing)膨(peng)脹(zhang)(zhang)節(jie)(jie)互相配合(he)吸收豎(shu)直管(guan)(guan)臂(bei)的(de)(de)(de)(de)位(wei)移。用(yong)萬(wan)(wan)向鉸(jiao)(jiao)(jiao)鏈(lian)(lian)型(xing)(xing)膨(peng)脹(zhang)(zhang)節(jie)(jie)構成的(de)(de)(de)(de)系統(tong)與(yu)上節(jie)(jie)提到的(de)(de)(de)(de)用(yong)鉸(jiao)(jiao)(jiao)鏈(lian)(lian)型(xing)(xing)膨(peng)脹(zhang)(zhang)節(jie)(jie)構成的(de)(de)(de)(de)系統(tong)是(shi)有類似的(de)(de)(de)(de)優點，但萬(wan)(wan)向鉸(jiao)(jiao)(jiao)鏈(lian)(lian)型(xing)(xing)膨(peng)脹(zhang)(zhang)節(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)應用(yong)具有更(geng)大的(de)(de)(de)(de)靈(ling)活性，它不限于單平(ping)面系統(tong)。

2 CAESARII對膨脹節進(jin)行模擬分析

以常(chang)見(jian)的復式(shi)拉桿膨脹(zhang)節建模分析為(wei)例，該(gai)管(guan)道為(wei)高溫(wen)抽汽管(guan)道，設(she)計溫(wen)度為(wei)269℃，設(she)計壓力0.5Mpa，材質為(wei)碳(tan)鋼。管(guan)道模型(xing)如圖10所(suo)示，

在節點10設備對管(guan)道有15mm垂直向下(xia)的(de)附加(jia)位移，現對該管(guan)道進行(xing)一次應(ying)(ying)力和(he)二次應(ying)(ying)力校核，由應(ying)(ying)力分析(xi)結果可得(de)出，一次應(ying)(ying)力計(ji)算通過，節點80處二次應(ying)(ying)力是許用應(ying)(ying)力的(de)1.36倍，嚴重超出管(guan)道材質許用應(ying)(ying)力，管(guan)道系統(tong)存在風險。

管(guan)道相(xiang)關節點受力情況

在(zai)(zai)該管(guan)(guan)(guan)線(xian)中，由(you)各節點受(shou)(shou)力(li)(li)(li)情(qing)況可(ke)(ke)以看出，節點10、80、140處(chu)支撐受(shou)(shou)力(li)(li)(li)均過(guo)大；一次(ci)(ci)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)在(zai)(zai)需(xu)用(yong)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)范圍內，由(you)管(guan)(guan)(guan)道(dao)系統設(she)計條(tiao)件可(ke)(ke)以得出，二次(ci)(ci)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)主要(yao)是由(you)溫(wen)度引(yin)起的熱(re)脹(zhang)(zhang)產生(sheng)(sheng)的，熱(re)脹(zhang)(zhang)引(yin)起管(guan)(guan)(guan)道(dao)變形，變形受(shou)(shou)到支架約(yue)束從而(er)產生(sheng)(sheng)熱(re)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)；處(chu)因此要(yao)降低管(guan)(guan)(guan)道(dao)二次(ci)(ci)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)必須通過(guo)可(ke)(ke)行的設(she)計方(fang)案(an)來吸收管(guan)(guan)(guan)道(dao)熱(re)脹(zhang)(zhang)產生(sheng)(sheng)的位(wei)移，從而(er)減小熱(re)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)。現(xian)在(zai)(zai)設(she)備出口豎(shu)直管(guan)(guan)(guan)道(dao)上添(tian)加復式拉桿(gan)膨(peng)脹(zhang)(zhang)節，添(tian)加后的模型如(ru)圖13，具(ju)體建模過(guo)程在(zai)(zai)此不贅述，考慮到設(she)備對(dui)管(guan)(guan)(guan)道(dao)有豎(shu)直向下的附加位(wei)移，整(zheng)個管(guan)(guan)(guan)道(dao)系統只(zhi)有節點10-50有豎(shu)直方(fang)向的管(guan)(guan)(guan)道(dao)走(zou)向，因此膨(peng)脹(zhang)(zhang)節加在(zai)(zai)豎(shu)直管(guan)(guan)(guan)道(dao)上。重(zhong)新對(dui)管(guan)(guan)(guan)道(dao)進行應(ying)(ying)力(li)(li)(li)計算校核，由(you)于(yu)未加膨(peng)脹(zhang)(zhang)節前一次(ci)(ci)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)未超出許用(yong)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)，在(zai)(zai)此只(zhi)校核二次(ci)(ci)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)即可(ke)(ke)。計算結果如(ru)圖13

由以上二次應力(li)(li)(li)結算結果和各節點作用(yong)力(li)(li)(li)情況可(ke)看出，管(guan)道添加膨脹(zhang)節后，二次應力(li)(li)(li)大(da)幅(fu)度(du)降(jiang)低(di)，最大(da)應力(li)(li)(li)只(zhi)有許用(yong)應力(li)(li)(li)的(de)18.2，而且各節點作用(yong)力(li)(li)(li)也大(da)幅(fu)度(du)降(jiang)低(di)，由此可(ke)見，膨脹(zhang)節可(ke)以有效的(de)吸收(shou)管(guan)道中的(de)熱脹(zhang)，從而大(da)幅(fu)度(du)降(jiang)低(di)管(guan)道熱應力(li)(li)(li)。