膨胀节与筒体连接结构

膨胀节的厚度一般较筒体薄，当它们相连时，应该削筒体吗，如果筒体削薄到膨胀节的厚度会否造成筒体环向应力不足呢？为此咨询了业内专家，其答复如下：

问：按照GB150，如果筒体和球形封头相连接，一般不削薄筒体部分，而削封头部分，保证筒体部分强度和封头部分强度按照各自计算公式厚度足够。

膨胀节本身的直边段也是经过计算，但是削薄部分的筒体没有经过计算。比如，筒体为碳钢，腐蚀余量3mm，设计厚度最少需要14mm，名义厚度16mm。膨胀节为不锈钢，8mm。当筒体削到8mm时，会不会造成强度不足？如果不削薄，又应该如何连接？可否加大膨胀节厚度使得削边长度减少呢？

答：关于膨胀节的壁厚与筒体的厚度不相等时如何处理的问题，GB16749-1997的7.6.2.2条b)款有明确规定，那就是在设备筒体一侧以1:3的斜度进行单面或双面削薄过渡。对于本设备，由于两者厚度相差较大，建议在筒体双面削薄过渡，以缩短筒体削薄段的长度。

如果膨胀节的强度是符合要求的，仅仅为了解决膨胀节与筒体的连接问题而增大膨胀节的厚度，是不合理的。因为这样会增加材料的消耗，而且会降低膨胀节的补偿能力，有时为了满足膨胀节补偿量的要求，可能还需要增加波数。

你们以为与膨胀节相邻的筒体段必须采用一般筒体的环向应力校核公式来进行强度校核，这样的理解是不正确的。膨胀节的直边段也是一段很薄的筒体，为什么能满足强度要求呢？这是因为它受到相邻的波形段的加强作用，环向应力降低了。膨胀节直边段的环向应力是按GB16749中式6-1计算的，对于没有加强圈的直边段，该公式与一般筒体的环向应力计算公式相比就多了一个系数k，这个系数k是与直边段的长度L4成正比的。随着直边段的长度L4的增大，k也增大，直到k≥1（注：k＞1时，取k=1）时，直边段的环向应力才与一般筒体的环向应力相同。

实际上，你们可以把筒体削薄段作为膨胀节直边段的延长部分，把筒体削薄段的长度与原来直边段的长度之和作为膨胀节的直边段长度L4，计算出新的k值，同时偏保守地把筒体削薄段的厚度取为膨胀节的厚度，采用上述6-1的公式计算加长后的直边段的环向应力，看看这个环向应力是否小于筒体的许用应力。通常k的数值都较小，计算结果都能通过，这也就是为什么GB16749规定膨胀节厚度与筒体的厚度不同时可将筒体削薄。