化学工程与装备2023年第1期174ChemicalEngineering&Equipment2023年1月不等厚P92弯头的应力分析叶盛春1，张何境1，郭延军2，肖开儒1，江毅明1，李海洋2（1．福建华电邵武能源有限公司，福建邵武354000；2．华电电力科学研究院有限公司，浙江杭州310030）摘要：本文采用有限元方法，分析了不等厚P92弯头在工作压力下的应力分布。结果表明，弯头轴向截面沿环向，在内壁位于内弧侧的应力最大，中性层的应力最小；弯头轴向截面沿环向，在外壁侧位于中性层的应力最大，外弧侧的应力最小。弯头0°环向截面沿轴向，在内壁整体应力分布最大，90°环向截面沿轴向，整体应力分布最小；弯头0°、45°、90°环向截面沿轴向，在内壁整体应力分布最大，180°环向截面沿轴向，在外壁整体应力分布最小。通过上述分析了解了不等厚P92弯头在工况下的应力分布情况，为该类弯头的受力分析及寿命评估提供了一定的理论基础。关键词：弯头；应力；非等厚；内壁；外壁前言电站管道弯头由于其特殊的受力特征及结构是高温蒸汽管道在的重要组成部件，具有改变管线方向、连接管线、减少管道热应力的作用。电站中的弯头长期处于复杂的受力状态，导致管道在弯头部位发生应力集中[1-3]，因此是电厂蒸汽管道系统中的薄弱环节且为每次金属检修过程中的重点检查对象。在管道的制造过程中，弯头一般存在的形状缺陷[4]如横截面壁厚不均匀等。对于这类情况下的弯头应力状态，目前还没有精确的计算公式，因此本文利用有限元方法对等不厚的P92弯头进行应力分析。所得结果可供火电厂、核电厂及化工厂等重要管道系统的弯头设计时参考，也可作为理论计算的校核数据[5-6]。1有限元分析1.1弯头模型为探究不等厚P92弯头的应力分布情况，本次模拟的弯头尺寸大小为：内径ID=419mm，弯曲半径r=991mm，外弧侧壁厚s=108mm，内弧侧壁厚s=136mm。为消除边界效应的影响，对弯头增加直段区域长度l=700mm[7]本次模拟分别沿弯头轴向与环向对其内外壁的应力分布进行分析。（1）在弯头15°、30°、45°轴向截面，记为zx_15、zx_30、zx_45沿环向对弯头内外壁应力进行分析；（2）在弯头0°、45°、90°、135°、180°环向截面，记为hx_0、hx_45、hx_90、hx_135、hx_180，沿轴向对弯头内外壁应力进行分析，如图1所示。a)环向截面b)轴向截面图1弯头截面分析示意图DOI:10.19566/j.cnki.cn35-1285/tq.2023.01.087叶盛春：不等厚P92弯头的应力分析1751.2材料该不等厚度弯头的材质为SA-335P92，弯头的运行工况温度为610...
