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在壓力容器中，使用膨脹節(jié)可以有多種型式，U形膨脹節(jié)具有結(jié)構(gòu)緊湊簡單，補(bǔ)償性好，價格便宜等優(yōu)點(diǎn)。在通常設(shè)計(jì)參數(shù)條件下，U形膨脹節(jié)主要用于固定管板換熱器中，作為能夠軸向自由伸縮的彈性補(bǔ)償元件。

     在固定管板換熱器中設(shè)置膨脹節(jié)能夠明顯地降低由于換熱管和殼程圓筒間熱膨脹差所引起的管板應(yīng)力，圓筒和換熱管的軸向應(yīng)力以及管子與管板的拉脫力。

     進(jìn)行固定管板換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算，一般首先就要判斷是否需要設(shè)置膨脹節(jié)，這完全取決于在設(shè)計(jì)條件下（如設(shè)計(jì)壓力，設(shè)計(jì)溫度，殼程圓筒和換熱管的金屬溫度等）換熱器各元件的實(shí)際應(yīng)力狀況，由于管、殼（殼程筒體）間熱膨脹差引起了各元件或接點(diǎn)的過高應(yīng)力，則首先考慮能否調(diào)整某些元件尺寸或改變連接方式（如脹接改為焊接），從而使之滿足許用應(yīng)力條件。如果不可能，或是雖然可能但是不經(jīng)濟(jì)或不合理，則再行權(quán)衡考慮設(shè)置膨脹節(jié)，以便得到安全、經(jīng)濟(jì)合理的換熱器設(shè)計(jì)。

     通過簡單粗略的計(jì)算求得圓筒或管子的軸向應(yīng)力是否超過某一規(guī)定值來判斷是否設(shè)置膨脹節(jié)，這是不合理的。它們假定管板是絕對剛性的，管束中的每根管子都處在同樣的拉、壓狀態(tài)，這顯然與管板、管束的實(shí)際受力情況相差甚遠(yuǎn)。另外有些設(shè)計(jì)人員甚至更粗略地通過管、殼程的操作溫度差、或是設(shè)計(jì)溫度差是否超過某一規(guī)定值來判斷是否需要設(shè)置膨脹節(jié)，這也是不妥的，有時會帶來極大的計(jì)算誤差。很明顯，操作溫度差和設(shè)計(jì)溫度差并不等同金屬溫度差，更不能代替管子和殼程圓筒之間的熱膨脹差。特別是在兩種材料不同時（如管子為不銹鋼，殼程圓筒為碳鋼時），在極端情況下可能會出現(xiàn)：管、殼程之間的金屬溫度差很大，然而熱膨脹差為零；或管、殼程之間的金屬溫度差很小或?yàn)榱悖錈崤蛎洸詈艽蟆Ｕ沁@種熱膨脹差直接影響著管板的應(yīng)力大小。