化工設備中高溫結構設計問題淺析

劉增溫

（棗莊杰富意振興化工有限公司,山東 棗莊 277000）

隨著我國經濟社會的進步與發展，化工設備的設計也得到了快速的進步，化工設備面臨的工作環境也在逐步變化，高溫環境是化工設備設計之中不可忽視的環境之一，針對化工設備中高溫結構設計問題的研究受到越來越多人的重視。隨著現代化工設備的不斷出現，化工設備質量問題出現了很多的問題，很多化工設備在高溫環境之下呈現出不同情況的問題，在實際的使用過程之中很多墊片、法蘭等都會再高溫環境之中出現變形、偏離位置等問題。面對這些情況，采取積極措施提高化工設備耐高溫性能，只有這樣才能促進現代化學工藝的發展，為我國社會主義現代化建設保駕護航。

1 化工設備高溫結構優化應注意的問題

1.1 注重法蘭、端點等處的設計

化工設備設計過程之中涉及到的結構有很多，很多情況值得我們予以重視，首先我國需要注重的就是端點與法蘭等處的科學設計。對于化工設備而言，其在高溫工作環境下很多設備的部件都會產生不同程度的變性與移位，尤其是端點的推力矩數很容易在高溫環境下超過規定范圍，這就會導致法蘭出現問題，這些問題在實際的化工設備設計之中需要引起我們充分的重視，只有注重法蘭、端點等處的設計才能為化工設備高溫結構設計提供相應的保障。

1.2 把握化工設備結構的壓力

高溫環境會對化工設備的工作環境帶來更大的壓力，因此，這時候化工設備就會面臨更大的壓力，因此在化工設備結構設計過程之中應該注重把握化工設備結構的壓力，針對一些關鍵部位應該應用特殊的材料，例如Cr-Mo鋼的應用可以有效的提高化工設備結構的抗壓能力，促進化工設備耐高溫能力。在化工設備設計過程之中，為了適應高溫情況，我們必須注重設備結構的壓力，只有讓設備能夠得到足夠的壓力，只有這樣才能讓化工設備在實際的工作之中面臨高溫的考驗，這樣的壓力設計才能有助于化工設備承受相應的高溫，這樣可以促進化工設備結構高溫結構設計，為設備后期的順利工作提供相應的保障。

1.3 注重材料和焊接方式的選擇

法蘭設置有隔熱襯環時，如果其襯環板以奧氏體不銹鋼為材料的情況下要加以注意，因為其相比碳素鋼、低合金鋼來說，其熱脹系數要大30%~50% 之間，法蘭在高溫工作的情況下，隔熱襯環和焊縫會因溫差應力而出現襯環板凸起現象以及焊縫受剪切問題，情況嚴重會對法蘭的安全穩定性造成影響。因此，要求溫度控制在300℃以內范圍，如果超過300℃則應采用堆焊結構方法。

2 化工設備高溫結構設計的優化措施

2.1 注重法蘭、墊片和螺栓等方面的受熱狀況

化工設備高溫結構設計之中需要優化的方面有很多，其中最為重要的方面就是一些連接處的受熱情況，這些部位的設計是化工高溫結構設計過程之中需要注重的首要問題。在化工設備高溫結構設計之中我們應該在法蘭內側、墊片以及螺栓等連接處設置專業的隔熱襯環，通過隔熱襯環的植入可以有效的降低設備連接處的受熱作用，有效改善設備的耐高溫能力，也可以通過這種方式增加設備的機械強度，為設備的正常運行提供保障。另一方面，這些襯環的植入可以有效降低高溫結構溫度，降低溫差，從而避免法蘭、墊片出現變形等情況，這就有效的保證了化工設備的正常運行。

2.2 保證密封墊片在限定范圍

密封墊是化工設備之中十分重要的一個環節，在實際的設計過程之中我們需要合理的利用密封墊，適當的增加螺栓的長度，增加套筒和螺栓的結合面積，從此來補償熱應力，這樣可以讓法蘭更好的工作，有效的使用密封墊可以讓化工設備在實際的工作耐高溫能力，從而提高化工設備的質量。

2.3 有效增強高溫結構彈性

化工設備設計過程之中應該積極采用科學的措施切實增強設備的高溫結構彈性，這是保證化工設備高溫結構設計工作首要工作。在實際的設計工作之中相關人員應該注重材質的選擇，隨著材料的逐步更新，現階段各種奶高溫的合金材料成為化工設備高溫設備設計過程之中最為常用的材料；材料的選擇之中應該注重才來哦彈性的選擇，材料具有相應的彈性才能保證材料更好的適應高溫結構。

2.4 偏離限定位置問題及應對措施

化工設備在高溫環境之下，經常會遇到偏離限定位置的情況，針對這種情況我們應該在設計之前就有所防范，因此在實際的設計過程之中應該適當的增加螺栓的長度，這樣可以在設備部件偏離限定位置的時候適當予以修正，這樣可以通過套筒與螺栓相結合的方法，使其長度總和增加，達到補償熱應力的效果。除此之外，在實際的設計之中利用套筒也是應對偏離限定位置的解決措施，在實際的設計過程之中我們可以選擇法蘭擁有相對較大的軸，這樣可以避免設備發生膨脹后偏離原來的限定位置，同時也為螺栓的正常工作提供相應的保障。

3 結束語

我國化工機械設備高溫結構設計工作受到越來越多人的重視，在實際的工作之中我們應該注重化工設備高溫結構設計之中的各種問題，針對這些問題進行系統的分析，在此基礎上得出相應的解決措施，只有這樣才能促進我國化工設備高溫結構設計工作的推進，為我國經濟社會的進步與發展提供相應的保障。

[1]王華. 化工設備中高溫結構設計問題研究[J].黑龍江科技信息,2014（15）:97.

[2]劉磊. 關于化工設備中高溫結構的設計問題[J].山西化工,2014（04）:64-66.

[3]年月宏,張世琦. 探討化工設備設計中的注意問題[J].中國石油和化工標準與質量,2013（01）:47+34.