對化工設備中高溫結構設計問題的分析

馬忠明

【摘 要】伴隨著化工行業的快速發展，各種化工設備使用類型在社會中的普及速度不斷加快，其中高溫化工設備的應用范圍最為廣泛。在高溫化工設備的應用過程中，經常存在因高溫結構設計不合理，而引發的化工設備蠕變、變性、偏離限定位置與結構彈性下降等問題，導致化工設備在相應穩定的影響下，運行穩定性逐漸出現下降情況。針對此，為了有效提升化工設備的高溫運行性能，本文主要對化工設備高溫結構設計問題及應對措施進行了相關闡述，以及同時詳細分析了化工設備高溫結構設計需注意的重點問題。

【關鍵詞】化工設備；高溫結構；結構設計

現階段化工行業采用的化工設備，多為新研發的新型化工設備，這些化工設備與傳統化工設備相比，雖具有較多的使用優勢，但因發展時間比較短，其的質量問題很難進行保障。很多新型化工設備在進行使用時，經常出現法蘭變形、結構彈性下降的情況，而不合理高溫結構設計則是引發這些問題的重要因素之一。對此若想有效保障化工設備運行過程中的安全性與穩定性，應當深入切實于化工設備高溫結構設計問題的分析，以根據實際化工設備高溫結構設計問題情況，提出針對性的解決措施對其進行改進，進而使得化工設備的使用水平能夠不斷進行優化。

一、化工設備高溫結構設計問題及應對措施

（一）蠕變或變形問題及應對措施

若化工設備長期處于高溫受熱的狀態下，化工設備螺旋裝置容易因高溫影響，而出現蠕變的情況，且同時裝置的墊片與法蘭等配件，也會相應出現高溫變性的情況，這對化工設備的運行安全十分不利。解決化工設備高溫蠕變或變性的情況，需要在進行化工設備高溫結構設計時，在設備墊片與法蘭的內側位置，進行隔熱襯環的放置設計，使得墊片與法蘭等設備配件，能夠在隔熱襯環的作用下，改變其之間產生的受熱溫度，從而相應減少化工設備蠕變或變性問題的發生。

（二）偏離限定位置問題及應對措施

據相關資料調查顯示，化工設備在溫度過高的運行狀態下，化工設備的螺旋、密封墊片與法蘭等配件，極易在高溫的影響下，出現偏離限定位置的情況。若想切實于解決偏離限定位置的運行問題，可以利用套筒與螺旋之間的結合優勢，來對螺旋的長度進行延長操作，使得化工設備因高溫產生的熱應力，能夠為均勻的受熱狀態，進而在螺旋應力增強的情況下，保障螺旋、密封墊片及法蘭的正常運行，避免其出現超出規定位置的情況。

（三）結構彈性下降問題及應對措施

高溫狀態下進行運行的化工設備，很容易受到高溫的影響，而出現結構變性的情況，導致化工設備的整體運行功能，會在結構變性的制約下，穩定性不斷的進行下降。對此，切實于改善化工設備高溫結構彈性下降的情況，需要在進行化工設備設計時，在化工設備的螺旋部位處，進行彈性墊圈的放置設計，以通過彈性墊圈的良好作用，來優化化工設備結構的整體彈性效果。彈性墊圈作為一種提升彈性的配件，對配置環境的作用力要求比較多，進行彈性墊圈應用時，應對化工設備密封墊圈作用力進行一定的控制設計，以使得彈性墊圈的使用功能能夠充分發揮。

二、化工設備高溫結構設計需注意的重點問題

（一）保證各項參數的準確性

化工設備高溫結構設計作為一項復雜性工程，只有確保化工設備高溫結構設計所采用的各項參數，具有較高的準確性與完整性，才能使設計出的化工設備運行穩定性得到保障。因此在進行化工設備高溫結構設計時，設計人員需要根據化工設備的實際設計需求和運行需求，進行各項參數的嚴格核實與設計，且每個設計細節都需要認真做好，以使得高溫結構設計的各項參數都為規定范圍內，不存在相應的差別問題。

（二）注重于整體補強

在化工設備高溫結構設計的過程中，Cr-Mo鋼的運用十分常見，其不僅是化工設備高溫結構設計的重要運用元素之一，也是化工設備操作運行的基礎配件。Cr-Mo鋼雖具有較多的優勢，但Cr-Mo鋼在使用過多的情況下，會使化工設備產生較高的壓力，進而在壓力的阻礙影響下，降低化工設備運行的安全性與穩定性。對此，為了有效規避Cr-Mo鋼運用過多引發化工設備壓力過高的情況，需要在進行化工設備高溫結構設計時，嚴格遵循整體補強的設計原則。整體補強作為一種焊接方式，其主要將化工設備的克體結構與法蘭進行連接操作，來增強化工設備的整體高溫性能，通過整體補強方式的運用，可以有效做到化工設備整體上的使用性能優化。

（三）注意溫度的控制

溫度對化工設備的運行效果影響十分重要，進行化工設備高溫結構設計時，必須要做好化工設備的溫度控制，防止運行溫度超過規定范圍內。具體而言，如在進行化工設備法蘭設計時，若法蘭隔熱襯環的板材，是一種比低合金鋼材料膨脹系數高的奧氏體不銹鋼材料，則需要注重于溫度的控制設計，避免其在溫度超過300℃后，進行焊縫操作時，出現焊縫受剪切的問題，影響到法蘭配件的使用效果。因此對于化工設備的高溫結構設計，必須要根據實際使用需求和材質，進行相應針對化的溫度控制，以將高溫引發的各種問題有效解決。

三、結語

綜上所述，雖然我國化工行業整體發展水平十分良好，但受到我國壓力容器設計規范不完善的影響，化工設備在進行高溫結構設計時，結構設計方法與傳統設備結構設計方法比例類似，使得化工設備高溫結構設計的不合理之處比較多，不能有效滿足化工行業的設備使用需求，進而容易影響到化工設備的實際運行效果。針對于此種情況，有效規避化工設備的各種使用問題，應結合化工設備的實際使用需求，做好化工設備的高溫結構設計工作，以使得化工設備高溫結構設計水平能夠不斷進行優化，減少各種因化工設備設計不合理，而引發的操作穩定性降低的情況。

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