化工设备中高温结构设计问题浅析

刘增温

（枣庄杰富意振兴化工有限公司,山东 枣庄 277000）

随着我国经济社会的进步与发展，化工设备的设计也得到了快速的进步，化工设备面临的工作环境也在逐步变化，高温环境是化工设备设计之中不可忽视的环境之一，针对化工设备中高温结构设计问题的研究受到越来越多人的重视。随着现代化工设备的不断出现，化工设备质量问题出现了很多的问题，很多化工设备在高温环境之下呈现出不同情况的问题，在实际的使用过程之中很多垫片、法兰等都会再高温环境之中出现变形、偏离位置等问题。面对这些情况，采取积极措施提高化工设备耐高温性能，只有这样才能促进现代化学工艺的发展，为我国社会主义现代化建设保驾护航。

1 化工设备高温结构优化应注意的问题

1.1 注重法兰、端点等处的设计

化工设备设计过程之中涉及到的结构有很多，很多情况值得我们予以重视，首先我国需要注重的就是端点与法兰等处的科学设计。对于化工设备而言，其在高温工作环境下很多设备的部件都会产生不同程度的变性与移位，尤其是端点的推力矩数很容易在高温环境下超过规定范围，这就会导致法兰出现问题，这些问题在实际的化工设备设计之中需要引起我们充分的重视，只有注重法兰、端点等处的设计才能为化工设备高温结构设计提供相应的保障。

1.2 把握化工设备结构的压力

高温环境会对化工设备的工作环境带来更大的压力，因此，这时候化工设备就会面临更大的压力，因此在化工设备结构设计过程之中应该注重把握化工设备结构的压力，针对一些关键部位应该应用特殊的材料，例如Cr-Mo钢的应用可以有效的提高化工设备结构的抗压能力，促进化工设备耐高温能力。在化工设备设计过程之中，为了适应高温情况，我们必须注重设备结构的压力，只有让设备能够得到足够的压力，只有这样才能让化工设备在实际的工作之中面临高温的考验，这样的压力设计才能有助于化工设备承受相应的高温，这样可以促进化工设备结构高温结构设计，为设备后期的顺利工作提供相应的保障。

1.3 注重材料和焊接方式的选择

法兰设置有隔热衬环时，如果其衬环板以奥氏体不锈钢为材料的情况下要加以注意，因为其相比碳素钢、低合金钢来说，其热胀系数要大30%~50% 之间，法兰在高温工作的情况下，隔热衬环和焊缝会因温差应力而出现衬环板凸起现象以及焊缝受剪切问题，情况严重会对法兰的安全稳定性造成影响。因此，要求温度控制在300℃以内范围，如果超过300℃则应采用堆焊结构方法。

2 化工设备高温结构设计的优化措施

2.1 注重法兰、垫片和螺栓等方面的受热状况

化工设备高温结构设计之中需要优化的方面有很多，其中最为重要的方面就是一些连接处的受热情况，这些部位的设计是化工高温结构设计过程之中需要注重的首要问题。在化工设备高温结构设计之中我们应该在法兰内侧、垫片以及螺栓等连接处设置专业的隔热衬环，通过隔热衬环的植入可以有效的降低设备连接处的受热作用，有效改善设备的耐高温能力，也可以通过这种方式增加设备的机械强度，为设备的正常运行提供保障。另一方面，这些衬环的植入可以有效降低高温结构温度，降低温差，从而避免法兰、垫片出现变形等情况，这就有效的保证了化工设备的正常运行。

2.2 保证密封垫片在限定范围

密封垫是化工设备之中十分重要的一个环节，在实际的设计过程之中我们需要合理的利用密封垫，适当的增加螺栓的长度，增加套筒和螺栓的结合面积，从此来补偿热应力，这样可以让法兰更好的工作，有效的使用密封垫可以让化工设备在实际的工作耐高温能力，从而提高化工设备的质量。

2.3 有效增强高温结构弹性

化工设备设计过程之中应该积极采用科学的措施切实增强设备的高温结构弹性，这是保证化工设备高温结构设计工作首要工作。在实际的设计工作之中相关人员应该注重材质的选择，随着材料的逐步更新，现阶段各种奶高温的合金材料成为化工设备高温设备设计过程之中最为常用的材料；材料的选择之中应该注重才来哦弹性的选择，材料具有相应的弹性才能保证材料更好的适应高温结构。

2.4 偏离限定位置问题及应对措施

化工设备在高温环境之下，经常会遇到偏离限定位置的情况，针对这种情况我们应该在设计之前就有所防范，因此在实际的设计过程之中应该适当的增加螺栓的长度，这样可以在设备部件偏离限定位置的时候适当予以修正，这样可以通过套筒与螺栓相结合的方法，使其长度总和增加，达到补偿热应力的效果。除此之外，在实际的设计之中利用套筒也是应对偏离限定位置的解决措施，在实际的设计过程之中我们可以选择法兰拥有相对较大的轴，这样可以避免设备发生膨胀后偏离原来的限定位置，同时也为螺栓的正常工作提供相应的保障。

3 结束语

我国化工机械设备高温结构设计工作受到越来越多人的重视，在实际的工作之中我们应该注重化工设备高温结构设计之中的各种问题，针对这些问题进行系统的分析，在此基础上得出相应的解决措施，只有这样才能促进我国化工设备高温结构设计工作的推进，为我国经济社会的进步与发展提供相应的保障。

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