对化工设备中高温结构设计问题的分析

马忠明

【摘 要】伴随着化工行业的快速发展，各种化工设备使用类型在社会中的普及速度不断加快，其中高温化工设备的应用范围最为广泛。在高温化工设备的应用过程中，经常存在因高温结构设计不合理，而引发的化工设备蠕变、变性、偏离限定位置与结构弹性下降等问题，导致化工设备在相应稳定的影响下，运行稳定性逐渐出现下降情况。针对此，为了有效提升化工设备的高温运行性能，本文主要对化工设备高温结构设计问题及应对措施进行了相关阐述，以及同时详细分析了化工设备高温结构设计需注意的重点问题。

【关键词】化工设备；高温结构；结构设计

现阶段化工行业采用的化工设备，多为新研发的新型化工设备，这些化工设备与传统化工设备相比，虽具有较多的使用优势，但因发展时间比较短，其的质量问题很难进行保障。很多新型化工设备在进行使用时，经常出现法兰变形、结构弹性下降的情况，而不合理高温结构设计则是引发这些问题的重要因素之一。对此若想有效保障化工设备运行过程中的安全性与稳定性，应当深入切实于化工设备高温结构设计问题的分析，以根据实际化工设备高温结构设计问题情况，提出针对性的解决措施对其进行改进，进而使得化工设备的使用水平能够不断进行优化。

一、化工设备高温结构设计问题及应对措施

（一）蠕变或变形问题及应对措施

若化工设备长期处于高温受热的状态下，化工设备螺旋装置容易因高温影响，而出现蠕变的情况，且同时装置的垫片与法兰等配件，也会相应出现高温变性的情况，这对化工设备的运行安全十分不利。解决化工设备高温蠕变或变性的情况，需要在进行化工设备高温结构设计时，在设备垫片与法兰的内侧位置，进行隔热衬环的放置设计，使得垫片与法兰等设备配件，能够在隔热衬环的作用下，改变其之间产生的受热温度，从而相应减少化工设备蠕变或变性问题的发生。

（二）偏离限定位置问题及应对措施

据相关资料调查显示，化工设备在温度过高的运行状态下，化工设备的螺旋、密封垫片与法兰等配件，极易在高温的影响下，出现偏离限定位置的情况。若想切实于解决偏离限定位置的运行问题，可以利用套筒与螺旋之间的结合优势，来对螺旋的长度进行延长操作，使得化工设备因高温产生的热应力，能够为均匀的受热状态，进而在螺旋应力增强的情况下，保障螺旋、密封垫片及法兰的正常运行，避免其出现超出规定位置的情况。

（三）结构弹性下降问题及应对措施

高温状态下进行运行的化工设备，很容易受到高温的影响，而出现结构变性的情况，导致化工设备的整体运行功能，会在结构变性的制约下，稳定性不断的进行下降。对此，切实于改善化工设备高温结构弹性下降的情况，需要在进行化工设备设计时，在化工设备的螺旋部位处，进行弹性垫圈的放置设计，以通过弹性垫圈的良好作用，来优化化工设备结构的整体弹性效果。弹性垫圈作为一种提升弹性的配件，对配置环境的作用力要求比较多，进行弹性垫圈应用时，应对化工设备密封垫圈作用力进行一定的控制设计，以使得弹性垫圈的使用功能能够充分发挥。

二、化工设备高温结构设计需注意的重点问题

（一）保证各项参数的准确性

化工设备高温结构设计作为一项复杂性工程，只有确保化工设备高温结构设计所采用的各项参数，具有较高的准确性与完整性，才能使设计出的化工设备运行稳定性得到保障。因此在进行化工设备高温结构设计时，设计人员需要根据化工设备的实际设计需求和运行需求，进行各项参数的严格核实与设计，且每个设计细节都需要认真做好，以使得高温结构设计的各项参数都为规定范围内，不存在相应的差别问题。

（二）注重于整体补强

在化工设备高温结构设计的过程中，Cr-Mo钢的运用十分常见，其不仅是化工设备高温结构设计的重要运用元素之一，也是化工设备操作运行的基础配件。Cr-Mo钢虽具有较多的优势，但Cr-Mo钢在使用过多的情况下，会使化工设备产生较高的压力，进而在压力的阻碍影响下，降低化工设备运行的安全性与稳定性。对此，为了有效规避Cr-Mo钢运用过多引发化工设备压力过高的情况，需要在进行化工设备高温结构设计时，严格遵循整体补强的设计原则。整体补强作为一种焊接方式，其主要将化工设备的克体结构与法兰进行连接操作，来增强化工设备的整体高温性能，通过整体补强方式的运用，可以有效做到化工设备整体上的使用性能优化。

（三）注意温度的控制

温度对化工设备的运行效果影响十分重要，进行化工设备高温结构设计时，必须要做好化工设备的温度控制，防止运行温度超过规定范围内。具体而言，如在进行化工设备法兰设计时，若法兰隔热衬环的板材，是一种比低合金钢材料膨胀系数高的奥氏体不锈钢材料，则需要注重于温度的控制设计，避免其在温度超过300℃后，进行焊缝操作时，出现焊缝受剪切的问题，影响到法兰配件的使用效果。因此对于化工设备的高温结构设计，必须要根据实际使用需求和材质，进行相应针对化的温度控制，以将高温引发的各种问题有效解决。

三、结语

综上所述，虽然我国化工行业整体发展水平十分良好，但受到我国压力容器设计规范不完善的影响，化工设备在进行高温结构设计时，结构设计方法与传统设备结构设计方法比例类似，使得化工设备高温结构设计的不合理之处比较多，不能有效满足化工行业的設备使用需求，进而容易影响到化工设备的实际运行效果。针对于此种情况，有效规避化工设备的各种使用问题，应结合化工设备的实际使用需求，做好化工设备的高温结构设计工作，以使得化工设备高温结构设计水平能够不断进行优化，减少各种因化工设备设计不合理，而引发的操作稳定性降低的情况。

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