化工設備高溫結(jié)構(gòu)設計難點及要點

1、化工設備高溫結(jié)構(gòu)設計難點及要點 摘要：化工生產(chǎn)是一個國家工業(yè)實力的重要體現(xiàn)，促進化工行業(yè)的發(fā)展除了需要有良好的研究投入外還需要相應的化工生產(chǎn)設備予以支持。在化工生產(chǎn)的過程中，化工設備需要經(jīng)受住高溫、低溫等各種惡劣的環(huán)境，特別是對化工設備的高溫設計時，應當注意處理好高溫結(jié)構(gòu)對化工設備所帶來的各種影響，化工生產(chǎn)時所產(chǎn)生的高溫將會造成化工設備中的局部結(jié)構(gòu)膨脹、化工設備所使用的材料在高溫下產(chǎn)生膨脹以及化工工藝造成化工設備在生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的膨脹等，這些都會對化工設備的安全運行帶來較大的安全隱患，同時也會使得化工設備的抗疲勞能力下降，不利于化工設備的長期安全、可靠的運行。因此，文章在對化工設備在高溫條件

2、下的結(jié)構(gòu)設計所容易出現(xiàn)的缺陷進行討論的基礎上對如何做好化工設備高溫結(jié)構(gòu)設計進行分析闡述。 關鍵詞：化工設備；高溫；高壓；壓力容易；結(jié)構(gòu)設計 化工設備在生產(chǎn)運行的過程中會面臨著高溫、高壓等惡劣的工況，因此，需要對化工設備的高溫結(jié)構(gòu)設計引起足夠的重視，做好化工設備高溫結(jié)構(gòu)的設計對于確?；ぴO備安全運行及化工設備的使用時間有著極為重要的促進作用。隨著經(jīng)濟的發(fā)展加大了對于各種化工產(chǎn)品的需求，同時也加大了對于化工設備的需求，但是現(xiàn)今一些新發(fā)明的高溫化學工業(yè)設備在高溫結(jié)構(gòu)設計方面質(zhì)量方面參差不齊，一些化工設備在使用的過程中墊片、法蘭、螺等部件由于受到高溫的作用，經(jīng)常會出現(xiàn)變形或是蠕變變形、部件結(jié)構(gòu)彈性下降

3、等影響化工設備使用性能。為提高化工設備的使用安全性與可靠性，應當在化工設備設計過程中做好對于化工設備高溫結(jié)構(gòu)的分析與設計，避免化工設備使用過程中出現(xiàn)問題。 1化工設備高溫結(jié)構(gòu)部分在設計中的缺陷分析 1.1化工設備高溫結(jié)構(gòu)部分在使用中彈性下降問題 化工設備的使用性能在生產(chǎn)使用過程中會受到高溫的嚴重影響，尤其是化工設備高溫結(jié)構(gòu)的彈性較為敏感，因此，容易受到外界因素的干擾，在受到化工設備生產(chǎn)過程中高溫的影響會使得化工設備的高溫結(jié)構(gòu)的彈性下降進而影響到化工設備的整體功能。因此，為應對高溫對化工設備高溫結(jié)構(gòu)部分的影響，需要在化工設備高溫結(jié)構(gòu)部件設計的開始階段就設置相對應的螺旋彈性墊圈以減小高溫變形的影響

4、，這些所添加的高溫墊圈的作用類似于套筒的作用，通過改變高溫結(jié)構(gòu)部分的彈性變形系數(shù)來使得化工設備的結(jié)構(gòu)彈性得以提高，在這一過程中也會影響法蘭從而實現(xiàn)對于熱膨脹部分的充分吸收，從而降低化工設備因材料膨脹對化工設備高溫結(jié)構(gòu)的影響。彈性墊圈與套筒所起的作用相類似，但是相較于套筒來說，使用彈性墊圈的結(jié)構(gòu)較小，同時采用密封墊片可以獲得較強的預緊力，同時在化工設備高溫結(jié)構(gòu)的設計過程當中需要對該結(jié)構(gòu)所能承受的作用力的范圍引起足夠的控制，避免控制作用力過大而造成高溫結(jié)構(gòu)被壓扁。因此，在化工設備高溫結(jié)構(gòu)的設計過程中需要做好對于壓力和溫度的控制，此兩點是化工設備高溫結(jié)構(gòu)設計的關鍵點也是提高化工設備整體結(jié)構(gòu)彈性的前提

5、。 1.2化工設備高溫結(jié)構(gòu)變形或蠕變問題及對策 化工設備在高溫條件下運行時，高溫會使得螺旋連接產(chǎn)生蠕變現(xiàn)象，同時過高的溫度還會使得化工設備高溫結(jié)構(gòu)部分的法蘭、墊片等部分產(chǎn)生一定的變形，這些蠕變或是變形會對化工設備高溫結(jié)構(gòu)連接的緊密性與密封性產(chǎn)生極為重要的影響，而這也是造成化工設備容易損壞的重要原因。所以，在化工設備高溫結(jié)構(gòu)部分的設計過程中應當著重注意解決好化工設備高溫結(jié)構(gòu)中的法蘭、墊圈、螺釘?shù)仍诟邷貤l件下產(chǎn)生變形或是蠕變破壞化工設備高溫結(jié)構(gòu)部分的連接及密封效果。因此，在化工設備高溫結(jié)構(gòu)部分的設計過程中需要對應的將隔熱襯環(huán)安置與法蘭或是墊片的內(nèi)側(cè)，通過使用隔熱襯環(huán)來將熱量有效的隔離，避免化工設備

6、生產(chǎn)過程中的高溫對法蘭、墊圈和螺栓等產(chǎn)生較為嚴重的熱影響。通過采用隔熱襯環(huán)可以使得法蘭、墊圈與螺栓等受到的熱輻射效果明顯下降，提升其在高溫條件下的工作性能，同時通過采用隔熱襯環(huán)還可以有效的降低設備的結(jié)構(gòu)各組成部分之間的溫度差，提高化工設備高溫結(jié)構(gòu)部分的整體性能，提升化工設備高溫結(jié)構(gòu)的法蘭、墊片、螺栓連接部分等在高溫條件下的工作性能，較少或是避免高溫蠕變或是變形的發(fā)生。提高化工設備的使用壽命。 2化工設備高溫結(jié)構(gòu)設計注意要點 2.1精確設置設計參數(shù) 化工生產(chǎn)中的工藝參數(shù)的設置在化工工藝生產(chǎn)中是非常重要且必要的，只有在確保基本參數(shù)正確的基礎上才能夠保證化工設備及工藝的安全生產(chǎn)。在化工設備高溫結(jié)構(gòu)的

7、設計過程中，設計人員需要秉持嚴謹、認真、負責的態(tài)度，從全方位、多角度對化工設備高溫結(jié)構(gòu)部分進行分析和計算，任何設計細節(jié)都需要經(jīng)過多次討論、論證，避免因細節(jié)的忽視而影響到推理值的準確性。例如，在參數(shù)設置的過程中，推力矩數(shù)值與實際值存在著微小差別或是不符合相關標準或是規(guī)范時，會造成法蘭連接的不緊密，容易在法蘭連接處產(chǎn)生泄漏等安全隱患，從而對化工設備的安全、可靠的運行產(chǎn)生不良的影響。所以，在對化工設備高溫結(jié)構(gòu)進行設計的過程中，需要對參數(shù)做進一步檢查，在確保參數(shù)準確的基礎上對各項細節(jié)加以把控。 2.2控制好溫度對于化工設備高溫結(jié)構(gòu)設計的影響 在化工設備高溫結(jié)構(gòu)法蘭連接的過程中，需要做好對于溫度的控制，

8、化工設備高溫結(jié)構(gòu)部分在運行的過程中，如溫度的驟變將會使得法蘭的連接產(chǎn)生劇烈的反應。所以，為避免或降低高溫對化工設備高溫結(jié)構(gòu)部分所造成的影響，應當在連接部分設置相應的隔熱襯環(huán)，從而使得溫度的轉(zhuǎn)變經(jīng)歷更多的過程，如果選用奧氏體不銹鋼作為隔熱襯環(huán)板的材料，要注意對于化工設備高溫結(jié)構(gòu)部分溫度的控制，由于奧氏體不銹鋼的熱膨脹系數(shù)較大，當法蘭溫度過高時，在隔熱襯環(huán)設置環(huán)節(jié)和焊接工藝中容易出現(xiàn)焊縫剪切的問題，使得隔熱襯環(huán)板凸出，降低法蘭連接的穩(wěn)定性與可靠性，從而使得化工設備高溫結(jié)構(gòu)法蘭連接的安全隱患大為增加，所以，在法蘭的設計過程中，設計人員需要注意溫度對于化工設備高溫結(jié)構(gòu)的影響，將連接溫度控制在300以內(nèi)

9、，提高連接的可靠性與安全性。同時在溫度的控制方法上還可以通過以下方式進行：（1）做好活套法蘭的使用，在使用活套法蘭還可以更好的抵抗熱循環(huán)和熱沖擊，活套法蘭相較于一般的法蘭厚，而且活套法蘭的剛度較大，其撓度可以通過減少法蘭和法蘭螺栓張力而減小?；钐追ㄌm在管道上應用較多，而在大直徑的設備上使用活套法蘭成本較高。（2）在螺栓上增加使用彈性墊圈，通過使用彈性墊圈能夠有效的減小熱膨脹對化工設備的影響，但是由于墊片體積剛度的影響，使得彈性墊圈所能承受的預緊力較為有限，同時在高溫條件下使用彈性墊圈會在回火時降低其彈性。（3）做好化工設備高溫結(jié)構(gòu)中墊片材料的選擇。 2.3做好對于化工設備高溫結(jié)構(gòu)的安全檢驗 化工設備高溫結(jié)構(gòu)的可靠性對于整體工藝的完整性有著極為重要的影響。所以，需要對化工設備高溫結(jié)構(gòu)進行定期的檢測、檢驗，及時發(fā)現(xiàn)化工設備高溫結(jié)構(gòu)所存在的安全隱患，保障化工設備高溫結(jié)構(gòu)的整體工藝的安全性與可靠性。 3結(jié)束語 化工設備高溫結(jié)構(gòu)的設計對于化工設備的安全運行有著十分重要的影響，在化工設備高溫結(jié)構(gòu)設計的過程中需要注意分析化工設備高溫結(jié)構(gòu)中所隱藏的各種隱患從而做好對于設備的不斷優(yōu)化。 參考文獻: 1顏炳發(fā).淺談化工工藝和設備安全性評價J.黑龍江科技信息，