化工设备中高温结构设计问题分析

李锋　 白银元

摘 要：化工设备在化工工艺中面临着高温的生产条件，高温对化工设备有着一定的影响，实际化工设备中的高温结构也存在着设计问题，这样就影响了化工设备的可靠性，必须明确化工设备中高温结构设计问题，以此来提高化工设备在生产中的性能，提高化工设备的安全性，因此，本文主要分析化工设备中高温结构设计的几点问题。

关键词：化工设备;高温结构;问题

我国化工行业的快速发展，化工设备成为化工产业中比较关注的内容。化工设备的高温结构直接关系到设备的使用寿命，为了提高化工产业的安全性及稳定性，就要规划好化工设备高温结构，避免化工设备受到高温影响而出现损坏、变形或者烧毁的问题，强调化工设备高温结构的合理性。

1、化工设备中高温结构设计中面临的问题

本文结合化工设备在化工生产中的运行，例举化工设备中高温结构设计中出现的问题。

1.1设备压力问题

化工设备高温结构所属的环境就是高温运行环境，高温环境对化工设备有着极大的冲击破坏性，化工设备要在运行中承受高温产生的压力[1]。化工设备高温结构设计时使用了不合格的材料，或者本身设计上存在问题，这时就会干扰设备抗压力的性能，导致化工设备高温结构受到压力破坏。

1.2弹性下降问题

化工设备在运行中长期处于危险的状态，其中高温条件是不能忽视的危险因素，高温会导致化工设备承受高温的结构发生弹性下降的问题，严重时会出现设备停运的情况，进而影响到化工产业的正常生产。化工设备高温结构弹性下降是一类损耗问题，高温结构弹性下降后化工设备就不能继续使用，比如化工生产中化工设备的高温结构出现了弹性下降的情况，这时高温结构不能完成吸收热膨胀力的工作，此时高温结构自身就不具备安全的预紧力，诱发设备故障。

1.3设备变形问题

化工设备高温结构设计问题中不能忽视变形或蠕变的问题，化工设备在高温的环境中工作，其高温结构中的法兰、垫片、螺旋等位置都会面临着变形的问题，一旦这些结构发生变形就会影响化工设备的使用[2]。化工设备在运行工艺中需要精密和准确的运行条件，而化工设备高温结构设计问题会影响其具体的使用。设备变形属于损坏问题，这类受高温结构设计而产生的变形产生的影响较为明显，即使是较小的结构也会干扰整个设备或者整套运行工艺的使用，由此说明设备变形在化工设备高温结构设计中的不良影响。

2、化工设备中高温结构设计问题的解决措施

化工设备高温结构设计上，针对运行中出现的问题提出了可行的解决措施，用于规范化工设备高温结构的使用。

2.1设备压力问题的解决措施

化工设备高温结构运行时所处的温度及压力都会有很大的影响，化工设备高温结构运行正常的前提就是各个部件稳定，需把化工设备所处环境中的温度和压力控制在合理的范围中，高温结构工作时按照先提高温度再提高压力的顺序，停运时按照先降低压力在降低温度的顺序进行，这个操作顺序具有保护的作用。设备压力问题的解决措施中，还要对高温结构中的螺栓实行预拧紧措施，一定要保障螺栓扭矩在可控的范围里，维护化工设备高温结构安全。

2.2设备弹性问题的解决措施

化工设备高温结构设计中的弹性问题应该在初始设计阶段，本文以化工设备高温结构中的弹性垫圈为例，分析弹性问题的解决措施[3]。化工设备高温结构中设计好弹性垫圈结构后，为了提高弹性的稳定性，就要避免法兰结构出现热膨胀不足的情况，弹性垫圈在化工设备中起到套筒的作用，实际垫圈用作小型结构的套筒，弹性垫圈决定了化工设备高温结构的密封性，设计时要具备极强的预紧力，此时要求密封垫圈的约束力稳定，这样弹性垫圈才能在化工设备高温结构中保持着安全作用，设计时准确的控制好弹性垫圈的作用力，避免出现作用力超标的情况，预防弹性垫圈压扁，在使用弹性垫圈时，还要注意环境对化工设备的破坏，维护好化工设备高温结构的运行环境，延长弹性垫圈的使用寿命。

2.3设备变形问题的解决措施

化工设备高温结构中发生变形问题的位置基本在垫圈、法兰、螺钉等位置，解决变形问题的关键就是防止这些问题在使用中出现变形。例如：化工设备高温结构设计时，法兰、垫片的内侧要按照规定安装好隔热衬环，隔热衬环可以分离法兰、垫片承受的一部分热量，起到分离热量的作用，保护了法兰这些结构在高温环境中的运行，保障法兰、垫片等在高温受热环境中的可靠性。化工设备高温结构设计中为了预防变形问题，还要采取减小结构组件之间温度差的方法，维护好高温结构在化工设备中的整体性，防止高温结构有变形、蠕变的情况，保护好化工设备的高温结构。

3、化工设备高温结构设计中的几点注意事项

在化工设备高温结构设计中提出几点注意事项，目的是保证化工设备高温结构在使用过程中能够保持安全性能，提高化工设备在产业中的运行水平。

首先化工设备高温结构设计使用中注意螺栓、法兰以及垫片的受热情况，连接处的受热情况是重点关注的位置，比如化工设备高温结构中连接处设计时就要选择优质、合适的材料，可以采用试验计算的方法确定出所需的材料，而且选择好材料之后要进行评估，由专业人员评估材料是否符合化工设备高温结构的运行需求，如果评估材料不合格就要立即更改，以免影响高温结构的设计效果。

然后注意化工设备高温结构中工艺参数的设计，准确设计工艺参数，为高温结构提供参数支持，维护好高温结构设计[4]。高温结构设计中如果出现参数偏差，待其投入到运行后偏差就会越来越大，直接影响到高温结构使用的准确性，还会产生安全风险，在化工设备高温结构设计时就要规范好工艺参数，确保所有设计参数都符合标准，一定要保障参数准确，才能维护化工设备高温结构的规范性。

接下来是在化工设备高温结构设计中选择一些活套法兰，活套法兰具有抵御热冲击的作用，活套法兰具有刚度大的特征，其可预防挠度产生的作用力影响，化工设备高温结构设计中，管壁和法兰连接时运用的是非刚性连接，管壁产生的热应力不影响法兰结构，维护好法兰的稳定性，也不会影响螺栓结构，促使螺栓的应力控制到屈服极限之内。

最后是化工设备高温结构设计中注意组织安全检验措施，高温结构设计对化工产业工艺的整体有着明显的影响，采取安全检验的措施维护高温结构设计的合理性及科学性，预防高温结构设计问题，同时还能防止高温结构设计中出现缺陷，保护好化工设备高温结构的使用。化工设备高温结构设计中的安全检验措施要根据实际情况有针对性的组织，这样更能提高化工设备高温结构设计的水平，更能保障化工设备高温结构的安全使用，以免高温结构对化工设备产生破坏性，由此，做好安全检验的工作，为化工设备高温结构设计提供优质的保障，完善化工设备高温结构的设计和使用，杜绝发生不良事件。

结束语：

化工设备在化工产业中直接关系到化工生产的安全性，而高温结构又是化工设备的重点项目，在化工设备高温结构设计中总结了常见的几种問题，在此基础上落实解决问题的措施，同时规划好高温结构设计中的注意事项，这样才能保障化工设备能够满足化工生产的安全性需求，确保化工设备在寿命期中处于稳定的运行状态。

参考文献：

[1]刘川.化工设备设计中对高温结构的思考[J].科技与创新，2016（15）：67.

[2]孙昕.化工设备中高温结构设计问题研究[J].当代化工研究，2016（03）：66-67.

[3]刘增温.化工设备中高温结构设计问题浅析[J].山东工业技术，2014（19）：262.

[4]刘磊.关于化工设备中高温结构的设计问题[J].山西化工，2014，34（04）：64-66.