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摘 要 高温结构设计对化工设备的安全运行有着重要的作用，是延长化工设备寿命的关键点，因此需给予高度重视。本文结合笔者的实践活动，对化工设备中高温结构设计问题进行分析与探讨，为优化化工设备结构提供一定的参考借鉴价值。
关键词 化工设备；高温结构；设计；问题
中图分类号：TQ050 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）051-121-01
高温化工设备是化工产业不可或缺的重要工具，随着化工行业的迅速发展，化工设备市场日益成熟，新型的高温化工设备层出不穷，但其质量问题令人担忧，在使用过程中螺旋、垫片、法兰等常出现蠕变或变形问题、偏离限定位置问题、结构弹性下降问题等。高温结构设计是产生这些问题的重要环节，因此想要解决高温化工设备存在的多项问题，可从设计阶段入手，注意分析高温结构设计中的存在的问题。
1 化工设备高温结构设计问题及应对措施
1.1 蠕变或变形问题及应对措施
当化工设备处于高温受热状态时，其螺旋极易出现蠕变现象，而垫片、法兰等则极易出现变形现象，这些问题对化工设备影响较大，是导致化工设备损坏的重要原因，如何有效减少或防止螺旋、垫片、法兰等在高温状态下出现蠕变或变形现象，是化工设备高温结构设计的重点与难点。对此，在设计过程中，可于垫片、法兰内测位置处安置相应的隔热衬环，隔热衬环可将热量有效隔开，从而可以影响螺栓、垫片及法兰，使其受热作用明显降低，改变其受热温度，同时还可以有效减少设备结构各个部件之间的温差，提高化工设备的整体性能，有效减少或避免螺旋、垫片、法兰等在高温状态下出现蠕变或变形现象，延长化工设备的使用寿命。
1.2 偏离限定位置问题及应对措施
当化工设备处于高温状态时，其螺旋、密封垫片、法兰等容易受到影响，偏离于限定位置，超出限定的负荷范围内，影响和制约化工设备的运行。对此，在设计过程中，可适当延长螺旋的长度，即充分发挥套筒的作用，使其与螺旋能够进行有机的结合，从而可延长螺旋的长度，使化工设备的热应力得以补偿，提高螺旋应力的稳定性，确保其不偏离限定位置，处于规定范围内。套筒的应用，除了对螺旋产生重要的影响，其对法兰、密封垫片也产生重要的影响，在一定程度上可增大法兰中的轴，改变向上热膨胀现象，对密封垫片则起到一定的保护作用，避免其超出限定的负荷范围。
1.3 结构弹性下降问题及应对措施
化工设备处于高温状态时，其结构弹性容易受到影响，制约化工设备的整体功能的发挥。对此，在设计阶段，可针对螺旋设置相应的弹性垫圈，达到提高化工设备结构弹性的作用。弹性垫圈所取得的效果与套筒基本相似，同时其可影响法兰，有效吸收热膨胀。不足之处为：相对于套筒，弹性垫圈的结构比较小，而密封垫片的预紧力通常比较强，因此该结构受密封垫片的束缚较大，难以承受较强的预紧力。对此，在设计过程中，需注意控制作用力，若作用力超出规定的范围，则该结构容易被压扁。可以说，适当控制压力与温度，是该结构发挥作用的关键点，也是增强设备整体结构弹性的前提。
2 化工设备高温结构设计需注意的重要问题
2.1 认真对待各项参数的设计
化工设备高温结构设计是一项艰巨且复杂的过程，设计人员需做到谨慎、仔细，尤其不能忽视一些重要的设计细节，不能忽视各项参数的设计。如在高温管线设计中，必须认真、仔细地设计相应的推力矩数值，确保其准确无误，出现一丝的马虎，都有可能影响推力矩数值的准确度。当端点的推力矩数值错误或不符合相关的标准或要求，则可引发法兰泄漏等多种问题，影响化工设备的安全运行。因此，在化工设备高温结构设计时，必须认真对待各项参数的设计，确保各项参数准确无误，确保每一个细节都符合规定的要求。
2.2 注重整体补强
在化工设备高温结构设计中，常需使用较多的Cr-Mo钢，而多Cr-Mo钢的使用，极易导致过高的压力，影响化工设备的安全运行，对此，需注重整体补强，从整体上优化化工设备的高温结构，即选择焊接的方法，使壳体结构及法兰等处于连接状态，但需注意减少或避免完全焊透。
2.3 注意温度的控制
温度对化工设备产生重要的影响，在高温结构设计时，必须注意其温度的控制，确保其温度不超过规定的范围。如在法兰设计中，需要设置相应的隔热衬环，若其所选择的衬环板材料主要为奥氏体不锈钢，则需注意控制温度。与低合金钢材料或碳素钢材料相比，奥氏体不锈钢所具备的热胀系数相对比较大，此时法兰的温度过高（超过300℃），则在焊缝环节及隔热衬环设置环节中，极易出现焊缝受剪切问题，导致衬环板严重凸出，降低法兰的稳定性，影响和制约其安全运行。因此，在化工设备高温结构设计中，设计人员必须注意温度的控制，通常不超过300℃。
3 结束语
综上所述，高温结构设计对化工设备有着重要的影响，是化工设备安全运行的重要保障，需给予高度重视。加强高温结构设计，注意分析高温结构设计中存在的多项问题，并致力于寻找解决问题的措施，不断优化化工设備的高温结构，可从整体上提高化工设备的性能。化工设备高温结构设计中需注意的问题不仅仅有以上几点，更多的是需要我们在实践工作中不断的探索、不断地前进。
参考文献
[1]曹文辉.化工设备设计中对高温结构的考虑[J].化工设备与管道，2008，12（03）：451-452.
[2]高合龙，张波，张家强.浅谈化工设备设计中的几点注意[J].中国石油和化工标准与质量，2011，23（10）：78-79.
[3]刘国振，贾晓艳.化工设备设计计算中应注意的几个问题[J].河北化工，2009，14（02）：146-148.
[4]年月宏，张世琦.探讨化工设备设计中的注意问题[J].中国石油和化工标准与质量，2013，4（01）：660.
[5]许宏亮.压力容器设计中对高温结构的考虑[J].广东化工，2009，8（06）：41-42.
[6]杨欢欢，李明光.化工设备设计中高温结构的分析[J].城市建设理论研究，2012，7（18）：117-118.
关键词 化工设备；高温结构；设计；问题
中图分类号：TQ050 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）051-121-01
高温化工设备是化工产业不可或缺的重要工具，随着化工行业的迅速发展，化工设备市场日益成熟，新型的高温化工设备层出不穷，但其质量问题令人担忧，在使用过程中螺旋、垫片、法兰等常出现蠕变或变形问题、偏离限定位置问题、结构弹性下降问题等。高温结构设计是产生这些问题的重要环节，因此想要解决高温化工设备存在的多项问题，可从设计阶段入手，注意分析高温结构设计中的存在的问题。
1 化工设备高温结构设计问题及应对措施
1.1 蠕变或变形问题及应对措施
当化工设备处于高温受热状态时，其螺旋极易出现蠕变现象，而垫片、法兰等则极易出现变形现象，这些问题对化工设备影响较大，是导致化工设备损坏的重要原因，如何有效减少或防止螺旋、垫片、法兰等在高温状态下出现蠕变或变形现象，是化工设备高温结构设计的重点与难点。对此，在设计过程中，可于垫片、法兰内测位置处安置相应的隔热衬环，隔热衬环可将热量有效隔开，从而可以影响螺栓、垫片及法兰，使其受热作用明显降低，改变其受热温度，同时还可以有效减少设备结构各个部件之间的温差，提高化工设备的整体性能，有效减少或避免螺旋、垫片、法兰等在高温状态下出现蠕变或变形现象，延长化工设备的使用寿命。
1.2 偏离限定位置问题及应对措施
当化工设备处于高温状态时，其螺旋、密封垫片、法兰等容易受到影响，偏离于限定位置，超出限定的负荷范围内，影响和制约化工设备的运行。对此，在设计过程中，可适当延长螺旋的长度，即充分发挥套筒的作用，使其与螺旋能够进行有机的结合，从而可延长螺旋的长度，使化工设备的热应力得以补偿，提高螺旋应力的稳定性，确保其不偏离限定位置，处于规定范围内。套筒的应用，除了对螺旋产生重要的影响，其对法兰、密封垫片也产生重要的影响，在一定程度上可增大法兰中的轴，改变向上热膨胀现象，对密封垫片则起到一定的保护作用，避免其超出限定的负荷范围。
1.3 结构弹性下降问题及应对措施
化工设备处于高温状态时，其结构弹性容易受到影响，制约化工设备的整体功能的发挥。对此，在设计阶段，可针对螺旋设置相应的弹性垫圈，达到提高化工设备结构弹性的作用。弹性垫圈所取得的效果与套筒基本相似，同时其可影响法兰，有效吸收热膨胀。不足之处为：相对于套筒，弹性垫圈的结构比较小，而密封垫片的预紧力通常比较强，因此该结构受密封垫片的束缚较大，难以承受较强的预紧力。对此，在设计过程中，需注意控制作用力，若作用力超出规定的范围，则该结构容易被压扁。可以说，适当控制压力与温度，是该结构发挥作用的关键点，也是增强设备整体结构弹性的前提。
2 化工设备高温结构设计需注意的重要问题
2.1 认真对待各项参数的设计
化工设备高温结构设计是一项艰巨且复杂的过程，设计人员需做到谨慎、仔细，尤其不能忽视一些重要的设计细节，不能忽视各项参数的设计。如在高温管线设计中，必须认真、仔细地设计相应的推力矩数值，确保其准确无误，出现一丝的马虎，都有可能影响推力矩数值的准确度。当端点的推力矩数值错误或不符合相关的标准或要求，则可引发法兰泄漏等多种问题，影响化工设备的安全运行。因此，在化工设备高温结构设计时，必须认真对待各项参数的设计，确保各项参数准确无误，确保每一个细节都符合规定的要求。
2.2 注重整体补强
在化工设备高温结构设计中，常需使用较多的Cr-Mo钢，而多Cr-Mo钢的使用，极易导致过高的压力，影响化工设备的安全运行，对此，需注重整体补强，从整体上优化化工设备的高温结构，即选择焊接的方法，使壳体结构及法兰等处于连接状态，但需注意减少或避免完全焊透。
2.3 注意温度的控制
温度对化工设备产生重要的影响，在高温结构设计时，必须注意其温度的控制，确保其温度不超过规定的范围。如在法兰设计中，需要设置相应的隔热衬环，若其所选择的衬环板材料主要为奥氏体不锈钢，则需注意控制温度。与低合金钢材料或碳素钢材料相比，奥氏体不锈钢所具备的热胀系数相对比较大，此时法兰的温度过高（超过300℃），则在焊缝环节及隔热衬环设置环节中，极易出现焊缝受剪切问题，导致衬环板严重凸出，降低法兰的稳定性，影响和制约其安全运行。因此，在化工设备高温结构设计中，设计人员必须注意温度的控制，通常不超过300℃。
3 结束语
综上所述，高温结构设计对化工设备有着重要的影响，是化工设备安全运行的重要保障，需给予高度重视。加强高温结构设计，注意分析高温结构设计中存在的多项问题，并致力于寻找解决问题的措施，不断优化化工设備的高温结构，可从整体上提高化工设备的性能。化工设备高温结构设计中需注意的问题不仅仅有以上几点，更多的是需要我们在实践工作中不断的探索、不断地前进。
参考文献
[1]曹文辉.化工设备设计中对高温结构的考虑[J].化工设备与管道，2008，12（03）：451-452.
[2]高合龙，张波，张家强.浅谈化工设备设计中的几点注意[J].中国石油和化工标准与质量，2011，23（10）：78-79.
[3]刘国振，贾晓艳.化工设备设计计算中应注意的几个问题[J].河北化工，2009，14（02）：146-148.
[4]年月宏，张世琦.探讨化工设备设计中的注意问题[J].中国石油和化工标准与质量，2013，4（01）：660.
[5]许宏亮.压力容器设计中对高温结构的考虑[J].广东化工，2009，8（06）：41-42.
[6]杨欢欢，李明光.化工设备设计中高温结构的分析[J].城市建设理论研究，2012，7（18）：117-118.