化工高温设备的结构设计

化工高温设备的结构设计化工高温设备与安全生产息息相关，尤其是当中的高温结构，在设备的安全性和使用期限两方面都起着决定性作用。本文将针对化工高温设备的特点对其结构设计方案和理念进行探讨，并分析其存在的不足。 化工产业时常会用到化工高温设备，设备使用温度也越来越高，往往因为蠕变或变形、位置偏离、结构弹性下降引起整体性能下降等,从而造成设备失效，引起严重的灾难事故。为了解决这些问题，本文从设计环节入手，尽力在设计方案上消除这些问题。化工高温设备的特点 高温设备的运转温度要比金属材料本身的蠕变起始温度高，设备受温度的影响极大，必须将其蠕变问题列入设计考虑。不同种类的钢材考虑蠕变的最低温度不同，碳素钢为 300~350℃，普通低合金钢为400℃，低合金铬钼钢为 450℃，奥氏体不锈钢为 550℃。化工高温设备存在的不足2.1.蠕变或变形问题化工设备在高温环境下工作时，极可能出现蠕变和垫片、法兰的变形，会导致化工设备的损坏，因此尽可能减少或消除零件的蠕变和变形是化工高温设备的设计重点。在高温设备结构设计中，可以采纳增加隔热衬环的方法来降低材料的使用温度，具体方法为将隔热衬环安装于垫片和法兰的内侧对应位置。这种方法通过隔热衬环能有效隔离热量，降低螺栓、垫片、法兰这些零件的受热作用，令其受热温度不至于过高，还可以减小众多零部件之间的温差。当然对设备整体隔热衬里的方法也能有效地降低承压壳体或元件的使用温度，如高温环境中常使用的带隔热衬里的冷壁集气管等。这些效果能使高温设备的螺旋、垫片、法兰等零件的蠕变和变形大大减少或使零部件处于弹性变形的温度范围以内，进而使化工高温设备获得更高的整体性能和更长的使用期限。2.2.膨胀自由的问题因使用温度较高，金属材料热膨胀非常大，尤其是高温度常使用Ni-Cr 奥氏体材料，其膨胀系数更大。故在热膨胀方向应采纳让其自由膨胀的结构，使材料的受拉（或压）处于许用应力范围之内。常见有管壳式换热器中的膨胀节、高温填料函结构等。2.3.偏离限定位置问题高温运转的化工设备，其零件可能受高温影响而偏离，一旦偏离距离超过了负荷范围，设备的运转就会受到严重影响。为解决这一问题，可在设计时最大限度的应用套筒的特性，对螺旋、法兰和密封垫片的位置偏离能起到抑制作用。针对螺旋的位置偏离，可在设计时延长螺旋长度，令其和套筒更好地结合，这样一来令螺旋应力更稳定，更不易偏离限定位置；针对法兰的位置偏离，套筒可以增大...