石墨制化工設備的特點及加工簡介

設備設計特點

根據石墨材料的性能特點,在進行不透性石墨制化工設備(以下簡稱石墨設備)設計時，應注意以下幾方面的特點:

①應盡量發揮石墨材料抗壓強度高的特點。使石墨制元件處于承受壓應力狀態而避免或減小承受拉應力和彎曲應力;

②換熱器的通道走向必須符合石墨各向異性所帶來的最佳導熱方向。因為石墨制品垂直于擠壓軸線方向的導熱系數比平行于軸線方向小25%，所以設計傳熱元件時，應盡量使傳熱熱流的方向沿石墨擠壓的軸線方向;

③作為加熱設備，在采用樹脂浸漬石墨、壓型石墨及其膠結劑等與金屬材料或其他材料相組合制造加熱設備時，由于熱膨脹系數的差異，引起過大的溫度應力，應盡量減少用粘接結構。在進行列管式換熱器的設計時，尤其要合理地選擇材料和結構形式;

④設備的主要石墨零件，同樣應盡量避免用帶粘接縫的結構。因膠結劑與石墨材料的熱膨脹系數不同，粘接縫在較高操作溫度下，將產生溫度應力，而且它在介質溫度及時效的作用下，可能引起脆化，使零件斷裂。目前，我國用于制造設備的人造石墨毛坯的最大尺寸:方形截面為400mm X 400mm,圓柱截面一般為φ40Omm ,最大達到φ1800mm，而所需要的石墨零件往往超過石墨毛坯的最大尺寸。這時，不可避免地需采用粘接結構。此時，石墨零件的膠合縫應嚴密均勻，縫寬度一般不大于1mm;

⑤金屬材料的連接件，如螺栓、雙頭螺栓，不宜直接擰在石墨元件上;

⑥零件的幾何形狀和設備結構不宜過于復雜;

⑦石墨接管伸出設備外壁不宜太長，以免運輸或使用中碰壞;

⑧應考慮設備吊裝部位，一般不宜直接在不透性石墨構件上吊裝；

⑨由于石墨材料的不均質性，強度計算時采用較大的安全系數，一般取9～10(前西德AD規范N2取9，日本通常取10,在基礎材料及工藝保證條件均很好時，可以考慮選用n=9）。

加工制造工藝

不透性石墨設備及其元件的加工制造工藝，隨設備的結構不同而異。不透性石墨的機械加工性能與鑄鐵相似，它比鑄鐵硬度小，一般采用金屬切削工具或木工工具就能進行加上。如進行車、刨、銑、鉆、鋸、磨等加工。由于石墨本身的強度較差、性脆。一般采用兩次浸漬和兩次加的方法，以提高其強度，保證加工精度。

不透性石墨設備的加工、制造，應執行《石墨制化工技術條件》（HG 2370）等相關標準，嚴格控制各施工環節，保證施工質量。 

石墨材料質硬但性脆，極易碎裂。因此，石墨材料及其任何元件和制品，在任何搬運過程中，要做到輕搬輕放，嚴禁亂扔亂捧。在機械加工過程中，需要夾緊時，用力要均勻。避免局部受力過大。在機械加工和裝配過程中。嚴禁用金錘敲打，在必須敲打的場合，應采用包有橡皮的木槌敲打。

盡管如此，我國石墨設備行業的總體水平還不高，因為當前制作石墨設備的主體材料絕大部分仍以電極石墨為主，浸演劑的品種亦不多。電極石墨內部組織顆粒粗大(粒徑在6～10mm左右)�？障堵矢�(一般在20%左右)，機械性能差，導致石墨設備的性能和質量低下。因此，如何發展化工專用石墨，提高石墨材料的機械物理性能，開發高性能浸漬劑新品種，改進石墨設備的加工制造工藝，從而提高石墨設備的性能和質量，是我們今后工作的目標和重點。