設(shè)備設(shè)計特點

根據(jù)石墨材料的性能特點,在進行不透性石墨制化工設(shè)備(以下簡稱石墨設(shè)備)設(shè)計時，應(yīng)注意以下幾方面的特點:

①應(yīng)盡量發(fā)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(yīng)力狀態(tài)而避免或減小承受拉應(yīng)力和彎曲應(yīng)力;

②換熱器的通道走向符合石墨各向異性所帶來的導(dǎo)熱方向。因為石墨制品垂直于擠壓的軸線方向的導(dǎo)熱系數(shù)比平行于軸線方向小25%，所以設(shè)計傳熱元件時，應(yīng)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(shè)備，在采用樹脂浸漬石墨、壓型石墨及其膠結(jié)劑等與金屬材料或其他材料相組合制造加熱設(shè)備時，由于熱膨脹系數(shù)的差異，引起過大的溫度應(yīng)力，應(yīng)盡量減少用粘接結(jié)構(gòu)。在進行列管式換熱器的設(shè)計時，尤其要合理地選擇材料和結(jié)構(gòu)形式;

④設(shè)備的主要石墨零件，同樣應(yīng)盡量避免用帶粘接縫的結(jié)構(gòu)。因膠結(jié)劑與石墨材料的熱膨脹系數(shù)不同，粘接縫在較高操作溫度下，將產(chǎn)生溫度應(yīng)力，而且它在介質(zhì)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(shè)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φ60Omm ,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(jié)構(gòu)。此時，石墨零件的膠合縫應(yīng)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(shè)備結(jié)構(gòu)不宜過于復(fù)雜;

⑦石墨接管伸出設(shè)備外壁不宜太長，以免運輸或使用中碰壞;

⑧應(yīng)考慮設(shè)備吊裝部位，一般不宜直接在不透性石墨構(gòu)件上吊裝；

⑨由于石墨材料的不均質(zhì)性，強度計算時采用較大的安全系數(shù)，一般取9～10(前西德AD規(guī)范N2取9，日本通常取10,在基礎(chǔ)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(shè)備及其元件的加工制造工藝，隨設(shè)備的結(jié)構(gòu)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(shè)備的加工、制造，應(yīng)執(zhí)行《石墨制化工技術(shù)條件》（HG 2370）等相關(guān)標準，嚴格控制各施工環(huán)節(jié)，保證施工質(zhì)量。 

石墨材料質(zhì)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(yīng)采用包有橡皮的木槌敲打。

盡管如此，我國石墨設(shè)備行業(yè)的總體水平還不高，因為當(dāng)前制作石墨設(shè)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(nèi)部組織顆粒粗大(粒徑在6～10mm左右)。空隙率高(一般在20%左右)，機械性能差，導(dǎo)致石墨設(shè)備的性能和質(zhì)量低下。因此，如何發(fā)展化工專用石墨，提高石墨材料的機械物理性能，開發(fā)高性能浸漬劑新品種，改進石墨設(shè)備的加工制造工藝，從而提高石墨設(shè)備的性能和質(zhì)量，是我們今后工作的目標和重點。