化工機械設(shè)計中的材料選擇及應(yīng)用研究

黃 斌

身份證號碼：421022198010167415

化工機械設(shè)計中的材料選擇及應(yīng)用研究

黃 斌

身份證號碼：421022198010167415

化工生產(chǎn)過程中，化工機械的性能直接決定了生產(chǎn)的產(chǎn)量結(jié)果。而化工機械設(shè)備的材料，決定了化工機械設(shè)備的性能。因此，在化工機械設(shè)計過程中，適當(dāng)選擇材料并科學(xué)應(yīng)用具有重要意義。而且在國家大力倡導(dǎo)節(jié)能減排的形勢下，要在選擇材料時，將節(jié)能和環(huán)保結(jié)合起來，做到資源節(jié)省、綠色環(huán)保。本文通過對化工機械設(shè)計中的材料選擇及應(yīng)用進(jìn)行分析，以期提升化工機械設(shè)計水平，從而為以后的具體工作提供具體的參考。

化工機械；設(shè)計材料；選擇；應(yīng)用

1、化工機械設(shè)計中的材料的選擇和應(yīng)用的重要意義

隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，用于機械設(shè)計的許多材料成了稀缺資源，機械設(shè)計中的材料的越來越大的需求同原材料的稀缺成為日益突出的矛盾，社會發(fā)展各種需求同機械設(shè)計爭發(fā)展空間、爭資源的現(xiàn)象日益凸顯，由于為滿足人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)文化需要和消費水平提高的需要，機械設(shè)計的材料的選擇和應(yīng)用空間進(jìn)一步被壓縮，在這樣的條件下，機械設(shè)計中的材料的選擇和應(yīng)用應(yīng)該堅持經(jīng)濟性、適用性、綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展，充分利用有限的資源，做好機械設(shè)計材料的選擇和應(yīng)用，進(jìn)而進(jìn)一步做好機械設(shè)計工作，為機械行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)

2、化工機械設(shè)計常用的材料

2.1 金屬

金屬材料是在眾多工程材料中使用的最廣泛的一種，據(jù)有關(guān)報道統(tǒng)計，所有機械產(chǎn)品中金屬材料占比達(dá)到92%以上。這與金屬材料本身的性質(zhì)關(guān)系較大。金屬材料：硬度高，外力承受閾值較大，不易變形；強度高，在結(jié)構(gòu)中能承受較大的內(nèi)力，相應(yīng)穩(wěn)定性和持久性都會增加；類多樣，多樣化的金屬材料單質(zhì)和合金能夠適用于各種不同工況不同條件下的性能要求，尤其是合金；價格便宜。

2.2 陶瓷

陶瓷材料的主要成分事氮化硅和碳化硅。這種材料的優(yōu)點包括硬度高、耐腐蝕性好、密度教低、有較好的抗壓性。主要缺點是易斷裂，價格貴。目前對陶瓷材料應(yīng)用比較多的是密封零件的制作。

2.3 高分子

在機械設(shè)計中多用的高分子材料主要是指塑料和合成纖維。這種材料的特點有：來源豐富，甚至可以從天然氣中提取；密度小，適用于需要輕型材料的設(shè)計要求；能源消耗低；延展性較好，可塑性強。

2.4 復(fù)合材料

所謂復(fù)合材料，是指通過物理和化學(xué)手段將兩種以上不同材料組構(gòu)成一種新材料，分為金屬和非金屬兩種。金屬材料包括各種合金，金屬絲。非金屬材料有橡膠，陶瓷、新型樹脂、玻璃纖維、碳化纖維等。復(fù)合材料往往可以滿足不同的工藝要求。

3、材料的應(yīng)用

3.1 使經(jīng)濟性和實用性相結(jié)合材料

在實際應(yīng)用的過程中一定要注意必須結(jié)合材料所適用的制作工藝，因為不同的制作工藝對材料的要求是不同的。另外，還要在滿足制作工藝的要求下對成本加以控制。根據(jù)企業(yè)自身的經(jīng)濟能力，對成本進(jìn)行控制，為企業(yè)節(jié)省一部分開支。既經(jīng)濟又實用，這是材料應(yīng)用發(fā)揮最大效果的情況。所以，怎樣將經(jīng)濟性和實際性二者進(jìn)行很好的結(jié)合，是機械設(shè)計材料選擇應(yīng)該考慮的問題。

3.2 參照零件的制作工藝

不同的制作工藝，對材料的要求是不同的。比如熱處理工藝，操作時要考慮材料是否容易淬透。零件是組成機械的最小單位。在制作零件時，不僅要考慮零件成本的高低，還要確保零件的工作性能。零件一旦沒有良好的性能，就可能造成其他意外效果的發(fā)生，影響整個設(shè)備的工作效果。所以選材時，一定要著重于零件的性能，其次還得控制成本的高低。

3.3 做好防腐保護(hù)

化工設(shè)備，在工作環(huán)境中與空氣和空氣中的水汽會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這導(dǎo)致化工設(shè)備極其容易出現(xiàn)腐化，這在日常生活中是經(jīng)常發(fā)生的，并對整個設(shè)備都會造成很大危害。而且一旦發(fā)生腐蝕，設(shè)備的外觀和內(nèi)部性能都會發(fā)生變化，嚴(yán)重時還會影響化工工作的完成度。這就要求在具體使用材料的時候，要選擇防腐性能好的材料。最好是盡量用金屬性質(zhì)的材料。并根據(jù)設(shè)備的具體情況，在設(shè)備外層涂抹一層防銹漆，隔絕空氣和水汽，保護(hù)材料和設(shè)備不發(fā)生腐化。在設(shè)計中，盡可能不給水汽淤積在設(shè)備上的機會。在保證設(shè)備具有好的防腐性能的同時，還要注意設(shè)備的運行是否穩(wěn)定，確保運作的連續(xù)性，避免腐蝕情況影響整個工作的開展。在實際工作中，要及時檢查、及時發(fā)現(xiàn)腐化現(xiàn)象，并且及時處理。腐化發(fā)生時，一定要徹底將腐化物清理出去。

3.4 強調(diào)節(jié)能性和環(huán)保性

毫無疑問，經(jīng)濟的發(fā)展肯定是需要付出一定的代價的，我國經(jīng)濟發(fā)展也不例外。經(jīng)濟的發(fā)展，往往造成各類資源的不斷挖掘和不斷開采，帶來一些不可逆的后果。目前，資源和能源的使用量和浪費情況越來越多。不可再生資源和稀缺能源難再生成。而化工機械設(shè)計材料中，常常用到的就是稀缺性材料。在這種情況下，選擇化工機械材料時，更要將節(jié)能考慮在內(nèi)。另外，化工行業(yè)在施工作業(yè)中，會出現(xiàn)污染的情況，針對這種情況，也要優(yōu)先考慮環(huán)保問題，將眼光放的長遠(yuǎn)一些。不能只看眼前的經(jīng)濟利益，還要將整個行業(yè)的未來考慮在內(nèi)，做到并做好節(jié)約資源和原材料，不要出現(xiàn)浪費情況。

3.5 材料的選擇應(yīng)考慮零件使用要求

一般而言，機械零件失效的最常見原因就是外載荷的施加，因此，材料選擇過程中必須考慮材料的載荷性能與成品零件將承受的載荷特征的匹配度，并以此作為選擇的標(biāo)準(zhǔn)之一。一般來講，天然適用多項要求的材料較少，材料選擇過程可以綜合考慮加工手段使用提高材料性能的前提，比如對金屬材料進(jìn)行熱處理等。

4、結(jié)束語

綜上所述，在化工機械設(shè)計中，材料應(yīng)用的工作具有著不可替代的重要地位。本文指出，在進(jìn)行化工機械設(shè)計過程中，關(guān)注的是合理性的要求，要確保材料選擇的科學(xué)性，而在應(yīng)用過程作為材料選擇工作的體現(xiàn)和拓展，工作的重心則在于經(jīng)濟性和環(huán)保性，要考慮材料應(yīng)用工作的成本和是否環(huán)保。如何在確保零件實用性的前提下，實現(xiàn)材料應(yīng)用的環(huán)?；⒔?jīng)濟化，達(dá)到兩者的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，是當(dāng)前機械設(shè)計行業(yè)必須面對和解決的課題，也是行業(yè)蓬勃發(fā)展的必然要求。

[1]任浪浪.機械設(shè)計中的材料的選擇及使用[J].科技展望，2017，06：46+48.

[2]張娟娟，唐慧敏.機械設(shè)計中的材料選擇及應(yīng)用[J].科技展望，2017，03：113.