化工機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的選擇探討

李亞紅

（遼寧省沈陽(yáng)市 110000）

引言

隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)進(jìn)入到一個(gè)全面發(fā)展時(shí)期，新的技術(shù)與手段層出不窮，使得化學(xué)工業(yè)得到更大規(guī)模的生產(chǎn)和發(fā)展，為人們的生活和社會(huì)的發(fā)展增添了大量的物質(zhì)財(cái)富，加快了社會(huì)發(fā)展進(jìn)程。在化工機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，選擇優(yōu)質(zhì)且合適的材料至關(guān)重要。做好這一項(xiàng)工作，不僅有利于促進(jìn)化工生產(chǎn)的發(fā)展，提高設(shè)備工作效率，而且也有利于提高整體的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，促進(jìn)發(fā)展。

1 化工機(jī)械設(shè)計(jì)常用的材料

1.1 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(bào)道統(tǒng)計(jì)，所有機(jī)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(qiáng)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(huì)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(jià)格便宜。

1.2 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(diǎn)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(diǎn)是易斷裂，價(jià)格貴。目前對(duì)陶瓷材料應(yīng)用比較多的是密封零件的制作。

1.3 高分子

在機(jī)械設(shè)計(jì)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(diǎn)有：來(lái)源豐富，甚至可以從天然氣中提?。幻芏刃?，適用于需要輕型材料的設(shè)計(jì)要求；能源消耗低；延展性較好，可塑性強(qiáng)。

1.4 復(fù)合材料

所謂復(fù)合材料，是指通過(guò)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(shù)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。

2 化工機(jī)械的設(shè)計(jì)過(guò)程中材料的選擇探討

2.1 經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性相結(jié)合，合理應(yīng)用機(jī)械材料

針對(duì)化工機(jī)械設(shè)計(jì)材料的運(yùn)用，首先要遵循經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性相結(jié)合的原則，為化工機(jī)械的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。材料運(yùn)用的經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性的統(tǒng)一，需要充分考慮到兩個(gè)方面的內(nèi)容。

（1）應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)中的材料要按照零部件的加工工藝標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)械加工過(guò)程中所要使用的工藝技術(shù)也有多個(gè)種類，如切削工藝、鑄造工藝、焊接工藝等，不同的工藝技術(shù)對(duì)材料的運(yùn)用要求也是不同的，比如說(shuō)切削工藝要求材料的應(yīng)用符合切削工藝可操作性特征，因此，在材料的應(yīng)用過(guò)程中要在工藝技術(shù)不同要求的基礎(chǔ)上合理使用。

（2）需要強(qiáng)調(diào)材料應(yīng)用中的經(jīng)濟(jì)性，在化工機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，在保障各項(xiàng)材料符合工藝要求的前提之下，科學(xué)合理地對(duì)材料加工成本進(jìn)行有效的控制，從而為后續(xù)工作的順利開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。

2.2 強(qiáng)調(diào)節(jié)能性和環(huán)保性

近年來(lái)，我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)水平取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，但這同時(shí)也造成了對(duì)環(huán)境資源的大量消耗，當(dāng)前應(yīng)用于化工機(jī)械設(shè)計(jì)中的很多材料的儲(chǔ)量已經(jīng)極其稀少，有的甚至可能已經(jīng)被開(kāi)采殆盡。這就要求我們?cè)谶M(jìn)行化工機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，要將材料應(yīng)用的環(huán)保節(jié)能性考慮在內(nèi)，不能一味地只追求化工機(jī)械的使用性能和工作效率，以達(dá)到促進(jìn)化工產(chǎn)業(yè)乃至于整個(gè)社會(huì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目的。

2.3 做好防腐保護(hù)

在進(jìn)行防腐處理時(shí)，首先要從材料的選擇以及加工工藝上進(jìn)行設(shè)計(jì)。如選擇耐腐蝕性較強(qiáng)的材料，盡量減少形狀非常復(fù)雜、易于積塵的零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，從而達(dá)到減緩腐蝕發(fā)生的目的。具體而言，化工機(jī)械設(shè)計(jì)中的防腐保護(hù)需要重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：①設(shè)備的結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單化。避免化工機(jī)械設(shè)備及其零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)于復(fù)雜，要對(duì)結(jié)構(gòu)盡量進(jìn)行簡(jiǎn)化，同時(shí)避免零部件裝配時(shí)出現(xiàn)縫隙。②涂抹防銹漆。化工機(jī)械設(shè)備的表面應(yīng)涂抹質(zhì)量較好的防銹漆。③確保不存在水汽淤積現(xiàn)象。在對(duì)化工機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，盡量避免出現(xiàn)凹孔，有的設(shè)備考慮到工作特性應(yīng)設(shè)置專門的排水系統(tǒng)，以盡量減少水汽的淤積。④保證工作的連貫性。化工機(jī)械設(shè)備在加工制造過(guò)程中可能需要用到焊接工藝，此時(shí)一定確保焊接的連貫性，避免因焊接不連貫而造成的質(zhì)量缺陷發(fā)生。現(xiàn)實(shí)中，機(jī)械加工制造過(guò)程中的不連貫之處往往可能成為缺陷點(diǎn)，而這些缺陷點(diǎn)恰恰是腐蝕容易發(fā)生的位置。⑤合理化的防腐處理。由于化工機(jī)械設(shè)備的縫隙處非常容易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，所以除了需要在設(shè)計(jì)階段避免裝配縫隙的出現(xiàn)外，在零部件間的主要結(jié)合位置應(yīng)該進(jìn)行一些合理化的防腐處理，以有效防止縫隙處腐蝕問(wèn)題的出現(xiàn)。

3 結(jié)語(yǔ)

雖然我國(guó)目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度很快，但是卻是以犧牲環(huán)境作為代價(jià)的，這樣的生產(chǎn)方式只能得到短期的眼前利益。若要真正實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展，則必須要進(jìn)行行業(yè)的優(yōu)化改革，在化工行業(yè)當(dāng)中，針對(duì)化工機(jī)械設(shè)備材料的合理選擇，能夠在增強(qiáng)設(shè)備工作效率的基礎(chǔ)上，降低對(duì)環(huán)境的污染，因此此項(xiàng)工作應(yīng)受到相關(guān)部門的高度關(guān)注。

[1]高 路，姚璐.化工設(shè)備設(shè)計(jì)中材料的選擇及應(yīng)用分析[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2016，35：65.

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[3]李雷.化工設(shè)備設(shè)計(jì)中材料的選擇與應(yīng)用研究[J].科技展望，2017，04：51.