化工機(jī)械設(shè)計中材料的選擇和應(yīng)用研究

（天津長蘆海晶集團(tuán)有限公司，天津300450）

1 化工機(jī)械材料的選擇

1.1 材質(zhì)可靠，使用安全

設(shè)備是化工反應(yīng)的載體，是生產(chǎn)成敗的場所，也是最應(yīng)當(dāng)注意安全和運(yùn)行可靠的地方。因此選用材料要做到萬無一失、安全第一。根據(jù)國家規(guī)定的設(shè)計使用年限，在選材料時，要考慮保證材料使用壽命。

1.2 易于加工

化工設(shè)備總是由材料加工而成的，依據(jù)制作工藝選擇合適的材料。有些材料在加工過程中，可能導(dǎo)致一些性能惡化，有些材料加工困難等，都不是選材的首選或主要對象，因為材料性能在加工中的變化是不能控制的，而不易加工的材料勢必影響造價。

1.3 碳素鋼和合金鋼的優(yōu)勢對比

碳素鋼的優(yōu)點(diǎn)在于適用性強(qiáng)且價格也不算昂貴。如果對機(jī)械的使用年限有要求的話可以考慮用合金鋼作為機(jī)械的合成材料。然而合金鋼與碳素鋼相比在價格上略貴于碳素鋼，因此在材料性能不高的情況下還是優(yōu)先考慮碳素鋼。

1.4 載荷型

這是選材最基本的依據(jù)，機(jī)械材料在使用時通常需要承受各種各樣的作用，根據(jù)工藝條件和操作條件（如溫度、壓力、介質(zhì)、環(huán)境等），在機(jī)械強(qiáng)度、耐腐蝕和耐溶劑等性能上優(yōu)先考慮，選用具有足夠的強(qiáng)度和塑性、韌性，能耐受介質(zhì)腐蝕的材料。當(dāng)所承受的力不算太強(qiáng)時，可以選用一些經(jīng)濟(jì)實惠抗壓能力不算強(qiáng)的材料，如果是材料在平時使用中需要承受比較強(qiáng)的壓力時，可以考慮選取一些有伸縮性的材料從而分散壓力不至于損毀材料[1]。

2 材料的運(yùn)用

2.1 經(jīng)濟(jì)性和實用性相結(jié)合

材料的使用一定要以實際加工的工藝流程為準(zhǔn)，不同的生產(chǎn)工藝對材料的性能要求不一樣。此外還應(yīng)該在滿足生產(chǎn)工藝要求的前提下盡量降低材料成本，材料選擇之后，要制造成設(shè)備，其費(fèi)用不僅是材料費(fèi)用一項，還包括運(yùn)雜費(fèi)、加工費(fèi)、加工附加費(fèi)、維護(hù)費(fèi)，以及將來備品備件材料、設(shè)備維修的費(fèi)用等，需綜合地從經(jīng)濟(jì)上衡量和測算，應(yīng)立足于選用價廉物美的材料。這就需要企業(yè)評估自身的經(jīng)濟(jì)承受能力從而選取不僅經(jīng)濟(jì)實惠又能滿足工藝要求、既滿足顧客的要求又為企業(yè)節(jié)省成本的材料。因此如何將經(jīng)濟(jì)性與實用性有機(jī)的結(jié)合起來是制造上在化工機(jī)械設(shè)計中應(yīng)該重視的問題。

2.2 防腐蝕的特性要到位

化工設(shè)備長期暴露在非封閉的環(huán)境之下，非常容易與空氣中的水等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備受到腐蝕。發(fā)生腐蝕以后，輕則對機(jī)械設(shè)備的外觀造成損壞，嚴(yán)重的可能會影響到機(jī)械設(shè)備正常的運(yùn)轉(zhuǎn)和一些必要的功能受損。因此在機(jī)械設(shè)計時應(yīng)選用一些耐腐蝕性較強(qiáng)的材料，或者在設(shè)備金屬表皮的外部鍍上一層膜使得空氣中的水汽由于這層鍍膜的存在而不能直接和鍍膜內(nèi)的金屬接觸從而切斷發(fā)生腐蝕的源頭以此來達(dá)到防腐蝕的效果。同時在平時的檢查維護(hù)中一旦發(fā)現(xiàn)有腐蝕的現(xiàn)象要盡快做出應(yīng)對，及時清理出腐蝕的堆積物以免發(fā)生更大規(guī)模的腐蝕現(xiàn)象，同時應(yīng)該對那些有腐蝕苗頭的現(xiàn)象進(jìn)行關(guān)注，比如一些鍍膜因為時間長的緣故發(fā)生了破損，相關(guān)人員要及時的對鍍膜進(jìn)行修復(fù)以絕后患。

2.3 重視節(jié)能與環(huán)保

化工機(jī)械設(shè)計主要選擇金屬作為設(shè)備的制作材料，當(dāng)前在材料加工領(lǐng)域可供選擇的金屬材料有很多種，如果一個化工設(shè)備在選材上選擇金屬種類過于復(fù)雜，在進(jìn)行回收利用時，會給金屬材料的分類工作帶來難度。因此，我們要求在進(jìn)行化工機(jī)械設(shè)計的時候?qū)Σ牧系倪x擇盡量遵循單一性原則，盡量選擇單一種類的合金，便于進(jìn)行分類整理，進(jìn)行廢舊設(shè)備的回收利用?？紤]到這個因素，在化工機(jī)械設(shè)計時材料的選取上要盡可能用一些可替代的可再生材料。此外，化工生產(chǎn)中會排放一些污染物或者有害氣體，在排放前一定要進(jìn)行細(xì)致的處理達(dá)到國家相關(guān)規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)之后才能排放。作為化工行業(yè)的一份子不應(yīng)該只顧自己的利益，而應(yīng)該考慮整個行業(yè)的未來，做到可持續(xù)發(fā)展。隨著國家大力倡導(dǎo)資源節(jié)約型社會，對于已經(jīng)超出使用年限或由于技術(shù)進(jìn)步而淘汰的老舊設(shè)備進(jìn)行材料的重新回收利用也逐漸被人們所關(guān)注[2]。

3 總結(jié)

化工機(jī)械的設(shè)計中要充分地考慮材料的選取問題，這影響到化工機(jī)械設(shè)備的性能，進(jìn)一步影響整個生產(chǎn)作業(yè)的進(jìn)度。在化工機(jī)械材料的選取上不僅要考慮成本與實用性的兼顧，還要考慮化工行業(yè)的特殊性做到防腐效果不能少，不僅如此，在我國大力倡導(dǎo)節(jié)能減排建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的社會背景下，化工行業(yè)的機(jī)械設(shè)計材料還要兼顧用一些可再生的能源與材料，從而達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目的[3]。