化工機械設計中材料的選擇探討

李亞紅

（遼寧省沈陽市 110000）

引言

隨著社會生產力的發(fā)展，化學工業(yè)的生產進入到一個全面發(fā)展時期，新的技術與手段層出不窮，使得化學工業(yè)得到更大規(guī)模的生產和發(fā)展，為人們的生活和社會的發(fā)展增添了大量的物質財富，加快了社會發(fā)展進程。在化工機械設計過程中，選擇優(yōu)質且合適的材料至關重要。做好這一項工作，不僅有利于促進化工生產的發(fā)展，提高設備工作效率，而且也有利于提高整體的經濟效應，促進發(fā)展。

1 化工機械設計常用的材料

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，據有關報道統(tǒng)計，所有機械產品中金屬材料占比達到92%以上。這與金屬材料本身的性質關系較大。金屬材料：硬度高，外力承受閾值較大，不易變形；強度高，在結構中能承受較大的內力，相應穩(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。

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。目前對陶瓷材料應用比較多的是密封零件的制作。

1.3 高分子

在機械設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計要求；能源消耗低；延展性較好，可塑性強。

1.4 復合材料

所謂復合材料，是指通過物理和化學手段將兩種以上不同材料組構成一種新材料，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。復合材料往往可以滿足不同的工藝要求。

2 化工機械的設計過程中材料的選擇探討

2.1 經濟性與實用性相結合，合理應用機械材料

針對化工機械設計材料的運用，首先要遵循經濟性與實用性相結合的原則，為化工機械的設計奠定基礎。材料運用的經濟性與實用性的統(tǒng)一，需要充分考慮到兩個方面的內容。

（1）應用于機械設計中的材料要按照零部件的加工工藝標準，機械加工過程中所要使用的工藝技術也有多個種類，如切削工藝、鑄造工藝、焊接工藝等，不同的工藝技術對材料的運用要求也是不同的，比如說切削工藝要求材料的應用符合切削工藝可操作性特征，因此，在材料的應用過程中要在工藝技術不同要求的基礎上合理使用。

（2）需要強調材料應用中的經濟性，在化工機械設計過程中，在保障各項材料符合工藝要求的前提之下，科學合理地對材料加工成本進行有效的控制，從而為后續(xù)工作的順利開展奠定基礎。

2.2 強調節(jié)能性和環(huán)保性

近年來，我國的工業(yè)生產水平取得了突飛猛進的發(fā)展，但這同時也造成了對環(huán)境資源的大量消耗，當前應用于化工機械設計中的很多材料的儲量已經極其稀少，有的甚至可能已經被開采殆盡。這就要求我們在進行化工機械設計時，要將材料應用的環(huán)保節(jié)能性考慮在內，不能一味地只追求化工機械的使用性能和工作效率，以達到促進化工產業(yè)乃至于整個社會實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目的。

2.3 做好防腐保護

在進行防腐處理時，首先要從材料的選擇以及加工工藝上進行設計。如選擇耐腐蝕性較強的材料，盡量減少形狀非常復雜、易于積塵的零部件結構設計等，從而達到減緩腐蝕發(fā)生的目的。具體而言，化工機械設計中的防腐保護需要重點考慮以下幾個方面的問題：①設備的結構盡量簡單化。避免化工機械設備及其零部件的結構設計過于復雜，要對結構盡量進行簡化，同時避免零部件裝配時出現(xiàn)縫隙。②涂抹防銹漆。化工機械設備的表面應涂抹質量較好的防銹漆。③確保不存在水汽淤積現(xiàn)象。在對化工機械進行設計時，盡量避免出現(xiàn)凹孔，有的設備考慮到工作特性應設置專門的排水系統(tǒng)，以盡量減少水汽的淤積。④保證工作的連貫性。化工機械設備在加工制造過程中可能需要用到焊接工藝，此時一定確保焊接的連貫性，避免因焊接不連貫而造成的質量缺陷發(fā)生。現(xiàn)實中，機械加工制造過程中的不連貫之處往往可能成為缺陷點，而這些缺陷點恰恰是腐蝕容易發(fā)生的位置。⑤合理化的防腐處理。由于化工機械設備的縫隙處非常容易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，所以除了需要在設計階段避免裝配縫隙的出現(xiàn)外，在零部件間的主要結合位置應該進行一些合理化的防腐處理，以有效防止縫隙處腐蝕問題的出現(xiàn)。

3 結語

雖然我國目前經濟發(fā)展速度很快，但是卻是以犧牲環(huán)境作為代價的，這樣的生產方式只能得到短期的眼前利益。若要真正實現(xiàn)長期可持續(xù)發(fā)展，則必須要進行行業(yè)的優(yōu)化改革，在化工行業(yè)當中，針對化工機械設備材料的合理選擇，能夠在增強設備工作效率的基礎上，降低對環(huán)境的污染，因此此項工作應受到相關部門的高度關注。

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