化工機械設(shè)計中材料的選擇和應(yīng)用研究

張福軍

（大連福佳·大化石油化工有限公司，遼寧 大連 116600）

引言

隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展，化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)進入到一個全面發(fā)展時期，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的發(fā)展增添了大量的物質(zhì)財富，加快了社會發(fā)展進程。在化工機械設(shè)計過程中，選擇優(yōu)質(zhì)且合適的材料至關(guān)重要。做好這一項工作，不僅有利于促進化工生產(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)濟效應(yīng)，促進發(fā)展。

一、在化工機械設(shè)計過程中，挑選材料要有原則性

（一）根據(jù)專業(yè)人員制定的機械設(shè)計需求挑選合理的材料

化工生產(chǎn)對其生產(chǎn)器械設(shè)備的要求比較嚴格，在化工生產(chǎn)過程中，由于特殊的生產(chǎn)材料需要進行特殊的處理，那么這便需要化工企業(yè)要選擇合適的材料來進行化工機械設(shè)備的生產(chǎn)工作，比如：當(dāng)化工生產(chǎn)需要進行切割工作時，化工企業(yè)要選擇適合的材料。同樣，焊接和鑄造工作亦是如此，要仔細的選擇合適的材料，來保證化工生產(chǎn)工作能夠順利進行完成。

（二）加強化工機械使用的剩余材料的再利用工作

勤儉節(jié)約是中華民族的傳統(tǒng)美德，我國也制定了相關(guān)法律法規(guī)來規(guī)范對資源的保護和資源的循環(huán)利用行為。化工企業(yè)不可一味地追求經(jīng)濟利益，要將我國的節(jié)能和環(huán)保徹底落實到每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中。從化工機械的整體性能需求來看，化工企業(yè)在制造化工生產(chǎn)設(shè)備時，往往都會將金屬作為化工器械的基本材料，我們也都知道，不同的金屬在回收時，要進行分開儲存，以避免金屬和金屬在周圍環(huán)境的作用下發(fā)生反應(yīng)，所以，為了化工器械在使用后方便回收，企業(yè)在制造化工器械時最好選用同一種類的合金，從根本上增加化工器械的回收利用率。

二、在化工機械設(shè)計中材料的選擇

（一）針對載荷性材料的選擇

在化工機械設(shè)計過程中，材料選擇方面首先要考慮的就是材料的載荷性，也就是負重能力，而材料的載荷性又可以分為兩方面內(nèi)容。第一，所需加工的零部件受到外部載荷力的作用，會出現(xiàn)一定的形狀扭曲以及變形的情況，并且應(yīng)力在材料外部較為密集，所以材料的外部性能對零部件的控制有著重要的影響。因此，在選擇材料時，如果需要經(jīng)過外界的載荷力，那么就可以選擇合適的加工方式對材料加工，從而保證機械完成后的質(zhì)量。第二，載荷力作用點會因為材料自身特性不同而變化，例如一些能夠輕易受到外力作用的材料，為了使得加工零件受力均勻，載荷力的作用點一般會作用到加工零件的橫切面，從而提升機械設(shè)計中各工作環(huán)節(jié)的工作效率。

（二）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(shè)計。如選擇耐腐蝕性較強的材料，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)計等，從而達到減緩腐蝕發(fā)生的目的。具體而言，化工機械設(shè)計中的防腐保護需要重點考慮以下幾個方面的問題：①設(shè)備的結(jié)構(gòu)盡量簡單化。避免化工機械設(shè)備及其零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計過于復(fù)雜，要對結(jié)構(gòu)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(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。在對化工機械進行設(shè)計時，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。化工機械設(shè)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(zhì)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(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)。

（三）重視節(jié)能與環(huán)保

化工機械設(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，我們要求在進行化工機械設(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，便于進行分類整理，進行廢舊設(shè)備的回收利用。考慮到這個因素，在化工機械設(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，在排放前一定要進行細致的處理達到國家相關(guān)規(guī)定的排放標準之后才能排放。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)進步而淘汰的老舊設(shè)備進行材料的重新回收利用也逐漸被人們所關(guān)注。

（四）對碳素鋼和合金鋼型材料的選擇

在眾多化工設(shè)備中，機械在進行工作時，自身的一些性能會對機械材料的堅韌性有一定的要求，因此在對化工機械材料進行選擇時，就要充分考慮到材料本身的特性，同時還要考慮在對所選擇的材料進行加工時的安全性和可操作性。碳素鋼因其自身價格較低，對其進行加工時工藝較為簡便，因此碳素鋼成為了化工機械設(shè)計過程中應(yīng)用較多的一種材料。雖然碳素鋼優(yōu)勢性較為明顯，但其缺乏韌性以及強度較弱等自身缺點限制了一些較為高級材料的形成，因此，這也成為了制約碳素鋼在機械設(shè)計中不能廣泛使用的關(guān)鍵因素。

結(jié)語

對于化工器械設(shè)計中的材料的挑選工作一直都是化工生產(chǎn)行業(yè)所留意的問題之一，并且，為了使化工行業(yè)的生產(chǎn)工作更假的國際化平穩(wěn)化，化工生產(chǎn)行業(yè)的研發(fā)人員也在不斷地深入對化工器械設(shè)備的研發(fā)工作，化工企業(yè)只有將化工器械的材料選擇好，才可以制造出耐用、高效率的化工器械，這樣將化工生產(chǎn)的基礎(chǔ)工作做好，才可以確保化工生產(chǎn)出的產(chǎn)品不但高效率還會高品質(zhì)，從而將我國的化工生產(chǎn)行業(yè)的技術(shù)推向國際。