化工机械设计中材料的选择探讨

2018-02-15李亚红

建材与装饰 2018年16期

李亚红

（辽宁省沈阳市 110000）

引言

随着社会生产力的发展，化学工业的生产进入到一个全面发展时期，新的技术与手段层出不穷，使得化学工业得到更大规模的生产和发展，为人们的生活和社会的发展增添了大量的物质财富，加快了社会发展进程。在化工机械设计过程中，选择优质且合适的材料至关重要。做好这一项工作，不仅有利于促进化工生产的发展，提高设备工作效率，而且也有利于提高整体的经济效应，促进发展。

1 化工机械设计常用的材料

1.1 金属

金属材料是在众多工程材料中使用的最广泛的一种，据有关报道统计，所有机械产品中金属材料占比达到92%以上。这与金属材料本身的性质关系较大。金属材料：硬度高，外力承受阈值较大，不易变形；强度高，在结构中能承受较大的内力，相应稳定性和持久性都会增加；类多样，多样化的金属材料单质和合金能够适用于各种不同工况不同条件下的性能要求，尤其是合金；价格便宜。

1.2 陶瓷

陶瓷材料的主要成分事氮化硅和碳化硅。这种材料的优点包括硬度高、耐腐蚀性好、密度教低、有较好的抗压性。主要缺点是易断裂，价格贵。目前对陶瓷材料应用比较多的是密封零件的制作。

1.3 高分子

在机械设计中多用的高分子材料主要是指塑料和合成纤维。这种材料的特点有：来源丰富，甚至可以从天然气中提取；密度小，适用于需要轻型材料的设计要求；能源消耗低；延展性较好，可塑性强。

1.4 复合材料

所谓复合材料，是指通过物理和化学手段将两种以上不同材料组构成一种新材料，分为金属和非金属两种。金属材料包括各种合金，金属丝。非金属材料有橡胶，陶瓷、新型树脂、玻璃纤维、碳化纤维等。复合材料往往可以满足不同的工艺要求。

2 化工机械的设计过程中材料的选择探讨

2.1 经济性与实用性相结合，合理应用机械材料

针对化工机械设计材料的运用，首先要遵循经济性与实用性相结合的原则，为化工机械的设计奠定基础。材料运用的经济性与实用性的统一，需要充分考虑到两个方面的内容。

（1）应用于机械设计中的材料要按照零部件的加工工艺标准，机械加工过程中所要使用的工艺技术也有多个种类，如切削工艺、铸造工艺、焊接工艺等，不同的工艺技术对材料的运用要求也是不同的，比如说切削工艺要求材料的应用符合切削工艺可操作性特征，因此，在材料的应用过程中要在工艺技术不同要求的基础上合理使用。

（2）需要强调材料应用中的经济性，在化工机械设计過程中，在保障各项材料符合工艺要求的前提之下，科学合理地对材料加工成本进行有效的控制，从而为后续工作的顺利开展奠定基础。

2.2 强调节能性和环保性

近年来，我国的工业生产水平取得了突飞猛进的发展，但这同时也造成了对环境资源的大量消耗，当前应用于化工机械设计中的很多材料的储量已经极其稀少，有的甚至可能已经被开采殆尽。这就要求我们在进行化工机械设计时，要将材料应用的环保节能性考虑在内，不能一味地只追求化工机械的使用性能和工作效率，以达到促进化工产业乃至于整个社会实现可持续发展的目的。

2.3 做好防腐保护

在进行防腐处理时，首先要从材料的选择以及加工工艺上进行设计。如选择耐腐蚀性较强的材料，尽量减少形状非常复杂、易于积尘的零部件结构设计等，从而达到减缓腐蚀发生的目的。具体而言，化工机械设计中的防腐保护需要重点考虑以下几个方面的问题：①设备的结构尽量简单化。避免化工机械设备及其零部件的结构设计过于复杂，要对结构尽量进行简化，同时避免零部件装配时出现缝隙。②涂抹防锈漆。化工机械设备的表面应涂抹质量较好的防锈漆。③确保不存在水汽淤积现象。在对化工机械进行设计时，尽量避免出现凹孔，有的设备考虑到工作特性应设置专门的排水系统，以尽量减少水汽的淤积。④保证工作的连贯性。化工机械设备在加工制造过程中可能需要用到焊接工艺，此时一定确保焊接的连贯性，避免因焊接不连贯而造成的质量缺陷发生。现实中，机械加工制造过程中的不连贯之处往往可能成为缺陷点，而这些缺陷点恰恰是腐蚀容易发生的位置。⑤合理化的防腐处理。由于化工机械设备的缝隙处非常容易发生腐蚀现象，所以除了需要在设计阶段避免装配缝隙的出现外，在零部件间的主要结合位置应该进行一些合理化的防腐处理，以有效防止缝隙处腐蚀问题的出现。