化工机械设计中材料的选择和应用研究

张福军

（大连福佳·大化石油化工有限公司，辽宁 大连 116600）

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。

一、在化工机械设计过程中，挑选材料要有原则性

（一）根据专业人员制定的机械设计需求挑选合理的材料

化工生产对其生产器械设备的要求比较严格，在化工生产过程中，由于特殊的生产材料需要进行特殊的处理，那么这便需要化工企业要选择合适的材料来进行化工机械设备的生产工作，比如：当化工生产需要进行切割工作时，化工企业要选择适合的材料。同样，焊接和铸造工作亦是如此，要仔细的选择合适的材料，来保证化工生产工作能够顺利进行完成。

（二）加强化工机械使用的剩余材料的再利用工作

勤俭节约是中华民族的传统美德，我国也制定了相关法律法规来规范对资源的保护和资源的循环利用行为。化工企业不可一味地追求经济利益，要将我国的节能和环保彻底落实到每一个生产环节中。从化工机械的整体性能需求来看，化工企业在制造化工生产设备时，往往都会将金属作为化工器械的基本材料，我们也都知道，不同的金属在回收时，要进行分开储存，以避免金属和金属在周围环境的作用下发生反应，所以，为了化工器械在使用后方便回收，企业在制造化工器械时最好选用同一种类的合金，从根本上增加化工器械的回收利用率。

二、在化工机械设计中材料的选择

（一）针对载荷性材料的选择

在化工机械设计过程中，材料选择方面首先要考虑的就是材料的载荷性，也就是负重能力，而材料的载荷性又可以分为两方面内容。第一，所需加工的零部件受到外部载荷力的作用，会出现一定的形状扭曲以及变形的情况，并且应力在材料外部较为密集，所以材料的外部性能对零部件的控制有着重要的影响。因此，在选择材料时，如果需要经过外界的载荷力，那么就可以选择合适的加工方式对材料加工，从而保证机械完成后的质量。第二，载荷力作用点会因为材料自身特性不同而变化，例如一些能够轻易受到外力作用的材料，为了使得加工零件受力均匀，载荷力的作用点一般会作用到加工零件的横切面，从而提升机械设计中各工作环节的工作效率。

（二）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。

（三）重视节能与环保

化工机械设计主要选择金属作为设备的制作材料，当前在材料加工领域可供选择的金属材料有很多种，如果一个化工设备在选材上选择金属种类过于复杂，在进行回收利用时，会给金属材料的分类工作带来难度。因此，我们要求在进行化工机械设计的时候对材料的选择尽量遵循单一性原则，尽量选择单一种类的合金，便于进行分类整理，进行废旧设备的回收利用。考虑到这个因素，在化工机械设计时材料的选取上要尽可能用一些可替代的可再生材料。此外，化工生产中会排放一些污染物或者有害气体，在排放前一定要进行细致的处理达到国家相关规定的排放标准之后才能排放。作为化工行业的一份子不应该只顾自己的利益，而应该考虑整个行业的未来，做到可持续发展。随着国家大力倡导资源节约型社会，对于已经超出使用年限或由于技术进步而淘汰的老旧设备进行材料的重新回收利用也逐渐被人们所关注。

（四）对碳素钢和合金钢型材料的选择

在众多化工设备中，机械在进行工作时，自身的一些性能会对机械材料的坚韧性有一定的要求，因此在对化工机械材料进行选择时，就要充分考虑到材料本身的特性，同时还要考虑在对所选择的材料进行加工时的安全性和可操作性。碳素钢因其自身价格较低，对其进行加工时工艺较为简便，因此碳素钢成为了化工机械设计过程中应用较多的一种材料。虽然碳素钢优势性较为明显，但其缺乏韧性以及强度较弱等自身缺点限制了一些较为高级材料的形成，因此，这也成为了制约碳素钢在机械设计中不能广泛使用的关键因素。

结语

对于化工器械设计中的材料的挑选工作一直都是化工生产行业所留意的问题之一，并且，为了使化工行业的生产工作更假的国际化平稳化，化工生产行业的研发人员也在不断地深入对化工器械设备的研发工作，化工企业只有将化工器械的材料选择好，才可以制造出耐用、高效率的化工器械，这样将化工生产的基础工作做好，才可以确保化工生产出的产品不但高效率还会高品质，从而将我国的化工生产行业的技术推向国际。