化工设备设计中材料的选择与应用研究

李万振

摘 要：在进行工业建设时，化工机械设备的应用是非常重要的。所以在进行化工设备设计时，相关人员一定要认识到这项工作的重要性，并且对每个设计环节进行重点关注。才能保证最终设计出来的化工设备在应用时，具备更加优越的性能，延长设备的使用寿命。现阶段在对化工设备进行设计时，很多设计人员没有严格遵循设计原则开展相关工作，导致设计出来的化工设备不够合理，在应用时经常出现故障问题，阻碍了企业的经营发展。本文就化工设备设计中材料的选择与应用进行相关的分析和研究。

关键词：化工设备设计;材料的选择;应用;分析研究

在对化工设备进行设计时，材料的选择会直接影响到整个设计工作的开展效果。而且在对材料进行选择时，如果选择的材料质量比较差，就会影响设备的应用性能。所以设计人员在开展工作时，一定要严格按照设备的应用需求进行材料的选择，还要做好材料的检验，确保材料的规格和型号符合应用的需求，才能保证设计工作的顺利开展。设计人员还应该对材料的市场价格进行重点关注，尽可能选择一些物美价廉的材料，降低建设的成本。只有做好材料的选择和管控，才能保证制作出来的化工设备在应用时能够发挥更大的作用，促进相关企业进行更好的发展[1]。

1 化工设备设计中合金钢和碳素钢材料的具体选择

在开展化工设备的设计工作时，要想提高材料选择工作的开展质量，设计人员首先要保证材料的应用能够满足化工机械设备零部件的运行需求。要保证各项零部件在运行时机械性能良好，而且要满足物理性能和化学性能的各项使用需求。在这个基础上还要保证机械设备在生产和加工环节操作具备可行性，要提高生产过程的经济性和安全性。当前在对设备进行设计时，市场上的材料类型比较多，其中的碳素钢材料应用范围比较广。因为这种材料的加工性能比较好，而且操作起来更加的简单方便，成本比较低廉。所以这种材料在应用时具备更多的优势，已经受到了设计人员的广泛关注[2]。

但因为这种材料在应用时强度比较低，韧性比较差，而且中等形状以上的材料零部件无法进行热加工处理，在开展淬透作业时存在较多的缺陷。所以这种材料在应用时会受到各项缺点的制约。在对这项材料进行研究时可以发现，如果在材料中添加一定比例的合金元素，可以形成合金钢材料。这种合金钢材料在应用时强度得到了一定的提升，而且韧性比较好，还可以在一定程度上提高零部件材料的耐腐蚀性能和耐高温性能，材料的耐磨损也得到了提高。虽然这种合钢材料在应用时，各方面的性能都得到了一定的提高。但是在进行材料应用时，外在荷载应力比较大。如果零件的有效截面尺寸过大，就必须对其进行淬透处理，才能满足应用的需求。在其他情况下还是要进行碳素钢材料的应用[3]。

因此设计人员在对化工设备进行具体设计时，一定要根据设备的具体要求，对材料进行正确的选择，才能保证设计方案的质量。如果设计人员在开展工作时，选用的材料与设备的建设需求不符，那么制造出来的设备在应用时就会存在更多的质量问题，而且在后期应用时容易引发一些安全性问题。所以设计人员一定要重视合金钢材料和碳素钢材料的应用特点。在对这些材料进行选择时，要对材料的性能和应用要求进行重点关注。避免在对材料进行选择时，出现选择误差等现象[4]。

2 化工设备设计中机械材料零部件的具体选择

在对化工机械设备进行加工和生产时，铸造技术的应用和热处理技术以及切削技术、焊接技术的应用对于材料的要求存在较大的差异。在进行铸造技術应用时，要求材料的性能偏向于高流动性，而且要选择收缩性能比较好的材料，还要提高材料的吸气性能，才能满足铸造技术的应用需求。在进行焊接技术应用时，需要重点考虑材料的冲压性能和冷墩性能，要对材料这两方面的特点进行重点关注。还要严格按照技术的应用需求进行材料的选择，才能保证这个环节的顺利进行。要想提高热处理技术的应用效果，在对化工机械设备进行设计时，需要选择渗透性能比较好，过热敏感性能比较高，氧化脱碳性能比较强的建设原材料。只有材料满足这几方面的需求才能保证建设出来的设备能够正常运行[5]。

一般来说在进行切削技术应用时，要求建设原材料能够满足机械技术应用的特点，而且要提高这个环节的可行性。在对化工机械设备进行设计时，要重点关注材料的应用效果，要以制造工艺的要求作为参考的指标，对材料的零部件进行具体的选择。机械零件是进行机械设备设计的基础，这些机械零件在相应的运行环境下，要具备足够强的工作能力，而且要降低建设的成本。因此设计人员在对这些机械零件进行选择时，要保证这些零件的运用能够满足设计工作开展的基本要求。对于机械零件的工作能力来说，是指零件可以抵抗可能失效的能力，也可以称为这些材料的承载能力。如果零件在应用的过程中，因为某种不可控的原因不能正常工作，那么这些零件就失效了。在对零件进行设计时，还要尽可能降低材料的应用费用，要保证这些材料具备更好的制造工艺性能，尽可能的减少制造的成本。设计人员要尽量使用标准化的材料和通用化的零件，还要对设计过程进行简化，才能降低建设总成本[6]。

3 化工设备设计中材料化学反应的处理

在对设备使用材料进行选择时，设计人员还要对材料之间的化学反应稳定性进行综合考虑。因为在对设备进行生产的过程中，要保证所产生的有毒物料排放，能够满足设备建设的安全要求，而且要将这个排放量控制在一定的范围中。在进行化工生产时，化学反应的全过程是非常重要的。因为在这个环节非常容易出现一些安全性的事故，所以要做好安全事故的预防工作。在对化工设备进行设计时，要对生产过程中可能存在的安全性问题进行预测和解决，而且要做好演习工作。要事先制定预防措施，因为在发生化学反应时，反应的时间比较短，而且释放的能量比较多。一旦生产过程存在缺陷，会危及操作人员的生命安全[7]。

在发生化学反应时，或许过一段时间反应就会趋向于稳定性，在这个阶段操作人员不能放松警惕。因为这个反应会受到外界因素的干扰，可能会存在一些不可控的问题。例如在对设备进行清洗时，如果存在一些比较特殊的清洗物品就会破坏设备。在进行材料选择时，还要对腐蚀问题进行解决，可以使用一些耐腐蚀性能比较好的涂料进行材料的处理。尽管这种处理措施具备一定的优势，但是在实际操作时，如果处理不当就会起到反面效果。所以在对材料进行耐腐蚀处理时，相关人员一定要对这个环节进行重点关注，要尽可能提高这个环节的作业质量。

4 结语

综上所述，当前在进行化工生产时，存在比较严重的安全性问题。要想对这些问题进行解决，就必须对化工设备的设计工作进行全面管理。相关企业必须选择资质更高的设计单位对化工设备进行合理的设计。在开展设计工作时，不能过于重视成本节约，应该提高设计人员的生态意识。设计人员在对材料进行选择时，必须保持严谨的态度，对材料进行正确的选择，才能提高化工设备设计的可行性。企业也要重视化工设备应用的安全性问题，要事先做好材料的检验工作，确保生产出来的设备功能完善，在应用时能够降低故障问题的发生几率，促进企业进行可持续的发展。

参考文献：

[1]孙恒波，刘长亮.化工设备设计中材料的选择和有效运用[J].化工设计通讯，2019，45（06）：131+134.

[2]李万里，储传民.化工设备设计中材料的选择与应用研究[J].湖北农机化，2019（13）：87.

[3]王耀文.化工设备设计中材料的选择与应用[J].石化技术，2019，26（07）：20+55.

[4]钱祥.化工设备设计中材料的选择与应用[J].化工管理，2019（25）：83-84.

[5]董秀芹.化工设备设计中材料的选择与应用研究初探[J].民营科技，2014（07）：58.

[6]高路，姚璐.化工设备设计中材料的选择及应用分析[J].科技经济导刊，2016（35）：65.

[7]赵晓慧.化工设备设计中材料的选择与应用研究初探[J].化工管理，2017（24）：76.