化工机械设计中材料的选择探讨
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[摘 要]随着我国经济与社会的快速发展，我国化工发展的进度加快，相应的我国对于化工机械的需求愈来愈大。化工机械设备在化工生产中占据着很重要的地位，而化工机械设计所选择的材料往往影响着化工机械设备的很多性能，甚至是严重影响到设备的使用寿命等，进而不利于提高化工机械设备的工作效率和化工产业最终产生的经济利益。因此，本文对化工机械设计中材料的选择与应用进行分析探讨。
[关键词]化工机械设计；材料；选择；应用
中图分类号：J62 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）13-0391-01
最近几年，我国的社会经济得到了很大的发展，这也在一定程度上影响到了化工发展的进度。化工机械设备在化工生产中占据了很重要的地位，相关设备的工作效率以及使用时间都会对化工产业最终产生的经济利益产生很大的影响。但是，因为化工机械设备长期处在一个密闭的工厂环境中，设备本身也存在材料的问题，因此经常发生化工设备被腐蚀的现象。这种现象会使化工设备的许多性能都被影响，也会严重妨碍到该设备的使用寿命。所以，让化工设备通过技术方式达到防腐的效果以及化工设备所需的材料如何选择就成了关键的问题
1化工机械设计中材料的选择
1.1金属材料的选择
1.1.1碳钢的选择
在当前应用到各领域工业生产的机械设备当中，碳钢凭借其优良的力学性能以及对环境腐蚀要求比较低的特性，在机械设计中取得了广泛的应用，化工机械设备自然也不例外。碳钢在常温下对液氨、浓硫酸以及NaOH溶液都具有良好的承装效果，所以在化工生产中，可以选择碳钢作为那些低浓度的浓硫酸、NaOH溶液及含水量较低的液氨机械的材料。与其他金属材料相比，碳钢的价格比较低而且资源丰富，所以取得了广泛的应用，即使对于那些对抗腐蚀性能要求比较高的化工机械设备，也可以选择碳钢材料并喷涂不锈钢等措施后加以使用。
1.1.2不锈钢的选择
因为化工生产的特殊性，所以化工机械设备在日常使用过程中将不可避免地会接触到酸、碱、盐等各类活性气体，如果机械设备材料的防腐蚀性能又不够好，那么设备的性能以及使用寿命必然会遭受严重影响。在这种背景下，不锈钢在当前的化工机械设计中取得非常广泛的应用。不锈钢不仅具有良好的抗腐蚀性能，而且还能有效避免铁离子的污染，因而正逐渐成为化工机械设计中所普遍采用的一种金属材料。
1.2选择载荷类型的材料
机械设计过程中，通常机械材料的外载荷性能容易导致机械设计的部分元件失效，而机械的零部件所具备的性能却能有效的防止这种零件的失效。由于失效零部件性能与材料的外载荷性能之间的矛盾，进而要求在机械材料的选择上，要以材料的载荷性能的大小作为机械选材的标准。在选材上可以将材料的载荷性能归结为两个方面：一是当零部件在外载荷力的作用下出现扭转时，其中应力大多集中在材料表层，这就表明，材料表面的性能直接决定着零部件间的控制效果。所以在机械设计材料选择上，如果机械材料需要承受载荷力，就可以选择低碳钢渗碳或者是中碳钢调质的方式对材料进行加工。通过此种材料的选择和加工方式能够确保产品的质量。二是对一些能够承受压缩或者是拉伸作用的材料，由于外载荷力作用到零件的横截面，使横截面的应力比较均衡，所以这就需要在机械材料的设计中，选择一些性能分布均匀的材料，保障在机械设计的加工、生产等环节中能够对材料进行高效的作业。
1.3选择可回收和能够循环利用的材料
在机械制造领域内，金属材料的种类非常多，钢材就有100多种。然而在机械设计中，由于不同种类的材料都堆放在了一起，很难对材料进行分类，进而加大了回收利用的难度。因此机械设计的材料选择过程中，为了便于循环利用，可以选择一些单一的合金系制作零部件，因为合金系的构成元件比较少，对环境的压力也较小，所以能有效提高对合金的回收和循环利用效率。
2在化工机械的设计过程中材料的应用探讨
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。
一是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。
二是需要强调材料应用中的经济性，在化工机械设计^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做好化工机械设备的防腐设计
腐蚀是化工机械设备发生的常见问题，这主要是由于化工机械设备在日常的环境中由于空气以及水分等因素而发生了化学反应，进而导致设备出现损耗或者是破坏的状况。化工设备在被腐蚀之后会在其色泽、外形以及基本的性能方面发生变化，从而影响设备的正常使用和生产，也会给相关的企业带来一定的损失。所以，对于化工设备的腐蚀以及防腐措施的研究意义重大。结构的设计应该围绕化工设备生产运行中的生产要求和应力的特点，在设计中需要注重一下几个方面：首先是产品的结构要求应该要与生产化工产品的耐腐蝕要求相一致；其次是要注意化工设备的运行稳定性和流畅性，防止具有腐蚀性能的介质的停顿、热负荷分配方面的不够均匀以及蒸汽的凝结和腐蚀产物的累积；最后是要注意对于外力的保护，防止因交变应力而引起的疲劳腐蚀。
2.3环保性与节能性相结合，减少机械材料的损耗
针对化工机械设计材料的运用，需要在使用的过程中遵循环保性与节能性相结合的原则，从而有效提高资源利用率。随着我国经济的快速发展，不断增长的经济与不断消耗的资源成为主要的一组矛盾，如果一味地追求经济效益，势必会给社会的发展带来不利的结果，因此，对于化工机械设计材料的选择，不仅要考虑到对环境的保护，也要考虑到成本的输出。在化工机械的设计过程中，做到环保性与节能性的统一，有利于促进我国生态环境社会的发展和建设，也是可持续发展对化工机械设计工作所提出的新要求。比如说，在机械设计铸件的环节中，就需要充分考虑这一环节所使用到的材料在环保方面的问题，在环保观念下尽可能地合理使用材料，在最大程度上节约原材料和成本，减少不必要的能源消耗，从而做好化工机械设计工作。
结束语
综上所述，只有做好了化工机械设计中的材料选择与应用，才能真正有利于提高化工机械设计的水平，提高化工机械质量。对化工机械设计中的材料选择与应用研究，还有很大的发展前景。尤其是在当前我国倡导节能减排的形势下，在化工机械设计中，所选择的材料不仅要结合实用性和经济性，还要确保资源的节约和环境的保护。这样才能真正有利于促进我国机械行业的发展，进而有利于我国经济和社会的发展。
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