化工机械设计中材料选择分析

李建伟

摘 要：随着我国经济的飞速发展，化工机械工业也得到了前所未有的进步。材料选择的合适与否直接影响着化工机械的整体质量，材料选择已成为化工机械设计的重中之重。鉴于此，本文将探究化工机械设计中材料选择，旨在为一线设计提供理论指导。

关键词：化工；机械设计；材料选择

化工与人类的生活息息相关，在化工产品的生产过程中，机械设备起到非常重要的作用，机械产品的材料选择直接决定着机械设备的工作效率以及化工产品质量。在化学工业迅猛发展的今天，积极探究化工机械设计中材料选择，具有重要意义。

一、化工机械设计中材料选择的重要性

上世纪以来，我国化工行业得到前所未有的发展，在这一过程中，化工机械设备功不可没。随着我国以及全球化工行业的迅猛发展，机械设备的需求量不断增加，进而导致机械材料欠缺问題凸显。化工材料是机械设备的重要组成，是推动机械行业健康发展的重要作用。故而，在机械设计过程中，设计人员一方面需要关注材料的合理运用情况，一方面还需要从环境污染、竞技性等角度合理选择和利用材料，这也是机械设计行业将来发展必须重视的问题。只有充分认识到材料 选择对化工机械设备及化工行业的重要性，充分认识到材料选择方法的重要性，才能更好的开展机械设计工作，进而推动我国机械设计及化工工业的和谐发展。

二、化工机械设计中材料选择分析

要想合理选择化工机械材料必须让各个材料的优良性能以及机械零部件得到最优配合，从而更好的使用各项零部件的性质。但是，在化工生产过程中，还需要注意运行的经济成效、操作难度以及安全性等各种因素。在我国的机械材料市场上，如下材料应用较为普遍。

1.选择荷载型材料

在化工机械设计过程中，材料的荷载性能比较重要，必须考虑材料荷载这一指标。通常来说，材料荷载又可分为如下方面：第一，在外部荷载的作用下，机械零部件可能出现扭转等问题，这时候外部应力会直接集中在零部件表面，在这种情况下，材料表面的性能会直接影响着整个零部件的何在效果。故而，在具体材料选择过程中，如果机械零件需要承受较大的外部荷载力，就应该选择低碳钢调质或低碳钢渗碳等材料类型，通过这种方式全面提高机械材料的荷载能力以及机械产品的整体质量。第二，对于能够承担拉伸或伸缩的材料，这种情况下，外部荷载力通常会作用在横切面上，这样就需要横切面受力均匀的材料。在机械设计过程中，设计人员就可以关注性能分布比较均匀的各种材料，从而更好的保障机械设计、加工以及生产等作业的顺利开展。

2.合金钢与碳素钢的合理选择

玻璃钢密度在1.5-2.0之间，属于增强型塑料的一种，玻璃钢本身的耐腐蚀性不佳，很容易出现腐蚀老化等问题。如果需要使用玻璃钢，必须关注焊接点问题，强化涂刷防腐工作处理。随着化工行业的发展，在玻璃钢中加入酚醛树脂、环氧树脂等基体之后，其自身的抗腐蚀性能大大增强，其对于酸碱盐、各种油类、水、大气等均有良好的抗腐蚀能力。目前来说，我国主要是将加入树脂的玻璃钢作为通风管路、盐酸储罐以及凉水塔外壳等制作材料，应用效果良好。但需注意，玻璃钢的耐高温性能比较低，故而，不能将其作为长期高温运转的设备生产。

在低于160度以及低于0.5mpa的环境中，石墨有着良好的耐久性能和优良的抗腐蚀性能，在盐酸、硫酸等环境下，石墨的稳定性无变化。再加上石墨良好的导电性能，其在热交换器设计中得到广泛应用。但我们需要注意到，石墨的塑性以及耐正压强度较差，故而，不主张将其作为主要的化工材料。鉴于石墨的的耐负压性能，可以将其用在强腐蚀环境中作为低压换热设备或化工吸热设备应用。

三、化工机械设计中材料选择与应用的具体方法

1.参照机械零部件的工艺标准

在机械设计过程中，切削、铸造、焊接、热处理等各种处理工艺对于化工机械材料的要求不尽相同。例如，铸造工艺对于材料的收缩性与流动性要求较高；焊接工艺则强调材料的冷镦性与冲压性；切削工艺则应强调材料的切削可操作性；热处理工艺则强调材料的过热敏感性与淬透性。故而，在具体的化工机械设计过程中，必须参照机械零部件的工艺标准，零件是组成化工机械设备的基础，化工机械的顺利运行需要机械零件有很强的工作能力且价格经济。在优良的制作工艺基础上，尽可能的考虑降低制作费用，并积极选择通用型的零部件，这样能有效降低设计成本并简化设计过程。

2.关注材料的节能性与环保性

随着我国工业等经济发展的猛增，社会对于资源的需求量大幅度增加，大量的矿产资源等面临资源枯竭的局面。在这种情况下，我们必须关注材料的节能性与环保性。在可持续发展理念以及社会生态环境发展的今天，人们对机械设计工作提出了更高标准。故而，设计人员在化工机械设计过程中必须加强材料的选择，综合考虑材料的环保性与节能性，尽可能节约资源。例如，在化工机械设计铸件环节，一般来说，5%的铸件设计成本直接决定着80%的铸件生产成本。故而，设计人员在化工机械设计过程中，必须关注节能环保材料的使用，杜绝不合理的材料选择或浪费问题。不同的材料其自身价格也有所不同，机械设计人员应在机械设计过程中满足经济性要求，力求成本低、周期短，且使用效率高、燃料消耗少、使用范围广、维护费用低。这就要求设计人员选择标准、通用的零部件来保证质量、简化设计，并积极选择改进性能、提高质量的新材料与新结构，及时引入先进的设计工艺与生产装配工艺，减少零部件结构以及转动链种类。

3.加强化工机械设备的防腐保护

加强化工机械设备的防腐保护工作非常重要。例如，我们在机械设计或运用过程中会经常使用到Q235钢，这强酸碱等腐蚀环境中，这种类型的材料腐蚀速度非常快，即便利用了各种防腐蚀措施，也会因保护措施容易脱落等问题加剧腐蚀速度，进而大大降低设备的使用年限。首先，在机械设计过程中，需要设计防腐设计。在部分情况下，机械设备的外形均比较复杂，这就会导致机械积尘等问题，这就会导致易腐蚀等问题。故而，为了避免上述问题的发生，在设计社工机械设备时，需要考虑到如下问题：①尽可能简化化工机械设备结构，尽可能减少同一机械产品中不同材质材料的应用，另外，不同零件之间的配合也不能留有缝隙。②使用防锈漆涂抹在设备表面，这一环节非常重要。质量较好的防锈漆能有效隔离水汽和空气等腐蚀，需注意，如果设备结构比较复杂，也会影响防锈漆的涂抹。③在设计设备过程中，尽可能不要留下水汽淤积。在具体设计过程中，尽可能减少凹孔，如果必须留有凹孔，则应设计排水孔。另外，在具体焊接过程中，尽可能连续、不中断。

结语：

综上所述，本文以化工机械设计中材料选择的重要性为切入点，论述了化工机械设计中材料选择，并从零部件工艺标准、节能性与环保性 等角度，详细论述了化工机械设计中材料选择与应用的具体方法，多角度入手，以期更好的促进机械设计工作的高效开展。

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