李建偉

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，化工機(jī)械工業(yè)也得到了前所未有的進(jìn)步。材料選擇的合適與否直接影響著化工機(jī)械的整體質(zhì)量，材料選擇已成為化工機(jī)械設(shè)計(jì)的重中之重。鑒于此，本文將探究化工機(jī)械設(shè)計(jì)中材料選擇，旨在為一線設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：化工；機(jī)械設(shè)計(jì)；材料選擇

化工與人類的生活息息相關(guān)，在化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，機(jī)械設(shè)備起到非常重要的作用，機(jī)械產(chǎn)品的材料選擇直接決定著機(jī)械設(shè)備的工作效率以及化工產(chǎn)品質(zhì)量。在化學(xué)工業(yè)迅猛發(fā)展的今天，積極探究化工機(jī)械設(shè)計(jì)中材料選擇，具有重要意義。

一、化工機(jī)械設(shè)計(jì)中材料選擇的重要性

上世紀(jì)以來，我國化工行業(yè)得到前所未有的發(fā)展，在這一過程中，化工機(jī)械設(shè)備功不可沒。隨著我國以及全球化工行業(yè)的迅猛發(fā)展，機(jī)械設(shè)備的需求量不斷增加，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)械材料欠缺問題凸顯?；げ牧鲜菣C(jī)械設(shè)備的重要組成，是推動機(jī)械行業(yè)健康發(fā)展的重要作用。故而，在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員一方面需要關(guān)注材料的合理運(yùn)用情況，一方面還需要從環(huán)境污染、競技性等角度合理選擇和利用材料，這也是機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)將來發(fā)展必須重視的問題。只有充分認(rèn)識到材料 選擇對化工機(jī)械設(shè)備及化工行業(yè)的重要性，充分認(rèn)識到材料選擇方法的重要性，才能更好的開展機(jī)械設(shè)計(jì)工作，進(jìn)而推動我國機(jī)械設(shè)計(jì)及化工工業(yè)的和諧發(fā)展。

二、化工機(jī)械設(shè)計(jì)中材料選擇分析

要想合理選擇化工機(jī)械材料必須讓各個材料的優(yōu)良性能以及機(jī)械零部件得到最優(yōu)配合，從而更好的使用各項(xiàng)零部件的性質(zhì)。但是，在化工生產(chǎn)過程中，還需要注意運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)成效、操作難度以及安全性等各種因素。在我國的機(jī)械材料市場上，如下材料應(yīng)用較為普遍。

1.選擇荷載型材料

在化工機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，材料的荷載性能比較重要，必須考慮材料荷載這一指標(biāo)。通常來說，材料荷載又可分為如下方面：第一，在外部荷載的作用下，機(jī)械零部件可能出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)等問題，這時候外部應(yīng)力會直接集中在零部件表面，在這種情況下，材料表面的性能會直接影響著整個零部件的何在效果。故而，在具體材料選擇過程中，如果機(jī)械零件需要承受較大的外部荷載力，就應(yīng)該選擇低碳鋼調(diào)質(zhì)或低碳鋼滲碳等材料類型，通過這種方式全面提高機(jī)械材料的荷載能力以及機(jī)械產(chǎn)品的整體質(zhì)量。第二，對于能夠承擔(dān)拉伸或伸縮的材料，這種情況下，外部荷載力通常會作用在橫切面上，這樣就需要橫切面受力均勻的材料。在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員就可以關(guān)注性能分布比較均勻的各種材料，從而更好的保障機(jī)械設(shè)計(jì)、加工以及生產(chǎn)等作業(yè)的順利開展。

2.合金鋼與碳素鋼的合理選擇

玻璃鋼密度在1.5-2.0之間，屬于增強(qiáng)型塑料的一種，玻璃鋼本身的耐腐蝕性不佳，很容易出現(xiàn)腐蝕老化等問題。如果需要使用玻璃鋼，必須關(guān)注焊接點(diǎn)問題，強(qiáng)化涂刷防腐工作處理。隨著化工行業(yè)的發(fā)展，在玻璃鋼中加入酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等基體之后，其自身的抗腐蝕性能大大增強(qiáng)，其對于酸堿鹽、各種油類、水、大氣等均有良好的抗腐蝕能力。目前來說，我國主要是將加入樹脂的玻璃鋼作為通風(fēng)管路、鹽酸儲罐以及涼水塔外殼等制作材料，應(yīng)用效果良好。但需注意，玻璃鋼的耐高溫性能比較低，故而，不能將其作為長期高溫運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備生產(chǎn)。

在低于160度以及低于0.5mpa的環(huán)境中，石墨有著良好的耐久性能和優(yōu)良的抗腐蝕性能，在鹽酸、硫酸等環(huán)境下，石墨的穩(wěn)定性無變化。再加上石墨良好的導(dǎo)電性能，其在熱交換器設(shè)計(jì)中得到廣泛應(yīng)用。但我們需要注意到，石墨的塑性以及耐正壓強(qiáng)度較差，故而，不主張將其作為主要的化工材料。鑒于石墨的的耐負(fù)壓性能，可以將其用在強(qiáng)腐蝕環(huán)境中作為低壓換熱設(shè)備或化工吸熱設(shè)備應(yīng)用。

三、化工機(jī)械設(shè)計(jì)中材料選擇與應(yīng)用的具體方法

1.參照機(jī)械零部件的工藝標(biāo)準(zhǔn)

在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，切削、鑄造、焊接、熱處理等各種處理工藝對于化工機(jī)械材料的要求不盡相同。例如，鑄造工藝對于材料的收縮性與流動性要求較高；焊接工藝則強(qiáng)調(diào)材料的冷鐓性與沖壓性；切削工藝則應(yīng)強(qiáng)調(diào)材料的切削可操作性；熱處理工藝則強(qiáng)調(diào)材料的過熱敏感性與淬透性。故而，在具體的化工機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，必須參照機(jī)械零部件的工藝標(biāo)準(zhǔn)，零件是組成化工機(jī)械設(shè)備的基礎(chǔ)，化工機(jī)械的順利運(yùn)行需要機(jī)械零件有很強(qiáng)的工作能力且價格經(jīng)濟(jì)。在優(yōu)良的制作工藝基礎(chǔ)上，盡可能的考慮降低制作費(fèi)用，并積極選擇通用型的零部件，這樣能有效降低設(shè)計(jì)成本并簡化設(shè)計(jì)過程。

2.關(guān)注材料的節(jié)能性與環(huán)保性

隨著我國工業(yè)等經(jīng)濟(jì)發(fā)展的猛增，社會對于資源的需求量大幅度增加，大量的礦產(chǎn)資源等面臨資源枯竭的局面。在這種情況下，我們必須關(guān)注材料的節(jié)能性與環(huán)保性。在可持續(xù)發(fā)展理念以及社會生態(tài)環(huán)境發(fā)展的今天，人們對機(jī)械設(shè)計(jì)工作提出了更高標(biāo)準(zhǔn)。故而，設(shè)計(jì)人員在化工機(jī)械設(shè)計(jì)過程中必須加強(qiáng)材料的選擇，綜合考慮材料的環(huán)保性與節(jié)能性，盡可能節(jié)約資源。例如，在化工機(jī)械設(shè)計(jì)鑄件環(huán)節(jié)，一般來說，5%的鑄件設(shè)計(jì)成本直接決定著80%的鑄件生產(chǎn)成本。故而，設(shè)計(jì)人員在化工機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，必須關(guān)注節(jié)能環(huán)保材料的使用，杜絕不合理的材料選擇或浪費(fèi)問題。不同的材料其自身價格也有所不同，機(jī)械設(shè)計(jì)人員應(yīng)在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中滿足經(jīng)濟(jì)性要求，力求成本低、周期短，且使用效率高、燃料消耗少、使用范圍廣、維護(hù)費(fèi)用低。這就要求設(shè)計(jì)人員選擇標(biāo)準(zhǔn)、通用的零部件來保證質(zhì)量、簡化設(shè)計(jì)，并積極選擇改進(jìn)性能、提高質(zhì)量的新材料與新結(jié)構(gòu)，及時引入先進(jìn)的設(shè)計(jì)工藝與生產(chǎn)裝配工藝，減少零部件結(jié)構(gòu)以及轉(zhuǎn)動鏈種類。

3.加強(qiáng)化工機(jī)械設(shè)備的防腐保護(hù)

加強(qiáng)化工機(jī)械設(shè)備的防腐保護(hù)工作非常重要。例如，我們在機(jī)械設(shè)計(jì)或運(yùn)用過程中會經(jīng)常使用到Q235鋼，這強(qiáng)酸堿等腐蝕環(huán)境中，這種類型的材料腐蝕速度非常快，即便利用了各種防腐蝕措施，也會因保護(hù)措施容易脫落等問題加劇腐蝕速度，進(jìn)而大大降低設(shè)備的使用年限。首先，在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，需要設(shè)計(jì)防腐設(shè)計(jì)。在部分情況下，機(jī)械設(shè)備的外形均比較復(fù)雜，這就會導(dǎo)致機(jī)械積塵等問題，這就會導(dǎo)致易腐蝕等問題。故而，為了避免上述問題的發(fā)生，在設(shè)計(jì)社工機(jī)械設(shè)備時，需要考慮到如下問題：①盡可能簡化化工機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)，盡可能減少同一機(jī)械產(chǎn)品中不同材質(zhì)材料的應(yīng)用，另外，不同零件之間的配合也不能留有縫隙。②使用防銹漆涂抹在設(shè)備表面，這一環(huán)節(jié)非常重要。質(zhì)量較好的防銹漆能有效隔離水汽和空氣等腐蝕，需注意，如果設(shè)備結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，也會影響防銹漆的涂抹。③在設(shè)計(jì)設(shè)備過程中，盡可能不要留下水汽淤積。在具體設(shè)計(jì)過程中，盡可能減少凹孔，如果必須留有凹孔，則應(yīng)設(shè)計(jì)排水孔。另外，在具體焊接過程中，盡可能連續(xù)、不中斷。

結(jié)語：

綜上所述，本文以化工機(jī)械設(shè)計(jì)中材料選擇的重要性為切入點(diǎn)，論述了化工機(jī)械設(shè)計(jì)中材料選擇，并從零部件工藝標(biāo)準(zhǔn)、節(jié)能性與環(huán)保性 等角度，詳細(xì)論述了化工機(jī)械設(shè)計(jì)中材料選擇與應(yīng)用的具體方法，多角度入手，以期更好的促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)工作的高效開展。

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