化工设备设计中材料的选择及应用

化工设备设计中材料的选择及应用

门志远

门志远

新疆众和股份有限公司电极箔公司新疆830013

摘要：石油化工是一种基础性能源，在社会发展中占有举足轻重的地位，特别是在当前社会资源日渐匾乏的新时期，其优势地位越发突出。为了提高石油化工能源的利用率，业界始终致力于工艺和设备应用方面的研究，而化工设备的设计与制造就是其中的重点。基于此，笔者将对化工设备设计中的材料选择与应用做如下研究。

关键词：化工设备；设计；材料；选择及应用

引言

适宜的化工设备材料不仅能够保证化工设备的质量和功能，最主要的是保证了设备完成后的安全性，除此之外化工设备的设计还要满足于企业经济效益，经济效益的产生不仅要着眼于现在最主要的是要放眼于未来，为了长久的经济效益着想在设计化工设备的材料选择上就不能只贪一时的便宜，重视化工设备设计中材料的选择和应用的经济性和互换性，促进化工设备设计的可持续发展。

一、正确的对设计材料进行选择与应用的重要性

企业在进行化工生产的过程中，化工设备质量直接会对整个生产安全造成影响；化工生产时会使用多种不同类型的能源和物质，由于这些能源与物质本身就会带有一些反应特质，融合在一起以后很可能会发生不一样的反应；如果化工设备的质量不符合规定的标准，那么在进行化工生产的时候，就会非常容易造成生產安全事故，让企业和人员的生命财产受到损害；所以，一定要重视化工设备设计材料的选择与应用，设备材料的选择作为化工设备设计的主要内容，选择正确合理的设备材料，可以保证化工设备未来的实用性与安全稳定性；对设备材料进行选择的过程中，要对材料的使用效果、应用环境以及化工企业的生产效益和生产成本等多个方面进行考虑，选择质量好的材料不仅可以提高化工生产的安全性，还可以提高化工企业的经济效益。

二、化工设备设计中材料的选择的原则

1、在材料选择和应用中应该注意经济性和适用性

化工设备的材料选择与应用中经济性和适用性应该是其需要注意的事项之一，首先在材料选择中应该考虑到的就是社会材料中的稀缺性，我国工业发展速度非常快致使各种稀有材料的竞争特别大，为了使化工设备能够得到持久性的发展就必须要重视在设计材料中的经济性选择。

化工设备中有许多不同的工艺，制造这些不同化工设备所需要的材料性质也各有不同，不同的化工设备对材料性质的要求也各有不同，因此在化工设备设计中的材料的选择上就要针对不同的化工设备所需要满足的不同的要求进行选择，不然不仅使得化工材料得到浪费还会使所制造出的化工设备达不到应有的应用效果。所以在化工设备设计中材料的选择和应用的适用性显得相当重要。

2、化工设备设计中材料的选择和应用应该重视绿色环保

环境污染已经成为国际性问题，在化工设备的设计中也应该将环境这一重要理念引入进去，因此在化工设备设计中材料的选择和应用要重视环境保护问题。化工材料一般都具有污染环境的效果，为了改变这一问题，在化工设备的设计中材料选择要遵循低耗能、低成本、高效率和低污染的基本原则，在材料选择和设计中尽可能的减少材料的消耗和能源的使用，以最低的成本消耗实现最高的经济效益，在环保的理念下实现可持续发展的绿色理念。

3、化工设备设计材料的选择要以其零部件的制造工艺为参考标准

化工设备也是由机械加工而得来的，因此设备材料的选择必须具有可机加性。各种工艺对材料的要求不同，在设备设计中，材料的选择就得遵从不同零部件的加工工艺要求进行，不能只考虑设计的合理性，还要着眼于实际加工的可行性。在保证材料的经济性后还要考虑到材料在加工时的成品率，有的材料加工很多次才能出一个合格品，这也增加了成本，还浪费了时间。此外，在设计中尽量使用标准化和通用化的零部件，使得设计过程简单化，从而达到降低成本的目的。

三、化工设备设计中材料的选择及应用

1、金属材料的选择

1.1碳钢

在当今的化工领域中，碳钢由于自身优秀的力学性能和耐腐蚀性，在化工设备的设计中被广泛应用。首先碳钢自身的整体性能十分良好，在一般环境下能够具有较好的使用效果，且碳钢资源相对丰富，经济效益比较可观，可以在化工设备设计中被广泛应用。此外，碳钢在进行合理的涂层防腐处理后，例如环氧煤沥青防腐和PBE环氧粉末防腐，在常温环境下对H2SO4等具有良好的抗腐蚀性，可以长期使用。

1.2不锈钢

化工生产中极易产生酸、碱等活性较强的气体，对化工设备具有很强的腐蚀，化工设备的防腐蚀性不能达到要求，会使设备的使用寿命大大减少，对企业经济效益造成损失。不锈钢材料具有很强的抗腐蚀性，还能够有效避免铁离子造成的污染，在化工设备的设计中可以被广泛应用。但是，对不锈钢材料的抗腐蚀性进行利用的同时，也要注意不锈钢材料硬度低、耐磨性差的缺点，避免盲目使用，造成设备被化工生产中冲刷腐蚀造成的损害。要综合考量不锈钢材料的优缺点，根据生产特性进行合理选取。

1.3其他金属

钛材由于其质量小、强度高、耐腐蚀性优良和低温性能好等特点，在化工设备设计中被广泛应用。另外，合金材料在高温环境下具有良好的抗腐蚀性，在化工设备设计中可以被合理应用。例如，镍基合金，在氯化物环境和高温环境中，可以被广泛应用。

2、非金属材料的选择

2.1石墨

石墨是由碳组成，其具有一定的小孔，且孔隙较多。在受到一些具有凝固物质的浸渍下，会使得这些微孔固化，从而具有一定的密封性。当然，石墨也对环境的要求相对较高。在高温中，其密封性欠缺。因此，其适用于低温环境。除此之外，石墨本身的坚固性较差，很容易在碰撞中发生损坏。

2.2搪玻璃

搪玻璃实际上是一种陪衬，通常是在以碳钢为主体材料的设备中出现。其具有良好的抗腐蚀性，但是，强度相对较弱。很容易在一些机械性的碰撞中，发生损毁。另外，其应用压力必须要低于10Pa。

2.3玻璃钢以及塑料材料

玻璃钢实际上是用环氧树脂、酚醛树脂与不饱和聚醋作为基质，并掺人对应比例的玻璃介质所生产出来的一种增强型塑料。其对腐蚀性一般的物质抵抗性都相对较好。但是，在耐高温上存在一定的缺陷。

结语

在化工设备设计中材料的选择和应用已经成为普遍关注的重点之一。在材料选择中首先要引起重视的就是材料的环保节能性，环保节能工作的良好完成是实现可持续发展战略的重要基础，因此应该得到格外重视以促进我国社会经济的快速、稳定和可持续发展。

参考文献

[1]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）.

[2]赵斯泉.化工机械设计中材料的选择和应用探析[J].建材与装饰，2015（43）.