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摘要：化工机械设备的耐用度和性能影响着化工企业的生产效率，直接与企业的产量挂钩，而化工机械设计时所用的材料则直接影响化工机械设备的性能。由于化工产业的特殊性，导致其所使用的机械设备要经常与一些具有化学腐蚀性的东西接触，因此防腐蚀性成为了化工机械设计中材料选择的主要考虑因素。本篇文章就关于化工机械设计中如何对材料进行合适的选择与应用进行了简要的探讨。
关键词：化工机械；设计材料；材料选择；防腐设计
引言
想要加强化工机械的质量，使得化工机械的作用能够充分得到发挥，就应该对化工机械材料的选择方面给予一定的重视，以材料选择相应的原则和方法为参考，根据不同的加工方式选择出对应的化工材料，从而提升化工机械的质量，为企业带来可观的经济效益，推动我国经济的发展。
一、化工机械设计材料选择原则及指标
1.1节能与环保性能的统一
随着经济的快速增长，社会对于资源需求量也在持续上升。作为化工机械的材料，不少资源已经被大量开采，其中不少种类已因过度开采而成为了稀缺资源。资源的消耗与经济的增长成为一对主要矛盾，如果单纯地追求经济的快速发展，势必会严重影响到人们赖以生存的生态环境，所以，在化工机械设计中，选择材料时，不仅要注重节约成本，而且还要考虑到环境保护，做到节能与环保的有效统一，这不仅是可持续发展战略对机械设计作业的新要求，而且还关系到生态文明的建设与发展。具体来说，在机械铸件的作业过程中，要尽可能考虑到材料的环保问题，根据环保理念合理选择并使用材料，优化机械设计工艺。
1.2材料选择的参考指标
就化工机械的生产加工来看，其中存在各种工艺，而不同的工艺材料的使用要求也存在明显的差异。例如，在采用铸造工艺的过程中，在对材料进行选择时，要充分考虑到材料的高吸气性及高收缩性等特点；在采用热处理工艺的过程中，在对材料进行选择时，要重视氧化脱碳性以及过热敏感性等特点。总之，机械设计的材料选择应该与零部件自身的制作工艺相协调，并以后者为参考指标。构成机械的基本元素是机械零件，机械零件的设计应该满足价格成本低廉并且具有相当工作能力的基本要求。
二、化工机械设计材料的选择
2.1合金钢和碳素钢
对化工机械材料进行选择时，首先要考虑的是运行过程中，选择使用的材料必须满足机械部件的化学性能、物理性能以及机械性能的各种要求。在这一基础之上，还必须兼顾到机械在加工生产过程中的安全性、经济性和可操作性。碳素钢鉴于其成本价格低、加工性能良好、操作工艺便利等优势，在当前化工机械材料市场中收到广泛关注，但这种钢中等形状偏上的零部件不容易进行热处理，在加上具有低韧性和低强度的特点，淬透工作困难，这些因素均致使碳素钢材料在化工机械材料选择中受到很大限制。研究表明，在碳素钢材料中添入一定的合金元素，形成合金刚，可以有效克服上述缺陷。合金钢不仅在韧性与强度上较碳素钢有很大幅度的提升，而且还可以使零部件材料具有耐磨损、耐高温、耐腐蚀的性能。因此，如果加工的零部件外在承受的荷力较大或者零件具有较大的横截面积，同时又必须进行淬透时，可以考虑使用合金钢材料。当然，其它情况下碳素钢材料即能满足化工机械的需要。
2.2载荷
这是选材最基本的依据，机械材料在使用时通常需要承受各种各样的作用，根据工艺条件和操作条件（如温度、压力、环境等），在机械强度、耐腐蚀和耐溶剂等性能上优先考虑，选用具有足够的强度和塑性、韧性，能耐受介质腐蚀的材料。当所承受的力不算太强时，可以选用一些经济实惠抗压能力不算强的材料，如果是材料在平时使用中需要承受比较强的压力时，可以考虑选取一些有伸缩性的材料从而分散压力不至于损毁材料。
2.3可回收型材料与循环利用材料
化工机械设计的材料选择中，金属材料是其中一个比较重要的选项。金属材料是指金属元素或者以金属元素为主构成的金属特性的材料，包括纯金属、金属材料、合金、金属间化合物等材料，拥有繁多的种类，仅钢金属就有100多种分类，这就给金属材料的回收再利用和分类处理带来了相当大的困难。在化工机械设计中，可以选择单一的合金作为材料，这样不仅分类容易，而且能够提高零件的回收率与再利用率。
三、材料的运用
3.1经济性和实用性相结合
材料的使用一定要以实际加工的工艺流程为准，不同的生产工艺对材料的性能要求不一样。此外还应该在满足生产工艺要求的前提下尽量降低材料成本，材料选择之后，要制造成设备，其费用不仅是材料费用一项，还包括运杂费、加工费、加工附加费、维护费，以及将来备品备件材料、设备维修的费用等，需综合地从经济上衡量和测算，应立足于选用价廉物美的材料。
这就需要企业评估自身的经济承受能力从而选取不仅经济实惠又能满足工艺要求、既满足顾客的要求又为企业节省成本的材料。因此如何将经济性与实用性有机的结合起来是制造上在化工机械设计中应该重视的问题。
3.2重视节能与环保
化工机械设计主要选择金属作为设备的制作材料，当前在材料加工领域可供选择的金属材料有很多种，如果一个化工设备在选材上选择金属种类过于复杂，在进行回收利用时，会给金属材料的分类工作带来难度。因此，我们要求在进行化工机械设计的时候对材料的选择尽量遵循单一性原则，尽量选择单一种类的合金，便于进行分类整理，进行废旧设备的回收利用。考虑到这个因素，在化工机械设计时材料的选取上要尽可能用一些可替代的可再生材料。此外，化工生产中会排放一些污染物或者有害气体，在排放前一定要进行细致的处理达到国家相关规定的排放标准之后才能排放。作为化工行业的一份子不应该只顾自己的利益，而应该考虑整个行业的未来，做到可持续发展。
3.3针对载荷性材料的选择
在化工机械设计过程中，材料选择方面首先要考虑的就是材料的载荷性，也就是负重能力，而材料的载荷性又可以分为两方面内容。第一，所需加工的零部件受到外部载荷力的作用，会出现一定的形状扭曲以及变形的情况，并且应力在材料外部较为密集，所以材料的外部性能对零部件的控制有着重要的影响。第二，载荷力作用点会因为材料自身特性不同而变化，例如一些能够轻易受到外力作用的材料，为了使得加工零件受力均匀，载荷力的作用点一般会作用到加工零件的横切面，从而提升机械设计中各工作环节的工作效率。
四、做好机械材料的防腐工作
在正常运行过程中，化工机械设备往往会接触到一定的水分、空气，这就会造成相应的化学反应，腐蚀现象由此产生。在出现腐蚀问题的情况下，不但会对机械设备的基本性能、外观等造成影响，还会造成机械设备的损坏，进而大大减少其使用寿命，不利于设备的正常运行，在使用过程中很容易引发各种问题，导致工作效率变得更低，严重时还会对机械作业的进程造成阻碍，致使企业遭受巨大损失。
五、优化化工机械的结构设计
（1）化工机械的结构设计必须以设备运行工作的效果为根据点，根据机械本身的特点进行防腐蚀设计，具体来说，首先，化工机械的结构应该具有耐腐蚀的特性，满足化工机械产品生产的基本要求；其次，化工机械设备在设计时，应该考虑到设备整体的流畅度和稳定性，尽
量不会由于某个零件或者少数零件遭到腐蚀了，而影响到整个机械设备的正常运营和工作效率；再次，化工机械设备一旦出现腐蚀现象，要立马更换或者进行及时地腐蚀处理，不要大量积累腐蚀性的介质，注意凝结蒸汽，否则只能越来越严重。设备在运行中，要格外关注外力的作用，避免因为外力的作用产生新的腐蚀。
（2）优化化工机械的工艺设计。化工机械设计中，在工艺上实行一定的防腐措施有助于提高整个机械设备的防腐蚀性能。化工机械设备本身形状复杂，一些部位有明显的凹陷和缝隙，非常容易积累腐蚀物，平时很难发现，但这些地方会被腐蚀。为了有效避免这种情况的发生，需要注意以下几个问题：
①尽量简化设备的结构。全部零件尽量使用同一种材质，组合零件时，尽量衔接紧密，不要出现缝隙。
②在设备表面涂抹防锈保护层。防锈层的涂抹是有效腐蚀预防机械设备的重要举措之一，化工机械常选用防锈漆，这里应当注意，必须保证防锈漆的质量，如果防锈漆质量出现问题，不仅达不到防腐蚀的效果，反而会起到相反的作用，加快设备的腐蚀进程。良好的防锈层可以将设备的表面与水分和空气隔离开来。在这里要注意化工机械设备的结构不能太复杂，因为复杂的设备组合会使涂抹防锈漆的过程变得困难。
③避免缝隙腐蚀，进行合理的处理。
六、结束语
总而言之，对于化工企业而言，要想实现化工机械设备的稳定运行以及正常生产，就一定要对化工机械设备材料的选择有高度的重视，结合实际情况，对材料进行科学的选择，同时，还要做好相关的后续工作，只有这样，才能够最大程度的提升化工机械的工作效率，这也是提升企业经济效益的关键所在。
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