化工設備設計中材料的選擇與應用研究

李萬振

摘 要：在進行工業(yè)建設時，化工機械設備的應用是非常重要的。所以在進行化工設備設計時，相關人員一定要認識到這項工作的重要性，并且對每個設計環(huán)節(jié)進行重點關注。才能保證最終設計出來的化工設備在應用時，具備更加優(yōu)越的性能，延長設備的使用壽命?，F(xiàn)階段在對化工設備進行設計時，很多設計人員沒有嚴格遵循設計原則開展相關工作，導致設計出來的化工設備不夠合理，在應用時經常出現(xiàn)故障問題，阻礙了企業(yè)的經營發(fā)展。本文就化工設備設計中材料的選擇與應用進行相關的分析和研究。

關鍵詞：化工設備設計;材料的選擇;應用;分析研究

在對化工設備進行設計時，材料的選擇會直接影響到整個設計工作的開展效果。而且在對材料進行選擇時，如果選擇的材料質量比較差，就會影響設備的應用性能。所以設計人員在開展工作時，一定要嚴格按照設備的應用需求進行材料的選擇，還要做好材料的檢驗，確保材料的規(guī)格和型號符合應用的需求，才能保證設計工作的順利開展。設計人員還應該對材料的市場價格進行重點關注，盡可能選擇一些物美價廉的材料，降低建設的成本。只有做好材料的選擇和管控，才能保證制作出來的化工設備在應用時能夠發(fā)揮更大的作用，促進相關企業(yè)進行更好的發(fā)展[1]。

1 化工設備設計中合金鋼和碳素鋼材料的具體選擇

在開展化工設備的設計工作時，要想提高材料選擇工作的開展質量，設計人員首先要保證材料的應用能夠滿足化工機械設備零部件的運行需求。要保證各項零部件在運行時機械性能良好，而且要滿足物理性能和化學性能的各項使用需求。在這個基礎上還要保證機械設備在生產和加工環(huán)節(jié)操作具備可行性，要提高生產過程的經濟性和安全性。當前在對設備進行設計時，市場上的材料類型比較多，其中的碳素鋼材料應用范圍比較廣。因為這種材料的加工性能比較好，而且操作起來更加的簡單方便，成本比較低廉。所以這種材料在應用時具備更多的優(yōu)勢，已經受到了設計人員的廣泛關注[2]。

但因為這種材料在應用時強度比較低，韌性比較差，而且中等形狀以上的材料零部件無法進行熱加工處理，在開展淬透作業(yè)時存在較多的缺陷。所以這種材料在應用時會受到各項缺點的制約。在對這項材料進行研究時可以發(fā)現(xiàn)，如果在材料中添加一定比例的合金元素，可以形成合金鋼材料。這種合金鋼材料在應用時強度得到了一定的提升，而且韌性比較好，還可以在一定程度上提高零部件材料的耐腐蝕性能和耐高溫性能，材料的耐磨損也得到了提高。雖然這種合鋼材料在應用時，各方面的性能都得到了一定的提高。但是在進行材料應用時，外在荷載應力比較大。如果零件的有效截面尺寸過大，就必須對其進行淬透處理，才能滿足應用的需求。在其他情況下還是要進行碳素鋼材料的應用[3]。

因此設計人員在對化工設備進行具體設計時，一定要根據(jù)設備的具體要求，對材料進行正確的選擇，才能保證設計方案的質量。如果設計人員在開展工作時，選用的材料與設備的建設需求不符，那么制造出來的設備在應用時就會存在更多的質量問題，而且在后期應用時容易引發(fā)一些安全性問題。所以設計人員一定要重視合金鋼材料和碳素鋼材料的應用特點。在對這些材料進行選擇時，要對材料的性能和應用要求進行重點關注。避免在對材料進行選擇時，出現(xiàn)選擇誤差等現(xiàn)象[4]。

2 化工設備設計中機械材料零部件的具體選擇

在對化工機械設備進行加工和生產時，鑄造技術的應用和熱處理技術以及切削技術、焊接技術的應用對于材料的要求存在較大的差異。在進行鑄造技術應用時，要求材料的性能偏向于高流動性，而且要選擇收縮性能比較好的材料，還要提高材料的吸氣性能，才能滿足鑄造技術的應用需求。在進行焊接技術應用時，需要重點考慮材料的沖壓性能和冷墩性能，要對材料這兩方面的特點進行重點關注。還要嚴格按照技術的應用需求進行材料的選擇，才能保證這個環(huán)節(jié)的順利進行。要想提高熱處理技術的應用效果，在對化工機械設備進行設計時，需要選擇滲透性能比較好，過熱敏感性能比較高，氧化脫碳性能比較強的建設原材料。只有材料滿足這幾方面的需求才能保證建設出來的設備能夠正常運行[5]。

一般來說在進行切削技術應用時，要求建設原材料能夠滿足機械技術應用的特點，而且要提高這個環(huán)節(jié)的可行性。在對化工機械設備進行設計時，要重點關注材料的應用效果，要以制造工藝的要求作為參考的指標，對材料的零部件進行具體的選擇。機械零件是進行機械設備設計的基礎，這些機械零件在相應的運行環(huán)境下，要具備足夠強的工作能力，而且要降低建設的成本。因此設計人員在對這些機械零件進行選擇時，要保證這些零件的運用能夠滿足設計工作開展的基本要求。對于機械零件的工作能力來說，是指零件可以抵抗可能失效的能力，也可以稱為這些材料的承載能力。如果零件在應用的過程中，因為某種不可控的原因不能正常工作，那么這些零件就失效了。在對零件進行設計時，還要盡可能降低材料的應用費用，要保證這些材料具備更好的制造工藝性能，盡可能的減少制造的成本。設計人員要盡量使用標準化的材料和通用化的零件，還要對設計過程進行簡化，才能降低建設總成本[6]。

3 化工設備設計中材料化學反應的處理

在對設備使用材料進行選擇時，設計人員還要對材料之間的化學反應穩(wěn)定性進行綜合考慮。因為在對設備進行生產的過程中，要保證所產生的有毒物料排放，能夠滿足設備建設的安全要求，而且要將這個排放量控制在一定的范圍中。在進行化工生產時，化學反應的全過程是非常重要的。因為在這個環(huán)節(jié)非常容易出現(xiàn)一些安全性的事故，所以要做好安全事故的預防工作。在對化工設備進行設計時，要對生產過程中可能存在的安全性問題進行預測和解決，而且要做好演習工作。要事先制定預防措施，因為在發(fā)生化學反應時，反應的時間比較短，而且釋放的能量比較多。一旦生產過程存在缺陷，會危及操作人員的生命安全[7]。

在發(fā)生化學反應時，或許過一段時間反應就會趨向于穩(wěn)定性，在這個階段操作人員不能放松警惕。因為這個反應會受到外界因素的干擾，可能會存在一些不可控的問題。例如在對設備進行清洗時，如果存在一些比較特殊的清洗物品就會破壞設備。在進行材料選擇時，還要對腐蝕問題進行解決，可以使用一些耐腐蝕性能比較好的涂料進行材料的處理。盡管這種處理措施具備一定的優(yōu)勢，但是在實際操作時，如果處理不當就會起到反面效果。所以在對材料進行耐腐蝕處理時，相關人員一定要對這個環(huán)節(jié)進行重點關注，要盡可能提高這個環(huán)節(jié)的作業(yè)質量。

4 結語

綜上所述，當前在進行化工生產時，存在比較嚴重的安全性問題。要想對這些問題進行解決，就必須對化工設備的設計工作進行全面管理。相關企業(yè)必須選擇資質更高的設計單位對化工設備進行合理的設計。在開展設計工作時，不能過于重視成本節(jié)約，應該提高設計人員的生態(tài)意識。設計人員在對材料進行選擇時，必須保持嚴謹?shù)膽B(tài)度，對材料進行正確的選擇，才能提高化工設備設計的可行性。企業(yè)也要重視化工設備應用的安全性問題，要事先做好材料的檢驗工作，確保生產出來的設備功能完善，在應用時能夠降低故障問題的發(fā)生幾率，促進企業(yè)進行可持續(xù)的發(fā)展。

參考文獻：

[1]孫恒波，劉長亮.化工設備設計中材料的選擇和有效運用[J].化工設計通訊，2019，45（06）：131+134.

[2]李萬里，儲傳民.化工設備設計中材料的選擇與應用研究[J].湖北農機化，2019（13）：87.

[3]王耀文.化工設備設計中材料的選擇與應用[J].石化技術，2019，26（07）：20+55.

[4]錢祥.化工設備設計中材料的選擇與應用[J].化工管理，2019（25）：83-84.

[5]董秀芹.化工設備設計中材料的選擇與應用研究初探[J].民營科技，2014（07）：58.

[6]高路，姚璐.化工設備設計中材料的選擇及應用分析[J].科技經濟導刊，2016（35）：65.

[7]趙曉慧.化工設備設計中材料的選擇與應用研究初探[J].化工管理，2017（24）：76.