摘要：在石油化工设备制造工作中，材料的选择与应用属于一项重点内容，通过加强对材料选择与应用的研究，有助于提升石油化工设备制造水平，为化工行业发展提供可靠支持。基于此，文章阐述了材料选择与应用在化工设备设计中的作用，同时对材料的选择与应用进行了分析，旨在为化工行业人士提供参考。
关键词：化工设备；设计；材料选择；应用
引言：石油化工行业在社会发展中占据着重要的地位，尤其是在当今社会能源逐渐匮乏的形势下，其优势地位逐渐突出。为了使石油化工能源得到合理化利用，化工行业人士格外注重工艺与设备方面的研究，其中，化工设备设计与制造便是研究中的一项重点内容。而在石油化工设备设计工作，材料的选择对于设备质量具有较大的影响，因此，需要加强对这方面问题的研究。
一、材料选择和应用在化工设备设计中的作用
在化工生产中，化工设备的选取对整个生产流程都有着重要的影响，设备的安全性和适用性对生产的安全、稳定都有着积极的促进作用。由于化工生产的专业性和技术性，对化工设备选取不当会对化工企业和人员造成经济损失和人身伤害。因此，在化工设备的设计中，对设备材料进行科学、合理选择是至关重要的。在进行化工设备材料的选择和应用时，要考量设备的安全性、可靠性，以及化工生产中的各项环境因素和变量，对设备材料进行谨慎、合理的选择。化工设备设计材料选择对企业经济效益和生产安全都有着重要的影响，合理的设备材料选取能够为安全生产和企业获取经济效益提供保障。
二、化工设备设计中材料的选择
1、碳钢的选择
碳钢是化工生产中应用较多的金属材料，其力学性能较为优良，对环境腐蚀要求不十分严格的场合都可考虑选择碳钢。在常温下，碳钢承装液氨、浓硫酸、NaOH溶液效果良好，在化工生产中，对那些低浓度的浓硫酸、Na0H溶液及含水量较低的液氨设备均可选用碳钢材料。碳钢的资源相对丰富，价格也不贵，在腐蚀现象较严重的设备上，可采用喷涂不锈钢、衬里防腐后再加以使用。一般在化工容器设计当中，采用钛材和不锈钢的场合，设备厚度应达到12mm以上，目宜采用衬钛、衬不锈钢，基层根据需要使用碳钢的方式来降低化工设备材料费用。
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。其他金属材料的选择。在化工生产中钛材和合金也是较常应用的。通常情况下，钛及钛合金的防腐性能优良，可用于氯化盐、氯化物和强碱等场合使用的化工设备。镍基合金则多用于在化工生产中腐蚀严重且高温条件下的设备。如在天然气制氢工艺中的中温变换炉、废热锅炉设备，这类材料的使用温度可达300℃以上，且若选用镍基合金15crMoR，则不仅能够耐高温，还可具有饺好的抗氢腐蚀特陛。
3、石墨
石墨是由碳组成，材料中具有一定的孔隙，具有良好的导热性，可以广泛应用于热交换器等设备器具的设计中。石墨对使用环境的要求较高，在高温环境中，其密封性较差，更适合应用于低温的工作环境。同时，石墨的坚固性和塑性较差，容易在碰撞和工作中受到损害，不适宜应用在抗压性较强的化工设备设计中。但石墨在一定的凝固物质浸渍下，孔隙可以产生固化，具有一定的密封性，在化工设备设计中可以进行合理选取利用。
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4、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。
5、玻璃钢及塑料材料的选择
玻璃钢是指用环氧树脂、酚醛树脂与不饱和聚脂为基体，用玻璃纤维作增强材料的增强型塑料，其相对密度在1．5~2．0之间，玻璃钢具有较好的耐腐性，对水、大气和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力。其在化工生产中多用来制作通风管路、凉水塔外壳、设备踏板和盐酸贮罐等。但玻璃钢材料耐高温性能差，一般其制造的设备使用温度不应超过60℃。
三、强化化工设备设计中材料选择应用的措施
1、充分考虑材料的环保性与节能性
在社会的经济发展下，由于人们过于重视经济效益而忽略了能源与环境问题，导致现阶段化工行业的发展面临着严峻的问题。为此，选择节能型材料刻不容缓。在实际材料选择工作中，应当考虑到材料的使用性能与使用效率性，尽可能的节约材料，推动化工行业的长久发展。化工设备设计材料选择工作中，应当融入节能环保理念，详细分析设备的节能性。尤其是要在设计中选择高效率的传热设备，这样有助于降低化工生产阶段的热能消耗。当前社会追求可持续发展，化工行业想要取得长久的发展，就必须要始终坚持节能环保理念，坚持绿色发展。材料选择中对环保性能的重视，能够有力减少化工行业生产中污染物的排放，进而避免在化工生产中对环境造成污染，实现生产进步和环境保护的双重发展。
2、加强化工设备的防腐设计
化工设备的腐蚀主要是金属腐蚀，由于化工生产过程中化学热力学的自发过程，造成了化工设备受到腐蚀和损害。化工设备的腐蚀有的是由于输送介质中SO2等物质的性质，对设备造成化学、电力学腐蚀，且多数是温度越高腐蚀越严重。另外，土壤以及其他化工原料相互作用，产生一定的化学反应，对化工设备造成了严重的腐蚀。腐蚀问题是化工生产中较为常见的一项问题，腐蚀问题的产生会导致设备受到损坏、生产受到影响以及物料流失，会使得资源遭到浪费，并且还会引起环境污染问题。腐蚀情况的出现会导致化工生产品质降低，企业的经济利润也会受到较大影响。并且腐蚀问题会引起能源浪费与环境问题，不符合社会的可持续发展理念。在化工生产阶段，腐蚀问题的产生主要是受到现场环境与生产物质的影响，因此，在对材料进行选择时，应当进行全面的分析，以免出现腐蚀问题。首先，要根据不同的产品结构对化工设备材料进行选择，保证化工设备与产品结构的一致性，在设备材料选择时，考量企业不同化工产品的特性，选取对产品抗腐蚀性强的设备材料。其次，要对化工设备运行的稳定性和流畅性进行考量，注重化工设备使用的长效性。许多化工物质和化学反应对设备的腐蚀是缓慢而长久的，在进行化工设备设计材料选择时，要具备长远发展的眼光，对化工生产中腐蚀的避免具备长效性。最后，要注重对外力的保护和利用，强化化工设备的抗腐蚀性。在化工设备设计材料选取中要注重对防腐蚀涂层涂料的应用，通过对设备材料进行合理有效涂层，增强化工设备的抗腐蚀性。
结语：化工设备的合理选择对于化工生产具有较大的影响，设备选择是否合理关系着企业生产的综合效益。在具体化工设备设计的材料选择中，应当注重各项材料的选择，确保其质量合格。同时也应当考虑材料的节能环保型以及防腐蚀性设计，这样有助于优化化工设备的综合性能，使其为化工产业的发展提供有力支持。
参考文献：
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[3]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，2016，22（35）：65.
论文作者:吕敏
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/14
标签：化工设备论文; 材料论文; 设备论文; 化工论文; 碳钢论文; 化工行业论文; 石墨论文; 《基层建设》2018年第30期论文;