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        化工設(shè)備設(shè)計(jì)中的材料選擇與應(yīng)用

        2017-03-09 18:06:57紀(jì)震坤
        環(huán)球市場 2017年31期
        關(guān)鍵詞:生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計(jì)

        紀(jì)震坤

        江蘇久吾高科技股份有限公司

        化工設(shè)備設(shè)計(jì)中的材料選擇與應(yīng)用

        紀(jì)震坤

        江蘇久吾高科技股份有限公司

        為了提高石油化工能源的利用率,業(yè)界始終致力于工藝和設(shè)備應(yīng)用方面的研究,化工設(shè)備對于化工行業(yè)發(fā)展起著非常關(guān)鍵的作用,所以對化工設(shè)備進(jìn)行正確設(shè)計(jì)材料選擇與應(yīng)用就顯得尤為重要?;诖?,文章就化工設(shè)備設(shè)計(jì)中的材料選擇與應(yīng)用進(jìn)行簡要分析。

        化工設(shè)備設(shè)計(jì);材料選擇;應(yīng)用

        1.化工設(shè)備設(shè)計(jì)中材料選擇及其應(yīng)用的重要性

        在化工設(shè)備材料的選擇與應(yīng)用時(shí),材料選擇的合理性和化工設(shè)備的實(shí)用性、安全性和穩(wěn)定性密切相關(guān)。因此,為了提升化工設(shè)備設(shè)計(jì)材料的應(yīng)用效果,在材料選擇的過程中必須充分考慮化工設(shè)備所需的性能要求、生產(chǎn)成本與效益產(chǎn)出等各項(xiàng)因素,科學(xué)選材,合理應(yīng)用,方可使化工設(shè)備滿足化工生產(chǎn)的實(shí)際應(yīng)用需求,并最終為化工安全生產(chǎn)和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提供基礎(chǔ)保障。

        2.化工設(shè)備設(shè)計(jì)中材料選擇具體分析

        2.1 金屬材料的選擇

        2.1.1 碳鋼

        目前,碳鋼以其優(yōu)越的力學(xué)性能及耐腐蝕性在現(xiàn)代化工領(lǐng)域乃至整個(gè)工業(yè)設(shè)備設(shè)計(jì)中應(yīng)用日益得到廣泛。碳鋼自身防腐性能一般,受其本身物性與使用環(huán)境的影響,在一定介質(zhì)等腐蝕因素的影響下,則會形成不同程度的腐蝕。但是,碳鋼在經(jīng)涂層防腐處理后,如IPN8710防腐,2PE/3PE防腐,F(xiàn)BE環(huán)氧粉末防腐和環(huán)氧煤瀝青防腐等,常溫環(huán)境下,碳鋼對于濃H2SO4、NaOH及液氮耐腐蝕性表現(xiàn)良好,可以對該種材料進(jìn)行長時(shí)間承裝,因此,可以利用碳鋼作為以上材料承裝容器的制作。

        2.1.2 不銹鋼

        受其自身工作屬性的影響,化工設(shè)備日常生產(chǎn)過程中難以避免的會接觸到酸、堿、鹽等活性氣體,這就對設(shè)備材質(zhì)在防腐蝕性方面提出了更高的要求,否則對于設(shè)備性能及使用壽命必然會造成不利影響。在此背景下,化工設(shè)備設(shè)計(jì)過程中不銹鋼材料的應(yīng)用,因其良好的抗腐性及抗鐵離子污染性,在現(xiàn)代化工設(shè)備設(shè)計(jì)與日常生產(chǎn)中應(yīng)用日益普遍。但是,由于大多金屬在流體作用下容易發(fā)生中沖刷腐蝕現(xiàn)象,不銹鋼盡管耐腐蝕性能好,但是由于其硬度低、耐磨性能差,因而當(dāng)被用于制造化工業(yè)設(shè)備動力裝置(如工業(yè)風(fēng)機(jī)、航空發(fā)動機(jī)、汽輪機(jī))中的葉片等轉(zhuǎn)動零部件時(shí),其抗固體粒子的沖蝕磨損(erosion)和抗固液兩相介質(zhì)的沖刷腐蝕(erosion-corrosion)性能均不能滿足設(shè)備對高可靠性、長壽命設(shè)計(jì)的技術(shù)要求。除此之外,不銹鋼材料的受熱蠕變與管道共振產(chǎn)生的晶體裂紋也為其常見病害,設(shè)計(jì)選擇時(shí)應(yīng)特別注意。

        2.1.3 其他金屬合金與欽材

        為除不銹鋼及碳鋼后在現(xiàn)代化工設(shè)備設(shè)計(jì)中應(yīng)用比較廣泛的材料,以鎳基合金為首的合金材料高溫條件下抗腐蝕性良好,可以應(yīng)用至高溫環(huán)境工作且有抗腐要求的化工設(shè)備中;欽合金強(qiáng)度高,耐蝕性好,適用于氯化物及強(qiáng)堿等材料參加生產(chǎn)的設(shè)備中應(yīng)用。

        2.2 非金屬材料的選擇

        在化工設(shè)備材料的選擇時(shí),應(yīng)用最多的幾種非金屬材料主要包括以下幾種:第一,石墨材料的選擇。石墨主要是由碳構(gòu)成,且其內(nèi)部有較多的孔隙,因而當(dāng)其遭受外部凝固物的浸漬時(shí)會產(chǎn)生更強(qiáng)的密封性,因此在化工設(shè)備的材料選擇中應(yīng)用量很大。然而,由于石墨處于高溫環(huán)境中時(shí)密封性較差,所以,只有當(dāng)化工設(shè)備的工作條件為低溫時(shí)方可選擇此種材料。第二,搪玻璃材料的選擇。它是一種陪襯,多用在碳鋼為主體材料的設(shè)備中,具有較強(qiáng)的抗腐蝕性,但因其強(qiáng)度不高,所以應(yīng)用壓力不得超出1.0MPa。第三,玻璃鋼材料的選擇。它是一種增強(qiáng)型塑料,抗腐蝕性好,耐高溫差,因此,應(yīng)用此材料制造的設(shè)備對其使用工作環(huán)境也有特殊要求,溫度應(yīng)不大于60℃。第四,塑料材料的選擇。在化工生產(chǎn)設(shè)A備設(shè)計(jì)中應(yīng)用到的塑料材料還包括聚丙烯(PP)、硬聚氯乙烯(PVC)等,根據(jù)不同塑料材料的特性,兩者對使用條件也有不同的要求,前者的使用溫度應(yīng)不超過100℃,后者的使用溫度應(yīng)控制在60℃以內(nèi)。

        3.對化工設(shè)備設(shè)計(jì)材料的應(yīng)用措施進(jìn)行合理研究

        3.1 將節(jié)能、環(huán)保進(jìn)行有效的結(jié)合

        我國早期為了促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,對資源能源進(jìn)行大范圍開采,讓很多化工設(shè)備材料出現(xiàn)了頻臨枯竭的狀態(tài),對現(xiàn)代化工行業(yè)發(fā)展造成了非常嚴(yán)重的影響,所以為了保證化工行業(yè)可以保持可持續(xù)發(fā)展,在對化工設(shè)備材料進(jìn)行選擇的時(shí)候,要優(yōu)先考慮那些實(shí)用性高、綠色環(huán)保的設(shè)備材料,幫助化工行業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減耗的目標(biāo),同時(shí)這也符合我國現(xiàn)階段頒布的可持續(xù)發(fā)展方針策略,適應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展需求;對化工設(shè)備材料進(jìn)行選擇和應(yīng)用的時(shí)候,要善于結(jié)合節(jié)能與環(huán)保,這樣不僅可以保證化工設(shè)備質(zhì)量,還可以促進(jìn)化工行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

        3.2 設(shè)計(jì)過程中要注意做好防腐措施

        化工生產(chǎn)過程中設(shè)備經(jīng)常會遇到的問題就是被腐蝕,造成這種情況的主要原因是工作環(huán)境,化工產(chǎn)品在進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)候通過水分和空氣會對化工設(shè)備造成一定腐蝕,而導(dǎo)致設(shè)備本身發(fā)生一些損耗和破壞;化工設(shè)備在受到腐蝕以后,色澤與外形上會發(fā)生不同程度的改變,嚴(yán)重的時(shí)候會讓化工設(shè)備停止運(yùn)行,嚴(yán)重影響化工生產(chǎn),給化工企業(yè)帶了不小的經(jīng)濟(jì)損失;所以,在對設(shè)備材料進(jìn)行選擇與應(yīng)用的時(shí)候,一定要注意在設(shè)計(jì)過程中做好防腐措施,以保證設(shè)備的正常運(yùn)行,進(jìn)而保障化工的生產(chǎn)效率,提高化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

        3.3 生產(chǎn)成本的控制

        化工產(chǎn)生過程中難免會產(chǎn)生一些腐蝕性介質(zhì),而毋庸置疑合理的設(shè)計(jì)并使用抗腐蝕性好的材料對延長設(shè)備使用壽命方面是有作用的,但其成本也會隨之增加,這就要求設(shè)計(jì)人員必須在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對設(shè)備材料進(jìn)行精挑細(xì)選,綜合各方面的成本,合理選擇以保證企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

        綜上所述,眾所周知,由于化工設(shè)備的質(zhì)量在化工產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)中具有較大的影響,所以,化工設(shè)備設(shè)計(jì)中材料的質(zhì)量與化工設(shè)備的安全運(yùn)行間有著密不可分的聯(lián)系。因此,在現(xiàn)階段的設(shè)備設(shè)計(jì)中,材料選擇要保證其科學(xué)性和合理性,這樣才能更好的保證其使用質(zhì)量。

        [1]高路,姚璐.化工設(shè)備設(shè)計(jì)中材料的選擇及應(yīng)用分析[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊,2016,(35):65.

        [2]王蔚.化工機(jī)械設(shè)計(jì)中材料分析[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2016,(22):159-160.

        [3]沈佳艷,李小軍.化工設(shè)備高溫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難點(diǎn)及要點(diǎn)分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2016,(12):116.

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