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化工材料范文1
巨化集团是1958年创建的老国有企业。从2010年起，巨化集团的发展开始“加速度”。2011年10月，投资2700多万元的生态化循环经济示范区一期改造工程完成，消除了12项重大安全环保隐患，美化了厂区。紧接着又投资近1亿元进行二期工程，主要以老厂区改造为主，除了景观布局和改善厂容厂貌外，还进行了路网和产业功能布局，到目前已盘活了近1000亩存量用地。现在，正在谋划三期改造，这项改造占地4000多亩，将进一步盘活空间资源，加快落后产能淘汰和产业结构调整，彻底改造巨化形象。
2011年，巨化收获了转型升级，创新发展的第一批成果。这一年，实现营业收入130多亿元，同比增长21％以上，实现利税23亿多元，同比增长130％，在岗员工人均年收入比2009年增长50％以上。
4月下旬，记者走进国有特大型企业――巨化集团，看到了一个生态文明，循环利用，花园式的现代化工厂的新形象。20世纪50年代的第一个化工装置还保留着，60年代以来的化工装置还保留着一些废弃不用弯弯曲曲的管道和高高的烟囱。除了新建的氟化工、先进制造业基地等以外，一些污染重，效益差的老化工装置被拆除，新建的战略性新兴产业基地、材料化工基地、花园绿地和新的职工公寓成为巨化新的亮点……虽然还是一个雏形，但我们已感受到了巨化的巨变。
巨化集团党委宣传部部长吴坚兴奋地对记者说：“过几天不进厂区，突然会发现又变了，原先的老厂区一角又没有了，新的绿地或新产业基地设施又在一夜之间冒了出来，我们也有一种日新月异的感觉。老杜来了才三年，就有这么大的变化，不容易啊。”
吴坚部长说的老杜，是现任巨化集团董事长杜世源。
杜世源，原是浙江衢州市副市长，2009年受命与困难之际，从省政府副厅级领导岗位走马上任，履新巨化集团董事长一职。
“我是第一年抓治乱，第二年抓治理，今年是调理优化年，创新发展年。”杜世源说，我们是“加减乘除”调整产业结构，“五位一体”探索转型升级之路。
“加减乘除”：加，就是完善产业组合战略，着力培育装备制造业、物理性材料加工产业、以贸易物流为主的服务业等新的经济增长点。实施了一批技改项目，启动了总投资70多亿元的重点项目；减，以推进生态化循环经济示范区建设为重点，分期淘汰落后产能。已相继淘汰了12套落后装置，盘活土地存量近1000亩，腾出了发展空间；乘，重视产融结合，完成巨化股份融资16亿元用于主业发展，发行了5亿短期融资，搭建了资本运作平台，推进了矿产资源的控制，已实际控制资源1700多万吨，推进自主创新，创新体系日趋完善，与杜邦、苏威、霍尼韦尔等跨国公司开展了科技合作；除，合力排除各类经营风险，目前已累计减少损失和安全收回现金3，75亿元。
“五位一体”：就是以产业结构调整为龙头。“十二五”巨化规化了总投资160亿元的项目建设，涵盖新兴产业、森林巨化、新城建设、物流园区等领域；以空间结构调整为载体。以开放发展、“走出去”发展带动发展空间优化。通过结构调整使未来制造业产业区拓展到7平方公里。将集团总部的部分职能转移至杭州等中心城市，研究在宁波等地产业布局；以组织结构调整为关键。着力搭建“事业部制+直线职能制”的组织构架，打造战略中心性组织。完成业务板块整合，深化营销模式创新；以干部转型和员工转岗为基础。实施战略导向下的人和资源配置，建立内部人才交流平台，注重外中引进同端人才和成熟性人才；以法人治理机制完善为保障。出台“三重一大”制度，促进科学规范决策。
“现在，是做强做大国有企业最好的发展时期。巨化集团不缺电、不缺地、不缺人、不差钱，我们缺的就是高端项目。”杜世源说，有大手笔，才会有大发展。巨化集团正在加快发展方式转变。巨化的产业发展要脱胎换骨，实施“一主两翼”战略。一主，就是主业“四新化”实现从基础化工向材料化工的转型；两翼，就是物流先导和金融服务。
杜世源说，当前，巨化发展正处于新的历史阶段。2010年巨化与衢州市双方顺势而为，提出了衢州巨化一体化发展战略。“十二五”期间，衢州每年给予巨化财税奖励，在拆迁安置用地保障、存量土地盘活、生活区改建等方面给予政策支持。为巨化留足未来发展空间4000亩土地，巨化厂区将从4平方公里扩大到7平方公里。浙江省委、省政府、省国资委等也出台相关政策支持巨化改革发展。
在巨化集团新建立的厂史展览馆中，记者看到一个现象：1966年，巨化集团实现产值突破亿元，到2010年产值突破100亿元，共用了44年时间。与此相适应的是科学技术在巨化发展中的贡献也是直线上升。新型制冷剂、新型食品包装材料、石化新材料、特种功能性材料、高端装备制造业等新兴产业项目，标志着巨化的产业正向战略性新兴产业发展。
记者问杜世源：“巨化从1亿到百亿用了44年时间，到500亿要用多少时间?”
化工材料范文2
【Abstract】It is an important issue to select pipe material during chemical plant design. It is interrelated with if it satisfies all of operation conditions of piping for complete producing process. It should insure producing safety and without accident. It could be economy and reasonableness. This article specifies pipe material selection under the some operation temperature conditions according to different temperature effecting on material performance. This article also describes how pipe material is selected with reason and noticeable things for some special mediums and process requirements.
【关键词】化工生产 管材 高温管道 低温管道 耐热用钢管
【Key Words】Chemical engineering production Pipe material High temperature pipe Cold temperature pipeHeat-resistant steel pipe
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1 引言
在石化、化工生产中，压力管道发生的事故所占比例较高，而事故之中，管道材料的设计选择错误往往又占到了一定的比例。如何去正确选择管材，使其能很好满足装置生产中的各种操作工况，并确保安全生产，在此基础上更加经济，是至关重要的。
要在石化、化工生产中正确选到合适的管材，就应该先对管材有所了解，对各种管材的性能有所掌握。
管道材料应根据所输送的介质特性和外部环境来的选择。所输送的介质特性包括介质在操作条件下的物理性质、化学性质、操作温度、操作压力等。外部环境指管道所处地方的各种条件，包括气候状况、环境温度、环境湿度、环境压力、腐蚀程度等。
本文主要从不同操作温度等工况对材料性能产生的影响出发，概述了几种温度情况下管道材料的选择，并指出了针对某些特殊介质和工艺要求如何合理选择相应管材及注意事项，希望对今后的管道设计选材工作提供有益的帮助。
2 常温、中低压管道的材料选择
常温、中低压的操作环境对管材的力学性能要求并不高，所以管材比较好选。
如果介质没有腐蚀，无毒等其他特殊要求，就可以选用以下管材：
1> 低碳有缝钢管：使用条件为0~200℃的低压管道。管道材料可为Q235A、Q215A、Q235AF、Q215AF 等。可选用的国家标准《低压流体输送用焊接钢管》 GB3091 、《低压流体输送用焊接钢管》 GB3092等。
2> 低碳无缝钢管：使用条件为-20~200℃中低压管道。管道材料可为20#、10#、16Mn、09MnD 等。可选用的国家标准《低压流体输送用无缝钢管》 GB8163 、《中低压锅炉用无缝钢管》 GB3087等。
3 高温管道的材料选择
3.1 金属材料的高温力学性能
在化工生产中，高温管道经常遇到。高温情况下，材料的性能比较复杂，而且容易多变。 一般来说，与常温承载相比，高温承载的金属力学性能有如下特点：
1> 屈服强度σs会随温度T升高而降低，塑性则会随温度T升高而升高；
2> 与荷载持续时间密切相关：随着时间的推移，会产生蠕变现象；
3> 抗拉强度σb随着温度T的升高反而下降；
4> 同时，在高温下环境介质对材料腐蚀会加强。
3.2 高温管道材质的选择：
温度超过350℃就称之为高温。
在化工生产装置里，高温并伴有腐蚀的管道必须使用耐腐蚀材料；高温、不伴有腐蚀的管道则应使用高温、高压钢管。
碳素钢的上限使用温度为425℃左右，超过该温度时，用沸腾钢和A1镇静钢比Si镇静钢更为优越。但是，碳素钢在425℃左右会引起石墨化现象，致使强度下降，所以必须添加合金元素以改善碳素钢的高温强度。Mo在Fe中固溶成为稳定的碳化物，可提高蠕变强度。 常用到的低合金无缝钢管（16Mn、12GrMo、15CrMo等）可在350~550℃的高温工况下使用。
不锈钢（18Cr-8Ni~25Cr-20Ni）的高温强度高，特别是18-12MoL、18-8-Ti\18-8-Nb等合金元素的影响更为优越，可在-196℃（低温） 及≥600℃（高温）工况下使用。
在Fe内单独添Ni至28%以上时，在常温下也不会形成奥氏体。可是，同时添加Ni、Cr至Cr18%、Ni8%时，便可形成奥氏体组织。而且Cr远比Ni价廉，所以18-8钢是最经济的奥氏体钢。
一般在没有耐腐蚀性问题的场合，在规定的范围内，含碳量高的不锈钢，其高温强度也高。
一般面心立方晶体结构的奥氏体不锈钢即使在600℃以上也比体心立方晶体结构的铁素体钢的蠕变强度高。
目前，我国化工企业的高温管道主要分布在蒸汽管道和一些高温临氢管线。由于化工生产工艺的发展，许多化工生产装置的还原反应，大多采用氢气还原。选用材质主要依据是按Nelsom曲线。国内外常用于高温抗氢管道的钢种是1Cr5Mo(即Cr5Mo)。选用时需注意的是：此钢种在正火+回火状态时属珠光体钢；在淬火+回火状态下位马氏体组织，此时钢种可焊性下降。
通常作为管道应用时不在于提高强度，而需要提高可焊性。焊接时预热与焊后回火的要求较严。这在管道施工时很难实现，但采用奥氏体焊条焊接时，则简单不少，可以不用焊后热处理。
4 耐热管道材料的选择
4.1 耐热用钢应具有的性能
所谓耐热用材料，是指具有耐氧化性、耐气体腐蚀性、高温强度、不发生高温脆化、热冲击强度高等性能的材料。
4.2 耐氧化性材料的选择
高温用钢管多暴露于高温气体或特殊的气体、液体中，要求钢管必须具有良好的耐氧化性能。可是碳素钢钢管表面产生的氧化膜几乎不能保护其基体金属。为了使钢管有良好的耐氧化性能，必须加入适当的Cr、Al、Si 等金属元素，这些元素能使钢的表面产生难以剥离的氧化薄膜。
Cr比铁能优先氧化，在表面生成致密的氧化薄膜可阻止氧向内部扩散。为此，适当添加Cr、Mo元素形成Cr-Mo系合金，作为耐热钢使用。含Cr量5%、9%钢的耐氧化性能提高，故多用于石油化工工业。若Cr添加量至12%时，耐氧化性急激改善。在12%Cr钢中添加MO、V、Nb的H46及添加MO、V、Nb、B、N的TAF钢等铁素体系耐热钢，其高温强度最高。这些12%Cr刚具有比奥氏体系耐热钢价格便宜，热胀率小，导热率大、屈服点高，作为600~650℃以下高温材料是有力的。
更高的含Cr量17%、21%、25%的Cr钢，其蠕变强度虽低，但耐氧化性优越，可用于高温下不受应力的场所。
还有13CrSiAl的耐氧化使用温度界限为950~1000℃；20Cr15Ni、25CrNi为1050~1100℃；SUS42为1100~1200℃。
5 低温管道材料的选择
5.1 低温金属材料的脆性
一般低温系指-20~-196℃范围内。温度再低是深低温、超低温。
对于钢管材料的选择，在-20~-196℃范围内又可作如下划分：
-20~-40℃不宜用碳素钢管
-40~-70℃不宜用低合金钢管
-70~-196℃ 不宜用一般合金钢管
-196℃以下 不宜用低碳普通不锈钢管
一般碳素钢，低合金钢等铁素体钢，在冰点以下会表现出韧性急剧下降，脆性上升的现象，这种现象成为材料的冷脆现象。
为了保证材料的使用性能，不仅要求材料在常温时有足够的强度、韧性加工性能以及焊接性，而且要求材料在低温时也具有抗脆化的能力。
5.2低温管道材质的选择
工程上最常用的20#钢，韧-脆性转变温度在-40℃左右，一般建议用在-20℃以上温度，以确保安全。但如果用于低于-20℃时，应根据GB50235《工业金属管道工程施工及验收规范》的规定必须做同温度下的冲击韧性试验，确定其韧脆性转变温度。
若选用更低温度的管道用钢，一般可选用含Ni,Mn等可明显改善钢材低温脆性的材料。低温用钢采用2.25%的镍钢，可用于-60℃的工况；
采用3.25%的镍钢，可用于-100℃的工况，这两种钢均为铁素体钢。而采用9%的镍钢，可用于-120~-196℃的工况，这种钢为马氏体钢。而前面提到过18-8型奥氏体不锈钢则可用于-196℃以下的更低温度。
6 其它特殊介质管道的材料选择
6.1 非金属材料管道
当介质腐蚀性强，不适宜选用一般碳钢及合金钢，须选用贵重金属合金时，为了考虑经济实用，可用非金属材料，例如PVC,PP,PTEE FRP等。但在选用时必须考虑以下几点：
1>需注意允许使用的温度及压力范围。
2>塑料光及附件受光和氧作用引起的老化现象，塑料管道在特定温度上对介质的腐蚀性能。
3>压力和温度突变的场合。
4>塑料在某些介质作用下失去弹性而发生的脆性现象。
6.2 工程塑料衬里管道
工程塑料衬里管道用于温度不高（一般不高于120℃）的腐蚀性介质，如盐酸等。
衬里材料有聚丙烯，聚四氟等。选用此类管道需注意的是：除了使用温度的限制外，还不能用于含有苯等溶解工程塑料的介质场合下，否则会发生溶胀现象，导致管道金属部分的腐蚀。在施工维修方面，衬塑管是无法现场维修的，不能动焊，虽施工方便，但在施工前，必须现场确定走向后再下料。
此外，管道的管托不能选用焊接型管托。
6.3 铬镍奥氏体不锈钢管道
此种奥氏体不锈钢在实际工作中广泛运用，但普通18-8型不锈钢在氯离子环境中会由于氯离子使不锈钢表面的钝化膜遭到破坏，暴露在氯离子溶液中新鲜表面不断被腐蚀，从而形成腐蚀裂纹，导致应力腐蚀。在实际工作中选用此类管道，应注意：
1> 改进设计结构，避免应力集中；
2> 设计中取低于临界应力腐蚀破裂强度值；
3> 通过热处理消除或减少应力；
4> 采用低碳与超低碳型奥氏体不锈钢或是选用其它材质，如双相不锈钢等。
5> 采用电化学保护、涂料或缓蚀剂等。
值得一提的是：铬镍奥氏体不锈钢对硫化氢有很好的抗应力腐蚀能力。虽然渗铝钢管
防硫化氢的效果也不错，并且价格也很便宜，但目前我国渗铝工艺技术不够稳定，产品质量时好时坏，国家也没有相应的验收标准，
因此选材时应慎重使用，建议设计中仍然选用铬镍奥氏体不锈钢。
6.4 苛性钠碱液管道选材
苛性钠碱液管道在一定条件下能引起碳钢材料的应力腐蚀开裂（即碱脆），影响碳钢生产应力腐蚀的因素有碱液浓度、温度和材料中存在的残余应力等。
在设计中应注意，当NaOH的浓度和温度超出表2的规定时，应对焊缝进行消除应力热处理。
6.5 卫生级管道选材
精细化工，医药化工，生物化工的管路大多数有洁净卫生要求，故选材应有特殊的要求。比如为了防止在制备、储运过程中微生物的孽生和污染，医药化工中的纯化水、注射用水等制药用水系选材的基本要求为无毒、耐腐蚀、耐高温（经受消毒）等。
如目前，在医药化工中，高温纯蒸汽灭菌是分配系统最常用的手段，能够满足上述要求的高温蒸汽管道的首选材料为316或是316L抛光管，其含碳量低，耐晶间腐蚀性能优越，常常用于焊后不做热处理的管道或管件。
而去离子水管路、洁净气体管路均采用304抛光管，并配相应的管件，如以聚四氟乙烯或食品硅胶为隔膜的隔膜阀等。
卫生级管道安装完毕以后需要进行酸洗、钝化处理。
7 结束语
通过以上分析比较化工厂各种常见管道选材，从总体上讲，对把握这部分管道材质的选择将会起到事半功倍的效果；但工艺管道具有复杂性和特殊性，在选材时还应注意具体问题具体分析，特别是对环境，采购、施工周期，安装维修难以程度以及经济性的充分考虑，从而使装置达到安全、稳定、可靠、长周期运行。
参考文献
唐文麒等，《化工厂典型压力管道的选材》，《化工设备与管道》2004年第2期。
张德姜，王怀义等，《石油化工装置工艺管道安装设计手册》，北京：中国石化出版社，2009。
宋岢岢，《压力管道设计及工程实例》，北京：化学工业出版社，2007。
化工材料范文3
【关键词】石油化工 焊接材料 选择
低温压力容器用焊接材料，应选用与母材化学成分和机械性能相同或相似的材料。受压元件或非受压元件与受压元件间的焊接材料当采用手工电弧焊时，焊条应选用GB 5117《碳钢焊条》和GB5118《低合金焊条》中的低氢碱性焊条，当采用埋弧焊时应选用碱性或中性焊剂。
1 石油化工装置施工焊接工艺
铁素体钢的焊接，一般应选用铁素体型焊接材料（9%Ni钢除外）。焊接接头的低温冲击试验温度，以及焊缝金属、熔合线、热影响区的低温冲击功的要求，均应与母材相同。铁素体钢之间的异种钢的焊接，焊接材料按韧性要求较高侧的母材选用，而且焊接接头抗拉强度不低于两侧母材中最低抗拉强度的较小值。
铁素体钢与奥氏体钢之间的异种钢的焊接，应使焊接接头的抗拉强度不低于两侧母材中最低抗拉强度，且铁素体钢侧熔合线和热影响区的冲击功应与该铁素体钢母材相同。由于焊件的结构形状、厚度及使用条件不同，常用的接头形式有对接接头，T形接头、角接接头及搭接接头，如图所示。
2 焊接规范参数的选择
焊接规范是指影响焊接质量和生产率的各个工艺参数的总称。其主要参数包括：焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊条或焊丝直径等。由于它直接影响着焊缝的熔深、宽度与高度，因此正确选择焊接规范是保证焊缝质量的重要条件。
2.1 焊接电流
增大电流能提高生产率，增加熔深，适于焊厚板。但电流过大易造成咬边而影响成形质量；相反，电流过小也易造成夹渣及未焊透缺陷。总之，焊接电流既不能太小，又不能过大，只有适当选择才能保证焊接质量。
2.2 电弧电压
电弧电压主要影响焊缝的尺寸和形状。电弧电压过高时，会形成浅而宽的焊缝，易导致未焊透和咬边等缺陷；但电弧电压过低时，会形成高而窄的焊缝，使边缘熔合不良。选择时电弧电压应与焊接电流相适应，随着电流的提高，电弧电压也应相应增大。2.3 焊接速度
焊接速度对焊缝的外观有直接的影响。焊接速度过快，易产生未焊透、咬边、气孔等缺陷；速度太慢会导致焊瘤、溢流等缺陷的形成。焊接速度必须与所选定的焊接电流、电弧电压相匹配才能形成质量良好的焊缝。
2.4 焊条或焊丝直径主要考虑板厚、接头形式、焊接位置等。板厚大，可选较粗直径的焊条或焊丝。
一般的焊接技术要求主要有：选择焊接方法；选择焊条；焊缝布置；焊接工艺上的特殊要求（如在某部位要堆焊，要求焊前预热及焊后热处理等）；检验方面的要求；水压试验要求；气密性试验以及后处理要求。
3 焊接材料的选择
GB50236-98第2.0.2条规定：设计文件应标明母材、焊接材料、焊缝系数及焊缝坡口的形式，并对焊接方法、焊前预热、焊后热处理及焊接检验提出要求。
焊接材料包括焊条、焊剂、焊丝、保护气体、电级、熔剂等。
3.1 焊条的选择
（1）依照焊件材料的物理性能选择：Q235，按等强度的原则应选用J42×焊条，而不应该选用J50 ×焊条。按照力学性能选择。熔敷金属的合金成分符合或接近母材。15CrMo必须选用R307焊条（1Cr-0.5Mo），并且不能选用R207焊条（0.5Cr-0.5Mo）。按化学性能选择。16Mn钢选用J502、J503等酸性焊条是在用于非重要结构时；而选用J506、J507等碱性焊条是在用于重要结构时。
（2）按照工作条件选择：焊接1Cr18Ni9不锈钢时，为了满足焊缝与母材金属成分相同的要求，对于在腐蚀要求不高的条件下工作的焊件，可选用A102、A107焊条；而对于工作温度低于300℃而耐腐蚀要求较高的焊件，则应选用A132、A137或A002焊条。12CrMo在400℃下工作，焊接应选R207 ，而不能选J507。
（3）根据焊件的结构特点、焊接接头型式选择：大厚度的焊件，采用抗裂性好的焊条，如低氢型焊条和高韧性焊条焊条。坡口较小的接头，应选用具有较大熔深焊条。长输管线用钢X42焊接，为保证根部焊透且焊瘤不至于过大，常采用纤维素型焊条E6010进行向下立焊操作3.2 焊丝和焊剂的选择
焊丝和焊剂要配合使用。低碳钢，普低钢选择使用H10Mn2焊丝配用HJ130焊剂；珠光体耐热钢选择使用Cr-Mo钢焊丝配用HJ251焊剂；低碳及普低钢重要结构选择使用H08MnA，H10Mn2焊丝配用HJ330焊剂；低碳钢及普低钢重要构件（薄板）选择使用H08A焊丝配用HJ432焊剂。
3.3 保护气体的选择
焊接薄板金属、热导率低的金属，选用在氩气作为保护气体；焊接中厚板和热导率高的金属材料，选用氦气作为保护气体；焊接铝及其合金、铜及其合金等热敏感性强的高导热材料，选用采用氩、氦混合气体。
3.4 电极的选择
一般常见性金属工件的焊接，如铜、合金铜、合金铝等选用铬铜电极；不锈钢金属片状、丝状等零件选用铍青铜电极。
溶剂在石油化工装置中不常用，故此略去。
4 结语
石油化工装置要求运行起来要求可靠、安全、长期，选择合理焊接材料进行焊接，可以获得良好的焊接质量和机械性能。
参考文献
[1] 张光瑞，袁振涛，吕德鹏. 煤浆流量计在德士古气化炉中的应用问题探讨[J]. 自动化仪表，2011（12）
化工材料范文4
关键词：化工设备；金属材料；加工工艺
1.简介
化工设备所用的金属材料的性能必须是可以承受一定温度或者是强酸强碱或者是一定压力的金属材料。对材料的抗酸碱能力要求比较大，所以金属材料的制备工艺除了平时所用金属材料的加工工艺之外还有属于特种金属材料的加工工艺。在我国化工设施常用的主体金属材料的都必须是特殊的能承受一定环境变化的金属材料。金属材料的加工工艺包括一般的变形加工、切削加工、磨削加工、热处理以及表面处理等等加工工艺。
2.化工设施主体材料加工工艺
2.1变形加工
塑性成形：所谓塑性成形就是指在一定的温度下使用一个模具在一定的应力下使金属发生塑性形变。塑性成形一般又分为锻造、轧制、挤压、冲击挤压等。
锻造：锻造是最为古老的一种加工方式，指的就是在冷加工或者高温作业的条件下以一种捶打和挤压的方式把金属锻造成形，这也是最为直接的一种加工工艺之一[1]。
扎制： 指的就是先经过预制一定形状的模型之后高温金属坯段通过几个连续的圆柱型辊子，辊子把金属扎入前预制的型模中，从而得到预设的造型。
挤压：即用于连续加工的，同时具备一样的横截面形状的金属造型的工艺，其一方面能够在高温条件下作业，另一方面还能够进行冷加工。
冲击挤压：主要用于加工无烟囱锥度要求获得一定规格的零部件。其具有一定的优势，对不同壁厚的零部件均适用，其生产成本相对偏低，非常迅速高效。
拉制钢丝：这种工艺就是用于拉制各种型号的钢丝。
2.2固体成型加工
固体成型加工：所谓的固体成型加工就是支原料在常温的条件下将金属条加工成一些具有固定形态的物体。其成本投入相对低廉。主要可以分为旋压、弯曲、冲压成型、冲孔、冲切。
旋压：旋压指的是在实际生产过程中为了形成常见的圆形的零部件。在车床上对其进行一定的旋转切割得到固定形状的部件。
弯曲：所谓的弯曲工艺就是指对片状或者是管状的材料进行生产的工艺。
冲压成型：这种工艺指的就是把金属片置于两个模具间经过压制成型，能够在生产中空的造型中使用。
冲孔：即通过特殊工具在金属片上冲剪出某种造型，在小批量的制造中较为适宜。
冲切：其大体上与冲孔工艺类似，不同之处是冲孔利用的是冲下的部分，而冲切利用的是冲切之后剩余下的部分[2]。
2.3压力加工
压力加工，不言而喻，就是利用外在压力对金属产生一定的塑性形变来得到所需的与满足机械性能要求的零部件或毛坯。其涉及到的方式包括拉拔、挤压、轧制、冲压、锻造。
其中，锻造又分为自由锻以及模锻。锻造是一种古老的加工方式就是利用锻锤的往复冲击力或者是压力机的压力来改变毛坯的形状尺寸，获得我们所需要的形状以及尺寸要求。
自由锻：即通过压力或冲击力等作用使金属在2个抵铁间变形， 利用这种变形来得到我们所需要的尺寸的锻件。一般情况下把自由锻分为手工锻造和机械锻造两种。这种锻造方法比较简单，运用的比较广泛。
模锻：很显然模锻就是利用模具来进行锻造。其分类可以分为锤上模锻、胎膜锻、 压力机上模锻。一般就分为这几种锻造方式，不同的锻造方式有各自的有点同时也有自己的缺点[3]。
板料冲压：通常情况下，即通过冲模方式使板料变形或分离。而这种方法大多是在冷态下进行，所以这种方法也可以叫做冷冲压。相对而言也有热冲压，也就是在板料超过8-10mm时，才会采用热冲压技术。该技术具有的主要特点为：能够生产获得形状较为繁琐的零部件，同时产生偏少的废料。通过该方式制备出的产品，其表面粗糙度相对偏低，并且其精度相对偏高。通过该方法可以得到刚度与强度相对偏高、消耗材料相对偏少、质量相对偏低的零件。同时，所需要的费用相对偏低，非常适合在大批量生产中应用。
冲压工序：分离（落料冲孔切断修整）变形（拉深弯曲翻边成型）
2.4切削加工：生产精度要求较高的零件一般通过该种方式进行，主要是通过机床来切削金属[4]。一般来说，机床主要有铣床、车床等诸多类型。
对于车床来说，其往往用来加工回转体的端面与不同类型的回转表面。对于铣床来说，其能够加工垂直面、水平面等。对于钻床来说，其能够通过钻头来得到精度相对较低的孔，同时还能够利用钻来完成扩孔―铰孔，通过夹具还能够获得位置精度相对较高的孔系。对于镗床来说，其基本上用来制备精度要求相对偏高、相对偏大的孔，尤其对处于不同地方，位置与孔距等要求相对较高的孔系较为适用。所谓电火花加工，即主要通过电火花放电过程中形成的腐蚀作用来加工材料[5]。电火花线切割机床加工主要是基于前者而形成的一种方法，这种方法不需要提前生产专用工具电极，主要是通过通用电极来发挥其功能。
2.5磨削加工
即通过磨料将材料去除的一种方式。一般情况下，根据工具类型对其加以划分，主要将其分成2种类型；也就是使用自由与固定磨粒加工。通常情况下，按照表面生成方法、加工对象的差异进行分类，砂轮磨削主要划分成内圆、外圆、平面、成型磨削方法。对旋转表面根据工件夹紧与驱动方式进行分类，主要包括无心和定心磨削两种类型。根据砂轮进给方式的不同进行分类，主要包括切入和纵向进给磨削两种类型。根据磨削行程的不同对其进行分类，主要将其划分成定程磨和通磨两种类型。根据砂轮表面工作方式对其进行分类，主要将其划分成周边-端面、周边磨削两种[6]。根据磨削区具体状况进行分类，主要将其划分成以下2种：
2.5.1恒压力磨削 即将切入压力控制为定值的磨削方法，也就是控制砂轮对工件的压力的加工方法，比若说砂轮架就属于该种方法的范畴。
2.5.2定进给磨削 即控制切入进速度为恒值的磨削。工作过程中，砂轮以某个既定的进给率与磨削表面呈90°角进行切入进给，当前业界普遍应用的磨床基本上通过该方法进行。
3.焊接
这属于使金属材料永久性连接的技术。归根结底，焊接即通过加压或者加热等方式，利用金属原子的扩散和结合作用，最终使原本相互分离的金属材料紧密结合在一起。根据过程特点对其进行分类，主要将其分为3种类型，也就是钎焊、压力焊、熔化焊。
所谓熔化焊，还叫做自身焊，也就是利用加热的方式来熔化被焊金属而使其连在一起。所谓压力焊，即在加热的基础上进行加压，通过这种方式使被焊金属彼此相连。所谓焊料焊，即经由加热的方式来将焊接材料熔化，然后使被焊金属彼此连接。对于熔化焊来说，其中使用最广泛的当属电弧焊。此外，业界使用较为普及的还有：电渣焊、等离子弧焊接、真空电子束焊接等[7-9]。埋弧自动焊主要具有以下几方面基本特征：具有相对较高的生产率、质量相对较高同时非常稳定、改善工作条件、节约金属材料等。然而，其还存在一定的不足，即工艺准备较为繁琐，相关设备成本非常昂贵等，只是在大规模加工圆筒形工件的纵、环焊缝和长直线焊缝之中适用。
3.1气体保护焊
氩弧焊的保护气体为Ar，Ar属于惰性气体，其能够保护熔化金属与电极免于空气的负面影响。在高温条件下，Ar不会与焊接的金属材料发生化学反应，同时其在金属中不会溶解，鉴于这一个方面的原因，氩弧焊具有相对较高的质量。二氧化碳气体保护焊，顾名思义，这种电弧焊主要是以CO2作为保护气体。其主要是是将焊丝当作电极，通过其与焊件两者间形成的电弧来将两者熔化，通过自动或半自动的方法完成焊接。其主要具有以下几方面优点：第一，所需要的费用相对较低，能够通过价格相对较低同时非常容易得到的二氧化碳来将焊剂取代，其所需的成本只是手弧焊与埋弧自动焊的百分之四十；第二，具有相对较高的生产效率，同时具有相对较好的质量与操作性。其同样存在一定的不足之处：二氧化碳的氧化作用导致溶滴飞溅现象相对明显，正是由于这一个方面的原因，所以焊缝的光滑程度相对较低，同时焊接过程中产生相对较大的烟雾，并且弧光非常强烈，要是不注意，则非常易于形成气孔[10]。
特点 （1）焊料熔化：使用焊料焊接法的过程中，仅仅熔化焊料，被焊金属则保持在固态水平，因此不会对材料性能产生相对严重的干扰（2）焊件和焊料两者的成分不一样，从而产生了接头（3）金属的连接能够连接异质金属。
3.2炉内焊接法
特点（1）处于真空密闭环境中，这样金属就非常不容易被氧化。（2）能够准确控制温度，同时能够非常均匀的加热焊件。（3）在金属一烤瓷基底桥的焊接中较为普及。
3.3激光焊接法
有的物质原子中的粒子受到电或光的作用，使原子能级由低向高转变，与此同时，辐射出方向、频率、相位都一样的光，其主要特点是光束方向性好、能量高度集中、颜色单纯。
主要特点：（1）焊接过程非常快，所用的时间非常短（2）没有电磁影响，能够在大气中实现，非常便于操作（3）具有相对较高的准确性，不需要对被焊金属实施包埋固定，不会出现变形现象（4）污染小、无噪声（5）热作用范围相对较小，热量集中、加热范围较小、冷却与受热非常迅速，不会对焊件产生严重的影响。
3.4激光点焊机点焊法
主要特点：（1）该种方法为电阻焊接法。（2）其热源是电流经过焊件过程中形成的电阻热，利用其对焊件进行加热，使其熔化，从而完成整个焊接过程。
4.热处理
即在某个条件下，提供一定的加热和与冷却给金属材料，通过这种方法使其得到一定的化学或机械性能。金属零件实施一定的热处理，这样做旨在实现：使其耐磨性、强度提高，并使其硬度减小，为将加工时形成的内应力消除提供有力条件，使其表面耐蚀、耐磨性增加。
退火：加热工件至稍微超过临界温度，保温一段时间，接着使其缓慢冷却，这就是所谓的退火。因加热温度与冷却速度存在一定的差异，退火对金属性能与组织的改变同样存在一定的差异。
业界较为普及的方式有完全退火，其效果是细化颗粒、降低金属组织的不均匀性、改善切削加工性、使温度降低、消除内应力、提高塑性与韧性。球化退火大体上是在冷却模具与刀具上应用，锻造毛坯，作用与上法相同，以备后期的淬火处理。消除加工硬化的退火，基本上是用来将工件通过冷拔、冷弯灯之后所形成的硬化消除。去应力退火，基本上是在消除铸件、精密零件等制备时形成的内应力时使用。对于正火，其属于退火变态，其和完全退火之间有所不同：前者主要是使工件在空气中冷却，而后者则为随炉冷却。其旨在改善切削加工性、细化晶粒、增加强度与韧性、为进一步的热处理打下基础。淬火即将工件加热至超过临界温度，然后保温某段时间，将其放入盐水、油或者水里面，使其在短时间内迅速冷却。根据加热程度对其进行划分，主要包括表面与整体淬火两种类型，其中，对于后者，根据冷却方法可以将其划分成等温、分级、单/双液淬火等几种类型。
表面淬火过程中，加热工件表面使其上升至淬火温度，接着通过冷却剂将其骤然冷却，这种情况下，工件的表面获得的硬度非常高，但是其内部韧性依旧如故。根据加热方法，主要将其划分成以下几种类型：煤气高频淬火、浸液淬火等。
加热淬火的零件，使其上升至一定的温度（低于723℃），保温处理某段时间，接着将其在空气、水、油中冷却，叫做回火。这样进行处理旨在：降低淬火零件的内应力，使其硬度、脆性减小，使其韧性提高。
回火主要包括以下几种类型：低温回火，温度范围为 ，能够用来处理滚动轴承、各类工具、渗碳零件；中温回火，温度范围为 ，主要是用来处理锻模、弹簧、冲击工具；高温回火，温度范围为 ，主要是用来处理不同类型的连杆、齿轮等。
化学热处理：其中包括氮化和氰化等，氮化即将工件置于介质（含氮原子）中，将其加热至500-600℃，使其表面增氮。旨在使其耐腐蚀性、疲劳强度、耐磨性与硬度提高。其主要包括离子、气体、液体氮化三种类型。氰化还被称为碳氮共渗。主要具有以下几方面基本特点：迅速、效率高、然而使用的氰盐为剧毒物质，其价格非常高。根据温度的不同进行分类，主要包括低、中、高温氰化三种类型，三者的温度分别为520-580℃、820-880℃、900-940℃。
5.表面加工
黑色金属的氧化处理（发黑），即把工件置于溶液（其中具有硝酸钠、苛性钠）里面，通过这种方式使其表面形成非常薄的黑色氧化膜层。
黑色金属的磷化处理，即把工件放在溶液（磷酸盐）里面，通过这种方式使其表面形成磷酸盐薄膜层。通常情况下，不会使零件大小外形、磁性、机械性能发生改变。主要包括冷磷化、中温和高温磷化三种类型。
碳钢表面处理：主要包括四种类型：电镀、热镀、发黑、喷漆。所谓电镀，即通过电解法在工件表面沉积上金属，从而产生结合力强、致密、均匀的金属层。对于热度与电镀，前者的镀层相对偏厚，后者的镀层非常薄，比较均匀。前者镀层色泽相对暗淡，后者比较光亮。后者镀层相对偏薄，具有相对较差的耐蚀性。前者镀层还和基体金属构建起渗入层，具有相对较好的耐蚀性。
热镀锌即使熔融金属和铁基体反应之后形成的合金层，这样就使得基体与镀层能够结合在一起。即首先对工件实施酸洗处理，通过这种方式将工件表面的氧化铁除去。然后经由NH4Cl或ZnCl或两者的混合水溶液槽中对其实施清洗处理，接着将其放到热浸镀槽中对其实施进一步的清洗，最终将其放到热浸镀槽中。该种方法具有诸多优势，其镀层均匀，使用时间长。
黑色金属的氧化处理（发黑），即把工件置于溶液（其中具有硝酸钠、苛性钠）里面，通过这种方式使其表面形成非常薄的黑色氧化膜层（其厚度处于0.5-1.5 μm范围内。工件经由发黑处理后，其外观得到改善，并且获得或多或少的抗腐蚀能力，一般用来处理不同类型的零件的装饰防护，例如细钢丝、精密仪器、武器等。
塑料电镀主要特点如下：通过该种方获得的制品同时兼具金属与塑料的特点。其具有相对较好的耐腐蚀性，同时具有相对较小的比重，便于成型，具备金属质感与光泽，除此之外，还具备焊接、导磁、导电等性能。能够降低金属材料使用量，在很大程度上简化较为复杂的加工工序，具有非常强的装饰性，并且还使塑料的机械强度明显改善。
6.小结
本文对金属材料的加工工艺进行了概述，不同的材料加工方法都有各自的有点以及缺点。我们所要做的就是尽量的规避每一种材料加工工艺的缺点，对我们所发现的有点集中利用。得到我们想要得到的性能的金属材料。
参考文献：
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[8]曹景竹，李平.高职院校“金属材料及热处理”课程的教学改革[J].中国电力教育. 2008（S3）.
化工材料范文5
【关键词】化工机械；设计材料；选择；应用
一、做好化工机械设计中碳素钢与合金钢材料的选择
要做好化工机械设计中的材料选择工作，首先要使材料满足机械零部件在运行过程中各种机械性能、物理性能以及化学性能的要求。在此基础上，还要兼顾机械生产与加工过程中的可操作性、经济性以及安全性。在当前的机械设计材料市场当中，碳素钢受其加工性能和操作性能好、成本价格优越等特点影响得到了广泛的关注与应用。但是，这种碳素钢的低强度、低韧性以及中等形状以上材料零部件无法进行热处理加工淬透作业等缺陷，使其在机械设计材料选择中受到了较为严重的制约。研究发现，在碳素钢中加入一定比例的合金元素就能够形成合金钢。这种合金钢结构的机械材料在强度与韧性上能有一定的提升，还可以在一定程度上赋予零部件材料诸如耐腐蚀、耐高温、耐磨损等方面的特殊性能。虽然合金钢材料较碳素钢材料各方面性能均有所提升，但只有在材料外载荷作用力较大，或是零件的有效截面尺寸较大且需要进行淬透DnI的情况下才应选用合金钢材料，其他情况则应选用碳素钢材料。
二、化工机械设计中材料的应用要以机械材料零部件的制造工艺为参考指标
在机械生产与加工作业中，铸造工艺、热处理工艺、切削工艺、焊接工艺等加工处理技术对于机械设计中材料应用的要求各有不同。铸造工艺要求机械设计材料的应用向高流动性、高收缩性以及高吸气性方向发展，焊接工艺需要机械设计在材料应用中考虑材料的冲压性、冷镦性特点，热处理工艺需要机械设计在材料应用中满足淬透性、过热敏感性以及氧化脱碳性等方面的基本性能，切削工艺则要求机械设计在材料应用中满足切削作业可操作性的特点。机械设计中材料的应用，要以机械材料零部件的制造工艺为参考指标。机械零件是组成机械的基本单元，机械零件在一定的工作条件下具有足够的工作能力，并且成本低廉，是设计机械零件应满足的基本要求。工作能力是指零件抵抗可能失效的能力，对载荷而言称为承载能力.零件因某种原因而不能正常工作的现象称作失效。零件设计除应保证零件具有足够的工作能力外，为降低零件成本还需考虑合理选择材料，降低材料费用；保证良好的制造工艺性，减少制造费用；尽量用标准化、通用化零件，简化设计过程，降低成本。
三、做好化工机械设备的防腐设计
腐蚀是化工机械设备发生的常见问题，这主要是由于化工机械设备在日常的环境中由于空气以及水分等因素而发生了化学反应，进而导致设备出现损耗或者是破坏的状况。化工设备在被腐蚀之后会在其色泽、外形以及基本的性能方面发生变化，从而影响设备的正常使用和生产，也会给相关的企业带来一定的损失。所以，对于化工设备的腐蚀以及防腐措施的研究意义重大。结构的设计应该围绕化工设备生产运行中的生产要求和应力的特点，在设计中需要注重一下几个方面：首先是产品的结构要求应该要与生产化工产品的耐腐蚀要求相一致；其次是要注意化工设备的运行稳定性和流畅性，防止具有腐蚀性能的介质的停顿、热负荷分配方面的不够均匀以及蒸汽的凝结和腐蚀产物的累积；最后是要注意对于外力的保护，防止因交变应力而引起的疲劳腐蚀。
四、化工机械设计中材料的应用要做到环保性与节能性的统一
随着我国经济的迅速发展，对于资源的需求正在迅速增加，其中很多应用于机械设计的很多材料都已被大量开采，有一些已经变成了稀缺资源。在这种情况下，我们应该在机械设计的材料选择方面，更为注重绿色环保与经济性。机械设计材料应用工作环保性与节能性的统一，作为生态经济社会建设发展过程中，可持续发展观念赋予机械设计工作的新要求。经济社会在发展过程中对于各种不可再生原材料的需求与消耗，最终势必会给机械设计材料的选择与应用工作埋下严重的隐患，因而材料应用工作中节能性与环保性的统一已成为我们下一步工作的重点。以机械设计铸件环节材料的应用工作为例，铸件设计阶段5%左右的成本决定着80%左右的铸件生产成本。因此要关注机械设计材料应用阶段的节能环保，有效节约原材料和成本，减少不必要的能源耗费。
总之，在化工机械设计中材料的选择与应用已成为一个备受关注的问题，在机械设计中要做到材料的使用与节能环保协调进行，以促进我国经济的可持续发展。
参 考 文 献
[1]赵忠国.机械设计中的材料的选择和应用[J].科技风.2011（17）
化工材料范文6
在社会的各个领域，化工产品的应用是非常广泛的，化工行业拥有广阔的发展前景。然而，化工企业生产过程复杂多变，往往潜在着安全隐患，很容易发生安全事故。一旦发生安全事故，化工企业不仅要面临严重的经济损失，而且还会造成重大的人员伤亡和极坏的社会影响。化工行业在国民经济的发展中一直起着中流砥柱的作用，近年来化工行业的发展趋势良好，各种生产装置纷纷示人。化工装置的建设包括土建、工艺、暖通、给排水、制冷等领域，各个领域相辅相成。在石油化工装置建设过程中，最为关键的组成部分就是管道工程；管道不仅可以当作连接设备与有关系统设施，确保装置成为有机的生产整体，而且它在装置各种类型流体输送中是一项重要的安全屏障，有效的避免了各种灾害的发生，大大的保护了环境，节省了资源。可以说，其对于石油化工装置中各种易燃、易爆、有毒等介质十分重要。
2 化工装置管道设计
由于石油本身上的易燃易爆性，对环境的污染严重性，在管道设计中就要做好安全设计，把发生事故的概率降至最低。化工装置的管道设计包括管道布置、管道器材和管道机械三部分。设计不当和错误都会给安全生产带来隐患，甚至酿成灾害。
2.1 管道布置
管道连接除必要的法兰连接外，应尽量采用焊接；管道上的小口径分支管应采用加强管接头与主管连接；管桥上输送液化烃、腐蚀介质的管道应布置在下层；氧气管道应避开油品管道布置。跨越道路的危险介质管道，除净高应满足要求外，其上方不得安装阀门、法兰、波纹管；处理事故用的各种阀门，如紧急放空、事故隔离、消防蒸汽、消防竖管等，应布置在安全、明显、易于开启的地点。
2.2 管道器材
选用的管道器材，应能承受操作过程最苛刻温度压力组合时产生的作用力；管道器材的使用条件不应超过规范允许范围，不得使用规范不允许使用的材料；腐蚀性介质管道应慎重选用耐腐蚀材料和腐蚀裕量；不同等级管道的连接，应尽量用法兰连接，避免异种钢焊接；危险介质管道应尽量避免使用波纹膨胀节去解决管道柔性；剧毒和液化烃管道阀门，不得采用螺纹阀盖的阀门，高压阀门应选用压力密封结构或更好的密封结构。
2.3 管道机械
必须保证管道在设计条件下具有足够的柔性。尤其对高温、厚壁、大口径管道与敏感设备（如泵、压缩机、透平、空冷器等）连接的管道，作用在设备嘴子上的力和力矩应满足设备制造商的要求；往复式压缩机的接管除考虑柔性外，还应进行脉冲振动分析；两台或多台设备互为备用或切换操作时应考虑不同工况对应力分析、振动分析的影响；可降低操作时管道对设备的作用力，但连接转动设备的管道不得冷紧；管道支承结构应可靠、合理。
3 化工装置管道材料选用
设计管道时材料选择要慎重，材料的选材应当考虑螺栓螺母，垫片等等，这些紧固件虽小，但却是不可缺少的，材料的质量对工厂的安全起到至关重要的作用，很多时候的事故就是由这不起眼的一片垫片选择有问题，或者螺栓强度不够引起的。
3.1 硫酸管道选材
95-98%浓硫酸管线操作温度在20度，操作压力在0.2MPa，腐蚀裕量取1.5，管道材质使用20#。对于普通碳钢管来说，对于流速限制要求严格，由于碳钢在硫酸中的抗腐蚀性取决于其表面生成的一层硫酸亚铁保护膜，当这层保护膜被破坏时，其抗腐蚀能力大大下降，结果是腐蚀速率急剧增加。为了保护这层保护膜，应严格限制硫酸的流速，相同的对于浓硫酸这种介质来说，如果温度不同，有伴热，那需要重新考量材料的选取，可选择不锈钢，在操作温度29度，操作压力2.0MPa下，硫酸的腐蚀裕量达到3，相应管道材料可选用316L。当硫酸浓度大于98%时，304L的耐腐蚀性比20#合金还好，特别是在100度左右的浓硫酸中，含钼会降低钢材在强氧化性介质中的耐腐蚀性。
3.2 盐酸管道选材
百分之三十和百分之十五的盐酸取用PP材料的管道，外包裹玻璃钢，在选取时我们首先要考虑聚丙烯的材料特性。FRP/PP复合管道是由聚丙烯管作内衬，玻璃钢作外增强层，经机械缠绕工艺复合制成。具有耐腐蚀性能好、耐温性好（-15～100℃）、耐高压、可设计性强、抗冲击性能良好、流体阻力小、无电化学腐蚀、无毒、投资省、安装方便等优点、可广泛用于油田、化工、机械、冶金、轻工、电力、矿山等行业，还由于PP的无毒性，可应用于食品、制药等领域。
3.3 管道阀门的选择
在流体管道系统中，阀门是控制元件，其主要作用是隔离设备和管道系统、调节流量、防止回流、调节和排泄压力。由于管道系统选择最适合的阀门显得非常重要，所以，了解阀门的特性及选择阀门的步骤和依据也变得至关重要起来。化工用阀门有四个特点：（1）种类、规格、形式繁多；（2）所处的工作条件复杂、严酷；（3）自身结构复杂，技术要求高，制造困难，故有小型设备之称；（4）地位重要但又是管道中最薄弱环节。（易发生泄漏）这些特点使设计选型、选材和制造都很困难，因此，阀门选用（包括类型、材质、形式等）是否得当，阀门制造质量的优劣，将直接影响装置的运行，甚至危及工厂的操作人员的生命安全。另外，在各类化工、石化、石油天然气装置中，管道材料费用约占项目总投资的15-20%，而阀门又占管道材料费用的40-50%。因此无论从使用角度还是经济角度看，阀门的选用与采购，必然会受到投资方或承包方的高度重视。
