化学设备的通用材料
化学生产过程的过程条件非常复杂，压力从真空到高压甚至超高压力不等。温度从深冷到高温不等；该培养基具有腐蚀性，易燃，爆炸性，毒性甚至剧毒。
为了确保化学设备的安全运行，该设计对选定化学设备材料的可靠性有很高的要求。化学设备的常用材料可以分为两类：金属和非金属。其中，金属材料是最常用的。选择材料时需要考虑许多因素。
材料的一般要求如下：
①它应该具有足够的强度和刚度；良好的可塑性和韧性。
②它在其所在的介质中具有一定的腐蚀性。
③良好的处理技术性能
④有广泛的资源，足够的供应以及经济和合理的。
01
机械性能
机械性能是指在外力和变形过程中材料的特性。材料的机械性能是通过实验测量的。
强度
强度是指材料在外力下抵抗损害的能力。
材料在室温下的强度指数是产量极限和强度极限。当材料在外部力下开始塑性变形时，产量极限A是最小应力值（MPA）。强度极限A是材料在外力下破裂之前可以承受的最大应力值（MPA）。
这两个强度指标是在室温下工作时确定材料允许应力的基础。当金属材料长时间在高温和恒定负载下工作时，它们会经历慢速塑性变形，这称为材料的“高温蠕变”。
刚度是指材料在外力下抵抗变形的能力。
③稳定性
稳定性是指成员在外力作用下保持其原始平衡状态的能力。材料的稳定性参数是弹性模量E和泊松比u。
可塑性是指材料在被外力破坏之前可以承受的塑性变形能力。伸长和横截面收缩是材料的可塑性指标。
⑤会
断裂韧性和影响韧性都是材料的韧性指标。断裂韧性K是指材料不产生断裂时应具有的应力强度因子，并且是强度和可塑性的全面指示。
⑥硬度
硬度是一种衡量金属材料硬度和硬度的性能参数。它代表了金属材料在表面局部体积内抵抗弹性变形，塑性变形和破裂的能力。根据测试方法，硬度指数不同。
02
物理特性
材料的物理特性包括密度，熔点，热膨胀，导热率，电导率，磁性特性，弹性等。这些特性必须满足设计参数的要求，例如往复机械，旋转机械和热交换设备。
03
化学特性
这里金属材料的化学性质主要是指该材料所在的介质中的化学稳定性。制造设备的材料在工作过程中不应污染培养基，并且具有足够的耐腐蚀性。
04
过程性能
金属的过程性能是指可以处理的材料的性能，即铸造，锻造，焊接性，切割处理性能，热处理性能和冷弯曲性能的处理过程性能。
材料分类
工程材料是指全部材料，包括金属材料，有机聚合物材料（树脂）和无机非金属材料（包括陶瓷材料）。制造化学设备的主要材料是金属材料。
金属材料的分类
金属材料分为两类：亚铁金属和非有产金属。
亚铁金属是钢的一般术语，亚铁金属被分为生铁和钢。
生铁可以分为钢铁生铁，铸铁和合金生铁。
钢可以分为碳钢和合金钢。
非有产金属包括铜，铝，铅，镍，钛等及其合金。钢和铁是铁和碳的合金。
铁碳合金由约95％的Fe元素，0.05％至4％C元素组成，在矿石和冶炼过程中掺入约1％的杂质。这些杂质主要是MN，SI，S，P，O，N，H和其他元素。
钢和铁被化学成分划分。
碳含量为0.02％至2％的钢为;
具有碳含量的铸铁大于2％（当C> 4.3％时无用值。
工业纯铁（很少使用）是碳含量小于0.02％。
碳含量对钢的机械性能有决定性的影响。
一般而言，碳含量的增加将增加钢的强度和硬度，并降低可塑性和韧性。
钢铁是行业中最广泛使用的。有很多方法可以对钢进行分类。有分类方法，例如化学成分，质量，冶炼方法，金属结构和使用。
根据化学成分，可以分为：
碳钢和合金钢。
根据质量，它可以分为：
普通钢（s≤0.050％，p≤0.050％），
高质量钢（s≤0.040％，p≤0.040％）和
高质量钢（s≤0.02％～0.03％，p≤0.03％～0.035％）。
当通过冶炼方法分类时，它可以分为：
宽炉钢，转换器钢，电炉钢；
根据脱氧和浇注系统的程度，它进一步分为：
平静的钢（完全脱氧，高质量，价格高），
沸腾的钢（符号F，不完整的脱氧，质量差，价格低），
半卡尔姆钢（符号B，前两个之间的性能特征）。
根据金属结构的分类，可以分为：
铁氧体钢，奥氏体钢等
它也可以根据热处理方法进行进一步分类，例如在退火状态下的钢，处于归一化状态的钢，钢的相变钢，而没有相变或部分相变，等等。
根据目的，可以将其分为：
用于建筑和工程，结构钢，工具钢，特殊性能钢和专业钢的钢。例如用于桥梁的钢（Q），用于锅炉的钢（g），用于容器的钢（R），用于焊接杆（H）的钢，等等。
根据国际标准（/1，/2）制定了我国家的“钢类分类”国家标准（GB/-9p）。
第1部分，通过化学组成；
第二部分按主质量水平，主要性能和使用特性进行分类。
化学工业中常用的非金属材料
根据其化学特征，材料通常分为两类：无机材料和有机材料。
1。无机非金属材料
传统的无机非金属材料主要是指四类：陶瓷，玻璃，水泥和难治材料。由于这四种材料的化学成分是硅酸盐，因此也称为硅酸盐材料，并且由于陶瓷材料的历史。它具有悠久的历史，最广泛使用，也通常称为陶瓷材料。
自1940年代以来，随着科学技术的发展，传统的硅酸盐材料技术已逐渐发展为新的无机非金属材料科学与工程。
在这个领域，开发工作是活跃的，并且位于整个材料科学和工程开发的最前沿，尤其是关于先进陶瓷，无定形材料，人造镜头和无机涂料的研究。
无机非金属材料通常对腐蚀，脆性质量具有抵抗力，并且对温度的急剧变化不抗性，并且不能机械地处理。
01
化学陶瓷
陶瓷材料具有良好的特性，例如化学惰性，高温耐药性，耐蠕变性和耐磨性，以及它们之间的机械，电气，声学，光，光，热，磁性，弹性和耦合性能越来越受到人们的重视。
从广义上讲，陶瓷材料包括传统陶瓷，无机涂料材料（搪瓷），无定形材料（玻璃）等，除了氢氟酸和强碱外，它们通常具有耐腐蚀性。
它主要用于化学工业的氯和盐酸工业。陶瓷瓷砖，木板和其他材料可用于设备衬里；陶瓷还可以用作酸和碱性腐蚀，高温，磨损或热绝缘（例如氧化锆）涂料材料，以实现提高设备效率或延长寿命的目的。
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化学搪瓷
搪瓷是通过在金属基板上涂上瓷釉并在高温下烧结而制成的。大多数应用包括耐酸的搪瓷（使用钢板或铸铁作为基本材料，也称为玻璃衬里），微晶搪瓷（使用钢，不锈钢或耐热合金板作为基本材料），远 - 红外辐射搪瓷和高温搪瓷（使用不锈钢或耐热合金板是基本材料）。
搪瓷具有良好的耐腐蚀性，机械性能和电绝缘性能。可用于搪瓷设备或衬里。其中，耐酸搪瓷具有良好的物理特性，并且可以承受各种化学介质的腐蚀。它适用于制作反应罐，聚合水壶，蒸发罐，冷凝器，分馏塔，储罐，耐酸泵，阀，搅拌器半吹干，管道等。
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铸石
隔膜铸造的石材融化后可以铸造成盘子和砖块。主要用作设备衬里。
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玻璃
化学工业中常用的眼镜主要包括具有耐热性的硼玻璃。高铝玻璃，具有耐热性和耐腐蚀性。它可以用作管道，管道配件，隔膜阀，视觉镜，液位量表等。
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非透明的石墨
石墨材料包括天然石墨和人工石墨。
天然石墨矿物质杂质的内容较大，并且不容易选择。它们可以用作表面涂层和胶体润滑剂。
人造石墨由由特殊加工（例如有机材料的碳化和石墨化）制成的不渗透石墨制成，并由普通的人造石墨产物制成，作为基质，用树脂浸入矩阵中，或用石墨粉粉填充毛孔和树脂作为粘结。封盖剂，按压或铸造，也称为塑料石墨。
不可渗透的石墨具有上等耐腐蚀性，良好的导热性，小线性膨胀系数，强烈的热冲击电阻和良好的加工性能的特征；但是它的强度很低钢材的冷弯性能指标，很脆。它通常用于化学设备中，例如块，管和径向石墨热交换器，落下的膜石墨吸收器，浓硫酸石墨稀释液，石墨盐酸合成炉，耐腐蚀管道，管道和床板，床单，石墨爆炸 - 爆炸 - 爆炸 - 证明纸，等等。
不可渗透石墨的化学特性随浸渍树脂的特性而变化。除了强氧化培养基和强碱外，酚类浸渍石墨还可以承受各种有机酸，无机酸，盐溶液和各种有机溶剂的腐蚀。浸渍的呋喃树脂可以对碱和强氧化酸更具耐药性。聚二氟乙烯浸渍石墨可以承受各种培养基的腐蚀。
2。有机聚合物材料
有机聚合物材料具有良好的成型加工性，耐腐蚀性和低密度；但通常对高温，氧化培养基的腐蚀和溶剂腐蚀不抗性。
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工程塑料
塑料具有一定的强度，易于处理和霉菌，并且具有良好的焊接性能；但是它们具有较小的导热率，较大的线性膨胀系数（大约是钢的10倍），低冲击韧性和耐热性较差。许多塑料具有低摩擦因素和良好的耐磨性。和自润滑。
一般而言，塑料不会与许多物质（例如酸钢材的冷弯性能指标，碱，盐，油和水）进行化学反应，但会侵蚀一些塑料。
根据其机械性能，有硬质塑料，例如聚碳酸盐，聚酰胺，多硫酮等。硬质塑料，例如多形甲醛，环氧增强塑料等；硬质塑料，例如聚苯乙烯，酚类塑料，有机玻璃等；柔软而坚硬的塑料，例如聚乙烯，聚氯乙烯等。
刚性聚氯乙烯塑料可用于低（正常）压力管道和设备；聚乙烯基塑料具有出色的绝缘，防水和化学稳定性，可用作管道，管道配件，阀门，泵等的材料，或用作衬里和抗腐蚀涂层。 ;耐酸的酚类塑料聚氟乙烯塑料可用作耐腐蚀和高温密封组件。 FRP具有高强度，耐腐蚀性和良好的过程性能。
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橡皮
橡胶可以分为两类：天然和合成。它们的共同特征是高弹性，较小的永久变形，良好的能量存储等。
橡胶主要用于化学工业的动态和静态密封。例如，作为各种油封，衬套，垫圈等，它用于密封轴，管道和容器法兰。它也可以与其他材料（金属，纤维）结合在一起，并用作变速器软管，输送磁带，三角带等。
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涂层
油漆包括各种抗腐蚀涂料，塑料涂料（聚乙烯，聚氯乙烯）等，它们用作设备的抗腐蚀涂料。
选择化学设备材料的原理
GB150-1998“钢压力容器”“压力容器安全技术监督法规”
HGJ15-89“有关钢化学容器材料选择的法规”
a）碳钢用于介质腐蚀不良的正常和低压容器中，或壁厚较小的中压容器；
b）低合金钢，用于培养基腐蚀不良的中压和高压容器；
c）在介电具有高度腐蚀性的情况下使用不锈钢；
d）在高温情况下使用耐热钢
e）在易于发生晶间腐蚀的情况下，无法使用奥氏体不锈钢；
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