化工材料种类

化工材料由于化工生产的物料和工艺条件各不相同，因而化工材料的品种繁多，型号、规格复杂，既包括一般工程材料，也包括化工装置专用的具有特殊性能、特殊用途的材料。化工材料分为金属材料和非金属材料两大类。化工用金属材料又可分为黑色金属材料和有色金属材料。黑色金属材料主要指铁和钢，多数化工机械设备是用铸铁和碳钢制成的。高合金铁、高合金钢（如高硅铁、高镍铁和各类不锈钢）以及镍、铜、铝、钛、锆及其合金，也广泛应用于化工生产中。非金属材料在化工中的使用日益广泛，主要有塑料、橡胶、玻璃、陶瓷、搪瓷、不透性石墨等类。塑料发展迅速，耐蚀性优良，应用**广泛；不透性石墨既耐热、耐酸、还具有高热导率，用量也较多；陶瓷、玻璃等耐酸性良好，但性脆，又不能制成大体积设备，所以其本身用途有限，但可用化工材料塑料类来搪、衬金属表面，制成耐蚀的搪瓷设备，搪（或衬）玻璃的槽、罐等。在金属与非金属之间，还有一种非晶质（态）合金，具有过冷液体的结构，耐蚀性很强，有些接近钽和**，是一种发展中的材料。为了利用不同材料的优点，还发展了多种复合材料，其中有：①金属与金属复合，如夹层金属板，利用高强度、低耐蚀的材料（如碳钢、铝合金）作底层，耐蚀性较高的材料（如纯铝、镍、钛、不锈钢等）作接触腐蚀介质的表层。②非金属与非金属复合，如增强塑料。③非金属与金属复合，如合金陶瓷，既有一定强度，又能耐高温。机械性能化工机械一般都承受一定压力、拉力或冲击力，故化工材料首先须满足机械性能的要求，主要是抗拉强度、屈服强度、冲击强度、蠕变强度、弹性模数、伸长率、硬度、疲劳极限等。化工机械又多在强腐蚀环境和介质中运转，如采用手册中的强度标准值（或称名义强度，即在空气中试验的平均值），有时会在应力远低于**值时损坏，在可能产生应力腐蚀破裂或腐蚀疲劳的环境中尤其如此（见腐蚀和防腐），故对可能产生应力腐蚀破裂的环境，考虑采用应力腐蚀破裂临界强度值。耐腐蚀性相对概念不同材料对于各种腐蚀环境具不同的耐蚀性，所谓优良耐蚀材料只是相对的概念。例如：一般认为不锈钢是优于普通碳钢的耐蚀材料，但这只是在大气、水和氧化性环境中才如此；在还原性酸中，两者同样被腐蚀；在70%以上的浓硫酸中，碳钢比不锈钢好；在含有氯离子的水中，奥氏体不锈钢可能产生应力腐蚀破裂，而碳钢却没有这种危险。通常在手册中载有各种材料在各种环境中（酸、碱、盐、气体、无机物、有机溶剂、大气、土壤、水、海水、工业产品、食品及植物油等）的腐蚀数据，如手册中没有所需数据，则应进行腐蚀试验。评定标准金属耐蚀性的评定标准，按均匀腐蚀率大小分四个等级。对于精密部件和高压、有危险性的设备应用腐蚀率极低的一级材料，一般容器、设备等则可用二三级材料，适当增加壁厚，可保证较长寿命。对于金属材料，不仅要注意均匀腐蚀，更应注意局部腐蚀。当手册上指出这种“材料-环境”体系有产生孔蚀、晶间腐蚀，应力腐蚀破裂的可能时，则避免采用，或采取必要的防护措施。非金属迄今还没有很好的评定方法，对于玻璃、陶瓷、石墨等可以参用金属标准。而塑料和橡胶的适用标准可参考下列数字：抗弯强度的下降要小于25%；重量或尺寸变化要小于5%；硬度（洛氏M）变化要小于30%。环保安全在选材中还必须考虑材料与环境的反应是否对环境或生产造成不利的影响，如是否会污染产品质量，影响工序流程，产生副反应，降低收率，甚至引起火灾、爆炸等。如有些材料腐蚀率虽然很低，但能使产品的色、香、味变质，甚至产生毒性（如微量铅化合物），这对于食品、医药、纤维、化妆品类的工业，就**不能使用