第一节 化工设备常用材料
材料是构成化工设备的物质基础，要正确设计制造化工设备，合理选用材料是至关重要的。现代化的化工生产工艺过程是非常复杂的，工艺条件又是多种多样的，反应温度从低温到高温；压力从真空到超高压；物料有易燃、易爆、剧毒或强腐蚀等。为确保化工设备长期、稳定、安全地运行，在设计制造化工设备时，必须合理选择材料，保证所使用的材料具有足够的强度、良好的高温力学性能或低温性能，满足材料的防腐蚀要求等。
化工设备常用材料的种类繁多，大致可分为金属材料、非金属材料和纳米材料三大类，其中金属材料是最常用的化工设备材料。金属材料包括铁或以铁为主的合金及有色金属及其合金；非金属材料由于其独特的优越性，在一些特殊场合下使用，包括耐火、隔热、耐腐蚀及陶瓷材料等；纳米材料具有较高的强度、较强的耐腐蚀性、很好的绝缘性等，是近年来发展迅速的一类工程材料。选用材料一般有如下要求：
（1）材料品种应符合我国资源和供应情况。
（2）材质可靠，能保证使用寿命。
（3）足够的强度，良好的塑性和韧性，耐腐蚀。
（4）便于制造加工，焊接性能良好。
（5）性价比尽量高。
一、金属材料
在工业上使用的金属材料一般不是纯金属，而是合金。合金是一种金属与其他金属或非金属熔合在一起的金属材料。铁与碳及少量其他元素熔合的合金为铁碳合金。
1.碳钢
碳钢是含碳量小于2.11%的铁碳合金。除了铁和碳外，碳钢还含有少量的磷、硫、硅、锰等其他杂质元素。其中硫易使碳钢发生热裂，也易使焊缝处发生热裂；磷可以提高钢材的强度和硬度，同时也降低钢的塑形和韧性，使低温工作的碳钢零件冲击韧度很低，脆性很大。因此硫、磷是有害杂质。硫、磷含量越小，碳钢的品质越好，依此碳钢分为两类：普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。根据碳钢的用途又可分为制造机器设备的结构钢和制造刃具、量具等的工具钢及特殊用途钢，如锅炉钢、容器用钢等。
（1）普通碳素结构钢。普通碳素结构钢含碳量较低，杂质含量较高，是质量不高的碳钢，具有一定的力学性能。这种钢价廉，广泛用于要求不高的金属结构和机械零件。国家标准规定，这类钢材按保证力学性能供应，并按屈服点将其分成不同的牌号。每种牌号又按质量分为A、B、C、D四级。A级、B级为普通钢，C级、D级为优质钢。普通碳素结构钢牌号举例：
普通碳素结构钢的常用牌号是Q195、Q215、Q235、Q255、Q275。其中Q195、Q215可用于承受轻载的零件，Q235、Q275可用于制造螺栓、螺母等。
在化工设备中应用最多的是Q235碳素结构钢，它属于低碳钢，具有良好的塑性和韧性，Q235A是最常用的钢号，其板材可以用于制造常温低压压力容器的壳体，钢板执行GB/T 3274—2007标准，板材厚度3～40mm，常温下屈服强度为235MPa，抗拉强度为375MPa，在100℃下的许用应力为113MPa。棒料常用于制造连接件，如螺栓、螺母和支架等。
（2）优质碳素结构钢。优质碳素结构钢在供货时，除保证钢材的力学性能和化学成分外，还对硫、磷的含量严格控制，品质较高，多用于重要的零件，应用非常广泛。依据含碳量的不同，这种钢可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
①低碳钢。含碳量小于或等于0.25%，钢的强度较低，但塑性好，焊接性能好，在化工设备中广泛使用。
②中碳钢。含碳量为0.25%～0.60%，强度、硬度高，塑性、韧性稍差；焊接性能较差，不宜用于制造化工设备壳体，多用于制造传动设备的零件。
③高碳钢。含碳量大于0.60%，它的强度和硬度均较高，塑性、焊接性差，不适于制造化工设备，常用来制造弹簧、刃具及钢丝绳等。
优质碳素结构钢根据含锰量不同，又可分为普通含锰量优质碳素钢和较高含锰量优质碳素钢。锰可以改善钢的热处理性能。优质碳素结构钢的牌号是两位数字，表示含碳量的万分数。例如20钢，表示平均含碳量为0.20%的钢。如果优质碳素结构钢中含锰量较高，则在两位数字后标以汉字锰或元素符号Mn。例如，20Mn表示较高含锰量优质碳素钢。特殊用途钢，规定在数字后加注字母。R为容器用钢，20R表示含碳量0.20%，普通含锰量的容器用优质碳素结构钢。
20R板材可以用于制造高压压力容器的壳体，钢板执行GB 713—2014标准，板材厚度6～100mm，常温下屈服强度为245MPa，抗拉强度为400MPa，在100℃下的许用应力为132MPa。
2.合金钢
随着科学技术和工业的发展，对材料提出了更高的要求，如更高的强度，抗高温、高压、低温、耐腐蚀、磨损以及其他特殊物理和化学性能的要求，碳钢已不能完全满足要求。
碳钢在性能上主要有以下几方面的不足：
①透性低，一般情况下，碳钢水淬的最大淬透直径只有10～20mm。
②屈服强度比较低，如普通碳钢Q235钢的屈服强度为235MPa，而低合金结构钢16Mn的屈服强度则为360MPa以上。
③回火稳定性差，故碳钢在进行调质处理时，为了保证较高的强度，需采用较低的回火温度，这样钢的韧性就偏低；为了保证较好的韧性，采用高的回火温度时强度又偏低，所以碳钢的综合力学性能水平不高。
④不能满足特殊性能的要求。碳钢在抗氧化、耐蚀、耐热、耐低温、耐磨损及特殊电磁性等方面往往较差，不能满足特殊使用性能的需求。
为了改善碳钢的力学性能和耐腐蚀性能，向钢中加入少量合金元素，如铬、镍、钛、锰、钼、钒等，所得到的钢统称为合金钢。化工设备生产中常用的主要类型有低合金结构钢、压力容器用钢、合金结构钢及低温用钢等。
（1）低合金结构钢。低合金结构钢由含碳量较低（含碳量小于0.20%）的碳素钢加入少量合金元素（锰、钒、铌、镍、铬、钼等）熔合而成，合金元素的含量一般小于5%。由于合金元素的作用，改善了低合金结构钢的综合力学性能和加工性能，如可焊性、冷加工性能得到改善，低温性能和中温性能比碳素钢好，在化工设备及压力容器上应用广泛。
新国家标准中采用普通碳素结构钢的牌号表示方法，来表示低合金钢中的低合金高强度结构钢的牌号，其牌号有Q295、Q345、Q390、Q420和Q460。另外，以化学元素符号表示含有何种合金元素，合金元素后面的数字表示该元素含量的百分数，当合金元素含量小于1.5%时不标数字，平均含量为1.5%～2.5%、2.5%～3.5%……时，则相应标注2、3……例如， 16MnR表示含碳量为0.16%左右，含锰量小于1.5%的压力容器用低合金结构钢。16Mn对应于Q345，15MnVN对应于Q420。
常用低合金结构钢有以下几种：
①16Mn是我国低合金高强钢中用量最多、产量最大的钢种。强度比普通碳素结构钢Q235高20%～30%，耐大气腐蚀性能高20%～38%。
②15MnVN是中等级别强度钢中使用最多的钢种。强度较高，且韧性、焊接性及低温韧性也较好，被广泛用于制造桥梁、锅炉、船舶等大型结构。
③强度级别超过500MPa后铁素体和珠光体组织难以满足要求，于是发展了低碳贝氏体钢。加入Cr、Mo、Mn、B等元素，有利于空冷条件下得到贝氏体组织，使强度更高，塑性、焊接性能也较好，多用于高压锅炉等高压容器。
（2）压力容器用钢。压力容器用钢广泛应用于石油、化工、电站锅炉等行业，适用于制作容器的壳体、封头和板状构件等，如反应器、换热器、液化气罐、水电站设备等。压力容器用钢板关系到生命财产安全，技术要求高，生产难度大，属于执行强制性标准的重要产品。
压力容器用钢常处在高温、高压或低温下运行，对材料性能要求很高。例如，要求材料具有较高的强度；良好的塑性、韧性和冷弯性能；较低的缺口敏感性；良好的焊接性能；良好的冶炼质量及良好的加工工艺性能等。压力容器用钢材料品种很多，这里主要介绍制造压力容器筒体等承压构件的常用板材。
压力容器钢板的牌号，对于碳素钢和低合金钢，其牌号用屈服强度值和“屈”字、压力容器“容”字的汉语拼音首字母表示，例如：Q245R、Q345R、Q370R；对于钼、铬—钼高合金钢，其牌号用平均含碳量和合金元素字母、压力容器“容”字的汉语拼音首字母表示，如14CrlMoR、12Cr2MolR、12CrlMoVR、13MnNiMoR、18MnMoNbR、15CrMoR。
以下介绍几种常用锅炉及压力容器钢板。
①Q345R 是锅炉和压力容器中应用最为广泛、使用量最大的钢板之一，广泛应用于制造单层卷焊容器、多层包扎容器、整体多层夹紧容器、热套容器和球形容器。该钢板执行GB 713—2014标准，板材厚度16～100mm，常温下屈服强度为355MPa，抗拉强度为570MPa，在100℃下的许用应力为185MPa。
②Q370R（15MnNR）主要用于生产球形容器、大型塔器和热套容器。该钢板执行GB 713—2014标准，板材厚度36～60mm，常温下屈服强度为400MPa，抗拉强度为530MPa，在100℃下的许用应力为177MPa。
③Q420R（18MnMoNbR）用于氨合成塔和尿素合成塔单层厚壁容器，该钢板执行GB 713—2014标准，板材厚度16～100mm，常温下屈服强度为410MPa，抗拉强度为590MPa，在100℃下的许用应力为190MPa。
④13MnNiMoR 用于单层卷焊厚壁压力容器，该钢板执行GB 6654—1996标准，板材厚度16～120mm，常温下屈服强度为380MPa，抗拉强度为575MPa，在100℃下的许用应力为172MPa。
（3）合金结构钢。合金结构钢的牌号是以前面两位数字表示含碳量的万分数，或以前面一位数字表示含碳量的千分数；以化学元素符号表示含有何种合金元素，合金元素后面的数字表示该元素含量的百分数。化工设备使用的合金结构钢主要是不锈耐酸钢和耐热钢。
①不锈耐酸钢。不锈耐酸钢是不锈钢和耐酸钢的总称。不锈钢是在大气、水及较弱腐蚀性介质中耐腐蚀的钢，不锈耐酸钢是指能抵抗酸及强腐蚀介质的钢，耐酸钢同时是不锈钢。
不锈耐酸钢中的主要合金元素是铬、镍、钼、钛，它们对钢的性能影响为：
a.铬是不锈耐酸钢中起耐腐蚀作用的主要元素。钢只有在含铬量为12%以上时才有耐蚀性，不锈耐酸钢的平均含铬量都在13%以上。但含铬量不能超过30%，否则会降低钢的韧性。
b.镍可扩大不锈耐酸钢的耐蚀范围，特别是提高耐碱能力。化工设备生产中广泛使用的含铬18%、含镍8%的不锈耐酸钢具有良好的耐腐蚀性，习惯上称为18-8型不锈钢。
c.钼能提高不锈耐酸钢对氯离子的抗蚀能力，钼还可提高钢的耐热性能。
d.钛能提高不锈耐酸钢抵抗晶间腐蚀的能力。
含碳量越低，不锈耐酸钢的耐蚀性越强。为了提高耐蚀性，含碳量应小于0.03%～0.06%，如果对耐蚀性有更高要求，则可采用含碳量小于0.01%～0.03%的超低碳不锈钢。现在正向含碳量小于0.01%超低碳不锈钢方向发展，以适应不断提高的耐蚀性要求。
不锈钢的牌号采用两位数字（或一位数字）表示含碳量，后加合金元素符号（或汉字），再加表示合金元素含量百分数的数字。由于这种钢的含碳量很低，其含碳量以千分数表示。合金元素含量为1%～1.5%时省略不标。例如，不锈钢1Cr13，表示含碳量为0.10%，平均含铬量为13%。当含碳量为0.03%～0.10%时，含碳量用“0”表示，当含碳量小于或等于0.03%时，用“00”表示。例如，0Cr18Ni9Ti钢，00Cr18Ni9Ti钢。不锈耐酸钢的应用举例见表1-1。
表1-1 几种常用的不锈耐酸钢
②耐热钢。在高温条件下，具有抗氧化性和足够的高温强度以及良好的耐热性能的钢称作耐热钢。
为了抵抗高温蠕变、高温氧化等而发展起来的耐热钢，与碳素结构钢相比，在使用温度大于350℃时，无显著的蠕变（具有抗热性），在570℃以上不发生氧化现象（具有热稳定性）。钢中熔入铬、铝、硅可提高热稳定性，熔入镍、铝、钨、钒等可提高钢的抗热性。耐热钢包括抗氧化钢（或称高温不起皮钢）和热强钢两类。
耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门中在高温下工作的零部件。这些部件除要求高温强度和抗高温氧化腐蚀外，根据用途不同还要求具有足够的韧性、良好的可加工性和焊接性及一定的组织稳定性。此外，还发展出一些新的低铬镍抗氧化钢种。
（4）低温用钢。我国通常将温度低于或等于-20℃称为低温。通常将各种液化石油气、液氨、液氮等生产、储存容器和输送管道以及在寒冷地区工作的容器，称为低温容器，制造这些设备所用的钢，称为低温用钢。
对于低温用钢的技术要求，首先要保证在使用温度下具有足够的冲击韧性值，从断裂力学的观点考虑，要求材料在使用温度下具有足够的抗脆性开裂的能力。在特殊的重要结构上，为防止意外事故发生，还要求材料具有抗脆性裂纹扩展的止裂性能。低温用钢一般要求在低温下具有足够的强度和充分的韧性，具有良好的工艺性能、加工性能和耐腐蚀性等，其中低温韧性，即低温下防止脆性破坏发生和扩展的能力是最重要的因素。低温用钢一般分为无镍钢和有镍钢，有镍钢从2.5Ni钢一直到9Ni钢，9Ni钢的最低使用温度可以到-196℃。
3.铸铁
铸铁是含碳量为2%～4.5%的铁碳合金。在工业生产中，因冶炼、原材料等因素，铸铁成分中一般还含有硅、锰、磷、硫等元素，所以实际应用的铸铁是以铁、碳、硅为主的多元铁基合金。铸铁与钢在化学成分上的主要区别是前者的碳、硅以及杂质元素磷、硫含量较高。铸铁的生产成本较低，具有优良的减震性、较好的耐磨性、良好的铸造工艺性和切削加工性。按照石墨的形态不同，铸铁可分为灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、耐蚀铸铁及热铸铁等。
（1）灰铸铁。碳元素以片状的石墨存在，石墨割裂了铸铁基体，使灰铸铁的抗拉强度和塑性比钢低很多，但抗压强度并不降低。石墨的存在还使灰铸铁具有良好的耐磨性、减震性、铸造性能和切削性能。灰铸铁常用于制造机座、带轮、不重要的齿轮、烧碱大锅、淡盐水泵等，灰铸铁还可以用来制造常压容器，使用温度在-15～250℃之间，并且不允许用来储存剧毒或易燃的物料。灰铸铁牌号由“灰铁”两字的汉语拼音首字母“HT”及后面的一组数字组成，数字表示最低强度极限。例如，HTl50表示灰铸铁，其强度极限为150MPa。
（2）球墨铸铁。碳在铸铁基体中以球状石墨存在，它的强度和塑性比灰铸铁高，综合力学性能接近于钢，可以代替钢制造一些机械零件，如曲轴、阀门等。球墨铸铁以“QT”为首（“球铁”两字汉语拼音首字母），后面的两组数字表示强度极限和伸长率，如QT400-18。
（3）可锻铸铁。铸铁中的石墨呈团絮状，与灰铸铁相比有较高的强度、塑性和韧性。因其有一定的塑性变形能力，故得名可锻铸铁，实际上可锻铸铁并不能锻造。
（4）耐蚀铸铁和热铸铁。在铸铁中加入适量的合金元素后形成具有耐蚀、耐热性能的铸铁，如加入硅形成的耐蚀铸铁、加入铬形成的耐热铸铁等，常用于铸造化工机械的泵、阀门等。
4.有色金属及合金
在化工生产中，由于腐蚀、低温、高温、高压等特殊工艺条件的要求，设备的材料也经常用有色金属及其合金。常用的有铝、铜、钛、铅及其合金材料等。
（1）铝及其合金。铝密度小，导电性、导热性好，塑性好，但强度低，铝压力加工性能好，还可以焊接和切削。铝能耐硝酸、乙酸（醋酸）、碳酸氢铵及尿素的腐蚀。纯铝中高纯铝L01、L02可以用来制造浓硝酸设备；工业纯铝L2、L3、L4等用来制造热交换器、塔、储罐、深冷设备及防止污染产品的设备。铝合金中最常用的是铝与硅、镁、锰、铜、锌等组成的合金。铝合金的强度比纯铝高得多。在化工中用得较多的是铸造铝合金和防锈铝。铸造铝合金可以制作泵、阀、离心机等。防锈铝的耐蚀性好，常用来制作与液体介质相接触的零件和深冷设备中液气吸附过滤器、分离塔等。纯铝和铝合金最高使用温度为150℃，低温时铝和铝合金韧性不降低，适宜制造低温设备。
（2）铜及其合金。铜具有很高的导热性、导电性和塑性。在低温下可保持较高的塑性和韧性，多用于深冷设备和换热器。铜在大气、水及中性盐、苛性碱中都相当稳定；在稀的和中等浓度的盐酸、乙酸、氢氟酸及其他非氧化性酸中也有较高的耐蚀性；在氨及铵盐中不耐蚀。
铜与锌的合金称为黄铜。它的铸造性好，强度比纯铜高。化工上常用的牌号有H80、H68等（H后的数字表示平均含铜量的百分数）。
铜与锡、铅、铝、锑等组合成的合金统称青铜。它具有较高的耐蚀性和耐磨性，常用来制造耐蚀和耐磨的零件。
（3）钛及其合金。纯钛密度为4.51g/cm3，约为钢或镍合金的一半，其强度高于铝合金及高合金钢，导热系数小，是低碳钢的1/5，铜的1/25，无磁性，在很强的磁场中不被磁化，无毒且与人体组织及血液有很好的相容性，受到机械振动及电振动后，与钢、铜相比，其自身振动衰减时间最长，因熔点高，使得钛被列为耐高温金属，可在低温下保持良好的韧性及塑性，是低温容器的理想材料，化学性质非常活泼，在高温下容易与碳、氢、氮及氧发生反应，在空气中或含氧的介质中，钛表面生成一层致密的、附着力强的、惰性大的氧化膜，保护钛基体不被腐蚀。
在钛中添加锰、铝或铬、钒等金属元素，能获得性能优良的钛合金。合金的强度比纯钛高，耐热性能更好，钛及其合金是很有发展前途的材料，但目前价格较贵。
由于钛及其合金具有优良的耐腐蚀性、力学性能和工艺性能，被广泛地应用于国民经济的许多部门，特别是在化工设备生产中，用钛代替不锈镍基合金和其他稀有金属作为耐腐蚀材料，已成为制造化工设备的理想材料，例如，氯碱工业中用钛制造金属阳极电解槽、湿氯冷却器、脱氯塔、冷却洗涤塔，苯酚生产装置中用钛制造的中和反应釜、盘管冷却器和搅拌器轴套等。
（4）铅及其合金。铅强度低，硬度低，不耐磨，非常软，不适于单独制造化工设备，只能作为设备衬里。铅耐硫酸，特别在含有H2、SO2的大气中具有极高的耐蚀性，不耐甲酸、乙酸、硝酸和碱溶液等腐蚀。
铅与锑的合金称为硬铅，强度、硬度都比纯铅高，化工上用它制造输送硫酸的泵、阀门、管道等。
二、非金属材料
在化工设备生产中，由于非金属材料具有优良的耐腐蚀性而获得广泛使用。非金属材料包括除金属材料以外的所有材料，依其组成分为无机非金属材料、有机非金属材料两大类。
1.无机非金属材料
无机非金属材料的主要化学成分是硅酸盐。主要用于化工设备生产中的有化工陶瓷、化工搪瓷、玻璃和辉绿岩铸石等。
（1）化工陶瓷。化工陶瓷由黏土、瘠性材料和助熔剂用水混合后经过干燥和高温焙烧而成。其表面光亮，断面像致密的石质材料。化工陶瓷具有良好的耐蚀性，除氢氟酸和含氟的其他介质以及热浓磷酸和碱液外，能耐几乎所有化学介质如热浓硝酸、硫酸甚至“王水”的腐蚀。化工陶瓷是化工设备生产中常用的耐蚀材料，许多设备都用它制作耐酸衬里，还可以用于制造塔器、容器、管道、泵、阀等化工生产设备和腐蚀介质输送设备。但是，由于化工陶瓷是脆性材料，其抗拉强度低，冲击韧性差，热稳定性差，在使用时应防止撞击、振动、骤冷、骤热等，以避免脆性破裂。
（2）化工搪瓷。化工搪瓷是由含硅量高的瓷釉通过850℃左右的高温煅烧，使瓷釉紧密附着在金属胎表面而制成的成品。化工搪瓷设备还具有金属设备的力学性能，但搪瓷层较脆易碎裂，且不能用火焰直接加热。化工搪瓷设备具有优良的耐蚀性，除强碱外，化工搪瓷能耐各种浓度的酸、盐、有机溶剂和弱碱的腐蚀，只有氢氟酸、含氟离子的介质、高温磷酸能损坏搪瓷面层。目前，我国生产的搪瓷设备有反应釜、储罐、换热器、蒸发器、塔和阀门等。
（3）玻璃。玻璃在化工生产中主要作为耐蚀材料，且玻璃中的SiO2含量越高，耐蚀性越强。除氢氟酸、热磷酸和浓碱以外，玻璃几乎能耐一切酸和有机溶剂的腐蚀。玻璃可用来制造管道或管件，也可以制造容器、反应器、泵、换热器衬里层、填料塔中的拉西环填料等。玻璃质脆，耐温度急变性差，不耐冲击和振动。在使用玻璃制品时要特别注意。
（4）辉绿岩铸石。辉绿岩铸石是用辉绿岩熔融后，铸造成一定形状的板、砖等材料，主要用来制作设备衬里，也可制作管道。辉绿岩铸石除对氢氟酸和熔融碱不耐腐蚀外，对各种酸、碱都有良好的耐腐蚀性能。
2.有机非金属材料
在化工生产中广泛使用的有机非金属材料主要有塑料、橡胶、不透性石墨等。
（1）塑料。塑料是一类以高分子合成树脂为基本原料，在一定温度下塑制成型，并在常温下保持其形状不变的高聚物。一般塑料由合成树脂为主，加入添加剂以改善产品的性能。常用的添加剂有：用于提高塑料性能的填料；用于降低材料的脆性和硬度，使其具有可塑性的增塑剂；用于延缓塑料老化的稳定剂；使树脂具有一定机械强度的固化剂；着色剂、润滑剂等其他成分。
塑料按树脂受热后表现出的特点，可分为热塑性塑料、热固性塑料和玻璃钢。热塑性塑料的分子结构是线型或支链型的，热塑性塑料可以经受反复受热软化和冷却凝固，如聚乙烯、聚丙烯和聚四氯乙烯等。热固性塑料的分子结构是体型的，热固性塑料经加热熔化和冷却成型后，不能再次熔化，如酚醛树脂、氨基树脂。塑料按用途还可分为通用塑料和工程塑料，化工设备生产中的管道及化工机械零件有一些是用工程塑料制造的。
化工设备生产中的常用塑料有硬聚氯乙烯。它是氯乙烯的聚合物。硬聚氯乙烯有良好的耐蚀性，能耐稀硝酸、稀硫酸、盐酸、碱、盐等腐蚀，但能溶于部分有机溶剂，如在四氢呋喃和环己酮中会迅速溶解。硬聚氯乙烯具有一定的强度，加工成型方便，焊接性好。其缺点是热导率小，冲击韧性较低，耐热性较差。使用温度为-15～60℃，当温度在60～90℃时，强度显著降低。硬聚氯乙烯可用于制造各种化工设备，如塔、储槽、容器、排气烟囱、离心泵、通风机、管道、管件、阀门等。
①聚乙烯。它是由单体乙烯聚合而成的高聚物。有优良的电绝缘性、防水性和化学稳定性，在室温下，除硝酸外能抗各种酸、碱、盐溶液的腐蚀，在氢氟酸中也非常稳定。聚乙烯的耐热性不高，其使用温度不超过100℃。聚乙烯比硬聚氯乙烯的耐低温性好，室温下几乎不被有机溶剂溶解。聚乙烯的强度低于硬聚氯乙烯，可以制作管道、管件、阀门、泵等，也可制作设备衬里，还可涂于金属表面作为防腐涂层。
②聚丙烯。聚丙烯是丙烯的聚合物。它具有优良的耐腐蚀性能和耐溶剂性能，除氧化性介质外，聚丙烯能耐几乎所有的无机介质的腐蚀，甚至到100℃都非常稳定。在室温下，聚丙烯除在氯代烷、芳烃等有机介质中产生溶胀外，几乎不溶于有机溶剂。
聚丙烯的使用温度高于硬聚氯乙烯和聚乙烯，可达100℃，但聚丙烯耐低温性较差，温度低于0℃，接近-10℃时，材料变脆，抗冲击能力明显降低。聚丙烯的密度低，强度低于硬聚氯乙烯但高于聚乙烯。
聚丙烯可用于化工管道、储槽、衬里等。还可制作食品和药品的包装材料及一些机械零件。增强聚丙烯可制造化工设备。若添加石墨改性，可制聚丙烯换热器。
③聚四氟乙烯。聚四氟乙烯又称塑料王，具有极高的耐蚀性，能耐“王水”、氢氟酸、浓盐酸、硝酸、发烟硫酸、沸腾的氢氧化钠溶液、氯气、过氧化氢等腐蚀作用，除某些卤化胺或芳香烃使聚四氟乙烯塑料有轻微溶胀外，其他有机溶剂对它均不起作用，但熔融的碱金属会腐蚀聚四氟乙烯。聚四氟乙烯耐高温、耐低温性能优于其他塑料，使用温度范围是-200～250℃。聚四氟乙烯的缺点是加工性能稍差，这使它的应用受到一定的限制。它可以用于填料、垫圈、密封圈以及阀门、泵、管道，还可用于设备的衬里和涂层。
④耐酸酚醛。耐酸酚醛是以酚醛树脂为基本成分，同时作为热黏合剂，以耐酸材料（石墨、玻璃纤维等）作为填料的一种热固性塑料。具有良好的耐蚀性和耐热性，能耐多种酸、盐和有机溶剂的腐蚀。使用温度为-30～130℃。
耐酸酚醛塑料可制作管道、阀门、泵、塔节、容器、储槽、搅拌器，也可制作设备衬里。在氯碱、染料、农药等化工行业应用较多。这种塑料质脆，冲击韧性差，使用时应注意。
⑤玻璃钢。玻璃钢是用合成树脂作黏结剂，以玻璃纤维为增强材料，按一定方法制成的塑料。其中玻璃纤维是以玻璃为原料，在高温熔融状态下拉丝制成的，以玻璃纤维布或带等织物的形式使用，玻璃纤维质地较柔软。玻璃钢中常用的合成树脂有环氧树脂、酚醛树脂、呋喃树脂、聚酯树脂等。可以同时使用一种或两种树脂以得到不同性能的玻璃钢。玻璃钢的强度高，加工性好，耐蚀性好。由于使用树脂和玻璃纤维的种类不同，玻璃钢的耐蚀性有所差异。玻璃钢可制造化工设备生产中使用的容器、储槽、塔、鼓风机、槽车、搅拌器、泵、管道、阀门等多种机械设备。由于玻璃钢具有良好的性能，在化工生产中使用日益广泛。
（2）橡胶。橡胶由于具有良好的耐蚀性和防渗漏性，在化工设备生产中常用于设备的衬里层或复合衬里层中的防渗层以及密封材料。橡胶分为天然橡胶和合成橡胶两大类。天然橡胶是用橡胶树汁经炼制得到的，它是不饱和异戊二烯的高分子聚合物。天然橡胶的化学稳定性较好，可耐一般非氧化强酸、有机酸、碱溶液和盐溶液的腐蚀，但在强氧化性酸和芳香族化合物中不稳定。合成橡胶在化工设备生产中常用的有氯丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氟橡胶、聚异丁烯橡胶等多种。由于化学成分不同，这些橡胶的性能有所差异，使用时应根据有关资料选用。
（3）不透性石墨。石墨分天然石墨和人造石墨两种。化工设备生产中使用的是人造石墨。人造石墨是由无烟煤、焦炭与沥青混合压制成型后，在电炉中焙烧制成。石墨具有优良的导电性、导热性、润滑性，但其机械强度较低，性脆，孔隙率大。
石墨的耐蚀性很好，除强氧化性酸（如硝酸、铬酸、发烟硫酸）外，在所有的化学介质中都很稳定，但由于石墨的孔隙率大，气体和液体对它具有很强的渗透性，因此不宜制造化工设备。为了弥补这一缺陷，常用各种树脂填充石墨中的孔隙，使之具有“不透性”，即为不透性石墨。
石墨加入树脂后形成的不透性石墨，性质发生变化，表现出石墨和树脂的综合性能。提高了机械强度和抗渗性，但导热性、热稳定、耐热性均有不同程度的降低，这些性质的变化与制造不透性石墨的方法和加入的树脂有关。不透性石墨可制造各类热交换器、反应设备、吸收设备、泵类设备和输送管道等。
三、纳米材料
纳米科学技术是20世纪80年代末刚刚诞生并正在崛起的新科技，它的基本含义是在纳米尺寸（10-10～10-8m）范围内认识和改造自然，通过直接操作和安排原子、分子创造新物质。它所研究的领域是人类过去很少涉及的非宏观、非微观的中间领域，从而开辟了人类认识世界的新层次，这标志着人类的科学技术进入一个崭新的时代——纳米科技时代。
纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸范围或由它们作为基本单元构成的材料。纳米材料可以有多种形态：颗粒尺寸在1～100nm的超微粒，颗粒尺寸在1～100nm的超微粒压制成的块状材料，溅射或气相方法形成的纳米薄膜等。纳米材料具有许多奇异的特性。例如，任何金属超微粒，例如，铁、铜、金、钯等，当其尺寸在纳米量级时都呈黑色。金属超微粒表面具有很高的活性，在空气中很快自燃。通常金属催化剂铁、钴、镍、钯、铂制成的纳米微粒可大大改善催化效果。粒径为30nm的镍可把有机化学加氢和脱氢反应速度提高15倍。再如，陶瓷通常是脆性材料，而纳米陶瓷可变为韧性材料。TiO2纳米陶瓷在室温下可以塑性变形，在180℃下塑性变形高达100%，即使是带裂纹的TiO2纳米陶瓷也能经受一定程度的弯曲而裂纹不扩展。除此之外，纳米半导体材料、纳米磁性材料、纳米生物医学材料等也具有普通材料无法比拟的优异性能。纳米科学技术已经成为2l世纪科学的前沿和主导科学，纳米材料必将成为材料领域一颗大放异彩的“明星”。