广州某公司生产中的中间槽发生了腐蚀穿孔现象，被迫停产改造。由于屡次发生这种现象，因此重新设计制造非常必要。中间槽存贮的液体主要是四氯化碳，由于生产过程中原料有氯气，因此液体中含有少量的氯，溶于水中形成5%的盐酸。生产过程由于是化学反应，因此温度在50-60‘c。原有设备是采用321不锈钢，液体中含有的微量盐酸能腐蚀碳钢和绝大多数不锈钢。不能长时间耐腐蚀。盐酸不能腐蚀塑料材料，但是由于四氯化碳是有机溶剂，与乙醇、醚、乙醚可以任意比例混合，对许多有机物，如脂肪、油类等有较好的溶解性能，亦能溶解硫、磷、卤素等无机物。因此否定使用塑料材料的可能。虽然可以考虑采用能抗腐蚀的特种不锈钢，但是经过供应部门向市场调查后，发现很难买到这类材料。经分析借鉴同行的经验，使用铁来作为设备的材料。
1设计分析
1.1钦的性能
1.1.1密度小，比强度高
金属钦的密度为4.51岁cm3，高于铝而低于钢、铜、镍，但比强度高于铝合金和高强合金钢。
1.1.2弹性模量低
钦的弹性模量在常温时为106.4gmpa，为钢的57%o
1.1.3导热系数小
金属钦的导热系数小，是低碳钢的五分之一，铜的二十五分之一。
1.1.4杭拉强度与其屈服强度接近
钦的这一性能说明其屈强比(抗拉强度/屈服强度)高，表示了金属钦材料在成形时塑性变形差。由于钦的屈服极限与弹性模量的比值大，使钦成型时的回弹能力大。
1.1.5耐热性能好
新型钦合金可在600℃或更高的温度下长期使用。
1.1.6耐低温性能好
钦合金ta7(ti一5a1一2.5sn),tc4(ti一6a1一4v)和ti-2.5zr一1.5mo等为代表的低温铁合金，其强度随温度的降低而提高，但塑性变化却不大。
1.1.7耐腐性性能
钦是一种非常活泼的金属，其平衡电位很低，在介质中的热力学腐蚀倾向大。但实际上钦在许多介质中很稳定，如钦在氧化性、中性和弱还原性等介质中是耐腐蚀的。这是因为钦和氧有很大的亲和力，在空气中或含氧的介质中，钦表面生成一层致密的、附着力强、惰性大的氧化膜，保护了铁基体不被腐蚀。即使由于机械磨损也会很快自愈或重新再生。
这表明了钦是具有强烈钝化倾向的金属;介质温度在315`c以下钦的氧化膜始终保持这一特性。
为了提高钦的耐蚀性，研究出氧化、电镀、等离子喷涂、离子氮化、离子注人和激光处理等表面处理技术，对钦的氧化膜起到了增强保护作用，获得了所希望的耐腐蚀效果。
1.2设备的设计要求
设备放置于生产厂房的二楼，楼层高约4m。考虑到设备底座、设备顶部、底部要安装的阀门所占的空间，客观要求设备不能高过3m，否则就要打穿楼板。
2设计尺寸初步确定
2.1设备的经济尺寸的选择
2.2设备的壁厚设计(经验设计法)
储罐的圆筒形罐壁主要受到储液的液体静压力，此静压力是按三角形分布的，因此储罐的罐壁的设计主要是计算合适的壁厚，采用薄膜理论来计算。本设计需用的储罐是等壁厚储罐。
因此可以用简化计算公式：
综合考虑到钦板的厚度负公差以及钦板的规格，加上所储存的液体为有腐蚀性的物料，因此需要按强度要求给强度要求理论计算值一个稍大的安全系数，使其能完全满足刚度的要求，确定储罐的尺寸如下:
当然，有些设计者为保险起见，直接使用5mm,6mm的板来制造加工设备也是完全可能的，并没有太严格的限制。所以完全按经验来确定的壁厚，并不能确定是否为最合理的方案。
2.3设备的总重量
设备主要由槽底、槽顶、槽身组成，分别计算:
3用模糊评价法确定设备的壁厚腐蚀裕量
模糊评价法是cae中常用的一种数学分析方法。将工程中的问题建立数学模型来进行分析处理是其基本的思路和方法。可以使用数学方法来建立工程问题的数学模型，进行分析计算。
本设计中的腐蚀裕量取值在1.5一3之间，此设备的设计水平较高，制造水平一般，材料较好，非常重要。按以下步骤建立数学模型:
3.1建立属性集
影响腐蚀裕量的属性主要有:设计水平，制造水平，材质，重要程度，所以属性集为a=}设计水平，制造水平，材质，重要程度}。
3.2建立权重集
在各属性中，侧重重要程度，确定权重集为f=(0.26,0.20,0.24,0.30)。
3.3建立评价集
腐蚀裕量c,=1.5一3，将该区间按等步长(h=0.3)分离，建立评价集为k={1.5,1.8,2.1,2.4,2.7,3.0}，当然可以取得更小。
3.4单因素评价
按一个因素出发进行评价，定出腐蚀量对各离散值的隶属度，得出评价集为
3.5模糊综合评价
进行f和r合成，使用近几年来cae设计中常用的处理软件matlab6.5来处理矩阵，可得
3.6用matlab编程功能可以完全确定以上所有的参数在matlab中输人源程序:
%号后面全部为程序的注释说明
d=3.0;%储罐直径和最高液面到圆板下端的距离;
h=3.0;
%用模糊评价法确定设备的壁厚腐蚀裕量;
%建立权重集;
3.7运行得到全部的结果
4两种设计的造价成本对比分析
制造厂家的设备报价(含加工费):20万元/t
由此对比可知:
由此可见，合理的设计方案对于控制设备成本有极为现实可观的效果。单纯的按经验设计并不是合理的设计方法，设计人员一定要有成本控制意识，控制最合理的方案就是为企业创造效益。
5结束语
设计者应该意识到，关于机械设计的各种新的分析理论应该越来越受到工程设计界的关注，相应的方法及工具正开始大量应用到实际设计工作中。掌握并使用这些方法可以克服单凭经验设计的不足。