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再制造让报废的盾构机现场“复活”

2019-01-16 14:04 来源:大洋网

汽车发动机再制造

“把旧机交给我,给你一台全新的再制造发动机,性能与三包政策和新机完全一样。”对于很多人来说,对维修和回收的概念很熟,却不怎么了解“再制造”。事实上,再制造已经渐渐渗入我们的生活,可能你正开着的进口车的部件就是再制造的……目前,国内从事再制造的试点企业近百家,涉及工程机械、矿采机械、汽车、机床、船舶、办公设备等各个行业。

日前,再制造技术国家重点实验室主任朱胜接受了记者的专访,揭秘了再制造技术研究的进展和应用。根据工信部印发的《高端智能再制造行动计划(2018-2020年)》,。据悉,再制造关键技术研发取得重要突破,逐步形成了以寿命评估技术、复合表面工程技术、纳米表面技术和自动化表面技术为核心的再制造关键技术群,自动化纳米复合电刷镀等再制造技术更是达到了国际先进水平。

亟待发展:

我国大型设备进入报废高峰期

当前,大量废旧机电产品正成为增长最快的废弃物品,造成资源浪费和安全隐患,制造业如何发展绿色制造和先进制造成为关注的热点。日前,在广州举行的“2018中国再制造大会”上,广东省工信厅相关负责人表示,自国家2010年发布关于推动再制造产业发展意见以来,广东省通过试点积极引导和推动再制造产业,先后推动了广州市花都全球自动变速箱有限公司、珠海飞马打印耗材有限公司等列入了再制造试点企业,并聚焦盾构机、航空发动机与燃气轮机、医疗影像设备、重型机床及油气田等高端智能装备,推动高端智能再制造。

统计数据显示,目前,燃气轮机市场容量超过300亿元,进入报废高峰期,而工程机械保有量700万台,80%超过质保期,盾构设备保有量1000多台,30%报废闲置。随着燃气轮机等大型设备进入报废高峰期或过了质保期,如何再利用成为亟待解决的问题。

据了解,装备之所以报废,并不是因为它整体不能用,大部分是由于零部件的表面磨损和失效。如何让装备恢复功能,得以继续使用,这就需要做改进性的维修。所谓再制造是指以废旧产品作为生产毛坯,通过专业化修复或升级改造的方法来使其质量特性不低于原有新品水平的制造过程。可能很多人会将再制造和大修、回收翻新混淆,普通大修只是对有毛病的地方进行拆解,而维修工技术不一样,可能在检查过程中遗漏一些损坏部位,对隐患的质量问题无法根除。而再制造是按照新机标准重新制造,而且可以根据要求改变相关参数提升性能,比如一台330马力的发动机可以再制造成440马力。

大型汽车再制造 定时换个发动机

其实,再制造技术可以让大型机器“复活”。再制造技术国家重点实验室主任朱胜表示,大型装备过去采用的是再循环或退役的处理方式,比如有些价值千万甚至上亿元的大型盾构机,用于城市地铁施工挖一个10公里的标段,可能就另外挖一条斜路将盾构机埋掉了。随着各个城市地铁施工需求的增加,标段距离要求也越来越高,这对设备要求也更高了,有些就采用现场再制造的办法来解决,比如挖掘北京站和北京西站线路的盾构机就在现场进行了再制造,然后继续使用。

过去大型汽车的发动机采用破碎的办法回炉,一个发动机的部件有各种各样的金属,分解归类后有些作为炼钢炼铁的原材料回收使用。以大型重载运输车为例,过去有几万辆这样的车报废,发动机零部件等常常采用修复的方式,现在就不是这种概念了。一般行驶到一定公里数,就开到专门的大修厂,将旧的发动机卸下换上再制造发动机,车就马上可以开出去继续工作使用了。旧的发动机就放在流水线上拆卸、清洗、强化。而如何恢复三维尺寸的同时提升性能,就是再制造技术国家重点实验室研究的技术。

技术突破:先进的表面工程技术具有中国特色

据悉,与国外通常采用的换件修复法或尺寸配差的办法再制造不同,国内的再制造是在维修工程、表面工程基础上发展起来的,主要基于复合表面工程技术、纳米表面工程技术和自动化表面工程技术,这些先进的表面工程技术是国外再制造时所不曾采用的,是具有中国特色的绿色再制造,它大大提升了再制造的品质,不仅使再制造产品的性能达到甚至超过新品,而且对资源、能源的节约和对环境的保护效果更为优异,达到世界先进水平。朱胜介绍,“纳米电刷镀技术、热喷涂技术、激光表面强化技术等都成为目前比较领先的技术。比如,国内激光冲击强化技术通过GE检测疲劳强度比美国高10%,加工合格率100%。”

“一个产品从服役期到再制造必然要经历一段时间,这时技术是在不断发展的,因此再制造技术常常领先于制造时期。”比如曾获得国家科技进步一等奖的刷镀技术,现在新的技术是将纳米颗粒加入进去,在300℃高温下显微硬度还能保持比较高,这样在高温环境下也能更耐磨、耐疲劳,比传统的高一个数量级。成本是原来的十分之一,但效果却比原来要好。当然,技术发展也要解决很多技术难点,比如纳米颗粒容易聚集,怎样均衡地将纳米颗粒加入镀液中去等问题都需要去解决。

按照再制造“恢复三维尺寸的同时提升性能”的操作方式,是否可以无限循环再制造?朱胜表示,机电产品使用中通常都是磨损、腐蚀、疲劳断裂,磨损和腐蚀通过加速试验的方法比较好验证,疲劳断裂可能与应力有关,但目前全世界都没有一个无损定量检测应力的办法。再制造能实现几次还需做更多的基础研究。所以再制造技术国家重点实验室就开发了金属磁记忆装备。在再制造前用金属磁记忆装备检测一下,判断能不能再制造,再制造后是否有应力集中的状况,这种半定量检测也成为质量控制的手段。

发展趋势:解决质量检测难题是关键

再制造是制造产业链的延伸,也是先进制造和绿色制造的重要组成部分,是实现资源高效循环利用的最佳途径之一。朱胜表示,在广东,再制造呈现出方兴未艾蓬勃发展的趋势,再制造技术国家重点实验室就和广东机械科学院有过合作,花都的变速器再制造公司也是工信部和发改委的再制造试点企业,随着广东对智能制造、环保越来越重视,再制造预计会有更大的发展。

再制造的发展除了要做好基础研究之外,改变观念也很重要,朱胜说,大家要对再制造有信心,它并不是“老黄瓜刷嫩漆”。再制造产品质量和性能是否达到甚至超过新品,只有达到或超过新品才叫作再制造,否则就只能算修理。为了科学地区分再制造与维修,必须通过一定的方法进行评估,通过一定的手段进行检测。再制造技术国家重点实验室制定了一个寿命评估的方法,这是我国第一次采用这个方法,其中主要是采用了涡流技术、无损检技术等。检测是非常重要的。最重要的是检测应力,残余应力有多少,以此判断零部件剩余的寿命是多少。这个难度最大,国内外还没有真正解决这个难题。这些难题是发展再制造产业必须解决的。检测问题不解决,再制造产业就难以突破和大发展。

文/广报全媒体记者刘丽琴

[ 编辑: 郭夏凡 ]
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