再制造讓報廢的盾構機現場“復活”

到2020年中國再制造產業規模將達到2000億元。“把舊機交給我，給你一臺全新的再制造發動機，性能與三包政策和新機完全一樣。”對于很多人來說，對維修和回收的概念很熟，卻不怎么了解“再制造。”事實上，再制造已經漸漸滲入我們的生活，可能你正開著的進口車的部件就是再制造的……目前，國內從事再制造的試點企業近百家，涉及工程機械、礦采機械、汽車、機床、船舶、辦公設備等各個行業。

日前，再制造技術國家重點實驗室主任朱勝接受了記者的專訪，揭秘了再制造技術研究的進展和應用。根據工信部印發的《高端智能再制造行動計劃(2018-2020年)》，。據悉，再制造關鍵技術研發取得重要突破，逐步形成了以壽命評估技術、復合表面工程技術、納米表面技術和自動化表面技術為核心的再制造關鍵技術群，自動化納米復合電刷鍍等再制造技術更是達到了國際先進水平。

亟待發展：我國大型設備進入報廢高峰期

當前，大量廢舊機電產品正成為增長最快的廢棄物品，造成資源浪費和安全隱患，制造業如何發展綠色制造和先進制造成為關注的熱點。日前，在廣州舉行的“2018中國再制造大會”上，廣東省工信廳相關負責人表示，自國家2010年發布關于推動再制造產業發展意見以來，廣東省通過試點積極引導和推動再制造產業，先后推動了廣州市花都全球自動變速箱有限公司、珠海飛馬打印耗材有限公司等列入了再制造試點企業，并聚焦盾構機、航空發動機與燃氣輪機、醫療影像設備、重型機床及油氣田等高端智能裝備，推動高端智能再制造。

統計數據顯示，目前，燃氣輪機市場容量超過300億元，進入報廢高峰期，而工程機械保有量700萬臺，80%超過質保期，盾構設備保有量1000多臺，30%報廢閑置。隨著燃氣輪機等大型設備進入報廢高峰期或過了質保期，如何再利用成為亟待解決的問題。

據了解，裝備之所以報廢，并不是因為它整體不能用，大部分是由于零部件的表面磨損和失效。如何讓裝備恢復功能，得以繼續使用，這就需要做改進性的維修。所謂再制造是指以廢舊產品作為生產毛坯，通過專業化修復或升級改造的方法來使其質量特性不低于原有新品水平的制造過程。可能很多人會將再制造和大修、回收翻新混淆，普通大修只是對有毛病的地方進行拆解，而維修工技術不一樣，可能在檢查過程中遺漏一些損壞部位，對隱患的質量問題無法根除。而再制造是按照新機標準重新制造，而且可以根據要求改變相關參數提升性能，比如一臺330馬力的發動機可以再制造成440馬力。

大型汽車再制造定時換個發動機

其實，再制造技術可以讓大型機器“復活”。再制造技術國家重點實驗室主任朱勝表示，大型裝備過去采用的是再循環或退役的處理方式，比如有些價值千萬甚至上億元的大型盾構機，用于城市地鐵施工挖一個10公里的標段，可能就另外挖一條斜路將盾構機埋掉了。隨著各個城市地鐵施工需求的增加，標段距離要求也越來越高，這對設備要求也更高了，有些就采用現場再制造的辦法來解決，比如挖掘北京站和北京西站線路的盾構機就在現場進行了再制造，然后繼續使用。

過去大型汽車的發動機采用破碎的辦法回爐，一個發動機的部件有各種各樣的金屬，分解歸類后有些作為煉鋼煉鐵的原材料回收使用。以大型重載運輸車為例，過去有幾萬輛這樣的車報廢，發動機零部件等常常采用修復的方式，現在就不是這種概念了。一般行駛到一定公里數，就開到專門的大修廠，將舊的發動機卸下換上再制造發動機，車就馬上可以開出去繼續工作使用了。舊的發動機就放在流水線上拆卸、清洗、強化。而如何恢復三維尺寸的同時提升性能，就是再制造技術國家重點實驗室研究的技術。

技術突破：先進的表面工程技術具有中國特色

據悉，與國外通常采用的換件修復法或尺寸配差的辦法再制造不同，國內的再制造是在維修工程、表面工程基礎上發展起來的，主要基于復合表面工程技術、納米表面工程技術和自動化表面工程技術，這些先進的表面工程技術是國外再制造時所不曾采用的，是具有中國特色的綠色再制造，它大大提升了再制造的品質，不僅使再制造產品的性能達到甚至超過新品，而且對資源、能源的節約和對環境的保護效果更為優異，達到世界先進水平。朱勝介紹，“納米電刷鍍技術、熱噴涂技術、激光表面強化技術等都成為目前比較領先的技術。比如，國內激光沖擊強化技術通過GE檢測疲勞強度比美國高10%，加工合格率100%。”

“一個產品從服役期到再制造必然要經歷一段時間，這時技術是在不斷發展的，因此再制造技術常常領先于制造時期。”比如曾獲得國家科技進步一等獎的刷鍍技術，現在新的技術是將納米顆粒加入進去，在300℃高溫下顯微硬度還能保持比較高，這樣在高溫環境下也能更耐磨、耐疲勞，比傳統的高一個數量級。成本是原來的十分之一，但效果卻比原來要好。當然，技術發展也要解決很多技術難點，比如納米顆粒容易聚集，怎樣均衡地將納米顆粒加入鍍液中去等問題都需要去解決。

按照再制造“恢復三維尺寸的同時提升性能”的操作方式，是否可以無限循環再制造？朱勝表示，機電產品使用中通常都是磨損、腐蝕、疲勞斷裂，磨損和腐蝕通過加速試驗的方法比較好驗證，疲勞斷裂可能與應力有關，但目前全世界都沒有一個無損定量檢測應力的辦法。再制造能實現幾次還需做更多的基礎研究。所以再制造技術國家重點實驗室就開發了金屬磁記憶裝備。在再制造前用金屬磁記憶裝備檢測一下，判斷能不能再制造，再制造后是否有應力集中的狀況，這種半定量檢測也成為質量控制的手段。

發展趨勢：解決質量檢測難題是關鍵

再制造是制造產業鏈的延伸，也是先進制造和綠色制造的重要組成部分,是實現資源高效循環利用的最佳途徑之一。朱勝表示，在廣東，再制造呈現出方興未艾蓬勃發展的趨勢，再制造技術國家重點實驗室就和廣東機械科學院有過合作，花都的變速器再制造公司也是工信部和發改委的再制造試點企業，隨著廣東對智能制造、環保越來越重視，再制造預計會有更大的發展。

再制造的發展除了要做好基礎研究之外，改變觀念也很重要，朱勝說，大家要對再制造有信心，它并不是“老黃瓜刷嫩漆”。再制造產品質量和性能是否達到甚至超過新品，只有達到或超過新品才叫作再制造，否則就只能算修理。為了科學地區分再制造與維修，必須通過一定的方法進行評估，通過一定的手段進行檢測。再制造技術國家重點實驗室制定了一個壽命評估的方法，這是我國第一次采用這個方法，其中主要是采用了渦流技術、無損檢技術等。檢測是非常重要的。最重要的是檢測應力，殘余應力有多少，以此判斷零部件剩余的壽命是多少。這個難度最大，國內外還沒有真正解決這個難題。這些難題是發展再制造產業必須解決的。檢測問題不解決，再制造產業就難以突破和大發展。