徐濱士院士:打造“綠色防控” 化腐朽為神奇
2016-04-16 16:00:51 作者:王元 來源:中國腐蝕與防護網 分享至:

    一直以來,機械裝備是國民經濟和國防建設的重要支柱。發展先進、高效、便捷的應急維修技術,解決裝備可能出現的應急維修難題,不斷提高應急維修的效能,是讓裝備持久運行的重要保障。


    通常機械裝備在野外環境下會遇到的結構損傷、表面損傷、摩擦損傷、腐蝕等問題。裝備再制造技術為裝備維修帶來的神奇變化,它主要是針對損壞(含戰傷)或報廢的裝備零部件,在失效分析、剩余壽命預測、全壽命周期費用分析的基礎上,進行再制造工程設計,采用高新表面工程技術、快速成形技術等先進制造技術,使其迅速恢復并超越原有技術性能。這是一種環保、經濟的生產方式,也是《中國制造2025》大力發展的產業。


    值此“世界腐蝕日”即將來臨之際,為了更多的人關注腐蝕,了解腐蝕,加強“綠色防控”。中國腐蝕與防護網記者有幸采訪到中國工程院院士、再制造學科的開拓者徐濱士。徐院士可謂是中國“金戈鐵馬”維修之父,他在國內率先提出“再制造”概念,創建了再制造工程學科,并主持創建了國家級裝備再制造技術國防科技重點實驗室,幾十年來先后研究開發50多項重大科研成果,為國家的科技進步和經濟發展做出了重要貢獻,倍受國內外同行的尊重。

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徐濱士院士


    下面請隨記者一起走進徐院士的精彩訪談:


    中國腐蝕與防護網記者:裝備再制造是一種“綠色制造”,符合當前節能環保的國情,是“十三五規劃”大力發展的方向。請您談談大力發展裝備再制造技術在國民經濟建設中的意義?


    徐院士:我國作為裝備使用大國,設備資產已達百萬億元,我國已進入機械裝備和家用電器報廢的高峰期,其中許多大型成套機械類設備陸續到壽、面臨報廢。目前全國役齡10年以上的傳統舊機床超過200萬臺,80%的在役工程機械超過保質期;年報廢汽車約500萬輛,報廢電腦、電視機、電冰箱1600萬臺,報廢手機2000萬部,每年產生約8億噸固體廢物。這些裝備因到達技術壽命、經濟壽命或環境壽命而被淘汰、報廢,這為開展再制造研究提供了大量的資源。


    因此,大力開展再制造研究對降低裝備全壽命周期費用,全面提升老舊裝備性能和壽命,改善我國裝備落后的狀況,降低裝備維修費用,節約資源、能源,減少環境污染等方面都有重要意義。


    同時,我國的裝備運行損失十分驚人,再制造也勢在必行。僅以腐蝕和磨損為例,2003年中國工程院發布腐蝕調查報告:全國因腐蝕造成損失近6000億元,占當年GDP的5%。2007年中國工程院發布摩擦學調查報告:全國因摩擦磨損造成的損失高達9500億元,占當年GDP的4.5%。兩項損失合計1.55萬億元,粗略估算占GDP的9.5%,而發達國家兩項總和僅為4-5%。若能采取再制造挽回10%的損失,則每年可節約1550億元。


    再制造工程以節約資源、節省能源、保護環境為特色,以綜合利用信息技術、納米技術、生物技術等高技術為核心,充分體現了具有中國特色自主創新的特點。再制造可使廢舊資源中蘊含的價值得到最大限度的開發和利用,緩解資源短缺與資源浪費的矛盾,減少大量的失效、報廢產品對環境的危害,是廢舊機電產品資源化的最佳形式和首選途徑,是節約資源的重要手段。再制造工程高度契合了國家構建循環經濟的戰略需求,并為其提供了關鍵技術支撐,大力開展綠色再制造工程是實現循環經濟、節能減排和可持續發展的主要途徑之一。


    再制造的社會效益十分巨大。與相關制造業比,再制造業的就業人數是其2-3倍。2005年,美國再制造業的年產值為750億美元,雇傭員工100萬,同年,美國計算機制造業的產值與此相當,雇傭員工只有35萬,說明再制造業具有顯著的創造就業與再就業的能力。


    再制造的資源與環境效益同樣十分巨大。據美國Argonne國家重點實驗室統計,新制造1輛汽車的能耗是再制造的6倍,新制造1臺汽車發電機的能耗是再制造的7倍,新制造1臺汽車發動機的能耗是再制造的11倍。對我國第一家再制造領域的循環經濟示范試點企業濟南復強再制造公司的數據統計,若每年再制造200萬臺斯太爾發動機,則可以節省金屬153萬噸,節電29億度,回收附加值646億元,實現利稅58億元,減少CO2排放12萬噸。


    中國腐蝕與防護網記者:請您談談我國再制造業發展的大體情況,國家對再制造業發展有什么政策和激勵辦法?


    徐院士:我國的再制造產業發展至今已經10年有余。目前,我國在實踐的基礎上探索形成了具有“以高新技術為支撐、產學研相結合、既循環又經濟的自主創新的中國特色再制造模式”。中國特色再制造模式注重基礎研究與工程實踐結合,創新發展了中國特色的再制造關鍵技術,構建了廢舊產品的再制造質量控制體系,保證了再制造產品性能質量和可靠性;注重企業需求與學科建設融合,提升企業與實驗室核心競爭力;注重社會效益與經濟效益兼顧,促進國家循環經濟建設。

    一直以來,我國對再制造產業發展極為重視。

 

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2009年4月,向中共中央政治局常委、國務院副總理李克強匯報再制造工作,隨后國家發改委組織了全國再制造產業發展情況調研。

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   近年來再制造主要取得如下進展:


    一是在再制造基礎研究方面有重大突破。創新研究采用渦流檢測、金屬磁記憶等無損檢測技術與模擬評估手段,進行了國際前沿的再制造壽命評估基礎研究,為再制造產品性能達到或超過原型新品奠定了堅實的理論基礎。


    二是在再制造關鍵技術攻關方面有多項創新。自主研發了系列的先進表面工程、納米技術和自動化技術,顯著提升了再制造產品的性能,確保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,達到國際先進水平,受到國外同行的廣泛認可與高度贊譽。2013年國務院文件《循環經濟發展戰略及近期行動計劃》(國發[2013]5號)指出,汽車零部件再制造技術達到國際領先水平。


    三是在再制造工程應用方面有重大突破。通過產學研的聯合攻關為我國再制造企業發展提供了重要技術支撐。目前已形成了“以高新技術為支撐、產學研相結合、既循環又經濟的自主創新的中國特色再制造模式”,引領著我國再制造技術的發展方向,并在國際上占有重要的一席之地。


    截止2015年底,國家發改委和工信部實施的再制造試點單位已近150家,再制造產品達到70種。2008年,國家發改委開展了汽車零部件再制造試點,公布了包括中國第一汽車集團公司等3家汽車整車生產企業和11家汽車零部件再制造企業在內的14家汽車零部件再制造試點企業。2009年,工業和信息化部印發的《機電產品再制造試點單位名單(第一批)》(工信廳節[2009]663號)涵蓋工程機械、工業機電設備、機床、礦采機械、鐵路機車設備、船舶、辦公信息設備等有35個企業和產業集聚區。2013年,國家發改委辦公廳發布了《國家發展改革委辦公廳關于確定第二批再制造試點的通知》(發改辦環資[2013]506號),國內28家單位確定為第二批再制造試點單位。2016年工信部發布了《機電產品再制造試點單位名單》,批準了53家再制造試點企業和3個再制造產業集聚區。

 


    國家出臺的政策支持情況:


    當前,國家對發展再制造產業高度重視、鼓勵政策和法律法規相繼出臺、再制造示范試點工作穩步進行、再制造理論與技術的研究已取得重要成果。


    2005年國務院頒發的21、22號文件均明確指出國家“支持廢舊機電產品再制造”,并“組織相關綠色再制造技術及其創新能力的研發”。同年11月,國家發改委等6部委聯合頒布了“關于組織開展循環經濟試點(第一批)工作的通知”,其中再制造被列為四個重點領域之一,我國發動機再制造企業“濟南復強動力有限公司”被列為再制造重點領域中的試點單位。


    2006年,國務院曾培炎副總理就發展我國汽車零件再制造產業做出批示:“同意以汽車零部件為再制造產業試點,探索經驗,研發技術,同時要考慮適時修訂有關法律法規”。


    2008年,國家發改委組織了“全國汽車零部件再制造產業試點實施方案評審會”,共批準14家汽車零部件再制造企業開展試點,包括一汽、東風、上汽、重汽、奇瑞等整車制造企業和濰柴、玉柴等發動機制造企業。


    2009年1月1日全國人大常務委員會通過的《循環經濟促進法》開始實施。該法律為推進再制造產業發展提供了法律依據,并規范了對再制造產業的管理。


    2009年4月,國家發改委組織“全國循環經濟座談會暨循環經濟專家行啟動儀式”,徐濱士向李克強副總理匯報了我國再制造產業發展現狀與對策建議,受到李克強副總理高度重視,他指出“今后要大力推進再制造新興產業,建議把汽車零部件再制造進一步擴大到機床、工程機械等領域,同時注重再制造與改造相結合;并建議實施汽車下鄉工程與再制造生產相結合,促進形成新的產業鏈”。


    2010年3月,《裝備制造業調整和振興規劃》頒布,將再制造列為發展現代服務業的重要內容,推動裝備制造骨干企業發展再制造,由生產型制造向服務型制造轉變。2010年10月,國務院32號文件《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》指出:要加快資源循環利用關鍵共性技術研發和產業化示范,提高資源綜合利用水平和再制造產業化水平。目前,再制造產業發展已被列入國家“十二·五”發展規劃。


    2009年12月,國務院總理溫家寶在中國工程院上報的《我國再制造產業發展現狀與對策建議的報告》上做出重要批示:“再制造產業非常重要。它不僅關系循環經濟的發展,而且關系擴大內需(如家電、汽車以舊換新)和環境保護。再制造產業鏈條長,涉及政策、法規、標準、技術和組織,是一項比較復雜的系統工程。”


    2010年3月,《裝備制造業調整和振興規劃》頒布,將再制造列為發展現代制造服務業的重要內容,推動裝備制造骨干企業發展再制造,由生產型制造向服務型制造轉變。


    2010年5月31日,國家發改委、科技部、工信部等11個部門聯合公布《關于推進再制造產業發展的意見》, 從加強宏觀指導力度、深化試點示范、加強關鍵技術研發示范推廣、完善再制造產業發展的政策機制和加強宣傳培訓等方面來推動再制造產業健康發展,明確提出了我國將以汽車發動機、變速箱、發電機等零部件再制造為重點,把汽車零部件再制造試點范圍擴大到傳動軸、機油泵、 水泵等部件;同時,推動工程機械、機床等再制造、大型廢舊輪胎翻新。


    2011年10月國家標準委于成立第一個再制造標準化技術委員會,秘書處掛靠再制造國家重點實驗室,并報批了《再制造術語》、《機械產品再制造通用技術要求》、《再制造率的概念及評估方法》3個國家標準;批準了第一個再制造領域的標準研究課題《裝備再制造關鍵基礎及共性技術標準研制》。


    2013年出臺《國務院關于印發循環經濟發展戰略及近期行動計劃的通知》,提出“十一五”循環經濟發展取得的主要成效:汽車零部件再制造技術已達到國際領先水平。


    2015年,《中國制造2025》提出“大力發展再制造產業,實施高端再制造、智能再制造、在役再制造,推進產品認定,促進再制造產業持續健康發展”。


    中國腐蝕與防護網記者:請您談談我國再制造技術水平與世界水平相比情況如何?并給未來發展的建議?


    徐院士跟歐美等發達國家相比,中國再制造業起步較晚。經過將近10年來的大力推廣,我國已進入到以國家目標推動再制造產業發展為中心內容的新階段,再制造技術并不輸于世界先進水平。


    中國探索形成了“以高新技術為支撐,以恢復尺寸、提升性能的表面工程技術為依托,產學研相結合,既循環又經濟”的中國特色再制造模式,可將舊件再制造率提高到90%,使零件的尺寸精度和質量性能標準不低于原型新品水平,而且在耐磨、耐蝕、抗疲勞等性能方面達到原型新品水平,并最終確保再制造裝備零部件的性能質量達到甚至超過原型新品,受到國際同行的廣泛認同,處于世界領先水平。


    不過,歐美等發達國家再制造業起步早、規模大、效益好,再制造業滲透到汽車 、工程機械 、國防、航天、家電、辦公設備等多個領域,而我國再制造業起步時間不長,總產值較低,領域有待擴展,特別是向航空、航天、電子信息領域擴展。


    談到國內再制造產業發展未來發展建議,簡單地歸納為以下幾點:


    一是積極爭取國家有關部門的支持,在再制造產業基地建立良好的再制造經營環境。


    二是依托產業優勢,完善再制造產業鏈。


    三是把再制造產業所需裝備作為再制造產業發展的重要內容,發揮機械裝備制造業優勢,大力發展再制造裝備研發和生產,逐步形成再制造關鍵設備生產研發體系。


    四是發揮區位以及物流優勢,與國內外原廠生產商合作發展逆向物流,建立再制造產業發展所需的工程機械、機床、廢舊汽車零部件等的逆向回收物流體系,形成適應再制造產業發展所需的舊件收集能力。


    五是在企業現有質量管理體系建設的基礎上,進一步完善適應再制造的管理體系要求。


    六是強化安全、環保和職業健康工作,建立嚴格的再制造環保安全保障體系。


    七是加強領導,完善配套政策保障體系。


    中國腐蝕與防護網記者:高端裝備的腐蝕問題一直不被大眾所熟知,在世界腐蝕日來臨之際,請您談談軍工裝備的腐蝕現狀及建議?


    徐院士:腐蝕與防腐是一門新興的邊緣學科,它是隨著生產的發展而逐漸建立起來的。不論在世界經濟發達國家或不發達國家,也不論一個國家的那一個行業,由于腐蝕所造成的危害和給人類造成的經濟和財產損失都是巨大的。可以這樣說,金屬的防腐問題是一個大問題、老問題,也是一個世界性難題。


    機械裝備從宏觀上說,都是由金屬材料和非金屬材料構成的,金屬材料會因與其周圍介質發生化學或電化學作用而產生破壞。非金屬材料在各種環境因素的作用下,也會發生各種破壞現象,如龜裂、溶解、溶脹、喪失強度等。因此,從某種意義上說,“腐蝕是不可避免的”。但是,通過我們采取多種防腐措施,完全可以將裝備由于腐蝕所造成的經濟損失及危害減少到比較小的程度,這是可以做到的,事實證明也是能夠做到的!


    針對存在的問題,對裝備防腐工作提出以下建議:


    第一,充分認識防腐工作的重要性。


    1、解決防腐問題對保證和提高生產力有重要意義。


    通過對裝備進行防腐蝕處理,提高裝備的抗腐蝕能力,能顯著提高這些設備及部件的完好率,保證技術性能,保證正常生產任務的完成,恢復和提高生產力,具有顯著的社會經濟效益。


    2、搞好防腐工作是提高經濟效益,節約經費的重要手段。


    裝備經過防腐蝕處理后,不再需要在短時間內任何定期涂漆和采取其它防腐蝕措施,不再需要投入大量的人力、物力和財力,具有顯著的經濟效益。如對某裝備進行冷噴鋅防腐處理后,單件就可節約經費4萬元,同時縮短了維護保養時間。


    第二,更新觀念,預防為主,重視防腐技術和新型耐蝕材料的開發,增加防腐科研投入。


    由于腐蝕帶來的損失嚴重,隨著裝備使用年限的延長和新裝備的發展,需要不斷開發防腐技術,積極探索新的防腐方法。目前的經費投入大量用于腐蝕事故和腐蝕損失的處理,屬于補救性投入,建議根據腐蝕的原因和情況,加大防腐科研投入,設立專門的裝備腐蝕研究機構或增加現有研究機構防腐的職能,對易腐蝕裝備采用新型耐蝕材料和防腐技術,防止或減弱腐蝕的發生。


    第三,加大腐蝕防護治理力度,積極采用先進防腐措施,大力推廣新型防腐技術在裝備上的應用。


    傳統的防腐措施存在防腐效果差,耗時多,人力消耗大等缺點,影響生產力的提高,因此應積極采用先進的防腐技術。雖然先進的防腐技術一次性投入較高,但防腐性能好,并能夠減少日常維護的工作量,可使促進生產力的提高。如采用電弧噴涂鋁涂層防腐技術,無機富鋅涂層防腐技術等長效防腐技術,可使裝備防腐壽命達10年以上,可節省防腐費用2/3以上。因此需要加大腐蝕防護治理力度,把現有的新技術推廣應用到裝備腐蝕防護中去。


    第四,加強環保意識,堅持可持續發展-開發綠色防腐技術,提高社會效益。


    可持續發展是一種新的發展模式,它要求經濟發展速度與自然界的再生能力相適應,以做到既能滿足當代人的需求,又不對后代人滿足其需求的能力構成危害。實踐已證明,采用新型防腐技術,可以防止因腐蝕造成的裝備報廢,而且能夠通過新技術新工藝進行綜合治理,恢復和提高裝備的性能,延長使用壽命。開發新的防腐技術應該加強環保意識,這樣使防腐技術的應用不僅可以大量地節能、節材,而且做到少污染或不污染,從而成為可持續發展的重要支柱。


    第五,樹立全壽命觀念,使腐蝕防護觀念深入到裝備設計、制造、使用和維修的各個環節,充分認識前期采取防護措施的積極意義和長遠效益。

     雖然裝備的腐蝕問題是在使用過程中出現的,但其抗腐蝕性能從設計開始就決定了,使用維護時的防腐措施是彌補設計的不足。實踐證明,對腐蝕環境認識不足或沒有采取適當的防護措施,是導致腐蝕破壞過早出現的重要原因。美國在海洋大氣環境中使用的艦載飛機和水上飛機,出現過由于修復腐蝕破壞的費用超過本身造價而提前報廢的情況,致使美國空軍提出“優先搞好腐蝕控制”的政策,明確提出要與腐蝕破壞作斗爭,通過“壽命周期成本分析”法,大力倡導預先采取防護措施,以減少后期維修、停車所帶來的巨大經濟損失。由此可見將防腐措施貫穿于設計、制造等前期過程的意義和長遠經濟效益是不可低估的。


    后記:隨著國家宏觀調控政策對于再制造產業的扶持和推進,環保理念的步步深入,我們相信在不久的將來,再制造產業在各個領域都能迸發耀眼的火花!

 

    人物簡介

    徐濱士,維修工程、表面工程和再制造工程專家。生于黑龍江省哈爾濱市,原籍山東招遠。1954年畢業于哈爾濱工業大學。現任裝備再制造技術國防科技重點實驗室名譽主任,波蘭科學院外籍院士,全軍裝備維修表面工程研究中心主任。長期從事維修工程、表面工程和再制造工程研究,是我國表面工程學科和再制造工程學科的倡導者和開拓者之一。先后獲得國家科技進步一等獎 1 項、二等獎 4 項,國家自然科學二等獎 1 項,國家技術發明二等獎 2 項,省部級科技步一等獎 10 項、二等獎 9 項。榮獲何梁何利基金技術科學獎、光華科技工程獎、國際熱處理與表面工程聯合會“最高學術成就獎”、中國機械工程學會科技成就獎、中國焊接學會“終身成就獎”、中國表面工程學會和摩擦學學會“最成就獎”等榮譽稱號。出版專著20 余部,制定國家標準 10 余項,發表學術論文千余篇,國家發明專利 60 余項。1995 年當選中國工程院院士。

 

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