工程机械发展趋势——再制造

郭 明

南京工业大学，江苏南京 210009

在全球倡导节能减排和国家大力实施的循环经济大背景下，再制造的地位和作用变得日益突出，统计显示，全球再制造每年节约的材料总量达1 400 万t，这些材料可装满3 000km 长的火车；全球再制造每年节约的能量约为352 亿kW·h（120 万亿Btu），相当于8 家核电站1 年产生的能量总和。2010 年5 月13 日，国家发改委、科技部以及工信部等11部委发布《关于推进再制造产业发展的意见》，对再制造产生的经济社会效益给予了高度评价：“再制造与制造新品相比，可节能 60%，节材 70%，节约成本 50%，几乎不产生固体废物，大气污染物排放量降低 80%以上。再制造有利于形成‘资源—产品—废旧产品—再制造产品’的循环经济模式，可以充分利用资源，保护生态环境，同时最大限度地挖掘制造业产品的潜在价值。

我国是起重机械制造及使用大国，以江苏省为例，12 种主要机型起重机机械保有量达8 万台。随着我国进入起重机械报废的高峰期，再制造产业在社会、资源、环境效益等方面的优势决定了发展再制造产业势在必行。我国起重机械大多处于超负荷工作状态，目前全省30%的在役起重机械超过保质期，如果将被淘汰的产品进行修复，便能以较少的成本，获取较大的回报，并减少能源消耗。另外，与汽车零部件再制造相比，开展起重机械再制造具有先天、独特的优势：1）起重机械大多为重型装备，大型结构件多，实施再制造可以更显著的节约资源；2）再制造附加值更高；3）结构相对简单，拆解、清洗、检测、修复更易实现。

开展起重机械再制造研究，为起重机械再制造生产奠定理论和技术基础也是增强我国起重机生产企业国际竞争力的需要。由于全球经济的不确定性，市场的波动，原材料价格上涨等因素会挤压许多制造行业的利润空间。但“再制造”产品却不受原材料的限制，而且价格低廉，使市场大大拓宽。因此像卡特彼勒、小松、日立建机等国际著名工程机械厂商，纷纷开设专业的工程机械再生厂，弥补利润损失。有力的增强了自身的竞争力。在国内，像徐工、玉柴、柳工、中联重科等知名企业也不断加大工程机械再制造的投入。例如，徐工将投入27.4 亿元实施全地面起重机建设项目，同时投入6.2 亿元实施起重机再制造项目。

国外从20 世纪70 年代就已经开始了对再制造工程的研究与实践。国外工程机械再制造研究内容主要集中在以下5 方面:

1）在产品的服役至报废阶段，评估产品损毁程度，结合先进技术，实现装备的高技术修复，确保再制造产品的高性能；

2）通过对产品的全寿命周期的跟踪，观察产品的机械物理结构、产品表面以及内部材料的变化，寻找到合适且高效的再制造修复技术方法；

3）针对已达到技术寿命的产品，通过使用新型材料，新技术和新工艺等，对再制造产品进行升级；

4）预测产品的剩余寿命。使用先进的诊断技术和工具测量再制造产品的性能或老化特性 ；

5）再制造的研究技术的经验积累为再制造产业的可持续性发展奠定基础。

国外再制造技术中运用较为广泛有换件修理法，尺寸修理法。换件修理法是将损伤零件整体更换为新品零件；尺寸修理法是将失配的零件表面尺寸加工修复到可以配合的范围，如缸套的活塞环磨损失效后，通过镗缸的方法恢复缸套的尺寸精度，再配以大尺寸的活塞环以完成再制造。

再制造产业已经在国外发展了30 多年，并且形成了循环经济的重要组成部分。由于再制造产品的低成本与高利润，再制造产品已经成为。目前，北美等地的工程机械已经要求全部实现再制造，为提高回收量，倡导全民回收，制造商承诺向消费者返还产品价格50%的费用，在此基础上建立了严格的制度，即机械产品制造商必须负责对其售出使用5 年或是运行1 万小时的产品进行全部回收和再制造。国外再制造产品主要涉及汽车以及汽车配件和工程机械领域。以国际工程机械巨头——美国卡特彼勒公司为例，致力于再制造业务已有30 年，每年循环利用超过1亿磅的报废铁，近10年的技术革新以及企业发展，逐渐成为再制造业巨头。

虽然我国再制造产业发展起步较晚，但在国家领导高度重视和相关政策大力支持下，现阶段我国再制造产业以实现国家目标为核心，以绿色环保节约能源为前提并且整个国内再制造产业的发展呈现出前所未有的良好发展态势，同时在基础理论研究与技术应用开发方面走在了世界前列。一方面拓展了产品全寿命周期理论，提出了各种现代表面技术、粘接技术、有关的再制造“毛坯”成形及再加工技术、快速成形技术等 ，旨在推进再制造学科的发展，另一方面创新了再制造产品使用年限评估理论，在废旧的工程机械上运用先进技术将设备彻底翻新并确保达到高性能与高质量。目前，我们再制造理论基础和相应的技术研究内容主要集中在一下4 个方面：1）装备再制造工程设计基础；2）装备再制造质量控制技术；3）再制造关键技术与应用基础；4）装备应急维修技术。

我国目前已初步形成具有自主知识产权的基础理论研究，运用表面工程技术作为再制造的主要技术，采用了一系列无损检测技术，如涡流检测、超声波、金属磁记忆等与相应的模拟测评手段，又结合力学、摩擦学、材料学等多学科理论，形成了具有技术集约和节能环保特性的中国特色再制造模式。在再制造实践方面，以徐滨士院士领衔的装备再制造技术国防重点实验室已经走在了世界的前沿，发展、创新了多项先进的再制造关键，通过运用纳米颗粒复合电刷镀技术、等离子喷涂技术、新型高速电弧喷涂技术有效解决材料的耐高温磨损及抗接触疲劳问题、薄壁磨损零件修复问题以及表面防腐治理问题。

综上所述，面对国内再制造市场特别是起重机再制造市场的繁荣，应该清醒的看到，与国外相比，从生产规模、零部件再制造能力、产品可靠性、质量稳定性等方面仍有不小差距，因此，国内各式起重机企业应当在转变经营机制的基础上，清醒认识自身存在的问题，解决当前国内生产的起重机液压系统的渗漏、电器元件老化、接触不良、失灵等存在的普遍现象，深入开展起重机零部件剩余寿命预测评估、失效零部件的失效分析、无损拆卸与分类回收、零部件表面处理工艺、再制造零部件的检测与寿命评估等方面的研究，从而掌握起重机再制造方面的核心技术，形成具有中国特色的起重机再制造模式。科学制订政策法规和有效实施长远战略，加快我国起重机械的技术创新，从优化产业机构、利用有限资源、降低制造成本、节能环保等方面生产具有自主产权的高性能、高质量、高可靠及低成本的起重机械。坚持走循环经济路线，充分发挥再制造在起重机械中的作用，对节能、节材、保护环境、支持国家建设具有重要意义。

[1]刘俊英，张国胜，蒋伯平.表面工程技术-工程机械再制造的核心技术[J].独家视角，2010(5):4-7.