摘 要：简要介绍了“再制造工程”的意义及其应用实例。
关键词：设备维修 再制造工程 应用
前言
随着工业的发展和社会资本的市场竞争，设备维修逐渐从一种人工技能形成为一项社会专业。实践说明，设备维修专业既可以作为系统工程的一个组成因素而随其同时发展，也需要紧紧围绕着设备本身的使用和维修，即以它的使用效能最为充分而经济地发挥来探索作为一门专业学科的成长和发展。前者是设备维修学科的软件，即设备维修模式，其涵盖有事前事后维修、定期维修、计划预修和全员生产维修等诸多概念；后者是设备维修学科的硬件，即设备维修技能(工艺)。
随着化肥企业改制的发展和企业内部设备管理水平的提高，各企业对设备维修的重视程度越来越高。石化设备管理协会从下属企业抽调专业人员组成专家组，以“新技术、维修、节约”为主题，创造性地开展工作，在完善设备维修学科的硬件方面取得了可喜的成绩。
本文旨在通过对具体案例的分析解剖来总结这一活动，目的是在维修概念、维修方式等方面进行探讨，并引入“再制造工程”概念，为石化设备人员提供借鉴。
1 罗茨鼓风机
1．1 运行状况及失效原因
罗茨鼓风机在化肥行业主要用于输送煤气，主要设备运转台时统计资料表明：因润滑管理不善造成的烧齿轮、烧轴承导致的风机失效占5％，因风机倒转导致的失效占10％，而因风压不够、气量不足导致的风机失效占80％以上。经验表明，新风机在化肥厂工艺压力条件下运行平均不到两年就会出现气量不足的情况，其显著特征是机壳发热。硫酸行业的风机平均使用年限更短。
1996年国家进行罗茨鼓风机联合设计，对L型风机转子直径和长度制定了统一的系列标准，并对影响风机气量的各部位间隙进行了统一规定。以L94WD风机为例，规定的叶轮之间间隙为0.6～0.9ram，叶轮与机壳的间隙为0.6～0.8mm，填料密封结构定位端间隙为0.5～0.6ram，自由端间隙为1.10—1.25mm。上述各间隙具体值各制造厂略有不同，但总泄露面积大体相等。实际使用一定周期后(例如两年)，测得的叶轮之间间隙为1.5～2.0mm左右，叶轮与机壳的间隙2.0—
2.5mm，定位端间隙为1mm左右，自由端为2.5—3mm左右，严重超出设计规定值。风机长期低效状态运行，浪费和损失都很大。
为什么罗茨风机在化肥和硫酸企业短期运行即出现这种间隙变大、气量不够的现象呢？这是因为输送介质成分达不到罗茨风机的设计要求。罗茨风机设计输送介质为空气和清洁煤气，而化肥厂煤气中含有少量CO2和H2s，硫酸厂输送介质主要是SO2 ，这几种气体在潮湿环境下会形成酸，从而对风机主体(材质一般是HT20—40)造成腐蚀，再加上气体中含有的固体颗粒对叶轮等的冲刷作用，导致了这种情况的发生。
1．2 合理的修复方式
制造厂采取的换件修理方式(如更换叶轮)只能有限地提高风机打气量，无法达到原设计要求，因为机壳和墙板也存在腐蚀和磨损，更换标准尺寸的转子后各部位间隙仍远大于设计要求的间隙值。机体主要部件采用耐腐蚀材料(如ZGICrI8Ni9Ti)当然是可行的，但整机造价会提高10倍以上，其性价比太低，目前只在很特殊的工况和要求很小气量的情况下采用。
采用喷涂技术在风机主要工作表面制造喷涂层以恢复各部位间隙值是目前比较成熟的修理方式，但单一的喷涂层仍然无法同时满足耐腐蚀的要求，而且容易出现喷涂层在使用一段时间后脱落的现象，影响风机的安全性能。专家组现在已经能熟练制备复合涂层，其底层具有耐蚀作用，阻断了腐蚀介质的侵蚀，而且攻克了复合涂层与基体材料的结合性能和涂层表面处理等技术难点。几年以来共对100余台岁茨鼓风机采用这种方式进行大修，取得了很好的效果。
1．3 小结
应用表面技术在风机转子、墙板、机壳表面制备复合涂层的造价虽然较高，但和风机整机造价相比仍然是较低的，而且使风机耐蚀、耐磨性能优于原设计性能要求，节约了从原材料到铸造再到加工成型过程中大量的人力、材料。目前有的制造厂家正在尝试对新出厂的风机应用这种技术。
2 螺杆冰机
2．1 运行状况及失效原因
螺杆压缩机是一种容积型可以进行气量调节的喷油回转机械。因其具有排量大、零部件少、运转可靠、操作维护方便、体积小、重量轻、占地面积少等特点，螺杆压缩机在很多行业得到了广泛应用，尤其成为化肥厂压缩制冷工段的首选制冷机械。化肥企业习惯性地把在制冷工况下运行的螺杆压缩机称作螺杆冰机。nextpage
由于化肥厂压缩制冷工段与外系统相连，从精炼和其它工段来的气氨中存在的杂质，不可避免地被带入冰机并污染油循环系统，叉因为冰机自身的设计制造和运行特点，很容易出现烧轴瓦和损坏定位轴承的现象。轴瓦损坏使转子出现扫膛从而引起机壳内表面和转子外缘面的严重磨损划伤；定位轴承损坏导致转子端面和冰机吸排气端座平面严重磨损，出现大面积的深度磨损。上述两类磨损会使转子之间、转子与机壳之间、转子与吸排气端座之间的间隙严重超标，从而大大降低螺杆冰机的制冷能力，严重时还会导致转子轴拧断、机壳裂纹等事故。
以大连产KA31.5螺杆冰机为例：其各部位设计间隙为：转子与机壳单边间隙为0.105～0.146mm转子与排气端座间隙为O.16～0.18mm，转子与进气端座间隙为0.73—0.97mm。化肥厂一般排气压力在L6MPa左右的工况下运行。只有在满足设计问隙的条件下才能在各部位形成完整的密封油膜，从而达到使用要求。从许多化肥厂的设备检修记录上可以看出，由于更换冰机转子或者机壳价格昂贵，一般只做简单处理，螺杆冰机在各部间隙严重超标的情况下长期运行，其效能很低，浪费极大。
专家组还对制药行业和化肥行业的螺杆冰机使用情况进行了对比分析。由于制药行业制冷介质是外购的成品，介质清洁程度高，螺杆冰机能够长周期稳定运行，基本体现了螺杆冰机免维护的设计性能特征，而在化肥行业由于上述原因2～3年就出现间隙严重超标的情况。对比情况非常明显。
2．2 合理的修复方式
由于和罗茨风机相似的原因，采取更换转子等换件修理方式同样是不可取的。专家组应用表面熔敷技术修复磨损的转子端面和外缘面、吸排气端座平面、机壳内缘面，重点解决了两个技术难题：一是转子端面及外缘表面熔敷层局部热处理，目的是要求得到熔敷层的综合机械J陛能而又不能破坏转子基体的性能(因为在制造过程中经过整体热处理)；二是合理的加工工艺，因为转子在高速条件下运转，需要很好的动平衡性能(转子平衡余量设计值为0.05～1.00N.m，可近似地取作0.2CX10-3N.m，(G为转予质量)。由于熔敷层的密度可能存在非均匀性，而转子的特殊结构使得在其基体上采用钻孔方法来降低平衡余量变得非常困难，因此在熔敷和机械加工过程中需采用严格的工艺，以制备均匀的熔敷层，保证平衡余量在规定的范围内。
采用表面熔敷技术对20余台大冷、武冷、烟冷产使用磨损后的螺杆冰机(有些是制造厂判定为报废无修理再用价值的设备)进行修复，运行情况表明完全能达到新机要求。
2．3 小结
应用表面技术在螺杆冰机转子端面和外缘面、吸排气端座平面、机壳内表面制备熔敷层，恢复各部位间隙使冰机达到设计要求，并能节约从原材料到锻造铸造再到加工成型中的大量人材物料，具有很好的社会效益。
3 再制造工程
3．1 再制造工程概念
通过对罗茨鼓风机和螺杆冰机两种设备在化肥行业的应用情况分析，找出其失效原因，采用先进的表面工程技术(如表面喷涂和表面熔敷)，使其性能得到恢复。由此引入再制造工程概念。利用原有零部件采用先进表面工程技术(涂层与改性及其它加工技术，使零部件恢复尺寸形状和性能设备和机器修复质量与原新产品相当或高于新产品的工程，是再制造工程的基本含义。
表面工程技术是再制造技术的重要手段之一。再制造产品的质量控制是再制造工程的核心再制造过程的一切工作都是围绕这一核心展开的。再制造成型技术和表面技术是再制造的关键技术，而这些技术的应用又是离不开产品的失效分析、检测诊断、寿命评估、质量控制等多种学科。
再制造是解决资源浪费、环境污染和废旧设备翻新的最佳方案和途径，是符合国家可持续发展战略的一项系统工程，还能使机电产品不断得到技术改造，降低设备全生命周期的后半生费用，从而延长产品寿命，节能节材，降低污染，并创造更多的利润。
3．2 再制造工程应用
再制造工程概念一经提出就显示了旺盛的生命力。
国外提出再制造工程这一概念是在上世纪5O年代，其最早应用领域为军工行业，但其核心是以换件修理模式来获得设备陛能的恢复。国内某著名学者引入该概念时即将其核心定位在以表面技术手段获取等于或优于原设备性能这一基准点上，并最早应用于军事产品的修复，后又延伸和发展至普通工业产品上，得到了广泛的应用。
设备具体失效表现——失效原因分析——检测分析——合理的检修方案——检修过程中的质量控制，是再制造工程的基本应用思路。
基于上述基本理论，在罗茨风机和螺杆冰机检修过程中我们把重点放在质量控制上，在维修工装、加工、装配等质量控制上摸索出一套适合j亥两种机型的检修路子，与省内几十家化肥企业设备管理和维修人员进行探讨和交流，并在实践中不断完善。
后记
一种有生命力的维修模式，一是充分吸取先进科学的精华，二是不断在广泛的实践中改造和完善，三是敢于有所突破。
为推广本文中所述的罗茨鼓风机和螺杆冰机检修科研成果，为企业节约资金，山东省设备管理协会已指定专业厂家开展这些方面的业务，并指派有多年化肥企业设备基础管理经验的技术人员作为管理人员，以期获得最好的检修质量。
