设备管理过程中的废弃物主要包括报废及淘汰的整机设备、损坏及满足不了使用要求的零部件、经使用后无法满足要求的机械油、液压油和润滑脂等油类,以及与设备相关的其他废弃物等类型。通过分析设备管理过程中废弃物产生的原因,阐述设备废弃物的综合利用问题。
一、报废及淘汰设备
1.产生原因
(1)正常使用的设备。设备经过长期使用后,其主要支承部件会呈现疲劳状态,安全性能逐步降低;相对运动部件经过磨损,间隙变大,精度下降;控制系统的故障频率增加,而且备件逐渐被淘汰,购买备件的周期延长,更换备件的成本增加;液压系统逐步老化,泄漏率增加,可靠率下降;设备噪声、对环境的污染、能源消耗逐步增加,生产产品的合格率逐步下降,而维修费用却逐渐上升。综合考虑,企业会将此类设备逐步停用,列入淘汰或报废范围。
(2)意外损坏的设备。造成设备意外损坏的因素主要有能量因素、环境因素和人为因素。
能量因素包括设备运转及其他各个机构存在的内部能源(如振动、温度、荷载等)、设备周围介质的能量作用、在设备制造或装配过程中聚集在设备材料及零部件内的潜伏能量(如装配应力、铸造应力等),当这些能量达到一定数值,就会引起设备性能及状态的变化。随着这种有害过程的继续,机械零部件就会受到磨损、变形、疲劳等损坏,直至设备报废。
环境因素是指设备所在周围的温度、湿度以及相应的变化频率。设备在运行过程中,如果周围环境的极限温度和湿度超出设备允许的范围,则设备的运行就会受到影响,甚至无法正常使用;如果周围环境的极限温度和湿度虽然在设备运行的允许范围内,但温差和湿差变化太频繁,也会对设备运行造成影响。虽然环境因素不能使设备直接损坏,但会使设备无法正常运行,迟早使其淘汰或报废。
人为因素主要包括对设备的维护管理和操作。如果设备日常维护、管理不到位,会直接影响设备的使用寿命;如果对设备故障处理不当,则会影响设备的性能;如果操作不正确,不但降低生产效率,还能损坏设备。因设备维护管理不到位和操作不正确所造成的后果,轻者影响设备正常使用、降低产品质量和生产效率,严重时会造成设备损坏甚至报废。
(3)更新换代的设备。无论设备维护、保养得多好,在使用一段时间后,其性能都无法与后来的换代设备相比。一般情况下,换代设备的性能好、生产效率高、故障率低,单位产品摊入的能源消耗、设备维修、固定资产折旧等费用降低。综合考虑,应将这些老旧设备逐步停用,列入淘汰或报废范围,购置更换性能较好的换代设备。
(4)明令禁止使用的设备。随着国家对环境保护要求的日渐提高,部分高能耗、高污染、辐射性强的设备被列入淘汰或禁止使用的范围,生产企业作为社会的一部分,必须按照规定淘汰明令禁止使用的设备。
2.报废及淘汰设备的综合利用
对列入淘汰或报废范围的设备,根据实际情况可分为四类,即具备再制造条件的设备;可以改造的设备;明令禁止使用的设备;无再制造和改造价值的设备。通过合理利用,以实现其效益最大化。
(1)具备再制造条件的设备。再制造是一种对废旧设备实施高技术修复和改造的过程,针对损坏或行将报废的零部件,在性能失效分析、寿命评估等基础上进行再制造设计,采用一系列相关的先进制造技术,使再制造设备质量达到或超过新品。实施设备再制造的关键是选择再制造对象,首先要考虑再制造设备的经济性,其次要考虑技术可行性,第三应该是耐用设备且功能失效,剩余附加值较高且获得失效功能的费用低于设备的残值等。通过合理选择再制造对象,控制好再制造过程的质量,再制造设备的性能和质量均能达到甚至超过原品,而成本却只有新设备价值的1/4-1/3,节约能耗、材料的效果明显,可以延长设备的全寿命周期。
例如,国内轮胎企业在八五期间引进的密炼机上辅机(炭黑、油料、胶料输送、称量装置)较多,经过长期使用,控制系统普遍老化,故障率较高,性能也不稳定,而且购买国外备件的周期长、价格较高,目前大部分已被淘汰。为此,可以利用再制造技术解决此问题。原系统的机械部件可以继续使用,利用国内上辅机技术进行功能升级,针对原系统存在的缺陷进行改进,并实现与密炼机主机和下辅机的联络。再制造的价值不足原系统价值的1/3,而性能却能超出原系统。
又如,挤出机使用过程中,螺杆和衬套磨损较快,当间隙超过规定值后就无法保证胎面的密实度而报废。为此,当螺杆和衬套第一次出现磨损超标时,衬套可继续使用,磨损的螺杆采用堆焊或喷焊耐磨合金的再制造方式进行恢复;当出现第二次磨损超标时,衬套的磨损量也已超出极限,由于衬套更换比较困难,可以将衬套内孔的高点磨平,然后以磨削后的衬套为基准,对已堆喷焊耐磨合金并经过时效处理的螺杆进行磨削加工,使螺杆和衬套的间隙满足工艺要求。如此反复,可使螺杆和衬套的全寿命周期延长2.5倍以上。
(2)可以改造的设备。在设备被淘汰或报废时,并不是设备的各个部位都不能使用,而只是部分或主要零部件不具备继续使用的条件。对此类设备可以进行局部改造或主要部件的修复,使设备恢复原有性能。即使只恢复部分功能,可以作为备用设备继续使用,也能延长设备的全寿命周期。
例如,密炼机经常因为主电机、液压系统等出现故障而停机甚至报废。为此,可对停用或报废的密炼机进行改造,方法是:针对低压电机故障频繁、能耗高的问题,可以将原机使用的低压电机更换为高压电机,既能消除故障,又降低能耗;针对原液压系统噪声大、能耗高、液压油升温快、安全性能差等问题,在液压站中加装变频恒压控制装置,可以减小噪声、降低能耗、油温上升慢,提高运行效率和安全性。另外,在气动上顶栓排风口处安装简易消声器,上顶栓动作时的噪声明显减小;在上顶栓的升降动作中增加压缩空气回收装置,可使3 00-10的压缩空气被循环使用,并能减轻活塞对风缸端部的冲击。密炼机经过改造,不但恢复正常,而且使用性能明显提高。
(3)明令禁止使用的设备。国家或地方政府明令禁止使用的设备主要是一些高污染、高耗能以及安全性能差的设备。对高污染设备(包括含放射源的设备)如果不具备改造条件,必须先办理报废手续,然后再进行破坏性分解,以免流入到社会后被再利用;如果含有放射源,必须按照相关规定将放射源妥善封存保管。对高耗能设备,一般要求在规定时间内淘汰或进行节能改造。无法改造的,要在规定时间内更换为同类节能设备。
(4)无再制造和改造价值的设备。对所有无再制造和改造价值的设备,可以整体出售或转让,其价值会相对较高。如果不能整体出售的,可以将其分解,按照零部件的外形、材料、有无污染等进行分类处理或利用。对无法分解或分解成本高于设备残值的,可以作为废品进行处理。
经过上述几个步骤的处理,报废或淘汰设备的综合利用价值基本可以实现最大化。
二、废弃零部件
1.产生原因
造成设备零部件报废的原因主要是由于零部件材料、设计、加工、装配、使用、故障处理等一方面或数方面因素的不妥当而引起,根据零部件的形状及工作状态,可以将报废原因分为磨损、锈蚀、断裂、功能退化等类型。
(1)零部件磨损分为非正常磨损和正常磨损两类。因为材料选择不当、加工出现误差、装配不合理、操作不正确或意外故障等原因造成零部件的快速磨损为非正常磨损。除去上述原因,在理想状态下使用出现的磨损为正常磨损。一般磨损量超出规定值后的零部件不能继续使用,以防对设备的其他零部件造成损坏。
(2)零部件锈蚀分为非正常锈蚀和正常锈蚀两类。因为材料选择不当或存在锈蚀因素而没有采取相应防护措施造成的锈蚀为非正常锈蚀,在理想状态下使用出现的锈蚀为正常锈蚀。当零部件整体或局部锈蚀而影响设备正常使用时,应该将其报废。
(3)零部件断裂主要由材料选择不当、结构设计不合理、装配误差超出标准或操作不正确等原因造成。零部件一旦断裂,就必须报废。
(4)功能退化主要是指零部件在理想状态下,经过长期使用出现整体或部分老化、性能不稳定或与新件有一定功能差距的现象。为了不降低设备的整体功能,一般都将功能退化的零部件更换或报废。
2.废弃零部件的综合利用
废弃零部件的第一个作用是能让操作与维护人员根据零部件的现状,分析、查找造成报废的原因,制定相应的纠正、预防措施,防止更换后的零部件继续出现同样的问题;其次是根据零部件的实际情况,采取再制造、修复、改制、作为废品处理等措施进行利用。
由于大部分零部件更换、淘汰或报废的原因,使其整体性能无法满足使用要求或达不到规定精度,而不是每个部位都失去功能。为此,可将更换、淘汰或报废的备件进行分类,挑出有修复价值的部分进行有针对性地修复;如果不具备修复价值,则可以根据零部件的外形、材质等分解出有使用价值的部分,剩余部分当废品出售。
对于同类备件,其损坏部位不完全一致,可以将未损坏的部件拼装成完好的备件继续使用;如果同类备件损坏部位一致,除了将损坏部位修好外,在设计、制作或购买备件时应加强薄弱部位的强度,提高其整体性能。对于修复或拼装的备件,如果达不到原有标准,则可降级使用,如高压管道锈蚀补焊后,可作为普通管道使用;普通管道锈蚀后,可作为支架材料;高压阀门经过几次修复后,达不到高压标准,可作为中压或低压阀门使用。
对表面正常磨损零部件的修复或再制造一般采用热喷涂、喷焊、加热堆焊、常温堆焊等表面工程技术完成;对于制造成本高、更换困难的锈蚀零部件可以采用喷涂、喷焊、电镀等修复技术完成;因材料选择不对、结构设计存在缺陷引起断裂的零部件,可以通过选择适宜的材料、科学设计、合理加工、正确装配等完成断裂零部件的修复或再制造,同时将更换下来的零部件作为其他规格或尺寸较小零部件再制造的材料,也能延长该部件的全寿命周期;对功能退化的零部件,可以采取修复后降级使用或肢解作为备件使用等。
三、废弃油类
1.产生原因
废弃油类主要包括经使用后更换的液压油、机械油、空压机油、中负荷齿轮油以及其他各种润滑油和润滑脂等。这些油类在经过长期使用后,都会逐渐氧化或乳化而失去原有的功能。同时在使用过程中,会产生或带入部分水溶性酸、氨酸、碳、粉尘泥沙、水分、机械杂质等,加快油的氧化或乳化速度。起润滑作用的润滑油和润滑脂在完成润滑后,会从机械摩擦副上带走碎屑或杂物,回收后无法直接使用。
2.废弃油类的综合利用
废弃的油类应该及时收集,分类存放。对于品质较好的油,可以利用新型的真空滤油机进行过滤再生后继续使用。经滤油机过滤后,能除去油中的水分、杂质、气体、酸值等有害物质,并能恢复油质的破乳化能力,处理后的指标可以接近新油使用标准。如果过滤再生后油的指标有所下降,则可以根据指标情况降级使用。
对不能过滤再生的废弃油,可以根据企业的生产工艺进行综合利用。例如,在轮胎生产企业,可以将废弃油收集后代替工艺芳烃油,作为胶料混炼的软化剂;在建筑行业,可以将废弃油用于脚手架、模型板的防腐等。这样,废弃油的价值也可以得到充分利用。
四、其他设备废弃物
1.产生原因
其他设备废弃物主要包括设备包装材料、零部件加工的下脚料以及除上述原因之外产生的其他废弃物。
2.综合利用
设备包装物大部分为木质材料或金属材料以及部分紧固件,木质包装材料可以回收、分类作为木材使用;金属材料如果是设备制造厂家制造的专用包装、托运装置,应退回原厂家循环使用;一般的金属材料可以回收作为金属型材使用;紧固件一般都是标准件,回收、处理后可以作为备件使用。
零部件加工的下脚料应该按照材料、形状等分类回收,特别是有色金属下脚料,更应单独收集、存放、处理,可使下脚料的价值最大化。
其他设备废弃物种类较多,但数量不大,可以按照是否可回收进行分类,然后进行适当处理,以减少浪费和污染,并能实现废弃物的价值最大化。
五、结语
设备管理过程中的废弃物其实就是放错了地方的资源,必须对废弃物有更全面和全新的认识,才能进行合理利用。对设备管理过程中废弃物的综合利用,不但可以创造明显的经济效益,更能产生深远的社会效益。
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本文标题:设备管理过程中废弃物的综合利用