當(dāng)修船遇上激光，產(chǎn)業(yè)升級有了重要可選項(xiàng)!

　　隨著激光技術(shù)在傳統(tǒng)工業(yè)應(yīng)用逐漸增多，修船行業(yè)正在積極探索應(yīng)用激光技術(shù)替代相關(guān)工藝。激光清洗和激光熔覆，就是目前最具發(fā)展前景的兩個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。不過，業(yè)界人士認(rèn)為，這些新技術(shù)要實(shí)現(xiàn)全面替代同樣存在不小的困難。找準(zhǔn)切入點(diǎn)，推動協(xié)同創(chuàng)新，是加快修船行業(yè)應(yīng)用激光技術(shù)的有效途徑。

激光清洗已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商用

　　據(jù)介紹，激光清洗技術(shù)是一項(xiàng)基于激光與物質(zhì)相互作用效應(yīng)的新技術(shù)。激光器發(fā)射的光束被需要進(jìn)行處理的表面上的污染物層吸收。大能量的吸收形成急劇膨脹的等離子體(高度電離的不穩(wěn)定氣體)，進(jìn)而產(chǎn)生沖擊波，沖擊波使污染物變成碎片并被剔除。

　　友聯(lián)船廠(蛇口)有限公司創(chuàng)新發(fā)展研究中心主任劉鶴介紹說，相比機(jī)械摩擦、化學(xué)腐蝕、噴砂、超聲波等傳統(tǒng)工業(yè)清洗工藝，激光清洗具有不損傷基材、無油污、低噪音、可實(shí)現(xiàn)精確定位清洗、激光源使用壽命長、無藥劑和耗材、自動化程度高等特點(diǎn)，能夠滿足除銹、除漆、除油、除積碳、除氧化層附著物等修船生產(chǎn)需要，適用于金屬、陶瓷、玻璃、復(fù)合材料等各類基材。

　　自2017年年初開始，為加快推進(jìn)綠色修船，招商局工業(yè)集團(tuán)旗下船企與激光清洗高科技企業(yè)開展戰(zhàn)略合作，通過聯(lián)合研發(fā)、知識產(chǎn)權(quán)共享的方式，研制船舶專用激光綜合清洗系統(tǒng)，共同推進(jìn)激光清洗技術(shù)的應(yīng)用。截至2018年12月，200瓦、500瓦、1000瓦產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)布，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品系列化、槍頭系列化、出光多樣化，在冷卻、光纖傳輸、自動化配套等方面形成了豐富的定制化方案。這些設(shè)備在機(jī)電車間進(jìn)行了反復(fù)試驗(yàn)，涵蓋了20種應(yīng)用場景以及8種形狀零件。除碳鋼深銹的清除效率較低、激光無法照射的孔腔難以清洗外，激光清洗幾乎可以全部勝任其余清洗任務(wù)。

激光熔覆應(yīng)用還可擴(kuò)展

　　據(jù)上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院副教授鄧琦林介紹，激光熔覆技術(shù)是通過在受損的零件表面添加新的合金粉末，并利用高能密度的激光束使之與零件基體熔合在一起，在零件表面形成與其為冶金結(jié)合的熔覆層的技術(shù)。與電鍍、噴涂工藝相比，激光熔覆修復(fù)的零件變形小、結(jié)合力強(qiáng)、材料選擇范圍廣，涂層性能好，無廢氣、廢水、廢渣排放。

　　目前，激光熔覆技術(shù)在修船行業(yè)中主要用于柴油機(jī)、推進(jìn)系統(tǒng)中工件和其他泵、閥、軸的修復(fù)。廣州泰格激光技術(shù)有限公司高級項(xiàng)目經(jīng)理張紅亮舉例說，船用曲軸形狀不規(guī)則、工況復(fù)雜、造價(jià)昂貴、制造周期長，軸頸磨損、裂紋、擦傷、腐蝕、燒傷是其常見損傷。在通常的修復(fù)工藝中，降級使用(加厚瓦)會造成輸出功率降低，電鍍工藝不符合環(huán)保要求，噴焊工藝容易造成變形，鍍鐵工藝會造成不可重復(fù)修復(fù)。激光熔覆技術(shù)則不存在以上這些問題。

　　展望激光熔覆技術(shù)在修船中的應(yīng)用，張紅亮表示，激光表面改性強(qiáng)化、激光現(xiàn)場修復(fù)、激光高速熔覆、激光3D打印還有擴(kuò)展的空間。例如，利用功能材料可實(shí)現(xiàn)工件表面性能的定制，完全改變零件的表面性能，以“再制造”理念大幅延長修復(fù)后的產(chǎn)品使用壽命。

協(xié)同創(chuàng)新加快應(yīng)用步伐

　　應(yīng)用激光技術(shù)，無疑是修船產(chǎn)業(yè)升級的一個(gè)重要可選項(xiàng)。業(yè)界人士分析，中國修船企業(yè)的外部環(huán)境發(fā)生改變，環(huán)境保護(hù)和職業(yè)健康等相關(guān)法規(guī)對修船企業(yè)的要求日趨嚴(yán)格。中國修船行業(yè)的環(huán)保警鐘再次敲響，國內(nèi)修船企業(yè)面臨著巨大的環(huán)保整改壓力。2017年，以安徽省為例，該省191家修船企業(yè)中，已拆除資質(zhì)手續(xù)不全、設(shè)施設(shè)備陳舊、技術(shù)工藝落后的企業(yè)94家，停產(chǎn)退市的企業(yè)7家，而剩余的90家企業(yè)也在努力抓緊整改。

　　不過，應(yīng)用激光技術(shù)也存在許多障礙。“只有在傳統(tǒng)工藝無法完成修復(fù)時(shí)，船企才會想到將部件送往相關(guān)激光技術(shù)企業(yè)修理。”業(yè)界人士舉例說，由于激光技術(shù)的成本高、船企業(yè)務(wù)量少且不穩(wěn)定，激光熔覆的加工價(jià)格對船企來說“高不可攀”。另外，應(yīng)用激光技術(shù)還需要解決一些技術(shù)問題，如提高效率、實(shí)現(xiàn)車間現(xiàn)場加工等。

　　業(yè)界人士建議，推動建立產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟，是加快修船行業(yè)激光技術(shù)應(yīng)用的有效手段。形成船東、船廠、服務(wù)商、設(shè)備商、材料商和研究院所等各方聯(lián)合開發(fā)、優(yōu)勢互補(bǔ)、利益共享、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)的技術(shù)創(chuàng)新平臺，才能共同突破產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸。同時(shí)，要找準(zhǔn)激光技術(shù)和修船生產(chǎn)的切入點(diǎn)、結(jié)合點(diǎn)，掌握核心技術(shù)，建立標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范。

技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)鼓勵(lì)多樣化發(fā)展

　　近年來，面對日益嚴(yán)峻的環(huán)保挑戰(zhàn)和激烈的競爭壓力，修船企業(yè)大力開展技術(shù)創(chuàng)新活動，努力培育發(fā)展新動能。新型環(huán)保水霧噴砂除銹、超高壓水除銹、激光清洗等技術(shù)和設(shè)備均已取得不錯(cuò)的應(yīng)用效果。在滿足自身生產(chǎn)需要的同時(shí)，相關(guān)修船企業(yè)還須以新技術(shù)、新設(shè)備商用為目標(biāo)，努力推動修船行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。可以預(yù)見，未來針對一項(xiàng)傳統(tǒng)工藝的技術(shù)創(chuàng)新將越來越多。鼓勵(lì)創(chuàng)新行為多樣化，多種技術(shù)路線并行，是當(dāng)前修船技術(shù)升級關(guān)鍵期的必由之路。

　　首先，修船企業(yè)創(chuàng)新行為本身就具有多樣性。有實(shí)力的修船企業(yè)研發(fā)全新的工藝和設(shè)備，并不是隨機(jī)或空想確定一個(gè)突破方向，必然依賴已有的經(jīng)驗(yàn)和條件進(jìn)行決策。由于各自情況不同，修船企業(yè)中會產(chǎn)生多種技術(shù)路線。例如，解決干式噴砂所帶來的環(huán)保問題，完全不用磨料的超高水除銹和水霧、磨料相結(jié)合的水霧噴砂除銹都具有獨(dú)到之處。強(qiáng)化和突出企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的主體地位，就應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)修船企業(yè)因地制宜、多點(diǎn)突破。

　　其次，技術(shù)創(chuàng)新的一個(gè)重要特點(diǎn)，就是結(jié)果的不確定性。修船企業(yè)當(dāng)前的主流工藝和技術(shù)，是數(shù)十年來不斷演化和發(fā)展的結(jié)果。其間，有的技術(shù)和工藝被淘汰，有的則被廣泛使用并持續(xù)改良。在工藝和技術(shù)迫切需要出現(xiàn)顛覆性革新的情況下，多樣化的技術(shù)升級路徑可以為修船產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)的躍升留出更大空間。真正能夠?yàn)樾薮髽I(yè)提升競爭優(yōu)勢的工藝和技術(shù)，必將釋放出強(qiáng)大的生命力。

　　當(dāng)然，修船行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)避免低效率的重復(fù)投資。目前，相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新活動多為修船企業(yè)聯(lián)合外部專業(yè)設(shè)備商的個(gè)體行動。由于行業(yè)信息溝通和協(xié)調(diào)工作不足、基礎(chǔ)和共性技術(shù)研究薄弱等原因，這些研發(fā)投資存在效率不高、重復(fù)投資的可能。從市場空間來看，修船行業(yè)新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用規(guī)模有難以打破的“天花板”，向其他行業(yè)滲透也難度不小。因此，要舉全行業(yè)之力，推動基礎(chǔ)性、關(guān)聯(lián)性、系統(tǒng)性工作的開展。例如此前行業(yè)組織發(fā)布《關(guān)于綠色修船的科技大綱(建議稿)》，就是促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新的有效舉措。

來源：中國船舶新聞網(wǎng)