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拼装替代铸造 十年创利数亿元 |
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| http://cn.newmaker.com
3/18/2008 11:04:00 AM
中国工业报
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 离心压缩机、鼓风机机壳拼装制造技术———在所有获得国家科技进步奖的技术中这个名字不算长，但它对行业卓越的贡献却丝毫不减。在这项技术出现之前，我国的离心压缩机、鼓风机机壳全部采用铸造机壳，但只要将“铸造”和“拼装”两个词一对比，哪一个更有效率就不言自明了。就在记者和该项技术发明人杨建华对话的过程中，不时有机械运转的响声伴着他沙哑的声音从电话的另一端传来。
铸造之困
所有励志故事都会有一个辛酸的开始，关于这项技术的故事也不例外。一直到1992年的时候，沈阳鼓风机（集团）有限公司（以下简称沈鼓集团）生产的离心压缩机、鼓风机所用的机壳还都是用铸造机壳，而生产铸造机壳的工作要通过外包给其他铸造厂来完成。尽管当时全球生产商普遍采用铸造机壳，但由于国内的铸造技术水平较低，使得使用铸造机壳就像是乘坐一辆醉汉驾驶的汽车———小麻烦不断，大麻烦免不了。
在铸造机壳生产前需要制作一个同比例大小的木制模型，作为单件批量生产的样板。由于每次接到的订单对设备有不同的要求，所以沈鼓集团所需要的机壳也都不一样。这就导致这些木模都是只用一次就要废掉，等接到新订单后还要按客户要求重新制作一个。据介绍，这些大大小小的木模平均下来每个制作成本要50万元，长期采用这种工艺造成了巨大的浪费。
另外，铸造机壳生产周期很长，而且由于是外包工作，其生产过程和沈鼓集团自身生产计划协调也不甚畅通。有时由于机壳不到位，订单就只能压着无法交货。一遇到这种时候，沈鼓集团的生产处长就得把办公室搬到铸造厂，没日没夜地蹲在那催活，有时甚至是揣着现金到车间去，给工人额外的奖金，求着工人开工。用杨建华的话说那时候等机壳“真是急得乱蹦”。
即便如此，铸造机壳的质量也是让人不敢恭维，有的机壳到了加工后期才发现存在着砂眼、夹渣、气孔等缺陷。为了保证质量，沈鼓集团买一个机壳需要订制二、三个，然后从中选质量最好的，但是机壳寿命还是缺少保证。
耽误交货期、质量不过关，这些问题直接影响着沈鼓集团的经济效益和企业的发展。当时意大利和美国一些企业掌握着机壳焊接拼装技术，沈鼓集团最初希望能够通过合作引进这些技术。可是这些企业虽然对合作充满了热情，却对沈鼓集团想引进焊接拼装技术的事只字不提。
种种迹象表明：除了自己研发，沈鼓集团已经别无选择。这一切都从1992年开始。
“一四拼装法”
杨建华有个绰号，叫“变形金刚”。这个绰号隐约传递出的意义正是铸造和拼装之间的区别。不过，真正能使他得到这个绰号的原因还在于他对机壳焊接过程中出现变形问题的解决能力。
1992年，沈鼓集团做出一项重大决策———着手研制我国第一台型材焊接机壳。消息一出，杨建华就向领导主动请缨负责研制焊接机壳的项目，得到领导批示后，杨建华开始对这项技术发起了挑战。
与铸造机壳不同，焊接拼装过程中遇到了解决焊接应力产生变形问题等一系列的难题。为了解决这些问题，杨建华采用土办法制作了一个模具，由于压出的形状不符合要求，还要用千斤顶顶、用焊枪烤，千方百计向设计形状靠拢。在压缩机底座焊接过程中，杨建华在不同部位用了三种不同的办法来控制变形：反变形法、确定焊接顺序法、钢性固定法。在接到任务的3个月后我国第一台焊接机壳终于成功制造完成，而且一次性通过了质量检验，标志着沈鼓集团结束了使用铸造机壳的历史。而就在同时，日本三菱集团还在采用铸造机壳，当三菱开发出焊接技术，已经是5年后的事了。
第一台机壳焊接完成之后，杨建华对这套工作方法进行了改进：从第一个简易支撑架到一批专业支撑架试制成功，解决了容易出现的几毫米的水平误差；从需要工人进到壳内进行内孔切割壳体到一切都在壳体外进行操作，干活精度高、效率也提高了好几倍；从使用堆焊工艺到在水平法兰与轴承提焊接后预反变形8~10毫米的工艺方法，彻底解决了特殊的凸形机壳承体两端整体焊后下沉问题……
经过几年的不断探索，杨建华总结出一套焊接壳体的“一四拼装法”。“一四拼装法”是指一套控制变形系统和四步拼装方法，这四步分作：第一步，壳板倒装法；第二步，模拟模具拼装定位支撑环；第三步，壳体与进出气管空间定位拼配；第四步，下壳体内孔气割加工。这套操作方法最终成为沈鼓集团的一套操作规范。
采用“一四拼装法”焊接机壳不仅大大降低了机壳加工成本，缩短了机壳制造周期，还极大扩展了机壳制造材料的领域，不锈钢、低温钢等特殊材料均可用来进行焊接机壳的制造，方便设计者设计机壳形状。目前，该项制造技术已经广泛应用在各种类型的鼓风机、压缩机机壳生产制造中。所有国家重点项目的核心设备机组的鼓、压风机机壳，也全部采用该项制造技术。
独立才有将来
离心压缩机、鼓风机机壳拼装制造技术没有借鉴任何国外已有技术，完全独立于世界上目前已有的焊接拼装技术体系，而且可以说是目前全球该领域最先进的技术之一。2007年，德国西门子带着自己的设计图纸找到了沈鼓集团，希望沈鼓集团能实现他们的设计。这已经不是第一次了，在5年前，西门子也像今天一样到沈鼓集团寻求合作，但这次比前一次的设计更复杂，规模也更大。除了西门子之外，日、意、美等国制造商，也先后与沈鼓集团进行合作生产。
沈鼓集团相关负责人介绍说，离心压缩机、鼓风机机壳拼装制造技术与世界上其他焊接拼装技术相比毫不逊色，但由于每个生产商所采用的技术都是相对独立的，彼此之间很难进行比较。而且不同生产商采用的标准和规范也存在差异，技术上的比较也没有多大意义。“和我们竞争的就是那么几家企业，都是世界500强，大家处在同一水平上，都完全能够满足客户提出的要求。我们的价格很有吸引力，但在国际影响力上还不如那些老牌企业。”
作为沈鼓集团的专利技术，离心压缩机、鼓风机机壳拼装制造技术进入成熟阶段已有10多年了，10年来这项技术在沈鼓集团的生产当中发挥了重要的作用，保守估计它已为沈鼓集团创造了3.5亿元的利润。杨建华告诉记者，这项技术涉及多项商业机密，现阶段没有在国内外进行推广的计划。但他也表示，如果是有偿合作的话，沈鼓集团也不会完全排斥推广，但合作的形式还需要逐步探索。
一位业内资深人士告诉记者，我国现在只有沈鼓集团具备足够实力生产离心压缩机，其他一些小的生产商很难达到这样水平，即便能够得到订单，也是选用铸造机壳，而没办法采用专业性这么强的操作方法。在国际上，主要生产商有自己的技术体系，也就没有推广的必要。
但正是离心压缩机、鼓风机机壳拼装制造技术使沈鼓集团能够成为为数不多的几个掌握焊接技术的企业之一，参与到国际竞争当中。上述人士说，全球掌握这项技术的企业超不过10家。
改进从未止步
离心压缩机、鼓风机机壳拼装制造技术成熟至今，不断改进和完善的脚步从未停止。目前，特大型机壳的焊接工艺是这项技术下一步要争取攻克的难题。机壳在焊接之前要经过预热阶段，以往在机壳吨位不大的情况下，完全可以通过小的加热设备实现预热。但是当面对100吨左右的机壳时，小型的加热设备无法满足预热需要。如果采用大型加热设备，其加热过程中又不够灵活自由。杨建华表示，如果能够在这个工艺上取得突破，将极大的促进我国离心压缩机、鼓风机的发展。
离心压缩机、鼓风机机壳拼装制造技术获得国家科技进步二等奖之后，杨建华荣升为沈鼓集团的首席工人专家。这位当了快40年车间铆工的一线工人立刻闯进了媒体的视野，毕竟一个车间铆工获得国家科技进步奖这样的故事罕见而又富有传奇色彩，正迎合了草根时代受众的偏好。
诚然，在每一项技术背后都会有一个关于人的故事，更需要我国关注的不也正是技术背后所体现出的人的价值吗？
项 目 点 评
孙玉山
铸造机壳质量难以控制、生产周期又太长，尤其是在生产大型化机壳时就更难了。离心压缩机、鼓风机机壳拼装制造技术已经有10多年的历史了，全面代替了铸造机壳工艺，而且保证一次成型。
现在全世界都在使用焊接技术，像GE、三菱、西门子都相继将铸造机壳工艺淘汰改用焊接拼装技术。但离心压缩机、鼓风机机壳拼装制造技术是沈鼓集团的独家专利技术，没有借鉴、引进任何国外的技术。技术发明人杨建华为此做了大量的研究工作和探索，到现在为止已经做了几百套机壳，质量都很好，每次都是一次成型。这对沈鼓集团保证离心机和鼓风机的质量起到了重要作用。
这项技术看起来非常简单，但在实际工作中由于机壳要应用在不同功能的设备上，对机壳就有不同的要求，所以在具体操作上的参数也要进行非常细的调整。这也需要时间在工作中一点点摸索。
无论是从理论上还是从实践上，这项技术都已经走到了该领域的最前沿，并引导着焊接拼装技术在全世界的发展趋势。（作者系沈鼓集团副总经理）
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