建立热喷涂公共技术支持和扩散平台.doc

建立热喷涂公共技术支持和扩散平台促进热喷涂中小企业技术进步和创新发展全国热喷涂协作组办公室 宋希剑 崔颖 摘 要：本文简介了热喷涂技术的特点和应用。介绍了全国热喷涂协作组二十余年来在国家各相关部委的领导及指导下，为热喷涂中小企业建立公共技术和扩散平台的几种服务方法。分析和介绍了热喷涂中小企业依靠该项技术发展壮大的典型案例。 作者就热喷涂中小企业目前存在的一些问题及需求进行广泛的意见征询，汇总了一些共性需求和建议、同时就热喷涂中小企业发展方向和未来的工作重点提出了评估和预测。 关键词：热喷涂 中小企业 一、概述 热喷涂技术是表面工程中的一项重要的表面技术，在现代工业中得到了广泛应用并取得了显著的社会效益和经济效益；是近年来在设备维修、机械制造中广泛应用的一项表面技术。热喷涂技术必将成为21世纪的关键技术之一。该技术是利用等离子流、电弧、氧一乙炔火焰及激光等热能将金属、陶瓷、玻璃、塑料诸种材料加热到熔融或半熔融状态，高速吹附到基材或零部件表面形成喷涂涂层和喷焊层。喷涂材料种类繁多，其形成的涂层可赋予基体材料或零部件表面多种功能性涂层，如耐磨、耐气蚀、耐冲蚀、耐高温腐蚀、隔热、隔音、绝缘、导电等特性，从而延长材料或零部件的使用寿命，降低零部件的生产成本。同时，它还具有设备组成结构紧凑、一次性投资小，可移动性、适合现场施工，对基材金属组织的热影响小，操作程序清晰、运行成本低等优点。目前，在美国和欧洲其年直接产值各突破 10亿美元，他们已将热喷涂作为一种工业（Thermal Spray Industry）来看待。在我国，己将热喷涂工艺作为绿色再制造工程的主要技术，据美国金属学会热喷涂协会评估，中国的热喷涂工业年产值已愈14亿美元。 为了更好的推广应用和研发该项技术一九八一年十月二十一日至二十七日，由当时的国家经委、国家科委在北京联合召开了全国热喷涂（焊）技术交流推广会，会上由两委行文成立了全国热喷涂技术协作组。其组成是： 组长单位：北京矿冶研究总院。 副组长单位：科学院金属研究所、上海钢铁研究所、武汉材料保护研究所、北京钢铁研究总院、三机部六二五所、上海喷涂机械厂、天津热喷涂中心。 同时组建了全国热喷涂技术协作组办公室，挂靠在北京矿冶研究总院。 这个协作组的主要任务是；当好两委推广、开发、应用热喷涂技术的参谋；制定发展规划、组织协作和技术攻关活动；进行国内外信息传递和技术交流活动；搞好技术培训和咨询服务活动；组织协调各省、市、各部门在推广应用热喷涂技术中有关事宜。 二十多年来，在原国家经委、科委、计委、国家经贸委的直接领导以及在现国家发改委中小企业司的指导下，全国热喷涂协作组在我国的热喷涂技术研发和推广应用中，做了大量的工作，使我国热喷涂技术推广应用单位从上个世纪八十年代初的几十家目前已经发展到近2000家专业厂家，其中绝大部分是中小企业，其应用也几近涵盖了我国各工业领域。 2004年9月，全国热喷涂协作组组长单位北京矿冶研究总院以新型热喷涂材料与技术在大型锅炉四管防护中的应用及中小企业示范工程项目报北京市发改委中小企业处，得到了国家中小企业发展基金小额资金支持，为我们更好的从目前我国研发和推广应用的发展势头以及与国外相同行业技术水平相比，还有相当大的发展空间。同时，在党中央、国务院大力倡导构建节约型社会和可持续发展观的今天，也为我国的热喷涂这一技术服务性的企业提供更广泛的市场和发展前景。为热喷涂业界中的中小企业服务提供了一定的物质基础。 现将全国热喷涂协作组在近年来建立面向中小企业的公共技术支持和扩散平台，促进中小企业技术进步和创新发展的情况向此次中小企业创新发展高级研讨会汇报交流如下。 二、热喷涂技术支持与扩散服务平台建设 热喷涂技术是一种表面改型加工工艺，从生产规模上，它不可能形成像冶金、石油、船舶等工业的大型企业，但它又是这些大型企业中应用最为广泛、可以取得更好的技术革新和经济效益的一种高技术加工工艺，这就使得该项技术更适合中小企业运作。 在国家相关部委的指导和帮助下，为了更好的为业界中小企业服务，发挥我们技术专业协会的特长，着力构建服务体系和技术平台，为业界中小企业生产和开发新产品提供了一个长久的技术服务。 1热喷涂技术服务平台建设 以协作组理事长单位北京矿冶研究总院从事热喷涂的工程技术人员为主各副理事长、理事单位中业内喷涂工程技术人员为辅，组成了一个强大的热喷涂技术顾问智囊团体，他们在各自的行业中有着丰富的热喷涂技术及工程实施的经验，如航天一院的材料所（70所），航空部的625所和410厂，420厂，冶金钢厂中宝钢技术中心，中科院金属所，上海硅酸盐研究所，武汉材保所等等，基本上涵盖我国目前各工业领域，为热喷涂技术平台建设奠定了技术实力基础。同时，利用国家科技企业和大专院校的大型检测设备资源，为中小企业的技术开发、新产品分析、工程检测等提供了分析检测和产品研发指导服务。 2热喷涂行业供求信息平台建设 随着国家对热喷涂技术近二十余年的大力推广，该技术已较从前有了更广泛、更深人的应用，特别是在近5年来，各地、各行业又新产生了许多从事热喷涂技术和工程的中小企业，这些新的中小企业的产生，一方面说明了该行业在目前这种市场经济条件有着特殊的活力和发展；另一方面，这些新的中小企业由于在技术、人员、设备等方面还掌握的不够熟练，尚处于一种初始运行阶段，有的甚至对该技术的一些基础知识和较为成熟的技术还没有掌握和了解他们急需一些技术支持和材料、设备等信息服务。全国热喷涂协作组的网络就为这些新生中小企业提供了包括该技术的基本知识、安全返沪、材料、设备的供求等信息服务。同时对业界中小企业的电子邮件、电话等方式查询相关内容的，我们也是有问必答。在2005年全国热喷涂协作组理事会上，经会议商定，将我们的这一网站更新，从而成为一个更加方便服务于广大中小企业的网站。 3业界中小企业教育培训平台的建立 对热喷涂技术中心设备、新材料、新工艺和新的应用以及对一些新入行的中小企业举办教育培训班和讲座是快速传递推广新技术的一种有效的办法。全国热喷涂协作组近年来召开了七次大型现场技术经验交流会，分别在贵阳、西安、鸡西、重庆、图们、成都、芒市召开了氧乙炔火焰喷塑、巴氏合金喷涂，工业锅炉四管抗高温腐蚀与磨损，大型水压机、油压机柱塞修复与强化，引进俄罗斯喷涂技术瞩收与消化，制糖机械修复与强化，热喷涂设备制造与应用现场技术经验交流会。举办了六次大型技术讲座，分别邀请美国美科（Metco）公司专家来华作高速火焰喷涂技术讲座；邀请乌克兰材料研究所专家作燃气爆炸喷涂技术讲座；邀请日本大版产业大学马人正胜教授来华做热喷涂技术专题报告：邀请德国焊接学会来华做热喷涂材料与新工艺专题报告。与北京市热喷涂协会合作，邀请国内知名专家分别就热喷涂材料、工艺、设备、前处理、后加工及防腐工程等题目举办大型专题讲座会7次。与有银省、市及单位合作，举办巴氏合金喷涂和氧乙炔火焰喷塑技术培训班五次，举办一般性（普及型）培训班30多次。 为了更好的为热喷涂中小企业服务。在国家中小企业发展基金项目支持下，2006年新型热晚涂材料与技术在大型锅炉四管防护中的应用及中小企业示范工程项目竣工后，我们将拥有一个专门为中小企业培训的基地，其中包括教室、演示室和实际操作训练室。 4为业界中小企业建立国际网络信息平台。 为了更好的把我国业界中小企业生产的相关设备、材料以及热喷涂工程施工等推介到国际市场上，我们与国际上的一些相关组织建立了信息交流平台，向国际业界介绍我们国家的热喷涂工业发展及特点，同时利用全国热喷涂协作组与这些国际相关组织的联系，将目前国际上的一些重点、热点项目及迄今国际上的发展水平及方向，新产品、新设备、新应用等相关信息尽快向国内业界中小企业介绍和传递。近年来，我们一直和这些国际上有影响的相关组织和企业保持着密切的联系，如美国金属学会热喷涂协会（ASMTSS）、德国焊接协会（DV）、国际热喷涂协会（ISPC，CANADA）、苏尔寿 美科公司（SULZER METCO，SWITZERLAND）、普莱克斯公司（PRAXAIR，USA）、爱罗普拉斯玛株式会社（AEROPLASMA，JAPAN）等等。 三、依靠熟喷涂技术应用与创新，在不同工业领域中提升相关产品的质量和竞争力，使企业快速发展的典型案例 1钢厂轧辊表面修复与增强应用 上海君山表面技术工程有限公司成立于2000年，一期工程投资1500万元，主要为宝钢服务，喷涂、堆焊钢厂用的一些轧辊。工程技术人员是原协作组副理事长单位上海钢铁工艺研究所的联络员（现已退休）。在国家近几年钢铁工业迅速发展的阶段，该企业适时引进一些新设备、新工艺，使产品得以向高技术、高附加值发展，同时也使服务单位从原来仅为宝钢一家，现发展到包钢、唐钢、首钢等北方的一些大型钢厂。目前，他们公司的总投资为 6000万元，占地 18000m2，拥有美国 PRAXAIR生产的新型超音速喷涂系统，高能等离子系统，电弧喷涂系统，电火花沉积堆焊系统，全自动埋焊设备，各类机械加工等几十套表面处理设备，是中国热喷涂行业中，设备最新最全，技术最全面，最具竞争力的一家民营企业。目前，该企业的年产值已近1亿人民币。 2 热喷涂技术在对大型钢结构（桥梁、井架）上的应用及典型企业 江苏中矿大正表面工程技术有限公司于1993年成立，2002年公司整体改制为有限责任公司是全国热喷涂协作组理事单位之一。上世纪九十年代初中国矿业大学的一位老师参加了我们协作组的一次技术研讨会会上该老师获得了用热喷涂方法可以进行大面积钢结构喷锌、铝进行表面防腐且效果很好的信息。会议结束后，又与我们协作组公室进行了多次走访学习以后，成立了该公司。目前，该公司以中国矿大的技术为依托从事矿山、公路、铁路、海港码头、桥梁、电厂、市政建设等表面热喷涂工程。迄今为止、该公司已承接了30多项钢结构桥梁的防腐工程，其中包括钢箱梁、钢管拱、钢箱拱、叠合钢梁、钢访梁、钢桥面等各种桥梁，防腐处理面积达200多万平方米。参加的重点建设工程有上海宝山钢铁公司马迹山港，上海磁悬浮列车工程，粤海通道铁路桥，煤井架等防腐工程近 60万平方米。目前该公司拥有固定资产1000余万，2004年产值7000余万元人民币巳成为国内钢结构表面防腐工程领域的龙头企业之一。 3 热喷涂技术在阀门上的应用及典型企业 浙江温州是我国的阀门生产营销集散地，其生产企业占到国内的总数的20。在这些阀门生产企业中，绝大部分采用了热喷涂（焊）技术。以环球阀门集团为例，该公司成立于上世纪90年代中期，在阀门的密封面，如截止阀、闸阀、止回阀等均采用了当时较为先进的热喷焊技术，使得该公司的阀门产品更具竞争性。目前，该公司的综合实力名列中国泵阀之乡20强。截止到2003年，拥有员工800余人，总资产 12亿人民币，工业总产值 3 2亿人民币销售收人3亿元人民币。每年利用热喷涂（焊）技术，开发新产品1一2种2004年开发了控制阀新产品今年开发的新产品是核电阀。为了更好的开发应用热喷涂技术，该公司在2005年还购买了先进的等离子和超音速等热喷涂设备，制定出较为详细的企业新技术发展规划和构思，准备成立了阀门新技术研发中心，从过去的生产应用转向具有新技术研发功能的新型泵阀（集团）公司。随着我国经济的迅速发展对能源和动力的需求也在快速的上升。据国家能源动力部门统计，我国目前以及在未来的几十年中，电力的生产还是以火力发电为主，其中燃煤锅炉则是重要的能量转换装置，而锅炉中四管（水冷壁管、过热壁管、再热壁管、省煤壁管）的腐蚀是生产的主要损耗之一。另外，四管因腐蚀磨损造 成的泄漏也是锅炉安全运行的最大障碍。采用热喷涂技术对锅炉四管进行耐磨、腐蚀防护，将提高锅炉四管的5-7倍服役寿命，给电厂带来显著的经济效益并减小泄漏隐患的发生。2005年，北京矿冶研究总院投资 1920万元，新建一个占地面积 333124平方米的厂房，集生产与研发为一体的从事锅炉四管热喷涂表面强化加工及示范工程中心。该项目得到了国家中小企业项目发展资金的小额补助为项目的尽快启动提供了一定支持。中心将于2006年3月竣工井运行。 北京金达昊金属表面技术有限责任公司也是专门从事电厂锅炉四管磨腐蚀防护材料及工程的专业公司。该公司成立于2004年6月拥有三名博士，五名硕士。由于该公司人员素质结构较高使得该公司成立仅一年的时间，就拥有了多项独立自主知识产权的热喷涂产品，开发出了专门用于电厂锅炉四管的电弧丝材系列产品，为国内六十多家电厂百余台锅炉使用。有效的解决了锅炉四管的腐蚀与损坏问题（电弧喷涂照片）。目前，该公司是试运营的一年多的时间，已取得了近400余万元的产值。 5 热喷涂技术在综合修复与表面增强应用的典型企业 由于热喷涂设备组成结构紧凑，一次性投资少操作程序清晰等优点，适合中小技术服务性企业掌握，国内业界中的大部分企业是综合性的机械零部件的表面修复与增强的中小企业，如上海凯林新技术实业公司。该公司1993年成立，其核心人物是原中科院上海硅酸盐研究所的一名退休研究员，经过十余年的运作，目前已经拥有进口等离子热喷涂设备2套，进口的超音速火焰喷涂设备l套，还有若干套国内生产的热喷涂设备，这些设备几乎涵盖了从金属喷涂、金属陶瓷喷涂到高熔点的纯陶瓷喷涂所要求的设备。另外，还有与之配套的各类机械加工及喷涂后处理需要的各种辅助工装及设备。该公司主要服务于钢铁、石油、印刷等行业中的一些关键零部件，如钢铁行业中的轧辊，印刷行业中的网轮辊和包装行业中瓦楞辊等。另外为了满足一些客户的特殊零部件的表面增强的需要该公司在内部成立了一个喷涂材料研究所，负责研制热喷涂所需要的一些陶瓷粉末。目前该公司每年用热喷涂技术修复和增强各行业零部件上万件，年产值已愈500万。 以上这些从事热喷涂技术与服务的中小企业，是近年来依靠热喷涂技术自我创新发展、迅速成长起来的民营中小企业的典型案例。 四、热喷涂中小企业未来的发展方向及服务的工业领域 1 在冶金钢厂上的服务与推广应用 众所周知，目前我国的钢产量已是美、日钢产量的总和但在一些高技术含量及高附加值的钢铁产品上我国还有相当大的一部分仍需要进口，如汽车用镀锌薄板，建材彩图板等。同时，钢铁生产也是我国目前一种消耗资源、能源与材料的大户，在节约材料与钢厂设备的零部件等方面，热喷涂技术还有很多推广应用的工作可作，如钢厂冷轧生产线上热镀锌沉没辊、夹送辊和连续机组炉内辊等，这些轧辊在国外均已采用热喷涂技术进行了表面改性增强，提高了辊子的使用寿命。在我国仅在宝钢等少数几个钢厂采用了该项技术，而大部分钢厂均未采用或只是部分采用该项技术进行表面改性增强，对辊子的消耗以及钢板产品质量的控制都存在进一步改进的问题。据钢铁行业内部不完全统计，目前我国国营钢厂拥有热镀锌生产线已近50余家非国营生产线近100余家。从我国拥有热镀锌生产线的数量上来看热喷涂技术在钢厂的应用还是存在一个很大的市场与技术应用开发的空间。 2热喷涂技术在电厂及锅炉四管的服务与推广应用 关于热喷涂技术在电厂及锅炉四管的推广应用的意义已经在前文有过论述，在此就不再赘述。经我们了解，目前在电厂和锅炉四管采用热喷涂技术去提高锅炉四管的安全运行和使用寿命的单位还不到我国目前正在运行锅炉总数的15，由此可见，把热喷涂技术在电厂及锅炉四管推广应用作为未来的发展方向和重点服务项目是大有可为的。 以上仅是热喷涂技术在十来推广应用或重点服务领域的两个典型方面，类似的还有石油、化工等重点工业领域，其中仅石油方面就有海洋采油平台的钢结构表面耐海水腐蚀、西气东输管道阀门的表面耐磨一改性、钻杆的耐磨耐蚀应用等，这些都将会成为热喷涂中小企业利用热喷涂技术服务的发展方向。 五、目前我国从事热喷涂技术的中小企业在发展中存在的问题及需求 全国热喷涂协作组在过去的几年里，把走访和调查我国热喷涂中小企业存在的问题和需求作为我们协作组办公室的一项重要工作之一。从了解的情况看涉及以下三类问题。 融资问题 热喷涂中小企业在发展壮大过程中，需要进行一些设备更新，在进行大一些的工程中，需要一次性购买的原材料多一些，这些新设备，特别是成套的进口设备，少则百余万，多则几百万人民币。原材料的进口所需资金略少一些，但对一些中小企业，特别是小企业，完全靠自己有资金很难完成，他们又贷款无门，故就放弃和错失了一些工程和自我发展的机会。因此，他们呼吁希望有一个机会可以进行低息贷款，这样才能使小企业有能力去扩大生产，为国家创造更多的效益，也能使自己壮大企业来。 信息渠道的建立与通畅问题 我国热喷涂中小企业限于他们的业务范围以及自身的联系方式不够完善，导致了出现对于业界的供求信息了解不够全面，特别是难以和需要喷涂工艺的企业进行联系等问题，这也让中小企业错失了一些工作发展机会。他们希望政府机构建立一座桥梁将喷涂业界与有需要喷涂工艺的企业连接起来，同时还要让民营企业和国营大厂进行沟通与合作。 其它问题 在热喷涂中小企业的发展过程中还存在一些问题，如低价恶性竞争，业界生产规模统计难等问题，这些应靠业界的相关行业协会去自我约束和调整，逐步地完善，当然，还需要政府相关的机构如质量监督和工商管理等部门制定相关的法律和标准去约束和规范。近年的发展趋势和特点是：（1）大面积长效防护技术得到广泛应用，对于长期暴露在户外大气的钢铁结构件采用喷涂铝、锌及其合金涂层，代替传统的刷油漆的方法，实行阴极保护进行长效大气防腐；（2）采用热喷涂技术修复与强化大型关键设备及进口零部件国产化；（3）超音速火焰喷涂技术的应用：（4）气体爆燃式喷涂技术进一步得到应用；（5）高速、自动氧乙炔火焰末喷涂技术发展迅速；（6）热喷技术在化工防腐工程中得到应用；（7）激光重熔技术开始应用。目前，热喷涂技术在军事、水利、电力、化工、建筑、环保、生物等众多工程领域等方面得到了日益广泛的应用，热喷涂在海洋工程方面也得到了广泛应用。对船身、甲板、驳船、大平底船、拖船等，热喷涂都取得了良好的长效保护效果。 2 热喷涂技术的应用 热喷涂技术目前已经得到了广泛的应用，其主要应用领域如表2所示。表2 热喷涂涂层的主要应用领域领域主要类型涂层材料类型防护涂层阳极性防护涂层（抗大气压及浸渍腐蚀涂层）Zn、Al、Zn-Al合金、Al-Mg合金、Al-Re