一、技術(shù)名稱:金屬減摩修復(fù)技術(shù)
二、技術(shù)所屬領(lǐng)域及適用范圍:交通行業(yè) 鐵路內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)
三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現(xiàn)狀
我國是機(jī)械設(shè)備大國,在摩擦副運(yùn)動(dòng)件上的能源消耗十分可觀。我國鐵道部內(nèi)燃機(jī)車保有量約有11000臺(tái),年燃油消耗約550萬t,其中因?yàn)槟Σ翆?dǎo)致的能耗可達(dá)30萬t燃油以上。目前應(yīng)用該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)節(jié)能量1萬tce/a,CO2減排約3萬t/a。
四、技術(shù)內(nèi)容
1.技術(shù)原理
利用機(jī)械設(shè)備的潤滑系統(tǒng),將以功能材料為主要成分的摩安金屬減摩修復(fù)劑介入到機(jī)械摩擦副;在摩擦副表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過程中,利用既有的載荷、速度、溫度等工況條件,金屬減摩修復(fù)劑中的功能材料與摩擦副表面材料發(fā)生機(jī)械、物理、化學(xué)等綜合作用,使表面的材料特性、表面形貌得到改性和優(yōu)化,從而實(shí)現(xiàn)減少摩擦、降低摩擦損耗、節(jié)約機(jī)械設(shè)備能量消耗的效果。
2.關(guān)鍵技術(shù)
減摩修復(fù)技術(shù)是依據(jù)材料學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、表面工程學(xué)、摩擦學(xué)等多學(xué)科基礎(chǔ)理論而研發(fā)的節(jié)能技術(shù)。其關(guān)鍵技術(shù)包括:
(1)礦物原料的精細(xì)提純、層片剝離及其納米化加工制備技術(shù);
(2)礦物原料的功能化表面改性及其插層-復(fù)合技術(shù);
(3)減摩-修復(fù)功能材料的制備工藝及與載體的復(fù)合技術(shù);
(4)摩擦學(xué)、表面工程分析技術(shù)。
3.工藝流程
圖1 金屬減摩修復(fù)原理示意圖
五、主要技術(shù)指標(biāo)
1.摩擦系數(shù)降低60%以上;
2.表面硬度HV可達(dá)到1000;
3.發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮壓力可恢復(fù)30%以上;
4.熱能動(dòng)力機(jī)械節(jié)約燃油2.5%以上;
5.發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套壽命延長兩倍以上。
六、技術(shù)鑒定、獲獎(jiǎng)情況及應(yīng)用現(xiàn)狀
該技術(shù)于2009年獲得國家發(fā)明專利,并通過中國非金屬礦工業(yè)協(xié)會(huì)組織的技術(shù)鑒定。可廣泛應(yīng)用于各種熱能動(dòng)力機(jī)械、通用或?qū)S脵C(jī)械、流程機(jī)械、大型機(jī)械部件、交通運(yùn)載工具等其機(jī)械設(shè)備。至今,已在我國鐵路、能源、交通、運(yùn)輸、工程機(jī)械等系統(tǒng)得到成功應(yīng)用。
七、典型應(yīng)用案例
典型用戶:鄭州鐵路局、廣鐵集團(tuán)、烏魯木齊鐵路局、南寧鐵路局、哈爾濱鐵路局、北京鐵路局等
典型案例1
建設(shè)規(guī)模:1臺(tái)DF8B內(nèi)燃機(jī)車。主要技改內(nèi)容:添加金屬減摩劑。節(jié)能技改投資額10萬元,在90萬km機(jī)車運(yùn)行里程上使用,每年可節(jié)能130tce,年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益為58萬元,投資回收期約2個(gè)月。
典型案例2
建設(shè)規(guī)模:1臺(tái)DF4B內(nèi)燃機(jī)車。主要技改內(nèi)容:添加金屬減摩劑。節(jié)能技改投資額10萬元,在71萬km機(jī)車運(yùn)行里程上使用,每年可節(jié)能76.9tce,年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益34.3萬元,投資回收期約4個(gè)月。
八、推廣前景及節(jié)能減排潛力
該技術(shù)在鐵路內(nèi)燃機(jī)車上應(yīng)用,可有效減少燃油消耗,提高氣缸使用壽命,減少缸內(nèi)摩擦副中修頻率,減少維修時(shí)間和費(fèi)用。預(yù)計(jì)未來5年,可在鐵路行業(yè)50%以上的機(jī)車上使用該技術(shù),形成的年節(jié)能能力約20萬tce,年減排能力53萬tCO2。
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