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现代设备润滑在国外钢铁企业中的实践与效益

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现代设备润滑在国外钢铁企业中的实践与效益

发布日期:2018-11-19 作者: 点击:

       进入2006年,中国的钢铁业进入了 洗牌和调整。面对原材料和能源价格的双重挤压,日趋苛刻的国家节能绿色条款,以及全球一体化的竞争,设备维修与管理,异常是现代设备润滑所蕴含的经济效益正在被我国钢铁业逐步认识。看看现在的美国匹兹堡,昔日世界钢都已然辉煌不再。可是,看看我们的近邻日本,以新日铁为龙头的日本钢铁业却屹立半个世纪风雨不动安如山、繁荣兴旺依旧。从铁矿砂、煤和石灰石,日本从他国买来,甚至是长途跋涉运来。资源丰富,一样不缺。日本钢铁业惊人的竞争力奇迹的背后与设备润滑有什么关系? 在中国钢铁业面临大洗牌的今天, 回顾国外钢铁业,异常是日本钢铁业通过 推行现代设备润滑(亦称全优润滑)降低成本,以便在竞争力中求生存、谋发展就显得 具现实意义。作者综合新日铁、美国Noria发表的报道和一些公司内部资料,首先探讨设备润滑(管理和技术)在升高日本钢铁业核心竞争力中的作用。然后,根据笔者的第一手资料,介绍澳大利亚必托钢厂知耻近乎勇式的急起直追。最后,对在中国钢铁业推行现代设备润滑提出几点建议。

   1 日本钢铁业的现代设备润滑之路

   新日铁的设备维修与现代设备润滑,大致可分为3个阶段。

   1.1 被动维修时期:1976年之前

   新日铁的改进应该始于上世纪七十年代。此前,新日铁的设备靠谱性和失效率与世界上其它钢铁企业并没有什么区别。那时主导性的维修管理模式是被动维修,设备管理和维修部门的主要职责是修复和查找故障。目前,中国的大多数工矿企业就停留在这个阶段。

   1.2 润滑污染控制为中心的主动性维修阶段:1977年-1990年

  新日铁在实施主动性污染控制的6~7年间,成功地将:

  (1)全厂轴承采购下降了50%

  (2)液压泵 换下降了80%

  (3)润滑油消耗量下降了83%

  (4) 泵的大修下降了90%

  (5)与润滑有关的失效下降了90%

       1976-1996期间,在设备靠谱性方面新日铁将设备失效率(包括润滑、机械、电气和结构等失效, 一个导致设备停机超过某一时间,如30分钟的停机事件就算一次失效)从365个/月降到了12个/月,这与设备润滑有关的失效占很大的比例。 

  新日铁推行主动性润滑维修的最显著效益来自液压系统。液压系统在钢厂的地位 突出,很多钢厂可不设润滑工程师,但却有液压工程师。图2介绍了新日铁的Nagoya钢厂通过5~6年的不懈努力,将液压泵的 换率降低了80%。图3则进一步显示了在推行主动性污染控制的20多年里,Nagoya钢厂成功地将液压油的消耗降低了83%。图示的液压油消耗指数等于企业全年液压油的购买量与该企业全部液压系统润滑油的总容量之比。例如,全年的润滑油采购量是10,000L,3台液压系统的总液压油容积是5000L,则润滑油消耗系数是10000 /5000=2。用此法可算出各类设备的润滑油消耗指数。

新日铁从未对他们的主动性污染控制策略进行过详实报道,甚至被美国人推崇备至的污染控制三步走策略也一字未提。事实上,这才是现代设备润滑中最经济有效的环节。抓住了污染控制才是抓住了设备靠谱性和维修成本的根本。但是,新日铁对采用传感技术、摩擦学技术和材料技术等倒是浓墨重彩,报道相当详细。要知道,润滑污染控制是一层窗户纸,一捅就破。而上述这些技术的应用常常是昂贵而且见效慢、周期长。由于没有报道其技术细节,别人学起来也难。

  1.3 现代设备润滑:上世纪九十年代至今

  主动性污染控制为新日铁推行 现代设备润滑奠定了基础。经长期实践,新日铁进一步将设备润滑管理和技术提到 高水平。这时,他们把所实践的现代设备润滑纳入所谓的“优良维修-Advanced Maintenance”,并提出了LCCM-寿命周期成本最小(Life Cycle CostMinimum)和LCMP-寿命周期利润最大(Life Cycle ProfitMaximum)的概念。同时,把两个关键润滑控制技术,即以油液监测和磨损颗粒分析为核心的状态诊断技术,和以合理采用新型润滑材料为主体的润滑技术,视为现代设备润滑的技术基础。图4表明新日铁从上世纪80年代后期,设备管理的水平和成效确实又上了一个新台阶。他们已从注重维修费用的节省转向追求对升高生产率的贡献。新日铁还提出,优良设备维修对升高设备利用率的贡献,是其所降低的维修成本的10倍。因为通过改进设备维修来升高生产率不需要固定资产的投资,也不需要消耗能源和材料。新日铁不单提出减少维修,甚至提出无故障和无维修的概念。正是新日铁的不断实践、不断总结、永不满足才使他们能够在不断地降低维修成本的同时,保持生产能力稳步扩张,将 的竞争对手远远甩在后面。

       与此同时,其他日本企业也从新日铁学到了现代设备润滑的理念和经验。他们采取拿来主义,有样学样,很快也取得了同样令人惊叹的成绩。图5是日本名古屋钢厂对液压系统实施全优润滑后取得的回报,短短5年的时间,他们就将液压油消耗(Hydraulic Fluid Consump tion)降低到新日铁80%的水平,并把液压系统故障频率(Hydraulic Breakdown Frequency)降低了96%。

  2 澳大利亚必托钢厂的急起直追之路

  上世纪八十年代,以美国为首的西方国家曾讥笑新日铁等日本钢铁企业的报道,认为降低失效96%是天方夜谭。

  全球经济一体化把 的企业推上了你死我活的竞争大舞台,降低成本和升高效益成为企业求生存、谋发展的唯一途径。设备维修和设备润滑相继成为西方工业界内部挖潜的重要目标。正是如此,新日铁的经验和成就才受到了世界工业界的瞩目,也引起了美国人的高度重视。从此,世界范围内掀起了现代设备润滑浪潮,而新日铁也被誉之为现代设备润滑的先驱,世界钢铁业的No.1。

  这股浪潮也冲击到了大洋洲,极大地震撼了澳大利亚必托钢厂。在1996~2000年期间,笔者参与了必托钢厂现代设备润滑和靠谱性的项目,这个过程主要有下述4个阶段:

  2.1 摸底调查

  必托钢厂的现代设备润滑之路始于1997年。公司从调查摸底(Benchmarking)开始,成立了一个包括设备管理与维修部门、工程技术部门(如润滑/液压工程师、状态监测人员等)以及技术专家小组,以新日铁为参照系,对公司整体设备管理水平和效率进行对比,以便清楚地知道自己比世界No.1到底差多少,图6是该钢厂设备靠谱性与新日铁Kimitsu钢厂的比较(两个钢厂的规模和设备具有很好的可比性,必托钢厂略大于Kimitsu钢厂)。20年前,两个钢厂水平相当。但20年后,必托钢厂几乎原地踏步,仍在每月400个失效的高位徘徊,而新日铁则从365个/月个降到了12个/月,两者差距拉大到了30多倍!

 设备管理、设备靠谱性和设备润滑直接影响到生产成本和企业核心竞争力。表1显示必托钢厂与两个日本钢厂在每吨钢水成本和设备停机时间等方面的差距。设备计划外停机时间是Kawasaki钢厂的10倍,必托钢厂每吨钢水的成本居然比新日铁高了18美元,高达35%。要知道,必托钢厂的铁矿砂、焦煤和石灰石全出自自己的母公司,全产自澳大利亚,甚至船队、铁路和港口全是自己的,必托钢厂技术也一样不缺。

      必托钢厂调查摸底的另一个重要部分是了解设备润滑的现状、问题与根源,以便对症下药。通过对10条轧机(包括高炉)的37个齿轮箱,8个轴承系统和7个液压系统的现场考察和取样,这些关键设备的润滑状态被定量地测定,它们的失效和故障根源也被综合的油液检测技术所确认和诊断(表2)。 

   事实表明,设备润滑状态的评估对于制定解决方案和员工培训 关键。表2数据是大量数据精炼的结果,结论如下:

   (1)润滑油状态(黏度、酸值和氧化等)优于油液污染和机器磨损状态。在137个样品中,几乎没有使用劣质油和不合格油的设备。其中,78%的油样理化指标在正常范围内,14%的超标油样(如酸值和氧化指数)也大多与进水和金属颗粒浓度过高有关,而8%的“严重”样品则主要表现为黏度超标,主要与加错了油有关。因为钢厂使用的润滑油均符合设备制造商/润滑油商的推选,由闻明大润滑油商供应,品质得到保障。同时,钢厂对油品升级换代也很及时。 

   (2)润滑油污染系指润滑油中固体颗粒和水分的含量。其检测结果令人吃惊,按照新日铁和美国一些优良企业的高标准,没有一个样品达到要求。例如,要想达到大幅度延伸液压泵和液压油寿命的目的,很多使用伺服阀的液压系统应该达到ISO16/14/11,而不是制造商推选的ISO19/16/13。如果超出ISO16/14/11至ISO19/17/14这个范围,就会被评定为“注意”。超出ISO19/17/14为“严重”。约有10%的油样,主要来自齿轮箱和轴承系统,即使肉眼也可发现金属颗粒和乳化。

    油不符合标准直接导致机器磨损增加,79%机器不正常磨损的根本原因,也是设备寿命和靠谱性低的根本原因。

   2.2 培训

   必托钢厂于是痛定思痛,制定了三级培训计划(笔者开发了三级培训课程教材并负责 课程的讲授):

   (1)第一级培训叫做“知道-Awareness”。对象为与设备润滑有关的人员,从总工程师、分厂主管设备和维修的经理,以及维修工到润滑材料采购员等。时间为半天,目的是看看必托钢厂与新日铁差了多少,差在哪儿,以及什么叫现代设备润滑等等。

   (2)第二级培训为直接与设备润滑密切相关。如润滑工、负责加油和取样的设备操作人员,油液监测、设备维护和检测人员,以及润滑/液压工程师。这个课程相当于目前润道公司的《设备润滑和故障诊断-上》课程,对应于ICML的设备润滑分析师I级资格。这个课程收效最为显著,也极受企业欢迎。

   (3)第三级培训是为 技术人员,异常是润滑/液压工程师、靠谱性工程师和钢厂油液实验室的分析人员。内容专注于油液分析与故障诊断技术和经验,它对应于润道课程《设备润滑和故障诊断-下》。与此同时,钢厂5~6#高炉分厂开始为他们的设备润滑人员建立培训和技工证书等级。

   2.3 组织落实

   为在全公司范围内推行现代设备润滑,必托钢厂建立了一个由各分厂负责现代设备润滑的工程师、负责设备润滑的厂部总工程师、部分分厂生产经理、培训部门、TPM(Total ProductiveMaintenance)项目负责人,总公司的全球维修管理网络(GlobalMaintenance Network GMN)的项目负责人,以及来自科研部门的技术专家(笔者)共同组成一个保障现代设备润滑可持续发展的支持网络。

   2.4 效果

   经过近6~7年的努力(注:笔者参与的时间为1997~2002,但必托钢厂的现代设备润滑一直在进行中),必托钢厂取得了可喜的成绩。图7显示了自1997年开始推行现代设备润滑以来在降低失效、升高设备靠谱性方面的进展(注:这些成就不单仅来自设备润滑,也包括其它方面的改进)。设备失效率已从1997年的每月400个降低到2002年的每月187个,减少了53%。

  3 中国钢铁业的成功之路

   新日铁和必托等钢厂的实践已清楚地显示了一条中国钢铁业推行现代设备润滑的成功之路:

   (1)认识:管理层需要打开认识之门,接受现代设备润滑新思维。这一步看似简单。可实际上这正是很多企业把现代设备润滑挡在门外的主要障碍。最有效的方法就是针对设备管理人员(维修部门主管) ,举办为时半天的“知道-Awareness”专题讲座。

   (2)培训:只有具有现代设备润滑知识与技能的人,才能实现现代设备润滑。技术和现场维修人员需要通过系统的培训,了解和掌握现代设备润滑的知识与经验。培训已是企业推行现代设备润滑必不可少的一步。

   (3)审计/评估: 由企业设备管理和润滑/检测技术人员,会同有关专家,采用已被一些跨国公司和 咨询公司成功应用的定量和半定量判据,和包括取样分析等在内的手段,对企业的设备润滑现状(管理、维修策略、润滑剂选用、污染控制和状态诊断等)和存在问题(也就是机会)进行 深入的评价,以对设备和润滑状态进行评估,确定科学而合理的效益回报和回报周期等。由于现代设备润滑涉及到大量在过去传统润滑管理中从未遇到的新问题,这个步骤就像开车上高速公路前查找地图的工作。

   (4)行动:管理层需要将现代设备润滑落实到人员、资金和项目上。合理而科学的效益回报指标(期望),以及具体的改进计划是必不可少的。

   (5)跟踪与支持: 包括对推行现代设备润滑的实际效果进行跟踪测量,以及解决实施中出现的问题。

启东中德润滑设备有限公司是一个专门从事设计、制造、安装调试统一化化服务的综合性高新技术企业。公司主要生产40MPa及以下压力等级干油润滑系统及配套用 规格润滑泵、分配器、加油泵;XYZ、XHZ标准稀油润滑、非标稀油润滑、液压系统; 油气润滑、乳化液润滑系统设计、制造;列管式冷却器、过滤器、液压马达、液压阀、管接头、快速管件等。产品 用于冶金、矿山、重机、电力、化工、建材、石油、港口、码头、造纸、船闸、绿色、军工、机床、隧道工程等企业或领域。

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关键词:稀油润滑,干油润滑,油气润滑

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