2018年6月,一場備受關(guān)注的成果鑒定會在北京拉開帷幕。
來自中科院研究所及大學(xué),中船重工、船舶工業(yè)等17家單位專家組成的鑒定委員會一致認(rèn)為,中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所(簡稱長春應(yīng)化所)研制的水潤滑軸承材料整體性能處于國際先進水平,尤其是材料在干摩擦和混合狀態(tài)下的潤滑耐磨性能優(yōu)于國外同類產(chǎn)品,填補了國內(nèi)市場的空白。
這僅僅是長春應(yīng)化所在高分子水潤滑軸承領(lǐng)域眾多創(chuàng)新成果中的一個縮影。
2008年以來,長春應(yīng)化所研究員楊小牛團隊一直專注于系列化水潤滑軸承的研究工作,開發(fā)出的產(chǎn)品不僅突破了制約海軍重點裝備戰(zhàn)技指標(biāo)提升的關(guān)鍵材料瓶頸,更通過軍轉(zhuǎn)民用成功打開了民品市場的窗口。
同時,長春應(yīng)化所也在長達十余年的時間里,探索出了一條以科技為支撐,以先進管理經(jīng)驗相輔助,從軍品項目重點型號列裝、到民品項目大規(guī)模開辟市場、再到促使更多艦船應(yīng)用的軍民融合發(fā)展之路。
打破技術(shù)封鎖
機械傳動系統(tǒng)中的各種摩擦副,如船舶、水泵、水輪機、洗衣機及其他工業(yè)設(shè)備軸系中的各種軸承與密封裝置等傳動零部件,往往都由金屬構(gòu)件組成,并以油作為潤滑介質(zhì)。
然而,油并非是最為理想的潤滑介質(zhì)。油潤滑不僅會耗費大量的油和貴重金屬,還伴有各種摩擦副因運動而產(chǎn)生的摩擦磨損、沖擊振動、噪聲、可靠性差和壽命較短等難題。
當(dāng)然,其中最致命也最令人擔(dān)心的弊端還要數(shù)油潤滑軸承的泄露問題。很多人不知道的是,所有油潤滑軸承在運行過程中都存在不同程度的泄露現(xiàn)象,可以說是避無可避。
舉例來說,僅三峽庫區(qū)常年運行的船舶數(shù)量就在9000艘以上,一年排出的潤滑油達數(shù)千噸,對長江造成了極大的污染。因此,包括美國在內(nèi)的一些發(fā)達國家早已明文規(guī)定,在內(nèi)河航行的船舶不準(zhǔn)采用油潤滑艉管系統(tǒng),其目的正是為了徹底杜絕漏油對水域的污染。
于是,研究人員將目光轉(zhuǎn)到了“水”上,開發(fā)出以水代油的軸承產(chǎn)品。
如果以水作為潤滑劑,那就完全不用考慮泄露對環(huán)境造成的污染問題;同時,水潤滑軸承方便使用與維修,節(jié)省了制造成本且冷卻效果好;即使斷水,也不會發(fā)生抱軸等安全事故。
從全球范圍來看,目前對于高分子水潤滑軸承的研究已經(jīng)十分成熟,比如美國Duramax公司和英國飛龍公司研制生產(chǎn)的產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。只不過,這些高端技術(shù)幾乎都對中國實行了技術(shù)封鎖。
過去幾十年來,缺乏獨立自主的水潤滑軸承技術(shù),使我國陷入了軍用軸承被禁運、民用軸承在響應(yīng)時間和選型方面完全沒有自主權(quán)的境地。因此,研發(fā)出具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的高分子水潤滑軸承產(chǎn)品,填補國內(nèi)市場空白就成為當(dāng)務(wù)之急。
2008年,為了解決當(dāng)時較為嚴(yán)重并急需攻克的異常噪聲問題,中國海軍找到中科院高技術(shù)局,委托后者進行高分子水潤滑軸承的研發(fā)。彼時,臨危受命的長春應(yīng)化所立刻組建起一支以楊小牛為學(xué)術(shù)帶頭人的研發(fā)團隊,向高可靠艦船用高分子水潤滑軸承發(fā)起攻關(guān)。
在中科院知識創(chuàng)新工程、海軍專項課題和吉林省科技攻關(guān)計劃等科研項目的支持下,楊小牛團隊利用長春應(yīng)化所在高分子橡塑復(fù)合材料方面的積累,耗時十多年攻關(guān)克難,終于成功掌握了水潤滑軸承材料及軸承的關(guān)鍵制備技術(shù)并擁有了自主知識產(chǎn)權(quán),形成新一代水潤滑軸承的核心技術(shù)和持續(xù)創(chuàng)新能力。
助力國防建設(shè)
十年來,長春應(yīng)化所始終堅持走自主創(chuàng)新、軍民融合的產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路,從產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟協(xié)調(diào)戰(zhàn)略層面思考軍民融合發(fā)展,既重視技術(shù)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈延伸,還兼顧品牌效應(yīng)的價值鏈衍射,逐步摸索出一條軍轉(zhuǎn)民用、民又促軍的特色發(fā)展之路。
長春應(yīng)化所開發(fā)出的水潤滑軸承材料及產(chǎn)品具有摩擦系數(shù)低、惡劣工況適應(yīng)性強、磨損小以及無異常噪聲等技術(shù)優(yōu)勢,性能可全面媲美進口產(chǎn)品,某些關(guān)鍵指標(biāo)甚至處于國際領(lǐng)先水平。但長春應(yīng)化所人清楚地認(rèn)識到,水潤滑軸承大規(guī)模應(yīng)用的前提,是在正常工況的艦船上進行跟蹤試驗。
為此,在基礎(chǔ)配方定型、工藝穩(wěn)定、大規(guī)模生產(chǎn)的基礎(chǔ)上,長春應(yīng)化所率先在某型號艦船上開始了為期5年的全程跟蹤試驗,對軸承的功率、磨損和異常噪聲情況等進行了全方位跟蹤監(jiān)測。
“我們與基地、設(shè)計院以及船廠在內(nèi)的多家單位進行深入的、多角度的溝通交流,不斷積累實船應(yīng)用經(jīng)驗,完成了對軸承產(chǎn)學(xué)研結(jié)構(gòu)中工程化部分的填充。”楊小牛表示。
從完全照搬國外結(jié)構(gòu),到與海軍研究機構(gòu)合作、自主設(shè)計艦船軸承結(jié)構(gòu);從仔細(xì)校對實驗室數(shù)據(jù),到一一驗證研發(fā)過程中的理論……第一輪跟蹤試驗中,軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計、壁厚、長徑比、水流量、水槽數(shù)量與深度等每一個細(xì)節(jié),都承載著技術(shù)人員的心血與汗水。
功夫不負(fù)有心人,在一個完整塢期后,用戶單位在船塢中對長春應(yīng)化所的艉軸管進行了拆裝檢驗,確定各項指標(biāo)均達到和超出預(yù)期標(biāo)準(zhǔn),于是接連部署數(shù)艘某型號艦船安裝長春應(yīng)化所獨家設(shè)計的高分子水潤滑軸承產(chǎn)品。
作為國內(nèi)為數(shù)極少的專業(yè)從事水潤滑軸承研制和生產(chǎn)的單位,目前長春應(yīng)化所的技術(shù)產(chǎn)品已裝備于海軍多個重點型號艦船,突破了制約海軍重點裝備戰(zhàn)技指標(biāo)提升的關(guān)鍵材料瓶頸,部分改善了我國海軍裝備依賴進口的局面,從而為國家戰(zhàn)略安全提供了有力保障。
實現(xiàn)軍民融合
在軍用領(lǐng)域成功試水后,楊小牛團隊也開始將目光放得更遠:“對于高技術(shù)產(chǎn)品而言,軍工和民用之間其實并沒有明顯的界限。為了生存和發(fā)展的需要,軍品和民品項目應(yīng)順利地進行技術(shù)、人才等要素的交流。”
于是,長春應(yīng)化所開始嘗試運用在軍工產(chǎn)業(yè)方面取得的技術(shù)突破,帶動民用產(chǎn)業(yè)發(fā)展,打造軍民深度融合發(fā)展一體化產(chǎn)業(yè)。
2014年,長春應(yīng)化所以其最新科研成果作為無形資產(chǎn),投資入股創(chuàng)立長春安旨科技有限公司,以其為杠桿,致力于撬動國內(nèi)高性能耐磨、減振、生物醫(yī)用等高分子材料及制品的研發(fā)和生產(chǎn)。
針對船舶、水泵和水力發(fā)電等行業(yè)對耐磨材料的需求,長春應(yīng)化所與安旨科技通力合作,進行了系列產(chǎn)品的設(shè)計研發(fā),開發(fā)出“安高(Anco)”品牌所屬的系列高分子水潤滑軸承。
經(jīng)反復(fù)對比測試,安高軸承的磨損系數(shù)、斷水安全運行時間等指標(biāo)均超過國際同類產(chǎn)品,完全可實現(xiàn)對進口產(chǎn)品的直接替代。截至目前,項目已獲得中國專利14項,正在申請并進入實審階段的專利9項,并先后獲得中國船級社(CCS)、美國船級社(ABS)、法國船級社(BV)、挪威·德國船級社(DNV·GL)、英國船級社(LR)以及韓國船級社(KR)等世界知名船級社的認(rèn)證。
在民品市場“摸爬滾打”的過程中,楊小牛等人認(rèn)識到,與軍用領(lǐng)域不同,面向民生時,各領(lǐng)域的產(chǎn)品性能要各有千秋,產(chǎn)品類型必須不斷推陳出新。
“我們將原來只適合于軍用的低頻耐摩擦系列水潤滑軸承產(chǎn)品,擴充至耐高壓軸承、抗泥沙軸承、長時間耐80℃高溫水軸承、耐化學(xué)腐蝕軸承四大系列,品種也由原來單一的NZ-RN軸承,擴展到NZ-PX、NZ-PXL以及NZ-SF高分子軸承。”楊小牛介紹。
在拓展品種的同時,產(chǎn)品性能也隨之提升。比如,NZ-PXL軸承已經(jīng)在可靠性上全面超越了全球銷量第一的加拿大賽龍軸承;NZ-SF軸承在大船軸承優(yōu)選試驗測試過程中,多項指標(biāo)優(yōu)于國際最先進的英國飛龍軸承。
短短幾年間,長春應(yīng)化所的高分子水潤滑軸承在泵閥行業(yè)內(nèi)的銷量占據(jù)了國內(nèi)領(lǐng)先水平,在船舶領(lǐng)域也取得了超過200家用戶的驕人業(yè)績。目前,安旨科技已在吉林省化工新材料重大創(chuàng)新基地完成了水潤滑軸承現(xiàn)代化生產(chǎn)線的建設(shè),并在我國、韓國及東南亞等地建立了銷售網(wǎng)絡(luò)。
作為一款典型的軍轉(zhuǎn)民用、民促軍產(chǎn)品,長春應(yīng)化所的水潤滑軸承正在以軍品帶動民品產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)、以民品推動軍品升級換代的道路上越走越遠。“軍民相互促進、深度融合發(fā)展,勢必將促進我國水潤滑軸承的健康穩(wěn)步發(fā)展。”楊小牛表示!