Становление утилизации техники

Какой бы надежной и долговечной ни была современная машина, ее жизненный цикл заканчивается утилизацией. Ути­лизация как завершающая стадия жизненного цикла современ­ных технических средств производства проистекает из ресур­сосберегающих посылок. Технологически обоснованная утили­зация включает:

• изъятие из машины всех годных узлов и деталей в целях их дальнейшего использования при эксплуатации и ремонте машин;

• изъятие из машины значительного объема деталей, узлов, которые после восстановления используются в процессе эксп­луатации и ремонта машин;

• использование металла, резинотехнических изделий и дру­гих материалов утилизируемых машин в качестве сырьевых ре­сурсов для дальнейшего их использования по назначению;

• захоронение оставшейся части компонентов машины, пе­реработка которой в настоящее время не осуществляется. эта операция производится в целях экологической безопасности, предотвращения загрязнения окружающей среды.

Проблемы утилизации технических средств производства связаны с постоянно увеличивающимся объемом потребляемых ресурсов. Индустриальные страны мира, такие как США, Япо­ния, страны Западной Европы, Россия продолжают наращи­вать свой ресурсный потенциал, осуществляя скрытое и явное соревнование за лидерство. Такое направление развития связа­но с вовлечением в производство возрастающего объема извес­тных ресурсов, научным поиском новых видов ресурсов или повторным использованием старих, возобновляемых по мере разработки технологий их регенерации.

В научной литературе приводятся данные, что в мире про­изводится около 2 млрд. т. различных продуктов. Для их произ­водства из недр извлекается около 100 млрд. т. руд, горючих ископаемых и другого сырья. На каждую тонну промышленной продукции приходится около 50 тонн отходов .

Экологи, экономисты и другие ученые с тревогой предуп­реждают, что состояние окружающей среды непрерывно ухуд­шается. Погоня каждой страны за преимуществами экономи­ческого роста связана с неустранимыми опасностями для всего человечества.

Как показывает практика, утилизируемые ресурсы позво­ляют возвратить в сферу повторного использования значитель­ные объемы металла по более низким затратам, чем его получе­ние из руд. Подлежащие утилизации масла регенерируются, очищаются, дополняются присадками и используются как по прямому назначению, так и в качестве жидкостей гидросистем тракторов. Предназначенные к утилизации ресурсы дают воз­можность извлекать свинец из аккумуляторных батарей, исполь­зовать стекло и пластмассы в качестве материала наполнения в соответствующих технологических процессах.

По информации группы , средний евро­пейский автомобиль массой 1185 кг состоит из следующих компонентов: сталь листовая — 540 кг (45,6 %); чугун — 130 кг (11,0 %); легкие сплавы и поковки — 155 кг (13,1 %); пла­стики — 120 кг (10,1 %); резинотехнические изделия — 90 кг (7,6 %); стекло — 50 кг (4,2 %); краски и другие материалы — 100 кг (8,4 %) (Рис. 5.11).

В Японии доля использования изношенных шин, перера­ботанных в иные ресурсы и предметы бытового пользования, достигает 90 %; в России это направление технологической ути­лизации резинотехнических изделий только начинает свое ста­новление и охватывает около 4 % всех изношенных шин. Ежегодные поставки шин для сельскохозяйственной техники даже в период спада ее производства достигают 6 млн. шт. По расче­там специалистов из одной тонны утилизируемых резинотех­нических изделий можно получить 400 литров нефти, 135 лит­ров газа, 140 кг стальной проволоки.

 

Рис. 5.11. Распределение компонентов утилизируемой машины

По расчетам Минтранса Московской области потребности в свинце для аккумуляторов можно на 80 % покрыть продуктами переработки утилизируе­мых аккумуляторных батарей.

Необходимость обеспечения экологического равновесия, охраны окружающей среды — задача приоритетная и заранее определенно фиксированная. Все, что взято у природы, долж­но быть возвращено в таком виде, чтобы сохранить окружаю­щую среду от загрязнений отходами производственной деятель­ности. Единственным постоянно меняющимся показателем целесообразности извлечения ресурсов из утилизируемых тех­нических средств являются затраты на эти процессы, соизме­рение их с эффектом, получаемым от утилизации. Такие расче­ты должны производиться в каждом конкретном технологичес­ком процессе, сообразуясь с конъюнктурой рынка. Экономи­ческая оценка этих процессов не является определяющей, кри­териями в этом случае служат научно обоснованные нормати­вы предельно допустимых накоплений, отходов производствен­ной деятельности, подлежащих утилизации.

Основоположником теоретических положений утилизации является академик А.И. Селиванов, который в своем фундаментальном исследовании «Основы теории старения машин» дал глубокий анализ изменяющеюся, в связи с использовани­ем и износом, состояния машины, показал закономерности ста­рения и движения конструктивных и неконструктивных эле­ментов машины [4].

Исследованиями академика А. И. Селиванова и последова­телями его школы создан тот несбходимый научный фунда­мент, на основе которого может бить построена теория утили­зации, разработаны концептуальные подходы к технологии ути­лизации и практике ее реализации. Однако в то время пробле­ма утилизации сводилась, как правило, к адресации списывае­мых машин в металлолом и плановой сдаче его структурам «Вторчермета». Этим можно объяснить отсутствие в разработ­ках теории старения машин академика А.И. Селиванова завер­шающего раздела — утилизации.

В целом как комплексная проблема утилизации техничес­ких средств не раскрыта, нет концепции, определяющей ее ос­новные блоки, отсутствуют разработки требований к утилиза­ции технических средств производства и требований к маши­нам по их приспособленности к утилизации, закладываемых в период проектирования.

Прежде чем обозначить технологические проблемы утили­зации ресурсов, необходимо наметить общую концептуальную цель утилизации. Она может быть представлена, по крайней мере, двумя фундаментальными составляющими:

• это возможность повторного или многократного исполь­зования ресурсов после их технологической доработки;

• необходимость обеспечения экологического равновесия в природе, охраны окружающей среды от загрязнений отходами производственной деятельности, которые не могут быть вос­требованы как ресурсы.

Первая составляющая исходит из теоретического положе­ния о постоянном движении ресурсов в процессе их использо­вания, начиная от первичных материальных ресурсов и закан­чивая вторичными, предназначенными к последующему потреб­лению и неиспользуемыми отходами. Это движение ресурсов показано на схеме (рис. 5.12).

По материалам ГОСНИТИ определены объемы деталей, под­лежащих утилизации, при списании тракторов, тракторных дви­гателей, топливных насосов и других узлов и агрегатов. В таб­лице 5.29 показана выборка, свидетельствующая о наличии в списанных объектах годных деталей, которые можно использо­вать при ремонте для замены износившихся и годных для вос­становления и последующего использования.

Рис. 5.12.Движение ресурсов в процессе их потребления

 

Рассмотренные закономерности распределения деталей на годные без восстановления, годные к восстановлению и после­дующему использованию для машин, предназначенных к ути­лизации, можно адаптировать применительно к машинам, по­ступающим на капитальный ремонт. Для этого использованы методы сопоставления и аналогии. Доказано, что долевое соот­ношение деталей, подлежащих утилизации и имеющих оста­точную годность, практически идентично для тракторов раз­личных марок. Выход стали и чугуна, оказался равным для тракторов тягового класса 3 (ДТ-75М и Т-150

Таким образом, можно утверждать, что выход утилизируе­мых деталей из машин, предназначенных для капитального ре­монта, практически равен выходу утилизируемых деталей для машин, завершивших свой жизненный цикл. Это дает основа­ние считать, что общий объем утилизируемых деталей склады­вается из трех практически равновесомых потоков:

• узлы и детали, выбракованные при первом капитальном ремонте;

• узлы и детали, выбракованные при втором капитальном ремонте;

• узлы и детали машин, предназначаемые к утилизации.

Такое обобщение дает основание сделать вывод об устано­вившемся потоке утилизируемых узлов и деталей, масштабы которого еще раз подтверждают индустриальный характер про­изводственного процесса утилизации в виде крупносерийного производства, отражающего производственный процесс выпуска новой техники и период ее обновления.

Принципиальные направления объемов ресурсов, поступа­ющих на утилизацию в течение жизненного цикла машины, определяются размерами и кратностью ресурсов, вовлекаемых в оборот при использовании машины.

Анализ результатов машинонс пользования позволяет выя­вить соотношения в потребностях ресурсов, воплощенных в машину как генерирующее звено, и в ресурсы, потребность в которых возникает в течение жизненного цикла машины.

На рисунке 5.13 показаны, на примере автотранспорт­ных средств, объемы дополнительных ресурсов, вовлекае­мых в производственный процесс использования машины и отработавших, поступающих на утилизацию. Рассмотренное позволяет утверждать, что объемы ресурсов, поступающих на утилизацию, определяются первоначальными параметра­ми машины как генерирующего звена, и что эти объемы превышают ресурсы генерирующего звена. Выступая как по­тенциальный объект утилизации машин, формирует потоки ресурсов, используемых в течение жизненного цикла и на­правляемых на утилизацию в процессе всего периода эксп­луатации и ремонта. В порядке обратной связи технология и организация утилизации предопределяет требования к кон­струированию и материальному составу сборочных единиц машин в направлении приспособленности к утилизации. Этот двуединый процесс отражает динамику технических средств производства.