中国正确应用摩擦学存在巨大的节约潜力

　　近期，中国工程院咨询项目《摩擦学科学及工程应用现状与发展战略研究》完成,调查数据如下:

　　冶金工业：节约103.84亿元

　　冶金工业是我国国民经济的重要基础产业，2006年我国粗钢产量达到4.2亿吨，钢材产量达到4.7亿吨；2007年1月粗钢产量已占世界总产量的35.6％。我国已成为世界第一钢铁大国。对于冶金工业的耗能状况，与摩擦学直接相关的能耗主要表现在三个方面：一是由于摩擦副磨损造成设备维修和备件消耗费用高；二是由于摩擦损耗造成润滑油（脂）消耗费用大；三是由于复杂的摩擦学过程造成轧辊辊耗高，事故率高。 数据表明，通过摩擦学的应用，对冶金工业的节能降耗做出了显著贡献。通过润滑油（脂）的升级换代和采用新润滑技术，创造了巨大的节能降耗效益，降低辊耗对于我国冶金工业节能降耗贡献的潜力极大。此外，通过在冶金行业推广先进摩擦学技术，还可以进一步发挥摩擦学对于节能降耗的作用。

　　综合以上先进的摩擦学技术，每年我国冶金工业通过摩擦学应用可以节省的费用估计为103.84亿元。

　　铁道行业：节约61.26亿元

　铁路运输是我国国民经济的大动脉。摩擦学在铁道行业的运用也具有巨大的价值和潜力。据铁道部安检司调查：2003年全年因车轮和钢轨损伤而更换所需的材料及人工费用分别约为34亿元和50亿元。其中，属于摩擦学失效的压溃、侧磨、波磨和剥离占钢轨损伤量的80%%以上，即40亿元。　铁道行业应用的摩擦技术包括淬火钢轨、侧面涂油和适时的钢轨打磨，采用磨耗型车轮、轮轨润滑装置和径向转向架技术，摩擦副优化配副的相关技术等。在运用上述摩擦学设计和其它摩擦学技术后，我国铁道机车的关键摩擦副因减少物耗、能耗和延长使用寿命等，每年直接节约费用为61.26亿元。

　　汽车行业：节约550.65亿元

　　我国是汽车生产和消费大国，目前汽车已成为石油消费的最大用户，因此在汽车行业中应用摩擦学新技术以节约石油资源和降低能耗是一件迫在眉睫的大事。摩擦学在汽车行业的应用很好理解。摩擦学行为是导致汽车机械失效和能量消耗的主要原因。乘用车降低燃油消耗的关键是采用节能润滑剂。载货车发动机应用的摩擦学技术较多，包括采用铝基轴瓦材料，应用含有节能添加剂的发动机油、润滑脂的集中润滑技术等。 通过咨询项目的研究表明，我国汽车行业通过进一步采用先进摩擦学技术，每年可以挽回的损失高达550.65亿元。

　　能源化工行业：节约44.35亿元

　　研究表明，在石油化工行业中，仅在石油炼制工艺过程中采用机泵群油雾集控润滑和干气密封改造，将干气密封技术应用于炼油重油催化裂化装置富气压缩机的机械密封改造，就可以取得9409.36万元的经济效益；煤炭行业仅就采掘机械的截割头、刮板输送机的中部槽和电能节约3项累计，可挽回损失高达32.86亿元；火力发电中润滑与液压系统主动防护工作的应用以及水力发电中通过摩擦学技术降低水轮机组的泥沙冲蚀磨损和气蚀磨损2项可使电力行业获得效益10.55亿元。正确应用摩擦学，在石油化工、煤炭、电力这三项能源化工行业总计每年可获得44.35亿元的效益。

　　农业装备行业：节约13.96亿元

　　我国农机零部件的主要失效类型为：断裂、变形和磨损。在正常情况下，零部件的磨损往往是农机基础件失效破坏的主要形式和材料消耗的主要根源，约占总失效类型的80％左右。目前，我国农机易损件的使用寿命仍较低，一般只相当于国外的1/3—1/2，因此材料损耗比较严重。我国以犁铧、耙片、旋耕机刀片、收割机刀片、棉花采摘机刀片、颗粒饲料模、粉碎机锤片和螺杆泵的螺杆等部件为主的农机易损件，每年消耗钢材约150万—200万吨，占目前我国钢产量的0.4%%—0.5％，折合人民币约70亿元。农业装备行业通过提高犁铧、旋耕机刀片、收割机刀片、环模、粉碎机锤片等农机易损件的耐磨性，可节约资金13.96亿元。除上述领域外，我们还调研了部分其它行业。结果表明，船舶行业直接节约费用约42.75亿元。另外，摩擦学在军事装备和空天行业还有巨大的应用空间。据推算，2006年我国工业领域应用摩擦学可节约的潜力为3270亿元，占2006年国内生产总值210871.0亿元的1.55%%。

　　问题、目标与建议

　　面对如此巨大的应用潜力，首先要正视问题。目前存在的一些问题阻碍了摩擦学应用潜力向现实经济效益和社会效益的转变。主要有四个方面：一是全社会缺乏关于摩擦学的知识和摩擦学知识应用的意识；二是摩擦学的一些单元技术与工业发达国家相比差距较大；三是摩擦学设计没有真正进入各个工业领域，先进的技术不能得到应用；四是国民的摩擦学教育日益削弱，摩擦学教育体制缺失没有得到关注。

　　对于摩擦学的战略目标，项目研究确定了今后10年或更长的一段时间的摩擦学目标。

　　1.针对工矿企业节能、降耗、减排的需求，大力发展摩擦学应用技术，强化摩擦学工程教育，普及摩擦学基本知识，全面推动工矿企业运用摩擦学节能、降耗、减排的技术创新，使工业生产能够大规模节能、节材和减少对环境的压力，从而使摩擦学更好地为我国建设可持续发展的资源节约型和环境友好型社会服务。

　　2.与生物技术、纳米技术、信息技术和航空航天技术等高技术以及重大技术装备的设计制造紧密结合，重点发展摩擦学的基础前沿技术与关键技术，以充分发挥摩擦学对这些高技术和重大装备的科学与技术支撑作用。

    鉴于摩擦学的工业应用在节能、降耗、减排和实现我国经济与社会可持续发展中的重大作用，政府应重视摩擦学科学及其工程应用，并责成主要有关部门采取有效措施，加大力度推动摩擦学知识的普及与应用。

　　1.建议国家发改委与科技部：

　　将摩擦学工程应用列入下一轮十大节能工程，将摩擦学作为重要的支撑和战略共性技术，列入科技支撑计划，并加大应用研究的投入。

　　在发改委节能司和科技部的有关部门增加有关摩擦学工业应用与科技管理的职能。

　　在能源消耗大的行业（如冶金、汽车等）建立以大型企业为主体，以节能、降耗和减排为主要目标的产学研一体化摩擦学国家工程中心。

　　在现有清华大学摩擦学国家重点实验室和中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室的基础上，组建以摩擦学为方向的、与依托单位具有相对独立的运行机制的国家实验室。

　　选择和培植1—2个企业，通过摩擦学技术的应用，提高企业在摩擦学工业应用方面的创新能力与管理水平并实现企业效益，以期达到典型示范效应。

　　采取措施使摩擦学学会成为政府部门的助手，联系和联合社会上的其他组织形成完善的、为企业服务的技术支撑与咨询、培训服务体系。

　　2.建议国家发改委和国家质量监督检验检疫总局：

　　建立在工业中必须应用摩擦学知识和技术以实现节能、降耗、减排的政策和相应的法规，包括制定车辆和设备润滑用油方面的政策和标准。

　　明确规定成套技术或产品引进时必须包括相关的摩擦学应用的最新知识和关键技术。

　　凡是在国内加工、销售与使用，并直接与节能、节材和环境保护有关的量大面广的产品或重大装备的研制与开发项目，必须经有关行业主管部门组织专家进行摩擦学设计的审查。

　　3.建议教育部：

　　加强摩擦学的学历教育和继续教育，培养层次合理的摩擦学专门人才。

　　选定若干所大学设立摩擦学继续教育中心，定期对企业中的各级管理、技术人员和技工进行继续教育和岗位培训，以普及和更新摩擦学知识，强化摩擦学意识。

　　将摩擦学列为大专院校机械类和材料类专业的必修课（专业基础课）；引导和鼓励某些非机械类专业（如生物、医学、环境、化工等）学生选修摩擦学课程；将摩擦学设为“机械工程”中的二级学科。(科技日报)