魏云峰，豆立新
摘要：针对我国条件恶劣地区损坏设备的维修要求，列出了设备应急维修的研究体系，提出了应当重点研究和推广的定点应急维修和现场原位抢修技术，指出用表面工程新技术、新材料、新设备、新工艺，实现快速化、自动化、智能化、信息化应急维修是其发展的方向
关键词：应急维修技术；设备；原位
中图分类号：F273.4文献标识码：B
一、引言
我国有大量的设备服役在特殊的环境条件下，如开采石油和天然气的野外环境；水电、公路铁路施工的环境；我军装备在海南岛、西藏、新疆等“三不出”的地区等。特殊环境下的设备维修以现场快速恢复全部或部分服役性能为重点，对维修时间、空间、标准、技术条件等有特殊要求。因此，合理地应用应急维修技术，力争在最短时间内使被损坏的设备得到恢复，最大限度地提高损坏设备的原位再生能力，提高设备的使用效能显得尤为重要。
二、设备应急维修技术的研究体系
设备应急维修是设备在出现故障失去工作能力时，运用应急诊断与修复技术，迅速对设备进行评估并根据需要快速修复损伤部位，使设备能够恢复全部或部分功能。其研究体系包括应急维修技术、材料、工艺、装备以及应急维修的应用基础理论等。
根据应急维修技术的应用环境及维修要求，设备应急维修方式分为定点应急维修和现场原位抢修两种。
三、定点应急维修技术
定点应急维修主要指在中继级和基地级进行的应急维修。定点应急维修的环境和条件优于现场原位抢修，可以使用更为先进、复杂的表面技术和工艺装备，也能进行高精度的机械加工。因此，维修范围和质量都应高于现场原位抢修。下面列出的几种先进应急维修技术具有重点研究和推广价值。
1．纳米复合电刷镀技术
纳米材料具有优异的力学性能，可用于制造超硬、超强、超韧、超塑性材料和高性能涂层，不仅能够成为质量优良的原材料，而且可以利用表面工程技术对零部件进行维修或再制造，获得高性能的零件表面层。以纳米金刚石和纳米陶瓷为代表的纳米硬粉，具有很高的硬度和较好的耐高温能力。通过将纳米材料与高效的电刷镀技术结合，在纳米材料弥散强化的作用下，获得的纳米复合镀层比单一镍刷镀层性能更好。纳米复合电刷镀技术可用于设备零部件表面损伤的修复和强化，在设备应急维修中可用于杆、轴、轴承、轴瓦类零部件的密封或配合表面；壳体、箱体、衬套类零部件密封或配合表面；板类零部件表面；零部件孔、槽类部位的内表面等。
2．高速电弧喷涂技术
高速电弧喷涂技术以电弧为热源，使用多种喷涂材料，能够制备耐磨、防腐、防滑等各种性能的涂层，是快速修复和强化磨损零件的重要技术手段。新型高速电弧喷涂与普通电弧喷涂相比，具有较多优点，主要用于损伤表面厚涂层的制备及设备结构件的防腐。
3．纳米固体润滑干膜技术
纳米固体润滑干膜技术是通过在固体润滑干膜中添加润滑和抗磨作用的纳米粒子，改善固体润滑干膜的润滑、耐磨损性能，能够在常规油脂不宜使用的特殊环境下实现有效润滑，具有无污染及无漏油等优点。如含有纳米氧化铝材料的固体润滑干膜比原来的耐磨性提高了2-5倍。纳米固体润滑膜可以用到几乎所有的摩擦部件上而不需要改变部件的尺寸，而且还具有优良的防腐蚀性能和动密封性能，能起到防止机械振动和减少机械噪声的作用。
4．划伤快速填补技术
根据摩擦表面划伤程度不同，可采用不同的修复技术。如比较严重的划伤可以采用堆焊、功能修补剂等表面技术和材料；比较轻微的划伤可以采用电刷镀技术；在要求快速简单的工作环境下可使用微区脉冲点焊修复技术。微区脉冲点焊修复技术是利用微区脉冲点焊设备和专用材料，对零部件的损伤部位进行快速修复的技术。该技术通过高能电脉冲产生高温，使补材在经过预处理的待修表面上熔化实现二者的微区焊接，能够对不均匀磨损、沟槽和特形表面棱边损伤等进行快速修复。
四、现场原位抢修技术
设备原位抢修技术应遵循原位修复、实用高效、适度维修和便携快捷的原则。
1．无电焊接技术
设备钢铁构件的断裂、裂纹、穿孔和破损，采用无电焊接技术进行快速修复。无电焊接技术是焊接技术与自蔓延技术相结合的创新技术。该技术不需要任何电源、气源或和其它设备，常温下只需用火柴点燃焊接材料后，仅仅依靠焊条燃烧反应放出的热量就能进行焊接。焊接材料小巧轻便，操作简单，工作效率高，普通维修人员即可操作，可快速简便地对同类或不同类的金属进行焊接，焊缝的抗拉强度可超过300MPa。该技术非常适合设备在野外条件下的应急维修，是设备现场原位抢修的有效手段。
2．结构贴片修复技术
设备薄壁结构件的破裂和孔洞等损伤，可应用结构贴片修复技术修复。复合材料贴片快速修理技术已经成为发达国家快速抢修技术的主攻方向之一。我国研制的常温光敏固化新型结构胶粘剂，修复一处破损不超过15min，修复部位的强度比铆接高50%，疲劳强度比铆接高10倍以上。新研制的快速光敏固化补片可以直接贴补破损孔洞，固化时间不大于30min，固化后剪切强度为16~25MPa，使用温度范围在50~100℃，可用于设备的破损应急修复。
3．耐磨修补技术
设备零部件的磨损、划伤和腐蚀等，可采用耐磨修补技术进行快速修复该技术采用的金属修补剂是以金属、合金、陶瓷和减摩材料等作为增强材料的聚合物复合材料。可根据不同的使用要求添加不同的增强材料，具有优异的机械性能和耐磨性能，固化后可进行车、铣、钻、磨等各类机械加工，抗压强度达到80~12MPa：该类复合修补剂能够用于修复摩擦磨损工况下的设备和机件，耐磨性为一般金属的2~8倍，操作方便，可任意成形。
4．贴体封存技术
贴体封存技术是以被封存器材或零件外表为支撑，将可剥性涂料直接涂覆到被保护表面，涂料固化后即可形成一层具有一定粘附强度又可剥离的涂层。由涂层的屏蔽作用将环境与被保护表面隔离开来，从而可有效防止环境中的有害介质对表面的侵蚀，以达到封存保护的目的。将设备表面与内部联通的孔洞、缝隙用贴体封存材料涂好，即可避免设备进水和进气。
五、应急维修技术的发展方向
设备应急维修已由加工、换件等传统维修方法，发展到综合应用各种先进应急维修技术，正朝着快速化、自动化、智能化、信息化的方向发展。
1．加强应急维修技术与信息技术的融合
信息技术的发展为应急维修技术提供了强有力的工具和手段。如利用信息技术实现应急维修技术的网络化达到资源共享；利用远程技术支援系统使远离损坏设备的技术力量能够对损坏设备进行监测和诊断，并提供维修策略和方法指导维修，实现远程实时维修；利用计算机技术实现虚拟维修，节约维修资源。
2．加强应急维修新材料的研究
材料科学的发展特别是纳米材料和复合材料等各种新材料的研究，为设备应急维修提供了强有力的技术支撑：高耐磨、长防腐、耐高温、低摩擦、高粘结、快固化、高阻隔等表面覆层的出现，及与合金、陶瓷、金属陶瓷、金属间化合物、高分子材料的复合应用，尤其是与纳米技术的有机结合，提高了设备应急维修技术水平。
3．扩大应急维修技术的应用范围
传统的维修技术以修机械零部件为主，随着机电一体化技术的发展，电子设备增多，电子器件、软件的维修提上日程，尤其是软件密集型设备的维修已成为应急维修的重要内容，因此应当扩大应急维修的范围，研发针对电子器件和软件的应急维修技术。
参考文献：
徐滨士，刘世参．表面工程新技术．国防工业出版社，2002.
徐滨士．表面工程与维修．机械工业出版社，1996.
杨志伊．纳米科技．机械工业出版社，2003.
王世敏，许祖勋，傅晶．纳米材料制备技术北学工业出版社，2001.
马世宁，刘谦，孙晓峰．装备应急维修技术研究．中国表面工程，2003.(3):7-11.
马世宁，李新．应急维修技术一快速粘结堵漏技术．中国修船，2003.(2):38-40
马世宁，李新．应急维修技术一纳米减摩与自修复技术．中国修船，2003.(1):43-45.