在煤矿井下作业是一项高风险工作,由于其在地底下深层开采,作业工人们就不得不面临着阴暗潮湿的工作环境,与这些工人相伴的,便是各种各样复杂的电气设备。在如此恶劣的环境中工作,人会感觉到疲倦,而电气设备们同样会感到“疲倦”。在日复一日的工作当中,电气设备的电线会受到不同程度的损耗,加上潮湿环境中一些微生物的腐蚀消耗,大大加速了电气设备的老化。同时人们在开采煤矿等资源时,过度依赖电气设备的辅佐能力,使电气设备经常运转在超负荷的状态之中,一系列综合的问题交织在一起,就很容易使电气设备产生漏电、温度过高的现象。电气设备漏出的电火花或者产生出的过高温度,很容易引燃矿井下的可燃性气体,随即发生爆炸,严重威胁到了井下作业的工作人员的生命安全。因此,人们对煤矿井下电气设备的防爆性能提出了很高的要求。 1煤矿井下防爆电气设备的特点 首先电气设备本身体积不应设计过大,在煤矿井下作业的空间是比较窄小的,工作人员平时的出入已经是比较费劲了,如果电气设备本身体积过大,很容易影响作业工人的工作效率。电气设备设计的小巧灵活,不但工人们搬运起来更加方便,也能够使维修工人在后期电气设备的检修中对故障设备拆卸替换更加简易快捷。再者井下电气设备要耐得住潮。由于在地底下,终日难见阳光,通风效果也不是很好,因此煤矿井下的环境是极度潮湿的。这种恶劣的环境,对电气设备的防潮性能提出了很高的要求。电气设备不光电线部分,每个地方都要做好防潮准备,防止电气设备因潮湿而受到腐蚀或生锈。电气设备还要经受住低高温的考验。煤矿井下的温度有的地方很低,有的地方却很高,电气设备要经得住低温环境和高温环境的“折磨”,能够在冷热不同的地方稳定工作。因此井下的电气设备往往会有一层绝缘层,一是防止人们触电,而是防止温差变化对电气设备运作产生不必要的影响。最后一点,防爆电气设备的设计,一个是要防止电气设备本身发生爆炸,再一点就是要电气设备本身能够抗击外部爆炸。因此防爆电气设备的外壳材料就必须要足够结实,能够抗住外界产生的庞大压力。当下制成防爆电气设备外壳的基本上是由铝合金、铸钢、钢板等坚固性材料构成,最多可以同时承受1.5倍的压力,既可以经过隔离爆炸物接线,又能直接接线。 2煤矿井下防爆电气设备技术的具体应用 2.1冷磷化工艺的应用 在隔爆面上对冷磷化工艺进行具体的应用,主要是防止金属发生磷化。在井下作业时,腐蚀是电气设备表面最大的敌人,为了保护好电气设备,人们往往会给电气设备表面穿上一层“磷衣”——磷化薄膜表层。人们首先要对电气设备的表面进行一定的处理,随后将准备好的磷酸盐溶液滴在处理完的隔爆面上,隔爆面上的金属发生了磷化现象,形成了一层薄膜。为了能够起到更好的保护效果,人们还会再次薄膜的基础上再多涂抹一层防锈油。防爆面防护能力的好坏直接影响了电气设备的防爆能力。带有磷化薄膜的防爆面防爆效果非常好,它很细腻,在保证了隔爆面间隙的同时也增强了防爆面的抗磨损性。磷化后的电气设备防爆面的稳定性非常强,它既可以防止具有强腐蚀性气体的侵入,也能够阻止腐蚀液体的渗透。其次,防爆面的金属在受到磷化作用之后,他的防爆强度大大增强,隔爆效果十分突出。值得一提的是,磷化的薄膜厚度是十分薄的,它的范围达到了0.05-0.07mm,基本上对零件的作用功能产生不了任何影响。但是应该注意的是,我们刚刚都是基于一种理想化的磷化工艺作业的过程。结合煤矿井下作业的实际情况,我们会发现,要想完美的实施磷化工艺还是比较难的一件事情。井下的环境十分的恶劣,我们很难考虑到环境会给电气设备表面产生什么样的影响,防爆面经常会受到不同的腐蚀消耗,一些高温的损害、锈蚀等因素,使得电气设备防爆性能大大降低,这也是对冷磷化工艺的一大挑战。对防爆面的冷磷化工艺的实施进行一个简述:进行冷磷化工艺,首先要准备好汽油,汽油的作用是为了在前期对隔爆面进行一定的清洗,除去留在隔爆面上的一些油脂,使金属表面展露出来。接着使用磷化膏,将其均匀涂抹在隔爆面的表面上,注意要保持表面涂抹平整,避免产生一些气泡影响薄膜质量。随后要控制好温度,将温度保持在10℃-20℃之间,同时把控好时间在105-135min之间。接下来就是要观察磷化表面的状况,磷化结果的好坏通过观察磷化表面的颜色就能判断,若磷化表面是粉色,则磷化成功。若呈现灰色,则表明你时间控制的不当,超过了磷化作用所需的时间。完成磷化的步骤后,操作者可以选择在磷化面上添加除锈油,对表面进行二次防护。还需注意的是,磷化液的储存也是有要求的,磷化液需要存储在避光的区域,且环境温度要低,保持密封状态。 2.2热管技术的应用 热管可以这样解释:传热的管。顾名思义,热管就像是导线一样,导线是将电子从一个地方移动到另一个地方,热管亦是如此,热管就是将热量从一个地方传到另一个地方,起到了散热的作用。由此可见,如果将热管的技术运用到井下作业的环境中,也都够有效起到一定的积极作用。防爆机中的热管,改良了传统的散热模式,提高了热传导的效率,它的使用,提高了电气设备在可燃气体中的使用效率。热管技术的相关工作机理就是利用了其所使用的介质导热的特性,对汽化潜热进行引导传递,是热量分布的更加均匀,降低了可燃气体爆炸的可能性。在具体的实践工作中,最有效的热元件非隔爆型热管散热器莫属。它在运作过程中,设备的发热量利用基板和热管传输,在热管的另一头,是冷凝端。工作过程中热量辐射会产生一种对流,随之运动到相应的工作环境中,此时工作介质就达到了一种饱和状态,随后蒸汽遇冷液化,热管内有一个似毛细结构,液体便会回到原来的蒸发部位,重复工作。隔爆型热管是众多传热元件中效果最好的传热元件,保证了煤矿井下电气设备元件的有效散热,减少了危险事故的发生。现在隔爆型热管已经广泛应用到煤矿井下变频调速中,有效解决了煤矿井下散热问题,还具有散热性能高、性价比高等特点,对煤矿整体作业水平和整机技术性能起到很大作用,提高了市场竞争力。 2.3其它煤矿井下防爆技术 (1)采用隔爆外壳:其原理是将电气产生的火花与外界隔开,避免引燃外界可燃气体,将其隔开的外壳耐爆性抑爆性都很强。最终有效遏制了爆炸的发生。(2)采用本质安全电路:在作业中尽量使用小电源小电压,通过增加电路中的电阻来减小电路中的电流,通过一些能耗办法,减弱一些元件上的能量。(3)采用超前切断电源系统:这就类似于家庭中的安全电流防护措施一样,当检测到有一处电流过大时便会自动跳闸。该技术原理与其类似,当井下的电源电路中有一处绝缘层损坏或是产生机械损害时,系统会自动检测出异常,提前断电,这样就将风险扼杀在了摇篮之中。(4)采用正压外壳:该技术利用了平衡的原理,它始终使系统的压力高于周围发生爆炸性或者强压性的压力,有效防止可燃气体进入内壳,实现防爆。(5)在设备外部填砂:在不违背使用的原则下,当壳内不慎发生电火花甚至是失爆时,外部的砂就有效的防止了内部产生的能量点燃外部可燃性气体,实现防爆。(6)设备外壳内充油:在这个技术中,在外部充油并不会使设备引起燃烧,反之,由于油的存在,它很好地将内部热源与外部可燃物隔开,实现防爆。(7)采用气密外壳:一些熔化挤压的地方就不适合用上述密封的方法密封了,这时就需要气密外壳进行密封。 3防爆技术存在的缺陷而引起的失爆 (1)设备常年使用发生损坏没有及时发现。(2)恶劣的井下作业环境对冷磷化工艺有很大的损害影响。(3)由于受到外界不确定的压力挤压碰撞,一些隔爆层会受到不同程度的损坏。有一些连接地方的螺丝钉发生折断,接线盒不稳定,最终机械强度减弱而产生失爆现象。(4)有些需要密封的地方密封不到位,一些接线孔使用了不合格的封堵挡板。(5)接线柱和绝缘管等经过长时间的使用由于电路温度过高而损坏,当它们产生空腔时,会发生一定的压力差而产生失爆现象。(6)设备出现裂纹而爆炸。 4结语 本文通过上述内容的介绍,不难看出冷磷化工艺和热管技术在井下电气设备防爆技术中已经是相当成熟了,但是或多或少还存在着一些不足。在煤矿井下作业是一项非常高危的工作,而井下电气设备防爆性能的好坏直接关系到了井下作业工人性命。因此,对于煤矿井下防爆技术应用的研究有着很大的意义。我们应该不懈努力,执着探索,根据目前防爆技术所产生出来的缺陷不断进行改善,争取为万千井下工人营造出一个百分百安全的工作环境。 参考文献 [1]郭耀鹏.煤矿井下防爆电气设备中的应用技术探讨[J].当代化工研究,2019(03):155-156. [2]李庆明,郑方翔,孙永志.煤矿防爆电气设备存在的问题及对策探讨[J].内蒙古科技与经济,2018(13):104-105. [3]申正义.煤矿防爆电气设备存在的重点问题及对策[J].能源与节能,2018(01):106-107. 作者:杨晓丹 单位:煤科集团沈阳研究院有限公司
煤炭工业节能减排技术研究:煤炭工业节能减排技术相关研究 1煤炭工业节能减排过程中存在的不足 1.1产业结构不得当,生产效率总体水平偏低、能耗偏高 即便最近几年,煤炭产业在产业结构调整上做出了很多的努力,然而从整体来分析,当前全行业产业结构依旧存在很多不足,生产效率和世界主要产煤国家相比要低很多。在2007年全国共计1.5万多个煤矿,工作人员大约550万人,生产煤总量达到25.36亿吨,平均每年人均原煤产量达到400多吨,然而美国每年人均原煤产量达到14285吨,超过中国30倍之多,澳大利亚年每年平均原煤产量达到7560吨,超过中国20倍。 1.2煤矿很多技术装备都十分的滞后,系统不相符,能耗偏高 中国煤矿数量比较大‘面积比较广阔,生产系统相当复杂、工艺体系比较滞后,能耗比较大、设备比较陈旧,系统不相符,调控技术十分落后等现象严重。根据统计,全国煤矿大概有40%的能源被消耗,设备大都属于落后的设备,中国的重点煤矿主通风机、主排水泵的平均效率仅仅达到60%,系统运行效率更是低于55%,和国外的相比其水平水平要低15个百分点。即便是最近几年对高耗能设备进行了些许改造,然而还有不少的低效高耗设备没有经过改造,这与节能和安全标准是完全相违背的,是以一定要注重高耗能设备的更新与改造,把握好结构的优化,并且要加大这方面的投入,经过估算,目前依旧有20一40%的节电空间。 1.3原煤入洗加工效率偏低 当前,世界上主要产煤国的原煤入洗率控制在70%到80%之间,然而中国原煤入洗率长期控制在35%左右,在2007年中国原煤入洗率第一次实现了43.6%。许多原煤被直接燃烧,致使煤炭利用效率偏低,使得环境受到严重的污染。没有经过加工的原煤在长时间运输之中,会浪费许多运力,同时会致使煤炭消费地环境被污染。根据调查了解到,当前国内煤炭铁路总调运量大概为15.4亿吨,平均运距达到600公里,其中大概5亿吨没有经过洗选加工。假如严格依照经洗选可使得洗歼达到18%的计算,而参与调运的煤炭中大概有0.9亿吨砰石被运走,这途中会使得54例乙吨公里被浪费到。 2中国煤炭工业实现节能减排的方案 2.1加强煤炭企业的能源计量、统计、定额管理工作的开展 对于煤炭企业的能源计量、统计、定额管理工作的开展我们可从以下三方面着手进行分析:第一方面,对能源计量方法进行完善。对能源计量器具的配备与管理实施完善,确立健全的能源计量测试方案;强化生产系统,将能耗设备的性能测试作为其首要工作,煤矿是能源传输转换的主要场所,同时耗能设备、炉窑站房等都离不开先进的能源计量仪表,这样可使得能源计量器具配备率、监测率、完好率得到有效的提升。对于启用能源统计管理信息系统进行深入研究,进而使得能源消耗信息实现的程序化、网络化、共享化,促进能源统计管理水平的提升。第二方面,对于煤炭行业节能减排统计制度要实施完善。首先是对原始记录和统计台账的确立,将节能减排统计报表定期报告给有关部门。对于能源统计分析制度要严格执行,清楚的掌握企业用能情况、用能效率、节能效率,并了解全行业能源消费状况、为能源统计提供精准的数据信息。第三方面,注重工序能耗定额管理工作的开展。首先应该把握好工序能耗定(限)额指标的管理。把好锅炉、提升、压风、通风、排水五大耗能系统的关,依照行业标准找到其中的不足,将工序能耗和能源消耗定额管理作为其工作重心。其次要注重能效水平对标活动的开展。要与国家和行业开展的对标管理工作相符,注重企业能源管理水平的提高,将企业能源利用效率有效的提升上去,进而使得产品的综合能耗、单耗、重点工序能耗有效的降低。 2.2加大先进适用型节能减排工艺的推广,保证其技术和设备更为先进 对于潜力比较大、适用范围比较广的、技术较为先进的节能减排工艺、技术和设备要加大其开发力度。促进热电联产、余热余压的利用效率,加强矿井生产系统的节能效果,使得工业锅炉节煤、电机系统节电等更好的使用共性节能技术,对于电机变频调速、煤矿瓦斯发电、砰石电厂低真空供热、绿色开采节能技术、LED冷光源节能照明、高效工业煤粉锅炉系统等节能技术要注重其使用;要降低煤矿区在矿井水、煤歼石、502、煤泥、瓦斯等方面的事故的发生机率,提高减排技术的使用效率。节能减排是我国经济发展的主题,尤其是在富有黑金之称的煤炭业,质量更是一个大问题。计量监督部门更好做好这个一领域中的质量分析和检测工作。 3总结 综上所述,在中国经济的快速成长的动员下,煤炭在中国的耗损数目越来越大。中国煤炭工业节能减排技术可使得煤炭工业早日实现节能减排,促进中国煤炭工业节能减排效度的提升,同时更是实现可持续发展目标的主要途径。 作者:潘锋 杨波 单位:河南省洛阳市质量技术监督检验测试中心 煤炭工业节能减排技术研究:煤炭工业节能减排技术及管理 摘要:煤炭工业在国民经济中占据非常重要的位置,同时也属于我国基础能源领域,为我国经济长足稳定发展坚实保障,其战略地位可以说是非常高的。参照发改委颁发《煤炭工业节能减排工作意见》及《煤炭工业“十一五”发展规划》始终秉承技术与经济为导向,安全为前提的原则,促进节能减排事业贯彻落实下去,将环境污染,资源损耗和能源浪费尽可能降至最低,而努力把生产效益提升上去,最终达到经济和环保双赢的目的,让我国煤炭工业事业真正实现可持续发展,本文也正是在此背景下展开一系列相应研究,希望可以促进我国相关事业更进一步发展。 关键词:煤炭工业;节能减排;管理 最近几年,我们国家的经济可以说得到了突飞猛进的发展,取得突出成就,但是资源环境和经济发展矛盾也日臻明显。经济发展和环境发展一直都是让人感到头疼的矛盾体,国家想要实现国富民强,却也不希望破坏环境,而二者很大程度上却是此消彼涨的关系,所以如何实现环境与经济共赢低碳能源方针,便是摆在人们眼前当前以及未来亟待解决的事情。不单在我国,金融危机与温室效应再次告诫我们:经济与环境问题是全人类需要共同面对的。作为全球人口最多发展中国家,煤炭能源蕴藏巨大潜能与效益是不容忽视的。 1节能减排的重要意义 温室效应与能源安全两个全球难题引出低碳相关概念,我国同时又为碳排放与能源消耗大国,可以说所承担减排压力是空前的。不难看出低碳经济占据着全球经济发展龙头地位。所以,我们国家未来碳减排及能源走势备受国内国外高度关注。低碳经济主张开发清洁能源,将绿色GDP作为发展目标,希望利用先进技术来带动社会经济发展,而我国现在低碳经济发展也受到很大阻力[1]。(1)目前我国城市化与工业化步伐加快,对于能源的需求量也与日俱增;(2)少气,缺油以及富煤让煤成为我国主要能源,在低碳能源选择方面受到很大局限;(3)主体产业排名第二,工业生产水平相对落后,我国经济高碳特征鲜明。煤炭它属于高碳能源行列,所以想要发展煤炭低碳经济,可以看出存在不小的难度,而且无论开采,分选还是加工应用等各环节都有多多少少的碳排放问题出现。从该层次出发,我国大力倡导绿色能源当下,节能减排不单具有明确内涵,而且是温室减排强有力手段,煤炭能源高效洁净应用及温室效应控制为全人类共同发展目标,也是实现可持续发展不二法门。 2节能减排的技术路线 技术路线旨在对某产业后续发展规划进行描绘,帮助该产业对未来相关产品与技术需求展开预测,进而对产业技术研发或产品开发等工作予以指引,对技术创新风险尽可能降低,达到知识资源共享,团结协作吸纳更多合作者。早在1970年左右美国等诸多发达国家便已对技术路线这种管理方法广泛应用,美国行业协会与能源部甚至联合对能源危机相关问题制定规划,将2020年展望报告公诸于世。当中针对不同行业节能目标和对人类生活构成影响各类指标画出相应技术路线。从21世纪初至今,美国开启大批节能项目全部依据相应技术路线而决定投入运行,我国近年来也开始采用技术路线这种管理办法,对实现可持续发展攻克难点和关键技术予以明确,搭建技术、产品以及市场间桥梁,通过科学有效管理来对相关环节予以规范。我国煤炭事业节能减排很大程度上受洁净煤相关技术所影响,因为该项技术我国仍然处于发展初级阶段,所以难免还会有很多不足之处,同时也代表我国在相应领域还有很大进步空间[2]。想要真正达到节能减排的目标,那么制定相应技术路线来辅助管理则是当务之急,它的内容应该包括:技术研发,产品设计,生产技术,技术引进以及产品的市场推广等路线图。而煤炭事业节能减排整体效果某种程度也是由产品质量与技术水平决定的,而这两者又和国外引进与自主创新密不可分。无论是企业亦或是科研院校等团结奋进,为我国节能技术开发和产品生产保驾护航[3]。向更深层次挖掘,煤炭行业关键技术图与产品设计图等制定也可视作向更深层次进行研究的阶段,给各方提供一个畅所欲言的空间,当各方达成共识就致力于同一目标努力前行。现如今我们不得不承认,部分发达国家在节能减排方面确实比我们做的要好,而我国有时节能减排还需要依赖这些国家的技术,由此我国付出的代价也是惊人的。因此我国务必要制定相关技术设备购置路线图,尽可能避免不必要的浪费。此外产品推广和效果评估等各环节,也需要制定路线图来一一对应管理。 3结语 综上所述,煤炭领域节能减排贯彻落实,不单对当世人有益,同时也是福泽子孙的丰功伟绩。对于煤矿开采生产时节能减排相关工作提高重视力度,多角度引进新兴技术,最终的目的旨在低开采率与排放量,高利润回报,让煤炭工业真正迈到绿色化与节能化持续稳健发展道路上。 作者:郭雪岭 单位:皖北煤电集团安全环保部 煤炭工业节能减排技术研究:我国煤炭工业节能减排技术现状及发展 摘要:阐述了当前我国煤炭工业节能减排技术发展面临的形势和挑战,从七个方面对近年来煤炭工业节能减排技术研发、应用及推广现状进行了阐述和分析,有利于明确煤炭工业节能减排技术发展中存在的薄弱环节,找准技术发展的共性和重大关键技术攻关的方向.同时,对未来的发展战略和方向进行了有益的思考,提出了制定我国煤炭工业节能减排技术发展蓝图的一些建议,进一步促进我国煤炭工业节能减排技术快速发展. 关键词:煤炭工业;节能减排;洁净煤技术 自18世纪人类第一次工业革命以来,煤炭的开发和利用对世界工业的进步、人类文明和经济的发展起着巨大的推动作用,被认为是促成工业革命技术加速发展的四大要素之一.根据2014年《BP世界能源统计年鉴》[1]数据,2013年底,中国煤炭探明储量为1145亿t,占世界煤炭探明储量的12.8%,储采比仅为31年,远低于世界平均水平.2013年我国煤炭产量37亿t左右,煤炭消费量达36.1亿t,预计2014年我国煤炭消费量将占全球需求量的50%以上.根据国家能源局统计[2],2013年煤炭消费占一次能源消费的比重为65.7%,仍居主导地位.煤炭资源的可得性、廉价性和相对的丰富性,使其在未来相当长一段时期仍将是我国不可替代的战略性能源。 1煤炭工业面临的节能减排形势 与石油、天然气等其他能源相比,煤炭是一种低利用率、高污染、高排放的能源.我国煤炭资源的特点是难选煤多,高灰、高硫煤比重大,大部分原煤灰分在25%左右,原煤中约12.8%的煤含硫量高于2%.20世纪发生的大气环境污染事件,如酸雨、气候变暖、臭氧空洞、城市煤烟雾以及光化学烟雾污染等,都与燃煤有关.大气中的主要污染物,如SO2、NOx、CO、颗粒物、有机污染物、烟尘、汞等重金属,主要源自燃煤.这些排放物对人类健康和生态环境都造成了不可逆转的损害.国家环境保护部《2013年中国环境状况公报》[3]显示,全国监测PM2.5的74个重点城市中,只有3个城市空气质量达标,占比仅4.1%;年平均霾天数为36天,为1961年以来之最;酸雨面积约占国土面积的10.6%;SO2和NOx排放量分别达2043.9万t和2227.3万t,我国生态环境保护形势十分严峻.世界卫生组织调查报告显示,世界每8个死亡人口中就有1人死于糟糕的空气质量.随着我国经济社会的快速发展,人们深刻认识到能源消费量不断增长导致能源资源紧缺的同时,对生态环境的诉求更是越发强烈.2010年以来,国家将节能环保和新能源产业放在七大战略性新兴产业的高度进行培育.虽然近年来非化石能源消费比重有所增长,但至2013年仅占比9.8%.国务院《节能减排“十二五”规划》[4]和国家发展与改革委员会《煤炭工业“十二五”发展规划》[5]要求,2015年全国能源消费总量控制在40亿t标准煤,单位GDP(国内生产总值)能耗下降16%,SO2和NOx排放量分别控制在2086.4万t和2046.2万t.因此,当前煤炭工业节能减排面临着十分严峻的形势和挑战,煤炭工业节能减排是煤炭工业未来可持续发展的必由之路. 2煤炭工业节能减排技术发展现状 我国是世界最大的煤炭生产与消费国,并且在相当长时期内以煤为主要能源的生产和消费结构不会发生改变,因此我国也成为受燃煤污染最为严重的国家.长期以来,煤炭集约开采程度低、粗放式的生产经营、资源浪费等问题仍然比较突出,煤炭平均回采率只有40%左右,仅为发达国家的一半;同时,与煤炭共生的资源损耗很大,每开采1t煤约损耗与煤炭资源共生、伴生的铝矾土、硫铁矿、高岭土、耐火粘土、铁矾土等达8t[6];煤炭产业整体性差,开发粗放,浅加工,利用低,废物利用少,未从开采、加工和利用的全生命周期,以系统工程的高度,从经济社会环境多维度考虑煤炭资源的集成优化利用;环境污染严重,在开采、洗选、加工、储运、利用等过程中产生大量废水、废气、固体废弃物等,对大气、水、土壤、地质地貌等生态环境造成破坏.煤炭高效清洁利用技术是解决当前能源资源紧缺和环境污染困境的重要途径,也是世界各国煤炭工业节能减排的主导技术之一.20世纪90年代以来,我国一直高度重视发展煤炭高效清洁利用技术,经过多方多年的努力,我国在煤炭节能减排技术研发、推广和应用等方面取得了显著的成效. 2.1煤炭加工技术 煤炭加工技术是指采用物理、物理化学、化学或微生物等方法将原煤脱灰、降硫,并加工成质量均匀、用途不同的分品种的洁净煤,是实现煤炭高效、洁净利用的源头技术,主要包括煤炭洗选、型煤、水煤浆技术等.发达国家煤炭洗选始于20世纪30年代,到90年代已实现高灰高硫原煤100%入洗,平均洗选率达50%以上,近年来已达到100%.在工艺和方法上,美、澳等发达国家普遍采用块煤重介和跳汰分选、细粒煤螺旋分选、煤泥浮选、精煤脱水、干燥工艺等,应用重介质旋流器、螺旋分选机、摇床等设备,自动化程度高,选煤厂处理能力大,效率达95%以上[7-8].我国煤炭洗选晚于发达国家20多年.改革开放以来,我国煤炭洗选有了长足的发展,20世纪末全国原煤入洗率为22%,近年来煤炭洗选率达到60%左右.重介选煤、跳汰选煤等工艺有了较大提高,自主研发的跳汰机、重介质分选机旋流器、浮选机等已接近国际先进水平,无压重介质旋流器、旋流静态微泡浮选柱的研制使提升分选技术得到了发展,XJM-S型机械搅拌式浮选机达到国际先进水平.但整体选煤厂自动化程度不高,处理能力不大,平均洗选率为85%左右,与发达国家有较大差距.型煤是由粉煤或低品位煤加工制成的具有一定强度和形状的煤制品.20世纪初,德国开始利用年轻褐煤采用高压无粘结剂成型工艺生产褐煤砖后,陆续有热压成型工艺、褐煤成型两段炼焦工艺、弱粘结煤或不粘结煤生产型焦工艺等,并迅速普及推广,而且从未停止对型煤技术的研究.目前,生物质环保型煤技术已日趋成熟.我国从20世纪中叶开始型煤研究,工业燃料型煤研究还处在起步阶段,尚未形成规模.目前工业和民用型煤开发已经形成了具有我国特点的粘结剂、低压集中成型工艺和集中配炉前成型工艺,其中民用型煤技术已经达到国际水平,但尚需普及推广.生物质型煤、环保固硫型煤、型煤粘结剂及烟煤型煤技术等方面也取得了进展,民用型煤、动力型煤、气化型煤等已形成一定规模[9-10].当前,我国正重点围绕环保型煤、生物质型煤、低变质程度烟煤型煤技术等方面开展研究.水煤浆是20世纪70年代爆发石油危机时兴起的代油新型煤基液体燃料.80年代美、澳、日、法等发达国家已开发超低灰煤、化学煤、精细水煤浆等技术.我国于20世纪80年代初开始研究水煤浆技术,经过近30年的科技攻关,已研发出高性能水煤浆添加剂,一磨机高浓度制浆工艺,低阶煤环保型水煤浆、贫煤贫瘦煤石油焦制备低挥发分煤浆、褐煤制备气化煤浆、精细油水煤浆,以及水煤浆液态化-悬浮燃烧、压缩空气雾化精细水煤浆燃烧、流化-悬浮燃烧、多重配风旋风燃烧、催化燃烧及水煤浆低温低氧燃烧等技术,整体技术水平已达到国际先进水平[11].针对我国低阶煤储量丰富的特点,经过多年的努力,研发出高效节能的低阶煤制备高浓度水煤浆技术.该技术将多破少磨、分级研磨和优化级配的理念成功融入到制浆工艺中,将选择性磨机和超细磨机结合,提高了煤浆堆积效率,扩大了制浆原料煤的范围,成浆浓度进一步提高.该技术在国内成功推广,已形成年产1000万t的规模[12]. 2.2燃煤发电技术 在超超临界发电技术方面,我国已经投运的600℃超超临界燃煤机组达100台,超过8000万kW,数量和总容量居世界第一.截至目前,我国在超超临界发电方面,已经具备制造100万kW、25MPa、600℃等级发电机组的基础和能力,但600℃超超临界机组核心元件材料全部依赖进口,同时我国在耐高温材料基础方面的研究与发达国家有较大差距[13].2010年起,我国成立了“国家700℃超超临界燃煤发电技术创新联盟”,设立了“国家700℃超超临界燃煤发电关键技术与设备研发及应用示范”项目,旨在对700℃超超临界燃煤发电技术进行研究,攻克技术难关,实现700℃超超临界燃煤发电技术的自主化.这标志着中国加入了世界开发700℃超超临界火电技术的行列.由华能集团等单位共同组织600MW700℃超超临界燃煤示范电站的方案研究.该示范项目采用燃煤空冷机组,汽机侧的蒸汽参数为35MPa/700℃/720℃.2013年已完成了锅炉炉膛的初步选型和特性参数选取,同时完成了汽水流程设计、受热面布置以及烟气余热设备的设计等工作,部分取得了阶段性成果[13].在大型循环流化床方面,自2007年国产首台300MW循环流化床机组投入运行以来,我国大型循环流化床燃煤锅炉技术取得了迅速发展.目前,我国突破了600MW超临界循环流化床锅炉启动调试、机组合理运行、性能及其测试等关键技术,掌握了超临界循环流化床升负荷过程湿-干态转换及超临界转换点的特殊性.2013年我国自主研发的世界首台最大容量600MW超临界循环流化床锅炉成功投入运行.该锅炉可使用价格低廉的劣质煤,无需加装额外烟气处理装置,性能优于国外相关技术,发电效率比亚临界循环流化床锅炉约高4%,标志着我国在循环流化床燃烧及工程技术领域达到了世界领先水平.另外,针对燃用劣质燃料、大型超临界循环流化床(CFB)锅炉系列、节能型CFB锅炉技术也在进行研发[14-15].目前,在洁净煤发电领域中整体煤气化联合循环发电系统(IGCC)发电技术被普遍认为是最具竞争力和发展前景的燃煤发电技术之一.自20世纪80年代中期第一台整体煤气化联合循环电站投运以来,经过近40年的发展,全世界已建、在建IGCC电站近30座,在役纯发电IGCC电站为5座.目前投入运行的单机容量最大的IGCC机组为300MW,位于西班牙.现在IGCC发电技术正处于第二代技术的成熟阶段.20世纪80年代初期,我国开始跟踪IGCC技术的发展,90年代开始启动IGCC示范项目的可行性研究,2007年将其列为洁净煤发电示范工程,2009年正式开工建设,2012年265MW机组建成投产发电,形成了具有自主知识产权的两段式干煤粉加压纯氧燃烧气化炉技术等多项新技术、新工艺.该技术比国外的水煤浆气化技术和干煤粉气化技术有着更高的转化效率,并将该项自主技术出口[15]. 2.3煤基清洁燃料技术 煤基清洁燃料技术指煤制清洁气体燃料、煤制油和化工品技术.“十五”以来,国家专门立题支持了多项技术内容的开发,在煤制天然气、浆态床费托合成、煤加氢液化、煤制烯烃等方面进行了工业示范及产业化,并且煤制烯烃、浆态床费托合成、煤加氢液化等工业技术达到国际领先或先进水平.我国从20世纪70年代末开始进行煤炭直接液化技术的研究和攻关,在日本NEDOL工艺、美国HTI工艺和德国IGOR工艺的基础上,我国开发出煤直接液化工艺技术,并建成世界唯一的百万吨级煤直接液化装置,经过了工业化规模和长周期运行的验证,代表了世界煤直接液化技术的领先水平.我国煤炭间接液化技术的研究始于20世纪50年代初,重启于80年代,目前已具备建设万吨级规模生产装置的技术,在关键技术、催化剂的研究开发方面已拥有了自主知识产权,自主研发的煤炭液化技术已达到世界先进水平.国内首个采用煤间接液化制油项目(16万t•a-1)实现年产油18万t,吨油煤耗、水耗及催化剂产油能力、产品选择性等指标优异,处于国际前列.目前国内已投入示范运行的煤制油项目有5个,总规模近200万t.煤制油技术成熟度和经济可行性已经得到验证,正式进入了商业化开发阶段.目前,我国共有煤制油在建、拟建商业化或示范项目10个,全部15个项目投入运行后,预计将实现煤制油总产能年产1800万t.另外,我国已经开发出kW级燃料电池堆技术,煤炭气化与燃料电池联合的相关研究正在进行中.煤制烯烃即煤基甲醇制烯烃,是比较公认的第二个新型煤化工路径.目前国际上使用的煤制烯烃技术主要包括美国及挪威开发的MTO技术和德国开发的MTP技术.我国在吸收借鉴国外技术的基础上,研制出甲醇制取低碳烯烃DMTO、DMTO-Ⅱ工业化技术[16].对MTP技术的研发也取得了进展,“流化床甲醇制丙烯FMTP”技术研发运行成功,产生了具有世界先进水平和自主知识产权的新型煤化工技术.目前,我国已投入运行7个煤(甲醇)制烯烃装置,总产能达326万t•a-1.我国对乙二醇的进口依赖一直在70%以上.无论是国内还是国外,都在采用煤制乙二醇技术.国外乙二醇生产的技术主要是利用合成气-草酸酯-乙二醇的生产工艺.我国煤制乙二醇的研究始于20世纪80年代,2009年20万t•a-1煤制乙二醇项目投产结束了只能采用石油技术路线生产乙二醇的历史.目前草酸酯合成法是比较成熟的煤制乙二醇间接合成技术,很多科研机构也在不断研制新型设备[17].目前正在研发的高压生产草酸二甲酯工艺同与之配套的第三代羰化、加氢催化剂将在合成气制乙二醇大型工业化和工程放大中进行示范应用,有望突破煤制乙二醇大型规模化的瓶颈,还可用于草酸及草酸酯的大型化改造中.目前,我国已建成7套合成气经草酸酯路线制乙二醇项目,产能共计110万t•a-1.预计2014年煤制乙二醇产能将达208万t•a-1.此外,还有30多个项目处于建设、前期工作和计划中,预计2017年煤(合成气)制乙二醇产能将达到672万t•a-1.近年来,我国以煤气化油电联产和IGCC发电工程为依托,开展了大型煤气化、合成气低污染重型燃气轮机、煤基液体燃料、系统优化集成、运行及控制等关键技术的研发与示范;建设了IGCC绿色煤电、新型水煤浆气化、费托合成技术、清洁能源动力技术研究基地和煤基合成油IGCC联产研发基地,取得了一系列创新性成果.这标志着我国在以煤气化为基础的多联产及IGCC关键技术研发和工业示范方面取得了重大进展,具备了相关技术自主研发、系统集成和工程成套能力. 2.4燃煤污染物控制和治理技术 我国燃煤烟尘的治理始于20世纪70年代初,最初使用的是惯性、旋风等机械式除尘器.目前,主要采用湿式除尘器、静电除尘器或布袋除尘器.近年来,有学者针对燃烧后不能被捕获的超细微颗粒物提出电袋耦合技术、团聚技术和水汽相变脱除技术.在对SO2的治理时燃烧前脱硫技术中的物理洗选技术得到大规模应用,燃烧中包括燃用固硫型煤、炉内喷钙加尾部增湿活化脱硫和循环流化床技术等.燃烧后脱硫常见的有石灰、石灰石、氧化镁法等脱硫工艺.国外已开发出上百种烟气脱硫技术.目前,我国对20t•h-1及以上燃煤工业锅炉烟气的治理主要采用一级除尘十二级脱硫装置,并配备脱硫除尘监测系统[18].在氮氧化物治理方面,通过烟气回流降低燃烧区局部温度以及采用分层供风两段燃烧等措施降低氮氧化物排放,主要的脱硝方法为选择性催化还原法(SCR)等,同时在锅炉上安装低氮燃烧器、脱氮装置等.此外,还发展了几种多污染物协同控制技术,如活性焦一体化技术、有机催化烟气综合清洁技术和氧化吸收协调控制技术等[19].在脱汞方面,有以活性炭吸附为代表的吸附法、利用现有脱硫除尘装置的脱汞法、电晕放电等离子体脱汞法、电催化氧化联合处理脱汞法以及SCR技术等[20].我国主要采用湿法脱硫装置去除氧化态汞,利用除尘装置除去大部分颗粒汞,但对不溶于水的气态汞效果不显著. 2.5工业锅炉高效燃煤技术 目前我国正在使用的工业锅炉总量约有57万台,容量达290万蒸t•h-1,年用煤量6.0~6.5亿t,占我国煤炭消费量20%以上,仅次于发电用煤[21].国内早在20世纪70年代就曾开发过煤粉工业锅炉应用技术,但因煤粉制备、锅炉自动控制、布袋除尘等配套技术不成熟或价格昂贵,专用装备的加工工艺落后,最终放弃了对该技术的研发和应用.90年代,煤粉工业锅炉有了初步进展,如PW型旋流式小型煤粉锅炉.2000年,开发出0.7~7.0MWCWNS型锅壳式煤粉锅炉(也称金水锅炉)[22].近十余年来,我国在借鉴发达国家相关技术的基础上,成功研发出高效、节能、清洁煤粉锅炉技术,燃尽值达98%以上,锅炉效率达90%以上,比传统锅炉节煤30%~50%,节电20%.利用高倍率灰钙循环稀相烟气净化技术、低温燃烧环境与均匀的温度场分布、袋式除尘技术等,SO2排放质量浓度≤100mg•Nm-3,NOx排放质量浓度≤200mg•Nm-3,烟尘排放量≤10mg•Nm-3甚至更低,无分散地面排放造成的二次污染问题[12].目前,单机容量最大蒸吨达64t•h-1,该技术已经在全国推广应用,已建设完成近200台套、1000t•h-1的规模. 2.6煤层气利用技术 我国对煤层气开发利用起步较晚,20世纪80年代后期开始进行煤层气勘探开发试验,将煤层气作为一种能源进行研究.经过多年努力,我国在煤层气开发利用的理论和技术方面已取得实质性突破与进展,取得了一定成就,初步实现了煤层气的规模化开发和利用.研发了井下水平定向钻孔钻进及多分支水平井钻完井等重大核心技术,组建了煤层气开发利用国家工程研究中心、煤与瓦斯治理国家工程研究中心以及煤层气产业技术创新战略联盟,不断完善煤层气开采和利用技术[23].2011年我国实现煤层气产量达115亿m3,实际利用53亿m3,预计2015年实现煤层气产量300亿m3.20世纪80年代,美国开始进行煤层气的勘探和开发,目前已形成世界上最成熟、最完备的煤层气开发技术体系.加拿大、澳大利亚等在借鉴美国经验的基础上,开发了一系列新技术,如水力压裂改造技术、煤中多元气体驱替技术、连续油管压裂技术、水平井分段压裂技术、U型井技术、多层扩孔技术、大排量氮气泡沫压裂技术、利用二氧化碳回收煤层气技术等,水力压裂改造技术在我国也得到了很好的应用[24-25]. 2.7废物利用技术 在煤炭开采及下游加工过程中产生了大量的煤矸石.目前,我国煤矸石堆放量超过40亿t.在所有的工业废弃物中,煤矸石所占比例最大.因此,煤矸石的资源化利用具有重要价值.传统意义的煤矸石低层次利用伴随着煤矿的开采一直在进行,如翻矸再次选煤、利用煤矸石铺路筑墙等.20世纪80年代以来,对煤矸石的资源化利用创新出了很多途径,例如:煤矸石作为基建材料,用于采空区回填、塌陷区复垦、路基填料及路面基层集料;煤矸石直接作为燃料发电,目前国内煤矸石电厂装机容量已达500万kW,2015年将有一大批煤矸石发电项目建成投产,“十三五”期间全国可新增煤矸石发电装机超过2500万kW;回收煤矸石中富含的矿物,如硫精矿、高岭石等;以煤矸石为原料生产无机盐类化工产品,生产结晶氧化铝、氢氧化铝、硫酸铝、水玻璃、白炭黑及分子筛等[26];利用煤矸石生产建筑材料技术已经比较成熟,如水泥、混凝土砌块和陶粒轻骨料等;在农业方面,用于有机肥、农药载体和改良土壤,提高产量;用于加工日用陶瓷产品、釉面砖等.从目前整体来看,煤矸石主要利用途径是发电、生产水泥和烧砖,但利用总量较少,规模不大. 3煤炭工业节能减排发展浅析 当前,我国正处于产业结构战略调整和经济发展转型升级时期,这对煤炭工业的发展是机遇和挑战并存.我国煤炭工业经过十余年的快速发展,取得了一系列重大成就,为国家和社会进步起着巨大推动作用.煤炭工业节能减排技术伴随着煤炭工业的巨大发展,取得了一系列重大进步,某些方面获得了突破甚至达到了国际领先水平.但是,从整体上看,与发达国家仍相距较远.借鉴发达国家的技术和经验是一条重要的途径,走吸收引进再创新和自主创新相结合的道路是未来发展的方向.20世纪末,美国开始制定能源及相关问题的技术发展规划,提出了煤炭等相关行业2020年展望和目标的报告.其中,就不同行业的节能目标以及影响人类生活的各种指标制定了比较明确的技术蓝图,对技术研发的机会和价值、关键技术、难点和对教育的需求都做了深入的分析[27].21世纪以来,美国启动的一系列节能项目,就是依据这些相关技术蓝图实施.这对于我国的节能减排发展,包括煤炭工业节能减排技术的发展,均具有重要的借鉴意义.我国制定煤炭工业节能减排技术蓝图的目的在于明确煤炭工业节能减排技术研发及应用和未来的发展方向,清晰实现发展目标需要的重大关键技术和需要攻关的高难度问题,建立起技术与产品、市场之间的联系,使煤炭工业节能减排技术的发展能够按既定的路线稳步推进.毋庸置疑,洁净煤技术是当前乃至今后影响我国煤炭工业节能减排技术发展的主导技术之一,也契合我国产业结构转型升级的发展战略.虽然我国在这方面已经取得了一些实质性突破,并已有成熟的技术和示范应用,但仍无法推动全面深入推广和应用,市场化程度不高.因此,研制煤炭工业节能减排技术发展蓝图不仅包括研发,还包括设计生产、加工制造、推广应用、政府和市场协调推进等方面,是全方位立体的架构设想.从现有的情况来看,我国基本形成了以企业、院校和研究机构三位一体的研发格局,但未来还应加大协作力度,共同发起对重大关键共性技术的攻关,避免重复和人力资源的浪费;在引进吸收国外先进经验和技术方面,不要盲目和急功近利,要选择当今国际先进技术和引进后对我国该领域有重大推动作用的相关技术,避免陷入价格营销和发达国家过时技术的倾销;在技术、产品推广应用方面,国家要尽快建立起推广和应用节能技术与产品的机制,以利于现有的技术和产品发挥作用,形成良性循环,企业得以再次投入进行技术攻关和研发;在政府和市场方面,政府要为企业的技术和产品搭建筹融资平台,对于具有普遍利益和只适合财政买单的技术和产品,政府要加大采购以惠及民生,同时构建灵活规范的市场机制,促进技术和产品的流动,推动其走上市场化良性机制的轨道. 作者:何波 单位:中国煤炭科工集团有限公司 煤炭工业节能减排技术研究:煤炭工业节能减排技术及管理研究 摘要:煤炭工业在国民经济中占据非常重要的位置,同时也属于我国基础能源领域,为我国经济长足稳定发展坚实保障,其战略地位可以说是非常高的。参照发改委颁发《煤炭工业节能减排工作意见》及《煤炭工业“十一五”发展规划》始终秉承技术与经济为导向,安全为前提的原则,促进节能减排事业贯彻落实下去,将环境污染,资源损耗和能源浪费尽可能降至最低,而努力把生产效益提升上去,最终达到经济和环保双赢的目的,让我国煤炭工业事业真正实现可持续发展,本文也正是在此背景下展开一系列相应研究,希望可以促进我国相关事业更进一步发展。 关键词:煤炭工业;节能减排;管理 最近几年,我们国家的经济可以说得到了突飞猛进的发展,取得突出成就,但是资源环境和经济发展矛盾也日臻明显。经济发展和环境发展一直都是让人感到头疼的矛盾体,国家想要实现国富民强,却也不希望破坏环境,而二者很大程度上却是此消彼涨的关系,所以如何实现环境与经济共赢低碳能源方针,便是摆在人们眼前当前以及未来亟待解决的事情。不单在我国,金融危机与温室效应再次告诫我们:经济与环境问题是全人类需要共同面对的。作为全球人口最多发展中国家,煤炭能源蕴藏巨大潜能与效益是不容忽视的。 1节能减排的重要意义 温室效应与能源安全两个全球难题引出低碳相关概念,我国同时又为碳排放与能源消耗大国,可以说所承担减排压力是空前的。不难看出低碳经济占据着全球经济发展龙头地位。所以,我们国家未来碳减排及能源走势备受国内国外高度关注。低碳经济主张开发清洁能源,将绿色GDP作为发展目标,希望利用先进技术来带动社会经济发展,而我国现在低碳经济发展也受到很大阻力[1]。(1)目前我国城市化与工业化步伐加快,对于能源的需求量也与日俱增;(2)少气,缺油以及富煤让煤成为我国主要能源,在低碳能源选择方面受到很大局限;(3)主体产业排名第二,工业生产水平相对落后,我国经济高碳特征鲜明。煤炭它属于高碳能源行列,所以想要发展煤炭低碳经济,可以看出存在不小的难度,而且无论开采,分选还是加工应用等各环节都有多多少少的碳排放问题出现。从该层次出发,我国大力倡导绿色能源当下,节能减排不单具有明确内涵,而且是温室减排强有力手段,煤炭能源高效洁净应用及温室效应控制为全人类共同发展目标,也是实现可持续发展不二法门。 2节能减排的技术路线 技术路线旨在对某产业后续发展规划进行描绘,帮助该产业对未来相关产品与技术需求展开预测,进而对产业技术研发或产品开发等工作予以指引,对技术创新风险尽可能降低,达到知识资源共享,团结协作吸纳更多合作者。早在1970年左右美国等诸多发达国家便已对技术路线这种管理方法广泛应用,美国行业协会与能源部甚至联合对能源危机相关问题制定规划,将2020年展望报告公诸于世。当中针对不同行业节能目标和对人类生活构成影响各类指标画出相应技术路线。从21世纪初至今,美国开启大批节能项目全部依据相应技术路线而决定投入运行,我国近年来也开始采用技术路线这种管理办法,对实现可持续发展攻克难点和关键技术予以明确,搭建技术、产品以及市场间桥梁,通过科学有效管理来对相关环节予以规范。我国煤炭事业节能减排很大程度上受洁净煤相关技术所影响,因为该项技术我国仍然处于发展初级阶段,所以难免还会有很多不足之处,同时也代表我国在相应领域还有很大进步空间[2]。想要真正达到节能减排的目标,那么制定相应技术路线来辅助管理则是当务之急,它的内容应该包括:技术研发,产品设计,生产技术,技术引进以及产品的市场推广等路线图。而煤炭事业节能减排整体效果某种程度也是由产品质量与技术水平决定的,而这两者又和国外引进与自主创新密不可分。无论是企业亦或是科研院校等团结奋进,为我国节能技术开发和产品生产保驾护航[3]。向更深层次挖掘,煤炭行业关键技术图与产品设计图等制定也可视作向更深层次进行研究的阶段,给各方提供一个畅所欲言的空间,当各方达成共识就致力于同一目标努力前行。现如今我们不得不承认,部分发达国家在节能减排方面确实比我们做的要好,而我国有时节能减排还需要依赖这些国家的技术,由此我国付出的代价也是惊人的。因此我国务必要制定相关技术设备购置路线图,尽可能避免不必要的浪费。此外产品推广和效果评估等各环节,也需要制定路线图来一一对应管理。 3结语 综上所述,煤炭领域节能减排贯彻落实,不单对当世人有益,同时也是福泽子孙的丰功伟绩。对于煤矿开采生产时节能减排相关工作提高重视力度,多角度引进新兴技术,最终的目的旨在低开采率与排放量,高利润回报,让煤炭工业真正迈到绿色化与节能化持续稳健发展道路上。 作者:郭雪岭 单位:皖北煤电集团安全环保部 煤炭工业节能减排技术研究:煤炭工业节能减排措施的探析 摘要:在新形势背景下,我国煤炭工业有必要加强技术革新,通过节能减排实现煤炭资源的最大化利用,减少环境污染,是实现迈向可持续发展道路的重中之重。从我国煤炭工业节能减排的现状出发,对煤炭工业节能减排技术进行分析整理,并对我国煤炭工业未来的发展前景作出展望。 关键词:煤炭工业;节能减排;煤矸石;锅炉燃烧技术 自改革开放以来,我国经济水平不断提高,城市化进程加快,但是在大搞经济建设的同时,生态环境也遭受到了前所未有的破坏,能源的日益匮乏引起了国家政府的高度重视。节能减排倡议书中明确指出,2016年全国煤耗量必须控制在30亿吨,二氧化硫、二氧化氮等有毒气体排放量不能超过2000万吨。在此背景下,我国煤炭工业节能减排势在必行,关乎到国家与社会的健康、稳定、和谐。 1我国煤炭工业节能减排现状综述 煤炭工业是我国国民经济的支柱,无论是产量,还是消耗,在世界上都是名列前茅的,而且在未来相当长的一段时间内,这种现状也难以有所改变。这就导致我国煤污染现象十分严重,集约水平低,传统的开采手段再加上煤炭利用率不高,与发达国家相比还有着不小的距离。另外,在开采煤炭的过程中对其他资源的损耗过高,资料显示,开采2t煤就会消耗15t左右的硫矿、铁矾、铝矾等物质。从环境角度分析,污染范围广,治理难度大,污染水体、气体以及废物都是开采、运输、应用时产生的垃圾,造成水质、土质、气体质量日益下降,使环境受到严重破坏。为提高环境质量和能源利用率,一种新型的高效清洁技术受到了普遍的关注与重视。21世纪初,这种技术在我国大力推广,使煤炭工业逐渐走向节能减排的可持续发展道路。 2煤炭工业节能减排技术分析 2.1煤炭加工 煤炭加工是一种提高煤炭资源利用率的先进技术,使煤炭更加清洁、干净。其加工方式主要是通过物理、化学等手段对原煤进行脱硫、除尘,在保证煤炭质地均匀的同时,还能够满足差异化需求。目前,煤炭加工技术主要以型煤和水煤浆技术为主,型煤主要由粒度较小的煤灰和杂质煤组成,我国对型煤的研究已经有60多年,比如环保、生物、烟煤等型煤技术正在逐渐完善,并且这些技术也是我国未来在型煤研究方向上的主要课题;水煤浆技术发展到今天,突破了传统的研磨少、研磨分散、优先分配等限制,通过精细设备的加工能够使煤浆迅速堆放成型,在浓度、制浆范围等方面有着历史性突破,每年产量在9.0×106~1.2×107t不等,是煤炭加工中十分重要的技术之一。 2.2燃烟的控制和治理 这项技术最早是从20世纪60年代末由我国专业领域人士提出,由于科技水平限制,只是利用风力设备达到除尘目的。时至今日,除尘技术有了不小的进步,利用静电、布袋或是增加湿度等机械化手段提升除尘效率。目前,脱硝脱硫除尘一体化是治理燃煤油烟的主要方式,在此基础上增设勘测系统进行除尘监测。针对一氧化氮、二氧化氮等毒气的治理,一种方法是利用气体回排降温,另一种方法是分层供风分散燃烧面积,其中,脱硝技术以SCR为主,使用催化剂、还原剂加速无毒气体产生,并配以脱氮设备和低燃烧设备。 2.3锅炉高效燃煤 锅炉燃烧技术在我国有着一段曲折的发展历程。20世纪70年代,相关人士提出利用煤粉加工锅炉燃烧技术,但是煤粉、锅炉以及相关除尘设备需要大量资金投入,再加上技术落后、工艺手段迟迟不能更新,导致锅炉燃煤技术被搁置了很长一段时间。后来直到90年代,锅炉燃烧技术的雏形才真正形成,比如功率较小的旋流煤粉燃烧设备。21世纪初,金水锅炉的问世使这一技术得到了进一步发展。通过几十年的努力、创新与研究,目前的锅炉燃煤技术更加环保节能,并且锅炉热利用率高达90%以上,燃烧效率接近100%,与传统技术相比,其煤炭节约率提高了40%左右,同时也节省了一部分电力。这种技术是将纯度高的灰钙粉投入到循环系统中,稀释煤油烟气实现清洁目的,再加上布袋除尘、低温燃烧等措施,使有害气体比如二氧化硫、一氧化氮等的排放量和浓度得以降低,解决了因集中排放而导致的多次污染。 2.4煤矸石利用 在煤炭开采和清洗时会产生煤矸石等固体废弃物。相关资料显示,我国煤矸石“堆积如山”,总量已接近42亿吨,是废弃固体中数量最多的,所以关于煤矸石的有效利用是煤炭行业一直以来研究的问题。传统的煤矸石再利用一般以铺设高筑或是二次选煤为主,利用率低。随着科技的不断创新,煤矸石的其他利用途径也被开发出来,比如开采空洞再次填补、破坏土地复垦以及路面补料等。同时,煤矸石还可以为电力发电提供保障,各大煤矸石发电厂的投成标志着我国电力事业的新形势。除此之外,煤矸石在工业、农业方面都有着不小的用途,包括水泥混凝土、肥料、改善土质等。从实际角度出发,煤矸石的利用规模较小,仍需大力推广使用。 3我国煤炭工业未来发展浅析 3.1加强政府职能 政府是低碳生产的“引路人”,政府要在节能减排中起主导作用,落实煤炭行业内部改革措施,强化机制作用,加强资源整合,使产业走向正轨。同时,为煤炭行业制订科学、合理的有利政策,加速低碳生产运营机制构建,实现绿色行业、环保行业。此外,加强技术开发,强化职员技能素质,行业内部要形成“低碳”氛围,将政府引导企业低碳生产的桥梁作用体现出来,形成一个良性循环的低碳行业系统。 3.2改变传统的煤炭开采观念 改变传统的煤炭开采观念,秉持开采工作效率化、环保化、安全化,提高煤炭回采工艺水平,在科学发展观的基础上,构建一条矿区、资源、环境三者协调发展的开采之路,确保煤炭开采工作符合可持续发展定义。同时,结合不同地区的不同特色,加大伴生资源保护力度,加强资源回收、开发、再利用,完善新型高效、环保、低碳的经济发展体系。除此之外,盘活人才资源,发挥各地区资金、技术效应,提高煤炭清洁率,拓展产业道路,提高市场占有率,在确保环境绿化建设的同时,使企业收益最大化。 3.3重视煤炭分选 为提高煤炭提取率,改善整体质量,需要对煤炭分选加以重视。煤炭洗选环节通过物理、化学以及微生物等手段使煤炭质地平均、功能不一,通过对煤炭严格分选、深加工等工序,使原煤杂质诸如硫、灰等进行有效去除,是保证煤炭清洁干净的关键所在。通过对有关数据分析可知,2亿吨原煤经过合格分选后,使二氧化硫排放减少了250万吨。可见,为了提高煤炭提取率,确保燃煤的效率性、经济性、整洁性,有必要认真进行煤炭分选工作。 4结束语 综上所述,本文就我国煤炭工业现状进行了分析,介绍了有助于节能减排的相关技术和措施。煤炭行业绿色体系的构建,标志着我国“低碳”时代的到来,为加强节能减排、缓解环境压力、资源利用最大化提供了重要保障。 作者:何磊 单位:陕西省一九四煤田地质有限公司
浅谈节能降耗创新发展:做好节能降耗统计促进科学发展 摘要:做好节能降耗的统计工作是落实科学发展观的要求,节能降耗既要靠行政手段,也要靠市场手段。行政手段明确导向,市场手段因势利导,应将两者有机结合起来,双管齐下,把强化政府责任作为实现节能降耗和污染减排目标的关键环节,把完善市场调节机制作为基本手段,以建立长效机制,取得根本性的突破。 关键词:节能降耗 行政手段 市场手段 关键环节 统计的作用是通过正确地完成统计的基本任务,提高统计的服务质量来发挥的。它包括以下具体内容:一是全面反映国民经济和社会发展的水平、规模、结构、速度、比例、效益,预测其发展的趋势,阐明经济和社会发展的统计规律性,为党和国家决定正确的政策,制定符合实际的计划提供准确、灵通、完整、系统的统计信息;二是经常检查国家政策的实施和计划完成的进度,说明政策和计划执行好坏的原因,考核经济效益和社会效益,评比先进和后进,揭露生产、建设、流通等领域中经营管理的问题和各种浪费现象,检举、揭发违反国家法令,破坏国家计划的行为,针对国民经济和社会发展中的实际情况与问题,实行全面的、严格的统计监督。 根据统计数据,我国能源效率为33%,比国际先进水平低10个百分点,主要产品单位能耗平均比国际先进水平高40%。由于经济粗放型增长,能源利用效率低、浪费大、污染重,我国能源日趋紧张。据世界银行研究,企业对解决能源问题的贡献率只有20%,世界各国的实践也表明,解决能源问题,必须由政府管理部门来主导,通过全面到位的监管体系来实现。我国节能降耗、能源安全和环境保护都对政府的有效作为提出了更高的要求。“十一五”规划将节能降耗放在了非常突出的位置上,政府必须完成的主要约束性指标中,资源环境方面的指标近一半。这是因为能源消耗指标居高临下、甚至不降反升的原因,最根本的还是由粗放型经济增长方式造成的,而在经济增长方式转变的过程中政府处于关键地位,既是改革的对象,又是推进改革的主导力量。即使在市场经济高度发达的西方国家,政府仍十分重视对节能工作的引导和干预。因而,政府应充分发挥作用,弥补市场不足,矫正市场调节机制的失灵。 政府要切实转变职能,不能再作为经济活动的主角,主导资源的配置,而是要创造良好的发展环境并转变职能、努力为市场主体服务,作为经济发展的裁判而不是运动员。为此,必须通过深化体制改革、解决经济运行中结构不合理、增长方式粗放等深层次矛盾,为节能降耗、建设节约型社会创造必要的条件。“十一五”时期,要加大改革攻坚力度,稳步务实地推进行政管理体制、财税体制、投资体制和土地管理体制等重点领域和关键环节的改革,力争在行政管理、财税金融、国有企业、社会领域等体制的改革上取得新突破,形成有利于节能降耗的体制环境。以往节能降耗之所以效果不明显,是因为生产要素价格和资源产品价格长期受国家管制,严重偏低。 完善节能降耗考核指标体系统计,有利于帮助和督促各级政府落实降低单位GDP能耗目标;有利于加强能源消费预期目标管理、监测和预警;有利于动员全社会各方面落实节能降耗的具体措施,加强对能源消费的全方位管理,促进经济增长方式转变,推动节约型社会建设。通过行政手段推动节能降耗,关键要完善考核体系,将能耗指标纳入各地经济社会发展综合评价和年度考核体系,作为地方各级政府领导班子和领导干部任期内的考核指标,作为国有大中型企业负责人经营业绩考核的重要内容,使节能降耗成为政府、企业和社会各方面的共同任务,形成科学的激励机制,明确责任,使节能降耗指标落到实处。国有资产监管部门尤其要加大科学管理力度,把节能指标作为考核国有企业及其领导人经营业绩的一项硬指标。 政府要根据统计数据了解和加强和改善能源宏观调控。要继续推进金融、财税和投资体制改革,健全国家计划和财政政策、货币政策等相互配合的宏观调控体系,进一步向节能降耗倾斜,形成有利于集约型经济增长和节约型社会建设的运行机制。加强和改善宏观调控的重点是,促进产业结构调整,鼓励自主创新,发展循环经济,有效控制能源资源消耗和污染排放;大力推进节能降耗、保护环境,加快建设资源节约型、环境友好型社会;继续控制高耗能、高污染产品出口,制定鼓励资源性产品进口的政策措施。对能源开发和使用的宏观调控还表现在价格的合理制定上,通过价格等经济手段对能源的生产和使用进行调整控制是政府部门的重要职责。在资源价格完全市场化之前,政府应在控制价格总水平的前提下,积极调整价格结构,合理调整垃圾处理等公共服务价格和收费。还要把节约资源作为编制各类专项规划、区域规划和城市发展规划的重要指导原则,把节能降耗作为结构调整的重要目标和深化税收、财政、投资、金融等改革的重要内容,并继续推进现代市场体系建设。 要完善政策法规,依法推进节能降耗。能否推动节约型社会建设,实现能源的合理开发和节约利用,关键是看政府主导的监管体系是否到位。目前,能源产权、能源消耗、污染排放、安全生产等方面的法律法规还不健全,税收杠杆的调节作用不够充分,诚信体系不完善,政府引导不到位,外部监管不落实。只有依法建立起完善的监控体系,国家才能实现对能源生产供应的有效调控;才能在社会各领域全面推行节能降耗,有效治理环境污染,推动节约型社会和环境友好型社会建设。要按照《节约能源法》和有关法律法规、标准的要求,完善节能的相关法律,并制定配套法规和政策。加快制定石油节约、建筑节能的法规,形成有利于节能的政策法规环境。要建立健全与市场经济体制相适应的促进能源资源节约和有效利用的法律法规。要依法加大执法和监督检查力度,加大对能耗高、污染重企业的惩处力度,使约束真正“硬”起来,堵塞能源资源浪费漏洞。 节能降耗、建设节约型社会既要靠行政手段,也要靠市场手段。行政手段明确导向,市场手段因势利导,只有将两者有机结合起来,双管齐下,才能建立长效机制,取得根本性的突破。 浅谈节能降耗创新发展:我国轧钢生产技术发展与节能降耗研究 【摘 要】轧钢生产是钢铁工业生产的一种重要加工方法。本文研究了轧钢生产技术发展的特征,分析了我国轧钢生产技术的现状,提出了我国轧钢生产节能降耗的建议和轧钢生产技术发展的方向 【关键词】轧钢;生产技术;发展;节能降耗 随着我国经济的飞速发展,社会的不断进步,人们生活质量也日益提升,再加上市场的激烈竞争,对钢材的需求已经不再固定在数量上了,而是追求其品质以及种类。改革开放以来,特别是进入 21 世纪以来,中国钢铁工业飞跃发展,为中国社会进步和经济腾飞做出了巨大贡献。轧钢生产是钢铁工业生产的最终环节,是钢铁生产的一种重要加工方法。轧钢企业担负着生产钢材的重要任务,我国近年来,轧钢领域在轧制工艺控制技术和生产线成套装备技术,以及高性能钢材品种的研发方面都取得了显著的进步。轧钢技术的成果也在建设现代化国民经济中的作用越来越重要,因此,轧钢生产技术的研究与应用就不仅仅是轧钢领域的事情,而是关乎整个国民经济的大事。我们南京钢铁联合公司棒材厂,一直主要从事轧钢生产,在轧钢生产技术发展方面取得了显著成果,现结合我厂多年生产轧钢的工作实践,对我国轧钢生产技术发展提出研究。 1 轧钢生产技术发展的特征 近年来,我国轧钢生产的技术进步取得了长足发展。在型钢生产方面,H 型钢自由尺寸轧制、型钢的多线切分轧制、三辊Y 型轧制技术得到了应用和发展;在板带材生产方面,板厚和板形控制技术已趋与成熟,中厚板平面形状控制技术和无切边技术的应用,大幅度提高了成材率和产品的质量档次;在钢管生产方面,限动芯棒连轧管技术,ACCUROLL 成形技术,UOD、CBR 和复合成形技术等,都是高新技术在轧钢生产领域应用结出的成果。高新技术的应用是轧钢生产技术发展的显著特征。 以计算机技术为中心的高科技的使用给轧钢的制造技术带来了很大程度的创新。金属变形的程序已经改变到使用计算机技术和模型进行配合,在很大程度上转变了轧钢制造的方式;使用计算机技术对型钢、钢管轧制以及板带材进行立体的解析以及模拟,提升了模型的精准度,对系数的变革、产品品质的预测、技术系数的改善以及设施的策划都有着很大的帮助;在判别变形过程中使用计算机进行虚拟的模拟取代了以往进行真实的物理实验,同时经过几何状态预测以及掌控,深入到合金结构能力预测以及掌控。 轧机的计算机技术掌控从模型改变到专家体系以及人工进行掌控,例如对加热炉的掌控以及改善、调节动态辊缝、掌握张力、有关掌控的配合、事故判断等。在同一时间,高精确度、多系数的在线全面检查措施和强灵敏性的掌控体系配合,确保了轧钢制造的高精确度、高品质、高效率,推动轧钢制造进行改革。如,在形状精准度上,热轧带钢其厚度差异在三十毫米左右,冷轧带钢其厚度差异在二到五毫米左右,板形不平整度能够控制在5-10I,棒形材料直径的差异在零点一毫米左右,线形材料直径的差异在零点零五毫米左右,随着高新科学技术的使用,轧钢制造也在改头换面,轧制产品代表着高新科技的方向。 2 我国轧钢生产技术的现状 随着我国钢铁产业的快速发展,在产品的质量和品种上都快速的提升,目前在钢铁行业深加工不断的增加,从而也导致了轧钢工序能耗的增加。由于技术水平及工艺方面的原因,我国的轧钢工序与国外先进国家相比,无论是冷轧还是热轧在能耗上都与先进水平存在着一定的差距。二者在能耗的百分比上,我国的轧钢工序能耗要高出百分之二十左右,这样每吨钢的能耗则都会相对高出国外较大的比例。现在由于钢铁企业在装备、技术和管理等方面存在着很多不完善的地方,所以导致能耗的增加,但在轧钢系统中对能源消耗较大的则是轧钢加热炉,其对能源的消耗占整个轧钢能源消耗的百分之六七十,所以在当前我的钢铁行业中,节能的潜力还是很大的。 目前,整个世界都在提倡节能环保,自从哥本哈根会议以后,全球各国都开始重视环保节能问题,人民的节能环保意识也越来越强。在我国,钢铁行业能耗占我国总能耗高达 12%,而轧钢能耗又是我国钢铁行业能耗的“大头”,因此,开发研制轧钢生产的新技术的同时,要着重加强轧钢生产中的节能技术。 2.1 板带热轧的技术 板带热轧的生产工艺流程,一般包括坯料准备、加热、轧制、精整。热轧带钢坯料有扁钢锭、初轧板坯、连铸板坯和锻坯。优选连铸板坯。坯料尺寸(长、宽、厚度)对轧机的生产率、坯料的成材率和钢板的力学性能有直接影响。坯料尺寸选择的原则是厚度在保证压缩比的前提下,应尽可能小,宽度尽可能大,长度尽可能接近坯料的最大允许长度。坯料在加热前,要对其表面缺陷进行清理,如坯料热状态下的火焰清理、冷状态下的火焰清理、机械加工清理、风铲铲销、电弧清理和砂轮研磨等。 加热坯料的目的提高轧件塑性,降低炸就爱你变形抗力。此外加热高合金钢可以使钢中的化学成分得到均匀扩散,加热温度一般在 1150~1300℃,视钢种不同、控制轧制要求不同而异。合理的加热工艺制度能保证轧机效率,钢不过热、过烧、脱碳,防止轧低温度钢造成材料缺陷和断辊事故等。加热板带钢所使用的加热炉有连续炉、室式炉和均热炉。 轧制是钢板成形阶段,分除鳞、粗轧、精轧三个阶段。除鳞是利用某种方法将坯料在加热时产生的鳞,即氧化铁皮除掉,以免压入钢板表面形成表面缺陷。目前除鳞方法使用最多的是高压水除鳞。粗轧是将除鳞后的坯料展宽到所需要的宽度,同时进行大压缩延伸。精轧除将粗轧后的轧件继续延伸外,主要是控制质量,包括厚度、板形、表面质量、性能的控制。 精整工艺随着钢种不同而异,可大体分为两类:一类是碳素钢、低合金钢精整工艺,通常有轧后冷却、矫直、翻钢、画线标识分类等。冷却方式有自然冷却、强化冷却、缓慢冷却等多种冷却方式。 2.2 低温轧制的技术 低温轧制的技术,其节能技术措施主要是降低轧钢系统工序能耗,并且加热炉出钢温度的降低能够有效减少燃料消耗,而且轧制功率和变形抗力在一定程度上都会有所增加。 开发大型冷连轧生产线。第一次由我国技术总负责设计的鞍钢 1780 大型宽带钢冷轧生产线于 2005 年成功投入运行,混合配置六辊四辊轧机,采用先进关键技术,酸洗冷轧联合生产技术、紊流盐酸酸洗技术等。主要产品有高品质轿车板、高档次镀锌原板等。此外,还发展了薄板坯连铸连轧生产线、三辊连轧管机组生产线等。 近年来,我国轧钢工艺技术主要是研发、改造轧制与控冷新装备以及发展高质量高性能新产品。主要有以下较为突出的轧制技术:一是半无头轧制技术,集成创新了半无头轧制配套技术。二是长尺钢轨轧制及在线热处理生产线技术,实现了喷风强制冷却轧后高温钢轨。三是控制冷却技术,基于传统集管层流冷却系统,混合配置喷嘴倾斜布置的压力喷射式超快速冷却系统,实现了热轧带钢的超快速冷却。四是轧制数学模型优化技术,研发了调优宽带钢冷连轧数学模型系统,连续轧制过程中,钢冷连轧机柔性轧制得到最大程度的实现。 2.3 轧钢生产中节能技术 轧钢生产中节能技术主要有以下几种。 一是蓄热式燃烧技术,蓄热式燃烧技术在轧钢系统中应用后,有效的降低了燃料的消耗指标,目前在轧钢系统的加热炉中通常会采用蓄热式燃烧技术,由于其对炉内烟气进行充分的回收,从而大幅度的降低了对燃料的消耗,这样在节约燃料的同时也有效的降低了成本,同时还能使炉子的产量得以提高,减少了二氧化碳和氮化物的排放量,对保护环境起到了积极的作用,所以在钢铁企业中应进行广泛的推广应用,相信对降低轧钢工序的能耗具有积极的作用。 二是加热炉绝热技术与高温节能涂料,目前在加热炉上普遍使用节能涂料来提升炉子的生产率和经济效果。节能涂料中主要成分为炭化硅粉,目前由于加大的了对节能涂料的研发力度,相继有其他系统的节能涂料被开发出来,并应用于加热炉中,节能效果显著,最高能达到节约能耗的百分之二十左右,对炉子的生产率也能提高百分之二十五左右,效果很明显。 三是高温低氧燃烧技术,采用高温低氧燃烧技术,可回收大量的烟气余热,节约燃料约 50%左右,能大大缩短加热时间,提高生产率,节约能源,降低氧化烧损,成为 20 世纪 90 年代以来发达国家开始普遍推广应用的一种全新节能燃烧技术。 低温轧制与轧制工艺润滑技术低温轧制技术是降低轧钢系统工序能耗的重要节能措施。降低加热炉出钢温度可以减少燃料消耗,但其变形抗力和轧制功率增加。近年来,许多轧制生产的实践经验已经证明降低燃耗的节能效果更显著,当温度问1100℃出锅时,降温节约的能耗达9.6%,且出锅温度降低则氧化铁皮量显著减小,低温轧制在燃料消耗和氧化铁量的降低上所获得的效益,完全能抵消并超过提高轧制功率所增加的成本。对许多轧机而言,采用工艺润滑技术能降低轧制的能耗,特别是对钢板轧机尤为重要。钢的热轧温度一般在800℃~1250℃,在变形区轧辊表面的温度可达 450℃~550℃ ,因此 ,需要用大量的水冷却轧辊。通过实验可以发现,采用热轧工艺润滑,由于轧制力的降低,轧制动力的消耗约下降8%。 3 我国轧钢生产节能降耗的建议 我国在轧钢生产节能降耗中,需要加强以下几点工作。 一是提高装备水平,淘汰落后生产能力钢铁企业必须结合整合进程,及时淘汰落后生产能力,按照等量置换原则,淘汰国家公布的淘汰类落后生产能力(设备和工艺)。 二是优化产品结构。钢铁企业一方面要巩固现有产品的现有市场份额,实行专业化、精品化生产;另一方面要大力发展优质板带类钢材,提高中厚板、热轧薄板、冷轧薄板和涂层板材产品质量,开发优质船板、石油行业用板、汽车及家电用板等高档板带产品。优化产品结构和提高装备水平是密切关联的,都是钢铁行业实现由“大”变“强”,挖掘节能减排潜力的关键环节,也是降低单位产值能耗和单位工业增加值能耗的主要途径。 三是调整工艺结构和原料结构、能源结构。工艺结构、炉料结构与能源消耗水平有很大关系,合理的工艺结构、炉料结构对降低能源消耗起着重要作用。提高炼铁喷煤比、增加球团配比、采用连续铸钢工艺,采用薄板坯连铸连轧工艺,轧钢坯料热装工艺等技术均有比较明显的节能减排效果。炼铁工序要实行精料,配加一定比例的球团矿。多用球团矿,少用烧结矿就可节能。同时球团矿含铁品位高于烧结矿,又可以实现提高入炉矿品位的效果,还改善了高炉的透气性。焦化工序通过多喷吹煤粉,可以改变高炉炼铁能源结构,少用焦炭可节能1.5%。这是高炉炼铁工序结构调整中心环节。 4 轧钢生产技术发展的方向 冶金生产的短流程与上下游生产工序集成一体化,是当代轧钢生产技术出现的发展总趋势。市场经济发展是这一趋势的客观需要,要想在市场竞争中脱颖而出,必须要凭借轧钢生产技术的先进性。因此,对生产过程中各工序物理化学本质的深入理解是在轧钢生产技术中,必须要得到重视的。近年来,轧钢产业发展十分迅速,在轧钢生产当中,技术已经有了很大的改善,相较之前传统的轧钢技术而言,当下在生产效率和产品质量上已经有了很大的提升。 近年来基于对固液共存状态下液态金属流动、结晶、化学成分分布的固态金相组织特征,应力应变状态的解析等科研成果,出现了熔融金属凝固与变形、铸轧技术等。基于对多组元计算相图、第二相粒子与晶界交互作用、相变、再结晶、结构形成与发展、组织模拟与性能预报等研究成果,热轧对金相组织性能的调节及有效控制能力大幅度增加,这样不仅提高了轧钢生产的质量,对于轧钢生产技术而言,也有了一个较大的突破,在此基础上出现了诸如控制轧钢、钢轨在线全长淬火、双相及多相刚才生产技术等,把钢材热轧和金相热处理结合起来。在冷轧方面,带钢酸轧机把酸洗和轧制工序连成一体。带钢全连续联合机组把酸洗、轧制、退火、平整工序连成一体。可以看出,轧钢的内涵已经突破了原有的界限,显著地向着上、下工序拓展。 浅谈节能降耗创新发展:节能降耗工作在企业发展中的助推作用 摘要:成本管理中的控制和降低问题是制约企业发展的核心瓶颈,如何将现有的设备设施、人财物力发挥到极致才是重中之重,节能降耗尤为关键,可谓是企业生存发展的综合性科学难题,也是行业间一直探寻、不断公关的课题。文章分析了节能降耗对于企业发展的意义,以引起企业管理者的进一步关注。 关键词:企业发展;节能降耗;成本管理 作为一个企业而言,一切的工作重点均围绕生产效益开展,效益和产能有时候是一对矛盾体,在成本适当、合理优化的时候,产能量产效益突出。而在市场低迷,成本较高的时候,产能过剩则等于自杀,直接导致企业无法生存,退出行业竞争的游戏规则,丧失核心竞争力。成本核算成为困扰管理团队的核心难题,行业间业绩比较也逐步通过能耗对标,指标分析来判断。如何找到一个降低成本的办法,成为行业间互相学习之余持续探索的瓶颈问题,节能降耗工作成为了关键的必攻 课题。 1企业发展过程中面临的诸多影响因素 制约一个企业生存发展的因素诸多,但归结起来分为外因和内因,即外部因素和内部因素。外部因素包括市场行情的改变,这既包括季节性消费因素,又包括消费群体因素的改变,也包括原料成本的高低因素,更包括管输、运力费运的增减,还包括竞争环境的变化等外部干扰因素,统称为外因。内部因素则体现在劳动力成本的变化,设备设施运行周期状况的变化,运行调整优化情况的好坏,安全事故事件的管理情况,也包括系统间的产能平衡调整和调配等内部因素,统称为内扰。 2节能降耗工作对企业发展的影响和作用 一个企业的成本控制包括很多方面,比如材料控制,人力资源控制,设备维护、检修控制,运输、采购控制,投资控制,业务接待、商旅、外出控制,计划控制等,但大多数可以人为的实现掌控,或者通过对比、计划来实现,只要稍加管理是可以实现目标和目的的,技术含量相对较为容易实现。而在统一基准的情况下,衡量一个企业的业绩指标是否突出,则具体起来就是能耗指标的高低,也就是成本的集中体现,解决成本降低的唯一办法就是节能降耗,节能降耗工作的好坏将决定企业效能的好坏,也关系到企业的生存命脉和持续 发展。 3企业在节能降耗工作中采取的主要方法和手段 对于外部因素造成的企业成本变化,节能降耗手段比较单一和无奈,只能靠及时的跟踪市场信息,调整产能的结构,适应市场的需求。同时,根据季节的变化,及时调整生产流程和工艺,生产符合季节性变化的产品。及时汇报上级部门给予市场供给协调,核定、消减计划内亏损额度,以便减少年度成本盈亏。定期上报设备设施折旧情况,以便折旧返还,冲减账目盈亏。必要时,根据市场行情,提前进行设备检修,以便度过亏损期,为后期开足马力长周期运行奠定基础。在内部成本控制方面,通过控制人工成本,控制亏损期产能及原材料入厂数量,控制计划性投资,减少设备设施购置库存数量,控制外出费用及减少接待会议招待开支等手段平衡成本的上升。更主要的是可以开展以节能降耗工作为重点的劳动竞赛活动,突出人的力量和潜能,以科学、创新的技术手段为切入点,探寻节能降耗的新经验、新路子。 3.1呼和浩特石化公司采取的节能降耗工作方法 呼和浩特石化公司前身为华北石油呼和浩特炼油厂,是国家“八五”重点工程,与二连油田开发、阿赛输油管线并称内蒙古三项石油工程,现在隶属中国石油集团公司。建厂以来,我公司累计加工原油2119万吨,上缴税费共计72亿元。 笔者身为呼石化的一名员工,亲身参与了两次工程建设、设计整改、项目调试投产运营管理的全过程,体会到了生产经营管理过程中的各种艰难与不易,更加了解一个企业在生存发展过程中节能降耗工作遇到的艰辛与不同。特别是随着管理的精细化管理要求,以及行业竞争的日益激烈形势,国家对各行各业的安全生产、环保管理的法制化进程、集团公司对低业绩、高效能企业的淘汰机制的高压态势,逼迫企业向精细化管理开战,节能降耗工作是企业生存采取的战略性措施。为此,我公司于2002年10月15日至2003年4月15日,开始了第一次名为“冬季安全生产与节能降耗”的劳动竞赛活动,一直延续至今。 3.2提升企业形象和危机感 为了达到全员参与,让企业每一名员工了解当前形势,贯彻落实好国家、集团公司对企业的具体要求和政策底线,确保员工收入稳定,社会局面和谐,从而确保企业的可持续发展。进一步深化“零事故、零污染、零排放”的国家安全生产工作,促进挖潜增效,最终实现扭亏为盈的战略目标。公司首先从提升企业文化着手,对外宣扬自身优势,积极履行社会职责,参与各项公益活动,服务于社区团体,投身于企地共建活动,赢得地方政府的理解和扶植,得到本地居民的认可和好感,进一步树立了良好的中央企业形象,得到了社会的支持和认可。对内,加强企业员工的从业道德教育,以石油战线的前辈王铁人,当今涌现的楷模郭明义等优秀石油工人为代表,教导员工提升从业道德,牢固树立“厂兴我荣、厂衰我耻”的服务意识。多次举办形式多样的企业文化活动,说明情况、摆明道理,讲清形势、提出要求,意在解决问题,全员参与,共同应对面临的风险和难题。 3.3层层分解责任、具体落实到人 公司为了使节能降耗劳动竞赛活动有序开展,取得实效,采取了与基层单位及一对一领导干部签订责任状的方式,将责任层层分解,具体落实到基层。基层以此又落实到班组及班员,继续深化、加大调动广大员工积极性的力度,即“千斤重担万人挑,人人头上有指标。”同时,科学合理的制订竞赛办法,形成了以生产、技术、设备、安全、消耗、现场、劳动纪律等七个方面为主要内容的竞赛实施内容。统一大家的思想,为竞赛活动顺利实施奠定了可靠的基础。如何把每次竞赛工作进步落实好,员工思想是关键。每次召开员工动员会,畅谈历届“冬季安全生产与节能降耗”劳动竞赛中存在的得失。向广大员工贯彻“公司业绩,重在协力,节能降耗,从我做起”的思想。每次都推出有代表性的班组发出倡议,号召全体员工振作精神,继续以饱满的热情投入到新的劳动竞赛和挑战当中。 3.4不断加强现场检查考核力度,提供竞赛参评依据 为使竞赛的各项措施、办法落到实处,确保竞赛的有序进行,不流于形式,逐年加大了竞赛的检查考核力度,并建立专门的检查记录本,严格按照竞赛的办法,进行考核。通过坚持,克服了冬季生产中,低温给生产带来的严重影响,认真的落实防冻防凝措施,杜绝了冻凝事故的发生。由于有严格的检查考核,才能使各次竞赛的各项措施、办法真正落到了实处,为历届竞赛活动的有序进行提供保证。为了让各班组及时了解竞赛情况,公司及车间逐年总结经验将各管理口的检查考核情况进行汇总,每周有周检查通报。每旬有旬检查通报。及时将扣分、加分原因及需要改进的方面进行公布。既增强了车间、班组间的竞争意识,调动大家参与劳动竞赛的积极性,又为竞赛结束后进行总结评比提供了依据。使竞赛进步推向高潮,良性运行。 3.5消除隐患,确保设备长周期运行 公司及车间深知,要想真正实现安全平稳生产,设备平稳、长周期运行是关键。为此,公司及车间在生产组织上,力求作到严密,根据每年气温的变化,蒸汽用量的变化,做到合理平衡。主动协调各用户,并积极的想办法,以公司的全局效益为重,确保水、电、气、风平稳供给。克服了逐年由于机构改革带来的人员紧张问题,排除了重点设备监护运行更为困难的事实,严格各项制度的落实、执行,强化生产调度的指挥权威,强化车间生产指令的执行,强化24小时不间断巡检制、“三级确认制”的贯彻,严肃交接班制度,使生产始终在有计划、有秩序的状态下进行。 3.6建立健全应急机制,完善应急演练体系 随着国家对安全生产工作的逐年重视,建立健全应急机制,遏制突发事故带来的严重后果刻不容缓。在历届竞赛期间公司及车间审时度势,及时对相关的应急救援预案及操作规程进行了多次修订,并对工程改造项目及时进行了补充。放眼国际、国内先进企业管理模式,着手编制了QHSE体系文件。同时,不断加强员工培训工作,将应急演练、QHSE相关内容紧密和员工培训有机地结合在在一起收到了实效。将应急机制落实到位,员工素质得以不断提高。 3.7总结、调查、持续改进,确保节能降耗工作取得新成绩 多年来,通过对节能降耗劳动竞赛活动的不断总结、探索,逐步总结形成下一步竞赛的方案,发挥齐抓共管的有效机制,奖勤罚懒,突出奖励机制,鼓励广大员工及基层部门献计献策,共商公司发展大计。开展合理化建议征集活动,收集、汇总员工合理化建议,并分类制定整改、落实方案,制定整改部门、负责人,规定整改期限,限时办结,让广大员工看到公司解决问题的决心,坚定参与公司发展大业的信心。 4节能降耗工作从节水做起的原因 在企业节能降耗工作中更加注重节水工作,这是因为水资源本身的重要性。特别是作为一个炼油行业,除了一些加工量指标,衡量能耗指标的高低,水耗占据了60%左右。对水资源来讲,可谓是一个高耗能企业,如何做好一个既肩负国家使命,肩负国家经济收入大户、利税大户的同时,又肩负起社会节水重任,担负起人类长期生存的重任是重中之重,也是义不容辞的职责所在。除了生产,生产加工的主导者―人,也需要水的支持,特别是地下水更是弥足珍贵。在整个炼油加工过程当中,从原油提取,原油卸车,加工取热,废水排放,水无处不在,地位无可代替,就连电能的供给也离不开水,离了水寸步难行。随着加工炼量的逐步加大,水的需求量也进步加大,而我国乃至全球水资源,特别是淡水资源则更加短缺,国家、社会要发展,人类更要生存,汽车可以不开但水不能不喝,如何解决好供求所需成为制约企业发展的头等瓶颈问题,也是有待解决和不断探索的课题,迫在眉睫,急需解决。 5在节水方面采取的重要举措 随着国家对水资源的使用控制力度加大,特别是对高水耗企业的监管力度的增大,严禁使用地下水加工成为了共识和打击重点。而我公司用水又种类繁多,无替代品。面对如此严峻的新形势,解决好新鲜水、循环水、除盐水、除氧水、透平水、凝结水、中和水、工业废水、生活废水等之间的重复利用、供需矛盾既是技术难题,又是战略所需。 为了减少和杜绝地下用水,我们先后经历了掺用黄河水,逐步关停地下用水的复杂过程和大量的技术资金;为了减少循环水的补水量,先后采用了补入处理过的黄河水,直至利用锅炉排污水的过程;除盐水由原来的新鲜水改为了双膜+阴阳离子交换的黄河水处理工艺;为了减少蒸汽加工过程水的消耗和排放,增设了汽轮发电设备,进步回收和利用了蒸汽的耗能,有效地改善了凝结水的回收品质,降低了新鲜水及黄河水的使用量;在凝结水的回收问题上,投入资金,增设了除油除铁工艺设施,提高了凝结水的回收率,从而也降低了原水的使用量;中和水、工业废水、生活废水一直是困扰和节水过程中的难题,经过大量调研,采用了目前国内外较为先进的中水回用设施,既减少了用水需求,又确保了合规排放,用巨大的资金投入、人员付出、科技创新,肩负起了国家责任和社会责任。 6节水工作中遇到的瓶颈问题 在解决新鲜水、循环水、除盐水、除氧水、透平水、凝结水、中和水、工业废水、生活废水等之间的重复利用问题上,还存在好多不尽人意之处,这首先是生产工艺的复杂性。炼油行业工艺复杂,加工单元和保障单元数目繁多,互相的协调、影响至关重要,上游不稳定就会造成对下游的冲击,而供给、保障如水、电、气、风任意一个环节有问题则制约炼油加工工艺的完成,造成恶性循环。而目前设备设施、科技手段的先进性和可靠性,相关关键设备、产品的质量可控性,也是炼油企业自身无法决定和控制、预见的,只能是借鉴和不断研究的问题。人员管理、生产管理等环节存在的管理问题也是存在的,只不过这些问题通过加大考核、管理力度,强化、完善相关制度是可以实现和改善的。 7下一步的主要工作重点和探索方向 科技创新是解决以上瓶颈的工作重点,也是一项长期攻坚破难的课题,如何将废水综合利用,变废为宝,尽量减少水资源的浪费是使企业的职责所在,也是一项永无止尽的探索方向。 8结语 企业要想持续发展,肩负起国家使命和社会责任,节能降耗工作是永远的主题,大到水资源的节能减排,小到一颗螺丝钉的再生利用,都有利于企业创收,国家经济的增长,更有利于造福社会及惠及子孙后代。为此,我们必须不懈努力,做出新的贡献和成就。 浅谈节能降耗创新发展:污水处理厂运行的节能降耗技术发展 【摘 要】我国经济发展速度不断加快,城镇建设规模也随之增长,在污水处理量增长的过程中,污水处理厂能耗问题引起了社会各界的广泛关注。本文根据我国污水处理厂能耗情况进行分析,提出了污水处理厂的节能降耗途径,并且对现有设备进行了一定优化改造,通过多个环节的节能降耗处理,实现降低成本、减少用电消耗的目标。 【关键词】污水处理厂;节能降耗;技术发展 近年来,我国县级污水处理设备数量不断增加,污水处理率得到了明显提高,在国家政策的支持下,未来几年污水处理规模将不断加大。在污水处理量加大的同时,耗电量也随之增长,为了实现我国可持续发展战略目标,必须采取合理的节能降耗措施,使污水处理厂总能耗得到有效控制,为我国社会经济发展提供助力。 1.污水处理厂能耗情况 我国污水厂使用的处理工艺并不相同,而且实际能耗数据也有较大差别。根据资料统计,在不进行污泥处理的情况下,污水处理耗电量为0.16-0.29kW・h/m3,而通过我国学者的研究,使用卡鲁塞尔氧化处理工艺的耗电量为0.21kW・h/m3。通过赵传义进行优化改良的A2/O污水处理工艺,处理每吨水耗电量只有0.15kW・h,可以看出该方法节能效果非常优秀。根据城市污水处理平均电耗统计,我国现阶段平均电耗已经达到0.31kW・h/m3,能耗要远超发达国家污水处理能耗。以0.31kW・h/m3为基础进行计算,在2014年我国污水处理量就将达到1.36亿m3/d,而耗电量就将接近4216万kW・h/d。以上海某污水处理厂在2014年的生产成本进行计算,该厂满足二级排放标准,生产成本0.489元/m3,经营成本0.285元m3,以此标准计算,在2014年度,该厂需要承担的生产成本为5986万元/d,经营成本为3436万元/d,年生产成本为229亿元,年经营成本为136亿元,与2010年总运行费用相比,约有24.5%的增长。 2.污水处理厂节能技术与发展途径 2.1能量利用审核 通过能量利用审核,可以为污水处理厂正常生产经营提供准确的数据,并且为污水处理技术改造方案选择提供参考。通过生命周期进行污水处理的成本分析,并对处理系统与单元组件进行优化,实现降低污水处理能耗与成本的目标。通过能力利用评价审核能量利用效果,并且辅助污水处理厂进行设备维护,使设备可以及时进行改进或更换。能量审核评价包括两步,其一是可行性研究,需要对技术方案进行整体性评估,并且完成初步的设计,明确项目范围,成本、财政评价等资料;其二是对设计工程进行详细标注,根据在线监测系统对改造后实际效果进行判断。根据工程前期情况进行研究,审核污水处理厂的全部工作流程,保证其单元具有良好的节能降耗效果。 2.2反应器在线数 未来城市规模将不断增长,污水处理量也会随之增长,为了承载工业废水与大雨的冲击,在运行阶段需要所有反应器容积维持在线状态,这种情况会导致活性污泥系统维持在低负荷状态。如负荷率处于正常水平,则污水处理的能量使用效果也会有所上升。例如旱季进行污水处理时,如果生物反应器维持2个以上运行状态,则需要对污水处理进行合理分析,评价停止一部分生物反应器后,是否会影响污水处理厂的正常负荷,经研究表明,在旱季停止部分反应器后,仍然可以保证污水处理厂的正常运作。 3.节能降耗设备改造 3.1曝气组件 根据美国80年代北美地区资料统计,当年北美地区曝气设备能耗为1.4×106kW,在这其中,曝气系统消耗的能源约占污水处理厂总能源消耗的45%-75%,所以,曝气组件的节能改造是污水处理厂节能降耗的重要内容之一。扩散曝气系统是最为常见的充氧方式,设备实际充氧能力受多种因素影响,其中包括池体形状、曝气类型、安装深度、气压、温度、污水特征等。OTE是判断曝气系统效率的核心指标,通过改善OTE,可以提高系统能量使用效率,而影响OTE的因素包括水深、水质、气泡、风速、密度、堵塞情况等。OTE受生物反应扩散器数量影响,数量越多,OTE也会有所提高,部分污水处理厂根据反应池大小设计曝气器位置,也有部分污水处理厂将曝气器的微孔更换为粗孔,通过这些方法,均可有效提高污水处理用电效率。部分曝气头在更换完成后,每年可节约用电费用120000美元,经计算,投资仅需3年即可回收。在进行混合液悬浮处理时,可以通过高效率的混合设备取代曝气设备,通过这种方法,不仅可以提高处理效率,还可以使能量需求降至合理范围。 3.2水泵 水泵设备在活性污泥处理中经常使用,其中包括提升泵、回流泵、内回流泵、污泥泵。根据北美地区实际运行效果,水头提升降低0.4m,即可节约成本0.0415美元/(m3・d)。为了保证水泵运行效果,可以采取以下措施进行改造。水泵在运行阶段,需要维持在高效区间,两台泵设置85%额定流量,代替3台泵55%额定流量;合理调节水位,使水泵启闭次数降低,稳定出水水流;使用大型水泵优化运行功率。 4.结束语 为了实现可持续发展战略目标,我国一直坚持加强污水处理技术水平。污水处理厂高能耗的问题,已经影响了污水处理技术优化的效果与速度,为了降低能耗,需要了解污水处理节能降耗技术的发展方向,并且积极吸收国际优秀节能污水处理技术,通过高水平的技术应用,实现污水处理厂的节能降耗目标。 浅谈节能降耗创新发展:节能降耗监测系统对企业发展的影响 摘要:在当今社会,能源是发展国民经济的重要基础,同时能源在一定程度上还能够提高人民生活水平。许多一次能源也不是取之不尽用之不竭的,因此对于节能降耗监测系统的研究就十分有意义。 关键词:节能降耗;监测系统;企业发展 前言: 本文主要针对影响企业节能监测系统的因素和解决措施进行简单阐述,重点说明了节能降耗监测系统对企业发展的影响。重点说明了节能降耗监测系统对于企业发展的影响,旨在推动企业发展,为建设资源节约型社会做出贡献。 1 影响企业节能监测系统的主要因素 1.1节能监测机构建设不完善 目前我国节能降耗检测系统在实现上与预期效果还有差距,依旧存在很多问题需要解决,主要表现在对于节能监测机构的建设不完善。对于企业来说,节能降耗不仅仅是对于自身的发展是极为有利的,也是在一定程度上为实现资源节约做出贡献。节能监测机构的建设完善与否关乎着节能降耗的作用能否按照预期的效果发挥出来。只有节能监测机构建设的完善才能保证有效的实现降低排放量为能源节约做出贡献。综合分析目前我国资源性企业可知,节能监测机构建设不完善主要表现在对于节约资源的问题上分工不明确,缺少核心的领导者与负责人,从而导致节能降耗工作在具体的开展过程中遇到了阻碍。只有及时解决检测机构建设不完善的问题才能从根本上提高企业节能降耗效率,为我国的可持续发展战略做出贡献。 1.2监测技术水平有待提高 对于企业来说,节能降耗对于企业的发展起到至关重要的作用,而检测技术水平的高低又对检测系统起到影响。目前我国企业的节能降耗监测系统的监测技术水平还有待提高,主要表现在缺少先进的技术支持,且节能效果达不到预期目标。企业和有关政府部门已经加大了对于节能降耗监测系统的资金支持,目的就是想通过提高监测技术水平从而降低能耗,为可持续发展战略做出努力。但是随着整体企业技术水平的提高,增大资金投入的同时,导致成本增高,通过节能减耗节省的能源与投入不成正比,导致效果不是很理想。对于节能监测系统来说不但需要先进的设备和技术更需要有关负责人工作的责任和态度。企业能源管理团队作为一个集体更需要有核心的节能理念和专业的技术监督水平。只有管理人员人员需要拥有专业的节能知识同时拥有丰富的实战经验,才可以避免纸上谈兵现象的产生,将节能与实践紧密联系起来,理论指导实践,实践反作用于理论。在节能减耗的监测过程中,如果有关人员缺乏专业的技术指导和培训,对节能方案了解不充分,从而节能降耗监测系统在应用时没有恰到好处,影响监测质量,从而不能很好的落实节能减排的有关政策。 1.3节能管理意识薄弱 随着我国科学技术水平的不断提高,生产力的不断增强,极大程度上推动了企业的发展,随之而来的能源消耗也在不断的增长。对于企业来说,其经济效益不光来源于产品带来的效益,更在于对于能源的节约和减少不必要的浪费。节能降耗监测系统在应用时的另一阻碍就是由于企业的节能管理意识薄弱造成的。许多企业只知道注重对产品的质量精益求精却忽略了在企业的运行过程中特别关键的就是对于节能降耗把握。众所周知,煤、石油、天然气是不可再生能源,对于资源性企业来说,能源就是一切,只有节约能源的消耗才有可能实现不影响子O后代的前提下满足当代人的需求的发展战略。如果在企业的发展过程中对于节能降耗管理的重视程度不够,那么企业在后期的发展中将会面临巨大问题,带来严重的影响后果。在目前的资源性企业中,由于部分企业过度注重对于企业产品的发展力度而忽视了对于节能降耗的管理工作从而导致严重的后果产生,影响企业发展。由此可见,节能管理系统在企业发展过程中占据着十分重要的地位,各企业务必加强对于节能管理的重视程度从而提高自身竞争力。 2 实施节能监测系统的有效措施及对企业发展影响 2.1完善监测机构 对于一个大型企业来说,节能监测系统的实施不但需要先进的技术设备作为支持,更需要有核心的领导人来统筹节能监测系统的具体安排,只有工作人员服从管理,整个监测团队前进方向一致才能够走得更长更远。对于节能降耗监测系统来说,如果缺乏核心的节能理念,每个工作人员的方向不同,那么即使在自己的领域再努力也达不到预期的效果和目的。众人拾柴火焰高,团队的力量远远大于每个人的力量,在监测系统的建设管理过程中,涉及到许多部门的沟通与配合。只有在统一的领导,合理的分工下,各个部门相互配合工作才能够在有限的时间内完成监测的工作量。同时作为领导人,也要有掌控全局的意识,拥有丰富的实践经验可以更好的解决在节能降耗过程中遇到的问题。只有正确的领导,各个部门的紧密配合才能够保质保量的完成监测任务,从而增强节能降耗进度管理,提高工作人员的工作效率,在一定程度上带动企业发展,尽早的解决部分区域能源短缺的问题,提高人们幸福指数。 2.2加强节能监测意识观念 在科学技术水平不断提高的今天,企业的发展得以提高,各企业在获得经济效益的同时应当注意对于节能监测意识观念的提高。节约能源是指加强用能管理,不但要在技术上采取可行合理有效的手段,使得企业减少投入。节能降耗过程时贯穿企业的各个环节,只有最大程度上降低能耗才能够获取到最大的经济效益。在节能减排的监测过程中,由于企业和管理者对于节能降耗监测意思还未建成,缺乏对于其的重视程度,导致影响企业的发展与经济效益。对于企业来说,节能减耗是生存之本,千万不能怠慢忽视对于能量的节约和利用。由此可见,节能降耗对于企业的发展起到至关重要的作用,想要使企业在日新月异的竞争市场中处于不败地位就必须树立起节能降耗监测的意识观念,在从而提高企业的核心竞争力,同时为我国的可持续发展战略做出贡献。 2.3节能降耗对企业发展的影响 节能降耗是企业的生存之本,只有树立节能降耗监测的意识,才能实现效益的最大化。节能降耗是企业长期发展的重要工作,为的是全面贯彻科学发展观,落实节约基本国策。中国能源的消耗位居世界第二位,中国特色社会主义道路必然是节能之路。对于企业来说只有提高能量利用率,降低多余的能耗才可以为建设资源节约型社会做出贡献。制约企业生存发展的因素有很多,包括内部因素和外部因素,而节能降耗对于企业的发展起到很大的影响。节能降耗工作开展的好坏在一定程度上关系到企业的命脉与持续。 结语: 对于企业来说,节能降耗监测系统的完善与否是对企业的发展情况起到关键作用。综合分析目前企业状况来看,只有及时提高对于节能降耗监测的重视程度,完善监测机构,才能做到全面的提高企业的核心竞争力。从而推动企业的进一步发展,解决人们在生活中对于能源的需求,提高人们幸福指数。
建筑规模的庞大和各种改变都影响着建筑企业的经济效益,想要提升建筑行业在未来的发展,必须认真对待工程管理中的每一个项目。岩土工程的施工管理是建筑企业比较重视的问题,岩土工程中施工的有效管理,对推动企业的经济发展有着重要的意义。本文对岩土工程中施工管理的方法进行相关探讨,便于给建筑企业提供参考意见。 1引言 近几年来,我国在科学技术和经济实力方面的飞速发展,使得城市化进程的脚步越来越快。一定程度上,人们对周围各项事物的需求都发生了改变。在岩土工程中的施工管理方法上,人们对此提出了更高的要求,使建筑行业在这方面不得不严加审查,不断完善。根据有关调查统计,建筑行业在我国的市场上的发展规模逐渐扩大,而且施工增加了难度,使一些技术和流程变得复杂。那么,想要加快建筑企业的经济成长,必须要结合时代的脚步,对岩土工程中的施工管理方法进行更加专业化的研究。 2我国岩土工程施工管理的现状分析 对于岩土工程施工管理来说,施工材料占据的成本比较大,施工材料的管理是岩土工程在施工管理中的一个重要组成部分。但就目前市场上的现状而言,环境变化导致的全球材料价格都有所波动,这些材料价格的波动严重地影响着企业自身的利益。根据研究表明,现在的很多建筑企业内部的一些管理制度还不够完善不够健全,对这方面的管理和研究不够深入,并没有明确掌握他们之间的关系。而且还存在一些虽然从事岩土工程施工管理的人员,他们自身其实并没有特别丰富的经验以及相关的专业理论知识,有些施工管理人员对待工作不够认真负责,经常玩忽职守,想要调动他们对待工作的积极性是一件非常难的事情,这种现象对岩土工作管理的进行有着严重的阻碍。再者,建筑企业中的领导者自身的综合素养和对这个行业的认识度不够深刻,他们的目光不够长远,对企业的管理方式也并没有严格的看管和完善,对岩土工程施工管理的方法不及时更新,一系列问题引起岩土工程质量管理的质量逐渐低下,加大了企业的成本支出。就这种现状发展而言,如果不及时地制止,将会给我国岩土工程方面带来严重的损失,从而会使相关的经济利益流失。因此,相关人士应当对此及时反馈,对以上这些问题严加管理,及时采取合理有效的解决措施进行改善。 3优化岩土工程中施工管理方法的途径 建筑工程行业的发展对我国整体的经济效益有着很大的影响,想要成为发达国家,必须要严格及时地对发现的问题进行解决,采取有效的措施进行改善,这样才能够逐渐地推动国家的发展和成长,从而给我国的经济效益带来提升。优化岩土工程施工管理方法主要有以下几个途径。 3.1加强施工技术的科学化管理 科学化的管理方式一直处于变动中,想要提高岩土工程中施工管理的方式,施工企业就应当紧跟时展的步伐,积极地对新型的工艺技术和各类新的材料进行研究和探索,借助这些新时代的产物来不断地增强自身的专业能力。同时在科学技术发展的情况下,合理地利用计算机网络这些新型的技术来提高组织管理能力。 3.1.1新工艺的大力推广 时代的发展必然会带动工艺的发展,新型的工艺是在旧工艺的基础之上进行的延伸和改变,更是旧工艺的完善与更新。新型工艺自然去掉了旧工艺的缺点,在一定程度上对施工技术的加强有更大的帮助。而且新工艺的诞生会增加市场上的竞争力,因此,应当对新工艺进行大力推广,积极研究新型工艺,并在此基础上不断地进行完善和更新,这样就能够达到与时俱进,从而促进企业的发展。 3.1.2新技术的不断钻研 在目前的发展中,深基坑支护技术的安全性能要求越来越高,这其中包含了各类技术的总和。市场竞争的剧烈,使得这其中的每一项技术都在不断地发生改变,从而达到市场上的需求标准,对于企业的发展来说,应当对新技术不断钻研,提高企业自身的能力,才可以稳固企业在市场上的地位,这样一来,企业的利润提升也就指日可待。 3.1.3新材料的广泛应用 建筑市场上对材料的需求非常的紧张,而且新型材料的研发在建筑企业中的市场是非常的广泛,再者材料成本在工程成本中占据的比例非常高,因此,建筑工程方面对于材料的要求也就非比寻常。既要价格实惠,也要材料的性能要比较好,能够满足建筑工程的使用。新型的材料一般都能够在原始材料的基础上以一顶三,企业加大对新材料的广泛应用,必定能够给岩土工程管理降低一定的成本。 3.2实现现代化的施工现场管理方式 施工现场管理的方式也在随着时代的变化发生着变革,现代化的施工现场管理方式,将更能够对岩土工程考虑全面。管理的目的就是实现企业的经济效益最大化,既然如此,企业应当跟随现代化脚步的进程,不断地采取各种现代化的管理方式来给企业降低成本,从而加快企业的经济效益发展。可以采用外企总承包的模式,这种模式是总承包方对工程项目进行科学合理的管理与指挥,同时对各个部门和单位依照项目总体的经济效益进行有效的协调,便于满足生产发展的各种要求。外企总承包的模式能够增强战斗力,并且可以提升工作效率。还可以把岩土工程的整体进行分割,统一按安排好各个部分进行组织协调来对这些进行施工处理。必须要加强交流和沟通,对在整个岩土工程施工管理中出现的各种问题进行及时处理,并采取合理有效的方式进行解决,避免在施工的过程和施工完成之后出现隐患给企业带来经济损失。 3.2.1国内大型施工现场管理方法 大型施工现场的管理中,国内的管理方式一般是把这种大型的现场分为几个部分,根据相关专业的公司再进行分配管理施工。这种方式使企业没有办法实行统一的管理和解决,一旦出现问题就非常的麻烦,必须要针对不同的部分进行解决,比较浪费企业有关人员的精力和给企业加大成本。有些时候由于出现的问题比较重大,还有可能请领导出面解决。这种管理方式不利于工作的有效展开,相关企业对自己的施工项目不够重视,就会出现反复进行返修的情况,这种重复投入建设的方式会加大企业的各项成本,降低企业的经济效益,有时候还会给企业的声誉带来一定的影响。 3.2.2国外大型施工现场管理方法 和国内的施工现场管理方式不同的是,国外一般对这种大型施工现场管理方式都是全权交给一家公司全部承包整体的工程建设。这种施工管理方式在管理的时候可以实行统一管理,由一家施工企业对自己手下所分布的各个模块进行统一管理,这样就有效地提高了施工建设的工作效率,从而也就能够给企业带来经济效益增长。我国的一些岩土工程在施工管理时也可以效仿国外对这种大型施工现场的管理,这种管理方式在一定程度上还是有着非常明显的效果。 3.3提高岩土工程施工现场管理的人性化 3.3.1管理人性化的意义 岩土工程生产工艺的提高,使企业对施工管理过程中操作工人以及施工人员的相关要求也逐渐提升。对于岩土工程在国内的发展而言,很多现场施工人员大都是农村,他们自身并没有过多地学过相关的专业知识,自身的综合素质也不高,而且这些人员的流动性比较大,给企业带来了一定的成本损失。在施工的过程中,对比较专业化的流程和施工项目也无法提供可靠的保障。因此,企业在对这些施工人员的管理过程中,应当采取一系列的措施,对这些人员进行专业培训,加强他们自身的专业技能,培养施工人员的综合素质,稳定施工团队,这样才能够使企业的发展趋于稳定状态。 3.3.2人性化管理实现的途径分析 想要实现人性化管理,需要平等地对待每一位工作人员,明确工作人员自身在岩土工程施工中的位置,使用公平公正的态度对待他们。岩土工程施工管理人员应当在和施工人员们相处的过程中,要处理好彼此之间的关系,遇到问题和矛盾时不要争吵,要采用合理有效的方式及时地解决这些问题。同时,管理人员要创造一个温馨和谐良好的工作环境,使大家在这种工作氛围中有更好的工作效率。在工作开始时,施工管理人员应当使用合理的方式调动起施工人员的积极性,引导并带领他们认真对待施工项目中的每一项工作任务,这样才有利于后期工作的顺利进行。 4结束语 综上所述,在对岩土工程的施工管理的一系列方法进行相关的研究之后,发现岩土工程在施工管理这方面的内容还是有些复杂,它所包含的部分比较多,而且在实际情况中也会出现一些人们意想不到的问题。随着城市化建设的不断发展,建筑企业想要稳固自身在社会上的地位,就必须要对岩土工程施工管理方法进行不断地研究和创新,合理地把握好各个部分之间的关系,才能有效地推动社会经济效益的发展。
摘要: 高速铁路桥梁是我国交通建设的重要组成部分,其发展水平标志着一个国家的现代化程度。在当前的经济形势下,铁路桥梁的设计和施工技术也越来越受到人们的关注和重视。该文主要介绍高速铁路桥梁下部结构的施工工艺,并对相关的施工技术进行分析,希望能够为以后的铁路桥梁下部结构的施工提供一定的参考价值。 关键词: 高速铁路桥梁;下部结构;配套工装;创新技术;施工 随着高速铁路的快速发展,我国在铁路建设方面也取得了巨大的成就和进步。目前国内的高铁已经能够满足国家经济的需要和人民的出行需求,并且在国际上也是非常具有竞争力的一个运输方式。但是受地理环境、气候条件等因素及其他一些客观问题的影响会导致铁路桥梁施工质量不稳定,因此必须对铁路桥梁下部结构进行分析,并提出相应的措施来解决这些工程中的技术难点。 1高速铁路桥梁下部结构施工技术现状 我国高速铁路建设起步于1958年,经过几十年的发展,目前已经建成了具有一定规模的高速铁路隧道,其中包括京港高速铁路、京沪2地的京津城际铁路和济南的京九线等。在高速铁路施工过程中,由于受到地质条件的限制和工程地质的特殊性,下部结构的设计与施工都存在着许多的问题需要解决。在进行下部结构施工时,首先要对下部结构的受力情况及受力状况有一个全面地了解和掌握,才能更好地确定下一步的施工计划,并制订出合理的施工作业方案。其次就是根据实际的受力分析,选择合适的材料和机械设备,并将其投入到后续的生产当中。另外还应考虑到施工人员的技术水平,避免出现因技术不到位而导致的安全事故。随着科学技术的不断进步,新型工艺的应用越来越普遍,这就要求技术人员必须具备专业的理论知识,并且能够熟练地操作各种新的先进方法,同时还要熟悉相关的法律法规,做到知法守法[1]。 2高速铁路桥梁下部结构施工特点 2.1装配式下部结构施工特点 装配式下部结构是一种新型的建筑体系,其是在传统的预应力混凝土桥梁的基础上,通过预制桥梁的拼装方式,将其与普通的钢绞线进行连接,从而实现对其的有效利用,同时也可以将桥梁的整体性和美观性进一步提升。这种新的拼接式结构,在施工的过程中,需要对其具体的施工方法和施工工艺的选择等方面的内容加以考虑,并且要保证整个工程的质量问题。其次,装配式下部结构的主要特点就是能够根据不同的地质条件,采用相应的技术手段来完成桥梁的主体结构的设计工作,并以此为前提,来确保桥梁的稳定性及安全性。因此在实际的应用中,相关人员必须要结合现场的环境情况,合理地选用适合的施工技术,这样才会使安装的效果达到最佳。我国高速铁路发展的时间比较短,所以在技术方面的水平也相对较低。由于桥梁的特殊性,其结构的设计以及施工方法都会对其产生影响。对于桥梁的质量和安全问题,在桥梁的建设过程中,需要考虑到很多因素,包括地质条件、气候环境和施工进度等,因此要进行全面的分析与研究,以确保桥梁的安全性和稳定性。高速铁路桥梁的优点是能够适应不同地区的地形地貌,而且可以根据当地的地理情况来修建,具有良好的适应性及灵活性,但是同时也存在着一些缺点,比如,结构复杂,造价高,不能实现经济效益的目的。另一方面,因为没有足够的承载力,导致结构的疲劳破坏,从而降低了使用寿命,增加了工程量。目前,国内对于高速铁路的研究还不够成熟,主要集中于高速铁路的理论上,而在实际的应用上还有待进一步的探索与实践[2]。 2.2现场浇筑式下部结构施工特点 现场浇筑式结构是一种比较常见的混凝土结构,具有施工速度快,施工效率高,工程造价低,以及工期短等优点。但是由于该类型的预应力钢筋制作工艺复杂,加工难度大,所以在实际的应用过程中,还需要进行一定的改进和优化。在现场浇筑式结构施工时,主要采用分段分层的方法来完成,其特点如下:首先对梁段的受力情况、变形情况及温度变化的影响因素进行分析,然后再根据梁的受力特征,确定出梁段的具体位置。按照设计的顺序将预应力筋布置到梁底,并将其设置到相应的距离上,同时要注意的是,要保证预埋件的质量问题。为了避免出现振捣不均匀的问题,可以采取适当的措施来解决这个问题。另外还应该考虑好如何合理安排施工人员的分工与交叉作业的关系。并且,在施工的时候还要对施工地的机械设备的操作与维护做好充分的准备和保障。桥梁下部结构的主要功能是传递荷载,因此在进行桥梁下部结构设计时,要根据实际情况选择合理的设计方案和施工工艺,以保证桥梁的安全可靠运行。在我国,由于高速铁路桥梁的发展比较晚,所以对于桥梁的研究也相对较少,高速铁路的建设又是一个庞大的工程项目,需要大量的人力物力财力的支持,而且随着社会经济的快速增长,铁路等级的不断提高,交通量的迅速增加,对道路的承载能力提出更高的要求,对桥梁的性能提出了更高的标准和更高的质量需求。另一方面,高速铁路的使用寿命较长,其安全性、稳定性和耐久性都较好,并且可以满足车辆的行车速度,从而减少了维修费用。同时还能节约成本,降低噪音,保护环境,实现可持续的可循环式的资源利用。 3高速铁路桥梁下部结构高效施工技术 3.1装配式下部结构施工工艺 3.1.1预制墩柱施工 预制混凝土墩柱施工主要是在现场进行,在施工过程中要根据设计图纸的要求对其标高、截面尺寸和配筋量等参数严格按照规范的规定对其配筋量和数量进行确定。同时,要保证钢筋的绑扎质量,避免出现松动的情况。在浇筑完成后,要及时清理模板,防止由于沉降而导致的楼板开裂。首先,施工人员应先将墩顶的孔洞口封堵,并将孔洞的位置封堵,然后再利用钢尺测量承台的轴线控制线,确保其与平面坐标相对应,最后用经纬仪准确无误地校核钢套,并做好定位基准点的复测工作。另外,施工人员应先将墩顶的孔洞口的中心线找准,并且以钢尺的长度为依据,来调整好位差,使之与上部结构的受力一致。 3.1.2预制盖梁施工 在进行混凝土浇筑前,要先对梁底和腹板的位置和尺寸等做好检查工作,确保其符合设计要求,并对预制盖梁的标高、孔位等情况都要做详细的记录。在完成了梁板的浇筑后,开始对其表面的杂物清理,保证其没有被腐蚀,之后再继续下道箱体的施工,在施工中首先要将模板的制作材料准备好,并且把其放置到合适的地点;其次,在下道箱体内部的钢筋绑扎完毕后,需要按照顺序依次向箱体的两端施加压力,然后通过泵送至灌浆的部位;最后,灌注的同时还要注意保持槽内的水压,如果出现了问题,可以采取的措施是,先用泵送至灌浆的地方再进行下一道工序的施工操作,这样才能使整个预制盖梁的施工质量得到保障。 3.2现场浇筑式下部结构施工工艺 高速铁路桥梁下部结构采用预制混凝土板梁式浇筑施工工艺,在施工过程中,首先将模板拆除,然后进行下一道工序的浇筑,同时要对钢筋的绑扎和焊接等做好检查工作,确保该工程的质量符合设计要求。在完成了上述的所有准备后,开始正式的吊装施工,然后再进入下一环节的施工。在整个下部结构施工中,为了保证整体的稳定性及安全性,需要采取一定的措施来避免出现问题,例如,在吊运好后,应该先对下层的构件进行清理,并将其放到指定位置,以便于后续的安装和拆卸。再如,当钢管的长度达到2m时,就可以利用人工的方法来对其进行绑扎,并且还应注意的是,必须要按照相关的规范规定,严格控制其尺寸,并根据具体的情况来制订合理的施工方案。混凝土的浇筑是整个高速铁路桥梁下部结构施工中的关键工序,其主要的目的就是为了保证结构的强度和刚度。在进行现场浇筑的时候要注意以下几个方面:一是在对钢筋的绑扎过程中,要严格控制好其长度,避免出现露筋的情况。二是在对预埋的模板进行安装工作时,要确保其表面的平整度,防止由于漏浆而造成影响。三是在完成了现场的浇筑后,需要及时地将已经压实的砼灌注到孔内,以备后续的施工操作。同时还需做好后期的养护工作,以保障砼的质量和性能。总之,现场施工人员必须具备足够的专业知识,熟练掌握各种施工方法,并能够根据实际的工程需求来合理地选择合适的施工技术。此外还应加强对施工人员的培训与指导,提高他们的技术水平,使之能更好地适应不同的工程环境。只有这样,才能有效提升施工整体的效率与安全性[2]。 4桥梁钻孔桩基桩头施工精确控制技术 钻孔桩的施工过程中,在对其进行钻进的时候需要注意的问题为:一是在对钻孔桩进行定位和成孔工作时,要保证成孔的精度。二是在成孔的时候要确保成桩的质量。三是在完成钢筋笼的安装之后,还要做好混凝土的养护,以防止出现裂缝。对于桥梁下部结构的施工来说,钻井技术也是非常重要的一个环节,所以为了提高桥梁的整体性,就必须要加强对钻机的保养,同时也应该注重对施工进度和质量的监督与管理,从而使施工人员的效率得到有效地提升。最后,还应当建立1套完整的检测体系,来检验钢管的实际情况,并及时地发现其中存在的缺陷与不足,进而采取相应的措施来解决问题,使整个工程的质量得以改善。根据以上内容可以看出,针对高速铁路桥梁下部结构的施工方法,主要有2种方式,一种为全检法,另一种为平行检法。钻孔桩的施工质量直接影响着整个工程的施工效果,因此在实际的钻孔过程中,必须要严格地按照相关的规定和标准进行,同时还要做好对成孔的测量工作,并将其作为基础的依据和保证,这样才能确保成孔的准确性及可靠性。在具体的施工中,首先需要对成桩的位置、深度和间距等因素作出准确判断;其次,还需对成桩的速度、长度等参数作出合理的控制;最后,还需注意的是,在完成了上述所有步骤之后,对混凝土的强度与坍落度实施有效的控制与管理。为了使钢筋笼的下部结构能够顺利开展下去,就要求施工人员要具备良好的专业技能,并结合相应的技术规范来制订切实可行的施工方案。此外施工人员还应当根据不同的地质情况,采用合适的方法来确定出最适合的工艺流程,从而使其可以达到预期的目的和效果。 5桥梁下部工程混凝土养护施工技术 混凝土浇筑完成后,需对其进行养护施工。混凝土养护工作主要包括对混凝土的拌和运输、浇筑和振捣等作业过程的连续化实施。在混凝土拌合和输送的施工阶段,需要采取有效的保温措施,保证其质量。同时还需做好保温的准备活动,确保在温度较高的情况下,能够保持较好的混凝土性能。在整个工程的施工中,必须要注意的一点就是,要严格控制好混凝土的振捣时间及坍落度的要求。另外,还需在一定的高度下,采用适当的方式将砼的表面覆盖一层塑料薄膜,以防止砼的水分蒸发过快而影响其强度。此外还需在模板的侧面安装保护层,以保障钢筋的稳定;对于预埋件的预埋,则需在梁底设置相应的接缝,并使接缝的长度满足设计的相关规定。最后再根据规范要求来确定具体的位置布置,并在梁底搭设钢架,从而实现桥梁整体的稳定性及安全性。由于桥梁下部结构施工的特殊性,在混凝土浇筑过程中,需要采取有效的养护措施。首先要对桥梁进行全面的浇水,保证其湿润度,避免因水化热导致混凝土表面出现裂缝,同时要控制温度,防止因为温差造成收缩变形,从而影响到钢筋的绑扎和连接。其次是对桥梁下部结构的混凝土进行养护工作时,一般采用洒水的方式确保砼的水分不会被完全蒸发,提高砼的抗裂性能。最后,在桥梁下部结构的混凝土浇筑结束后,要及时开展保湿处理,降低其内部的湿度和温差,使梁体的受力情况得到改善,为梁体的稳定奠定基础。此外还要做好保湿的准备活动,以保障梁体的正常使用。 6高速铁路桥梁下部结构施工技术创新及应用 6.1下部结构施工技术创新及应用实例 以京沪高铁下部结构施工为例,一是在对客运专线桥梁下部结构施工的具体方法进行介绍的前提下,结合国内外的先进经验,找出我国高速铁路桥梁工程存在的问题和不足,并给出相应的解决办法。二是根据实际情况选择合适的混凝土浇筑方式,并且确定合理的施工流程,保证整个桥梁的质量安全。三是采用钢筋混凝土拼接的工艺来完成梁板的拼缝,提高整体的强度与稳定性。同时还能减少钢材的使用量,节约成本。另外通过调整梁的截面来实现梁的连续浇筑,从而达到缩短工期的目的。也可将其作为预应力管道,用于预制箱体的制作。也可将其用作预制箱体的安装工作。此外还可利用电渣压力焊法,使之成为一种焊接的形式来代替传统的手工操作。 6.2配套工装的使用过程及注意事项 一是在进行混凝土浇筑之前,要先对整个工程的各个工序的施工情况做好充分的准备工作,包括钢筋的绑扎、模板的安装及预埋件的安放等。二是在完成了上述施工任务之后,要对相关的施工人员和技术人员开展技术交底,并让其了解现场的具体施工工艺,同时也要让施工人员和技术人员针对施工的实际状况,来制订相应的应急方案,以便于能够更好地应对突发事件。三是在正式开始施工的时候就要根据设计的要求来合理选择装卸设备,并且还要保证装卸的效率和安全,避免出现不必要的事故。四是对于一些特殊的工种,比如吊车、电动工具等,必须严格按照国家的标准规范,不能随意地使用这些工具。而且还应该加强安全教育,提高员工的素质水平,以确保每一个工作人员都能遵守各项规章制度。另外还需要注意的是,如果发现不文明的行为或者操作不当的现象,一定要及时制止并纠正[3]。桥梁下部结构施工技术是高速铁路工程中的重要组成部分,在整个铁路桥梁的施工过程中,起着至关重要的作用,因此对其质量有着严格的要求和标准。在传统的混凝土结构施工工艺当中,需要采用大量的钢筋、钢绞线等材料,这些材料的使用不仅会增加成本,还会造成资源的浪费及环境的污染。而新型的预应力混凝土桥梁的施工方法,则可以有效解决这一问题,通过合理地设计和优化,使得桥梁的受力情况得到了最大程度的改善;而对于下部结构的受力,则主要是依靠下部的梁板来承载,这样就能够保证下部结构的稳定性。由于我国的高铁建设市场发展前景良好,在这种大背景下,如何提高桥梁下部结构的稳定性和安全性,也成为了当前的首要任务。同时还应注意到,为了确保桥梁下部结构的整体性,还需考虑到其与钢绞线的连接处的抗压能力,以防止出现脱节的现象。 7结束语 高铁桥梁下部结构施工技术的创新是一项复杂的系统工程,在实际施工中,需要结合具体的施工环境,对技术进行不断改进和完善,才能保证整个高速铁路桥梁的质量和安全。在实际的工程中,由于受到各种因素的影响及其他的一些原因,会导致整个桥梁的质量出现问题,因此在施工过程中,要不断改进和完善施工技术,以保证桥梁能安全可靠地使用;其次,要加强施工人员的素质教育,提高施工人员的专业技能,以确保工作顺利完成。随着科学技术的发展与进步,传统意义上的机械式钢筋混凝土结构已经不能满足当前的需求;再次,我国铁路建设的快速增长,要求技术人员必须掌握先进的施工工艺,以适应现代铁路的需要;另外,还应重视新型材料的研发与利用,从而实现资源的合理配置,促进经济的可持续发展和社会的稳定和谐。 参考文献: [1]傅重阳,李效亚.桥墩养护用水回收绿色循环应用技术[J].建筑机械化,2020,41(1):44-47. [2]傅重阳.大型铁路工程综合配套绿色施工技术[J].建筑机械化,2019,40(1):57-60. [3]张东青.桥梁工程成套自动喷淋养护工艺创新应用[J].科技与创新,2018(24):156-157. 作者:吴铮 单位:中国建筑土木建设有限公司
浅谈污水处理厂的工艺设计:BAF工艺在城市污水处理厂设计中的细节处理 摘要:简要介绍马鞍山博望东区污水处理厂的处理工艺和设计特点,阐述生物滤池工艺在中小型城市污水处理应用上的优势,对工艺设计过程中的一些设计细节进行分析,并阐明所采取的处理方法。 关键词:城市污水处理厂;BAF;设计;碳源不足 1工程概况 马鞍山博望东区污水处理厂一期规模1.0×104m3/d,变化系数1.58;远期规模2.0×104m3/d。变化系数1.49。具体进、出水指标见下表。 表1设计进、出水水质指标 Tab.1Design quality of influent and effluent 103 该项目出水水质执行《城市污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中的一级A标准,采用BOT模式建设。 2BAF生物滤池工艺的选择 生物滤池工艺(BAF)是一种集生物反应、过滤和反冲洗再生于一体的处理工艺。近年来从诸多中、小规模城市污水治理的优选工艺中逐渐凸现出来,特别适用于BOT模式的建设,具有投资合理、运行经济、管理方便的特点。 其主要优势表现在:①流程短构筑物少占地小;②工艺设备全部国产化,投资经济;③工艺氧利用率高,节省曝气电耗;④自动化程度高,节省人工管理费;⑤污泥体积产量相对较小,污泥处理费用较低;⑥出水水质好,抗冲击负荷能力强。 3设计过程中的细节问题和处理方法 3.1提升泵房的设计考虑 须考虑泵房远期设备增设的可能,设计将泵站潜污泵集水井分两格,土建按远期规模一次建成,设备分期安装。 3.2细格栅的选择 上向流生物滤池的滤头易于为污水中的絮状纤维、毛发类所堵塞,为此对格栅机的选择显得尤为重要。 本项目细格栅设计选用一种新型的内进水网板格栅,它的进水方向和出水方向相垂直,有效增加了过水面积。其采用的一种新材料网板,更能有效针对水体中的毛发、纤维物的去除,本设计网板空隙e取2mm。 3.3沉砂池设计上的考虑 项目可研推荐采用曝气沉砂池,本设计考虑到曝气沉砂池会造成碳源的进一步缺失,且预曝气效果也会对后续沉淀池絮体沉降造成不利影响,造成加药量的增加,故本设计改用旋流沉砂池。 在对旋流沉砂池的设计时,侧重对有机物的分离,以减少有机物的流失为目的。为此桨叶数设置为4片,水力停留时间设计为50s,螺旋桨转速为26r/min,桨叶距池底50mm。[2] 3.4沉淀池设计上的考虑 沉淀池的设置保证了生物滤池对进水SS的要求,但同时也加剧了碳源不足的矛盾,所以应通过对沉淀池的合理设计,减少可降解悬浮性有机物在沉淀池中的去除。本项目沉淀池采用高密度沉淀池,设计中除采用较高的水力负荷外(含污泥回流取值7.0m3/(m2·h)),另设超越管路,在进水碳源较低的情况下,考虑进水部分超越的做法,以保证碳源的充足。 撇油管设置于高密度沉淀池前端,以清除水体中的浮渣和污油。 生物滤池的反洗废水经提升排至高密度沉淀池的前端,可较排至提升泵房再经二次提升节省电耗,另外,滤池反洗废水中含大量脱落的生物膜,其沉降性好,对沉淀有利,可有效减少药剂的投加。 3.5生物滤池段设计上的考虑 生物滤池是一种大阻力处理工艺,滤池阻力随生产时间的增长通常很快。为此,在设计中应考虑对安全水头的合理预设,并对滤池的水力作如下设计处理。 ①前级反硝化滤池采用较大粒径的滤料(6-9mm,通常3-5mm),让更多的悬浮物在后续硝化滤池(滤料粒径3-5mm)中截留,避免前级滤池的过频冲洗造成的对反硝化厌氧条件的影响,提高脱氮效率。 ②硝化滤池内的滤头不设防堵滤帽,减少生物滤池段的整体水损。 ③在合理的水力停留时间内,控制滤层厚度,减小滤层的过滤阻力,本项目反硝化滤池滤层高度设计为3.2m,硝化滤池滤层3.5m。 ④本项目滤池组并联格数较少(≤6格),利用生物滤池大阻力特性,设计采用管道配水形式,也能达到较好的配水效果。运行中,滤池的过水能力实际是一个动态变化的过程,通过对单池过水量的观测,可直接判断工况,切换反洗。 ⑤设计反硝化生物滤池含回流的水力负荷为7.1m3/(m2·h)、硝化滤池为5.3m3/(m2·h),硝化回流比R=150%。 其他一些细节设计处理: ①滤池的反洗排水管易于放空,可取消设置检修用手动阀门,减少设备投资。 ②后级滤池有前级滤池的保护,滤头为纤维物堵塞的可能小,其配水室的保护放气管取消设置。 ③将滤池的反洗降水位排水管道和反洗进水管道合并设计,优化管路系统,节约了大量阀门。 ④在出水稳流栅的基础上,增设滤料捕捉板,更有效的防止滤料在反洗过程中的流失。 ⑤废水缓冲池设曝气穿孔管,利用滤池反冲洗风机进行搅拌,减少设备投资。 3.6中水回用的考虑 该项目处理后出水SS可控制在10mg/L以下,经消毒处理后可作为中水供厂区内日常设备冲洗、药剂配制、绿化浇洒、室外消防、洗路冲厕等使用。 本项目设计一套规模为500m3/d的中水回用系统。中水管网和室外消防系统共用一套管路,其取水泵房和消毒池后的尾水排放泵房合建,管网水压设稳压罐稳压。 3.7超越管路的设计 污水厂超越管路是工艺系统正常运行的基本保证,也正是通过超越管路的设置,才能为非正常工况的调整提供可能性。 ①该项目不设全厂总超越,采用双回路供电,确保用电的安全。 ②在提升泵房后、细格栅前设置泵后超越,用于整厂停产、检修时。此时污水厂提升泵站作为城市污水管网的终点泵站。 ③在生物滤池前设置超越管道,即二级处理超越,用于生物处理段出现非正常工况时。污水可经过细格栅、沉淀池经过一级处理后排入博望河,最大限度的降低污水中的污染物浓度。 ④紫外消毒池设设备检修用超越渠道。 4设计过程中欠考虑的细节问题 设计中也有一些问题考虑不足,例如曝气生物滤池管廊设备的吊运问题,设计原只考虑了通过管廊出口处的单轨电动葫芦进行设备在管廊内的进出起吊,但是设备在管廊内的运输却未予考虑,安装时设备只能依靠人工搬运,极为不便。目前主要考虑在管廊内增加平板小车的办法来解决风机、水泵等的检修搬运问题。 5结语 近年来伴随BAF生物滤池工艺在城市污水处理厂的广泛运用,其设计布局和工艺组合的形式也在设计实践中得到不断的改进和优化,而其一些细节设计问题更应得到充分的考虑和重视,才能保证系统在今后的运行中更加顺畅、可靠、便捷和经济。 浅谈污水处理厂的工艺设计:浅议小城镇污水处理厂设计中处理工艺的选择 摘要:本文针对小城镇污水处理厂设计中工艺选择应考虑的问题,详细介绍了几种适合小城镇污水处理的方法,同时,对几种方法的优、缺点做了较为详细的讨论,为小城镇污水处理厂处理工艺的选择提供参考。 关键词:小城镇污水处理;SBR工艺;A/A/O工艺 随着“城镇化”的逐步推进,我国小城镇人口增加、经济迅速发展,污水排放量也在不断增加。许多城镇生活污水、工业废水未经任何处理,直接排入水体,对周围的环境造成了严重的污染,成为区域性水环境的重要污染源头,对城镇居民饮用水安全及生存环境构成了严重的威胁,制约了小城镇的可持续发展。建设小城镇污水处理厂,对这些污水进行收集和处理势在必行。需要根据它所处的自然地理环境条件、当地经济结构、产业结构等因素,经过分析比较,选择经济合理的处理工艺。 1 小城镇污水厂的特点 小城镇污水处理厂的规模一般小于20 000m3/d,进厂污水包括生活污水及工业废水。由于水量较少,存在以下特点: ①水量不均匀,昼夜变化大。相对于城市而言,小城镇人口少、社会分工简单,人民的生活规律较一致,污水的产生时段集中在白天,晚上水量较少。 ②水质受工业废水影响较大。由于生活水平和习惯的差异,较之城市而言,小城镇生活污水水质较为稳定,且有机物含量相对较低。因水量较少,若当地工业废水量较大,进厂污水水质将随着工业废水水质的变化波动。 ③经济效益不明显。相对城市污水处理厂而言,其吨水处理费用相应较高,经济效益不明显。 ④管理水平较低,要求设计工艺流程操作简单、便于维护。 2 适合小城镇污水处理的工艺 针对小城镇污水处理的以上特点,结合对现有小城镇污水处理厂工艺选择的调查,介绍几种适合小城镇污水处理的方法,并提出我国小城镇污水处理工艺的发展趋势。 2.1 污水自然净化处理系统 常见的污水自然净化处理系统包括稳定塘和土地处理系统。 2.1.1 稳定塘。稳定塘又称为氧化塘或者生物塘,具有投资少、运行管理简便、节省能耗的特点。稳定塘具有以下几个优点:一是处理成本低。稳定塘的结构简单、施工周期短、处理耗能低、运行维护方便且成本低,因稳定塘的污水处理成本低。二是抗冲击负荷强。稳定塘一般具有较大的容积,能够承受污水水量的波动,适应能力和抗冲击负荷强,满足小城镇污水处理的工艺要求。三是能够充分地利用当地现有的湖泊、池塘等,可以因地制宜,达到污水处理的目的。四是污泥产量少,从而减少二次污染,降低了污泥的处理处置费用。然而,氧化塘也有一些缺点和局限性,主要表现在:占地面积大,处理的效率相对来说比较低,可能产生臭味滋生蚊蝇,不宜建在居民区的附近。 2.1.2 土地处理系统。污水土地处理系统是指利用农田、林地等土壤—微生物—植物构成的陆地生态系统对污染物进行综合净化处理的生态工程。污水土地处理系统的优点有:一是污水土地处理系统可以促进污水中植物营养素的循环,污水中的有用物质通过作物的生长而获得再利用。二是污水土地处理系统的基建费用少,能够充分地利用土地和洼地等。三是污水土地处理系统的运行管理方便,而且能耗低。四是污泥得到充分地利用,二次污染少。同时,土地处理系统也有一些缺点,如果设计不当,会污染土壤和地下水,特别是造成重金属污染、有机毒物污染,导致农产品质量下降。也会散发臭味、滋生蚊蝇,甚至会影响人体的健康。 目前应用最广泛、研究最成熟的就是人工湿地处理系统。人工湿地系统由不可缺少的五个部分构成,分别是具有透水性的基质、在饱和水和厌氧基质中能够生长的植物、水体、无脊椎或者脊椎动物以及好氧或厌氧的微生物种群。它具有土地处理系统的优点,操作简单、投资省、能耗低。但其占地面积相对来说较大,比较适用于用地不太紧张的农业区小城镇。 2.2 SBR工艺 序批式活性污泥法简称SBR,又叫序列间歇式活性污泥法。它通过在运行上的间歇操作,实现了对有机物的有效降解。SBR工艺主要优点有:一是工艺处理设备少,无二沉池和污泥回流系统,运行操作简单、管理方便。二是不受污泥膨胀的困扰。三是抗冲击负荷能力强。四是可以实现好氧、缺氧、厌氧状态交替出现,脱氮除磷的效果好。由于以上特点,SBR 系统更适合水量小、分散点源、污染物间歇排放的小城镇污水处理。但同时,SBR 工艺也有一些不可忽略的缺点,由于滗水深度一般是1~2 m,因此污水提升的说水头损失比较大。设备对自动化控制要求严格,因此对管理人员的要求也比较高。同时由于SBR 工艺不设初沉池,在一定程度上容易产生浮渣。由于采用的是在时间上形成的缺氧、好氧环境,脱氮效果不好。 2.3氧化沟工艺 氧化沟工艺是活性污泥法的一种变型,在结构上是一种首尾相连的循环曝气沟渠,污水处理按照厌氧、兼性厌氧、好氧的组合方式进行。其特点在于混合液循环流动的沟状生物反应器和机械转刷曝气。该工艺具备以下几个优点:一是构筑物少,可不建初沉池以及污泥消化池,因此处理流程简单,操作管理方便。二是能够承受水质水量的冲击负荷,克服了高浓度工业废水抑制活性污泥菌活性的缺点。三是当需要进行脱氮除磷时,相对传统的脱氮除磷工艺,氧化沟具有降低运行费用以及能耗的优点。四是出水水质好,运行稳定。但是,由于一般不建初沉池和污泥消化池,氧化沟工艺增加了反应池的负荷,这在一定程度上会增加部分能耗,同时由于氧化沟的曝气装置比如表面曝气器或者曝气转刷等机械部件需定期维修,因此检修工作量较大。 2.4A/A/O工艺 A/A/O工艺是常规的典型除磷脱氮工艺。通过在生物反应池中人为的造成厌氧、缺氧、好氧的生物环境。该工艺不但能有效的去除磷和氮,而且COD、BOD和SS去除效果也优于常规的活性污泥法,还可以提高污泥的沉降性能。其主要优点:一是出水水质好。池内经缺氧、厌氧、好氧处理,处理效率提高,净化效果好,能有效控制活性污泥膨胀。二是运行效果稳定,耐冲击负荷。池内有滞留的处理水,对污水有稀释、缓冲作用,有效抵抗水量和有机污物的冲击,运行稳定。三是高效脱氮除磷,节省化学药剂使用,具有良好的脱氮除磷效果,剩余污泥含磷量高,肥效好,可利用作污泥堆肥。四是没有固定池型,可满足各种规模的污水处理。然而,由于设备数量较多,其管理运营较为复杂,设备检修维护要求较高。 2.5 厌氧水解—高负荷生物滤 厌氧水解—高负荷生物滤池是近年来为了适应小城镇污水处理的特点而产生的处理工艺。该工艺主要是将预处理工艺由传统的初沉池改为厌氧水解滤池,同时在传统高负荷生物滤池的基础上对其工艺构造进行了重要的技术创新。改造后的工艺既具有高负荷、高效率的优点,又通过采用具有高空隙率、高附着面积和高二次布水性能的新型塑料模块填料,取消了滤池出水回流系统,从而大幅度的降低了操作运行的能耗以及建设投资费用。作为新型工艺,厌氧水解—高负荷生物滤池有以下几个突出的优点:一是与普通的活性污泥法相比,该工艺的产泥量大大减少,这就在一定程度上降低了污泥处理、处置费用,也降低了二次污染。二是由于该工艺处理系统集初沉池、曝气池、污泥回流设施以及供氧设施等与一身,因此污水处理流程简单,管理运行简单。三是工艺的抗冲击负荷能力比较强。这些优点都决定了厌氧水解—高负荷生物滤池能够适应我国小城镇污水的要求。 3 结语 通过对上述几种小城镇污水处理工艺的比较,可以得出以下几个结论:小城镇污水处理应从节约成本和管理方便入手来选择污水处理工艺,将经济、环境、社会效益达到最大化。实践证明,人工湿地处理系统不仅投资省、处理效果好,而且有助于美化生态环境,是小城镇污水处理工艺的最优方案之一。从成本出发,氧化沟工艺以及SBR 工艺设备简单,规模在5000m3/d以上的小城镇污水处理厂,可优先考虑。 浅谈污水处理厂的工艺设计:污水处理厂的除磷脱氮工艺设计研究 【摘 要】随着人们生活水平的提高,对污水排放标准的要求也相应提高了,但是目前中国大多数城镇的污水处理厂却由于各种原因的结合而导致脱氮除磷的效果相当差,出水更是难以达到标准的要求,污水处理不好,给人们的生产及生活带来了很大的不方便。因此,本文针对上述存在的问题,就污水处理厂除磷脱氮的相关工艺设计问题进行了重点探讨,希望通过对该问题的关注,来提高污水处理厂处理污水的效果,以此更好的提高人们的生活水平。 【关键词】存在问题;除磷实验;脱氮研究 0.引言 近几年来,人们的生活水平在党的正确政策带领下,取得了较快提升,各种工厂工业也如雨后春笋般涌现,然而在人们为之高声欢呼的同时,污水排放问题却让人们无所适从,虽然关于污水排放的相关政策很多,但污水排放的效果却不尽如人意,人们在反思自身不足的同时,也采取了更为先进的高科技方法,希望以此来提高污水处理的效率,本文正是在此种背景下,对污水处理厂关于除磷脱氮问题进行了重点讨论与研究。 1.化学除磷试验研究 1.1试验装置与试验方法 为有效配合除磷实验的研究,首先我们可以建一个柱高0.8m,直径0.3m的模拟水池,当水池有反应沉淀现象时,原水和混凝剂溶液均从距底部0.6m处注入,内设JJ-1大功率电动搅拌器,使原水和混凝剂充分混合,将污泥沉淀于混凝池底部排出,以去除原水中的SS 和TP,清水由出水管排出,溶药池也同样使用搅拌器使固体混凝剂充分溶解为液状,并由蠕动泵注入混凝池。化学除磷试验中首先对混凝剂的种类进行优选,并对投药量和搅拌时间两个参数进行优化。 1.2混凝剂的筛选 试验选用硫酸铝、聚合氯化铝、硫化铁和聚合硫酸铁4种常用的混凝剂,在搅拌转速100r/min搅拌时间30min的实验条件下,对各个混凝剂在不同投药量下出水的TP和SS 的浓度进行考察,优选出最佳的混凝剂。随着混凝剂投药量的增加,出水SS 的浓度不断降低,但4种混凝剂对SS的去除效果基本相同。而从对TP的去除效果来看,氯化铁和聚合硫酸铁这两种铁盐混凝剂要优于硫酸铝和聚合氯化铝这两种铝盐混凝剂,当投药量增加到30mg/以上时,投加铁盐混凝剂的出水TP的浓度都降到0.5mg/l以下,达到国家一级排A放标准对TP浓度的要求。 除了具有良好的除磷效果,PFS在价格方面也占有一定的优势,市售PFS为700元/t,市售氯化铁为1100元/t。所以,无论是TP的去除效果还是经济性方面,PFS均为理想的药剂,从实际生产技术经济方面考虑,最终选择PFS为化学除磷的混凝剂。 1.3运行参数优化 在确定使用聚合硫酸铁为化学除磷试验的混凝剂后,对投药量和搅拌时间两个参数要进行优化。 第一,对投入量参数的优化。随着混凝剂PFS投加量的增加,水中TP的浓度不断减少。当投药量达到30ml/g时,水中TP的浓度已低于0.5mg/l,去除率达到75%以上。根据铁盐除磷的化学方程式可知,每去除1mg的磷,需要1.8mg的铁。原水中TP的浓度在1mg/l至4m/l,若使出水TP浓度小于0.5mg/l,最多需要12mg/l的硫酸铁,以至少40% 有效成分计算,需要30mg/l。考虑水解等因素, 最终选定投药量为40mg/l,此时的出水TP浓度为0.3mg/l。可以保证出水水质符合一级A排放标准的要求。 第二,对搅拌时间参数的优化。随着搅拌时间的增长, 水 中TP 的浓度不断减少。时间从 5min增加到15min, 水中TP 的去除率提高了5.1%,而从15min 增加到30min, 去除率仅提高了2.0%, 故过长的搅拌时间对TP的去除并无显著的效果, 反而会增加额 外的能源消耗和构筑物的建筑体积。 2.后置反硝化脱氮试验研究 2.1试验装置与试验方法 后置反硝化脱氮试验采用三级生物滤柱设计三级滤柱分别为氧化硝化CN池、硝化N池和反硝化DN池,并同时向DN池中投加甲醇作为外加碳源, 即分别进行氧化反应、硝化反应和反硝化, 对污水中的COD、NH3-N和TN进行生化去除。其中CN池和N池使用空压机进行曝气。三级滤柱均采用上向流方式, 使用高压隔膜泵从底部注水, 滤柱中的火山岩滤料粒径分 别为 6~8、4~6、3~5mm。 2.2运行参数优化 进水中的COD和NH3-N分别在CN池和N池中进行去除,出水进入DN池后,需要在外加碳源的条件下,将水中的TN予以去除。碳源的投加量将决定TN 的去除效果,投加不足将没有足够的 碳源供反硝化反应的进行,投加过量一方面会增 加额外的经济费用,一方面还会增加出水 COD 的浓度,故中试对后置反硝化的碳源投加量进行了重点考察, 并选择易于生物降解和被反硝化细菌利用的甲醇作为碳源。随着甲醇投加量的增加,进水中可供反硝化 利用的碳源不断增加,出水的 TN 浓度也随之下降,当投加量增加到25mg/ L时, 出水TN浓度已达到一 级A排放标准以下, 但当继续投加到35mg/l时,随着进水中可被利用的硝酸盐和亚硝酸盐浓度的降低,即使继续增加甲醇投加量也难以加快反硝化反应的速率,出水的TN浓度趋于平缓。 考察投加甲醇过程中进出水的COD浓度变化趋势,当甲醇投加量在535mg/l之间时,出水COD浓度变化并不大,但继续增加40mg/l时,投加的甲醇已不能完全被反硝化反应作为碳源所利用,反而会影响出水的COD浓度。综合投加甲醇对进出水TN和COD变化趋势,确定后置反硝化的甲醇碳源投加量为30mg/l,此时出水TN浓度为9.46mg/l,COD浓度为33mg/l,均符合国家一级A排放标准。 水力停留时间HRT是指污水与滤池内微生物作用的平均反应时间,是工艺中另一重要控制参数。随着水力停留时间HRT的增长,出水TN的浓度也随之不断下降。但从45min开始,出水TN下降的速率便开始变得平缓,通常反应时间越长,微生物对基质的去除率越高,则在流量一定的条件下,对构筑物的容积要求越大。因此,结合建设费用,确定水力停留时间为45min。 3.结论 第一,污水处理厂升级改造选择化学除磷进行深度处理,选用聚合硫酸铁为混凝剂,在投药量为40mg/l、搅拌时间为15min 的条件下,使出水TP浓度保持在0.5mg/l以下。 第二,在水厂现有两级曝气生物滤池工艺基础上,增加后置反硝化工艺进行水厂深度脱氮的升级改造,可使用甲醇作为外加碳源,其投加量为30mg/l, 使出水TN及COD指标均能够达到一级A排放标准。 第三,采用后置反硝化工艺进行深度脱氮的升级改造,单池水力停留时间为45min的条件下,出水TN浓度保持在15mg/l以下,实现一级A达标排放。 总之,在高科技的社会主义市场经济大背景下,为实现效益的最大化,我们就应该尽可能的引用高新技术,来为我们的效益服务。随着人们生活水平的提高,人们的精神需求也是日益提升,但与此同时,生活尤其是工业污水却一直困扰着人们,而且也给人们的生活及工作带来了很大的不方便,更有甚者,污水如果得不到及时处理,会对我们赖以生存的地下水造成极大的污染,这样就会直接威胁到人们的生活及生产,因此污水厂无论是出于自身经济效益的考虑,还是出于对人们生活负责人的角度,都应该提高污水处理的效果,尽可能多的将污水进行有效的处理,这就需要污水处理厂除在人员配置方面下工夫外,还要多多引进先进的技术,来对污水进行有效处理,上文介绍的除磷脱氮技术研究就是应用高科技水平的很好实例。这样一来,我们不仅可以很好解决水资源严重不足的问题,解决好广大西北部地区严重缺水的问题,同时我们还可以很好的净化我们的水资源,另外,环境问题也会随着污水的处理而变得不再是困扰人们的问题,可谓是一举多得。本文重点针对除磷脱氮技术进行了相关的研究与讨论,相信通过该技术的实际应用,污水厂的污水处理问题会得到很好的解决。 浅谈污水处理厂的工艺设计:氧化沟工艺在污水处理厂设计中的应用分析 摘要:目前,在我国污水处理厂工业废水和生活污水治理的过程中,氧化沟污水处理工艺由于污水处理效果显著、操作简单、管理方便,而且有着良好的经济效益,因此被人们广泛的应用。 关键词:氧化沟工艺;污水处理厂 早期的氧化沟仅用于去除有机物,同时将氨氮氧化为硝酸盐氮,因此氧化沟工艺无厌氧区.氧化沟循环廊道内也无缺氧区,此时氧化沟在去除有机物的同时还可以反硝化脱氮。而为了去除污水中的植物性营养物,国内外又相继开发了带有厌氧区(或带有厌氧区及缺氧区)的氧化沟工艺,以保证在去除有机物的同时去除氮磷污染物。本文以福安赛甘污水处理厂生化处理采用改良型Carrousel-2000氧化沟工艺为例,对氧化沟工艺进行分析。 1.污水厂简介 近年来,随着福安经济开发区和甘棠镇临海工业的迅速发展,周边沿海乡镇人口的集聚,带来的工业和生活污染问题日益突出,目前福安经济开发区和甘棠镇产生的工业污水和生活污水就近排放,造成周边水环境污染。该水厂设计主要用于处理开发区工业企业的工业废水及生活污水。工程近期建设规模2.0万m3/d,远期增建规模2.0万m3/d一组,总处理水量4.0万m3/d。 1.1进水水质及工艺参数 设计运行参数:污泥浓度MLSS=3.4g/L一4.0g/L,污泥负荷F/M=0.08kgBOD /(kgMLSS・d),回流比R=100%,厌氧DO≤0.2mg/L,缺氧DO≤0.5mg/L,好氧DO≥2.0mg/L。 设计进水水质为BOD5180 mg/l、CODcr300 mg/l、SS170 mg/l、NH3-N35 mg/l、TP3 mg/l、PH6~9;出水水质为BOD5≤20 mg/l、CODcr≤60 mg/l、SS≤20 mg/l、NH3-N≤8 mg/l、TP≤1.0 mg/l、PH6~9。 1.2工艺流程 污水经厂外粗格栅去除直径大于15mm的悬浮物后经厂外提升泵房用潜水泵提升至厂内细格栅渠;在细格栅中去除直径大于5mm的悬浮物后在沉砂池进行砂水分离预处理,沉淀比重大于2.65的砂粒。随后污水进入浅层高效气浮池,去除比重接近水的细小颗粒。 污水进入改良型Carrousel-2000氧化沟后,在氧化沟中污水依次通过厌氧区、缺氧区和好氧区,去除大部分BOD5、CODcr、氨氮和磷,生化后的污水经配水井流入二沉池,在二沉池污水中的活性污泥沉淀下来,二沉池底部沉淀污泥,在重力作用下排放到污泥泵井,经污泥回流泵回流到氧化沟的厌氧区,二沉池上部清水通过集水槽收集后进入紫外消毒池消毒,将污水中病原微生物和细菌杀灭。消毒后出水经巴氏计量槽计量后自流排入赛江下游海域。各单体放空水均接入厂区污水管网,并经厂区污水泵井提升回流至细格栅旋流沉砂池。 二沉池排出的剩余污泥通过污泥泵井输送至污泥浓缩池,在浓缩池中将污泥含水率从99.2%降至97.5%。然后用污泥泵抽升至污泥脱水车间,再经带式压滤机进行污泥脱水后外运,脱水后的污泥约含水率为80%。 2 氧化沟的机理 2.1 氧化沟处理污水的原理。传统的氧化沟污水处理技术,是直接将污水和回流污泥引入到氧化构系统当中,并且通过表面曝气机将混合液中溶解氧的浓度控制在 2-3mg/L 左右。在掺氧量充沛情况下,使得微生物可以很好的去除 BOD,并且在氧化的作用下也使得混合液中的氨被转化成硝酸化合物。而在曝气机下游,污水水流也从曝气区的湍急状态演变成平缓的状态,根据相关的污水处理规范,将水流流速控制在一个合适的范围之内,确保活性污泥在使用过程中处于一个悬浮的状态。当微生物在将混合液中的溶氧量降低到零时,也就导致混合液呈现出一个缺氧的状态,在通过相关的化学反应,将污水中的 BOD、磷元素和氮元素进行有效的处理。不过这种污水处理方法,虽然可以有效的将污水中的 BOD 去除,但其除磷脱氮的功能却十分有限。 因此为了使得氧化后在污水处理过程中起到一个很好的除磷脱氮的效果,我们就要在传统的氧化沟中增设一个厌氧区和绝氧区。根据相关试验表明,在污水处理的过程中,技术人员将大部分回流污泥和 20%左右的污水引入到厌氧区,可以使得回流污泥中存在的硝酸化合物在碳源的作用下发生反硝化反应,为后续的污水治理工序提供了一个绝氧环境。而且当回流污泥和污水进入到厌氧区的时候,由于厌氧区中存在着很多兼性细菌,可以将污水中的 BOD 转化成VFA,当厌氧区中的聚磷菌遇到 VFA 时,又会发生一系列的化学反应,从而为磷酸盐的水解提供了能量。再通过绝氧区中碳源的作用下,就使得在对回路污泥和污水处理过程中起到一个良好的除磷脱氮的效果。最后,将回流污泥和污水引入到氧化沟当中,从而使其氧化沟起到一个良好的污水处理效果。 2.2 氧化沟除磷脱氮的影响因素。影响氧化沟除磷脱氮效果的因素有很多,不过由于磷离子和氮离子的两种处理方法不同,因此在污水处理的过程中,影响着两种离子排除的因素也存在着不同。其中影响氧化沟除磷效果的因素,主要有污泥龄、硝酸化合物的浓度以及基质浓度等,其中对污泥龄对氧化沟处理效果的影响最大,所以我们在氧化沟除磷过程中,要将其污泥龄控制在污水处理规定的范围之内。而影响氧化沟脱氮的主要原因则是溶氧量、碳源浓度以及硝酸化合物的浓度,而为了保证氧化沟的脱氮效果,技术人员在污水处理的过程中,一定要将氧化沟中的溶氧量、碳源浓度和硝酸化合物的浓度控制在标准的范围内。 3.处理的主要设施 3.1预处理 (1)细格栅池及旋流沉砂池 本工程细格栅、旋流沉砂池考虑合建,土建按远期4.0m3/d规模建设安装,设备按近期配备。 细格栅的功能是截除污水中较小漂浮物,栅条之间保持大约5mm的间隙,栅前对应1.0m的水深,电机对应的功率为1.1kw,还有一台螺旋输送机。这台输送机可以将比较小的悬浮物去除。旋流沉砂池的功能是去除污水中粒径≥0.2mm的砂粒,使无机砂粒与有机物分离开来,便于后续生化处理。旋流沉砂池2座,与格栅池共建,直径D=3.05m,沉砂池深度H=3.8m,砂斗直径1.0 m,砂斗深度2.0m,沉砂池中间设有一台可调速的浆叶分离机和一台罗茨风机,功率分别为1.1kW和2.2kW。砂水混合物由罗茨风机造成的静压输送至配套的一台砂水分离器,功率为0.37kW,分离后的干砂外运。 3.2生物处理 (1)氧化沟 Carrousel-2000氧化沟1座,将厌氧区、缺氧区和好氧区隔开,厌氧区和缺氧区均设置两沟,好氧区由四个单沟组成,整个氧化沟平面尺寸90.8×30.2m,总高度4.5m。 在氧化沟厌氧段内设潜水搅拌器2台,达到搅拌和推流的作用,规格为:MA4/12-620-480,功率P=4.0kW,采用不锈钢304。氧化沟好氧段内还配置1台DO测定仪,测量范围为0-15.0mg/L,以及1台MLSS测定仪,测量范围为0-8000.0mg/L。 (2)二沉池 二沉池进出水都是从周边进行的,对应较高的负荷,获得的处理效果非常的理想,占地空间不大,如果配水对应的设计方式比较合理的话,泥水分离会获得更好的效果。设计流量2.0万m3/d,池数:1个,池内径32.0m,平均表面负荷:qave=1.04 m3/m2・h;最大表面负荷:qmax=1.35 m3/m2・h;有效水深4.Om,沉淀池内设1台中心传动的单管吸泥机,参数为ZXJ-32-I,Ф=32m,H =4.5m,n=0.028rpm,P=0.37kW。 (3)提升污泥的泵站: 泵站的作用是使二沉池底部污泥提升至氧化沟厌氧区,并把剩余污泥提升至储泥池,同时作为配水井。潜水泵共有二台,一用一备,按最大回流比100%选择水泵流量,型号为:350WQ850-7-37,Q=850m3/h,H=7m,N=37kW,变频控制;远期增加同型号水泵一台,二用一备;回流污泥根据氧化沟污泥浓度控制回流量,剩余污泥泵与污泥脱水协调运行,同时起到均匀配水的作用。 3.3尾水处理 (1)紫外消毒池 紫外消毒池的功能是将生化处理污水进行消毒,使大肠杆菌≤10,000个/L,使出水达到GB18918-2002一级B类标准要求。设计规模是4.0万m3/d;平面尺寸:20.33×5.5m,有效水深1.7m,钢筋混凝土结构;主要设备:近期2.0万m3/d规模紫外模块成套定型设备一套。 3.4 污泥处理 要想实现污泥浓度保持不变,必须要将多余的污泥排走。通过污泥泵将剩余污泥向脱水机房转送。机房内,先通过2台螺杆泵混合絮凝剂和剩下的污泥,而后送到带式脱水机里面进行脱水。干滤饼能够实现超过百分之二十的干固含量。对经过脱水的污泥予以最终的处理之后,拉到填埋场填埋处理。二期的时候,建议作为堆肥予以很好地利用处理。 结语 氧化沟工艺是目前城市污水处理技术中出水水质最好、操作最稳定、应用最多的工艺之一。虽然目前应用中还存在一些影响处理效果的因素,但随着科学技术发展和社会的进步,该工艺必将得到进一步的提高。
1引言 绿色施工已经成为现代建筑行业的主要发展方向之一,有利于缓解高能耗、高污染产生的资源紧张和环境污染问题,加快企业改革升级,提高发展质量和综合效益。 2绿色建筑与节能建筑内涵解析 绿色建筑是在全寿命周期内除了保证质量、安全、工期、成本等建设目标,还要实现四节一环保,为人们提供健康、舒适、高效的生活空间,最大程度地实现人与自然和谐共生,根据国家相关标准,绿色建筑可以分为三个等级,通过评价指标体系进行评分,分数越高,级别越高,建筑的绿色环保性越好。根据建筑节能水平,节能建筑又分为一般节能建筑、被动式节能建筑、零能耗建筑、产能型建筑,被动式节能建筑可以不依赖主动热源供给,通过被动收集来的热量就可以提供一个舒适的温度,零能耗建筑可以不消耗常规能源,通过可再生能源就可以维护建筑正常运转,产能型建筑产生的能量超过自身运行所需要的能量,在建筑低碳节能标准不断提高的背景下,节能建筑发展迅速,成为建筑节能的重要方向[1]。 3智慧节能建筑外墙保温层现场施工工艺 围护结构的传热损失是建筑耗能的重要原因,根据相关调查研究发现,围护结构传热损失约占总耗热量的75%,而在围护结构的传热损失中,外墙约占1/4,所以,外墙保温对于建筑节能而言至关重要,根据保温层位置不同,外墙保温构造可以分为单一保温外墙、外保温外墙、内保温外墙、夹芯保温外墙,其中以外墙外保温和外墙内保温为主,顾名思义,外墙外保温就是在墙面外侧做的保温层,根据保温材料不同,采取的施工工艺也各不相同,而外墙内保温是在外墙内侧做的保温层。相对而言,外墙外保温体系的保温效果更好,更有利于建筑主体结构保护和使用寿命的延长,但是对保温材料要求较高,需要应对复杂的外界条件,尤其是在建筑防火方面需要格外注意,外墙内保温施工更安全,不会对建筑原有外立面造成威胁,但外墙内保温体系不易大面积展开,存在许多保温薄弱部位,容易产生热桥,特别是在老旧小区保温改造时,影响室内装修,占用室内面积,存在诸多不便,所以现有节能建筑外墙保温层主要以外墙外保温体系为主,下面将针对几种典型外墙保温现场施工工艺展开探讨。 3.1挤塑板外墙保温层施工工艺 挤塑板即挤塑型聚苯乙烯泡沫塑料板,是经特殊工艺连续挤出发泡成型的材料,表面形成均匀平整的硬膜,具有轻质、不透气、不吸水、高抗压、不降解等特点,与EPS板相比,在同样厚度情况下,挤塑板的保温效果更好,因此被广泛应用于建筑围护结构保温。施工前,要对保温材料质量进行检验,保证保温性能、燃烧性能等级能够符合规范要求,所有特殊工种人员必须持证上岗,然后采用相同材料和工艺制作样板件,经确认合格后才能大面积施工[2]。 3.1.1基层处理 做好基层处理工作,挤塑板铺贴对墙面平整度有一定的要求,墙表面凸起超过10mm的部分需要剔除掉,凹陷超过10mm的地方需要使用水泥砂浆抹平,严格检查阴阳角处的平整度、垂直度,经处理、验收合格后,才能进行下一步工作,在贴保温层前两天,反复用水将外墙表面润湿。 3.1.2挂线挂线、打点、做口、贴边 外墙外保温系统是由保温层、保护层、固定材料等构成的且适用于安装在外墙外表面的非承重保温墙体。节能建筑常用的外墙外保温系统有聚苯板薄抹灰外墙外保温系统、胶粉聚苯颗粒保温复合型外墙外保温系统,聚苯板钢丝网架现浇混凝土外墙外保温系统、聚苯板现浇混凝土外墙外保温系统等。 3.1.3刷界面剂刷界面剂,贴挤塑板 配置专用聚合物砂浆,控制聚合物砂浆干料和水的比例,使用手提式电动搅拌器进行搅拌,搅拌时间大约控制在5min,保证稠度合适、搅拌均匀,为了保持聚合物砂浆的黏度,在拌合时不能添加其他材料和外加剂。使用专用聚合物砂浆贴挤塑板,通常采用梅花型点粘法,根据挤塑板尺寸规格,合理设置粘结点间距,粘结点抹好后,立刻将挤塑板贴到墙面上,并使用木抹子反复拍打挤压,使其粘贴牢固,表面平整,与垂直方向铁丝缝隙在1mm~2mm,查看线缝是否均匀。板与板之间的缝不要抹灰,应该挤紧,缝宽不能超过1.5mm,而且挤塑板对缝处高低差不能超过1.5mm,如果有超过的地方,可以使用砂纸打平,沿水平方向粘贴挤塑板,上下两排竖缝应错开1/2板长,最小不能低于30cm[3]。 3.1.4安装固定安装固定,清理整平 贴完挤塑板约20h后,可以安装锚固件,锚固件的数量要根据相关规范确定,且每块板不能少于一个锚固件。在屋檐口、阳角、门窗洞口四周等位置,应该适当加密,距离基层边缘不小于6cm,间距不超过30cm,锚固件在墙体基层的锚固深度不能低于25mm。在安装时,首先使用冲击钻钻孔,并将孔内的粉尘清理干净,然后砸入塑料膨胀塞,再用螺丝刀拧入自攻钢钉拧紧,严禁使用锤击的方法固定,最终自攻钉帽表面应该比挤塑板表面低0.5mm~1mm左右,固定完成后,对挤塑板表面进行清理整平,用砂纸打磨对缝不平处,并将浮灰、碎屑清理干净。3.1.5贴网格布贴网格布,抹面在窗口处,应该在窗台两个角的下边沿窗口对角线方向两边各增添一块约30cm的方形加强型布,防止沿窗口两个对角线方向产生八字形斜裂纹,压入网格布后再抹一层聚合物砂浆,厚度约为2mm~3mm,不能将网格布露出。 3.2矿物纤维喷涂保温层施工工艺 随着节能建筑外墙保温工程的不断发展,许多节能环保新材料被开发应用。矿物纤维喷涂保温材料具有保温、防火、吸声降噪三大功能,燃烧等级为A级,能够有效减少因保温材料失火导致的火灾事故。典型案有首都机场新航站楼、国家体育馆等。矿物纤维喷涂保温层以特殊处理的矿物棉为主要原料,配合水基胶粘剂,采用专门的喷涂设备施工,当喷覆在建筑基层表面时,能够形成一定厚度的连续无接缝喷涂层。相对于传统的板块保温体系,矿物纤维喷涂保温系统具有独特的优势,可以同时解决多种功能性需求,从而减少重复施工,而且质量轻,附着力强,在任何建筑表面都体现出良好的适用性,尤其是在异型结构和复杂结构中,能够保持建筑原有造型,施工完成后,不会产生接缝,具有良好的密封性,有利于提升建筑综合节能效果[4]。 3.2.1做好施工准备工作 矿物纤维喷涂保温层施工需要严格控制施工条件,做好相应准备。将外墙面需要预先安装的管道、预埋件等设施安装处理到位,施工现场环境温度不能低于5°,在雨雪天气或5级以上大风天气也不得施工,同时要针对施工后可能出现的烈日暴晒和雨水冲沙做好防护措施,保证施工外架搭设牢固,符合安全验收标准,编制专项施工方案,把控技术交底质量,让技术人员施工人员能够熟练掌握施工工艺要求和有关技术要点,做好施工机具准备,合理组织流水施工,提高人与机具配合施工效率,做好材料准备,保证入场材料质量合格、资料齐全,能够满足现场施工要求。 3.2.2基层处理 清理外墙墙面浮灰,剔除主体表面挂浆胀模混凝土,堵塞施工洞线槽,如果是加气块墙体,要隔夜浇水湿润,对于不同材料交接部位,需要钉挂加强热镀锌钢丝网,在主体结构混凝土墙体表面喷刷界面剂,基层处理完成后,进行找平层施工,检查墙体抹灰面平整度、垂直度,弹出各种控制线,在门窗洞口、阴阳角处用水泥砂浆做护角,厚度与找平层相同,在找平层抹灰前隔夜浇水湿润,水泥砂浆总厚度控制在两公分,然后压实抹光,浇水养护,做好成品保护措施[5]。 3.2.3抹聚合物防水砂浆 按设计配比要求配置聚合物防水砂浆,并通过机械搅拌将其搅拌均匀,通常情况下,搅拌时间约为两分钟,分别进行聚合物砂浆抹灰基层和面层施工,每次基层抹灰厚度控制在2mm~3mm,面层砂浆厚度控制在4mm~5mm,压入网格布面层砂浆,保证各层抹灰紧密配合、连续进行,避免出现空鼓情况,严格控制网格布搭接宽度,通常不能低于10cm,基层砂浆和面层砂浆的总厚度不宜超过8mm。 3.2.4矿物纤维喷涂保温层施工 矿物纤维喷涂保温层施工主要流程包括基层处理、底涂层喷涂、保温层表面整形、面涂层等,同时还包括一些辅助工序。在喷涂时,需要调整给料装置和工作风压,保证纤维棉输出率合适,并保持均匀稳定,喷涂角度应该控制在60°~90°之间,这样可以获得较大的压实力,而且回弹最小,喷嘴应该在循环形范围内做迂回直线连续移动,保证喷涂连续均匀,严格按照正确的喷涂顺序进行,防止出现疏松或空洞现象,及时清除被喷面上的空洞和疏松矿物棉,便于后续的修补,每次喷涂工作停止后,都要仔细清洗喷嘴。在纤维固化前,使用压板进行压平整形处理,喷涂后的保温层应该保持干燥通风,在固化72h后,才能进行其他工序,及时清理喷涂施工现场,将回弹料装袋清除。DKGL硬质矿物纤维喷涂层施工与普通矿物纤维喷涂层施工基本相同,但需要在涂层厚度、原料配合比等方面加强控制。 3.2.5找平层和防护层施工 在矿物纤维喷涂层基本干燥后,开始找平层施工,采用分层作业的方法,每层抹灰厚度控制在1cm左右,时间间隔控制在24h,总抹灰厚度约为15mm,严格遵循从上到下、从左到右的顺序,找平层中层抹灰厚度要与标准贴饼一致,中层抹灰4h-6h后开始面层抹灰。找平层施工完成5h~7h后,开始抗裂砂浆防护层施工,提前做好洒水湿润,抗裂砂浆必须均匀的涂抹在保温层表面,随即抹平压实,保证平整度满足要求,严格控制防护层厚度,第1层抹灰厚度不能超过4mm,总厚度不超过8mm,尽可能减少裂缝的产生,在抗裂砂浆防护层面层施工完成达到养护效果后,进行涂料饰面施工[6]。 4结语 综上所述,本文充分介绍了节能建筑特点和要求,希望通过科学的组织管理和规范的技术应用,提高节能建筑外墙保温层施工效果,为人们提供一个舒适、稳定的居住环境。 参考文献 [1]尤华.分析房屋建筑外墙保温节能在施工中的质量控制[J].智能城市,2018,4(1):144-145. [2]谈福本.浅谈高层建筑外墙保温施工技术要点[J].房地产世界,2021(21):74-75+82. [3]刘志彬.浅谈建筑外墙保温技术及施工工艺的运用[J].河北企业,2017(8):203-204. [4]王继超.建筑外墙保温节能技术在建筑施工中应用[J].绿色环保建材,2020(9):58-59. [5]康体,陈江,郭林博,向长于.建筑外墙保温施工技术与施工措施[J].建筑技术开发,2020,47(19):44-45. [6]王国栋,王术亮.住宅建筑外墙保温的施工技术研究[J].工程技术研究,2019,4(13):55-56. 作者:刘雪梅 单位:中建二局第一建筑工程有限公司
材料科学与工程论文:材料科学与工程专业《晶体学基础》教学改革的探讨 摘要:《晶体学基础》是材料科学与工程专业的重要专业课程之一,也是进一步学习材料专业其他课程的基础。本文根据材料专业《晶体学基础》教学中存在的问题,从教学内容和次序、教学手段以及教学模式三个方面,提出了课程教学改革的详细思路。 关键词:晶体学;教学内容;教学手段;研讨式教学;教学改革 一、前言 《晶体学基础》课程是为地质学、材料科学、矿物学等专业学生在完成高等数学、普通化学和物理学等公共课程后而开设的一门专业基础课[1-4]。对于材料科学与工程专业的学生而言,《晶体学基础》课程中的晶体结构、晶体对称性、倒易点阵、晶体投影、晶体生长、晶体缺陷等晶体学基本知识,是进一步学习《X射线衍射》、《电子显微分析》、《材料科学基础》、《材料力学性能》以及《材料物理性能》等专业课程的基础[2]。在材料科学领域,调控材料的性能是人们追求的目标。如果一种材料的成分确定,那么它的电学、光学、磁学以及力学等性能将取决于材料的晶体结构类型和晶体中存在的缺陷特征(如杂质原子的浓度、位错密度和晶粒尺寸等)。因此,《晶体学基础》课程的基础知识不仅在材料科学与工程专业各门专业课程的教学中起到重要的作用,而且将对学生们将来的材料科学与工程实践起到重要的指导作用。 开设《晶体学基础》课程以前,北京航空航天大学材料科学与工程专业的晶体学教学计划主要安排在《材料科学基础》课程中,大约讲解4学时。另一方面,在《X射线衍射》和《电子显微分析》等专业课程教学过程中,过去通常要利用2~4学时来讲解布拉斐点阵、倒易点阵等晶体学知识。这使得部分晶体学知识被重复讲授,而一些重要的晶体学知识没有得到无法全面、系统和深入地讲解。基于以上原因,北京航空航天大学自2010年起对材料专业的本科2年级学生开设了《晶体学基础》课程。 通过过去几年的《晶体学基础》课程教学实践,学生们普遍反应对晶体学基础知识的理解更加全面和深入了,同时在学习与晶体学相关的其他材料专业课程时,也更加得心应手。但是,目前的晶体学教学中还存在以下3个主要问题。 1.晶体学涵盖的内容十分广泛,它是多个学科的重要基础课程,不同学科对于晶体学知识的侧重点有所差别。目前,国内《晶体学基础》的教材主要是面向地质和矿物专业而编写的[5],其包含的内容以及章节编排次序也是为了使地质和矿物专业学生更好地掌握相关晶体学知识而设计的。所以,现有教材的教学内容以及讲授次序并不完全适用于材料专业《晶体学基础》课程的教学。 2.《晶体学基础》课程中包含着很多晶体学基本概念,同时还有非常抽象的宏观和微观对称操作以及晶体的投影操作。在以往的晶体学教学过程中,主要借助一些静态的二维或者三维图片进行讲解,其表现力度有限,无法有效地使学生理解和掌握抽象的晶体学基本概念和理论。 3.在《晶体学基础》的授课形式上,过去主要以教师讲授为主,学生主动参与较少。仅仅通过教师对《晶体学基础》中复杂空间对称变换进行讲解,难以使学生深入理解晶体中对称特点、内部质点的堆积规律以及复杂的空间概念。同时,这样也不利于学生创造性思维和解决实际问题能力的培养。 由以上分析可见,现有的《晶体学基础》教学已经难以满足材料科学与工程专业学生培养目标的要求。因此,我们有必要对该课程的教学内容、教学手段和教学模式进行改革,以充分调动学生的学习积极性和主动性,提高学生的学习兴趣,使学生真正理解和掌握晶体学知识的精髓,为学生在将来的材料科学与工程实践中打下良好基础。 二、教学内容和讲授次序的改革 目前,本校《晶体学基础》的教学课时共32学时,与地质学和矿物学专业相比,总授课时间较少[3,4]。为了在有限的教学时间内讲授材料科学专业学生所必需掌握的晶体学基础知识,有必要将那些与材料科学专业相关性不大的内容进行删减。例如,晶体理想形态和晶体规则连生方面的内容对地质学和矿物学专业十分重要,但是对于材料专业学生来说,只需要在课程绪论中加以概述就能够满足本专业的教学要求了。同时,对于后续材料科学的其他专业课程将详细讲解的知识点,也可以进行适当删减,如晶体相变、晶体物理学等内容。另一方面,对于进一步学习材料专业其他课程而需要用到的一些重要晶体学基础知识,应该增加讲解内容的深度。例如,倒易点阵、吴氏网等基础知识对于分析材料的微观结构特征至关重要,但是,现有教材中的以上相关内容过于简单,无法满足材料专业学生的培养要求,所以,需要增加相关的授课内容。 教学内容的变更促使我们进一步思考授课内容编排的逻辑性。由于晶体学授课内容和侧重点发生了变化,所以,我们就不能按照现有教科书中针对地质和矿物专业的教学目的来安排授课次序,而应该按照材料专业对晶体学教学内容的要求,研究如何安排授课次序才能更有利于本专业学生由浅入深、循序渐进地学习相关晶体学基础知识。例如,在讲解晶体宏观对称性之前,有必要先讲解一些典型晶体结构的实例,以帮助学生形象地理解复杂的空间对称操作;将晶体的微观对称和空间群知识从原教材的第七章提前到第三章[5],使其与晶体宏观对称合并成晶体宏观和微观对称一章,这样有利于从宏观和微观相互联系的角度进行讲解;另外,倒易点阵知识应该从原教材的第一章后移到第四章,在讲解完晶体定向和晶体学符号之后,学生们熟练掌握了晶体正空间的晶面和晶向指数,此时讲授倒易点阵知识更有利于学生理解复杂的正空间和倒易空间的相互变换。 三、教学手段的改革 《晶体学基础》课程的难点是晶体宏观和微观对称、晶体的投影以及内部质点的堆积。除了采用传统的板书和二维图形对这些晶体学难点知识进行讲解以外,我们应该更加注重利用一些三维模型。例如,在讲解晶体的球面投影和吴氏网过程中,利用地球仪作为三维实物模型,能够更好地说明晶体的各个晶面在进行球面投影过程中的操作次序,以及解释如何利用吴氏网来计算晶面夹角。在讲解晶体的旋转对称时,可以利用一些特制的三维立体模型,形象地显示出不同轴次的旋转对称;另外,在讲解晶体的极射赤平投影时,可以针对一些具有特殊对称特点的宏观晶体,让学生自己动手制作相关的三维实物模型,通过观察各晶面的投影特点,加深对极射赤平投影知识的理解。 同时,为了使学生更加形象地把握各种对称变换特征和晶面投影规律,我们应该进一步利用三维多媒体软件,制作一些三维动画作为辅助教学手段[6]。这样能够通过三维旋转来观察晶体的宏观对称特点以及晶体结构中的质点(原子、分子或离子)位置,满足晶体宏观和微观对称要素及其操作等抽象教学内容的教学目的,使学生能够直观地观察不同宏观和微观对称操作的特点,从而加深对这些抽象晶体学概念的理解。 四、研讨式教学模式的改革 本校《晶体学基础》课程在开课初期的授课形式为大班整体授课,包括所有材料专业大二的学生(约150名)。由于听课学生人数较多,导致教师难以实时掌握学生的听课效果。故而,本校自2013年起对《晶体学基础》课程进行了“小班化”教学实验(每班70~80人),有效地提高了授课效果。但是,目前的教学模式基本上还是以教师的“填鸭式”教学方式为主要授课模式,学生缺乏学习的主动性,没有积极地思考问题。因此,应该实现教师和学生共同主导本课程的教学过程,通过师生之间以及学生之间“研讨式”的教学模式,使学生在研讨过程中理解和掌握《晶体学基础》的基本概念和抽象知识。针对每堂课的重点讲授内容,教师在课堂中提出相关问题,将学生分成若干小组,每组4~6人,在教师的引导下,通过学生之间反复讨论将复杂的晶体学问题进行逐步阐明,这样也有利于检验学生对每堂课知识的掌握情况。同时,将分组讨论的结果纳入平时成绩的考核体系,鼓励学生主动提出问题,并积极地通过讨论来相互启发,进而解决各个难点问题。 另外,师生应该充分利用本校在校园网上建立的晶体学课程中心平台。一方面,鼓励学生在网络上进行自由讨论,另一方面,让学生针对以上问题在课堂上以小组为单位进行发言和讨论。通过以上“研讨式”教学模式及时获得学生学习效果的反馈,从而调整讲课速度,提高学生的学习效果。 五、总结 《晶体学基础》是材料科学与工程专业的重要基础课程,应该按照材料科学专业学生应该掌握的晶体学知识,优化编排授课内容和次序,提高授课效果;利用三维晶体学动画模型,加深学生对晶体对称要素及其操作等复杂晶体学概念和理论的理解;建立“研讨式”教学模式,针对课程的重点和难点,提出学生课堂和课后研讨的主题,检验学生对授课内容的掌握情况,提高学生通过主动提问以及相互讨论而获取知识的能力,最终使学生更好地掌握材料科学专业必需的晶体学基础知识,培养学生分析问题和解决问题的能力。 材料科学与工程论文:金属材料科学与工程专业生产实习教学改革与探讨 摘要:生产实习是高校人才培养的重要环节之一,也是工程教育认证现场考察的重点环节之一。本文针对金属材料科学与工程专业生产实习中存在的问题,进行了教学改革的尝试,获得了良好的实习效果。 关键词:金属材料科学与工程专业;生产实习;教学改革 据统计,我国每年工科大学毕业生的数量居世界之首,但毕业生的质量却令人堪优。在工程教育认证新形势下,如何强化工程意识,培养解决复杂工程实践能力是高等工程教育中刻不容缓的事情之一[1-3]。生产实习的目的是将理论教学与企业生产密切结合,提高专业兴趣,扩宽专业认识,为同学即将选择考研专业和就业提供指导,培养同学专业工程实践和复杂工程实问题的解决能力。因此,生产实习承前启后至关重要。 目前尽管建立了众多的校外实习基地,但企业考虑到实习安全、生产效率、生产车间场地空间等问题,导致生产现场停留参观时间短。同时,车间噪音大,实习小组人数多,在“只许看,不许动”动的束缚下,实习变成了参观、走马观花[4,5]。因此,同学对生产设备、生产工艺过程的了解和认识浮浅,甚至是囫囵吞枣。在工程认证新形势下,探索教学模式改革将具有重要的意义。 一、生产实习教学改革 1.生产实习基地的选择。在市场经济和目前企业经济运行困难形式下,企业在生产活动中均把经济效益作为首要考虑因素,学生实习一般不会给企业带来直接的经济效益,反而可能会对工厂正常的生产秩序和安全造成或多或少的影响。因此,企业对接纳学生实习一般持消极态度,能安排学生实习时间和次数有限。同时,由于实习经费限制,对生产实习基地只能就近选择。因此,在实习经费和实习基地均有限的情况下,合理资源安排尤为重要。 (1)建立校外精习基地。所谓精习,选择典型的产品,熟悉零件的整个生产加工过程,既包括材质选择、进厂检测、生产设备型号、生产工艺制定、相关的性能检测与质量控制、产品的市场定位与销售情况、企业管理与企业文化。让同学以工程技术人员的角度去熟悉、分析产品零件图、加工工艺图、焊接工艺图等生产工艺过程。采用先课堂讲解(兴趣引导)―同学现场实习(感性认识)―课堂交流讨论(启发深入)―再次现场实习(理解领悟)―课堂讨论交流(融会贯通)的方式进行。 精习基地选择一是交通方便,便于学生多次实习往返,节省实习经费;二是精习基地要有独立功能产品或运动部件,既涵盖金属原料质量控制、加工成型(铸造、锻压、焊接、塑性成型、热处理中的一种或一种以上成型工艺)、质量检测、装配等工序。三是厂家积极配合,能提供产品生产图纸、生产和检测工艺文件、生产设备资料,并可接纳多次实习。 精习基地给同学一个全面系统的材料成型工程概念,让同学由浅入深,由表及里,归纳总结其工艺选择的理论依据、质量控制的方法,根据工况和经济性,选择零件热处理、耐磨、耐蚀处理方法,探索思考该产品生产质量提升空间,进而培养解决复杂工程实践问题的能力。 (2)建立校内精习基地。大学一般建有科技成果转化孵化器,既高校技产业园。虽然高校企业产业园的企业规模小,对生产实习来说,具有得天独厚的优势。辅助教学是高校产业园的职责之一,便于联系落实实习任务,时间安排灵活。二是交通便利,便于往返多次实习。另外,高校科研成果成功转化案例的学习,有助于激发同学学习的兴趣和激情,培养同学创业的意识。 (3)建立校外泛习基地。所谓泛习基地是指学生在企业实习1~2次,主要是让同学了解熟悉不同零部件的生产成型工艺过程,掌握金属零件不同的成型工艺,扩宽对产品生产加工视野。由于企业接纳实习时间的限制,同学对泛习基地的生产工艺过程难以深入的理解和贯通,因此指导老师的预先讲解、同学对企业相关产品、工艺的预先资料的收集、查阅和实习后现场答疑讲解是决定泛习基地实习效果的关键环节。 一般精习基地选择1~2个企业,每个小组安排3~4次进厂实习机会,每次实习0.5~1天。泛习基地安排4~6个企业,每个企业安排1~2次进厂实习机会,每次0.5~1天。精习基地、泛习基地实习时间和次数的安排,可根据企业生产工序、生产规模、设备开工使用情况灵活调整。 2.指导教师工程素养的培养。目前高校师资评聘过分依重科高层次科研项目和论文,忽视了高校教师的工程应用能力的培养和引导。同时,很多高校教学重课堂理论教学的考核与评价,轻工程实习的投入与考核。另外,实习现场环境工况复杂,指导生产实习不仅需要投入时间和精力多,还要求老师具有较好的身体素质。因此,要到达预期的生产实习效果,具有工程开发或企业工作背景的指导老师尤为重要。选择有经验的老教师带年轻教师,培养实习指导教师教学梯队,是完成实习的有效保障[6]。 指导教师到精习、泛习基地企业同技术人员交流座谈,预先调研、制定实习计划,收集编制实习报告。同时,做好预先动员,讲解和指导工作。这些工作已远远的超出了“教学工作量”所能体现出的工作量,需要指导老师相互合作,共同完成。指导教师工程背景培训需要学院、学校领导的重视和教学规章指导的引导。 3.教学模式改革。 (1)实习前沿。同学第一次到企业实习,带着对未来工作环境的憧憬,也充满了对企业的好奇与迷茫。愿望是美好的,但现实是残酷的。所选择的精习、泛习基地在企业规模、技术先进性、企业管理、车间环境等诸多方面可能差强人意,实习动员要预先化解同学心中的就业观与实习现实企业的落差,树立正确的择业观念,引导同学走进企业,培养兴趣,扩宽对专业的认识。同时,鼓励同学不仅带着眼睛去实习,更要带着脑子去思考,去发现问题,并运用所以理论,探讨解决实践工程问题的可行性。 (2)编写实习报告。指导教师根据安排企业实习时间、企业设备开工情况,修改、编写实习报告,避免同学实习报告流水账、抄袭雷同、言之无物。实习报告采用启发、讨论,研究与探讨的方式,引导同学对产品选材、成型工艺、质量控制、产品性能逐渐深入分析研究,将所学理论与产品加工制造工艺、技术相结合,培养同学解决复杂工程问题的能力。因此,实习报告的编写是针对精习基地、泛习基地有的放矢,引导同学在实习过程中抓住重点环节,透过实习产品,回归到理论的运用,将课堂理论与生产实践融汇贯通。 (3)实习考核。实习成绩的考核与评定是实习学风引导的指挥棒。同时,考评制度也影响下一级同学学风和实习态度。制定合理的实习考核办法是实习效果保障之一。一般从实习纪律(10%)、实习笔记(20%)、实习报告(40%)、实习答辩(30%)四个环节进行评价。实习笔记采用时抽查,即可可以监督同学,也可以及时了解同学实习掌握情况,合理的安排实习时间。实习答辩采用分组座谈式答辩,同学主动讲述和提问回答相结合,为同学进行理论的深化和梳理。 二、生产实习改革应用及效果 金属材料科学与工程专业生产实习教学计划3周15天,我们安排青岛扎克船用锅炉有限公司、青岛金海纳有限公司作为精习基地,莱钢锚链、青岛海立、城阳丰东热处理、潍坊丰东热处理、高密高锻5家公司作为泛习基地,其产品包括:船用锅炉、采煤机截齿、海上平台锚链、冰箱变频压缩机、活性屏离子氮化炉、压力机等。 实习参观公司按其产品成型工艺分,焊接成型:锅炉压力容器埋弧焊、CO2保护焊、氩弧焊、锚链闪光对焊、截齿钎焊。塑性成型:炉体的卷压成型、汽车壳体零件的板料冲压成型、锚链横档的热锻成型。铸造成型:压力机及其零件的砂型铸造、消失模铸造成型。机械加工成型:变频冰箱压缩机机械加工。板料和棒料下料:剪板机下料(≤8mm)、火焰和等离子气割,棒材和管材的带锯切割下料。此外还涉及热处理工艺:截齿的感应淬火、渗碳淬火、离子氮化、气体氮化及其喷丸、喷砂除锈预处理工艺。按检测方式可以分为探伤检测:压力容器X射线探伤、着色探伤和锚链超声探伤。力学性能检测:锅炉焊缝的拉伸试验、冲击实验。产品性能检测:锅炉的水压检测、变频压缩机噪声检测。锅炉材料和锚链材料的元素检测分析。从实习内容看涉及了本科课程中的金属材料学、材料的力学性能、成型原理与工艺、热处理工艺与装备、无损检测等课程。 学生在实习过程中,经过与指导老师、企业技术人员互动,在实习报告的引导下,通过课堂探讨交流,能够积极主动地完成各项实习任务,实习效果良好。另一方面,生产实习企业与学生获得了互相认可,既企业在进行安全教育的同时,也给同学做了下一年度的招聘需求,同学可以带着企业的技术问题在企业完成本科毕业设计,促进了学生的就业工作。 三、结论 在新的工程认证形势下,通过学校、教师、学生、企业多层次全方位的精习基地、泛习基地建设、实习指导报告的引导、实习指导教师队伍的形成,探索培养养具有解决复杂工程问题的工程技术人才新的生产实习改革正在付诸实施并初显效果。 材料科学与工程论文:航空航天方向材料科学与工程专业英语教学改革 摘要:通过对航空航天材料专业英语教材、课堂教学内容与方法的改革与优化,培养学生具有较强的专业文献的阅读能力,进一步提高学生的听、说、写、译能力,使学生能够熟练应用英语交流、获取知识。同时促进学生掌握良好的语言学习方法,提高文化素养,以适应社会发展和航空航天技术进步的需要。 关键词:航空航天材料;专业英语;教学;改革 航空航天材料是指飞行器及其动力装置、附件、仪表所用的各类材料,是航空航天工程技术发展的决定性因素之一,也是材料科学中富有开拓性的一个分支。飞行器及其装置的设计,不断地向材料工程提出新的课题,推动了航空航天材料科学的进步。各种先进材料的出现也为飞行器及其装置的设计提供更多的可设计性,极大地促进了航空航天技术的发展。因此,先进航空航天材料的开发、研究与应用反映了一个国家的工业水平与航空航天技术,关系到一个国家的综合实力与国际影响力。因此,各国都把先进材料的研究和开发放在重要地位。尽管我国近年来在航空航天材料的研发方面取得了巨大进展,但仍然与发达国家存在较大的差距。因此,需要不断学习和引进国外的先进技术和经验。而国外相关资料都是英文出版,这就需要航空航天材料方向的学生具有较高的材料科学与工程专业英语的听、说、读、写能力,以完成获取专业所需信息等任务。 材料科学与工程专业英语是一门语言应用与材料专业知识紧密结合的课程。它不但涉及英语科技文体的语法特征和材料专业技术文献的语言特点,而且涉及一定的专业技术内容及科技信息交流。课程目标是培养学生具有较强的专业文献的阅读能力,进一步提高学生的听、说、写、译能力,使学生能够熟练应用英语交流、获取知识。同时促进学生掌握良好的语言学习方法,提高文化素养,以适应社会发展和航空航天技术进步的需要。课程的教学目标是:掌握一定量的与材料科学与工程专业有关的常用单词和常用词组,并掌握一定的构词法知识,具有识别生词的能力,能顺利阅读专业相关的英文原版教科书、参考书及专业论文。但现行的教学模式在教学管理与培养方式中存在许多问题亟待解决,目前也没有针对航空航天方向的材料科学与工程专业英语教材。因此,迫切需要完善教学内容,优化教学方式,改编教材,以全面提高材料科学与工程专业英语的教学质量。 一、改编现有专业教材,扩展学生专业视野 浏览现有大部分的《材料科学与工程专业英语》教材可发现,内容基本是《材料科学概论》或《材料科学基础》的英文版本的改编,实际是英文版的专业教材,不具专业英语教材特点。而且教材内容的更新速度慢,与国际上材料科学的快速发展不相适应,学生阅读起来单调、枯燥。因此,在现有教材的基础上,急需编写新版实用性教材。新版教材需兼顾英语的语法特点和材料专业技术知识,既强调专业基础理论知识又涵盖国际研究前沿趋势。 从提高学生的听、说、读、写及翻译的综合能力着手,按照从难到易的教材内容顺序,突出航空航天行业背景及新技术特点,完成《材料科学与工程专业外语》教材的设计与撰写。从教材章节编排上,按照先介绍语言知识后介绍材料专业的顺序布局。可以在开始的章节介绍科技英语的构词、语法的特点以及专业学术文章的撰写规则。随后的几个章节,简单介绍材料的基础理论知识,学生可以结合以前学习的材料专业知识进行这部分的学习。目的是给学生介绍英文专业词汇,让学生逐渐熟悉专业英语的阅读。随后,在材料学的专业知识内容上,结合专业基础课程,着重介绍和航空航天技术紧密相关的材料研究内容,例如飞机结构复合材料、高温材料、隐身材料、非晶材料、太阳能材料等。同时,为了进一步提高学生阅读和理解专业文献资料的能力,提高学生从专业文献中获取重要信息和跟踪学术研究前沿的能力,教材还可以向学生介绍利用互联网站和相关的学术期刊网站获取最新专业文献的方法。并且,从材料专业高质量的国际期刊上精心选取一些难度适中的综述性和研究型的论文作为课堂教学内容。由于这些论文内容新颖且紧密跟踪本领域的研究前沿,学生也易于接受。这样,既提高了教学效果,也使学生对专业英语的重要性有了更深地认识和理解。 二、丰富课堂教学内容,夯实学生基本功 调研各高校材料专业的本科生教学计划,发现专业英语课程设置在第七至第八学期,大四学生对英语学习逐渐变得陌生,如果直接面对专业英语的学习,势必会造成学生学习的困难。因此,教师除了教授教材的内容外,可以适当拓展相关内容的英语学习,提高学生的学习兴趣。 从知识结构设置上,可以根据学生毕业后学习、就业及工作的实际需要,突出对学生专业英语实际应用能力的培养和训练。为了突出实际应用能力培养及常用交流,可按照先读后写,先听后说的思路,来对学生进行专业英语实际应用能力的训练。通过由学习模仿到实际应用的教学模式,重点培养撰写英文摘要、写推荐信、求职信、会议常用发言以及模拟求职对话等能力。除此而外,还可以就学生即将面临的毕业设计论文撰写,展开介绍和讲评。“学以致用”,而实际应用是学生学习的动力。学生一旦体会到能从专业外语的学习中获益,便会提高学习的积极性,促进专业英语的教学。 为了增加教学内容的趣味性,在实际教学过程中增加一些与课文内容相关的最新外文视频。材料科学与工程是一个大专业,其中又有金属材料、高分子材料及陶瓷材料等二级专业,因此除了完成教材的教学内容外,还应针对不同专业分门别类地介绍材料的最新的实际应用。介绍时,可以从互联网上搜索最新的文字资料,也可以搜索最新的视频资料,其中视频资料更生动,因此受到学生们的欢迎。比如在讲解金属材料和复合材料时,可以给学生播放波音、空客等制造飞机发动机及机身结构的最新技术视频。还可以通过播放如太阳能电池、风力发电技术及3D打印技术等视频,加深学生对陶瓷材料、功能材料及复合材料在新能源及新技术领域的应用认识。因此,通过利用多媒体技术的视频资料,不但可以提高学生的英语听力,扩充学生的词汇量,还可以使学生在轻松的学习氛围中了解相关技术的应用前沿,深化在学生对航空航天材料科学与工程的认识。 三、改革课堂教学方法,提高课堂教学质量 材料专业英语是一种正规的书面体,专业词汇多词形复杂、句子长,且与专业知识结合紧密,相对于基础英语来说,缺少文学作品中的韵律、节奏感,读起来抽象、枯燥,造成教师讲授、学生学习的兴趣不高。如果采用传统的专业课程的讲课为主的教学方法,势必不能有良好的教学效果。因此,应该结合英语课堂教学和专业课的教学特点,采取多元化的教学方法,对学生进行课堂教学。 可以采取英语课堂的教学,让学生随堂朗读教材内容,学生在读的过程中,既熟悉了教材内容,又对英语的“说”有提高。随后,对学生进行分组,讨论分析教材内容,或者也可以提出一个小话题,学生可进行问题的分析并提出解决方案。这样,既提高了学生的英语口语技能,也加强了学生分析专业问题的能力。课后布置适量的课后翻译作业,可以是对教材内容的翻译也可以是对课堂增补内容的翻译,通过英汉互译的环节,巩固课堂教学内容。在课程结束前,还可以穿插学生就自己的毕业设计方向,做一个简短的英文讲座,既可以对课堂教学效果进行测试,也可以提高同学们的口头表达能力,增加同学们英语交流的信心。 在进行课堂教学的时候,如前所述,可以围绕课堂教学时的内容,充分利用互联网技术,为学生补充国际上航空航天材料的最新研究成果和先进的应用实例,可以是文字资料也可以是视频文件的学习。进行文字资料的学习时,可以采用先朗读后分析、翻译的方法,逐步分解。进行视频资料的学习时,教师应提前将语音资料转换成文本资料,课堂上可以进行边视听边进行讲解,让学生在愉快的氛围中进行学习,进而达到良好的课堂效果。 四、结语 我国航空航天技术的发展对航空航天材料的研究提出更高要求。航空航天材料的研究人员必须及时关注国际发展,密切和国外学术交流,才能保障材料领域的不断进步,这就对科技人员的专业英语要求也不断提高。因此,通过对航空航天材料专业英语教材、课堂教学内容与方法的改革与优化,来全面培养学生的读、听、说、写、译的综合能力,增强学生的国际竞争力,为航空航天材料技术领域输送优秀人才。 材料科学与工程论文:化工材料科学与工程的发展现状及趋势研究 【摘 要】随着社会不断进步,化工生产备受关注,化工生产为社会发展提供相应的材料,是社会工程建设中的重点内容。化工材料科学与工程研究是化工生产中的重点内容,本文对化工材料科学与工程的发展现状进行分析,针对其中存在的问题,提出促进化工材料科学与工程发展的对策,并对未来社会发展的化工材料科学趋势演变进行畅想。希望相关的研究能够促进我国化工产业的发展。 【关键词】化工材料科学与工程 发展现状 趋势分析 研究 化工材料科学与工程是社会经济发展的主要驱动力之一,同时能够带动信息技术与生物技术的发展。在以科学技术为主导的当今社会中,无论是高校中还是化工企业中,都需要培养化工材料科学与工程的专业人才,创新材料科学与工程的发展。从化工材料科学与工程的发展中找寻其中存在的问题,以便于后期的工程技术研发。 1 化工材料科学与工程的发展现状分析 1.1 化工材料科学与工程的发展历程 化工材料科学与工程的从个个单一分来的学术系统中,逐渐实现走向了科学之间的相互融合。在社会发展的进程中,材料科学的应用与社会建设步伐息息相关。单一化的材料科学发展不能适应社会发展需求,各个材料学科之间应该实现相互交叉、渗透、移植,从细分最终走向综合化的发展。在20世纪40年代,基础科学与工程之间的相互渗透较差,固体物理学与材料工程学之间的互不融合。从60年代起,材料科学与工程学能够实现交互,材料科学与材料工程之间的大部分内涵能够实现重叠,化工材料科学与工程得到了教育界的广泛认可[1]。 1.2 化工材料科学与工程在教育界的发展 化工材料科学与工程是高校教育中的重点内容,该门学科经过多变的研究与演变,衍生出中诸多的子学科。以美国麻省理工学院材料学科专业演变为例,与化工材料科学与工程相关的专业课程有:地质与采矿工程、采矿与冶金、冶金与材料科学等。欧美等国家将在材料教育方面的认识比较深,将很多高校中的冶金、陶瓷、电子材料等科目统称为材料,材料教学内容逐渐扩大,应用到社会建设中的诸多领域中。目前,我国重点高校相继设立材料科学与工程学院,针对于化工方面的教学改革,在原设置专业的基础上,补充了非金属的工程材料的内容。化工材料科学与工程的发展能够打破原专业设置的界限,加强专业间的渗透和联系,教学内容实现了更新。截止至2003年7月份,具备材料科学与工程的院校占据我国的高校的总数的34%。化工材料科学与工程的教学逐渐展现出了新思路[2]。 2 化工材料科学与工程的发展趋势 2.1 化工材料科学与工程教学中创新性人才培养 化工材料科学与工程的发展,以来社会化工企业的技术研发还远远不够,为了更好的促进化工材料科学的发展,在未来的科技社会中,化工材料科学与工程还需要与教育实现紧密结合。促进化工新材料的研发与应用,需要在高校中培养优秀的材料科学人才,与社会高精尖材料研发机构构成联动机制。对于材料科学的人才培养要求极为严格,一方面需要学生具有较好的结构力学基础,另一方面还要向学生传授学生微系统、纳系统、生物系统。同时还需要进行材料结构、性能、工艺等工程的研究,以计算机技术进行材料科学的模拟研发。高校能够为社会输送创新性的人才,是社会化工企业实现稳步发展的关键。创新性人才的能够促进化工新材料的研发,保障化工材料领域更新[3]。 2.2 化工新材料的研发 在科技信息不断发展的当今社会中,对于化工材料的研发技术越来越先进,我国化工材料科学与工程的未来发展,需要与科技信息技术相互融合,研发出具有更多功能的化工新材料。这些新材料的研发与应用能够在传统材料的优势基础上,为人们的生活提供更多的便利。 2.2.1 纤维材料 化工新材料“十三五”发展规划在即,很多具有高技术含量、高价值知识密集和技术密集的新型材料,在社会建设中能够发挥出无线的潜力。这些新材料与传统的材料相比,在质量上更加的轻便,在性能上的更加的好,在功能上更加的强大,附加值更加的高。那么何为化工新材料,化工新材料是指一些包含高性能纤维复核材料,这些才能够在国防军工、航空航天、新能源及高科技产业中应用广泛,同时化工新材料在建筑、通信、机械、环保以及海洋开发中用途更大。有专家指出,全球纤产量在近十年内的长幅为3%,而高性能的纤维在全球范围内产量增长能够达到30%,也就是说,在未来的几年间是高性能纤维发展的黄金期[4]。 2.2.2 聚酰亚胺 有机高分子材料也是化工新材料的另一类,与传统的高分子材料相比,聚酰亚胺的综合性比较强,特点突出。聚酰亚胺作为一种特种工程材料,已广泛应用在航空、航天、微电子、分离膜、纳米、液晶、激光等领域。在物理性质上,耐高温达 400℃以上,长期使用温度范围-200~300℃,熔点特征不明显。并且该种材料绝缘性能极高。通常情况下,103赫下介电常数为4.0;在化学性质上,聚酰亚胺可以被分为脂肪族、芳香族、半芳香族聚酰亚胺三种。聚酰亚胺,因其在性能和合成方面的突出特点,不论是作为结构材料或是作为功能性材料,其在微电子领域发挥着重要的作用。 3 结语 综上所述,化工材料科学与工程化工研发领域中的重点内容,提升对于化工材料科学与工程的研发,能够有效的促进化工领域发展。本文对化工材料科学与工程的发展现状进行分析,与社会发展趋势相互结合,研究其在未来的发展方向。在未来,需要对化工材料科学与工程教学中进行创新性人才培养,鼓励化工新材料的研发,实现科技创造未来。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业的实验室教学地位思考 [摘要]站在一级学科专业角度理解“材料科学与工程”实践教学的含义,剖析目前我国高等学校本科实验室在实践教学方面存在的问题。提出高等学校的实践教学应该以培养大学生科学实验及工程实践的能力为目的,以传授科学发现的实验方法、研究手段以及工艺技术为任务,并在认知学科知识、掌握专业技能基础上实现大学生创新能力的培养;实验室应该是完成实践教学任务的主要基地,实验室建设应该是高校实践教学基地建设的落脚点与主要方向。 [关键词]实验室;实践教学;工程实践能力;人才培养 0引言 “材料科学与工程”专业是一级学科专业,深刻理解专业内涵,是保证实现专业人才培养目标的关键。从培养专业人才的角度,专业教学自然包括学科理论知识与专业实践能力协调统一的两个部分。如何进行专业实践能力的培养是高校普遍关注的问题,也是目前高校教育工作者的重点研究课题[15]。伴随国家对教育的重视和大量投入,用于培养学生实践能力的基础设施得到完善。然而,这并不意味着专业实践能力培养的问题得到解决,恰恰相反,社会要求高校改革实践教学模式,培养高素质工程实践能力人才的呼声日益强烈。深刻思考高校实践教学现状,目光聚焦教学实验室,高校教学实验室的性质、作用与地位值得再审视。高校教学实验室的建设方向对高校实践教学模式改革的影响作用值得探究。 1从“材料科学与工程”的学科内涵理解专业实践教学的涵义“材料科学与工程”学科是研究有关材料成分/结构、制备/合成、性能和使用效能及其关系的科学技术与生产。对此,材料科学与工程专业的基本教育要面向学科的要素,自然科学知识与工程技术知识应该是构成知识结构的主要方面。就理论教学而言,要以系统的知识学习和综合思考能力培养为主,强调宽厚的基础、学科知识横向与纵向间的联系。理论教学的核心任务,就是培养专业理论素质。实践教学不应该仅是理论的再现和简单证明,而是强调理论在应用中的相关性和综合性,同时引导和激发学生走向科学研究和工程实践的起点。实践教学的任务和目的就是培养大学生获取科学知识的能力与工程实践的能力。基于此,确立了高校实践教学改革以及实践教学基地建设的方向。高校教学实验室是完成实践教学任务,实施学生工程实践能力培养计划的主体,高校实践教学改革以及实践教学基地建设的对象是教学实验室(以下简称实验室)。 2我国材料科学与工程专业教育的发展现状对实践教学的要求2.1重视宽口径材料类人才的培养 材料类型已经覆盖了金属材料、无机非金属以及高分子材料材料工程方面,覆盖了金属的成型与加工、无机非金属工程、高分子材料工程以及冶金工程等。材料科学与工程专业的实践教学应该与此对应,重视宽口径的科学研究和工程实践能力的培养[3]。 实际上,在专业人材培养过程中,各个学校依据自身条件和发展定位而限定“宽口径”的“度”,即办学特色。由此,也决定了“宽口径的科学研究和工程实践能力的培养”的实践教学内涵对于每个学校来讲是有一定限度的。实验室对于实现“宽口径”的科学研究和工程实践能力的培养目的具有了可行性。 2.2培养模式由“专业培养”向“学科培养”方向发展各教学环节的学科性特点日益突出:在课程设置上,普遍注重学科式课程,专业课程已从中心地位转向了载体地位;在课程内容上,围绕学科发展和技术进步,培养学生适应社会科技发展的大方向。实践教学与学科性内容的关联性日益紧密[4]。例如,大功率X射线衍射仪、透射电子显微镜等高、精、尖设备大量向本科教学开放;普遍提倡本科生低年级开始进入科研团队,参与导师的科研工作;毕业论文或设计题目普遍要求真题真做。实验室对于实现宽口径的科学研究和工程实践能力的培养的有效性日益彰显。宽口径的科学研究与工程实践能力培养的主体地位也日益凸显。 2.3实践教学方面的投入由基础转向专业 伴随国家对教育的重视和大量投入,培养学生实践能力的基础设施得到完善,学生的实际操作动手水平、分析和解决问题的能力得到了明显的提高。以天津理工大学为例,在经历“十五”、“十一五”基础实验室专项投资建设基础上,投资0.24亿元进行了“十二五”建设,以学科与专业综合建设作为重点,加强教学科研创新平台以及人才培养质量建设。实践教学方面的投入已由基础转向专业,投入的趋向突显学科性。科学研究和工程实践能力的培养越来越可以立足于实验室。 2.4材料科学与材料工程相结合的综合性人才的培养日益受到重视随着社会的发展及国际竞争日趋激烈,社会对材料研究专门人才的需求淡化了材料科学与材料工程的概念,对材料科学与材料工程相结合综合性人才的需求增加。 伴随专业教学内容学科化、综合化,实践性更强,探索性更强。以专业认识实习或企业化的现场实践为实施方式的教学模式呈现出不适应性。实验室建设作为学校教学改革的重要部分,其建设易于朝向保障实现材料科学与材料工程相结合的综合性人才培养目标发展。从高校的性质与任务、高校实验室建设的目的,以及从现实条件来看都是符合逻辑的。 3高等学校实验室实践教学现状的思考与改革措施3.1高等学校实验室实践教学现状的思考 1) 以科学实验教学涵盖实践教学。实验室的实践教学过于强调学科性:教学内容突出学科化,教学方式强调科学探索。与此对应,用于实践教学的投资趋向于科学研究设备。实验设备现代化、高精尖化以及专门化。这种实践教学现状使科学探索深度不断加大,基础实践能力逐渐淡化。虽然对教师与大学生双方的科学素质要求越来越严格,但基本技术的实际操控能力越来越弱化。如果以宽口径的科学研究与工程实践能力的培养标准来衡量高等学校实验室的实践教学,对学生工程实践能力的培养会被弱化。 从材料测试分析方法的课程教学来讲,由于侧重电子探针、原子探针等现代分析手段,材料成分分析最基础的化学分析方法被淡化,而化学分析方法是工程实际中测定钢平均成分的基本方法。大学生就业主体还在企业,仍面向工程实际。大学教育,特别是工科的大学教育,工程知识的教学偏弱,大学生就业难,社会接受度低,这些也是需要考虑在内的客观原因。 另外,先进科研手段层出不穷,先进工程技术不断发展。在先进科技面前,面对高精尖、高价值科技手段,存在看得见却摸不得的客观现实。不能上手,实践能力无从培养。 除此之外,在科技飞速发展的今天,要求大学生群体在一个相对较短的、确定的时间段内了解新的科学研究方法,培养出相适应的科学研究能力,是不可能的,也是不可行的。 2) 实验室实践教学存在明显的教学实验性。高等学校实验室的实践教学受传统的思想影响,实验教学依课程开设,且在内容上注重理论知识的验证,正所谓教学实验,而非实验教学。而且,在实验教学内容中对科学发现的历史缺乏重视。科学发现的历史,不仅在于体现知识体系的形成过程,有助于学生更好地理解、掌握知识,而且在于展现了探究科学的思想方法、在探究科学问题中所采用的技术手段以及技术手段的选择使用、改进与发展的过程,这些恰恰表现的是工程实践的核心内容。 在实验教学形式上,所谓基础性、设计性及综合性实验的划分,多是从实验内容的量、涉及知识性的面及工作难度角度,而非从实验教学的内涵上来考虑。项目之间相互独立,缺乏系统性,且实验项目在内容设置上重复现象严重;实践教学在培养学生创新意识、专业实验能力及科学研究基本能力方面的主体地位与作用上没有有效体现;学生创新意识不能得到有效激发;教学过程未能切实体现以学生为本、学为主体的教育理念。 传统的实验室教学模式不适应宽口径的科学研究与工程实践能力的培养这一实践教学的内涵,实验室教学的实质作用未有效体现。 3) 高校实验室教学的优势尚待发挥且不能与工程实践相协调。按照传统观念,实验室的实践教学注重科学理论相关的工作。在此观念下,设立的实验室多属于科学实验型实验室,而非工程实践基地。为弥补这一不足,高校多致力于建设校外工程实践基地,使本属于学校自身的实践教学体系,被分成校内的实验室实践教学与校外的工程实践教学两部分,使得科学研究和工程实践能力的培养出现脱节,不能协调统一。 校外实践基地的建设有效支撑高校实践教学。因而,许多高校大力建设校外产学研基地,实施“卓越工程师”培养计划等。在“十二五”期间,天津市投资了4.25亿元用于实施卓越人才教育培养计划,建设10个可共享的工程实践教育中心。在实践中发现,所谓工程实践基地实践教学的内容与形式偏向工程,一定程度上弱化实践教学的科学研究与工程实践能力的协调统一,对材料科学与材料工程相结合的综合性人才培养目标的实现具有一定局限性。同样,工程实践基地建设为适应科技飞速发展的现实,满足大学生群体在一个相对较短的、确定的时间段内掌握不断涌现的新的科学技术是不可能的,也是不可行的。另外,由于企业客观现实的限制,校外产学研基地的工程实践教学效果确实大打折扣。况且,在信息交流高度发展的今天,是否需要花大力气建设校外产学研基地以完成工程实践教学是一个值得商榷的问题。 3.2高等学校实验室实践教学改革措施 1) 提高对实验室工作重要性的认识。高等学校实验室是学生实践能力培养及实施工程素质教育的重要场所,保证教学质量及实现人才培养目标的重要基地。党的十八届五中全会已经明确,内涵发展、提升教育教学质量是“十三五” 高等学校改革的核心。必须树立以学生为本,实施知识传授、能力培养、素质提高协调发展的实验教学观念,提高实验教学对培养创新型人才重要性的认识,深化实验教学改革,支撑教育教学质量的提升。 2) 加强实验室建设,深化实验教学改革。首先,通过管理体制创新,实现实验室的角色转换。高等学校实验室建设,要以深化改革现有实验教学体系和管理体制为核心。通过体制创新,打通实验教学与理论教学的教师身份界限,在建立起满足实验教学需要的高素质实验教学队伍基础上,形成设备先进、资源共享与开放服务的实验教学环境,提高实验教学水平,支持实践教学质量的提升,使实验室真正成为实施实践教学任务的主要基地。 其次,通过理念创新,打通科学研究与教学实践之间的界垒,有效地实现教研相长,培养了学生的实践能力。通过理念创新,形成科学研究与教学实践协调一致、科研研究室与教学实验室协调统一的机制,实现教研相长。学术性的教学模式,打通了科研研究验室与教学实验室的管理界垒,专业教学任务由团队协调处理,应该是一个积极的探索。 4结束语 实践教学改革是高校特别是工科院校教育改革的重要部分。实践教学改革是保障学校培养满足社会发展需要的,科学发现与工程实践能力相结合的综合性人才的重要支撑。从高等教育发展面临的形势要求、高校的性质与任务,以及学科专业建设内涵与发展方向的逻辑出发,高校实验室应该培养大学生获取科学知识能力与工程实践能力的能力。借助体制创新,使实验室真正成为实施实践教学任务的核心载体。教育者应通过理念创新,打通科学研究与教学实践之间的界垒,使实验室真正成为学生获取科学知识与进行工程实践能力培养的主要基地。 材料科学与工程论文:读议练课堂模式在《材料科学与工程基础》中的应用 摘要:以我校《材料科学与工程基础》课程为例,介绍了读议练课堂教学模式的实施过程与效果。通过“读”的实施强化学生对相应知识点的深入理解,并充分结合利用教师提供学习资源和网络资源,开拓学生视野;通过“议”的实施,充分开展知识点的讨论,通过团队合作合理分工,同时强化师生网络互动和课堂互动,加深理解;通过“练”的实施,提高感性认知,强化实践知识和能力。通过两学年的实践,实施效果较好,同时提出相应存在的问题,供同行参考。 关键词:课堂教学模式;材料科学与工程;结构教学法;阅读;讨论 一、前言 “读、议、练”课堂教学模式是指运用“启、读、议、讲、记、练、结”结构教学法,充分发挥教师的主导作用和学生的主体地位,通过教师的组织、引导、帮助和促进,使学生主动探索,充分利用各渠道的学习资源,积极参加课堂讨论,在头脑中对相应专业知识形成整体化,并学会运用,从而提高教学质量,提升教学效果。《材料科学与工程基础》课程是我校高分子材料科学与工程专业的专业核心基础课程,该课程作为该专业的学位课程,旨在使学生开始接触材料科学,树立科学的材料观和专业认知,通过“读、议、练”课程教学建设,突出学生在学习中的作用,构建有利于学生自主学习和师生互动的教学模式,一定程度上提升了学生学习效果。 二、“读、议、练”教学模式的实施过程 1.“读”的实施及评价。通过为学生指定相关参考书籍和促使学生充分利用网络资源,将精读、课外必读和浏览泛读相结合,掌握和了解不同层次的专业知识内容和最新前沿进展。具体本课程,为学生指定了6份参考资料,有选择性地指定内容,要求精读15万字和泛读53万字,使学生掌握材料科学基础知识和材料科学领域进展知识。将阅读材料分四次结合课程进度告知学生,并指导学生有效阅读,大部分阅读资料均以数字资源形式放在网络教学平台中共享,为学生阅读提供条件。同时每次阅读要求学生反馈阅读报告以督促学生进行有效阅读。在课程的网站上公布读的要求与评分标准:每位同学要充分利用指定的相关参考书籍和丰富的网络资源,将精读、课外必读和浏览泛读相结合,掌握和了解不同层次的专业知识内容和最新前沿进展。 在实施有效的阅读之后,要求撰写相应的读书报告。(1)精读材料1:第1章,阅读1~8页,写出500字的理解。第2章,阅读9~10页和第3章,阅读30~68页。写出800字以上的阅读报告。第4章,阅读,写出800字以上的阅读报告。(2)阅读材料2:泛读至少10万字。阅读材料3:泛读至少20万字。以上两材料在阅读后撰写主题为“我眼中材料的发展未来”的小论文一篇,不少于1000字。(3)阅读材料4:泛读至少10万字。阅读材料5:泛读至少8万字。阅读材料6:泛读至少5万字。以上三材料在阅读后,促进对教材内容的理解,补充对材料性能的学习和掌握。撰写主题为“我最关注的材料性能”的小论文一篇,不少于800字。从众多性能中选择1~2种进行阐述,要求有理有据。“读”材料的过程主要在课后完成,评价学生学习情况主要根据所提交的读书报告。五份读书报告,每份总分20分进行评价,纳入期末综合考核。 2.“议”的实施及评价。在本课程中开展了三次课堂讨论,通过分组,全班学生均有效参与。讨论主题既结合上述“读”的内容,也要求学生能利用网络资源充分思考和搜索。同时,主题讨论不仅限于课堂,还在网络上继续进行相关关注的知识进行答疑、讨论、互动。在网络课堂公布的“议”的实施要求与评价方法如下:“议”的过程由课前准备、课堂讨论和课后总结三部分进行实施。(1)成立学习小组进行实施:固定4~5人/小组。(2)课前准备。每个讨论主题中有6个问题,全班每位同学课前通过阅读教材、所提供的阅读材料或互联网资源等的学习,在课程的“答疑讨论”模块中的相应主题贴中提交“回复”对问题的理解。(3)每次提前指定三个小组在讨论课上进行讨论。①第1小组负责问题1和问题2,第2小组负责问题3和问题4,第3小组负责问题5和问题6。②要求每个小组成员进行合理分工。要求1人在课堂上进行对问题的解答和相关知识点的介绍(准备PPT)。至少1人,根据相关知识点提出3个问题供大家回答与讨论。至少1人,回答其他同学关于该主题的提问。至少1人通过文字和照片等对全程进行记录,并整理课堂讨论的结果。(4)课后撰写讨论总结。要求每小组提交一份讨论实施总结,内容包括实施情况说明、讨论情况整理、总结与体会。内容不少于1000字。“议”的评分分课前准备、课堂评述讨论和课后总结三部分,课前准备100分,课堂200分,课后总结提交200分。其中,课前准备部分,只要分工明确,每位同学积极参与,均给基本分50分;另50分根据网络课堂同学提交的回贴进行给分。课堂评述讨论,根据所提交的介绍PPT、课堂介绍情况、提问、解答、记录等综合给分,也将根据所讨论内容其他同学的响应情况进行加分。课后总结部分根据所提交的讨论总结和过程资料完整性进行评价。 3.“练”的实施。“练”的过程包括课堂练习与课后练习两方面。在课堂上进行口头回答,促使学生现场思考;课后则将书面练习和实验操作相结合:偏理论知识的理解通过书面练习,加深理解;同时将可以在实验室展现的材料科学知识让学生进行实验操作,促进学生的感性认识,提升学生兴趣。本课程安排四次综合性作业,涉及“收集身边的三大类材料”、“材料微观结构的玄妙”、“如何有效地描述材料的使用性能”、“高分子材料的优异特性”四个主题,四个项目式作业的实施,使学生能够了解材料、深入材料、感知材料并对材料保持高度的探索欲望。 三、“读、议、练”教学模式的实施效果 从两学年的课程建设和实施经验来看,通过“读、议、练”的过程确实能让学生在课外忙起来,并且对于比较认真的学生在此过程中也实现了比较大的收获。从学生期末考核成绩来看,学生对于基本知识的掌握也有所提高,尤其是对于本课程中材料的大概念和总体情况了解更加准确和深入。从与学生的私下交流、期中教学检查以及学生的读书报告的反馈来看,大部分学生,尤其是学习认真的学生非常欢迎和接受这种形式,学习的效果也比较好。具体体现在以下三个方面。 1.大大提升学生学习过程的参与度。上述组织实施,全班同学都有参与,其中大部分学生能积极主动地参与,下表为网络课程的访问数据统计情况。具体可访问杭州师范大学教务处网络教学平台。通过表中数据可知,所有学生都有参与“读、议、练”的过程,且参与程度很高。 2.学习时间和空间的充分拓展。在本项目中“读、议、练”的实施,课程网站的充分利用,充分拓展了学生学习的时间和空间,不局限到课堂的时间和教室中与教师的面对面。 3.师生互动的增强。通过网络课堂、学习读书报告、讨论总结、练的总结报告等,教师除了“议”过程中在课堂上提高与学生的互动性外,也在评阅与讨论中进行评价与反馈。同时,广泛的学生思路宽泛,四面开花,有效促进教与学的互动,使教师也能从教中得到知识的提升。 四、项目实施存在的问题和改进策略 本项目的实施也是对“读、议、练”课程形式的一次探索,因缺乏经验,在实施过程之中也存在以下一些问题,有待改进。 1.读书报告和学生总结报告的形式和内容不够规范。本项目实施过程初期,考虑不够周全,未对读书报告和学生总结报告的形式和内容进行明确和详细的要求,从而导致最后学生提交上来的比较随意。 2.“议”的主题选择可更多样化,学生“议”的准备要更充分。“议”的过程重点在于主题的选择,本项目的实施过程中充分进行了思考,使每个主题确定了6个问题,而对于每组学生而言,涉及的问题中既有基本概念的问题,也有在书本上无现成答案的扩展性问题。但在后续项目的实施过程中,主题的选择需进一步多样化。同时,在“议”的过程中,有部分学生准备得不够充分,以至于在讲台上介绍时讲不清,使讨论无法高效进行。应当想策略使学生更重视准备。 3.学生工作量不够均衡,尤其是“议”的过程。在项目的过程中发现学生工作量不够均衡,对于一些比较认真的学生投入明显比其他课程多一些精力,收获自然也大。但也有混水摸鱼、滥竽充数者,尤其是“议”的过程,虽然已考虑到这个问题,尽量合理地进行了分工,但实施过程中根据学生的主动性差异,其工作量体现较大差异。应当想法鼓励学生更加主动地进行准备。 4.教师工作量过大,没有充分的准备,有点力不从心。项目实施中通过“读、议、练”的各过程确实提升了学生的工作量,让学生“忙”了起来,但随之而来的对教师而言,工作量增加了很多。本项目实施过程中,仅读书报告的评阅和修改,每位学生5份报告,每份各异,教师阅读起来的工作量就非常大。而“议”的过程中,为要求每位学生的积极参与,要求每位学生在网络课堂提交讨论发言,每个主题有6个问题,每位学生的回答要求不能完全相同,而且向学生承诺每个发言教师有点评和回复。因此实施过程中工作量比预想的要大很多。 5.有少量学生抱怨工作量过大,不尽力配合。在实施过程中,也有少量学生抱怨工作量过大,主要原因在于学生没有养成过程考核的习惯,总是与一般课程进行比较,缺乏参与的积极性。应当想法更进一步激发学生的积极性,主要策略可以是进一步提高过程考核,让学生明确学习过程的重要性。 五、结语 “读、议、练”课堂教学模式在《材料科学与工程基础》课程中得到了很好的实施,总体效果明显,有利于提升课程学习过程中学生的参与度,如果能进一步规避存在的问题,应该可以获得更佳的效果。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业物理化学课程教学改革的几点建议 摘要:物理化学是高校材料类专业重要的基础课程。介绍了石河子大学近几年来材料科学与工程专业物理化学课程体系中出现的一些问题,以及教学改革与探索的几点建议,包括教学体系的重构、改进教学方法、强化实验配套教学。以此为举措,推动提高教学质量提高。 关键词:材料类专业;物理化学;教学改革;建议 物理化学课程是高校化学专业最重要的一门基础课程,该课程内容丰富、前后连贯、逻辑推理清晰、理论性强,不仅可对化学、化工、环境专业学生开设,也可为生物、材料、食品、水建等专业学生设置。随着社会的发展和科学技术的进步,高等学校不断深化教学改革,全面提高教学质量,对物理化学学科的课程讲授和发展也提出了更高的要求。结合我校的实际情况,以及我们近几年在建设校级精品课程的探索与实践,重新审视材料科学与工程专业物理化学课程的教学内容、教学方法和教学环节,发现目前我校材料专业物理化学课程教学中还存在以下的问题: 1.现行的教学计划中,无机化学相关课程以及后续一些专业课,与物理化学授课内容中有一些重复之处。 2.教材中抽象理论太多,造成了学生对这门基础课程产生了比较枯燥无味的感觉;加之内容多,课时量有限,老师在课堂讲授中不能针对某一化学原理或原理推导过程进行深入的剖析和讲解。 3.与之配套的物理化学实验课,经常采用多个班级集中循环进行试验的模式,有时理论部分未讲授到,但实验课程因为循环时间到,又必须开始,即实验内容超前于理论教学的进度,或者理论课早已讲授完毕,而实验课程却推后进行,学生不能及时将理论和实验相联系,无法达到预期的教学效果。目前我校物理化学的实验内容,基本以验证基础理论为主,缺少综合性、设计性及性能测试试验,因此物理化学实验体系缺少培养学生创新思维的意识以及提高学生动手能力的舞台。 因此,需要积极推进课程体系改革,充实和更新教学内容、改进教学方法、丰富实验教学,从而全面提高物理化学课程的教学质量和效果。 一、优化整合相关学科内容,打破学科壁垒,构建新的教学体系 对于我校材料科学与工程专业,按照2013版教学大纲的要求和已制定的教学计划,其中包含的课程,如无机化学、无机非金属材料、催化作用原理、胶体与界面化学等专业课,它们都与物理化学课程密切相关,有些课程如催化作用原理和胶体与界面化学,直接是从物理化学的大体系中划分出去的。由于我院材料专业招生时间不长,而这些课程总是不同的教师授课,教师之间就授课内容未来得及进行充分的交流,经过几年的授课,发现同一知识点的简单重复难以避免。因此,建议课程组就这一现象,加强教师间的交流与合作,将这些课程的内容进行有效的整合,突破原来以学科和专业来划分的粗放型的课程体系,建立起适合于自己专业的有效课程体系,是目前我院物理化学教学改革的一项重要任务。 我校材料学科专业物理化学课程采用的是南京大学沈文霞主编的《物理化学核心教程》第二版教材,主要的授课内容包括热力学(热力学第一定律、热力学第二定律、化学平衡和相平衡)和动力学部分(包括化学反应速率、电化学、表面现象和胶体化学),共56课学时,大学二年级上半年授课;而无机化学,同分析化学一起共48学时,无机部分主要讲授热化学(热力学第一定律)、稀溶液的性质、胶体溶液、化学平衡及化学反应速率;根据教学大纲的安排,胶体和界面化学、催化作用原理这两门课程各安排24个学时,在大学三年级下学期开展。通过几年授课,经老师观察和学生反映不难发现,以上所述这些课程,在知识内容上相互之间都存在着一定的重复性和交叉性。 针对课程内容重复的问题,为了避免盲目浪费学时数,有效改善不同课程之间的重复授课,充分利用大学课堂掌握更多的知识,使我们在课堂上的几十分钟内有效地完成教学任务,这里提议对材料系开设的几门相关课程教学内容进行整合,使每门课都有其侧重点,建议组建一个全新的教学体系,同时要照顾到这些学科知识的完整性和独立性。例如,讲授无机化学课程时,建议把化学热力学和化学平衡作为重点内容详细讲授,而其他内容,如电化学、相平衡和化学反应速率这些内容作为物理化学课程的授课侧重点。物理化学理论课程中的胶体、表面现象则可放在胶体和界面化学以及催化作用原理这两门课程中主要讲授,物理化学课程就不讲授这部分内容。这样既节省了时间,又突出了重点,不仅使教学内容独立而完整,还可以适当减轻因课时量小带来的物理化学的教学压力,弥补了物理化学课程内容多、课时少的矛盾,老师在授课的过程中再也不担心时间不够用而只能浅显的表述;对于学生来说,仍然是掌握了整个物理化学的原理,而且更加坚实。 二、掌握专业知识框架,改革教学方法 通过对物理化学课堂的观察,发现学生们刚开始对这门课还保持有神秘感,大多数同学对这门课还是很有兴趣的,加之从师哥师姐们那里听说这门课容易挂科,因此学生们刚开始上课的时候都很认真。但是随着课程的深入,部分同学开始松懈,开始排斥这门课程,以至于后来干脆放弃学习。经过细心调查分析发现,学生们在失去学习兴趣后,慢慢迷失在这门课程中。尽管老师在课堂上一再强调要理清楚各章节之间内容的联系,重点记忆关键结论,但大部分同学仍然做不到,不能掌握物理化学课程的知识框架,也没有选择性的记忆关键问题,总是被动地接受课堂上讲授的内容,甚至被很多的数学推导过程迷惑。而实际上这门课程内容衔接紧密,逻辑性很强。把各章节之间的知识框架理清楚之后,就坦然的接受和明白了各章的结论,也有利于知识点的重点记忆。在教学过程中,注重课程之间的联系,通过知识点的连接和相关内容衔接相关的课程,及时引导学生把所学的内容纳入到学科的框架中,帮助学生建立较完整的知识框架,不要迷失在盲目的理论推导中。 物理化学这门课理论性很强,内容较多而抽象,公式又多,学生接受很困难,这就对老师的课堂教学提出了更高的要求。为了能够进行有效的课堂教学,激发学生的学习兴趣,常把日常生活现象中涉及的物理化学原理介绍给学生。比如,举例高温下食物容易变质的问题,联系化学动力学的理论加以说明;讲解温度对反应平衡和反应速率的双重影响时,例举合成氨工业中如何选择最佳温度;涉及讲授表面化学的理论时,可以例举农民锄地能防止水分蒸发的现象,或者小气泡、液滴、呈球形的现象,加以解释后,学生就会对表面性质有清晰的认识;讲授渗透压的时候,联系渗透压的作用,提问为什么肥料用多了农作物会“烧死”?打吊瓶时为什么会感觉到疼痛?让学生带着问题听课,面对生活中各种现象去思考,多问几个为什么,自己到物理化学中去寻找答案,激发学生学习这门课程的兴趣,也就达到了提高教学质量的目的。 除此之外,在课堂上还可以采用小班讨论或者Seminar讨论式教学模式,以教师和学生为共同的教学主体,就某些共同关注的问题,在和谐的气氛中进行讨论,加强教师和学生之间的交流和沟通。课下,利用我校教务处网站的网络教学平台,与学生进行课下的交流和习题讨论、小测验等,与传统的课堂教学模式相比,它具有互动性、合作性、学术性的优势。 三、强化配套实验教学 实验教学在物理化学课程的教学中占有十分重要的地位,它与物理化学课程紧密配合,巩固和加深对物理化学原理的理解,提高学生对知识灵活应用的创新能力,还培养了观察和分析问题的能力。 为了避免实验课程超前理论课程,建议在学习完物理化学相关理论后,及时在学期后半学期开设实验课程。课程组已经设置独立的实验课并计算学分,如:配合表面现象,开展了液体表面张力的测定实验、粉体粒度分析实验;为了巩固反应速率反应章节的学习,开设蔗糖反应速率常数、乙酸乙酯反应速率常数的测定实验等。同时,也应鼓励学生根据所学理论,合理设计实验项目,开展综合性创新实验,增加设计研究型实验,根据设计实验的题目、要求等内容,让学生查阅相关资料,并利用学过的理论知识,选用相关的仪器、药品,分析实验中的难点和关键步骤等,自行完成实验内容、并上讲台讲授实验,以培养学生发现和解决问题的能力。 经过几年的探索和实践,我院化学化工学院材料专业物理化学课程的教学改革将有助于提高学校物理化学课程的教学质量和效果,促进了物理化学这门校级精品课程的建设和发展。 材料科学与工程论文:工科院校“材料科学与工程”专业基础课的全英语教学实践 摘要:本文介绍了上海理工大学材料科学与工程学院在“材料科学与工程”本科专业开展专业基础课全英语教学的实践与经验。通过高水平师资队伍建设、激发学生的学习兴趣与改进教学方法,可在传授专业基础知识的同时,培养学生综合运用专业英语的能力。 关键词:专业基础课;全英语教学;材料科学与工程 随着经济全球化的加深与国家对外开放的不断推进,如何培养大批具有国际视野、通晓国际规则、能够参与国际事务与国际竞争的国际化人才,成为我国高等教育急需解决的重要问题。教育部早在2001年颁发的《关于加强高等学校本科教学工作,提高教学质量的若干意见》中就提出,“本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学”,“力争三年内,外语教学课程达到所开课程的5%~10%。”[1]。近来,《上海市中长期教育改革和发展规划纲要(2010―202O年)》中明确提出,“提升教育国际化水平,注重培养学生的国际视野和国际交流能力,增强上海教育的国际吸引力、影响力和竞争力”,凸显了高等教育中专业课程英语教学问题的重要性。全英语教学,是指用英语进行全程授课,让学生在全英语环境中学习专业知识。与一般的双语教学相比,全英语教学对学生和师资队伍的要求更高,教学难度也更大。尽管在专业课教学中如何恰当地运用英语授课,英语与中文两种语言的运用比例如何把握,仍然是一个充满争议的话题,但近年来人们逐渐认识到,双语混合授课既不利于专业课程教学目的的贯彻,也不适应国际化合作办学的需求[2]。因此,推广专业课程的全英语教学,是实现高等教育国际化的重要途径。建立国际化的课程体系,培养全英语教学的师资队伍,是实现教育国际化的重要内容[3]。上海理工大学材料科学与工程学院从培养国际化、工程化人才的宗旨出发,自建院起即开展了本科专业全英语教学的探索。“材料科学与工程”本科专业作为教育部和上海市卓越工程师教育培养计划试点专业,在课程设置方面突出了全英语专业课教学,特别是在专业基础课方面强调全英语授课,使学生从一开始就接受英语的专业知识教育,有利于培养英语思维的习惯及通过英语交流的专业能力,提高学生的竞争力。该专业的基础课主要由“材料科学基础”、“材料工程基础”和“材料结构与性能”三门课程构成;在教学内容的选择与设置方面,力求完美体现材料学科“成分―结构―加工―性能―应用”的主线。在专业基础课程体系的层面上进行全英语教学,是高等教育中一个大胆的尝试和创新,虽然符合教育国际化的要求,但是对师资队伍和教学方法等都提出了更高的要求。总结上海理工大学材料学院五年来在专业课程全英语教学方面的经验,不仅对培养材料科学与工程专业的国际化人才至关重要,而且可为其他专业类似课程体系的建设提供借鉴。 一、“材料科学与工程”全英语专业基础课程体系的特点 “材料科学与工程”的专业基础课由“材料科学基础”、“材料工程基础”和“材料结构与性能”三门全英语课程构成。课程体系的构建参考了美国有关大学的专业基础课程,并选用美国犹他大学Callister教授编写的英文原版教材为主要参考教材。三门课程的教学内容彼此关联,共同组成一个完整的、材料学科基础的知识体系。其中,“材料科学基础”作为先行课程,主要介绍金属、陶瓷与聚合物材料的组成、结构与缺陷等基础知识和概念;“材料工程基础”作为衔接课程,涉及不同材料的分类、加工方法及影响复合材料性能的主要因素;“材料结构与性能”作为后续课程,侧重于金属力学性能及其强化机制与材料的光、电、热、磁性能的介绍。通过全英语专业基础课程的教学,不仅使学生掌握材料科学与工程学科的基本概念与基础理论,并且可熟悉有关专业名词的英文表达,从而为后续专业课程的学习、出国深造与攻读研究生奠定良好的专业基础。 二、教学方法的实践与创新 对工科专业的基础课程开展全英语教学实践,是高等教育中一项充满挑战与争议的工作。一般而言,专业基础课是高校中设置的为专业课学习奠定必要基础的课程,作为基础课与专业课之间承前启后的桥梁与纽带,关系到学生专业基础知识体系的构建与后续专业课程的学习[4],因此不宜采用全英语教学。然而,上海理工大学材料科学与工程学院近五年的教学实践表明,通过配备高素质的师资队伍,并采用有针对性的教学方法,完全有可能在不牺牲教学效果的前提下,兼顾传授专业基础知识与培养专业英语运用能力的教学目的。 首先,为了保证全英语授课教学质量,学院以具有多年海外留学经历的教师为骨干组成专业基础课的全英语教学团队,通过定期的教学研讨总结教学经验、相互取长补短,不断改进教学方法,提高教学效果。另外,学院通过邀请海外高水平师资来华授课、骨干教师观摩教学的方式,使教学团队成员获得了宝贵的全英语授课经验。材料学院经过近五年来的全英语教学团队建设,已形成一支以中青年教授为骨干、讲师为后备力量的教学梯队。考虑到三门课程教学内容的关联性,学院成立了全英语专业基础课教学协调组,由主管教学的领导担任组长,三门课程的负责人为组员,通过定期开会,协商不同课程间知识内容的划分,并针对每学期教学中遇到的新问题开展讨论,既避免了各课程授课内容的重复,又有效实现了不同课程间知识结构的连贯性。例如,当教学中涉及到先行课程有关知识时,教师注意梳理知识脉络,通过回顾先行课程基础知识的方式,逐渐引出后续课程的重点讲述内容。 其次,为了保证教学效果,全英语授课均采用小班化教学,每班学生人数控制在20人左右。小班化教学不仅有利于教师与学生的互动交流,根据学生的水平做到因材施教,并且可采用主题讨论等多种灵活的教学方法。在专业基础课程的全英语授课中,教师普遍采用启发性教学方法,注重激发学生的学习兴趣和参与课堂教学的积极性。例如,针对“材料工程基础”课程中的复合材料,可让学生列举所熟知复合材料的特点及用途,并进一步引导学生,通过查阅资料拓展对复合材料概念及其设计思路的理解。针对“材料结构与性能”课程中的力学性能,启发学生深入思考如何提高金属的综合力学性能及各种强化方法的微观机理。另外,对已讲授的教学内容,鼓励学生进行自我总结,在每一章节学习结束后,要求学生通过自由分组讨论的方式对重要知识点进行复习,并在课堂上对有关内容进行阐述和讲解,然后由教师和其他组的同学对讲述内容进行点评。通过以上方法的实施,可充分调动学生参与课堂教学及主动学习的兴趣。 再次,授课过程中我们综合采用了多种教学手段。针对学生阅读英文原版教材困难的现状,通过教师的精心备课,精练教学内容,突出教学重点;针对重点的概念和理论,通过反复强调、辅以中文解释的方式,帮助学生准备理解和掌握。课件制作时避免大段的文字描述,加入大量的图片、视频与动画,以直观图示的方式帮助学生克服语言障碍,加深对教学内容的理解。日常教学中,强调课前预习与课后复习的重要性,为了方便学生自主学习,我们为每门课程都建立了内容丰富的课程网站,为学生提供有用的知识与网站链接,并定期上传课件。每次上课前,教师都通过课堂提问等方式,回顾总结上次课讲授的重点内容,帮助学生强化记忆。 然后,全英语专业基础课程改变了传统的课堂教学评价方法,更加注重学生在教学过程中的课堂表现。除关注学生对知识技能的掌握,还关注他们自主学习、师生互动、团队协作、课堂问答及课后作业中的综合表现,即关注学生的整个学习过程。课堂表现的优劣在平时成绩中体现,占到课程总成绩的40%,从而改变了以往完全由考试成绩评价学生及教学效果的方法。 三、取得的成果与经验 材料学院成立五年来,一如既往地坚持开展专业课程的全英语授课,取得了一定的成绩与经验。目前,“材料科学与工程”专业的专业基础课程体系中的三门全英语课程均获得了上海市有关教学内涵建设项目的支持。其中,“材料科学基础”与“材料工程基础”先后获得上海高校示范性全英语课程建设项目的立项,“材料结构与性能”获得了上海市教委重点课程建设项目的资助。同时,三门全英语课程都被列为校级的专业核心课程。通过近几年的课程建设,我们在专业基础课程体系的完善、教学内容的规划、教学方法的改进与课程网站建设方面都取得了一定的成绩。 另外,在专业基础课开展全英语教学的基础上,材料学院进一步拓展了全英语教学专业课程的范围,陆续开展了“材料科学与工程”专业其他专业课的全英语教学,包括“现代材料分析方法”、“高分子科学基础”、“功能材料学”、“纳米材料学”、“复合材料学”等。通过上述专业课程的全英语教学实践,我们不仅向学生传授了专业知识技能,而且从学生开始接触专业即培养其专业英语的能力,因而获得了学生的认可与好评。我们相信,随着上海理工大学材料学院国际交换生与合作办学项目的开展,我们的全英语课程建设项目必将获得更大的发展空间。 材料科学与工程论文:常压烧结技术在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用 摘要:常压烧结工艺是在烧结过程中对材料不进行加压而使其在高温烧结炉中进行烧结制备致密的烧结块材,常压烧结工艺是目前应用最普遍的一种烧结方法。常压烧结工艺可选择的材料种类比较广泛,适用面比较广泛,所以常压烧结工艺广泛应用在材料科学与工程领域。本文主要讲述常压烧结工艺的原理和工程应用,并讲述常压烧结工艺在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用,并对常压烧结工艺的未来发展趋势和发展方向进行分析和预测。本文作者认为应该在材料科学与工程专业教学实验中增加采用常压烧结工艺制备复合材料的实验课程。 关键词:常压烧结技术 材料科学与工程专业 实验教学 研究 应用 一、前言 在材料科学与工程专业的本科教学工作中,学生在高年级就开始学习材料科学与工程专业的基础课程和专业课程。其中在材料科学与工程专业课程教学中,在讲述材料的制备工艺方法中讲述过常压烧结工艺制备和合成复合材料。常压烧结工艺是制备金属陶瓷复合材料以及其他类型复合材料的主要方法。常压烧结工艺首先将原料粉末通过压力成型工艺制备出具有一定形状的试样坯体,并放入到高温烧结炉中进行高温烧结得到致密的烧结试样,所以通过常压烧结工艺得到较高致密度的烧结制品。所以常压烧结工艺制造的烧结制品的致密度较高,力学性能较高。常压烧结工艺可以制备复合材料和梯度功能材料等。常压烧结工艺烧结速度慢,烧结时间较长,但是烧结温度较高,可以制备比较致密的烧结块材。采用常压烧结工艺可以制备复合材料等。常压烧结工艺制备复合材料由于具有可以达到净近尺寸成形的优势,常压烧结工艺可以根据工程需要制造形状复杂的烧结制品和零部件,所以常压烧结工艺能够广泛应用于工程领域中。在材料科学与工程专业的本科课程教学中,在材料加工工程和材料制备方法中都讲述过常压烧结技术。此外还可以将常压烧结技术制备复合材料作为一项实验教学内容安排学生进行实验,使学生认识和了解常压烧结技术制备复合材料的工艺过程。所以常压烧结工艺制备复合材料在材料科学与工程专业教学实践中得到广泛的应用。本文主要讲述常压烧结工艺的原理和工程应用,并讲述常压烧结工艺在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用,并对常压烧结工艺的未来发展趋势和发展方向进行分析和预测。 二、常压烧结技术的原理和工程应用 常压烧结工艺首先是将原料粉末通过压力成型工艺制备出具有一定形状的试样坯体,并放入到高温烧结炉中进行高温烧结得到致密的烧结试样。常压烧结工艺是在烧结过程中对材料不进行加压而使其在高温烧结炉中以一定的气氛压力下烧结制备致密的烧结制品,常压烧结工艺是目前应用最普遍的一种烧结方法。常压烧结工艺包括了在空气条件下的常压烧结工艺和某种特殊气体气氛条件下的常压烧结工艺。普通陶瓷材料一般是在氧化气氛下烧结,大气条件下的常压烧结在陶瓷生产中经常采用。对于在空气中难于烧结的陶瓷制品如透光体或非氧化物常用气氛烧结法。这种方法是在炉内通入气体形成所要求的气氛,使制品在特定的气氛下烧结。用这种方法可防止陶瓷材料在高温下氧化可直到促进烧结提高制品的致密度。常压烧结工艺属于在大气压条件下坯体自由烧结的过程。在无外加动力下材料开始烧结,常压烧结温度通常比较高。其中常压烧结工艺普遍采用的是高温烧结工艺,常压烧结工艺只需要高温烧结炉,所以制备工艺比较简单。常压烧结工艺烧结温度较高,可以制备比较致密的烧结制品。采用常压烧结工艺的工艺过程是,首先将粉末原料通过压力成型工艺制成所需要形状的预制体,此预制体具有一定的致密度,并将预制体放入到高温烧结炉中进行高温烧结工艺,在一定的烧结温度下保温一段时间得到致密度较高的烧结制品。常压烧结工艺可选择的材料种类比较多,适用面也比较广泛。采用常压烧结工艺可以制备各种复杂形状的烧结制品和零部件,所以常压烧结工艺在材料科学与工程领域有着广泛的研究和应用。 三、常压烧结技术在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用 常压烧结工艺是首先是将原料粉末通过压力成型工艺制备出具有一定形状的试样坯体,并放入到高温烧结炉中进行高温烧结得到致密的烧结试样。常压烧结工艺是在烧结过程中对材料不进行加压而使其在高温烧结炉中以一定气氛压力下烧结制备致密的烧结试样,常压烧结工艺是目前应用最普遍的烧结方法。常压烧结技术具有烧结温度较高,烧结时间较长,烧结效率高,可以实现烧结成型工艺,所以常压烧结技术主要用于制备金属陶瓷复合材料以及其他复合材料等。在材料科学与工程专业的教学课程中,其中材料加工工程和材料制备与合成方法讲述过常压烧结工艺。常压烧结工艺同粉末冶金技术一样都是材料的制备工艺技术。常压烧结工艺同样也是热加工工艺,常压烧结工艺是首先是将原料粉末通过压力成型工艺制备出具有一定形状的试样坯体,并放入到高温烧结炉中进行高温烧结得到致密的烧结试样。常压烧结试样坯体在高温烧结作用下形成致密的烧结体。在材料科学与工程专业课程的课堂教学中,有些专业课程中对常压烧结工艺只是作为了解,对于常压烧结工艺制备复合材料的具体内容和制备工艺步骤的研究和应用了解很少。所以就需要在材料科学与工程专业的实践教学课程中增加一些关于常压烧结工艺制备复合材料的实验课程。通过常压烧结工艺制备复合材料的实践教学活动可以使学生认识和了解常压烧结工艺制备复合材料的原理,制备工艺过程以及对经过常压烧结工艺后得到复合材料制品的物相组成,显微结构和力学性能进行研究,使学生通过对材料的制备与研究过程可以加深学生对材料科学与工程专业课程学习的认识和了解。对于本科学生的教学实践课程,可以在本科学生的本科专业课程设计和本科毕业设计过程中安排常压烧结工艺制备金属陶瓷复合材料的教学内容。例如采用常压烧结工艺可以制备金属陶瓷复合材料,先将金属陶瓷混合粉末通过压力成型工艺制成具有一定形状的预制体或坯体,并将成型的预制体放入到高温烧结炉中并通过高温烧结工艺并保温一定时间的常压烧结工艺制备金属陶瓷复合材料。通过常压烧结工艺制备致密的复合材料烧结块材。通过实验教学过程使学生认识和了解到常压烧结工艺制备金属陶瓷复合材料的制备工艺过程,提高学生对课程学习的认识和了解。使学生通过实验教学过程认识和了解常压烧结工艺制备复合材料的制备工艺原理,使用方法和制备过程,以及对常压烧结制备工艺得到的烧结制品的物相组成和显微结构进行分析和测试。常压烧结工艺可以制备复合材料和功能材料等。常压烧结工艺可以制备具有复杂形状的烧结制品或零部件,所以常压烧结工艺在工程领域得到了广泛的应用。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业化工原理实验的教学与思考 【摘要】化工原理实验是培养学生的科学研究能力、创新能力,分析和观察实验现象的能力,针对我院材料科学与工程专业化工原理实验课程的现状,通过教学模式改革、教学方式改革和教学内容改革等多手段提高学生的实验积极性和参与性,提高实验的教学效果。 【关键词】化工原理实验 实验教学 教学改革 一、材料科学与工程专业化工原理实验教学目的与要求 1.化工原理实验教学目的 该实验课程主要讲述化工原理中单元操作所涉及的各种设备,以巩固学生加深对化工实际生产的理解,由实验数据和实验现象得出结论并提出自己的见解,增强创新意识,同时,对学生的科学研究能力、创新能力的培养也起着十分重要的作用[1-5]。 2.化工原理实验教学要求 通过实际操作使学生验证有关化工单元操作的理论,熟悉实验装置的结构、性能、工艺流程,掌握化工单元操作方法,培养学生从事实验研究的能力,其中包括:分析和观察实验现象的能力、正确选择和使用测量仪表的能力、利用实验的原始数据进行数据处理以获得实验结果的能力、运用文字表达技术报告的能力[4-5]。 二、化工原理实验中存在的不足 1.人数较多,仪器装置较少,学生动手能力受到限制,由于连年的扩招,每个班的学生人数基本都是35人以上,而实验仪器的台套数并没有增加, 7-8个学生用一台装置的现象非常普遍,个别学生根本没有机会动手操作仪器。 2.学生被动的做实验,完全按照实验书上的照搬照抄,“照单抓药”式的教学,学生花大量的时间写预习报告,来到实验室也不知道到底为什么做实验,怎么做实验。 3.学生工程实践性意识淡薄,不知道化工原理实验的重要性,只是为了学分被动的做实验,达不到理论联系实践的作用。 三、化工原理实验的教学改革与思考 1.化工原理实验教学模式的改革与思考 针对“僧多粥少”的问题的教学模式,材料科学与工程专业化工原理实验充分打破以往“大水漫灌”、“放羊”式的教学模式,分小班、小组教学,每一个小组为3-4人,每一位同学在实验中都有不同的分工, 比如过滤实验(恒压过滤),一个学生要负责压力阀、料浆阀、料液阀的畅通,一个学生负责记时,一个学生要看滤液量和记录,大家还要共同清洗滤布,倾倒滤渣,每组学生只有默契合作,才能将实验做完,这样就充分调动了学生的积极性、参与性和团队合作意识,老师再根据实验操作和小组合作进行现场打分,教学效果明显提高。 2.化工原理实验教学方式的改革和思考 每次课授课之前,给学时留20-30min的时间熟悉实验装置的结构、性能、工艺流程,掌握化工单元操作方法,正式讲课时,以分组提问的方式让学生自己讲解工艺流程和操作步骤,以引导的方式把理论课本上讲解的内容和实际操作中遇到的问题相结合,比如传热实验(强化管传热),改变原来只做实验、测数据的单一教学手段,通过强化管的强化方法,引申到化工中常见的传热设备的改进方法,讨论如何从材料的角度降低成本,从传热的角度提高传热速率等,学生积极参与发言,各抒己见,当实验中出现的现象和理论不符时,引导学生从实验的源头到实验过程中分析误差,充分解决“照单抓药”式的教学模式。 3.化工原理实验教学内容的改革与思考 充分联系课本理论知识,让学生感觉化工原理实验非常实用。比如传热实验,告诉学生热电偶温度计的测温原理,温度计冷端温度补偿的含义,用电脑记录数据的方法,通过数据处理,双对数作图、线性回归等方法,了解计算机技术在化工原理实验中的重要性,实验结束后,学生要对实验数据进行处理,还要总结和分析,分析实验数据误差产生的原因等,根据实验报告上的数据处理为依据,数据处理主要以电脑处理为主,可以锻炼学生应用Word、Excel、Origin等办公软件的能力。 以上教学内容和教学方法的改革充分调动了学生的实验积极性,增强了工程观念,充分做到了理论联系实际。 材料科学与工程论文:地方本科院校材料科学与工程专业“3+1”人才培养模式之初探 摘要:以我校的“专业综合改革、深度转型发展”为契机,构建并运行了我院材料科学与工程专业“3+1”人才培养模式,对该模式下的实训内涵进行了探究,简述了该模式的运行效果,结果表明,该模式的运行既有利于应用型创新人才的培养,又有利于教师实践能力、服务社会能力提升,也有益于社会经济的发展。 关键词:人才培养;教学模式;转型发展;实践教学 湖南文理学院是一所1999年专升本的地方本科院校,被湖南省教育厅列为专业转型试点院校之一。湖南文理学院化学化工学院的材料科学与工程专业又是我校“专业综合改革、深度转型发展”的五个试点专业之一。专业转型的目的就是使专业教育要更好地满足人才培养目标实现的需要,为培养高质量的人才提供合适的软、硬环境。近几年来,我们从人才培养的目标定位、体制机制建立、培养模式探索、培养方案设计、教学内容与方法改革、师资队伍建设、实训基地建设等诸多方面,进行了较为系统地研究与实践,取得了较好的成效。本文旨在对我院材料科学与工程专业“3+1”人才培养模式进行探讨与交流,有关其他方面的研究,我们将另外报道。 一、我院材料科学与工程专业“3+1”人才培养模式的构建 “3+1”模式是将本科生的学习分成两个时段,第一时段也就是大学期间的前三年,学生在学校接受基本理论课程、基本实验课程学习。为了更好地实施“3+1”模式,在第一时段的专业理论课程教学中,加大了课程设计训练力度。原来的材料科学与工程专业培养方案中,只有一些专业基础课程设置了课程设计训练环节,而专业课的课程设计在培养方案中并没有体现,这样导致学生在学习了专业知识后,不知道如何利用所学的知识来分析和解决具体的专业工程技术方面的问题,建立不了专业工程意识。我院的材料科学与工程专业人新的才培养方案中,要求在与地方经济联系紧密的专业课程中必需增设课程设计环节与创新训练内容,加大课程设计与创新训练力度,突出专业知识应用。一是要增加课程设计门数,如增加了《高分子合成工艺学》、《高分子材料加工工艺学》、《无机材料制备》、《无机材料生产之工厂设计》等课程的设计,每门课程设计的教学时数为2~3周。二是要增加专业综合创新实验,实验时数为3~5周。综合创新实验不拘于哪一门课程,目的是为了提高学生专业知识综合运用能力。创新实验在老师的指导下进行,为了提高学生的学习积极性,创新实验研究内容可以由指导老师提出供学生选择,学生也可以与指导老师共同讨论提出研究课题。通过综合创新实验,提高学生对材料专业知识的整体把握能力、利用专业知识分析问题和解决问题的能力[1,2]。 第二时段也就是最后1年,将生产实习、毕业实习、毕业论文及设计结合在一起,在校内外进行集中实训。课程体系分为大类基础课程平台、专业课程平台和专业特色课程平台。整个课程体系中,实践环节58个学分,占整个课时的35.4%,其中,集中实践有军事训练、金工实习、认识实习、创新实验、生产实习、毕业实习、毕业论文等。为了提高学生的实践技能,材料科学与工程专业课程体系中,学生在校内外基地集中训练的时间为40周。课程结构分类与学分分配如表1。 我院2009年版、2012年版的材料科学与工程专业人才培养方案,比较注重学生学术研究素质的培养,而对学生的实践能力的培养方面相对弱了些。“3+1”模式的运行,既保证了学生的人文素质教育,扩展了学生的知识视野,又保证了学生的专业基础知识教育,使学生具有扎实的专业知识功底,特别是加大了学生创新能力、实践能力的培养力度,保证学生有较充足的时间,在实践中学习,在实践中训练,在实践中思考,在实践中创新,为使学生成为“卓越工程师”打下坚实基础。 二、我院材料科学与工程专业“3+1”人才培养模式的实训内涵 根据专业转型发展的需要,我院建立了校内外系列专业实训基地。在校内,在学生创新训练方面,建立了“湖南省材料科学与工程大学生创新训练中心”一个,依靠学院现有的七个省、市、校级科研平台及我院与企业联合组建的近二十个实验室,可以较好地对学生进行创新训练;在学生实训模拟方面,我院建设了无机材料生产模拟线2条(陶瓷生产模拟线1条,无机粉体生产模拟线1条)、高分子材料加工生产模拟线4条(塑料吹瓶生产模拟线1条,塑料制袋生产模拟线1条,塑料制管生产模拟线1条,模压成型生产模拟线1条)、新材料应用生产模拟线1条(动力电池装配模拟线)、树脂生产模拟线1条、化工工艺示范线六条。在校外,重点建设了六个与校内生产模拟线相对应的生产实训基地,其支撑企业如下:湖南金帛化纤有限公司、常德力元新材料有限公司、湖南中锂新能源材料有限公司、湖南邓权复合材料管业有限公司、湖南南方水泥有限公司、湖南陶瓷集团公司。在基地的构建过程中,明确了支撑企业、学院与学院教师、学生三方面的义务与职责、任务与工作内容、目的要求与权益;学院与相关企业共同编制实践教学计划与评价指标体系、拟定实践教学环节与形式、组织编写教学纲要与内容;企业与学院共管实践教学基地。 通过“递进式”实践训练方式[3,4],使学生先在校内进行为期半年的专业基础实训、工业模拟实训、创新实训,然后,学生必需在二个企业呆半年时间,了解企业的生产原理、生产工艺与设备、生产的关键技术与配方、原材料及产品的技术标准与检验方法、安全生产知识、企业管理体制与运营机制、企业在行业中的地位与技术水平、技术发展趋势与产品应用前景,熟悉生产操作,掌握操作技能,提出革新要点,进一步可做针对性的创新设计、创新性研究工作。学生在每个企业具体的课时安排如下:生产工艺与设备课6学时,生产原理、关键技术、配方介绍课6学时,原材料与产品标准、检测方法课6学时,三级安全教育课2学时,企业文化、经营管理、运营机制课2学时,企业研发与创新课2学时,现场集中介绍2学时,即企业授课1周,师徒式教学与实践训练8周,总结与交流1周。学生在二个企业的时间共计二十周。 三、运行“3+1”人才培养模式之成效 我院的材料科学与工程专业“3+1”人才培养模式的运行主要带来了三个方面成效。一是增强了学生的大工程意识、理论联系实际的意识,提高了学生的实践能力、创新能力,缩短了大学毕业生服务社会的“熟化期”。二是提高了教师教书育人的本领与水平以及服务社会的能力。“3+1”模式的运行,不仅学生有大量的时间和较多的机会接触实践,而且也大大增加了教师深入社会实践的时间与机会,扩展了教师的视野,使教师对相关知识有更深入地理解,与此同时,教师可获得应用性研究课题,针对性地开展研究。三是企业受益。一方面,学生顶岗实习,在学生得到经济收益的同时,企业也降低了人力成本;另一方面,企业可充分利用高校的人才资源、信息资源、实验室及仪器设备资源为企业技术进步及企业发展服务,近五年来,湖南文理学院的化学化工学院已助推十余家企业成功上市或成为高新技术企业或成为行业规模企业,联合企业申请专利近50件,鉴定成果近20项,鉴定成果中有90%达国内领先水平,还有的成果被鉴定为国际领先水平,成果转化产生了30余亿元的经济效益,显著地促进了地方的经济发展。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业实验教学改革探讨 摘要:实验实践教学是培养工科学生的动手能力的重要教学环节。但因为多方面的原因,国内很多工科高校在这一环节出现弱化的趋势。在这方面急需进行改革予以对本科教学的实践环节进行改革完善。本文以本学院的实验、实践教学体系的改革经验为基础,提出对材料科学与工程专业本科实践教学环节进行改革的方案进行总结探讨,为兄弟院校的相关专业提供借鉴和参考。 关键词:材料科学与工程;实验教学;教学改革 一、引言 实验实践是工科学生培养创新能力的最重要环节。一般大学本科教学期间,学生实践能力的培养主要靠教学实验、实习和毕业论文/设计三个环节来完成。其中毕业实习是学生进入生产实际、了解生产实际的一个非常重要的环节,对培养工科学生的动手能力、工程能力至关重要,然而,目前毕业实习是各高校所遇到的一个重要难题:一是经济上的原因,一般高校都难以拿出大笔实习经费资助学生驻在企业进行生产实习。二是企业积极性不高,学生实习不能动手等种种原因,使毕业实习效果不理想。这势必影响工科院校学生的教育质量,目前国内各高校都在积极想办法解决这一问题。然而,这一问题不是短时间能解决好的,在这样的背景下,一方面,对外我们要积极寻求稳定的、适合高校本科专业进行生产实习的合作单位进行长期合作,这是长远的解决途径;另一方面,对内我们应做好实验教学的调整和改革,通过高校自身实验教学改革,大力加强和调整实验教学毕业论文/设计环节的内容,来弥补生产实习过程不足的这一缺憾。面对21世纪,对于高校材料科学与工程专业而言,必须通过这样的改革途径,建立符合材料科学与工程学科发展规律,适应本校办学实际的实验教学体系,培养学生的工程能力和创新能力[1,2,3]。 二、注重课程体系建设,整合优化实验课程内容 1.注重实验课程设置的科学、合理和完整性。材料科学与工程专业的专业课程设置中包括专业基础课、专业课、专业选修课等内容,这些课程基本都设置有实验内容,但有些实验课程内容的设置彼此间没有很好地协调与配套,有的甚至有重复。比如,对X射线内容的学习,专业课《晶体学》、《材料研究方法》、《无机材料测试技术》等课程均有与X射线衍射检测技术相关的实验内容,目前在内容设置上很多高校都有重复的现象。因此,考虑三门专业课的课程特点,每门课程的实验内容调整应各自有所侧重,彼此协调配套,设置科学合理,可以让学生由浅入深,逐渐达到对X射线检测这一专业检测技术有很深入的了解和应用的目的。所以,要对这些专业的实验课程进行科学、完整、合理优化。 2.强化专业基础实验。专业基础实验在工科类课程设计中有着重要的地位,它使学生对专业课程的理解和专业实践能力的提高起着基础的、承上启下的作用。我们在进行材料科学与工程专业实验课程体系建设时,提到一个重要的培养目标,就是将材料科学与工程专业的本科生作为材料工程师和研究型人才来培养,他们应具备相应的材料生产、制备、材料研究和材料分析检测的知识和能力。需要在本科教育过程中结合本专业的特点,加强相应基础实验项目训练。如,将水泥、玻璃、陶瓷、耐火以及新型建材等领域的原料处理、制备工艺、分析检测等内容融入到实验教学中。使这些相关行业的基础实验内容所占比例加大,为以后学习相关专业实验的操作与理解打下坚实的基础。 3.增加综合、设计性实验数量,减少演示、验证性实验。目前演示性、验证性实验内容一般都是由教师演示,学生观摩,或观摩后由学生动手按照老师演示和叙述自己操作一遍。这类实验主要是训练学生对一些实验仪器、实验原理、实验方法的熟悉和掌握,而对科学方法的探索、独立思考、自主创新等方面的训练则相对欠缺。因此,这种按部就班、照方抓药式的演示性、验证性实验过多,不容易引起学生对科学实验和探索的兴趣,不利于培养学生独立思考和自主创新的能力。因此,需要在实验课程设置时对其数量应进行合理控制,选取具有代表性的实验内容开设就行;同时,也应对演示性、验证性实验内容和形式进行改进,在其中合理融入探索性和研究性的内容,使学生在验证、操作的同时达到对基本知识、技能的系统化、完整化理解。如,我们在设计粘土交换容量测试实验时,每组学生除了按照验证实验的步骤测试完老师指定的粘土外,再测试一种特性未知的粘土,让学生们自己处理实验中可能出现的和已知粘土不同的实验现象,比较各自的实验结果,总结粘土交换容量测试过程会出现的问题,以及相应的改良方案。 4.加强实验内容间的衔接,减少重复性实验。目前,由于仪器设备条件的限制和课程体系设置的原因,各专业课实验项目的设置都比较独立,再加之各课程教学小组之间的协调、沟通相对欠缺,因此,对不同课程之间的实验项目设置时会有重复或相似的现象。比如,我们学院的《无机材料检测技术》、《材料研究方法》等几门涉及材料分析检测技术的课程在设置实验教学项目时有部分实验内容有重复或相似现象。为此,我们在选定实验内容时首先会了解学生所学的其他实验课程,对里面有重复或相似的地方进行修改或删除。同时,可以增加一些相应专业方向的适应性实验内容,比如,水泥专业的学生,增加一些水泥行业生产实际中常见的检测实验内容。 5.增加探索性、研究性实验。通过上述对实验项目进行优化整合之后,实验实践教学在学时数安排上相对合理宽松,这为在课程教学进度中增加探索性、研究性综合实验项目成为可能。如我院学生自己设计的建陶厂抛光废料的综合利用的实验项目,首先让学生对建陶厂的生产情况进行调研,使其对这一行业的生产情况有大致了解,然后再设计不同的废料利用方案,学生们可以分组进行,让他们在实验中互相交流,彼此评价出相对合理可行的利用方案。这一实验项目的推出很受学生好评,学生积极性空前提高。学生依次实验项目内容为主体组成研究团队,多次获得国家级的经费资助。此类实验使教与学、学与解决实际问题融为一体,能充分发挥学生的智慧,为他们进行自主创新训练提供实践平台。 6.有计划地推进实验室开放。实验室开放对提高学生的知识创新能力具有促进作用。应该逐步地推进实验室的开放程度,学院逐渐从经费、师资等方面为有创新欲望强的学生提供尝试的平台,让其在相关教师的指导下,自己提出研究问题,自己拟订实验方案并动手开展实验研究,这样让那些有科研天赋的学生能迅速脱颖而出[4]。 三、改进实验教学方法 理想教学效果和目的的获得,除了需要科学合理设置实验项目外,实验教学方法的影响也不容忽视。现阶段,我国高校实验教学方式主要是以教师为中心的传授模式,学生反馈的意见普遍认为,做完实验后收获不大,教师对学生实验成绩和教学效果的评价也较为难。因此,改进教学方法对于提高专业课程教学水平和人才培养目标的实现具有重要意义[5]。 1.改进实验教学过程。将以前由教师准备实验的做法,改变为以学生为主体、学院实验中心针对本科生由学院出资长期设置八个实验助教岗位,由热爱科学实验、科研素养好、动手能力强的大三、大四的学生担任。实验课程开始前,由教师提供实验指导书,仪器、试剂的准备由实验助教组织上课的学生分组、独立地完成,教师只负责监督指导。这样可以让每个学生从实验准备阶段就开始对即将进行的实验内容有所了解。教师在实验讲授时尽量不讲述具体的实验步骤和过程,只强调实验过程中的关键环节、注意事项,把时间留给学生自己思考。教师负责在学生实验过程中按小组轮流巡视、观察、指导学生注意操作方法的规范,及时纠正实验中发现的问题,保证每个学生实验操作水平基本达标。 2.改进实验考核指标的改革。实验教学效果和实验教学考核的方法是主要依据实验报告,结合学生平时实验堂表现来进行。由于学生平时实验课堂表现考核难以把握和量化,所以目前对实验教学效果和考核的方法大多依据实验报告。而实验教学是一个多因素的过程,仅凭实验报告作为评定学生实验成绩的好坏,显然不尽合理,因为,这样并不能完全反映出一个学生的真实成绩。所以需要改进学生课堂表现评价,对这一点,我们学院也正在积极尝试各种办法。对于那些设计性、解决实际问题以及学生自主创新性的实验内容,应单独设立评价标准。 四、结束语 实践环节是高校工科学生教学环节中非常重要的环节,它包括课程实验、实习和毕业论文/设计环节。本文仅针对目前高校生产实习逐渐下滑的背景下,对实验课程体系内容进行改革进行一些初步探讨,以希望高校一方面对外继续加强生产实习单位的建设,逐步建立长期稳定的生产实习基地;另一方面对外加强和调整实验教学环节的内容,弥补暂时实践教育环节的不足,从而继续保持或增强工科学生的创新能力的培养,为国家培养出更多更优秀的工程技术人才。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业特色培养方向设置的探讨 摘要:针对专业现有培养模式与学生就业之间存在部分错位缺陷,材料科学与工程专业以专业特征为基准,面向就业市场,以学生为本,灵活设计专业培养方向,拓宽了就业渠道。通过构建特色培养方向课程体系,改革教学方法、手段,加强师资队伍建设等措施,实现专业共同性与特色方向专长化的有机统一,探索出了紧跟行业发展的专业人才培养模式。 关键词:材料科学与工程专业;设置;专业方向;学生就业 贵州省是航天航空产品生产研发基地集中地区。近年来,随着先进制造业引进涌入,对材料学科专业相关从业人员的需求量大为增加。然而,贵州大学材料科学与工程专业的设置是以传统金属材料方向为主,与高新制造业对材料压力加工、材料质量检测方面的人才需求有些错位。单一专业方向培养模式,与社会需求和行业发展分工明确细化显得不适应、脱节。学生不能根据自己的兴趣、个性、就业愿望选择专业方向,制约了学生的多样化、个性化发展及创新能力的培养[1-4]。此外,贵州师范大学、贵州理工学院等区域高校也相继开设材料类学科专业,使得本地区材料学科毕业生数猛增,就业压力增加,就业渠道必须拓展。 为了解决材料科学与工程专业人才培养模式不能完全满足市场对人才个性化、多样化的需求问题。依据贵州省材料产品制造业的发展现状和趋势,以及材料科学与工程专业学生就业市场现状。材料科学与工程专业以专业特征为基准,面向就业市场,以学生为本,灵活设计金属材料、压力加工以及材料检测及表征三个专业特色培养方向。通过构建方向课程体系,教学内容,教学方法、手段改革,加强师资队伍建设,坚持知识、能力及素质协调发展,有针对性地着重培养学生创新能力和创新精神,强化学生多样化、个性化发展,拓宽就业渠道。 一、特色专业方向课程设置 广泛进行调研,重点了解金属制造行业对人才知识、素质、能力的要求。我们按“通识公共基础+夯实大材料学科基础+明确专业专长方向”的方式实施材料科学与工程人才的培养,确定了具备相同口径的通用基础知识课程群和材料科学与工程专业核心课程群,为专业方向课程的学习奠定基础。学生根据社会需求和个性特长,自主选择专业方向,以满足学多样化、个性化发展需求。 通用基础知识课程群主要包括公共基础与人文素养等课程,重点培养学生文化素质、身体素质、思想品德素质。专业基础课是课程体系的中心组成部分,紧密围绕材料学科专业共性特征和人才培养目标设置,是三个专业方向共同开设的课程。避免课程间内容重叠,整合《固态箱变》、《金属热处理》、《热处理新技术》三门课程课程为一门核心课程――《热处理原理及工艺》,构建以《材料科学基础》、《材料力学性能》、《材料分析方法》等课程组成的专业核心课程群[5]。便于学生掌握有关材料制备合成、组织结构、性能和使用效能等四要素构成的材料学科共性基础知识规律。 专业方向课程群体与社会需求密切联系,有不同特色的专业方向实用性课程群。金属材料专业方向有《金属材料学》、《钢铁冶金概论》、《有色金属合金》、《复合材料》、《高温合金》、《航天材料》、《模具材料》等课程。压力加工方向有《材料成型工艺》、《轧制工艺学》、《挤压与拉拔》、《塑性成形数值模拟技术》、《锻压设备与工艺》、《快速成形技术》等课程。材料检测及表征方向有《材料性能测试技术》、《材料工业分析》、《无损探测》、《超声检查》、《涡流检测》、《常用检测设备与维修》等课程。 二、专业方向实践教学设置 材料科学与工程实践教学践行“理论教学与实践教学并重,更加注重实践教学,偏重专业方向”理念。改革传统实习教学模式,认识实习围绕实习基地的制备(压力加工)-检测-装配流程组织展开,学生初步掌握材料制备-组织结构-性能-使用效能为主线的科学研究方法。生产实习则各自偏重金属材料、压力加工、检测与表征专业方向,身临其境,与社会沟通,培养学生综合应用专业知识解决相应的专业方向领域中的生产实际问题。近年来,本专业实验室采购了透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等大型精密仪器和实用设备,构建冶金制备、压力加工和测试与表征实验平台,为培养不同专业方向学生的创新意识和实践能力奠定了坚实基础。按照自编的《材料科学与工程专业实验教程》指导教材,以“课程综合性实验、专业方向综合性实验、专业综合性实验和创新创业实践应用开放性实验”分层次逐步深入展开。毕业论文环节实行导师制,采取自主挑选导师、过程互动的方式,激发学生研究创新的兴趣,理论联系实践,培养学生的实践认知和创新能力,保证高质量的毕业论文。近几年共有10余篇本专业学生毕业论文获学校优秀论文奖励。 激励学生参加著名专家和企业家讲授高水平专业讲座,让学生了解专业方向前沿发展动态,新成果、新理论、新技术、新产品和新理念,拓宽学生的专业视野。鼓励学生自由选题, 自主设计方案,申报大学生创新实验项目。在导师指导下,独立完成制备(加工)、检测、表征、分析实验过程。推荐优秀学生参加全国金相、节能技能大赛,提高学生主动学习兴趣,并充分展示学生创新意识和创新能力。近年来获国家级、省级、校级大学生创新实验项目及SRT项目10余项,国家级节能大赛获奖3项。 三、教学方法、手段改革 课堂教学中重视以学生为主体的教学原则,采用多媒体、科研成果案例、小组讨论、精品课程交流平台网络等方法,将繁杂的概念、原理,产品制备过程,微观组织结构以及性能检测过程、检测设备操作和维护过程等以形象化、动态化、具体化的形式,逐步深入,侧重向各专业方向学生讲授,利于提高学生学习的主动性和兴趣,以及培养学生创新和批判性思维能力。《材料科学导论》实行双语教学,学生阅读翻译外文文献的能力明显提高,有利于了解全球材料学科的前沿科研状态和知识。在实践教学改革中,材料科学与工程专业各方向充分发挥学院与企业的科研实践优势,拓宽就业渠道。从时间、教学内容以及管理措施上保证“以科研促进教学,更好地培养学生的创新能力和工程实践能力”[6]。我院于2011年开始与台湾义守大学合作办学,材料科学与工程专业各方向选派1~2名优秀学生到该校学习,这将进一步探索出国际国内合作办学之路,给本专业更多优秀学生优化知识结构、开阔学科视野提供跨校学习平台。 四、加强师资队伍建设 贵州大学材料科学与工业专业经过60多年的专业建设,储备了大批的材料学科专家学者和宽厚的工程学术文化底蕴。近几年,经过贵州大学品牌专业、省级示范性专业、国家一类特色专业,以及重点学科、硕士点、博士点授予专业建设,采用传帮带培养、引进、进修提高等方式,建立了一支教学、科研兼容,结构合理,爱岗敬业,勇于创新的专业方向教师队伍。目前本专业共有教师15人,其中教授6人,副教授6人;博士5人,硕士5人。35岁以下教师全部在读博士。本专业青年教师全部到省级材料结构与强度重点实验室兼职,掌握大型检测与表征仪器的操作和维护,为师生展开科研教学提供了技术便利。与贵州南方汇通、安大集团公司等校外实习基地建立了长期师资培养机制,以解决不同性质的企业生产问题为契机,与培养学生并举,为各专业方向师生提供了科学研究和工程实践的条件,目前有三位教师在这些企业攻读博士后。加强教师队伍团队合作,鼓励教师教学与科研并重。目前,本专业教师发表相关教研论文30余篇,出版教材《材料科学基础》、《金属材料学》、《材料科学》、《材料科学与工程专业实验教程》等4部教材。《材料科学基础》获评省级精品课程,《材料力学性能》获评校级精品课程,带动了本专业方向课程的建设。 五、结论 与时俱进,贵州大学材料科学与工程专业紧跟材料制造业发展趋势和用人市场需求,及时调整专业特色培养方向,不断深化构建特色培养方向课程体系,改革教学方法、手段,加强师资队伍建设等措施,逐步实现了专业“宽专业、厚基础、高素质、重实践、强能力”与培养方向专长化的有机统一,不仅弥补了现有专业培养模式的不足,而且也满足了学生多样化、个性化发展的需求,提升了学生就业市场竞争力。最近几年,材料科学与工程专业学生就业率一直名列贵州大学前茅,获得2011―2013年全校就业率一等奖,已呈现出学生就业自信、社会欢迎的良好互动局面。 材料科学与工程论文:原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用 摘要:本文主要讲述原位反应自生法制备复合材料的原理和制备工艺过程,并详细讲述原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用,以及原位反应自生法的研究发展趋势。原位反应自生法广泛应用在制备金属基复合材料、金属陶瓷复合材料等方面。本文作者认为原位反应自生法制备复合材料可以应用在材料科学与工程专业的教学实践中,应该增加一些原位反应自生法制备复合材料的实验课程,从而提高实践教学质量。 关键词:原位反应自生法 复合材料 材料科学与工程专业 实验教学 研究 应用 一、前言 在材料科学与工程专业的本科教学工作中,本科学生在高年级就开始学习材料科学与工程专业的基础课程和专业课程。其中在材料科学与工程专业课程教学中,在讲述材料的制备工艺方法中讲述过原位反应自生法制备复合材料。原位反应自生法是制备金属基复合材料,金属陶瓷复合材料,以及金属间化合物/陶瓷基复合材料的主要方法。原位反应自生法是在一定条件下通过化学反应在基体内原位生成一种或几种增强相从而达到强化的目的。这种方法可得到增强体颗粒尺寸细小,热力学性能稳定,界面结合强度高的复合材料,是一种很有前途的颗粒增强复合材料制造工艺。原位反应自生法制备复合材料由于具有可以达到净近尺寸成形的优势,所以能够广泛应用于工程领域中。在材料科学与工程专业的本科课程教学中,在材料加工工程和材料制备方法中都讲述过原位反应合成技术。此外还可以将原位反应自生法制备复合材料作为一项实验教学内容安排学生进行实验,使学生认识和了解原位反应自生法制备复合材料的工艺过程。所以原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程专业教学实践中得到广泛的应用。本文首先讲述原位反应自生法制备复合材料的原理和制备工艺过程,并讲述原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程专业教学实践中的研究和讨论。并对原位反应自生法制备复合材料的未来发展趋势进行分析和预测。 二、原位反应自生法制备复合材料的原理和制备工艺过程 为了克服传统方法制备的复合材料存在增强体颗粒尺寸粗大,热力学不稳定以及界面结合强度低等缺点,出现了原位合成技术,即在一定条件下通过化学反应在基体内原位生成一种或几种增强相从而达到强化的目的。原位自生法是通过原料粉末中的某些化学反应生成所需要的反应产物并通过热压烧结工艺制备出复合材料试样。原位反应自生法可得到增强体颗粒尺寸细小,热力学性能稳定,界面结合强度高的复合材料,是一种很有前途的颗粒增强复合材料制造工艺。目前报道的原位合成技术主要有原位反应热压烧结技术,原位复合技术,定向氧化技术,熔体浸渍技术,反应结合技术及自蔓延高温合成技术等。定向氧化合成技术是利用放热反应在金属或金属间化合物基体中原位分散金属间化合物或陶瓷颗粒或晶须的原位复合技术。原位自生法是通过反应物之间的反应生成所需要的反应产物并通过热压烧结工艺实现致密化。原位合成法是利用化学反应在原位生成补强组元-晶须或长径比较大的晶粒来补强基体材料的制备工艺。原位合成法主要具有如下优点:简化工艺,降低材料成本,实现特殊显微结构设计和获得特殊材料性能,具有很好的热力学稳定性。金属间化合物/陶瓷基复合材料的制备方法主要有原位复合技术和定向氧化技术以及原位反应热压烧结工艺。可以采用原位反应热压烧结工艺制备金属间化合物/陶瓷基复合材料。原位复合技术是由于金属间化合物反应的形成热相对较低,因而采用自蔓延燃烧时系统不易达到较高的绝热温度,故一般采用原位复合技术制备和合成复合材料。原位复合技术是利用放热反应在金属或金属间化合物基体中原位分散金属间化合物或陶瓷颗粒或晶须的原位复合技术。传统的方法是将粉末压坯在恒定速率下加热到可使反应自发的产生并在整个混合物中处处发生反应。定向氧化技术是定向金属氧化工艺可用于制备金属基复合材料。原位反应热压烧结工艺是将原位反应和热压烧结工艺相结合制备致密的复合材料。 三、原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用 原位反应自生法主要用于制备金属陶瓷,金属间化合物,金属间化合物/陶瓷复合材料等。在材料科学与工程专业的教学课程中,其中材料加工工程和材料制备与合成方法讲述过原位反应自生法。原位反应自生法同粉末冶金技术和液相烧结技术一样都是材料制备技术。原位反应自生法同样是热加工工艺,原位反应自生法涉及到反应物高温化学反应制备产物的过程。在材料科学与工程专业课程的课堂教学中,在有些专业课程中原位反应自生法只是作为了解,对于原位反应自生法制备复合材料的具体内容和制备工艺步骤的研究和应用了解很少。所以就需要在材料科学与工程专业的实践教学课程中增加一些关于原位反应自生法制备复合材料的实验课程。通过原位反应自生法制备复合材料的实践教学活动可以使学生认识和了解原位反应自生法制备复合材料的原理,制备工艺过程以及对经过原位反应自生工艺后得到的金属基复合材料烧结制品的物相组成,显微结构和性能进行研究,使学生通过对复合材料的制备与研究过程可以加深学生对材料科学与工程专业课程学习的认识和了解。对于本科学生的教学实践课程,可以在本科学生的本科专业课程设计和本科毕业设计过程中安排采用原位反应自生工艺制备金属基复合材料和金属陶瓷复合材料的教学内容。例如采用原位反应自生工艺可以制备金属陶瓷复合材料,先将金属陶瓷粉末通过压力成型工艺制成坯体,并通过原位反应自生工艺和高温烧结工艺制备金属陶瓷复合材料。高温烧结工艺可采用常压烧结工艺,热压烧结工艺和放电等离子烧结工艺以及热等静压烧结工艺。采用原位反应合成工艺可以制备金属间化合物/陶瓷基复合材料,通常先将金属间化合物粉末和陶瓷粉末通过压力成型过程在一定压力下压制成具有一定形状和致密度的预制件,通过原位反应自生法和高温烧结工艺形成金属间化合物/陶瓷基复合材料。高温烧结工艺可采用常压烧结工艺,热压烧结工艺和放电等离子烧结工艺以及热等静压烧结工艺。有时将原位反应自生法和热压烧结工艺相结合制备致密的复合材料烧结块材。通过实验教学过程使学生认识和了解到原位反应自生法制备金属陶瓷复合材料的制备工艺过程,提高学生对专业课程学习的认识和了解。使学生通过实验教学认识和了解了原位反应自生工艺制备复合材料的制备工艺原理,使用方法和制备过程,以及对得到产物的物相组成和显微结构进行分析和测试。原位自生法可以制备金属基复合材料,金属陶瓷复合材料等。采用原位反应自生法可以制备颗粒增强的金属基或陶瓷基复合材料。 原位反应自生工艺制备复合材料涉及到反应物在高温下发生化学反应生成反应产物的过程,原位反应合成技术操作过程比较简单,对设备要求较低,只需要高温烧结炉,可以进行现场操作,因此可以作为本科学生的实验课程教学内容,可作为材料科学与工程专业课程的辅助教学实验,也可以作为本科专业课程设计和本科毕业设计教学内容。使学生通过实践教学来加深对材料科学与工程专业课程的认识和掌握。使学生认识到金属基复合材料的制备过程以及金属陶瓷复合材料的制备过程等,并使得学生对原位反应自生法得到的烧结制品进行分析和测试,使学生对材料的分析和检测水平有较大的提高。对于拓展学生的知识面有很大的帮助。为本科学生以后的本科专业课程设计和本科毕业设计打下坚实的实验基础。 四、原位反应自生法制备复合材料的未来发展趋势和应用 原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程领域有着广泛的研究和应用。原位反应自生技术由于制备工艺简单,成本较低,对设备要求较低,只需要高温烧结炉,所以被广泛的应用到金属基复合材料,金属陶瓷复合材料,金属间化合物/陶瓷基复合材料等的合成与制备中。利用原位反应自生法可以开发新型的金属基复合材料和金属陶瓷复合材料以及金属间化合物/陶瓷基复合材料。采用原位反应自生技术可以开发出很多种类型的金属基复合材料和金属陶瓷复合材料。所研究和开发的材料种类也逐渐增多,应用范围也越来越广泛。原位反应自生技术在材料科学与工程专业教学与实践中也得到广泛的推广和应用,原位合成技术已经成为材料科学与工程专业实践教学课程进行的实验内容。所以本文作者认为应该在材料科学与工程专业的教学实践中增加一些采用原位反应自生技术制备复合材料的实验课程。 五、结论 本文主要讲述原位反应自生法制备复合材料的原理和制备工艺过程,并详细讲述原位反应自生法制备复合材料在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用。原位反应自生法广泛应用在制备金属基复合材料,金属陶瓷复合材料等领域中。本文作者认为原位反应自生法制备复合材料可以应用在材料科学与工程专业的教学实践中,应该增加一些原位反应自生法制备复合材料的实验课程,扩大学生学习的知识面,提高学生的认识了解能力,从而提高实践教学质量。通过原位自生法制备复合材料的实验教学过程提高学生的知识水平和认识能力。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业英语教学改革思考 摘要:专业英语教学是继传统英语教学之后,提高材料科学与工程专业大学生对本专业英语应用能力的重要手段。本文通过对现行专业英语教学现状进行分析,针对目前教学中存在的问题,探讨今后教学内容及教学方法,着重培养学生专业外语的自学能力及应用能力。 关键词:专业英语;材料科学与工程;教学改革 1. 专业英语教学现状 专业英语是一门综合性较强的课程,即包括基础英语的基本知识又包含了特定专业的专业知识,因此其既具有语言教学的规律性又具有专业教学的规律性[1]。但目前,专业英语教学任务分散在各个学院,专业外语教师师资力量较薄弱,而且专业外语课时少,很难实现科技英语系统教学[2]。而学生从基础英语教学模式一下子转变为专业英语教学模式,面对大量复杂的专业词汇及长句、难句,同学们初学时不易掌握,不会进行长句结构分析,不会词性的转换及词序的灵活处理,因此翻译课文经常不能表达原意。而且,一般专业英语课程开设在第六学期,此时同学们刚刚接触本专业基础课程,对专业知识和技能的理解和掌握有限,因此对于教材中一些专业性很强的知识很难理解,学生掌握起来较吃力而使其失去学习兴趣,课堂中形成了老师为主的翻译模式[3,4]。由于缺少了对科技英语体系的系统学习部分,同学们对科技论文的结构及撰写格式不甚了解,在毕业设计环节,本科生撰写英文摘要等方面的表现很差。 为了提高材料科学与工程专业学生的专业英语水平,本文从教学内容及教学方法上进行了一系列探索,力求提高学生专业外语的自学能力及应用能力。 2. 教学内容改革 目前,材料科学与工程专业选择的专业英语教材主要内容包括水泥、玻璃、陶瓷及耐火材料等传统工程材料的制备原理及工艺,专业性很强,部分内容因为学生未接触本专业课程,缺乏专业背景而很难理解。因此。针对本专业学生的实际情况,在充分调研国外相关教材的基础上,将国外原版教材中过于水泥、玻璃、陶瓷及耐火材料的精华部分作为课堂教学的一部分,让同学们掌握科学、客观、较标准的英文表述习惯,而内容和难易程度则与专业知识结合紧密,以各种材料概述、制备工艺、性能及应用为主,不再涉及一些专业性太强的理论知识。课程中除了讲解专业知识外,在课程绪论部分给学生一个过渡,让学生了解专业英语与基础英语之间的区别以及专业英语句式结构的特点,使学生能够对专业英语的语法结构有一个大致的了解。同时,为了提高学生科技论文查阅及写作能力以及国际交流能力,教材中将设置有关专业论文结构与撰写的章节。 3. 教学方法改革 专业外语课时设置都较短,一般为32~48学时,在短短的32学时内,要求学生“听、说、读、写”全面发展几乎是不可能的。因此,课内教学主要仍以“能读会写”为主要教学目标。但教学方法将不再以教师为主角,改变原来“老师讲、学生听”这种填鸭式的教学方式,通过翻转课堂,让同学们走上讲台,完成课文的翻译及讲解过程。老师主要负责专业词汇的讲解及引伸,扩展同学们的专业词汇,通过讨论对同学们在翻译过程中产生的问题进行纠正及讲解,剖析复杂长句及难句的句式结构。结合目前同学们专业外语学习现状,将在课堂上引入大量的科技外文文献,使同学们掌握其主要结构及撰写要求,重点培养同学们掌握本专业论文英文摘要的撰写。 专业外语听说能力的培养同样至关重要,而且培养过程需要一个长期的过程,并非通过 一两次课堂教学就能一蹴而就,因此,这部分能力的培养主要是通过鼓励学生自主学习来完成,鼓励学生观看相关材料介绍的视听文件,在课堂翻译过程中要求同学首先对原文进行朗诵然后进行讲解,这就要求同学们在课前要做好充分的预习,提高他们的自学能力。此外,根据同学们撰写的专业论文英文摘要,要求学生在课堂上做一个presentation,逐步提高同学们专业英语表达的自信,最终目的是培养同学们国际交流及应用的能力。 4. 结语 随着时代的发展,在英语日益成为国际主要交流工具的今天,加强材料科学与工程专业外语教学水平,根据教学目标的正确定位来及时调整教学内容以及采用丰富有效的教学方法是培养学生学习兴趣以及提升英文阅读、写作及交流能力的重要方面。因此,积极进行专业英语有效教学方法改革的研究,对于提高学生专业外语的自学能力及应用能力有着重要的意义。
化学工程论文:化学工程领域工程硕士培育 1全日制化学工程工程硕士培养的实践与创新 1.1突出实践能力的培养 研究生的培养是一个系统工程,研究生培养过程的各个环节必须紧密配合,才能培养出合格的、受社会热捧的人才。特别是对于全日制工程硕士的培养来说更是如此。根据全日制工程硕士的特点,把研究生关闭在校园里培养已不能满足社会对人才的要求,异地培养,多地培养成为必然。必须把实践能力的培养作为主线贯穿于全日制工程硕士“培养链”的各个环节。在招生环节,我们对全日制化学工程工程硕士的考生的面试采取了与科学学位考生不同的方式,把对考生的实践经验作为主要的面试内容,让考生感受到实践经验的重要性,许多考生面试后积极主动地到工厂企业锻炼,入学后带着在实践中遇到的问题来学习,增强了解决实际问题的能力。在课程培养环节,我们的课程设置体现理论与实践相结合的原则,分为公共课,专业核心课,专业拓展课,专业实践教学四个模块。我们加大了公共课的比重,利用我校的有效资源,合理整合了专业学位研究生的计算机与管理类课程。无论是公共课还是专业课,都把实践教学内容贯穿其中,理论课中包含实践知识,实践课中包含理论知识。在实践培养环节,我们建立了湖南化工研究院、湖南海利化工有限公司、国家农药创制工程技术研究中心、湖南四达试剂有限公司等多个培养基地,实践条件得到了有力的保证。另外,鼓励研究生在学校组织的集中实践之外增加自主分散实践。在学位论文环节,我们要求化学工程工程硕士研究生在开题前认真查阅文献,尽量了解国内外相关的最新研究成果,选择直接来源于具有实际应用价值的应用技术课题和现实问题的课题。同时,聘请企业的专家、学者参加开题报告会,对选题进行严格审定,多角度考虑选题的合理性、可行性及实用价值。学位论文形式采用产品开发、工程或工艺设计、工程放大及新技术工程应用报告、典型案例分析等多种形式。 1.2突出课程教师和导师的主导地位 应用型人才的培养首先要通过相关课程和案例的学习和研讨来提升其解决实际问题的能力,我们通过聘请企业专家来校担任课程教师,通过改进教学方式方法加强课程教学。如研究生自主参与教学、由多位教师担任一门课程的“拼盘式”教学模式等等。在课程建设方面,学院加大了研究生教师编写适合我院工程硕士实践的教材或讲义的支持力度,加强了研究生精品课程的建设。研究生的培养离不开导师的主导作用,特别是全日制工程硕士的导师最少两位,或多位导师,无论哪个培养环节都需要导师的指导与配合,校企导师分工配合,共同提高研究生的培养质量。在导师的选择上,我们把有横向课题,应用实践经验丰富的教师选作化学工程工程硕士的导师和授课教师,把与培养基地联系较密切的老师选为校内导师,有利地促进了校企导师之间的交流与沟通,也能及时准确掌握论文选题的进展情况等等。 1.3突出工程硕士研究生的主体地位 工程硕士的培养目标是培养具有宽广知识结构的复合型应用型专门技术人才或技术管理人才,能独立从事专业技术工作和技术管理工作。如何实现这个目标,除了学校为研究生营造合理的宽松的环境,搭建良好的学习实践平台外,只能靠研究生自己长期的积累和持续的训练,知识结构的改善,实践能力的提高,学位论文设计都需要独立完成,最终自我实现培养目标。 1.4重视工程硕士培养管理制度和管理机制 尽管化学工程工程硕士培养时间短,但我校研究生教育历史悠久,有完整的研究生管理文件,管理制度也较为健全。我校研究生处成立了专业学位培养科,负责工程硕士的宏观管理与控制,学位论文的质量标准由研究生处学位办负责管理与控制,化学化工学院成立了由科研副院长负责的化学工程领域工程硕士培养管理小组以及由院长、教授、领域带头人、企业专家组成的学位分委员会。 2全日制化学工程工程硕士培养的困境 2.1生源问题 就我们这两年的招生情况来看,生源问题非常严重,直接报考化学工程工程硕士的比例相当少,大多是其他专业调剂过来的,与我院同类专业学位教育硕士相比,化学工程工程硕士推免生只占其1/10。 2.2工程硕士学制问题 我校化学工程全日制工程硕士学制为两年至三年的弹性学制,我们目前先按两年的计划安排课程学习、实践和学位论文,然后根据学位论文的进展情况安排论文答辩或适当延长学位论文的时间。普遍存在的问题是,在国家的全日制工程硕士的学位标准还未广泛 宣传执行之前,导师对工程硕士的学位论文还是沿用科学学位研究生的学位标准,而学校研究生处在办理各种证件时(如学生证、毕业证)都只体现两年学制,普遍反映两年的时间培养既要实践能力强保证充足的实践时间又按时完成高质量学位论文的人才导师压力相当大。为了保证全日制工程硕士的培养质量,以免出现矮化工程硕士的现象,现在大多数工科院校都把全日制工程硕士的学制确定到了三年。 2.3课程体系建设问题 课程体系建设是一个长期的开放的系统工程,需要持续不断的更新。课程建设是高校人才培养永恒的主题,目前我们在课程体系建设方面还主要借鉴科学学位的课程体系,需要政府、企业、高校、教师等多方面的热情参与。 3建议 3.1加强宣传力度,改变观念和教育理念 全日制工程硕士教育是为了适应社会经济发展对高水平应用型人才的迫切需要而开设的专业学位研究生教育类型,但无论是导师、研究生本人还是社会,对此都没有足够的认识,在我院关于“科学学位与专业学位的本质内涵与区别”的小型调查中,非常了解的导师只占9%,了解和比较了解的导师各占36%,不太了解的导师还占18%。由于工程硕士的生源大都是调剂生,研究生本人也是不自愿接受工程硕士教育的,重学术轻专业的倾向普遍存在。因此需要政府、高校,用人单位、宣传媒体等都要发挥其作用。 3.2推进职业资格认证 职业资格认证考试不仅是对从业人员接受职业教育和专业知识水平的考核,也是对行业发展趋势和职业技术要求的导向,是高校调整人才培养方案的依据。是课程体系建设的指挥棒,方向标。推进职业资格认证,是全日制专业学位教育持续发展的得力助手。在这方面,教育硕士就比较规范,工程硕士可以借鉴其他专业学位的经验。 3.3加强师资队伍建设 人才培养离不开教师、导师,要加强专门的工程硕士导师队伍建设,对新导师要及时培训,了解工程硕士的特点和培养目标。要改革教学方式,要大力研究完善与经济社会相适应的课程体系等等都离不开师资队伍建设。师资队伍建设是高校发展的关键。 3.4加强产学研合作,加强高校间实践基地平台共享 随着工程硕士教育的发展,高校的实践基地平台会越来越难以满足人才培养的要求,加强产学研合作,建立更多实践基地势在必行,这是一方面,另一方面,高校间实践基地平台共享,不仅可以缓减实践基地紧张的局面,还可以加强不同培养单位研究生之间交流与合作,取长补短,共同提高研究生培养质量。 化学工程论文:对化学工程毕业生教改分析 1毕业生调查结果 1.1在校期间状况回顾 为了掌握学生在校期间的专业教育及能力培养的效果,重点调查了对专业了解及能力培养的情况,学生回答的结果如下:1)对本专业的了解:了解61.45%,不是很清楚36.46%,不了解2.09%。2)获得的能力培养:各方面都得到培养30.21%,少数几个方面得到培养64.58%,只是专业能力得到培养4.17%,都得不到培养1.04%。3)最大收获:专业能力8.15%,综合能力21.20%,独立工作能力22.83%,动手能力13.04%,组织管理能力8.15%,社交能力15.22%,其他11.41%。 1.2工作后能力自评 学校的专业与素质教育和学生能力的培养锻炼的好坏直接反映在学生工作后的各方面能力上,因此从工作适应能力等11个方面进行了调查。 1.3教学印象 为了解设置的相关教学环节的确切效果,调查了拓宽专业知识等5个方面。 1.4对教育的评价或看法 旨在改革教学体系、教学环节及教学方法等,调整课程设置,使其更适合实际应用需要,调查结果如下:1)课程结构:基础课时多11.72%,专业基础不厚20.69%,专业课太深4.14%,人文课太少26.21%,实践环节弱33.10%,其他4.14%。2)需增加的课程与知识:环保10.37%,安全9.13%,营销9.96%,经济14.94%,企业管理17.01%,公共关系18.26%,人文修养20.33%。3)教学内容和教学方法:应结合学科前沿14.41%,应结合生产实际29.26%,应生动活泼7.42%,应形式多样8.73%,多培养思维与创新能力22.71%,不行、需改进2.18%,还好4.37%,要互动10.92%。4)喜欢的课堂教学手段:采用多媒体课件16.48%,采用黑板板书4.40%,采用多媒体课件与黑板板书相结合79.12%。5)喜欢的课堂教学模式:注重教材内容与顺序5.04%,注重前沿专业知识与实际40.34%,注重思维方式与启发54.62%。6)最关注的教师素质:人格魅力32.24%,对待学生的态度19.13%,教学水平29.51%,学术能力15?30%,其他能力3.82%。 1.5期望对教学方法的改进 1)喜欢的创新能力培养途径:提前进实验室20.00%,开展前沿性讲座22.31%,参加创新活动53?85%,其他3.84%。2)喜欢的毕业环节科研展开方式:围绕导师的方向5.16%,在导师指点下主动、自由发挥71.13%,按照自己的兴趣组合团队23.71%。3)喜欢的毕业环节科研选题:理论性强5.16%,与企业生产结合67.83%,个人兴趣爱好17.35%,与个人就业相关9.66%。 2所在单位调查结果 2.1用人单位对浙科院毕业生的评价和毕业生的自我评价与定位用人单位对毕业生使用后的评价和满意度,是非常有价值的数据,这些数据能够反映毕业生群体各方面情况是否适应用人单位的需要,以及适应程度如何;还能够影响这些单位现在和今后是否继续招聘相关院校的毕业生。用人单位对浙科院毕业生的总体评价:25%非常满意,69.4%比较满意,5.6%不好说;从用人单位层面看浙科院毕业生的自我评价与定位:89.2%准确合适,10.8%偏低,没有出现过高现象。结果说明绝大部分用人单位对浙科院毕业生是比较满意的,大多数毕业生对自己的评价和定位是准确的。 2.2用人单位对浙科院毕业生各方面的评价 表4中的各方面全面体现了用人单位对浙科院毕业生的评价。用人单位比较看重毕业生具有工作负责踏实、敬业精神,合作(团队)意识与奉献精神,竞争意识与挑战意识,创新意识与勇气;对适应、应变能力,人际交往能力,人文素养,社会实践和社会工作经历,专业学习成绩、学习能力等也比较看重;学校声望和户籍等不再成为影响学生就业的主要因素。 2.3对学校教育的建议 表6综合了用人单位对浙科院培养应用型人才的相关建议(在回答者中占的百分率)。 3调查结果的启示与对策思考 调查结果显示,用人单位对学生的思想道德水平评价很高,很多单位对浙科院学生在工作中的朴实和踏实精神给予了肯定。毕业生与单位对“专业素质”和“知识面”认可程度很高,其原因是浙科院通过不断深化教学改革,拓宽专业口径,增加学科交叉,增设不同学科选修课,增强实践实习环节,让学生走出课堂,走进实验室,到单位进行实地实岗的生产实习,充分做到理论与实践相结合,更好地吸收专业知识并灵活运用,较好地提高学生的专业素质和拓宽了知识面,使许多毕业生已成为基层单位的技术骨干和业务能手。随着计算机的普及和相关课程学习,毕业生的计算机应用能力已经不成问题;但外语的实际应用能力仍欠缺,在听、说、写、译上存在着一定差距,因此学校在外语教学上应注重应用能力培养,特别要利用好专业外语与文献检索课程和科研实践及毕业研究,锻炼学生的外文文献查阅、翻译和消化利用能力。整体素质的满意度较高,但某些方面的素质(能力)有待于增强,因此还需强化以下几方面的工作。 3.1加强专业教育 从对专业的了解情况看,有38.5%的学生在学校时对自己所学专业不清楚或不知道,这对学生专业知识的学习掌握有很大影响,没有明确的目标,没有学习的原动力。因此,应该加强学生进校后的专业教育:始业教育进行专业的介绍,让学生了解专业及行业在 国民经济中的地位,毕业后能从事什么工作;了解在学校学些什么,需要注意和掌握什么,通过哪些环节培养哪些技能,学校有什么平台和措施,等等。专业教育要通过始业教育、认识实习、课程教学、技术实习、科研实践、专业技术人员讲座及毕业环节等实现贯穿整个大学学习生涯。 3.2强化教学环节的效果 从教学印象的调查结果看,除计算机能力较好外,其他环节学生印象不深,效果不明显。究其原因,对“拓宽专业知识”宣传不够,重点没有突出,课程的安排反而使学生不知道本专业到底哪些课程是重要的。这就需要从始业教育开始向学生介绍专业的基本情况、基本要求、适应领域、所学的基本课程、专业课程以及为拓宽专业知识而需拓展的相关课程知识。对“社会实践活动”除实践小分队有实效外,大部分学生留于形式,也没有真正的考核;要讲明社会实践活动的意义,是锻炼能力的重要途径,事前要充分发动,事后总结汇报、评比,既要抓好集体小分队,又要抓好个体的活动,千万不要只填个表、找个单位盖个章。对“科研实践活动”还缺乏发动、组织和考核,只是少量学生在协助教师做科研的具体工作;相关人员要早发动、早安排,使学生要有创新的科技意识,通过申报科技项目和参与教师的科研活动来完成该环节,要避免到毕业时发现缺该环节的学分时找教师填个表来充数。对“专业学术讲座”还缺少气氛,学生的理解、沟通与接受能力还欠缺;针对不同年级的学生开展相应的学术讲座,大一大二可以是行业的介绍,大三大四可以是专业的研究领域和发展动态、成功的创新、创业和个人的发展等,千万不能为了营造气氛拉人凑数,学生不知在讲什么,从而就不喜欢。 3.3加强素质教育与能力培养 现代社会需要那种“诚信为本,才智并举,具有一定创新能力”的综合性人才。学生只有全面提高自身的综合素质,才能在激烈的竞争中立于不败之地。目前大部分学生只重专业技术,而轻视文化素质的教育,造成知识面过窄,文史哲、艺术修养不足,思维简单、呆板,应变能力和创新能力较差,这样的学生将难以适应市场对人才的需求。现代企业不仅需要具有良好专业知识的人才,同时要求员工具有较高的文化素养和较为广阔的知识面,具有良好的口头表达能力与社交能力,因此必须加强学生文化素质的培养与提高工作。从在校得到的能力培养与工作后能力自评看,大部分学生在学校时没有得到各方面能力的锻炼,工作后大部分感觉工作适应能力、团队合作能力、解决问题能力较好,动手操作能力基本满意;然而组织管理能力、人际交往能力、口头表达能力、文字写作能力、竞争创新能力、胜任专业能力还不够。学校要精心组织多种学生活动,如社会调查、社会服务、课外科技活动,以及各类文娱、体育活动,融素质教育于活动之中,并注意与专业培养相结合。要注重发挥学生个体的不同特点,力求做到让学生人人积极参与、人人从中受益。通过班级组织、学生会分团委、学生社团组织等干部的轮训和竞聘等方式,及社会实践、社团活动等,让更多的学生得到领导能力、应变能力、组织管理能力、人际交往能力、口头表达能力等综合能力的锻炼;重视与创造条件,通过课程实验、设计与综合性实验、开放性实验、科研实践、技术实践、各类学生科技计划与竞赛、参与教师课题等多种途径,锻炼学生的动手能力与专业能力;通过各类报告与论文的撰写锻炼学生的文字表达能力;通过课程、实验与科研的启发式教学与培养,锻炼学生发现问题、思考问题与解决问题的能力。强化以提高学生创新能力为目标的大学生科技活动运行机制,以培养学生的创新意识、创新思维和创新技能。使毕业生不仅有较强的专业知识和业务能力,同时也具备较高的综合素质,能不断适应新环境和新形势的挑战。 3.4加大课程体系改革力度 人才培养要与社会的需求相适应,做到学以致用;合理的课程设置不仅是培养复合型应用人才,改善学生知识结构的重要保证,而且是使学生个性得以充分发展的基本条件。现在的课程体系中,选修课不多,较多注意培养学生的“共性”而忽略了他们的个性发展,因而影响创新能力的培养。学生个人的兴趣爱好是激发学习兴趣的内在动力,现代经济社会更注重人的个性发展,大型企业是按照人的性格特点并结合其专业来定位人才的使用岗位。调查结果显示,有相当部分学生认为基础课时多、但专业基础又不厚实,人文课少,实践环节薄弱;许多学生根据实际工作中的感受,提出应该增加环保、安全、营销、经济、管理、公共关系及人文修养等课程。增开跨学科、跨专业课程,要根据专业培养目标来设置课程内容,增加一些实践性、操作性强的教学环节,培养学生实践动手能力;要适当减少一些理论性课程的课时,以期用来增加实际工作中需要的应用性知识;要适当削减课堂教学时间,增加学生自学时间和社会实践时间,使学生有自我发展的时间和空间。增加实践教学时间,丰富实践教学内容,加强创新开放实践项目与内容,充分利用现代科学技术最新成果和手段,激发学生创新兴趣,发挥学生的聪明才智,提高学生实践能力。同时,加大实践教学经费投入,不断改善办学条件,为学生的创造精神和创造思维培养提供有效保证。 3.5努力改进教学方法 素质教育是一项以知识传授、方法训练、能力培养和精神陶冶为实践内容的综合性系统工程,必须贯穿于专业教育、学科教育[4]。一个学生在学校所学的知识,无论是多么的现代化,都不能应对日新月异的科学技术的发展,学习方法的掌握优于系统知识的掌握。调查结果显示,近35%学生认为教学内容应结合学科前沿、结合生产实际,40.34%喜欢注重前沿专业知识与实际的内容;教学方法上22.71%要求多培养思维与创新能力,79.12%喜欢多媒体课件与黑板板书相结合的课堂教学手段,53.85%喜欢参加创新活动的创新能力培养途径,71.13%喜欢 在导师指点下主动、自由发挥和23.71%按照自己的兴趣组合团队的毕业环节科研展开方式,67.83%喜欢与企业生产结合,和17.35%喜欢个人兴趣爱好的毕业环节科研选题。为此,教学中教师要注意知识的更新,结合学科的发展动态与实际生产应用讲解相关知识,及时更新相关工程应用实例;教学手段上充分利用现代化教学方式,多采用图片、动画等,但要克服只读电脑课件的弊病;教学方法上要改变过去只重知识传授的做法,把发展独立思考和独立判断的能力放在首位,重在激发学生的学习主动性和学习潜能,重点加强与创造性活动有关的方法、能力的教育;教学方式上要多启发、要多互动交流、要给学生有思考的时间与机会,使之真正理解,能举一反三、活学活用;专业类课程教学中教师要始终贯彻工程理念,与实际应用紧密结合。要发挥学生的主体作用,培养学生自主学习意识,传授学生探索性的学习思想和研究思路,培养学生获取知识的能力。要探索产学研相结合的办学模式,以教师的科研带动学生的实践,使之与学生的创新能力培养与毕业环节紧密结合,并逐步引导学生根据企业实际需要与自己的爱好选择课题,使学生所学知识与生产实际相结合,有利于培养学生创造性思维。同时还需要加强各实践环节的指导,使学生真正能通过实践环节得到实践应用能力的锻炼和提高。 3.6培养一支高素质的教师队伍 没有适应现代化需要的教师,就不可能培养出现代化的人才。教师是高校教学活动的主导,教育改革的直接参与者和具体执行者,更是现代化人才的塑造者。在教学中要充分发挥学生的主体作用,教会学生学习的方法,培养学生创造性思维方式,使他们成为“可持续发展”的人才,关键是要建立一支具有现代意识、创新精神、创新能力和良好政治、业务素质的教师队伍[5]。调查结果表明,学生最关注的教师素质:人格魅力32.24%,教学水平29.51%,对待学生的态度19.13%,学术能力15.30%。通过提高学历、交流进修、与企业接轨、科研等多渠道来增强教师的理论与实践能力,特别是创新能力的提高。基于浙科院培养高层次、应用型人才的特点,特别要加强既具备扎实的基础理论知识和较高的教学水平,又具有与专业有关的实践工作能力的“双师型”师资队伍的建设,引进有企业或科研院所实际工作经历的人才充实教师队伍,但需要提高他们的教学水平;引进高学历的毕业生补充教师队伍,要通过下企业实习、与企业合作、开展各种科研项目等方式强化他们的实践能力,同时也要通过传、帮、带等方式提高他们的课堂讲授水平;对现有的低学历和没有实践经历的教师也要通过进修、下企业锻炼、开展项目研究等来提高其理论水平和实践能力。 3.7应加强全方位的就业指导工作 学校除了深化教学改革,对大学生进行专业知识教育,从入学开始就着力培养学生各方面素质、能力外,还要针对目前的就业压力、毕业生期望值与定位过高等问题,进一步加强对毕业生进行思想教育(含艰苦创业教育)、理想教育、形势教育,开展社会实践活动和心理咨询活动,引导大学生树立正确的择业观,客观地进行自我评价,增强他们的心理素质和在人才市场上的竞争力,培养出适应社会需求的合格人才。学校还应大力加强就业技巧指导,提高服务质量,为毕业生提供更多的就业信息。同时还要充分发挥教师的个体作用,如通过教师的个人关系网络为学生联系、收集和提供人才需求信息,毕业环节的指导教师要在指导论文(设计)的同时多联系多提供就业职位,多关心多指导多促进学生的就业,这样就可以使学生有更多的信息、更强的紧迫感和更大的信心来完成就业。相信只要齐抓共管,一定能将就业率最大化。 4结语 毕业生的跟踪调查和用人单位调查,给学校提供了很多重要的信息,相信这些数据对培养适应市场需求的具有较强综合素质能力的应用型人才,对改革人才培养模式和方法,对提高毕业生的就业能力、真正实现学校的办学目标有所裨益 化学工程论文:生物化学工程环境改造分析 一、我国生态环境现状 目前我国工业“三废”污染、农用化肥和农药的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染,严重的影响了国内的生态环境,使得水污染日益加剧。水资源严重短缺,全国600多个城市中已有一半城市缺水,农村则有8000万人和6000万头牲畜饮水困难;土壤污染严重,耕地面积锐减,近10年来每年流失的土壤总量达50亿吨,土地荒漠化日益加剧;森林覆盖面积下降,草场退化,每年减少森林面积达2500万亩;人们的身体健康受到严重威胁,疾病发病率急剧上升。环境是人类和生物赖以生存和发展的各种因素的总和。环境包括自然环境和社会环境。环境与人相互对立又相互制约。环境给人类的生存和发展提供了必要的条件,而人类通过调节自身以适应不断变化的外界环境;同时也不断地改造环境,创造有利于自身生存、发展的环境条件。人类对环境的改造能力越强,环境对人类的作用就越强。人类在改造环境的同时,也将大量的废弃物带给了环境,造成了环境污染,对人体健康产生了不良影响甚至危及生命。因此,加大环境保护和环境治理力度,加快应用高新技术,如现代生物技术来控制环境污染和保持生态平衡,提高环境质量已成为环保工作者的工作重点。几大环境问题:一是大气污染对健康的危害,空气污染物在短时间内大量进入人体,会导致急性危害。产生的原因,一种是污染地区的气象条件发生了变化,大量污物积聚在低空,扩散不开;另一种是事故排放使大量有害物质短时间内进入大气,造成严重污染。二是慢性危害:长期生活在低浓度污染的空气环境中,机体可受到慢性潜在性危害,使慢性呼吸系统疾病的发病率增高。如目前吸烟引发肺癌、石棉引起石棉肺、二氧化硅致矽肺等已为人们所共知。三是致癌作用:空气污染物的致癌作用是慢性危害的又一表现,是现代肺癌发病率增高、死亡率增加的重要原因之一。实验证实,有30余种空气污染物具有致癌作用,其中最突出的是多环芳烃化合物,以3,4苯并芘为代表。它是煤炭、石油、天然气、木材等燃烧不完全所形成的一种高活性致癌物,在煤烟、煤焦油、汽车废气、飞机尾气、柏油路灰尘中都能分离出3,4苯并芘。某些元素如砷、铅、镉、铬、铍的致癌性已在动物实验中被证实。 二、现代生物技术与环境保护 现代生物技术是以DNA分子技术为基础,包括微生物工程,细胞工程,酶工程,基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用,而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20世纪80年代以来生物技术作为一种高新技术,已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视,发展十分迅猛。与传统方法比较,生物治理方法具有许多优点。首先,生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构,降解的产物以及副产物,大都是可以被生物重新利用的,有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度,这样既做到一劳永逸,不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。其次,利用发酵工程技术处理污染物质,最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质,如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等,常常是一步到位,避免污染物的多次转移而造成重复污染,因此生物技术是一种既安全又彻底的手段。再次,生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程,而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质,其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的,所以大多数生物治理技术可以就地实施,而且不影响其他作业的正常进行,与常常需要高温高压的化工过程比较,反应条件大大简化,具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。所以,当今生物技术已广泛应用于环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理以及有毒有害物质的无害化处理等各个方面。 三、现代生物技术在环境保护中的应用 (一)污水的生物净化 污水中的有毒物质其成分十分复杂,包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用,从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质,使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。固定化酶和固定化细胞技术是酶工程技术。固定化酶又称水不溶性酶,是通过物理吸附法或化学键合法使水溶性酶和固态的不溶性载体相结合,将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物,微生物细胞是一个天然的固定化酶反应器,用制备固定化酶的方法直接将微生物细胞固定,可催化一系列生化反应的固定化细胞。运用固定化酶和固定化细胞可以高效处理废水中的有机污染物、无机金属毒物等,此方面国内外成功的例子很多,如德国将能降解对硫磷等9种农药的酶,以共介结合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于处理对硫磷废水,去除率达95%以上;近几年我国在应用固定化细胞技术降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠(LAS)方面取得较大进展,对于含100mg/L废水,降解率和酶活性保存率均在90%以上;利用固定化酵母细胞降解含酚废水也已实际应用于废水处理。 (二)污染土壤的生物修复 重金属污染是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定或解毒,降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性,通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量,激发微生物的活性,由此可以改善土壤的生态结构,这将有助于土壤的固定,遏制风蚀、水蚀,防止水土流失。 (三)白色污染的消除 废弃塑料和农用地膜经久不化解,估计是形成环境污染的重要成分。据估计我国土壤、沟河中塑料垃圾有百万吨左右。塑料在土壤中残存会引起农作物减产,若再连续使用而不采取措施,十几年后不少耕地将颗粒无收,可见数量巨大的塑料垃圾严重影响着生态和环境,研究和开发生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技术一方面可以广泛地分离筛选能够降解塑料和农膜的优势微生物、构建高效降解菌;另一方面可以分离克隆降解基因并将该基因导入某一土壤微生物(如:根瘤菌)中,使两者同时发挥各自的作用,将塑料和农膜迅速降解。同时,还需大力推行可降解塑料和地膜的研发、生产和应用。有些微生物能产生与塑料类似的高分子化合物即聚酯,这些聚酯是微生物内源性贮藏物质,可以用发酵方法进行生产,由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔点、高弹性、不含有毒物质等优点而在医学等许多领域有极好的应用前景。为了降低成本、提高产量,人们正在用重组DNA技术对相关的微生物进行改造,此方面目前一个研究热点是采用微生物发酵法生产聚-羟基烷酸(PHAs),研究人员正设法构建出自溶性PHAs 生产菌种,即将PHAs重组菌进行发酵,在积累大量的PHAs后,加入信号物质,使裂解蛋白产生,细胞壁破坏,PHAs析出,以简化胞内产物PHAs的提取过程,降低提取成本。 (四)化学农药污染的消除 一般情况下,使用的化学杀虫剂约80%会残留在土壤中,特别是氯代烃类农药是最难分解的,经生态系统造成滞留毒害作用。因此多年来人们一直在寻找更为安全有效的办法,而利用微生物降解农药已成为消除农药对环境污染的一个重要方面。能降解农药的微生物,有的是通过矿化作用将农药逐渐分解成终产物CO2和H2O,这种降解途径彻底,一般不会带来副作用;有的是通过共代谢作用,将农药转化为可代谢的中间产物,从而从环境中消除残留农药,这种途径的降解结果比较复杂,有正面效应也有负面效应。为了避免负面效应,就需要用基因工程的方法对已知有降解农药作用的微生物进行改造,改变其生化反应途径,以希望获得最佳的降解、除毒效果。要想彻底消除化学农药的污染,最好全面推广生物农药。所谓生物农药是指由生物体产生的具有防止病虫害和除杂草等功能的一大类物质总称,它们多是生物体的代谢产物,主要包括微生物杀虫剂、农用抗生素制剂和微生物除草剂等。其中微生物杀虫剂得到了最广泛的研究,主要包括病毒杀虫剂、细菌杀虫剂、真菌杀虫剂、放线菌杀虫剂等,但长期以来并没有得到广泛的使用。现在人们正在利用重组DNA技术克服其缺点来提高杀虫效果。例如目前病毒杀虫剂的一个研究热点是杆状病毒基因工程的改造,人们正在研究将外源毒蛋白基因如编码神经毒素的基因克隆到杆状病毒中以增强杆状病毒的毒性;将能干扰害虫正常生活周期的基因如编码保幼激素酯酶的基因插入到杆状病毒基因组中,形成重组杆状病毒并使其表达出相关激素,以破坏害虫的激素平衡,干扰其正常的代谢和发育从而达到杀死害虫的目的。 化学工程论文:绿色科技在化学工程中的应用 1 绿色科技能有效减少温室气体的排放 目前主要造成温室效应的气体是二氧化碳,从工业革命以前人们开始应用含碳类的能源物质开始,无论是科技生产还是工业生产,知道现代的科技,即便是已经开始了全球化的大生产,每年都会由于生产而产生数十万吨的CO2,这些气体被爱芳到大气中,就是造成温室效应禅城的最根本的原因。而过去并未有相应的法律法规对此类问题进行规范,因此很长的一个时期,工厂对大气的这种破坏是无需承担任何责任的。 目前针对这一问题,很多化工企业都开始积极的开展新的技术,通过利用新技术以改善高CO2气体排放的现状,随着投入的加大,这种现象得到了有效的控制。甚至目前已经在某些生产环节可以达到利用二氧化碳作为原料进行生产,以此降低其排放量。比如,尿素的生产过程中,化工企业就可以再生产中将CO2进行收集通过一些反应进行利用。这一工艺每年就可以减排数十万吨的二氧化碳。 2 海水淡化预处理中绿色科技的应用 水是生命源泉,无论是生活还是生产,最基础的生存都离不开水。水作为社会发展的基础资源,本身有具有着有限性,尤其是淡水资源。而随着社会以及经济的发展,淡水资源曾经的利用毫无章法和度,因此世界开始面临了淡水危机这又一环境问题。中国虽然地大物博,但是相对于整个世界而言,是淡水资源最缺乏的国家之一,因此就需要寻找到可以解决这一难题的有效途径,海水的淡化技术的产生和应用不得不说是成为了解决这一问题的有效途径。海水淡化技术在初期研发阶段的应用成本较高,只有少数发达国家才有技术以及资金使用,称得上是奢侈技术,但是随着科技的发展,海水淡化的应用成本随之降低,其开始作为一种普通技术为一些发展中国家引用并应用。 淡化海水本质上就是通过一些物理方法或者是化学方法将海水中的盐分以及水分进行相互分离的过程。在对海水进行淡化的过程中不会对环境造成任何不良的影响,并且获取海水对生态也没有造成结构上的破坏,这一点和目前我国提出的可持续发展的思想十分吻合,即满足了自身的需要,同时也给后代留下了能够发展的资源以及环境。这一点就符合了绿色科技的基础理念,所以海水的淡化中的一个重要环节就是绿色化学工艺的应用。而将这种绿色科学的理念同化工相互联系的过程实则就是现代化工发展的重要方向之一。氢氧化镁在海水的预处理淡化中产生,这种物质不但环保可靠,并且成本较为低廉,具有简单的操作工艺,同时不会造成换进的二次污染,在海水的淡化效果上又十分的明显,因此应用前景十分广阔。 3 传统香精香料生产中的绿色化工的应用 香精香料不仅仅是我国日常添加剂之一,同时在国际市场上也是我国进行进出口的贸易组成主要内容。作为日常化学产品之一,香精香料也受到了经济危机的影响,由于这种影响的逐步加深,经济萧条的状况开始蔓延整个世界,因此,随着这一影响的加深,我国在香料香精的出口活动中,由于订单的减少,受到了一定程度的打击。 在深入地调查我国香精香料产品出口订单锐减现象的原因之后,不难发现,产品中有害杂质含量超标,是其真正并且主要的原因。造成有害杂质含量超标的原因则在于生产工艺方面的缺陷。例如提取原料的成分在产品中有残留以及包装材料的使用不当等原因。其中,提取原料的成分在产品中的残留的问题,可以通过研究和开发新的提取技术来改变。包装材料使用不当的问题,则应通过加强企业和工厂的监管力度,督促生产商家和企业反复试验,选取符合有害杂质含量标准的外包装物等方法来改善。还要牢牢掌握我国香精香料产品的优势方面,不断加强新技术的研究和其在实际生产中的应用,才能够满足生产出高质量、低能耗的香精香料产品的要求。 4 绿色化学使可持续发展战略任务逐步向前推进 传统的化工生产,给我们的生活创造了非常丰富的物质基础和能源。其在对人类历史的发展进步的工程中所做的贡献是不不忽略的。但是呢,又由于化工产品生产的原材料和生产过后的残余物中,存在着大量的有毒有害物质,这些物质又造成了很多环境污染问题以及生态平衡的失调。这样,就又阻碍了社会经济的继续发展。新世纪,面对严峻的环境污染所提出的挑战,可持续发展战略这种道路的选择,成为了历史的必然。 实现社会经济的可持续发展,已经成为了我国的一项基本的国策。作为社会经济的重要组成部分的化学工业,在这一基本国策的指导之下,最行之有效的实现可持续发展战略的方法便是绿色化学的开发和利用。绿色化学,不单单是指那些对环境产生的有害影响小甚至没有有害影响的化学生产过程,更重要的是包括那些行之有效的且作用明显的价格平民化的化学化工技术的研究以及应用。绿色化学的生产过程只产生非常少量的废物处理,或者不产生废物处理。其最主要的特点便是在生产的过程中,最大程度地充分利用资源,使原材料转化为产品,尽量不产生污染。有利于化学化工产业的发展以及可持续发展战略这一道路的切实执行。 近年来,随着国民经济的快速发展和科技水平的不断进步,化学工程也得到了前所未有的发展,其目前已经渗透到与人们生活息息相关的各个领域当中。化学及化工虽然促进了我国经济的发展,但是在这一发展的背后,却隐藏着环境的污染、生态平衡的破坏等严重问题,这与我国现阶段提倡的可持续发展的战略目标不符。因此,为了解决化学工程所带来的负面影响,必须合理应用绿色科技。基于此点,本文首先阐述了化学工程中发展绿色科技的必要性,进而分析了化学工程中绿色科技的特点,最后提出了绿色科技在各个领域中的具体应用。 化学工程论文:有关办好化学工程与工艺专业的几点思考 自1994年我校开设化学工程与工艺专业以来,十多年间,我校化工专业蓬勃发展,培养了千余名合格的毕业生。我校化工专业分两个专业方向培养,分别是煤化工专业方向和高分子化工方向,大三第二学期由同学们自愿选报专业方向。据统计,报高分子化工专业方向的学生不足11%,为了了解同学们的想法,我们对学生进行了一次问卷调查,调查结果显示,同学们选择专业方向的主要依据是考虑到就业的便利。近年来我国,尤其是西部,陕西、山西、宁夏等地煤化工行业较热,结合我院生学来源,超过一半的学生在考虑就业时倾向回原籍工作,于是参照往届同学的经验,大多选择了煤化工方向,无暇顾及到自身的兴趣。不少同学对这两个方向都不甚了解,对我国化工行业了解甚少,选报哪个方向都无所谓。还有相当一部分学生反映对专业的培养计划不了解,培养计划在实施过程中课程的设置和安排不尽合理,课程安排有前松后紧的现象。这些不解和困惑都在很大程度上影响到同学们的学习热情,从侧面反映出我校化学工程与工艺专业建设上亟待解决一些问题。 基于以上分析,我认为我校要培养满足市场需求的化工专业人才应该从下面几点来开展工作。 1 调整培养计划,进行培养规范的整体设计 专业规范对提高高等教育质量具有重要的现实意义,它是高等学校以专业人才培养模式改革研究为基础,在改革实践过程中对有关专业的课程体系、知识体系、实践教学体系和相应的参考指标进行整体设计,专业规范对专业人才设定培养规格,拟定培养目标。在高等院校进行教育教学改革过程中,对人才培养规范进行整体设计,是开展专业建设与深化改革的重要入手点[1]。 应对当前的就业形势,制定化工专业的专业规范非常有必要。自1999年以来,高校外延发展迅速,新增高校、新增专业多了,人才培养难度更大,要求更高。另外,高等教育大众化阶段教育质量呈多元化,亟需制定专业规范,一般高校工科专业人才培养规格的定位决定了人才培养模式的基本框架。 2 加速进行我校化学工程与工艺专业的认证工作 化学工业是国民经济的支柱性行业,为了让高校能更好的为社会服务,高等院校为化工行业提供主要人力资源,教育部自2006年启动了化工专业认证试点工作,目前已有6个专业点进行了试点工作[2]。化工行业对人才的评价标准和要求,主要体现在以下几个方面:(1)有良好的职业道德,了解本行业的相关法律法规,体现出较好的人文素养。(2)数学、自然科学基础较好,工程基础知识扎实,掌握一定的经济管理知识;掌握化学工程、化学工艺学科的基本理论、基本知识,了解本专业的前沿发展现状和趋势;具备运用现代信息技术获取专业信息的能力。(3)具备化学与化工实验技能,有工程实践经历,具备计算机应用能力,接受过科学研究与工程设计方法的基本训练,能够运用所学知识和技术手段分析并解决工程问题。(4)具有较强的组织管理能力,表达流利,人际交往能力突出,有较强的团队协作精神。(5)具有终身学习能力和国际视野。与以上标准相对照,我校在培养化工人才方面还存在着明显的缺陷和不足。还有很多工作要做。结合行业要求分析,我校化工专业目前存在的问题主要有:(1)教师队伍中普遍经历单一,缺乏工程师经历。(2)实践教学环节不完善,学生工程实践能力较弱,创新创业能力不足,学校与工业界联系不够紧密。(3)缺乏对学生的团队精神的系统训练。(4)毕业生的调查与跟踪机制不够完善等。除此之外,缺乏科学的学生考评机制,缺乏毕业生跟踪与反馈体系。因此要针对这些问题,以专业认证为契机,有目的的开展工作。 3 灵活设定培养方向 专业方向的设置是高校人才培养的基础,开设什么样的专业方向,关系到培养什么样的专业人才,培养出来的人才是否符合社会的需求,这个问题关系到一个专业的前途命运。在充分利用我校资源的同时,在专业方向设置上体现差异,强化特色,做到以质量求生存,以特色求发展。在开设专业方向的问题上,要避免与周围同区域、同等水平的院校趋同,以减少资源的浪费,避免在人才培养上出现重复和过度竞争,充分体现差异。 4 优化各级结构,提高培养质量 当前, 大学生毕业后难就业已经成为社会主要关注的问题,也是每所高校所面临的最为严峻的挑战。要解决这个问题除了国家宏观上的一些制度和政策的支持外,高校还应该根据市场所需人才,有针对性的提高培养质量。提高培养质量,既要从宏观上把握高等教育的结构,明确学校、院系和学科的定位,满足地方经济社会的发展对高等教育的要求,另外,要从微观上、从学校本身把握高等教育的内部结构,理顺专业结构、学科结构与理论结构,使我们培养的人才和社会需求相一致。 我国的高等教育逐渐从精英教育转向大众化教育阶段,大学之间的功能也由以前的趋同转向为逐渐分化,这就使得学校的专业定位显得尤为重要。我校化工专业应根据主要生源地的用人需求,将培养的方向和层次准确定位,针对培养什么样规格的人才,满足哪些领域的社会需求等这些问题开展广泛的研究,谨慎决定。此外,认真处理好专业建设中适应与对口的关系,在一般的学校,学生是直接面对市场就业的,应该将专业设置得窄一点,对口性更强一点。 通过以上论述可以看出,要想扩大我校化工专业在西部地区的办学影响力,还需要我们多了解学生的思想动态,提升认识水平,根据市场的需求,提高培养质量,能够很好的在地方经济建设中发挥主要作用,扎扎实实做好专业建设工作。相信在不远的将来,我校化学工程与工艺专业一定会成为西部最具影响力的王牌专业,为我国化工行业培养出更优秀的人才。 化学工程论文:基于国内外环境化学工程发展的思考 化学工程随化学工业的发展而发生并演变,反过来又推动化学工业的发展。在过去的一百年,化学工业与化学工程技术历经了孕育、诞生、发展,直至形成今天庞大产业的过程。它每年为社会提供数以亿吨计的千百万种合成产品,是我们衣、食、住、行须臾难以离开的物质基础,为社会繁荣做出了巨大的贡献。 一、环境化学工程的现状 20世纪60年代和70年代初期,工业发达国家经济发展迅猛,增长速度较快。但由于忽视对环境污染的控制与治理,致使环境污染问题日趋严重,公害事件不断发生,社会反应强烈,引起了各国政府的关注,采取了各种环境保护措施和对策,加强环境管理,制订各种环境保护法规和法律,规定污染物排放标准,增加环境保护投资,以控制污染,改善环境。这些措施虽然在局部地区或一定时期内起到一定的作用,但却未从根本上消除或减少污染的增长,不能适应经济发展和人类进步的要求。 1979年在日内瓦召开的“环境保护领域内进行国际合作的全欧高级会议”上,通过了《关于少废无废技术(工艺)和废物利用宣言》,指出:“无废技术是使社会和自然取得和谐关系的战略方向和重要手段”。欧洲共同体委员会在一篇报告中对“清洁工艺”下的定义为:清洁工艺就是以最合理地使用原料和能源来生产产品的一种技术,同时在生产过程和成品的使用过程中,减少排入环境中的可产生污染的废水和废物量。同时对环境的任何作用都不致破坏它的正常功能。有的学者认为,无废工艺的概念应当包括无害、节能、省地、复用、闭路等内涵。从技术上讲是一种具体技术。 化学工业作为造成大规模严重环境污染的主要过程之一,为了从根本上解决环境污染问题,实现化学工业的可持续发展,必须以预防为主,从源头着眼,从工艺入手,开辟绿色化工技术,将污染减少或消除在生产工艺过程之中;化学工程进入了环境化学工程时期。 二、环境化学工程的发展 新原理、新方法和新技术研究开发仍然是环境分析化学获得质的飞跃的原动力。可适用于极复杂基体中众多已知和未知污染物同时定性鉴定和准确定量的具有高分辨能力的新型色谱和质谱联用技术需要给予高度关注,例如,色谱技术中的多维色谱由于其高分辨能力可在复杂环境样品分析中发挥重要作用,而亲水性相互作用色谱则可完成高度极性和水溶性代谢产物和降解产物的分析和鉴定。飞行时间质谱(TOF-MS)、四极杆飞行时间质谱(Q-TOF-MS)和高分辨质谱(HRMS)等具有全扫描和准确质量分析功能的质谱与各种色谱技术的联用将使得同时鉴定和测定目标和非目标污染物以及超复杂基体样品的分析变得更加简单,从而在新型污染物发现和识别中扮演重要角色。先进的同位素质谱技术和手性分离分析技术将在微量污染物的准确定量、污染源解析中获得更多应用,生物检测、生物标志物和被动采样等可反映污染物生物效应和环境风险的新方法将得到更大发展,原位、现场、快速检测方法将在环境污染事件的快速处置中大显身手。此外,要高度重视新型污染物、纳米材料污染物、污染物代谢和降解产物的分析技术研究,而前苏联切尔诺贝利和日本福岛核事故造成的严重核素污染提醒我们必须高度关注核污染的检测、预警和处置研究。 环境污染化学研究在贴近世界环境科学前沿的同时,要密切结合我国环境污染的复合型、压缩型、结构型和严重性特点。在污染生态化学和环境健康研究方面,需要高度重视典型污染物的生物转化和生物致毒机制,低剂量、长时间、复合污染暴露下的生态毒理效应的分子机制,复合污染在种群、群落、生态系统水平上的生态毒理效应,污染胁迫下生物的抗性和适应机制,重要污染物在体内的吸收、分布、转化与消减排泄过程,污染胁迫下疾病发生的机制,纳米材料本身及其与有机污染物相互作用、生物有效性和毒性机制等关键科学问题的研究。 新原理、新方法和新技术的研究仍然是污染控制化学研究的重点。基于新型纳米材料催化剂、分子氧和可见光体系的高效、绿色、温和条件的高级氧化技术仍然是水体、大气污染控制技术的前沿课题,基于电化学原理的氧化还原、絮凝、沉积、气浮等将在电活性污染物的处理中发挥作用,用于大气和室内气体污染物处置处理的高效高选择性吸附剂、催化剂和低温等离子体技术仍然是持续努力的方向,绿色、环保、分散性、稳定性和运移性良好的纳米吸附和降解材料将更多地应用于地下水污染的修复治理,高效的植物-微生物联合修复技术和重污染场地的强化修复技术是土壤污染修复的关键。在对以上各新型的末端治理技术研究探索的同时,环境化学工作者需要比以往任何时候更密切地与工业、农业、工程技术等领域合作,尽可能地将清洁生产、绿色化学、生态工业和循环经济等源头控制理念贯彻于生产和环境治理当中,改变主要依靠末端治理的被动局面。 三、总结 环境化学仍然处于快速发展中,其学科的理论体系仍有待进一步完善。发展基于机理的可以用于反应性混合化学品环境暴露与联合毒性理论模拟的混合物毒性-构效关系预测方法,建立可用于污染物生物毒性分子机制和复杂环境过程研究的基于量子化学计算、分子力学和蒙特卡罗模拟结合的理论模拟方法,进行以污染物风险评价为目标的环境理论计算方法和模型研究,将是今后理论环境化学研究的重点。 化学工程论文:谈化学工程中的绿色科技 一、绿色科技促使温室气体排放量减少 我们所谓的温室气体,主要指的就是二氧化碳。无论是以往的科技革命和工业革命之前的生产,还是现阶段科技含量高,日趋现代化、国际化的社会化大生产,这些工厂每年要向大气排放数万甚至数十万吨的二氧化碳[1]。这些二氧化碳气体的排放,成为了造成全球性的温室效应的罪魁祸首。而在应对气候变化的法律法规出台之前的相当长的一段时期内,造成这一现象的那些工厂却不用为温室效应负担任何一点费用。 现在这一状况已经得到了明显的改善,许多化工企业正积极的开发和利用新的科学技术,来达到减少二氧化碳排放量的目的。甚至有一些企业将二氧化碳作为化工产品生产过程中的一种原材料来使用。例如,有的化工企业将其他化工产品的生产过程中所产生的二氧化碳气体作为一种原材料来生产尿素。仅这一种工艺,就可以使该企业的每年的二氧化碳气体排放量减少数十万吨。 二、海水淡化工程的预处理过程中运用绿色科技 每个人的生活都不能离开水,水对于每个人的生命和整个社会的发展而言是绝对不能缺少的,资源。而这种重要的资源,又具有这有限性、不可再生性等特点。随着社会和经济的迅猛发展,淡水的危机成为了世界性的环境难题。而我们中国,又是世界上最缺乏淡水资源的国家之一。因此,海水淡化技术的应用,就成了缓解我国淡水资源匮乏现状的一种有效的途径。随着近年来科技的快速发展,海水淡化所必须的成本也在逐渐的趋于大众化,使这一技术不再是那些经济发达的国家才使用的起得奢侈的技术。许多发展中国家也引进并采用了这一技术。 海水淡化技术指的就是一种利用物理上的或者化学上的方法将海水里面的盐和水进行分离的技术。在进行海水淡化技术的预处理进程中,任何影响环境状况的不良影响都没有产生。并且在获取海水资源的过程中,并没有继续对生态环境构成伤害。我们的党所提倡的可持续发展战略的思想,就是指要在满足自身生存发展的需要的同时,为子孙后代留下了可以继续发展的环境状况。因此,将绿色的化学工艺运用于海水淡化的过程中的这一举措至关重要。因此,将绿色的科学理念与化工产品的生产过程联系在一起,便成为了现代世界化的化工生产中的主要方向之一。在海水淡化构成的预处理过程中产生了一些氢氧化镁,成为了环保领域新的宠儿,这种物质具有成本低廉,工艺简单、不产生二次污染,处理效果良好的特点,具有非常广阔的发展前景。 三、绿色化学技术在我国传统香精香料工业中的应用 在日常化学产品的生产中,香精香料是不可缺少的添加剂之一。我国的香精香料产品在国际市场上的出口,是我国进出口贸易的一项重要组成部分。但是由于经济危机的影响逐渐加深,及全球性经济萧条的状况逐渐加剧,我国的香精香料出口产业收到了很大的打击,产品订单大幅度减少。 在深入地调查我国香精香料产品出口订单锐减现象的原因之后,不难发现,产品中有害杂质含量超标,是其真正并且主要的原因。造成有害杂质含量超标的原因则在于生产工艺方面的缺陷。例如提取原料的成分在产品中有残留以及包装材料的使用不当等原因。其中,提取原料的成分在产品中的残留的问题,可以通过研究和开发新的提取技术来改变。包装材料使用不当的问题,则应通过加强企业和工厂的监管力度,督促生产商家和企业反复试验,选取符合有害杂质含量标准的外包装物等方法来改善。还要牢牢掌握我国香精香料产品的优势方面,不断加强新技术的研究和其在实际生产中的应用,才能够满足生产出高质量、低能耗的香精香料产品的要求。 四、绿色化学使可持续发展战略任务逐步向前推进 传统的化工生产,给我们的生活创造了非常丰富的物质基础和能源。其在对人类历史的发展进步的工程中所做的贡献是不不忽略的。但是呢,又由于化工产品生产的原材料和生产过后的残余物中,存在着大量的有毒有害物质,这些物质又造成了很多环境污染问题以及生态平衡的失调。这样,就又阻碍了社会经济的继续发展。新世纪,面对严峻的环境污染所提出的挑战,可持续发展战略这种道路的选择,成为了历史的必然。 实现社会经济的可持续发展,已经成为了我国的一项基本的国策。作为社会经济的重要组成部分的化学工业,在这一基本国策的指导之下,最行之有效的实现可持续发展战略的方法便是绿色化学的开发和利用。绿色化学,不单单是指那些对环境产生的有害影响小甚至没有有害影响的化学生产过程,更重要的是包括那些行之有效的且作用明显的价格平民化的化学化工技术的研究以及应用。绿色化学的生产过程只产生非常少量的废物处理,或者不产生废物处理。其最主要的特点便是在生产的过程中,最大程度地充分利用资源,使原材料转化为产品,尽量不产生污染。有利于化学化工产业的发展以及可持续发展战略这一道路的切实执行。 化学工程论文:分析化学工程与工艺 1 化学工程与工艺概述 化学工程,简称化工,是研究以化学工业为代表的,以及其他过程工业生产过程中有关化学过程与物理过程的一般原理和规律,如石油炼制工业、冶金工业、食品工业、印染工业等,并应用这些规律来解决过程及装置开发、设计、操作等问题,它是以数学及少量的物理观念为基础应用于化学工业上,主要研究大规模改变物料中的化学组成及其机械和物理性质,来替生产化学品或是物料工厂提供一个反应流程设计方式。实验研究、理论分析和科学计算已经成为当代化工研究中不可或缺的三种主要手段。 化学工程的研究领域最初只是化工单元操作,如:输送现象(为化工学科当中“单元操作”的理论基础)、化工热力学输送现象。随着发展,后来又发展出一些新的分支,化学工程领域的分支庞大,可应用在各类化学相关领域的研究及实务上的操作,因应现代工业发展的需要,以化工的知识背景为基础,例如半导体工业。随计算机的快速发展,数值模拟(cfd)在化工的发展占据重要的地位。 2 化学工程与工艺专业简介 2.1 化学工程与工艺任务。根据化学工程与工艺专业的性质,化学工程与工艺专业的任务是培养学习化学工程学与化学工艺学等方面的基本理论和基本知识,受到化学与化工实验技能、工程实践、计算机应用、科学研究与工程设计方法的基本训练.具有对现有企业的生产过程进行模拟优化、革新改造,对新过程进行开发设计和对新产品进行研制的基本能力。由于涉及化工的学科和领域很多,化学工程与工艺专业除了让学生学习一般应用化工的基本知识和基本技能外,还应该结合本地区、本行业及本校的实际情况,重点学习化工在某个或某几个领域中的具体应用,以便形成不同高校应用化工专业的特色专业方向。 2.2 化学工程以及化学工业的一些特点。以物理学、化学和数学为基础,并结合工业经济基本法则,研究化工单元操作以及有关的流体力学、传热和传质原理、热力学和化学动力学等在化学工业上的应用,以指导各种过程及其设备的开发、改进和发展属于化学工程学的内容。化学工程是随着化学工业的大规模生产发展而形成的。化学工程包括过程动态学及控制、化工系统工程、传递过程、单元操作、化工热力学、化学反应工程等方面。化学反应是化工生产的核心部分,提供过程分析和设计所需的有关基础数据,研究传递过程的方向和极限,化工热力学是单元操作和反应工程的理论基础,它决定着产品的收率,对生产成本产生重要影响。对单元操作的研究,可用来指导各类产品的生产和化工设备的设计;传递过程是单元操作和反应工程的共同基础,化学工业在新的形势下要求处于化学核心地位的催化技术和化学工程都必须用跨学科的战略进行多学科的研究。动量传递、热量传递和质量传递,这三种传递,实质上就是各种单元操作设备和反应装置中进行的物理过程。 合成化学是化学学科的核心,化学家不仅发现和合成了众多天然存在的化合物,同时也创造了大量非天然的化合物,使人类社会所有的化合物达到2230万个(美国化学文摘1999年12月10日收录的化合物数),并且以几个月就有100万个的速度发展,大量新化合物的产生是化学工业产品开发的基础。信息技术及工程技术的进步为设备和工艺创新创造了条件,推动了化工行业的技术进步。 化学工业的生产技术和许多深度加工的产品更新换代快,要求化学工业必须不断发展和采用先进科学技术,从而提高生产效率和经济效益。不断寻求技术上最先进和经济上最合理的方法、原理、流程和设备是化学工业工艺创新追求的目标。化工新技术开发程序是一套科学的程序,它是以市场为导向、以创新为宗旨,以工业化和商业化为目的的创新过程。世界上经济发达国家化学工业的研究开发费用、科研人员以及专利和文献的数量都居各工业部门的前列。 3 化学工程与工艺实验数据处理分析 传统的化工实验的数据处理是相当复杂的,需要花费大量的人力物力,由于化工实验需要平行实验,数据处理过程的重复性也非常大。借助MATLAB软件的应用,可以使人们从大量的数据处理当中解脱出来。 化学工程与工艺专业实验是初步了解、学习和掌握化学工程与工艺科学实验研究方法的一个重要的实践性环节。化工实验的特点流程较长,规模较大,数据处理也较为复杂。因此依靠计算机处理数据会使繁琐的数据处理过程变得简单快捷,大大提高工作效率。数据处理是每一个化学工程实验必不可少的步骤,也是至关重要的一个步骤。通过实验可以建立过程模型、分析工艺技术的可行条件。但是化工实验数据的处理往往并不是那么简单,它需要通过复杂的数学计算,若仅仅依靠手工计算则需要花费大量的时间,而且化工实验数据的处理量很大、重现性很高,因此应用计算机来处理实验数据可以大大提高工作效率。化学工程与工艺专业是一个以实验为基础的专业学科。实验的目的是通过有限的实验点去寻找某一对象或某一过程中各参数之间的定量关系,从而揭示某化工过程所遵循的客观规律。 MATLAB在化学工程与工艺实验中的应用进行初步的尝试。传统的化工实验的数据处理是相当复杂的,需要花费大量的人力物力,由于化工实验需要平行实验,数据处理过程的重复性也非常大。而MATLAB是一个强大的数学软件,能够方便地绘出各种函数图形,一方面可以解决符号演算问题,另一方面可以解决数学中的数值计算问题。MATLAB的应用范围非常广,包括信号和图像的处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。它已成为国际控制界的标准计算软件。借助MATLAB软件的应用,可以使人们从大量的数据处理当中解脱出来,利用MATLAB软件编写一个数据处理程序:只需输入任意一组原始数据,就可以把实验结果,数据模型以及作图一起显示出来。 4 结束语 21世纪世界进入资源、能源短缺的时代,解决由国家提出的节约资源对保护自然生态环境的任务,需要化学与化工学科的共同发展,社会经济的可持续发展,我国提出转变经济发展模式,为此,化工教育首先要端正学生和家长对化工产生的片面认识。融合从分子水平的化学到大规模制各工程科学的宽阔视野,现代化学工程教育内容既应跨越和涵盖整个化学和化工领域,也仍要重视工程教育的特征,强化工程实践环节,培养学生解决复杂问题的能力,完成化学工程教育的历史任务,探讨化工与其他学科的跨学科交叉,并落实到教学实践中,正确认识化学工程的学科范式和内涵。 化学工程论文:虚拟仪器的发展及在化学工程领域中的应用 一、虚拟仪器的发展和结构组成 电子仪器的发展,一共经历了四个重要阶段:模拟仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器。前三个阶段的发展实际上是为第四阶段的发展奠定坚实的基础。第四代虚拟仪器,是通信技术、测试技术和计算机技术相结合的产物,三门学科最新技术的结晶,融合了测试理论、仪器原理和技术、计算机接口技术、高速总线技术以及图形软件编程技术于一体。虚拟仪器的产生是仪器发展史上一次大的革新。虚拟仪器是指将一些比较灵活高效的软件和一些性能较高的硬件结合起来,将其应用在各个领域中对各项参数进行测试和调节、控制等的一个应用性很强的平台。一般来说,完整的虚拟仪器系统中有三部分的组成结构,一部分是电子计算机,一部分是仪器软件,最后一部分是仪器硬件。在电子计算机和大型集成电路高速发展的今天,相比较传统仪器,虚拟仪器得到了飞跃发展。在基本硬件的支持下,虚拟仪器可以利用电子计算机合理的调用相应的高级软件模块来完成数据的采集、控制、分析、处理以及结果的存储和显示。与传统仪器相比,虚拟仪器具有成本低、性能高、扩展性强、开发时间短以及出色的集成这五大优势。基于此,本文对虚拟仪器的发展及在化学工程领域中的应用进行了探究,为其未来的发展提供参考依据。 二、虚拟仪器的技术支撑和特点 硬件是虚拟仪器的基础,软件是虚拟仪器的核心。计算机主要完成数据处理和结果显示。硬件接口电路主要完成被测输入信号的采集、放大、模/ 数转换。根据构成虚拟仪器的接口总线不同,主要分为基于通用接口总线GPIB 的仪器系统、基于数据采集卡的虚拟仪器系统、基于VXI 总线仪器实现虚拟仪器系统、基于PXI 总线仪器实现虚拟仪器系统、基于串行口仪器的虚拟仪器系统和基于现场总线设备的虚拟仪器系统等类型。软件可定义仪器的功能图。虚拟仪器系统的软件结构从底到顶层分为仪器I/O 接口软件、驱动程序和应用软件3 个层次。 虚拟仪器作为新型的仪器种类,主要具有以下几个特点:首先,技术和接口技术,具有方便、灵活的互联性,可方便地同外设、网络及其它应用连接。其次,开放式体系结构,缩短系统开发周期。虚拟仪器开放性构成方式,使其具有灵活性和功能的可重构性,可使用户提高重复利用率,缩短系统组建时间,降低开发费用。最后,“软件就是仪器”,仪器功能由用户定义。虚拟仪器系统中,软件是整个仪器的关键,用户可以根据自己需要定义仪器的功能,通过修改软件,很方便地改变、增减仪器系统的功能与规模,打破了传统仪器有厂家定义、用户无法改变的模式。 三、虚拟仪器在化学工程领域中的应用 虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件,结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。灵活高效的软件能帮助客户创建完全自定义的用户界面,模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成,标准的软硬件平台能满足对同步和定时应用的需求。这也正是NI近30年来始终引领测试测量行业发展趋势的原因所在。它在化学工程领域的应用有以下几方面: 虚拟仪器可以应用在化工过程控制领域中、是由化工领域中以及化学工程模拟领域中。虚拟仪器可以对化学反映系统中的各个参数进行实时的检测,还能通过参数的检测来调整和控制各项参数,以更好地确保化学反应的正常进行。在化工过程控制领域中的应用有很多,例如,东南大学的王晓等人通过基于labview开发平台的虚拟仪器开发了换热器试验装置测控系统,这个系统有很多功能,包括对各项参数的检测、记录,同时还能对这些参数进行分析和调节,基于此,应该加强对该系统的研究和推广,使其在更多的领域得到应用。石油化工领域中也经常需要运用到虚拟仪器,通常是将计算机技术和虚拟仪器结合在一起进行应用。在这方面的应用实例有:通过虚拟仪器,对石油管道的压力进行监测,来判断石油管道在运行过程中会否出现泄漏现象。化学工程模拟,实际上是通过建立化工过程的一系列数学模型,然后根据标准的条件要求以及各项参数,利用计算机,对这些模型进行计算,并根据计算的结构模拟出整个化工过程中所发生的行为。在化工领域中,如果要使用一种新的仪器或者是使用一项新的工艺,需要先依靠计算机对这些仪器或者工艺进行模拟,得到一系列数据,并鉴定其可靠性。虚拟仪器在化学工程领域中的应用,使得整个过程的各项参数判断更加具体和直观,有利于判断其对于工程的影响。这方面的应用实例也有很多,例如,新疆大学的付志新等人开发出了一套基于全混流反应器的模拟系统,并且模拟计算了其中的不可逆的放热反应。 五、虚拟仪器的发展趋势和光明前景 虚拟仪器还可广泛应用于航天航空、军事工程、汽车、电力工程、机械工程、建筑工程、铁路交通、地质勘探、生物医疗等很多需要高性能测控设备进行科学分析的场合。例如,利用虚拟仪器系统可以开发复杂的汽车驾驶室模拟仿真系统,汽车ABS 传感器功能测试系统;可以测试飞机飞行过程中的噪音,进行飞机发动机测试,飞行控制系统测试;可以用于电力参数的测试,构建电力测量控制系统;可以用于开发内燃机测试系统,等等。 自从虚拟仪器出现以来,其技术也不断发展和成熟,逐渐向着图形化这一开发平台中的更强适应性、更高级别的硬件模块以及更符合标准的驱动程序等方向发展,而该平台自身的不断完善和发展也是促进虚拟仪器技术不断发展和提高的重要保证。同时,怎样缩短用户的学习时间和学习量,就能确保其进行具有强大功能虚拟仪器的使用,怎样让用户轻易地对该模拟系统中得到的结果进行判断,或者如何确保用户采用一些系统构成比较简洁的虚拟仪器来对复杂的内容 进行测试,都是虚拟仪器在未来的发展中需要解决的问题。 结束语: 虚拟仪器的结构具有很强的优越性,发展经历了四个阶段,目前,其相关技术的发展已经越来越成熟,被广泛应用于各个领域中。随着科学技术的不断发展,虚拟仪器的应用将不断扩大。除了上述提到的在化学工程领域中的各种应用,它应用的范围将不断扩展到其他相关领域中。因此,虚拟仪器的市场前景是广阔的。 化学工程论文:能源化学工程专业本科生创新能力培养体系的建立与实践 东北石油大学于2010年成功申请了能源化学工程专业——国家战略性新兴产业相关本科专业。如何在深化教育改革,全面推进素质教育的过程中,突出本专业学生创新素质的培养,积极探索培养高素质创新型工科人才的途径和方法,是培养我国能源化工人才和教育改革发展的主题。人才质量的高低在很大程度上取决于其创新意识和创新能力的高低,而这正是目前高等教育的薄弱环节。“授人以鱼,不如授人以渔”,就是对培养和锻炼学生创新意识和创新能力重要性的最好诠释。 一、优化课程结构 创新能力来源于宽厚的基础知识和良好的素质,仅仅掌握单一的专业知识是很难做到的。因此,加强学生专业基础教育的内涵更新和外延拓展及构建合理的课程体系非常重要。首先要优化课程结构,按照“少而精”的原则设置必修课,增加选修课比重,允许学生跨系跨专业选修课程。还要提高学生获得信息的手段,使学生有机会接触各学科发展前沿,了解科技发展的趋势,掌握未来变化的规律。 二、优化课堂教学形式 课堂教学是教学的基本组成形式,学生的创新精神和创新能力的培养也必须渗透到各科教学过程中。教师既是知识的传授者,也是创新教育的实施者。要结合学生的认知水平和生活体验,创设新的教学情景导入新课,营造一个鼓励学生创新的课堂氛围。采用多样的课堂教学形式,鼓励学生提出不同的见解。加强各学科的相互渗透和交叉综合,有利于学生整体素质的提高;注意融合学科前沿知识和高新科技,激发学生的创新精神。 三、探索开放式实验教学体系 充分利用我院省级化学工程实验教学示范中心的仪器设备和师资力量,探索和完善实施开放式实验教学的方法及其在课堂教学、实验技能竞赛、创新实验设计竞赛、新能源设计竞赛、数学建模竞赛、本科生毕业设计(论文)中的应用,改革和完善实验课程成绩的科学评价体系,改革实验室管理运行机制,探索开放实验室的管理方式和体制,探索保障实验仪器设备不断更新以跟上学科发展的途径,完善实验仪器设备、实验经费和实验耗材的实验室管理体制。 四、完善学生科技创新体系,建立校内外创新实践基地 实行学生研究训练计划,引导学生在教师的指导下进行科研训练;鼓励学生参加教师的科研课题,与教师合作进行科学研究;实行学生科研立项制度,从政策和经费上鼓励学生进行科技创新;聘请国内外着名专家学者为学生作学术报告等形式,使学生了解能源化工专业发展的学术前沿;鼓励学生申报国家创新实验项目,省、校级挑战杯项目等,提高学生的科学素质,培养学生的科学精神。发挥区域经济优势,签约合作企业,并对创新设计实验室进行重点投入建设,本专业已建成国家级石油化工工程实践教育中心和大庆炼化公司的创新实践基地,为学生创新实践提供了保障。 五、完善评价体系,建立创新激励机制 评价是教育管理中实施控制的特殊手段,是教育管理的重要环节。传统培养体系不利于培养创新人才的弊病反映在评价体系上采用简单划一的方式,未能反映出学生的真实全面的水平和能力。对学生的评价不仅要重视知识的全面性考查,更要重视创新能力的考查。考试方式多样化,考试时间自主化。同时建立对学生的创新意识、创新能力、创新成果积极的激励机制,即对学生的各种创新行为和成果给予正面的激励和奖励。建立专门制度,从政策导向上鼓励和支持教师在传授知识过程中,积极探索创新思维能力培养的方法并付诸实践。 六、实践成果 1.丰富和完善了教育教学研究的改革和实践。项目在 能源化工专业2009级中进行了三年的应用,收到了良好效果,极大地推动了其他化工专业类拔尖人才和创新人才的培养和实践,对促进石油化工类拔尖创新本科人才培养质量的提高发挥了积极的作用。2010年以来,石油化工类专业承担省级教改项目3项。发表教学研究论文9篇,主编教材3部;完成了《分离工程》等省级精品课程的建设,《化工热力学》、《化学反应工程》、《工业催化》3门重点课程建设。 2.促进了石油化工专学科建设。石油化工创新拔尖人才培养的改革促进了以化学工程与工艺为主的石油化工类学科建设。目前在学科建设方面已有1个国家级特色专业—化学工艺,1个国家级战略性新兴产业相关专业—能源化学工程,1个省重点(特色)专业—化学工程。已有1个国家级实践教育平台—国家级石油化工工程实践教育中心,1个轻烃加工与利用部级重点实验室,1个石油与天然气化工省重点实验室和1个省级石油化工技术研发中心,已成为黑龙江省石油化工工程技术人才培养和培训基地。 3.学生创新实验与竞赛获奖。通过创新培养体系的实施,能源化工09-2班25名学生,8名学生参加国家级大学生创新实验计划,10余名学生参加国校级大学生创新实验,公开7篇,申请专利2项。英语四级一次性通过率100%,六级一次性通过率80%;国家二级计算机考试一次性通过率100%,并有40%的学生自愿考试通过国家三级计算机考试。同时该专业学生积极参加各种竞赛活动,3名同学获全国大学生化工设计竞赛1等奖,5名同学获得全国化工设计竞赛二等奖,2人获得全国英语竞赛三等奖。1人获得2011年“国信蓝点杯”全国软件人才设计与开发大赛黑龙江赛区C语言程序设计三等奖,1人获得2011年高教杯全国大学生数学建模竞赛二等奖。校级英语竞赛、物理竞赛,软件设计大赛和挑战杯等获奖30余项。经过系统化、有针对性的培养和严格的考核,学生的综合素质得到了极大的提高,班级大多数学生获得了“三好学生”、“优秀学生干部”、“优秀团干部”等荣誉称号。在此基础上班级的学风日益浓厚,多次获得校级荣誉。 七、理论水平与推广价值 项目研究从能源化学工程—战略性新兴产业相关专业设立的目标与东北石油大学化工学院特色优势实际出发,构建能源化学工程专业创新人才培养体系。研究成果既有高度概括的模式框架,又有具体可行的实施方案、操作办法,为全国相关专业的教学体系构建,深化教学改革,提升教学质量,为培养学生创新能力提供了较为全面的理论和实证参考,尤其是是对工科学校教学质量提升和专业教学改革具有推广价值。 化学工程论文:化学工程技术及发展动态 一、新型反应技术的研究 1.1 超临界化学反应技术 超临界液体是指在温度和压力都处于临界点之上时,此时状态处于液体和气体之间,具有这两种状态的双重性质。这种状态的流体不仅在化学工业、生物化工、食品工业有广泛的应用,而且还在医药工业等领域应用很广泛,已经显示出巨大的魅力,极具发展前景。近年来,化学界将超临界水氧化法应用到保护环境的领域,但是都处于初级发展阶段,很不成熟。 1.2 绿色化学反应技术 绿色化学是指对环境不会造成污染的,有利于保护环境的化学工程。绿色化学简单说就是采用化学的技术和方法来减少或消除那些对人类有害的、妨碍社区安全的、对生态环境会产生不利影响的原料或溶剂等。绿色化学是将污染从源头进行消除的工程,因此很彻底,这主要包括原子经济性和高选择性的反应,生产出对环境有利的材料,并且回收废物循环利用的一门科学技术。 1.3 新的分离技术 研究从广义上说,分离强化首先是对设备的强化,然后是对生产工艺的强化,综合起来说就是只要能将设备变小、将能量转化效率提高的技术都是化工分离技术强化的结果,有利于实现可持续发展,这也是化工分离技术的主要趋势之一。古老的化工分离技术原理:利用沸点的不同,将不同的组分从分离塔里分离出来。随着科技的发展及国内外的分工合作共同研究除了大量新的分离技术,具有广阔的发展前景,但是这些在应用中同样也存在着很多问题,那就是:此项研究对相关分子蒸馏的基础理论探究比较少,没有在理论上充分说明和指导,对设计刮膜式分子蒸馏器也没有深入的研究。随着信息技术的不断进步,分离技术也不断得到改善,取得了长足的进步,逐渐信息技术引入到分离技术的研究与开发上,例如在研究热力学和传递的性质、多相流等方面,这些都是信息技术发生功效的主要分离技术,再如分子模拟大大提高了预测热力学平衡和传递性质的水平。对分子的设计加速了可以加速分离,因此对研究和开发新的高效的分离剂有深远的意义。信息技术的引进有利于新的分离过程的深入,提高工作效率。 二、传热过程的一些新的研究进展和方向 2.1 微细尺度传热学研究进展 微细尺度是从空间尺度和时间尺度微细的探讨和研究传热学规律,现在在传热学中已经自成一个分支,发展前景广阔。当物体的特征尺寸远大于载体粒子的平均尺寸即连续介质时假定依然会成立,但是由于尺度的微细,原来的假设的影响因素也会相对的发生变化,这就导致了流动和传入规律发生着惟妙惟肖的变化。目前,微米、纳米科学已经取得长足的进步,受到人们的广泛关注,诸多领域都是围绕微细尺度传热学进行研究的。其中高集成度电子设备、微型热管、多空介质流动传热等多项研究都是微热尺度传热学研究取得的丰硕成果。 2.2 强化传热过程的研究进展 这项研究主要是从改进换热器设备的形式入手,提高传热的效率,并想办法改进设备使其持续对外放热,这种改进包括发明新的传热材料和改进生产工艺,将过去的设计进行优化等方法。 2.3 传热理论研究进展 近年来,传热研究者一直都致力于滴状冷凝在工业生产上的应用,但至今仍未能很好的实现,主要问题是如何获得实现滴状冷凝,并且使其冷凝表面寿命延长。改变冷凝界面的性质,将滴状冷凝应用到工业上进行传热改造是传播热学研究的主要热点之一。沸腾的传热方式不仅在机械、动力和石油化工等传统的工业之中广泛使用,而且在航空航天技术等高科技领域也广泛的应用着。长期以来,人们都在对液体发生核态沸腾的原因和具有高换热强度的机理进行着深入的探究。由于沸腾的现象是复杂和多变的,这些都导致了我们不能利用常规的计算方法来计算出沸腾所能传输的热量。到现在为止,加热器表面受到水沸腾时产生的气泡的影响,这一问题是最需要得到解决的,也是研究的重点所在,对沸腾传热进行计算大都采用机理模型,这种方法存在严重的缺陷就是计算的准确率很低,而且需要大量的实验做基础,所以目前应用的范围较窄,目前没有能较准确计算沸腾传热的计算式,因此我们有另辟蹊径,从新的角度来探究和研究问题,从基本理论出发,提出新的理论与计算方法或研究出新的模型,将数学与之相结合计算出沸腾所传出的热量,这将成为今后研究的重中之重。 2.4 与计算机技术相结合 计算机技术的进步使化学中大量的计算问题和数据采集分析的问题得到了解决,同时解决了人力物力和财力,也增加了数据的准确度与精确度,主要表现在计算机技术对计算流体力学和数值传热学上的主要贡献,其主要的研究方法是数值模拟法。这种方法的特点是需要大量的数据计算,而且需要大量的实验作为补充,采用计算机进行分析和计算,有利于将数据直观的表现出来,方式更加灵活多变,费用更加低廉,并且得出结论的周期比较短,对于应对此类问题计算机技术是最好的选择。 三、化学工程学科未来的发展动态 3.1 将化工过程与系统过程研究相结合 化学变化是一个复杂的过程,这是因为性质决定的,其非对称性和不平衡性打破了人们的惯性思维,使其控制因素增多,结构尺度变多,其中结构是对过程工程研究的中心问题,主要解决办法是简化其结构,使复杂的结构变得简单,更具有使用价值;首先研究特殊系统,然后推理出一般性的结论,进而推而广之,这些都为解决结构问题打下了良好的基础,解决了复杂系统不容易被分析的问题,采用整体法和还原法研究复杂的系统有利于把握系统的主要变换方向,多尺度的思考问题的方式可以将过程问题转换成平时的时间和空间问题,对研究化学工程的复杂结构有好处。化学工程的这一转变趋势预示着化学正在向着应用领域进行扩张,更加注重其实用性和价值性,而非学科本身理论的研究。这也在化学课堂上出现了明显的改革,从只有实验和理论两个过程的化学转换成有实验、有计算最后才产生结论的过程,这就需要化学与数学物理等相结合,甚至与计算机技术相结合,进而实现化学过程的更好研究。 3.2 将化学工程与材料科学研究相结合 科学的进步使大量新的技术和产品能源不断涌现,并且在先进技术的引导下得到了广泛的应用,这就为化学工程的研究提出了新的问题那就是如何为新的产业的形成和发展提供良好的服务并不断形成新的完整的理论,化学工程的发展就此进入老人一个新的发展阶段。在学科研究的方法上更多的注重学科的交叉,更多的研究材料其中包括信息和化学、生物与化学、能源与化学、环境与化学相结合的工程学科,这些都为化学工程的发展提出了新的发展方向和研究课题,为化学的发展做了良好的铺垫。 3.3 将化学工程与信息工程研究相结合 化学工程技术的热点是将化学工程与信息工程研究相结合,随着信息技术的发展,信息技术已经深入各行各业,通过计算机技术可以收集大量信息,并对此进行精细的计算,随着大量的数据的 统计和分析,可以得出很多重要的规律和结论,这些规律可以用来作为提高效率和生产效益的理论依据,同时可以预见,将化学工程和材料科学结合起来进行分析必将是化学工程领域的重点研究课题,必将成为引领化学研究的主要方向。 四、结语 化学的影响以及需要重点探讨的方向,就是化学环保问题。由于化学工程往往都会涉及污染问题,因此从化学工程技术角度分析,将从技术角度出发,从而尽最大限度来降低化工技术对环境的影响。未来化学工程技术的发展,直接影响着其发展态势。 化学工程论文:化学工程中化工生产的工艺解析 1 引言 化学生产工艺是化学生产过程中一直处于开发状态的技术,化工工艺的开发与发展在近年来更加火热,主要原因在于化工生产常常造成一定范围内的污染。随着人们对环保理念的关注,化工生产的工艺受到了挑战。以往化工厂的污染问题一直得不到彻底的解决,污水化学残留物的排放,给人们的生活带来了很大的影响。化学生产造成污染,从很大程度上是其生产工艺存在问题。因此,为了解决其污染问题,并在一定程度上提高其生产效率,重点就在于改善其化学生产工艺。 2 我国化工生产的现状分析 我国工业的几大主体:机械工业、煤矿工业以及化学工业。化学工业之所谓成为工业的重要组成部分,其重要因素在于化工生产能够在很大程度上满足人们生产与生活的需要,从而推动了我国的工业以及农业的迅猛发展。化学肥料是目前我国农业农作物的主要肥料,在很大程度上维持着我国农业的发展与稳定。然而,由于化学生产过程中必然会产生化学废物,造成一定范围内的污染,尤其是排放的废水以及废渣,成为了自然中的主要污染源。从目前我国的化工厂的化工生产分析,总体上处于一种以牺牲能源以及环境为基础的化工生产。具体分析如下: 化工生产的效率不高;我国工业发展存在一个共同的弊端,主要在于其生产的效率不高。在化学反应过程中,主要由于生产环境以及生产设备的不过关。例如在进行化学肥料的生产过程中,反应器皿往往无法达到反应温度。从而使反应不充分,造成废气以及废物的产生。不仅如此,反应不充分,造成的最大问题在于反应后生产的化学产品合格率太低,无法满足人们的生产以及生活的需要。最为严重的是,不充分的化工生产,造成巨大的能源与资源的浪费,从而大大降低了化工生产效率。 化工生产造成自然环境污染严重;化工生产是目前我国主要自然污染的源头之一,尤其是重金属的生产与化学反应。在化工场附近的废水检测中的结果显示,废水中的重金属严重超标,造成水源的污染,从而影响土质,造成自然环境的失衡。此外,对于化工生产过程中造成的废水与废物,化工厂为了节约成本等原因,而采用直接排放的方式,将污水以及废物直接排放到自然中,造成了大范围的污染。 化学工程中,连续的化工生产环节不连贯,造成整个工程的连续性不佳,工程的进度容易受到影响,尤其是当整个生产环节出现脱节的时候,就会对化学工程造成很大的影响。而化工生产环节中,出现的影响,其主要原因也在于生产工艺的不合格。 综上所述,目前我国化工生产的主要现状为生产效率不高,防污染环节不重视,没有专门的污染处理系统以及化工生产的不完善等。这些问题,一起阻碍了我国化学工业的发展。 3 我国化工生产工艺解析 从上文中,对于我国目前的化工生产过程中,存在着主要的问题就在于我国的化工生产工艺还不是非常完善。针对这些存在的问题,化学的生产工艺需要有哪些改进呢?在化工生产过程中,采取哪些最新的化学生产工艺能够降低化学生产所产生的污染呢? 首先,化学生产过程中,提高反应条件以及反应环境。反应条件是化工生产中最为重要的环节,为了达到高效生产,提高生产效率,减少废料的产生,反应条件是最为关键的因素。因此,提高化工生产效率的最为关键的因素就在于加强化学生产过程中的反应条件。催化剂以及反应所需条件一定要达到所需标准,才能保证在化工生产过程中,高效生产,并减少废物的产生。其中,废物包括废水、废气以及废渣。保证这些废物不直接排放到自然环境中,就能保证化工生产的相对环保。 其次,化工生产过程中,并非只是提高产品生产的环境,更应该能够提供废物处理的程序以及治理系统。目前,我国规定,有毒物质以及重金属是绝对不允许直接排放到自然环境中的。此外,还包括我们经常看到的废气,这些都应该经过适当处理后才能进行排放。废水的排放一般要采用化学综合的化工工艺。其原理很简单,主要是通过化学反应中最基本的原理,将废水中的重金属通过沉淀的方式,使其沉淀,从而减轻其危害性。此外,废气的处理应该在排气的中部以及顶部,都设置一出废气处理系统,这些装置可以将废气中的有毒气体以及废气中的粉尘过滤,从而保证排放到空气中的气体符合国家要求的标准。 最后,真正从化学工程中的化工生产工艺技术入手,工艺技术是指从不同的反应原理以及反应条件进行分析与探讨。例如制造氧气的方式就有很多种,那么哪种方式才是最为简单、效率高并且更适合化工生产呢?当然,在不同的环境下,对于生产的原料以及方式都是可以随机改变的,并能通过改变来进行适应性生产,从而提高化学生产的效率,并实现高效以及绿色生产。 总之,化工生产工艺的提高,应该从当前的现状分析,找出生产环节中的弊端吗,从而大力发展化工工艺。 4 结语 以上分析主要探究化学工程中,化工生产的工艺问题。化工生产在环保以及节能减排等多个主流理念的影响下,开始不得不提高其生产工艺。传统的生产工艺以牺牲自然环境为代价,生产大量的化工产品。虽然这些化工产品对于我国农业以及整个工业的发展都起到了非常重要的作用,但是合理生产、绿色生产才是工业发展的基础。化工生产的工艺亟待提高,因此出现最新的化工生产技术以化工生产工艺,旨在能够在提高生产效率的同时,并能满足节能减排以及环保的要求。如果生产工艺无法真正实现环保与节能减排,那么也可以开发化工后期的环保处理工艺。总之,最大限度提高化工生产工艺,从根本上解决化工生产中的问题,实现合理化生产。 化学工程论文:浅议绿色化学工程和工艺对化学工业节能的促进作用 工业产业的发展,对国民经济的提高具有重要意义,但在工业产业的发展过程中,国家能源及生态环境也面临着越来越严峻的挑战,能源消耗、环境污染越来越受到关注[1]。工业污染物处理、生活废品处理等已经成为一个值得进行深入研究的重要课题。绿色化学工程是一个新型项目,其发展的主要目标为对化学生产过程中产生的资源浪费及环境污染现象进行处理,促进化工环境污染及资源浪费得到改善。 一、绿色化学工程与工艺的开发 在传统化学的生产过程中,在有毒、有害物质的处理上存在较为严重的滞后性,因此导致化学工艺一直处于被动生产。应用这样的化学工艺对污染物进行处理无法取得理想的效果,资源优化也无法得到有效实现。化学工艺的应用不但导致化学生产污染物成本提高,还导致污染物处理效率严重下降。绿色化学工程的应用可有效弥补传统化学工程中存在的缺陷,其通过对相关科学技术及先进方法的利用,对化工生产相关污染物进行除尘、脱硫等处理。绿色化学工程与工艺具体实施方法主要有以下几种。 (一)采用绿色化学原料 在化工生产工艺及具体流程中,化学生产原料是起着决定性作用的主要因素,在传统化学工程中,所用原料大部分为不可再生能源。采用这些原料不但大大提高国家不可再生能源的消耗,同时还导致污染物的排放量大大增加,加重生态环境污染程度。将绿色化学原料作为化工生产材料是绿色化学工程重要研发内容之一。在化工生产过程中,可使用绿色化学物质、自然物质等无染污、可再生的化学原料。典型的绿色化学原料主要有芦苇、苞米杆、纤维植物等。将这些作为原料投入到化工生产过程中,可使其转化为酮、醇、酸类等多种化学品。在整个转化反应过程中,这些原料仅会产生一定量的氢气,而不会有任何一种有害、有毒的物质产生。 (二)提高化学反应的选择性 在化学工程的物质反应中,化学反应作为必不可少的重要组成部分存在。所有化学原料的转化均是需要化学反应才能得以实现。在化工生产过程中,合理选择有效的化学反应形式可有效促进化学工程生产效率及质量得到提高[2]。对化学反应产生影响的因素有很多种,反应原料、环境、时间、特点等均会对化学反应产生不同程度的影响。在化学生产过程中应用最为普遍的反应形式为氧化反应。在氧化反应过程中会有大量的热产生,所有化学原料均会在热的催化作用下发生变质,因此会大大降低化学品的生产质量。在绿色化学工程中,应用新型的反应形式,这种新型反应形式为烃类氧化反应。这种反应形式的应用不仅可促进催化物反应催化能力得到提高,同时还可有效促进生产物同分异构反应时间增加。 (三)使用无毒无害催化原料 随着化学工业发展速度的不断加快,将化学反应合理的应用于化工生产过程中已经成为促进工业可持续发展的重要前提之一。在化学反应过程中均离不开催化剂的使用。将催化剂应用于化学反应过程中,可有效加快反应速度,缩短法宁时间。所以,在化工生产过程中使用无毒无害的催化原料成为推动绿色化学工程与工艺不断深入发展的重要前提条件之一。目前,我国相关部门已经高度重视对催化原料的选择及应用进行深入研究。越来越多的催化剂得到开发和研制,化学反应过程中使用的催化原料不断得到改善,分子筛除催化剂等优良催化原料在化工生产过程中的应用越来越广泛。无毒无害催化原料的应用可有效提高化学反应效率,降低能源消耗量,同时也可减少环境污染。 二、绿色化学工程与工艺对化学工业节能产生的促进作用 目前,在各工业产业的生产过程中均已广泛应用到绿色化学工程与工艺。该工程中具有的应用性能不仅可有效改善化工产业发展过程中存在的资源浪费和环境污染问题,同时还可有效促进化工生产的结构不断得到优化。绿色化学工程与工艺在化工产业中的应用主要表现在如下几点。 (一)清洁生产技术的应用 清洁生产技术是一种具有较高价值的绿色技术,该种技术主要是通过对化工原料进行无害、无毒、无废处理,实现原料利用率得到提高,进而促进化学工程的生产质量得到提高。在清洁技术中,应用最为普遍的技术分别为脱硝和脱硫两种技术。应用该两种技术对存在较为严重的污染的化学废物、生活垃圾等进行绿色处理,经过相关技术的处理后,生活垃圾可有效转化为沼气。应用自然发电技术来代替传统发电技术。太阳能、风能的开发和应用是清洁生产技术飞速发展的重要标志。在生物工程中合理应用清洁生产技术,可有效促进细胞及基因工程的发展效果得到显着提高。在辐射加工中应用清洁生产技术,可促进催化剂的作用得到显着提高。 (二)与生物技术相互结合的应用 在生物技术领域中,其技术范畴具体包含细胞、微生物、基因、酶等多种技术。其在各化工生产中的应用主要包含有生物化工合化学仿生学两个方面的内容。在生物体内,生物酶作为催化剂存在,其具有显着的专一性和高效性,在生物合成的每个过程中均无法脱离酶的作用。在绿色化学工程与工艺中对生物技术进行合理应用,通过相关技术处理,可使再生资源转化为相应的化学品。早期所应用的有机化合物原料大部分是直接源自动物和植物,后来才逐渐发展为将煤炭、石油作为原材料使用。在绿色化学工程与工艺中,通常情况下均是应用工业酶或存在于自然界中的酶作为催化剂。将酶与通常应用的化学催化剂进行比较,酶在应用过程中的优点主要表现为无污染、产物性质好、反应条件温和等。例如通常情况下均是应用丙烯腈进行丙烯酰胺制备,当使用酶作为催化剂后,能耗消耗量大大降低,反应具有彻底性,并且在反应过程中无任何副产物产生。 (三)生产环境友好型产品 绿色化学工程与工艺的主要发展目的之一即为为社会生产处环境友好型产品,如清洁汽油、磷洗衣粉等无毒无害产品。通过绿色化学工程可以生产出与社会、自然环境发展相符合的友好型产品。绿色化学工程生产的出现在很大程度上起到了保护环境的作用。在社会生产、生活中,人们的购买的产品均为绿色产品,不仅有效保证了人们身体健康,同时也可促进社会健康、和谐发展。因此,在化工生产过程中,如能够促进绿色化学工程与工艺对的优势得到充分发挥,可有效降低生态环境的染污,促进国家自然环境和社会经济得到可持续发展,对国家的长远发展及社会的进步具有重要意义。 三、结束语 在绿色化学工程与工艺中,应用无毒、无害的物质作为原材料,使用节能减排的生产工艺,应用清洁生产的技术,可有效降低化学工业生产过程中能源消耗,减轻生态环境污染,促进人与社会和谐发展、产品与生态互补得以实现。因此,对绿色化学工程与工艺进行开发和研究是对当代化学工业的发展产生严重影响的主要因素之一,是促进化学工业可持续发展的重要前提条件。 化学工程论文:化学工程与工艺专业的煤化工特色建设 1化学工程与工艺专业的煤化工特色专业建设原则 1.1以市场为导向 随着能源需求量不断增大,我国对开发能源的技术人才也有了更高的要求。我国教育部在1996年将“煤化工”等专业列为化学工程与工艺专业,促进我国煤化这一特色专业发展。加强煤化工特色建设,可以扩大煤化工产业,推广清洁能源,这也是市场经济的必然需求。煤化工特色建设,要以市场为导向,将学生的就业与市场相结合,从而保证学生在面对社会选择的时候,有足够的自信,具备扎实的专业基础和技术水平,提高就业机会。 1.2发扬创新精神 只有发扬创新精神,才能够彰显特色。特色专业是经过改革后被确定的内容,它本身就具有探索和创新,但煤化工专业发展中,以往的教学经验仍然会对创新有所阻碍,因此在建设有特色的煤化工专业时,要用发展的眼光看问题,创新教育观念和人才培养机制,促进煤化工特色建设。 1.3稳定发展原则 化学工程与工艺专业的煤化工特色建设,始终坚持煤化工人才培养方向,也有着自身的特色,毕业后学生主要面对钢铁冶金系统,能源方向,因此在建设特色专业是,也要立足根本,找准发现,坚持稳定发展的原则。煤化工建设要以市场为导向,在发展中会面临内部和外部的变化,因此稳定发展,才能适应不确定的变化,适应社会和市场的要求。 2建设煤化工特色的对策 2.1创新教育观念 专业建设是高校办学理念的表现形式,其特色建设的发展方向、过程等都离不开一定的理念指导[1]。煤化工特色专业的发展与市场分不开,煤化工专业与能源安全与供应、钢铁冶金行业发展与节能减排实现有着很大的关系。随着能源问题出现,可持续发展的理念不断摄入,煤化工专业发展也要将观念进行创新,以便适应社会的要求。可以通过实现教育活动,将教育观点和教学理念进行谈论和创新,在实际工作中,如果出现了教学理念偏差,要及时用正确的思想观念给予指导。创新教育观念是培养煤化工人才的必然要求,通过定期考核,加强教育工作者的思想意识,将这种观念融入教育,这也是促进我国煤化工产业的重要措施。 2.2创新课程体系 煤化工特色专业要突出特色,因此要有明确的教学目标,以便在基础教学中突出特色,从而培养有特色的专业性人才。化学工程与工艺专业的课程体系要突出煤化工特色,根据高校制定人才培养目标,科学设定课程体系,使本专业的教学能够有序进行。课程体系是特色专业实施的基础和关键,因此要保证其合理性、科学性和可持续发展。煤化工专业是一门传统的学科,但特色建设赋予了它新的生命力,因此这门学科的课程体系要与国内外最新的教育理念相吻合,从而能够在以往的经验中,发挥教学成果的理念,整合课程资源,促进特色专业发展。煤化工特色建设课程体系要反应时代的特征,但也要与学校的特色向结合,建设出使用社会发展的化学工程与工艺专业的课程体系。煤化工课程体系要突出特色,例如开展“焦化特色课程”、“清洁能源课程”等,充分发挥本专业的特色。将基础必修课和辅修课程想结合,促进煤化工特色专业发展。 2.3理论与实践相结合 化学工程与艺术是实践性较强的专业,在建设特色煤化工专业时,要将理论与实践向结合,培养学生的综合能力[2]。教师在教学时,可以结合计算机开展辅助教学,将最前沿的煤化工专业知识传授给学生,让学生形成较强的专业意识。高校还应加强与企业的合作,为学生提供更多的实践机会,让学生参与到企业生产实践中,培养学生的动手能力,在实践中,学生能够更好地解决问题。将理论与实践向结合,才能够促进煤化工特色专业建设,学生在实践中,专业能力得到锻炼,整体的素质也会不断提高。 2.4建立健全质量保障体系 完善的质量体系建设是有特色的化学工程与工艺专业的保障,在科学的监督机制中,促进煤化工专业发展。高校要保证特色专业有效进行,就要对其投入更多的科研、资金及教学条件,这些物质保障是实施特色专业的前提。化学工程与工艺专业的煤化工特色建设中,会面临很多问题,如课程实施不佳,教师专业能力不强等,这些因素都会阻碍课程目标的实现。做好特色专业,离不开完善的质量保障体系。为了保证教学质量,因此要制定质量责任制,包括学生评价、教学反馈、教务系统质量检测等,确保教学目标的实现。 3结语 化学工程与工艺专业的煤化工是高校的特色专业,因此要坚持以市场为导向和创新性原则,在稳定发展的基础上,促进本专业特色发展。煤化工特色建设要创新教育观念,将理论与实践相结合,健全教学质量监督机制,突出特色,促进教学目标的实现,为社会培养更多的煤化工专业人才。 化学工程论文:探讨化学工程中的结构问题 1 结构的定义及其时空多尺度特征 “结构”在《辞源》中有如下定义:1)连接构架;2)物体构造的式样;3)诗文书画各部分的组织与布局。 结构具有多尺度和随时空变化的特征。如太阳系由太阳、地球、月亮等不同尺度的星体构成,它们在万有引力的相互作用下处于有序而不停的运动之中。又如一棵树由不同尺度的树干、树枝和树梢组成,相互依分数维的规律连接形成一个有机整体。化学工程同样具有多层次、多尺度并随时空变化的结构,一般可分为从分子到颗粒的小尺度区、从颗粒到单元设备的中尺度区和从单元设备到系统流程的大尺度区。各区中均有各自不同的结构。小尺度区中的结构,如超分子和离子液体结构。 2 多相流结构的预测 结构需要若干参数来定量表达,以工业快速流化床提升管中的流动结构为例,需要 8 个参数来描述,分别为密相表观气速、密相颗粒表观速度、聚团平均直径、密相空隙率、密相体积分率、稀相表观气速、稀相颗粒表观速度、稀相空隙率。李静海、郭慕孙在研究快速流态化床的局部结构时,提出了能量最小多尺度作用模型。 (Energy-Minimization Multi-Scale Model,EMMS)。该模型认为在快速床中流体用于颗粒的悬浮输送能最小,并以此作为系统的稳定性条件,与稀密两相的动量守恒方程、等压降方程、气固两相的质量守恒方程、聚团尺寸方程一起求解,成功预测了反映快速床局部结构的 8 个参数。借鉴 EMMS 模型的方法,结合研究不同床型、内构件、外力场对多相流动的影响规律,可望建立各种类型流态化床结构参数的预测模型。 3 结构—性能关系 众所周知,物质的分子结构与其热力学特性密切相关;材料的微观结构、介观结构与其宏观的物化和力学性能密切相关,如金刚石与石墨同样都是由碳元素组成的物质,由于碳原子排列的方式不同,金刚石坚硬无比,而石墨则非常柔软。同理,以尺度大小不同、空间分布不均的气泡、液滴、颗粒、聚团组成的化工多相流的局部结构与其流动、传递、反应行为密切相关。 图 1 为离子液体的结构图。各离子之间通过氢键形成网络结构,因此具有较高的黏度。图 2为微乳液中的胶团(水包油)和反胶团(油包水)的结构示意图,虽然其尺度微小,仅 10~100 nm,但结构复杂。以反胶团为例,其核心为自由水,核心周围是结合水层,再往外为表面活性剂和助剂双亲分子层,最外是油相。该结构与微乳液的萃取分离和反应性能密切相关。图 3 是由微观像探头(镜头直径 3 mm)拍摄到的快速循环流化床中的局部结构的照片,从中可见快速流化床中存在颗粒的聚集相(聚团)和颗粒的分散相(稀相)两相结构,聚团的形状不规则,大小不相同,这种结构对快速流化床中的传递与反应具有直接的影响。图 4 是纳微颗粒鼓泡流化床层流化时和断气塌落后的照片。纳微颗粒表面过剩的自由能使其具有聚集成团的特性。从图 4 可见,床下部是大尺度聚团,床中部是中等尺度聚团,床上部是小尺度聚团。颗粒聚团内部的颗粒与气流接触很差,严重影响传递和反应速率。图 5 为气固鼓泡流化床的照片。其中,图 5a 的床中无内构件,床层由气泡相和乳化相组成,气泡尺寸较大;图5b 的床中有多块百叶窗型横向挡板,床层由气泡相和乳化相组成,但气泡尺寸较小且均匀。气泡会形成气体短路,严重降低气固接触效率。图 6为工业流化床中设置的组合式横向斜片挡板,可以有效破碎气泡和颗粒聚团,斜片导向可进一步强化气固接触。图 7 为工业萘氧化制苯酐流化床反应器的内部结构图,床底的气体分布板可使气流均匀分布,床中的垂直换热管内构件可强化气固接触,减少放大效应。由于这种多相流结构的难以预测性和构效关系的复杂性,传统的化学工程采取平均的方法,必然造成预测的偏差,成为化学工程放大的瓶颈问题。 4 多相流结构的调控——散式化方法过程 工业多相反应和分离设备中局部结构由气泡、液滴、颗粒和聚团等尺度不同的分散相和气、液介质连续相组成。这种分散相的尺寸越小,它们在连续相介质中分散得越均匀,相间接触界面就越大,越有利于传质、传热和化学反应;同时如果相间的滑移速度越高,则相间界面越薄,界面的更新速度越快,同样有利于传质、传热和化学反应。影响结构的最主要因素是系统或设备条件(包括颗粒和流体的性质、设备与内构件的结构与形状、外力场的影响等)和操作条件(包括温度、压力、气液固三相各自的流速与流向、稳态操作与动态操作等)。当前引人注目的微通道与膜反应和分离技术的优势也在于可有效调控结构,得到尺度均匀而微小的气泡或液滴,强化相间接触。 5 多相流结构与计算机模拟 20 世纪 80 年代以来,随着计算机科学和测试技术的飞速发展,计算流体力学和过程的计算机数值模拟应运而生,人们可以通过实验和理论分析建立数学模型,并采用高效计算机对复杂过程进行计算机数值模拟,进一步通过多种实验参数的测量对模拟结果加以验证。这方面的工作已经取得了很大的进展。流化床结构的预测、优化调控以及规模放大的最终解决,无疑应当寄托于计算机的数值模拟和仿真技术。当前用于气固流化床数值模拟的数学模型主要有两流体模型(Two-Fluid Model,TFM)、颗粒轨道模型(ParticulateTrajectory Model,PTM)和流体拟颗粒模型(Pseudo-Particle Model,PPM)。巨大的计算量使 PTM 模型和 PPM 模型的应用受到限制,应用 PTM 模型和 PPM 模型对含有大量颗粒的工业系统的模拟目前还不现实。两流体模型将颗粒也视为流体来处理,由两套分别描述流体和颗粒相的流体动力学方程组来描述,其间通过相间作用项来封闭,两相同在 Euler 坐标系下处理。该模型主要是在微观足够大和宏观足够小的尺度上进行平均化,这使得这些微元适于在衡系统获得简单的本构方程,从而可以通过数值的手段预测系统的时空变换。由于系统的复杂性和局部非均匀结构的存在,真正能满足这种要求的微元尺度与反应器宏观尺度相比往往过于微小,目前的超级计算机速度也很难满足其需要,所以不得不采用加大尺度的微元,其内部含有丰富而显着的非均匀结构,这时现有的本构方程已经不再适用。目前多数具有应用价值的模拟成果都是应用双流体模型得到的。FLUNT、CFX 等以双流体模型为内核的商业软件被广泛采用。 结束语 化工多相流反应与分离设备中存在颗粒、气泡、液滴、聚团,且其尺寸大小不同、空间分布不均匀。该局部不均匀结构与流动、传递、反应行为密切相关。传统的化学工程忽视局部多尺度不均匀结构而采取平均的方法,造成对“三传一反”行为预测的偏差,成为化学工程放大的瓶颈问题,应引起学术界关注。近年来在结构参数的预测理论研究、结构与传递和反应的关系理论研究、结构的优化调控理论与方法研究以及结构参数与两流体模型相结合的多相流计算机模拟研究等方面已经取得一定进展。但面对复杂得多尺度结构问题,需要付出更多的努力。
版图设计论文:一种基于厚膜工艺的电路版图设计 摘 要: 在电子线路版图设计中,通常采用印刷线路板技术。如果结合厚膜工艺技术,可以实现元器件数目繁多,电路连接复杂,且安装空间狭小的电路版图设计。通过对3种不同电路版图设计方案的理论分析,确定了惟一能满足要求的设计方案。基于外形尺寸的要求,综合考虑电路的性能和元件的封装形式,通过合理的电路分割和布局设计,验证了设计方案的合理性和可实现性。体现了厚膜工艺技术在电路版图设计中强大的优越性,使一个按常规的方法无法实现的电路版图设计问题迎刃而解。 关键词: 电路版图设计; 电路分割设计; 厚膜混合集成电路; 厚膜工艺 0 引 言 随着电子技术的飞速发展,对电子设备、系统的组装密度的要求越来越高,对电路功能的集成度、可靠性等都提出了更高的要求。电子产品不断地小型化、轻量化、多功能化。除了集成电路芯片的集成度越来越高外,电路结构合理的版图设计在体积小型化方面也起着举足轻重的作用。 1 厚膜工艺技术简述 厚膜工艺技术是将导电带和电阻通过丝网漏印、烧结到陶瓷基板上的一种工艺技术[1]。 厚膜混合集成电路是在厚膜工艺技术的基础上,将电阻通过激光精调后,再将贴片元器件或裸芯片装配到陶瓷基板上的混合集成电路[2]。 厚膜混合集成电路基本工艺流程图见图1。 图1 厚膜工艺流程图 厚膜工艺与印制板工艺比较见表1。 2 电路版图设计 2.1 设计要求 将电路原理图(图2,图3)平面化设计在直径为34 mm的PCB板上(对电路进行分析后无需考虑相互干扰),外形尺寸图见图4。其中:序列号及电源为需要引出的引脚。 表1 厚膜工艺与印制板工艺比较 图2 原理图(1) 图3 原理图(2) 图4 外形尺寸图 2.2 设计步骤 2.2.1 分类清点电路中的元器件数量 分类清点电路中的元器件数量见表2。 表2 元器件数量 2.2.2 确定电路设计方案 根据电路原理图,对以下3个方案逐一进行分析: (1) 方案1:在印制板上双面布线 简单计算一下各种元器件所占面积:贴片电阻电容:4.8×46=220.8 mm2;贴片二三极管:8.9×5=44.5 mm2; 贴片集成电路:77×3+72=303 mm2;贴片运算放大器:33.44×11=367.84 mm2;电 位 器: 38×4=152 mm2;晶振:16 mm2。 元器件的总面积:220.8+44.5+303+367.84+152+16=1 104.14 mm2≈11 cm2。 印制板的可利用面积(单面):3.14×14.52=660.185 mm2≈6.6 cm2。 很显然,利用双面布局布线,印制板的面积远远满足不了设计的需要。另外,印制板为圆形,元件布局时面积的利用率更低。所以仅仅利用印制板的面积来进行平面化设计,理论上不可行。 (2) 方案2:印制板上安装双列直插式厚膜电路模块 采用厚膜工艺和印制板工艺相结合的方法进行布局布线。首先将电路原理图进行合理分割,确定要利用厚膜工艺进行设计的那部分电路,剩余部分电路则布线到印制板上。用厚膜工艺的电路,在陶瓷基板上采用双面布线,组装贴片元器件,可以增大布线的面积。然而,为了和印制板结合起来,双列直插式厚膜电路模块的引出端数目需求较多,采用最多的引出脚数量,也满足不了印制板与厚膜电路电连接的需要。 若采用裸芯片元件进行布线,则必须采用金属全密封封装。由于金属外壳的存在,导致基片的面积变得更小,模块的引出端数目随之减少。另外,裸芯片的电路只能采用单面布线,这样不能满足元件放置的需要,更不可能实现布线的需求。 所以该方案也不可行。 (3) 方案3:印制板上安装2个单列直插式厚膜电路模块 由方案1和方案2得知: (1) 必须在印制板上安装厚膜电路模块; (2) 采用2个单列直插式厚膜电路模块,且均采用双面布线。 2个单列直插式厚膜电路模块和1个双列直插式模块进行比较,虽然引出脚数目相等,但2个单列直插式电路比1个双列直插式电路的布线面积增大了1倍。对于圆形的印制板,将2个厚膜电路模块平行放置在直径上和与直径平行的最近位置,就可以保证厚膜电路模块和印制板之间的过渡线数目最多,且高度不会超过允许高度。经验证,这样的布局达到了厚膜电路模块和印制板上电路连接的需要,而且所有元件达到合理放置。 所以,方案3是可行的。 2.2.3 电路版图设计过程[3?4] 根据印制板外形尺寸的要求,2个单列直插式厚膜电路模块的陶瓷基片分别选用32 mm×16.5 mm×0.8 mm和30 mm×16.5 mm×0.8 mm两种,根据电路的工作原理,对2个电路原理图进行合理分割,可调元器件和大体积元件放置在印制板上,不可调部分分别放置在两个陶瓷基片上,经过合理布图,陶瓷基板上PCB图分别见图5,图6。 图5 厚膜电路1(正面和反面) 图6 厚膜电路2(正面和反面) 红色为一次导体,浅绿色为介质,深蓝色,红色为一次导体,湖蓝色为介质,为二次导体,其余颜色为厚膜电阻,紫色为二次导体,其余颜色为厚膜电阻,共有13个引出脚。共有12个引出脚。 将两个厚膜电路模块按照厚膜电路的工艺进行封装完成后,作为印制板上的两个元器件,将其与厚膜电路模块外的元件在印制板上进行布局布线设计,即可完成整个电路的版图设计,并达到了设计要求。整个产品的印制板装配图见图7。 图7中,W1~W4为电位器,X为晶振,J1和J2分别为两块单列直插式厚膜电路模块。C2为片式钽电容,U7为SO?8集成电路,R*为片电容,其余为引出脚。 图7 印制板装配图 3 结 语 在电路版图的设计过程中,充分考虑到调试的需要,将需调试的元件和体积较大的元件放置在印制板上,无需调试的小体积元件放置在厚膜电路模块里,使得仅利用印制板难以完成的布图任务因巧妙利用厚膜工艺集成而大大缩小了产品的体积,从而实现了复杂电路体积小型化的目的,而且使产品美观,调试方便。 厚膜技术从早期应用在航空航天、卫星通信等领域,发展到现在的汽车、家用电器、音响设备等工业领域,无不说明厚膜工艺技术有着很好的发展前景和实用价值。 版图设计论文:《集成电路版图设计》课程教学改革与探索 【摘要】《集成电路版图设计》课程对微电子专业学生理解电路设计的概念和工艺技术的认识,起到承前启后的作用,对此课程教学方法的研究有着重要的理论和现实意义。 【关键词】集成电路版图;教学方法;改革 集成电路版图设计是集成电路设计的最终结果,版图质量的优劣直接关系到整个芯片的性能和经济性,因此,如何培养学生学好集成电路版图设计技术,具备成为合格的版图设计工程师的基本潜质,是摆在微电子专业老师面前的一个普遍难题。如何破解这个难题,我们做了以下探索。 一、突出实践,理论配合 传统的《集成电路版图设计》课程采取理论教育优先,学生对于版图的基本理论和设计规则非常熟悉,但动手实践能力缺乏培养,往往在学生毕业后进入集成电路设计企业还需二次培训版图设计能力,造成了严重的人力资源浪费。这是由于没有清晰的认识《集成电路版图设计》课程的性质,造成对它的讲授还是采取传统教学方式:老师讲,学生听,偏重理论,缺乏实践,影响到学生在工作中面临实际设计电路能力的发挥。《集成电路版图设计》是一门承接系统、电路、工艺、EDA技术的综合性课程,如果按照传统方式授课,课程的综合性和实践性无法得到体现,违背了课程应有的自身规律,教学效果和实用意义不能满足工业界的要求。我们在重新思考课程的本质特点后,采取了实践先行,理论配合的教学方法,具体如下:集成电路版图是根据逻辑与电路功能和性能要求,以及工艺水平要求来设计光刻用的掩膜图形,实现芯片设计的最终输出。版图是一组相互套合的图形,各层版图相应于不同的工艺步骤,每一层版图使用不同的图案来表示。我们首先讲授版图设计工具EDA软件的使用,让学生掌握EDA软件的每一个主要功能,从图形的选择、材料的配置,让学生从感性角度认识实际的版图设计是如何开展的,每一个步骤是如何使用软件完成的,整体芯片版图设计的流程有哪些规定,学生此时设计的版图可能不是很精确和完美,但学生对于什么是版图和如何设计版图有了初步的感性认识,建立起版图设计的基本概念,对于后续的学习奠定了牢实的实践基础,此时再去讲授版图设计理论知识,学生更能理解深层的工艺知识和半导体理论,真正做到了知行合一,实践先行的教育理念,对学生能力的培养大有裨益。 二、注重细节,加强引导 传统方式讲授《集成电路版图设计》理论占大部分时间,学生知道二极管、晶体管、场效应管、电阻、电容等基本元器件的工作原理和构成要素,但是在版图设计中,这些元器件为什么要这样设计,其实内心中充满着疑惑和不解。针对学生的疑惑,我们从工艺细节入手来解决这个问题。作为集成电路版图设计者,首先要熟悉工艺条件和期间物理,才能确定晶体管的具体尺寸、连线的宽度、间距、各次掩膜套刻精度等。版图设计的规则也是由工艺来确定的,掌握了工艺也就掌握了版图设计的钥匙。我们将通用工艺文件的每一条规则向学生讲解,通用元器件的规则整理出它们的共性,最小宽度、长度、间距的尺寸提醒学生要记忆,不同芯片生产厂的工艺对比学习和研究,学生在这一系列规则的学习过程中,慢慢理解熟悉了工艺规则文件的组织构成及学习要点,能够举一反三的在不同工艺规则下,设计同一种元器件的版图,即使电路元器件的数量巨大,电路拓扑关系复杂,在老师耐心的讲解下,学生也能够依据工艺规则设计出符合要求的版图,这都是在理解了工艺规则细节的基础上完成的。所以,关注细节,加强引导,是提高学生学习效果的一个重要方法。 三、完善考核机制,争取比赛练兵 学生成绩的提高,合理完善的考核机制不可或缺。以往《集成电路版图设计》课程的考核主要是理论知识作业和课程报告,学生的学习效果和实际动手能力没有得到考核,造成不能全面评价学生的学习成绩。我们采取项目形式,全方位考核学生的学习效果。根据知识点,将通用模拟电路分成五大类,每个大类提取出经典的电路10种,使用主流芯片加工厂的生产工艺,由经验丰富的老师把它们的版图全部设计出来,作为库单元放在服务器中供学生参考。在学生充分理解库单元实例的基础上,将以往设计的一些实用电路布置给学生,要求在规定的时间内,设计出合格的版图,以此作为最终的考核结果。学生在学习课程期间,可以接触到不同工艺、不同结构的多种类电路,而且必须在规定的时间内设计出版图,这极大的促进了他们学习的积极性和时间观念。学生在设计版图的过程中,会遇到多种问题,他们会采取问老师答疑,和同学讨论的多种方式解决,不仅能督促他们平时上课认真听讲,而且对遇到的问题也能多角度思考,最重要的是他们亲自动手设计版图,将工艺、电路、器件综合考虑,在约定的时间内能力得到极大提高。老师根据学生上传至服务器中设计的不同项目版图打分,而且将每个项目的得分出具详细的报告,对学生的成绩进行点评。学生通过查阅报告,能够知道课程学习的缺点和得分项,为下一次提高设计成绩是一个很好的参考。除了日常学习设计版图项目,学生可以争取参加微电子专业的一些比赛,通过比赛体会一些具有挑战性的版图设计项目,来提高学生在实际场景下如何发挥设计能力和项目组织能力,为他们未来进入职场从事版图设计工作奠定坚实的专业能力和实际解决问题能力。 四、总结 《集成电路版图设计》课程是一门兼具理论基础和实践锻炼想结合的课程,对它的讲授不仅需要扎实的理论基础,还需合理的实践环节配合,才能取得良好的教学效果。 版图设计论文:微电子专业集成电路版图设计的教学研究 摘要:集成电路版图设计涵盖了微电子学、电路理论、计算机图形学等诸多学科的基础理论,这是微电子学专业的办学重要特色和人才培养重点方向。以CMOS反相器和基本MOS差分放大器为例,介绍了集成电路版图设计的教学内容。学生通过集成电路版图设计的教学环节,巩固了专业课程的理论知识,提高了集成电路设计的实践能力。 关键词:集成电路设计;版图;CMOS 集成电路(Integrated Circuit)产业是典型的知识密集型、技术密集型、资本密集和人才密集型的高科技产业,是关系国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和战略性产业,是新一代信息技术产业发展的核心和关键,对其他产业的发展具有巨大的支撑作用。经过30多年的发展,我国集成电路产业已初步形成了设计、芯片制造和封测三业并举的发展格局,产业链基本形成。但与国际先进水平相比,我国集成电路产业还存在发展基础较为薄弱、企业科技创新和自我发展能力不强、应用开发水平急待提高、产业链有待完善等问题。在集成电路产业中,集成电路设计是整个产业的龙头和灵魂。而我国集成电路设计产业的发展远滞后于计算机与通信产业,集成电路设计人才严重匮乏,已成为制约行业发展的瓶颈。因此,培养大量高水平的集成电路设计人才,是当前集成电路产业发展中一个亟待解决的问题,也是高校微电子等相关专业改革和发展的机遇和挑战。[1-4] 一、集成电路版图设计软件平台 为了满足新形势下集成电路人才培养和科学研究的需要,合肥工业大学(以下简称“我校”)从2005年起借助于大学计划,和美国Mentor Graphics公司、Xilinx公司、Altera公司、华大电子等公司合作建立了EDA实验室,配备了ModelSim、IC Station、Calibre、Xilinx ISE、Quartus II、九天Zeni设计系统等EDA软件。我校相继开设了与集成电路设计密切相关的本科课程,如集成电路设计基础、模拟集成电路设计、集成电路版图设计与验证、超大规模集成电路设计、ASIC设计方法、硬件描述语言等。同时对课程体系进行了修订,注意相关课程之间相互衔接,关键内容不遗漏,突出集成电路设计能力的培养,通过对课程内容的精选、重组和充实,结合实验教学环节的开展,构成了系统的集成电路设计教学过程。[5,6] 集成电路设计从实现方法上可以分为三种:全定制(full custom)、半定制(Semi-custom)和基于FPGA/CPLD可编程器件设计。全定制集成电路设计,特别是其后端的版图设计,涵盖了微电子学、电路理论、计算机图形学等诸多学科的基础理论,这是微电子学专业的办学重要特色和人才培养重点方向,目的是给本科专业学生打下坚实的设计理论基础。 在集成电路版图设计的教学中,采用的是中电华大电子设计公司设计开发的九天EDA软件系统(Zeni EDA System),这是中国唯一的具有自主知识产权的EDA工具软件。该软件与国际上流行的EDA系统兼容,支持百万门级的集成电路设计规模,可进行国际通用的标准数据格式转换,它的某些功能如版图编辑、验证等已经与国际产品相当甚至更优,已经在商业化的集成电路设计公司以及东南大学等国内二十多所高校中得到了应用,特别是在模拟和高速集成电路的设计中发挥了强大的功能,并成功开发出了许多实用的集成电路芯片。 九天EDA软件系统包括ZeniDM(Design Management)设计管理器,ZeniSE(Schematic Editor)原理图编辑器,ZeniPDT(physical design tool)版图编辑工具,ZeniVERI(Physical Design Verification Tools)版图验证工具,ZeniHDRC(Hierarchical Design Rules Check)层次版图设计规则检查工具,ZeniPE(Parasitic Parameter Extraction)寄生参数提取工具,ZeniSI(Signal Integrity)信号完整性分析工具等几个主要模块,实现了从集成电路电路原理图到版图的整个设计流程。 二、集成电路版图设计的教学目标 根据培养目标结合九天EDA软件的功能特点,在本科生三年级下半学期开设了为期一周的以九天EDA软件为工具的集成电路版图设计课程。 在集成电路版图设计的教学中,首先对集成电路设计的一些相关知识进行回顾,介绍版图设计的基础知识,如集成电路设计流程,CMOS基本工艺过程,版图的基本概念,版图的相关物理知识及物理结构,版图设计的基本流程,版图的总体设计,布局规划以及标准单元的版图设计等。然后结合上机实验,讲解Unix和Linux操作系统的常用命令,详细阐述基于标准单元库的版图设计流程,指导学生使用ZeniSE绘制电路原理图,使用ZeniPDT进行NMOS/PMOS以及反相器的简单版图设计。在此基础上,让学生自主选择一些较为复杂的单元电路进行设计,如数据选择器、MOS 差分放大器电路、二四译码器、基本RS触发器、六管MOS 静态存储单元等,使学生能深入理解集成电路版图设计的概念原理和设计方法。最后介绍版图验证的基本思想及实现,包括设计规则的检查(DRC),电路参数的检查(ERC),网表一致性检查(LVS),指导学生使用ZeniVERI等工具进行版图验证、查错和修改。 版图设计论文:基于平衡技术的微带低通滤波器版图优化设计 摘要:微带线结构的不连续性,使反射损耗和插入损耗较大,影响滤波器性能。利用平衡法提升滤波器并联分支中较低的特性阻抗,达到降低微带线宽度的目的,从而均衡整个滤波器的宽度,使版图仿真优化。以一个5阶切比雪夫微带低通滤波器设计为例,仿真结果表明,滤波器通带内反射损耗从-9.566 dB降低到-15.837 dB,插入损耗从0.679 dB降低到0.322 dB,与直接采用Richards变换和Kuroda规则设计微带低通滤波器相比,该方法能缩短滤波器设计周期,获得满意的滤波器性能。 关键词:低通滤波器; 微带线; 平衡技术; 版图优化 收稿日期:20110911微带滤波器是无线通信的重要部件。随着无线通信系统的发展,加速了微带滤波器的研究进程,发明许多Q值适中、重量轻、稳定性好的微带滤波器。计算机辅助设计软件的出现,使设计者在设计过程中避免繁杂的计算过程,提高复杂电路设计效率,缩短设计周期。设计者通常运用Richards变换与Kuroda规则设计微带低通滤波器[13]。该方法设计的滤波器在接头处会由于相邻耦合线线宽不同产生不连续性,使插入损耗较大,不满足一些射频通信的要求。为了解决此问题,采用电磁带隙结构与高低阻抗线结合的方法,改善了通带性能,但阻带性能变差,体积变大[4]。运用分形技术设计高低阻抗滤波器取得了一定的效果,但设计方法复杂,对于加工精度要求较高[5]。 本文提出一种采用平衡技术优化微带低通滤波器版图的方法,并以5节切比雪夫微带低通滤波器为例,通过在低特性阻抗并联传输线节点处再并联相同长度的微带线,修改两条微带线特性阻抗为原来的两倍达到优化版图的目的。原理图仿真和版图仿真均验证了该方法的可行性。该方法简单易行,只需使用ADS软件就能方便修改,并且可以用于带阻滤波器等其他微带结构的滤波器,具有良好的应用前景。 1平衡技术设计原理 使用Richards变换和Kuroda规则设计微带滤波器,所得串并联传输线长度理论上是相同的。选取各支节传输线长度l为截止频率下波长的1/8,由终端开路传输线阻抗分布表达式:Zin(l)=-jZ0tan β1(1)式中:传播常数β=2π/λ;Z0为特性阻抗。将l=λ/8带入式(1)可得:Zin(l)=-jZ0(2)若传输线长度l保持不变,使两条特性阻抗Z0相同长度l相等的终端开路传输线并联于同一点,则其输入阻抗会减半为Z0/2;反之,将两段并联终端开路传输线特性阻抗提高1倍并联于同一点且保持传输线长度l不变,则输入阻抗保持不变为Z0。 由以上推导可知,用平衡技术修改滤波器并联终端开路传输线不影响各节的输入阻抗。 2用Richards变换、Kuroda规则设计微带低通滤波器由于当频率较高时电感和电容应选的元件值过小,由于寄生参数的影响,如此小的电感和电容已经不能再使用集中参数元件并且工作波长与滤波器元件的物理尺寸相近,滤波器元件之间的距离不可忽视,需要考虑分布参数效应[67]。基于以上原因,设计者先设计出有电感、电容组成的集中参数滤波器,然后运用Richards变换和Kuroda规则转换为合适的微带滤波器结构。 本文设计的微带低通滤波器指标如下: 截止频率为f0=3 GHz,通带内波纹为0.5 dB,在2倍截止频率处具有不小于40 dB的带外衰减,输入/输出阻抗为50 Ω。基板厚度H=0.762 mm,基板相对介电常数Er=3.66,磁导率μ=1 H/M,金属电导率为5.88 mS/m,封装高度Hu=1.0+33 mm,金属层厚度T=0.035 mm。 通过计算选用5阶切比雪夫微带低通滤波器模型进行设计[8]。电路原理及其仿真结果如图1所示。 图1微带低通滤波器原理电路及仿真结果由图可以看出串联和并联的微带线长度均为λ/8,而宽度与特性阻抗大小相关。 由于原理图仿真是在理想条件下进行的,而实际的电路板需要考虑耦合和干扰等因素的影响。ADS版图仿真是采用矩量法进行电磁仿真,对版图的仿真结果更符合电路实际情况[8]。图1所示的滤波器原理图对应的版图结构及仿真结构如图2所示。 图2微带低通滤波器版图结构及仿真结果3用平衡技术设计微带低通滤波器 由于微带传输线的特性阻抗越高,传输线的宽度就越窄。反之,阻抗越低,宽度就越宽。从第2节中的滤波器原理图可看出,TL3和TL5两段并联的微带线,他们的宽度比较宽即特性阻抗偏大,使用平衡技术,在TL3并联点处再并联一根相同长度的终端开路微带线,将两根线的特性阻抗扩大为原来的2倍,并运用ADS软件中的LineCalc工具推算出线的宽度W。对于TL5用同样的方法设计。电路原理及仿真结果如图3所示。 图3改进后微带低通滤波器原理电路及仿真结果图3所示的滤波器原理图对应的版图结构及仿真结构如图4所示。 图4改进后微带低通滤波器版图结构及仿真结果由图1和图3的原理图仿真结果可以看出,优化前的反射损耗,插入损耗与优化后的数值几乎相同。这与使用平衡技术修改原理图后不改变原有滤波器阻抗的结论相一致。 由图2和图4的版图仿真结果可以看出,通带内反射损耗由-9.566 dB降低到-15.837 dB,插入损耗由0.679 dB降低到0.322 dB。 可以看出,运用平衡技术均衡微带低通滤波器微带线宽度后,使通带内反射损耗明显改善,插入损耗明显降低,达到了性能指标。证明了该方法的有效性。 4结语 本文提出一种用平衡技术优化微带低通滤波器版图的方法,讨论了平衡技术的设计原理,并以一个5阶切比雪夫微带低通滤波器设计为例,仿真结果表明此滤波器版图仿真性能优于传统方法设计的微带滤波器。该方法简单易行,只需使用ADS软件就能方便修改,并且可以用于带阻滤波器等其他微带结构的滤波器,有效地缩短了设计周期,具有良好的应用前景。 版图设计论文:引入CDIO模式的《集成电路版图设计》课程开发实践 摘要:伴随着高等职业院校的教育改革,将CDIO的教育模式引入到《集成电路版图设计》教学开发中。鉴于CDIO教育理念的先进性、教学层面的系统性及其广泛的适应性,对《集成电路版图设计》课程进行了重新设计。本文从引入CDIO教育模式的必要性与必然性的分析到课程评估的结论,阐述了该课程设计开发的整个过程。 关键词:CDIO;高职教育;集成电路版图设计;课程开发 CDIO是基于项目学习的一种模式,是工科教育“做中学”的一种。CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)、运作(Operate),它以工程项目生命周期为载体,培养学生的学术知识、职业道德和运用知识解决问题的能力、终生学习能力、团队交流能力和大系统掌控能力。此教育模式是由麻省理工学院(MIT)和瑞典皇家工学院等发起,现已运用到几十个大学的众多专业,并获得产业界认可。 高职教育改革及引入CDIO教育模式的必要性与必然性 高等教育是在完成中等教育的基础上进行的专业教育,是培养高级专门人才的社会活动。职业教育是对受教育者施以从事某种职业所必需的知识与技能的训练,因此,职业教育亦称职业技术教育或实业教育。“高等职业教育”是“高等”与“职业教育”两个概念的复合。 我国高等职业教育的人才培养目标从开始提出的“技术型人才”、“应用型人才”,到后来的“实用型人才”,再到现在提出的“高技能人才”,多年来一直处于变化不定之中。高职培养的人才类型是实用型、应用型,与普通高等教育培养的人才是有差异的。所谓高技能人才,工作内涵是将成熟的技术和管理规范转变为现实的生产和服务,工作场合和岗位是基层第一线。 苏州工业园区职业技术学院的办学理念为“企业的需要,我们的目标;学生的需求,我们的追求”。近些年,我们在专业建设和课程教学改革方面做了许多探索,协助毕业生提高就业信心,实现优质就业,传统教育下的毕业生上岗适应慢,沟通能力差,动手能力弱,缺乏团队合作经验,缺少创新精神和创新能力、职业道德、敬业精神等人文素质薄弱,频繁“跳槽”等,而这些都难以符合现代企业的需要。教育模式的改革势在必行,而CDIO教育模式恰恰有针对性地对传统教学中存在的诸多弊端做出了全面、系统的指导,CDIO教育模式引领了高等职业教育改革的必然性。 应用CDIO模式开发《集成电路版图设计》课程 (一)《集成电路版图设计》的课程理念与思路 《集成电路版图设计》课程是一门实践性很强的课程,针对课程特点,课程设计的基本思路是从岗位实际需求出发,从培养学生学习兴趣入手,在传授知识过程中重视能力培养,强化学生的自学能力和分析、解决问题的能力。具体做法是: 全程实施项目教学 本课程围绕多个相对独立的案例展开。案例的选择强调源于工程实际,注重内容的代表性、针对性、实用性以及先进性,理论知识的选择以“必需,够用”为原则。教学实践表明,案例教学使教学内容直观、具体、形象,易于接受,也使教学内容与工程实际及职业岗位紧密联系,有利于课内知识向工程实际拓宽、技术知识向工程实践迁移,从而有力促进了学生职业能力的发展。 全程实施情境式教学 本课程改变了将理论与实训分开的传统模式,在教学中设计了8个学习情境,每个情境都以相应的工业案例为主线,按照“资讯决策计划实施检查评价”的流程授课,使学员在学中做、做中学,以提高IC版图设计技能训练的水平。同时,通过情境式教学,学生的学习兴趣和参与度大大提高,不仅培养了团队合作精神和沟通能力,还培养了学生的组织协调能力。 小班互动式教学 为达到更好的教学效果,本课程采用24人小班制教学,全程在实训室教学。根据教学内容采取“先讲,后练”、“边讲,边练”、“先练,后讲”等方法,从第一次课开始就设置实训操作内容,调动学生的主观能动性,增加师生互动性。 企业实训 通过校企合作建设校外实训基地的方式,安排学生到专业设计公司进行实训,扩展学生的知识面和工程认识,同时,提高学生对项目整个流程的认知,提高学生的抗压力,对职业道德和敬业精神的培养具有实践意义。 (二)《集成电路版图设计》之课程标准 《集成电路版图设计》课程标准涉及四个方面内容。 专业知识设计 专业知识方面围绕IC版图设计职业标准所要求的必要的基础知识和基本技能把本课程的内容分成多个模块:基础模块(系统操作部分)、应用模块(软件使用部分)、 基本技能训练模块(基本单元的版图设计)、技能提升模块(整体布局与项目掌控)等4个模块包含了8个情境。具体内容包括:Linux基础、版图识读与电路提取、design rule简表整理、绘制符合design rule的NAD2/NOR2版图、DRC及LVS验证及冲突识别和修改、standard cell的框架结构制定、standard cell版图设计、芯片CD4013的版图设计等,每一个情境都对应了某个特定岗位的部分工作内容。这些情境不仅可提供学生对岗位的认知机会,同时,也可激发自主学习的能动性和积极性。 个人职业技能和职业道德培养 在教学中注重对学生职业技能培养的同时也加强对学生职业道德的养成,用企业对员工的标准来要求学生进行实训,采用定期上交项目总结报告和分组进行项目实施进度报告等方式,为学生今后在企业的发展奠定基础。 团队意识的培养 能够快速地融入一个集体当中是从事设计与研发人员必备的能力,而常常被教育者和学生所忽视,因为传统的教育方式更多地关注对单独个体培养的成效,而实际工作中“独自作战”的时代过去了,取而代之的是团队合作,绝大多数的设计工作需要一个团队协作完成,所以这时人际交往就凸显其重要性。在教学中,我们让学生意识到团队协作的重要性和必要性,并在实训过程中从点滴做起,让学生具有团队合作的意识,如文件夹命名方式、文件管理等采取利于团队完成项目的方式进行设置。 《集成电路版图设计》课程的CDIO系统的搭建 《集成电路版图设计》课程的CDIO系统按照下面的框架完成了搭建任务,如表1所示。 (三)《集成电路版图设计》课程CDIO系统的具体实施 我们在CDIO教学大纲的指导下,对《集成电路版图设计》课程进行设计如下:本课程以源于企业真实的项目(如design rule简表整理,见表2)为载体,将所有需要学习和掌握的内容都围绕该项目设计,形成一个整体。紧紧围绕知识体系教学专业技能提升职业道德养成主线组织教学,快乐教学、快乐学习,引导学生主动学、能做事、会做人。 本课程特色 (1)双语教学,强化应用,适应外企工作。 教师采用双语教学课件与讲义,用两种语言进行教学,学生采用两种语言进行作业,从而强化专业词汇的学习,为适应全英文的工作环境打下了良好的基础。(2)按企业标准建设,内容先进、实用。采用了与众多研发设计公司一致的SUN工作站,建立以UNIX/LINUX系统为基础的网络,安装版图设计普遍使用的Cadence工具软件。(3)企业项目实训。以企业的研发项目(Reverse、design rule简表整理;DRC及LVS验证及冲突识别和修改、standard cell库的建立、芯片CD4013设计等)为载体,在真实的环境(按照企业标准进行实训室配置)下,完成生产性实训任务,完成课程开发教学任务的教师具有多年在外企研发设计的工程背景,学生完成工学结合的作品符合企业设计需要。(4)综合全面的评价体系。理论与实践评价结合,技能训练与表达训练结合,校内教师评价与企业评价结合,学生的自评与互评结合。评价方面包括学习态度、5S素养、项目报告的书写、项目汇报、实践考核和理论考试(按版图设计职业标准四级难度要求随机从题库抽取试题)。(5)增强教师的教学技能。中青年教师、工程师都有学院内部培训课程和企业项目参与的经验,并且要求每年都要开新课和实验、训练项目。每个月都有业务和管理能力评价和学期段考核。参加过的培训都要有项目报告和培训体验交流。在实行课程轮换的同时,实行岗位轮换,使教师熟悉专业核心技术并有扎实的基本功。专业教师通过深入企业和承当企业培训等途径,促使教学与生产实际结合。倡导教师既是讲师、又是实训指导教师,还是培训师和项目工程师,促进“双师型”教师培养。组织教师参加行业比赛,掌握行业的发展动向和需求,客观评价教师的技能水平。 课程质量监控体系的建立 教学质量的好与坏,不单是从学生的考核成绩上来评价,还在学院内设立了专门的教学监管体系,督导组会不定期地进行课堂教学的抽查与监管。更重要的是毕业的学生受到企业的好评,这是对我们课程质量最客观的评价。 课程评估 (一)基本达到预期目的 经过多年的教学实践,CDIO教学模式在《集成电路版图设计》课程中已初见成效,不仅学生在学习过程中表现出很高的积极性,参加职业资格认证测试的微电子专业的学生全部取得了集成电路版图设计师四级职业证书,通过对2008届、2009界毕业生就业调查,我院微电子类专业的毕业生,被苏州工业园区、苏州新区多家知名外企争相录用,就业率达100%。这些企业普遍认为我院的学生工作上手快,适应能力强,担任技术员及助理工程师以上岗位的占75%左右,不少学生已升任工程师助理及工程师。 (二)改进方向和途径 配合微电子专业建设,进行课程教学改革,使我们培养出来的学生全方位发展,符合企业的需求,不是单搞课程的开发,而是要建立起贯通的课程体系,从研发到制造,把先进的CDIO教学模式合理运用到自己的教学实践中去,不能机械地照搬照抄;要针对学生的实际水平和教学内容,提供知识供学生学习。要加强与企业的合作,紧随行业技术的更新步伐,及时更新案例项目。 CDIO教育模式的先进性、普遍实用性是毋庸置疑的,许多学院结合本校和行业特点都探索出新的模式。我们借鉴新加坡南洋理工学院教学模块化的成功案例,利用CDIO教育模式对《集成电路版图设计》课程进行开发,对高等职业教育的课程改革有一定的指导和借鉴作用。 版图设计论文:基于九天EDA系统的全定制版图设计 摘要:以反相器等基本单元版图设计为基础,利用华大电子推广的九天EDA系统软件,采用0.6um硅栅CMOS工艺,按照全定制集成电路的后端设计流程,即基本单元建立、版图布局布线以及版图验证对用于数据采集的D触发器进行版图设计。其中着重对数字电路基本逻辑门版图设计技术进行了探讨。此版图已用于相关芯片的设计中,结果表明通过该软件系统设计的D触发器完全符合设计要求。 关键词:版图设计;九天EDA系统;D触发器 1引言 集成电路(Integrated Circuit,IC)把成千上万的电子元件包括晶体管、电阻、电容甚至电感集成在一个微小的芯片上。集成电路版图设计的合理与否、正确与否直接影响到集成电路产品的最终性能[1]。目前,集成电路版图设计的EDA ( Electronic Design Automation)工具较多,但主流的集成电路版图设计的EDA工具价格昂贵,而我国自主开发的九天EDA系统,具有很高的性价比,为我们提供了理想的集成电路设计工具。 2基本概念 2.1 版图 版图是将三维的立体结构转换为二维平面上的几何图形的设计过程,是一组相互套合的图形,各层版图相应于不同的工艺步骤,每一层版图用不同的图案来表示。它包括了电路尺寸、各层拓扑定义等器件的相关物理信息,是设计者交付给代工厂的最终输出。 2.2 版图设计 它将电路设计中的每一个元器件包括晶体管、电阻、电容等以及它们之间的连线转换成集成电路制造所需要的版图信息。主要包括图形划分、版图规划、布局布线及压缩等步骤[2]。版图设计是实现集成电路制造的必不可少的环节,它不仅关系到集成电路的功能是否正确,而且会在一定程度上影响集成电路的性能、面积、成本与功耗及可靠性等[3]。版图设计是集成电路从设计走向制造的桥梁。 2.3 集成电路版图实现方法 集成电路版图实现方法可以分为全定制(Full-Custom)设计和半定制(Semi-Custom)设计[4]。半定制设计方法包括门阵列设计方法、门海设计方法、标准单元设计方法、积木块设计方法及可编程逻辑器件设计方法等。全定制设计方法是利用人机交互图形系统,由版图设计人员从每一个半导体器件的图形、尺寸开始设计,直至整个版图的布局和布线。全定制设计的特点是针对每一个元件进行电路参数和版图参数的优化,可以得到最佳的性能以及最小的芯片尺寸,有利于提高集成度和降低生产成本。随着设计自动化的不断进步,全定制设计所占比例逐年下降[5]。 3九天EDA系统简介 华大电子推广的应用的九天EDA系统是我国自主研发的大规模集成电路设计EDA工具,与国际上主流EDA系统兼容,支持百万门级的集成电路设计规模,可进行国际通用的标准数据格式转换,它已经在商业化的集成电路设计公司以及东南大学等国内二十多所高校中得到了应用,特别是在模拟和高速集成电路的设计中发挥了作用,成功开发出了许多实用的集成电路芯片[6]。其主要包括下面几个部分[7]:ZeniSE( Schematic Editor)原理图编辑工具,它可以进行EDIF格式转换,支持第三方的Spice仿真嵌入; ) ZeniPDT ( Physical Design Tool)版图编辑工具;它能提供多层次、多视窗、多单元的版图编辑功能,同时能够支持百万门规模的版图编辑操作;ZeniVERI ( Physical Design Verification Tools)版图验证工具它可以进行几何设计规则检查(DRC) 、电学规则检查( ERC) 及逻辑图网表和版图网表比较(LVS)等。 版图设计用到的工具模块是ZeniPDT,它具备层次化编辑和在线设计规则检查能力,并提供标准数据写出接口。其设计流程如图1所示[8], 4设计实例 任何一个CMOS数字电路系统都是由一些基本的逻辑单元(非门、与非门、或非门等)组成,而基本单元版图的设计是基于晶体管级的电路图设计的。因而在版图设计中,主要涉及到如何设计掩膜版的形状、如何排列晶体管、接触孔的位置的安排以及信号引线的位置安排等。以下以一个用于数据采集的D触发器为例进行设计。 4.1 D触发器电路图及工作原理 D触发器电路图,如图2所示,此电路图是通过九天EDA系统工具的ZSE模块构建的,其基本工作原理是:首先设置CLB=1。当时钟信号CLK=0时,DATA信号通过导通的TG1进入主寄存器单元,从寄存器由于TG4的导通而形成闭合环路,锁存原来的信号,维持输出信号不变。当CLK从0跳变到1时,主寄存器单元由于TG2的导通而形成闭合回路,锁存住上半拍输入的DATA信号,这个信号同时又通过TG3经一个与非门和一个反相器到达Q端输出。当CLK再从1跳变到0时,D触发器又进入输入信号并锁存原来的输出状态。对于记忆单元有时必须进行设置,电路中的CLB信号就担当了触发器置0 的任务。当CLB=0时,两个与非门的输出被强制置到1,不论时钟处于0还是1,输出端Q均被置为0。 4.2 D触发器子单元版图设计 图2所示的D触发器由五个反相器、两个与非门、两个传输门和两个钟控反相器组成。选择适当的逻辑门单元版图,用这些单元模块构成D触发器。 对于全定制的集成电路版图设计,需要工作平台,包括设计硬件、设计使用的EDA软件以及版图设计的工艺文件和规则文件。此D触发器的设计硬件是一台SUN Ultra10工作站,设计软件是九天EDA系统,采用0.6um硅栅CMOS工艺。 CMOS反相器是数字电路中最基本单元,由一对互补的MOS管组成。上面为PMOS管(负载管),下面为NMOS管(驱动管)。由反相器电路的逻辑“非”功能可以扩展出“与非”、“或非”等基本逻辑电路,进而得到各种组合逻辑电路和时序逻辑电路。 在电路图中,各器件端点之间所画的线表示连线,可以用两条线的简单交叉来表示。但对于具体的物理版图设计,必须关心不同连线层之间物理上的相互关系。在硅CMOS工艺中,不能把N型和 P型扩散区直接连接。因此,在物理结构上必须有一种实现简单的漏极之间的连接方法。例如,在物理版图中至少需要一条连线和两个接触孔。这条连线通常采用金属线。可得如图3(a)所示的反相器的局部的符号电路版图。同理,可以通过金属线和接触孔制作MOS管源端连接到电源VDD和地VSS的简单连线,如图3(b)所示。电源线和地线通常采用金属线,栅极连接可以用简单的多晶硅条制作。图3(c)给出了最后的符号电路版图。 通过九天版图设计工具绘制的反相器版图如图4所示。其他基本单元的版图可依此建立。 4.3 D触发器版图设计 先建立一个名为DFF的库,然后把建立的各个单元版图保存在DFF库中,同时在库中建立名为dff的新单元。调用各子单元,并进行相应D触发器的版图布局,接着就是单元间的连线。主要用到的层是金属1、金属2和多晶硅进行连接布线。接触孔是用来连接有源区和金属1,通孔用来连接金属1和金属2,多晶硅和多晶硅以及相同层金属之间可以直接连接。版图设计完成后,再利用版图验证工具ZeniVERI对该版图进行了版图验证。最后,经过验证后D触发器的版图如图5所示。 5结语 在分析CMOS 0.6um设计规则和工艺文件后,采用九天EDA系统,以D触发器为例进行了版图设计。实践表明,九天EDA系统工具具有很好的界面和处理能力。该版图已用于相关芯片的设计中,设计的D触发器完全符合设计要求。 版图设计论文:企业版图设计教学与实践 一、企业对IC版图设计的要求分析 集成电路设计公司在招聘版图设计员工时,除了对员工的个人素质和英语的应用能力等要求之外,大部分是考查专业应用的能力。一般都会对新员工做以下要求:熟悉半导体器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成电路制造工艺;熟悉集成电路(数字、模拟)设计,了解电路原理,设计关键点;熟悉Foundry厂提供的工艺参数、设计规则;掌握主流版图设计和版图验证相关EDA工具;完成手工版图设计和工艺验证[1,2]。另外,公司希望合格的版图设计人员除了懂得IC设计、版图设计方面的专业知识,还要熟悉Foundry厂的工作流程、制程原理等相关知识[3]。正因为其需要掌握的知识面广,而国内学校开设这方面专业比较晚,IC版图设计工程师的人才缺口更为巨大,所以拥有一定工作经验的设计工程师,就成为各设计公司和猎头公司争相角逐的人才[4,5]。 二、针对企业要求的版图设计教学规划 1.数字版图设计。数字集成电路版图设计是由自动布局布线工具结合版图验证工具实现的。自动布局布线工具加载准备好的由verilog程序经过DC综合后的网表文件与Foundry提供的数字逻辑标准单元版图库文件和I/O的库文件,它包括物理库、时序库、时序约束文件。在数字版图设计时,一是熟练使用自动布局布线工具如Encounter、Astro等,鉴于很少有学校开设这门课程,可以推荐学生自学或是参加专业培训。二是数字逻辑标准单元版图库的设计,可以由Foundry厂提供,也可由公司自定制标准单元版图库,因此对于初学者而言设计好标准单元版图使其符合行业规范至关重要。2.模拟版图设计。在模拟集成电路设计中,无论是CMOS还是双极型电路,主要目标并不是芯片的尺寸,而是优化电路的性能,匹配精度、速度和各种功能方面的问题。作为版图设计者,更关心的是电路的性能,了解电压和电流以及它们之间的相互关系,应当知道为什么差分对需要匹配,应当知道有关信号流、降低寄生参数、电流密度、器件方位、布线等需要考虑的问题。模拟版图是在注重电路性能的基础上去优化尺寸的,面积在某种程度上说仍然是一个问题,但不再是压倒一切的问题。在模拟电路版图设计中,性能比尺寸更重要。另外,模拟集成电路版图设计师作为前端电路设计师的助手,经常需要与前端工程师交流,看是否需要版图匹配、布线是否合理、导线是否有大电流流过等,这就要求版图设计师不仅懂工艺而且能看懂模拟电路。3.逆向版图设计。集成电路逆向设计其实就是芯片反向设计。它是通过对芯片内部电路的提取与分析、整理,实现对芯片技术原理、设计思路、工艺制造、结构机制等方面的深入洞悉。因此,对工艺了解的要求更高。反向设计流程包括电路提取、电路整理、分析仿真验证、电路调整、版图提取整理、版图绘制验证及后仿真等。设计公司对反向版图设计的要求较高,版图设计工作还涵盖了电路提取与整理,这就要求版图设计师不仅要深入了解工艺流程;而且还要熟悉模拟电路和数字标准单元电路工作原理。 三、教学实现 1.数字版图。数字集成电路版图在教学时,一是掌握自动布局布线工具的使用,还需要对UNIX或LINUX系统熟悉,尤其是一些常用的基本指令;二是数字逻辑单元版图的设计,目前数字集成电路设计大都采用CMOS工艺,因此,必须深入学习CMOS工艺流程。在教学时,可以做个形象的PPT,空间立体感要强,使学生更容易理解CMOS工艺的层次、空间感。逻辑单元版图具体教学方法应当采用上机操作并配备投影仪,教师一边讲解电路和绘制版图,一边讲解软件的操作、设计规则、画版图步骤、注意事项,学生跟着一步一步紧随教师演示学习如何画版图,同时教师可适当调整教学速度,适时停下来检查学生的学习情况,若有错加以纠正。这样,教师一个单元版图讲解完毕,学生亦完成一个单元版图。亦步亦趋、步步跟随,学生的注意力更容易集中,掌握速度更快。课堂讲解完成后,安排学生实验以巩固所学。逻辑单元版图教学内容安排应当采用目前常用的单元,并具有代表性、扩展性,使学生可以举一反三,扩展到整个单元库。具体单元内容安排如反相器、与非门/或非门、选择器、异或门/同或门、D触发器与SRAM等。在教授时一定要注意符合行业规范,比如单元的高度、宽度的确定要符合自动布局布线的要求;单元版图一定要最小化,如异或门与触发器等常使用传输门实现,绘制版图时注意晶体管源漏区的合并;大尺寸晶体管的串并联安排合理等。2.模拟版图。模拟集成电路版图设计更注重电路的性能实现,经常需要与前端电路设计工程师交流。因此,版图教学时教师须要求学生掌握模拟集成电路的基本原理,学生能识CMOS模拟电路,与前端电路工程师交流无障碍。同时也要求学生掌握工艺对模拟版图的影响,熟练运用模拟版图的晶体管匹配、保护环、Dummy晶体管等关键技术。在教学方法上,依然采用数字集成电路版图的教学过程,实现教与学的同步。在内容安排上,一是以运算放大器为例,深入讲解差分对管、电流镜、电容的匹配机理,版图匹配时结构采用一维还是二维,具体是如何布局的,以及保护环与dummy管版图绘制技术。二是以带隙基准电压源为例,深入讲解N阱CMOS工艺下双极晶体管PNP与电阻匹配的版图绘制技术。在教学时需注意晶体管与电阻并联拆分的合理性、电阻与电容的类型与计算方法以及布线的规范性。3.逆向版图设计。逆向集成电路版图设计需要学生掌握数字标准单元的命名规范、所有标准单元电路结构、常用模拟电路的结构以及芯片的工艺,要求学生熟悉模拟和数字集成单元电路。这样才可以在逆向提取电路与版图时,做到准确无误。教学方法同样还是采用数字集成电路版图教学流程,达到学以致用。教学内容当以一个既含数字电路又含模拟电路的芯片为例。为了提取数字单元电路,需讲解foundry提供的标准单元库里的单元电路与命名规范。在提取单元电路教学时,说明数字电路需要归并同类图形,例如与非门、或非门、触发器等,同样的图形不要分析多次。强调学生注意电路的共性、版图布局与布线的规律性,做到熟能生巧。模拟电路的提取与版图绘制教学要求学生掌握模拟集成电路常用电路结构与工作原理,因为逆向设计软件提出的元器件符号应该按照易于理解的电路整理,使其他人员也能看出你提取电路的功能,做到准确通用规范性。集成电路版图设计教学应面向企业,按照企业对设计工程师的要求来安排教学,做到教学与实践的紧密结合。从教学开始就向学生灌输IC行业知识,定位准确,学生明确自己应该掌握哪些相关知识。本文从集成电路数字版图、模拟版图和逆向设计版图这三个方面就如何开展教学可以满足企业对版图工程师的要求展开探讨,安排教学有针对性。在教学方法与内容上做了分析探讨,力求让学生在毕业后可以顺利进入IC行业做出努力。 作者:李亮工作单位:苏州市职业大学电子信息工程学院 版图设计论文:基于Virtuoso平台的单片射频收发系统电路仿真与版图设计 引言 在当前通信市场的带动下,通信技术飞速向前发展,手持无线通信终端成为其中的热门应用之一。因此,单片集成的射频收发系统正受到越来越广泛的关注。典型的射频收发系统包括低噪声放大器(LNA)、混频器(Mixer)、滤波器、可变增益放大器,以及提供本振所需的频率综合器等单元模块,对于工作在射频环境的电路系统,如2.4G或5G的WLAN应用,系统中要包含射频前端的小信号噪声敏感电路、对基带低频大信号有高线性度要求的模块、发射端大电流的PA模块、锁相环频率综合器中的数字块,以及非线性特性的VCO等各具特点的电路。众多的电路单元及其丰富的特点必然要求在这种系统的设计过程中有一个功能丰富且强大的设计平台。在综合比较后,本文选定了cadenceVirtuoso全定制IC设计工具。 Virtuoso是Cadence公司推出的用于模拟,数字混合电路仿真和射频电路仿真的专业软件。基于此平台,Cadence公司还开发了面向射频设计的新技术,包括射频提取技术、针对无线芯片设计的两个新设计流程。不仅如此,目前的Virtuoso已经整合了来自合作伙伴安捷伦、Coware、Helic和Mathworks等公司的技术,射频设计能力大为增强。使用该项新技术,可以减少设计反复,并缩短产品上市时间。其AMS工具可以实现自顶向下、数/模混合的电路设计;Composer工具可以方便地进行电路设计的输入和管理;spectre/SpectreRF仿真器精度高,适合不同特点的电路设计;Layout工具包含了布局、交叉参考、布线、版图验证、参数提取等功能;此外,Virtuoso能进行可靠的后仿真和成品率控制。 基于Virtuoso的行为仿真和系统规划 射频收发系统的设计最终能否成功,以及模块指标分配是否合理可行,都有赖于具体电路设计之前对系统的行为建模和计算,即所谓的行为仿真。这也是自顶向下设计模式的关键一步。Cadence内置的Verilog-A和VHDL仿真器,以及混合输入模式的仿真方法提供了这种可能性。而且,Cadence软件免费提供了大量的行为模型供选择使用,对于射频系统设计,所要做的就是调用并设定各个模块预期的指标要求,通过仿真很快就能得到系统的行为特征。根据要求可以方便地修改各个模块的指标重新仿真,直到系统的行为满足要求为止。以接收机为例,接收系统。每个模块的指标设定非常具体,如输入输出阻抗、增益、隔离度、噪声系数NF、线性度IP3、直流偏移IP2等。仿真完成后,每个模块的指标分配任务也同时完成。 每个模块用具体电路实现后可以逐一取代相应的设计模块,进行系统仿真,可以看出每个模块是否满足系统的需要,进而评估每个实际模块对系统性能的影响。 基于Virtuoso Spectre/SpectreRF的电路模块仿真设计 基于上述的行为仿真结果和指标分配结果,可以划分系统模块设计任务,对每个单元块分别进行设计仿真。 LNA LNA是射频接收机最前端的一个有源部件,它决定了系统的噪声性能。对它的要求主要是具有尽量低的NF和足够的功率增益、好的输入匹配,其次是高线性度和隔离度。其电路如图3所示。利用Spectre的SP分析或SpectreRF的PSS+Pnoise分析都可以进行NF分析。还可以利用NFmin的结果来挑选晶体管的尺寸,以使最优源阻抗满足最小的噪声要求。 Mixer 混频器是收发机的核心,由于完成的是变频工作,其主要仿真方法需采用SpectreRF仿真器。混频器的益、NF等与输入输出有关,但输入和输出工作在不同的频段上,往往要在PSS分析的基础上进行其它分析才能得到正确结果,如PSP、Pnoise、PAC等。混频器的结构是典型双平衡吉尔伯特。 VGA 基带VGA由于频率低、增益大,因此对噪声要求不高,主要是对线性度、增益等指标有较高的要求,SpectreRF的PSS扫描可以方便地对模块的输入进行扫描并自动对扫描曲线作延长,直接标示出线性度PldB和IIP3的交点位置及数值大小,非常方便直观。这种方法与传统的two tone测试相比更加灵活高效。VGA在不同增益状态下的IIP3指标的仿真只需把控制写成变量,在ADE环境中进行扫描变量的值即可完成。所得的结果可以方便地进行比较分析。通过调整可以获得理想的VGA电路。甚至可以把ADE下的各种设置保存成ocean的脚本文件,利用脚本的自动运行,只要事先安排好各种仿真任务,Cadence就能自动完成各项仿真并保存数据结果。对数据进行比较分析后能获悉电路的性能,以此为指导逐步改进,便可获得一个满足系统需要的电路模块。 PLL模块 PLL各模块的仿真是一个比较有挑战性的任务,PLL本身是一个数字/模拟混合的模块,但是一般都用模拟的方式设计各个模块。PLL的仿真包含了上百项指标的测试工作,这些仿真要用到几乎所有Spectre和SpectreRF的仿真工具。以其中VCO和CP的仿真为例,VCO非线性的工作特点决定了它的噪声计算不能以小信号的方式进行,采用PSS+Pnoise的方式则可以准确地仿真VCO的相位噪声性能。通过扫描可以得到VCO的频率调谐增益Kvcvcd。 电荷泵输出电流特性是衡量CP性能的常用曲线,CP决定了PLL环路的增益和带内噪声性能。通过扫描也可以容易地得到CP在不同状态下电流源的恒流和匹配特性。 以上所述是射频接收机几个典型单元模块的电路设计仿真过程。系统各个单元块的仿真是可以同时展开的,完成的模块可以随时代人行为系统来验证设计结果。经过若干次反复修改与验证,最终可以得到符合要求的接收系统。 温度分析 要保证最终系统设计的可靠性和成品率,很关键的一步是在各个单元块的设计中进行温度、极端情况等分析。这些功能可以在CadenceVirtuoso中通过设置不同的仿真温度、通过仿真模型的Corner设置,以及直接使用其提供的MonteCarlo仿真工具来进行。 射频收发系统的整体电路仿真 各个模块电路分别设计验证完成以后,就可以把所有模块连成系统,并加上PAD、ESD等构成一个完整的芯片系统,对这个系统加上激励进行仿真测试,可以对整个系统电路进行仿真。如果仿真计算所用的硬件资 源足够大,可以直接对系统进行tran、SP、PSS,以及PSP、Pnoise、PAC等分析,获得整个芯片的性能。如果资源不足,则可以考虑对系统按功能进行分组、分块仿真。由于分出的块之间相对独立,因此整体系统的特性与分块仿真差别不大。 版图设计与后仿真 在各模块的设计指标满足自身及系统要求的基础上可以开始各个模块的版图设计,首先利用Layout-XL的元件调入功能可以直接由原理图调入版图元件,进行各个模块的粗略布局,主要是安排与其它模块的连接端口以及一些重要元件的预布局。然后从系统上将所有模块的预布局调入进行整体布局考虑。利用Virtuoso Layout工具所具有的层次化管理和操作的特性,可以对每个模块的安放及其与其它模块的衔接进行系统考虑。 系统布局以后,将边界条件分配给每个模块。在模块单独的布局过程中要遵守其边界约定。版图进行到一定阶段后,即可以调入到系统版图中来检查,随时作必要的调整以满足每个模块的具体情况。 具体版图绘制过程中可以充分利用Virtuoso版图工具的强大功能,比如充分发挥快捷键功能可以使版图设计流畅高效;利用Layout-XL的交叉参考可以随时发现错误的连线或因疏忽造成的短路;利用DRD的实时规则检查可以避免绝大多数违反设计规则的布图。 版图的规则检查可以采用Virtuoso的Diva工具,DRC、LVS、Exlract等工作都可以在其友好的界面下完成。对于射频电路版图元件数规模不大的特点,利用Diva完成绝大部分工作是很合适的。如果想进一步提高版图提取和后仿真的精确度,可以考虑采用Assure工具来进行。 结语 本文详细讨论了基于CadenceVirtuoso设计平台的单片射频收发集成电路的设计过程。讨论了利用Virtuoso工具完成的自顶向下、从系统到模块、从前端都后端的整个设计步骤,直到实现一个完整的射频芯片。可以看出,Virtuoso平台工具在IC设计的各个阶段所发挥的重要作用。 文中所述的单片射频芯片设计中所采用的Virtuoso工具只是Virtuoso家族中最常用的几个工具,依靠他们的强大功能足以完成复杂的射频系统设计,是性价比较高的一种解决方案。如果再结合Virtuoso的AMs、UltraSim、VoltageStorm、ElectronStorm等工具,将会使设计效率更高,设计更精确。 版图设计论文:数模混合集成电路版图设计的涨缩技术 摘 要:文章介绍了在数模混合版图设计中,如何把版图不同模块的涨缩需求,用一种完善的自动化程序技术方案来实现,并且可以批处理所有需要涨缩的版图数据。 关键词:数字;模拟;集成电路;版图设计;人工处理;程序化处理 随着集成电路技术的进步,晶体管尺寸越来越小。对于很多经过晶圆片验证的产品,需要通过版图等比例缩小,直接用于更小的工艺平台,不用重新设计版图,就可以流片,从而获得高集成度的效果,极大地提高了效率,节省了成本。而一个数模混合产品中包含数字部分和模拟部分,对于数字 IP,尤其是标准单元, 用于更小工艺平台的时候,可以直接采用版图等比例缩小的方式;而对于一些模拟IP来说,应用于更小工艺平台的时候,为了保持性能的最优化,需要保持原验证的同等条件;而对于工艺的临界尺寸(Critical Dimension, CD)来说,希望整个产品的接触孔的宽度是一致的。对于这样一个产品多种涨缩,部分还需要层次之间布尔操作的需求,本文提供一种完善的自动化流程方案来解决这种版图特殊涨缩的方法,可以程序化地批处理所有需要涨缩的版图数据。 1 客户项目涨缩需求概述 华润上华0.18 μm工艺线有3个差异不大的平台―0.18 μm, 0.162 μm ,0.153 μm。客户的产品很多已经在0.18 μm工艺平台验证过,为了增加单片晶圆片上的管芯的数量,提高利润空间,客户会直接把0.18 μm工艺平台验证过的产品等比例缩小到0.162 μm或者0.153 μm的两个工艺平台进行重新流片。而数字IP可以直接等比例缩小,但是模拟IP希望能直接用0.18 μm工艺平台设计方案,这两种IP类型共存于一个数模混合产品中,需要分别对这两种IP进行不同的操作,而且由于工艺要求需要,某些版图层次需要进行其他特殊的处理。 图1是数模混合的简化示意图,包含了数字IP和模拟IP。客户需求有两个要求:(1)模拟IP尺寸保持不变,数字IP尺寸缩小到原始的0.9倍;(2)整个产品的接触孔的宽度保持原始的0.22 μm。 2 人工涨缩技术操作方式 传统的操作技术中,大部分需要靠人工干涉和人工画图来实现,效率很低,下面简述一下传统人工操作技术方案: (1)在图1的版图EDA工具窗口菜单中,调用图2版图属性对话框,通过修改其参数选项Magnification等于0.9,把数字IP缩小到原始的0.9倍。 (2)这种修改的方式会导致版图层次之间出现0.001 μm的gap(空隙),如图3所示,金属层出现的gap图形;这种0.001 μm的gap会出现在很多不同分层结构的连接层次之间。 (3)人工修补版图,首先要把所有出现gap的图形一一填充好,然后把模拟IP和数字IP之间的连接金属线的位置分别调整好。 (4)因为原始接触孔宽度等于0.22 μm,如图4所示,而缩小到0.9倍以后数字 IP部分的接触孔宽度等于0.198 μm;为了保持全芯片的接触孔宽度一致,必须人工的把数字 IP内部的接触孔宽度修改为0.22 μm。 每一个数模产品都是非常巨大的,包含的contact的数量是数以万计的,模拟IP和数字IP连线也都是非常复杂的,而且要从底层单元开始修改,单靠这种传统的人工修改,工作量是超负荷的,从而使客户产品直接shrink的效率就大大降低,影响到客户产品的上市时间。 3 程序化处理涨缩技术 3.1 程序化涨缩技术原理 针对传统方案的缺点,结合我们客户需求,同时更多的是依赖个人技术经验,发明了一种自动化批处理,人工干预少的技术方案,从而大大提高了客户产品涨缩的效率。核心技术方案是采用EDA工具calibre drc语言,编写涨缩程序,再运行程序,从而达到客户需求。图5是客户数模产品的涨缩批处理流程。 基本原理:整个程序分为涨大(enlarge)和整体缩小(shrink )两个过程。IP涨大以后,会把相关的接触孔的宽度恢复到0.22 μm,然后把涨大后的IP重新整合在原始的版图中,最后把整合好的数据进行整体shrink,从而达到版图等比例缩小的目的。 3.2 批处理程序的结构 根据图5的客户需求原理,我们用calibre语言需要编写了两个程序,一个是enlarge程序,一个是shrink程序,两者程序架构大体相同。程序架构包含以下几个方面。 (1)Specification Statement(规范说明):定义版图数据基本信息和需要的功能选项。 (2)Input Layers Statement(输入层次说明):把版图数据的所有输入层次信息定义出来。 (3)Layer Operations(版图层次运算):根据项目要求,进行所有层次之间的布尔运算。 (4)Output New Layer(输出新的版图层次):把最终完成各种处理的版图数据输出。 通过上面3个语句,就可以把版图Metal1层次的gap修补,以此类推,所有需要修改gap的版图层次都可以按照此语法命令结构来完成。 整体shrink的程序和enlarge的程序结构相同,在shrink程序中可以把客户所有层次之间的布尔运算需求,通过命令语句执行,从而完成客户数据光罩层次的输出。其中的shrink选项,只需要在程序的规范说明里面来定义即可,命令行如下:DRC MAGNIFY RESULTS 0.9,即可完成shrink 90%的功能任务,如果定义DRC MAGNIFY RESULTS 0.85,即可完成shrink 85%的功能需求。 3.4 q缩程序的执行 编写完程序以后,把版图数据等比例缩小的任务就可以按照步骤执行,首先运行enlarge(涨大)程序,然后运行shrink(缩小)程序。步骤如下: (1)在enlarge程序里面定义要涨大的版图数据的gds;运行enlarge程序:caliberCdrc Chier enlarge程序。 (2)把前两步运行出来的版图数据,放入原始的版图gds中,修补接口连线;在shrink程序里面把第(3)输出的版图数据定义进入;运行shrink程序:calibre Cdrc Chier shrink程序。 (3)通过这几个步骤,我们就可以把版图等比例缩小,同时还维持了模拟IP的原始状态。 (4)程序运行出来的版图,我们就可以直接拿到工艺厂流片。 4 结语 本文详细讲述了如何利用常用的EDA calibre工具语言,批处理集成电路版图等比例缩小的方法。现在集成电路行业发展迅速,工艺水平不断提高,而器件特征尺寸也随着摩尔定律不断缩小,如果一些数模混合产品经过缩小,可以在新的工艺平台流片,有些经过验证的IP希望在原始的工艺尺寸下复用,这些客户需求,都可以通过本文所阐述的技术原理,高效率地实现,极大地节省了设计成本。涨缩程序可以推广于任何后端版图设计中,简单编写一个小的程序,就可以代替人工繁重的全定制版图设计,从而大大提高设计效率。 版图设计论文:“集成电路版图设计”教学探索与实践 摘要:集成电路版图设计起着承接电路设计和芯片实现的重要作用,是集成电路设计流程中必不可少的环节,同时也是应用型集成电路人才的培养方向。对集成电路版图设计理论教学和实验教学过程的实施进行了探索和实践。以CMOS与非门为例,介绍了基于主流EDA工具的完整集成电路版图设计流程的教学实例。 关键词:集成电路设计;版图;EDA 集成电路是当今信息技术产业高速发展的基础和源动力,已经高度渗透与融合到国民经济和社会发展的每个领域,其技术水平和发展规模已成为衡量一个国家产业竞争力和综合国力的重要标志之一[1],美国更将其视为未来20年从根本上改造制造业的四大技术领域之首。我国拥有全球最大、增长最快的集成电路市场,2013年规模达9166亿元,占全球市场份额的50%左右。近年来,国家大力发展集成电路,在上海浦东等地建立了集成电路产业基地,对于集成电路设计、制造、封装、测试等方面的专门技术人才需求巨大。为了适应产业需求,推进我国集成电路发展,许多高校开设了电子科学与技术专业,以培养集成电路方向的专业人才。集成电路版图设计是电路设计与集成电路工艺之间必不可少的环节。据相关统计,在从事集成电路设计工作的电子科学与技术专业的应届毕业生中,由于具有更多的电路知识储备,研究生的从业比例比本科生高出很多。而以集成电路版图为代表包括集成电路测试以及工艺等与集成电路设计相关的工作,相对而言对电路设计知识的要求低很多。因而集成电路版图设计岗位对本科生而言更具竞争力。在版图设计岗位工作若干年知识和经验的积累也将有利于从事集成电路设计工作。因此,版图设计工程师的培养也成为了上海电力学院电子科学与技术专业本科人才培养的重要方向和办学特色。本文根据上海电力学院电子科学与技术专业建设的目标,结合本校人才培养和专业建设目标,就集成电路版图设计理论和实验教学环节进行了探索和实践。 一、优化理论教学方法,丰富教学手段,突出课程特点 集成电路版图作为一门电子科学与技术专业重要的专业课程,教学内容与电子技术(模拟电路和数字电路)、半导体器件、集成电路设计基础等先修课程中的电路理论、器件基础和工艺原理等理论知识紧密联系,同时版图设计具有很强的实践特点。因此,必须从本专业学生的实际特点和整个专业课程布局出发,注重课程与其他课程承前启后,有机融合,摸索出一套实用有效的教学方法。在理论授课过程中从集成电路的设计流程入手,在CMOS集成电路和双极集成电路基本工艺进行概述的基础上,从版图基本单元到电路再到芯片循序渐进地讲授集成电路版图结构、设计原理和方法,做到与上游知识点的融会贯通。 集成电路的规模已发展到片上系统(SOC)阶段,教科书的更新速度远远落后于集成电路技术的发展速度。集成电路工艺线宽达到了纳米量级,对于集成电路版图设计在当前工艺条件下出现的新问题和新规则,通过查阅最新的文献资料,向学生介绍版图设计前沿技术与发展趋势,开拓学生视野,提升学习热情。在课堂教学中尽量减少冗长的公式和繁复的理论推导,将理论讲解和工程实践相结合,通过工程案例使学生了解版图设计是科学、技术和经验的有机结合。比如,在有关天线效应的教学过程中针对一款采用中芯国际(SMIC)0.18um 1p6m工艺的雷达信号处理SOC 芯片,结合跳线法和反偏二极管的天线效应消除方法,详细阐述版图设计中完全修正天线规则违例的关键步骤,极大地激发了学生的学习兴趣,收到了较好的教学效果。 集成电路版图起着承接电路设计和芯片实现的重要作用。通过版图设计,可以将立体的电路转化为二维的平面几何图形,再通过工艺加工转化为基于半导体硅材料的立体结构[2]。集成电路版图设计是集成电路流程中的重要环节,与集成电路工艺密切相关。为了让学生获得直观、准确和清楚的认识,制作了形象生动、图文并茂的多媒体教学课件,将集成电路典型的设计流程、双极和CMOS集成电路工艺流程、芯片内部结构、版图的层次等内容以图片、Flash动画、视频等形式进行展示。 版图包含了集成电路尺寸、各层拓扑定义等器件相关的物理信息数据[3]。掩膜上的图形决定着芯片上器件或连接物理层的尺寸。因此版图上的几何图形尺寸与芯片上物理层的尺寸直接相关。而集成电路制造厂家根据版图数据来制造掩膜,对于同种工艺各个foundry厂商所提供的版图设计规则各不相同[4]。教学实践中注意将先进的典型芯片版图设计实例引入课堂,例如举出台湾积体电路制造公司(TSMC)的45nm CMOS工艺的数模转换器的芯片版图实例,让学生从当今业界实际制造芯片的角度学习和掌握版图设计的规则,同时切实感受到模拟版图和数字版图设计的艺术。 二、利用业界主流EDA工具,构建基于完整版图设计流程的实验体系 集成电路版图设计实验采用了Cadence公司的EDA工具进行版图设计。Cadence的EDA产品涵盖了电子设计的整个流程,包括系统级设计、功能验证、集成电路(IC)综合及布局布线、物理验证、PCB设计和硬件仿真建模模拟、混合信号及射频IC设计、全定制IC设计等。全球知名半导体与电子系统公司如AMD、NEC、三星、飞利浦均将Cadence软件作为其全球设计的标准。将业界主流的EDA设计软件引入实验教学环节,有利于学生毕业后很快适应岗位,尽快进入角色。 专业实验室配备了多台高性能Sun服务器、工作站以及60台供学生实验用的PC机。服务器中安装的Cadence 工具主要包括:Verilog HDL的仿真工具Verilog-X、电路图设计工具Composer、电路模拟工具Analog Artist、版图设计工具Virtuoso Layout Editing、版图验证工具Dracula 和Diva、自动布局布线工具Preview和Silicon Ensemble。 Cadence软件是按照库(Library)、单元(Cell)、和视图(View)的层次实现对文件的管理。库、单元和视图三者之间的关系为库文件是一组单元的集合,包含着各个单元的不同视图。库文件包括技术库和设计库两种,设计库是针对用户设立,不同的用户可以有不同的设计库。而技术库是针对工艺设立,不同特征尺寸的工艺、不同的芯片制造商的技术库不同。为了让学生在掌握主流EDA工具使用的同时对版图设计流程有准确、深入的理解,安排针对无锡上华公司0.6um两层多晶硅两层金属(Double Poly Double Metal)混合信号CMOS工艺的一系列实验让学生掌握包括从电路图的建立、版图建立与编辑、电学规则检查(ERC),设计规则检查(DRC)、到电路图-版图一致性检查(LVS)的完整的版图设计流程[5]。通过完整的基于设计流程的版图实验使学生能较好地掌握电路设计工具Composer、版图设计工具Virtuoso Layout Editor以及版图验证工具Dracula和Diva的使用,同时对版图设计的关键步骤形成清晰的认识。 以下以CMOS与非门为例,介绍基于一个完整的数字版图设计流程的教学实例。 在CMOS与非门的版图设计中,首先要求学生建立设计库和技术库,在技术库中加载CSMC 0.6um的工艺的技术文件,将设计库与技术库进行关联。然后在设计库中用Composer中建立相应的电路原理图(schematic),进行ERC检查。再根据电路原理图用Virtuoso Layout Editor工具绘制对应的版图(layout)。版图绘制步骤依次为MOS晶体管的有源区、多晶硅栅极、MOS管源区和漏区的接触孔、P+注入、N阱、N阱接触、N+注入、衬底接触、金属连线、电源线、地线、输入及输出。基本的版图绘制完成之后,将输入、输出端口以及电源线和地线的名称标注于版图的适当位置处,再在Dracula工具中利用几何设计规则文件进行DRC验证。然后利用GDS版图数据与电路图网表进行版图与原理图一致性检查(LVS),修改其中的错误并按最小面积优化版图,最后版图全部通过检查,设计完成。图1和图2分别给出了CMOS与非门的原理图和版图。 三、结束语 集成电路版图设计教学是电子科学与技术专业和相关电类专业培养应用型集成电路人才的重要环节,使学生巩固了集成电路电路原理、工艺和器件等理论知识,掌握了集成电路版图设计流程、方法和主流的EDA版图工具的使用,提高了学生的工程实践能力,同时培养了学生分析问题、解决问题的能力。随着集成电路飞速发展到纳米工艺,版图相关的新技术和设计规则不断涌现。因此,在今后的教学改革工作中,与时俱进,围绕先进的实际设计案例将课堂教学和设计应用紧密结合,构建集成电路版图设计的教学和实践体系,具有重要的意义。 版图设计论文:汽车电打火控制芯片的输入模块的版图设计与验证 摘 要 本文介绍了一款应用于汽车工程领域的电打火控制芯片的输入模块的版图设计与验证。采用标准双极工艺,全定制的设计对输入模块进行布局布线,并完成了后端验证。本芯片功耗低、成本低,性能稳定。 【关键词】电打火控制芯片 版图设计 1 引言 汽车电打火控制芯片是为使用霍尔效应管的无触点点火系统所设计的一款电打火控制芯片。芯片通过驱动外接的NPN达林顿管来控制点火线圈,使其获得足够的点火能量,只伴随很少的能量损失。本次设计的汽车电打火芯片共包含10个模块:基准电压模块、霍尔效应管输入模块、过压保护模块、占空比控制模块、限流保护电流模块、控制转换模块、缓慢恢复模块、不饱和感应模块、衡通保护模块、驱动电路模块和RPM模块。本文主要讨论了在系统设计和电路设计完成后,对输入模块:基准电压模块和霍尔效应管输入模块电路进行详细分析,并进行仿真,然后完成后端设计以及相关的验证工作。 本文电路中所采用的器件全部是双极型器件,采用5微米标准双极工艺进行版图设计。由于芯片整体电路图比较大,所以将电路图分成若干个模块分别设计,设计前先要将每个模块中的器件的大致位置规划好,在后面的整体版图整理中,再根据工艺线给出的封装结构调整各模块中器件和焊盘的位置。 2 电路分析、仿真结果以及版图设计 2.1 基准电压模块 电路如图1所示,当V3开始给整个电路供电时,随着V3的升高,Q58先导通,从而使Q60导通,Q57、Q58构成达林顿管。Q60的导通,使得镜像电流源Q59-1和Q59-2导通,开始为Q56,Q53,R33组成的能隙基准源供电,并最终在Q38的基极上产生1.25V的基准电压。基准电压产生后,Q61的B极电位为1.9V左右,高于Q60的B极电位(1.4V),所以,Q60截止。R31,Q57,Q58,Q60组成了基准电压部分的启动电路。 基准电压模块中的关键器件: (1)Q53和Q56的面积比要严格匹配,R33的大小影响基准电压值。 (2)R27、R28匹配。 基准电压模块的版图设计:根据隔离区划分标准,集电极电位相同晶体管可以放在同一个隔离区内,将基准电压模块电路图划分成10个隔离区。然后在各个隔离区内设计器件。 2.1.1 晶体管的设计 设计芯片一般情况下先调整晶体管的尺寸。虽然将晶体管的尺寸调到最小,会增大串联器件的电阻和增大时间常数,但是可以减小芯片面积,权衡利弊,缩小器件尺寸所Ю吹暮么σ远远大于它所带来的坏处。设计晶体管版图,首先要设计出一个最小尺寸的晶体管,这个最小尺寸的晶体管是根据本工艺线的工艺水平定出来的,本设计中最小尺寸晶体管的发射极面积是14×14μm2,然后在这个基础上考虑图形最小间距,逐步套合成一个最小尺寸的晶体管,也就是单位管。 根据对电路的分析、仿真,计算出电路图中所有晶体管发射区的尺寸,以单位管为标准,将计算出的发射区面积都表示为单位管的N倍。然后根据单位管的尺寸和本条工艺线所给出的最小设计规则,设计出各个晶体管的版图。 2.1.2 电阻的设计 根据不同类型的电阻具有不同的方块电阻,将大阻值的电阻设计为注入电阻,小阻值的电阻设计为扩散电阻,更大阻值的电阻设计为夹层电阻。 根据电阻公式: 可以根据工艺线的端头修正因子和版图中的布局情况电阻的形状和拐角个数。模块中共有15个电阻,经过计算分析,其中有一个是基区扩散电阻,其余的是注入电阻,方块电阻数全部标注在电路图中。 2.1.3 电容的设计 模块中只有一个电容,电容值为2pF,根据式(2)可以算出电容面积为: 算出电容的面积后,将这个电容做成梳状电容,使P区和N区的重迭面积为5000 就可以满足电容值为2pF的要求。 将电路图中的每个器件设计好之后,对比电路图,符合低风险合并规则的器件可以合并以减少面积。然后再参考电路图进行布线。基准电压模块版图设计如图2所示。 2.2 霍尔效应管输入模块 电路如图3所示,Q108的基极为其输出信号。霍尔效应管产生的信号从PIN5进入(V1),直接传给Q113的B极,Q113的B极与Q119的B极电位进行比较。当霍尔效应管产生的信号为高时,Q113极的B极电位为高,高于Q119的B极电位,所以,Q119导通,Q113截止。Q119的导通,使得Q111的B极电位为高,导通,从而将Q120-2的电流全部拉走,使得没有电流从Q108、Q112和R75中流过,此时模块的输出(Q108的基极)为低,约为0V。反之,上述各管子工作状态相反,模块输出为高,约为0.7V。Q114、Q115和D4组成了一个过压保护,使从霍尔效应管输入的信号不会过高,将其上限限定为(Vcc+2.1)V。霍尔效应管输入电路模块版图设计如图4所示。 3 版图验证 完成版图设计的电路性能由于诸多物理因素的介入,与逻辑设计、电路设计的结果相比,会有一定的变化,因此必须对版图进行验证,主要包括几何设计规则检查(DRC),电学规则检查(ERC),网表一致性检查(LVS),电路功能和性能验证(后仿真)等部分。这些检查工作能为电路的版图设计的正确性提供依据。本设计对绘制完的版图进行了DRC和LVS验证。 4 结论 这款电打火控制芯片的设计成功,填补了国内类似芯片的设计空白,更重要的是这款芯片的所有元器件几乎都采用最小设计尺寸,使芯片面积、功耗最小,从而提高了芯片的利用率,节省了设计成本。 版图设计论文:JFET输入双运算放大器集成电路芯片的版图设计 摘要:介绍了基于4μm双极对通隔离兼容JFET工艺的双运算放大器集成电路芯片的版图设计。版图设计的主出发点是高精度、高速和高可靠性三方面。版图中各模块采用对称设计,关键元件的匹配采用了共质心对称设计。芯片测试结果表明,JFET输入双运算放大器的输入偏置电流和失调电流均达到了200pA以下,电路的转换速率达到了10V/μs,增益带宽积4.5MHz,很好的实现了预定电路功能。芯片成品率达90%。 关键词:JFET;运算放大器;版图设计;可靠性 0 引言 该JFET输入运算放大器主要用在高速积分器、快速D/A转换器、采样-保持等电路中,其关键技术指标是高精度、高速和高可靠。作为集成电路设计流程中最重要的一个环节,芯片版图的设计将是提高电路精度、成品率和可靠性的关键因素。 1 芯片功能及原理图 本文设计的JFET输入双运算放大器输入偏置电流最大200pA,失调电流最大50pA,失调电压最大2mV,共模抑制比最小85dB,电源抑制比最小85dB,电压增益最小90dB,转换速率最小10V/μs,增益带宽积最小4.5MHz。电路由失调调零电路、输入ESD保护电路、偏置电路、差分输入电路、电压放大电路、输出扩流电路、保护电路组成。电路原理图如图1所示。 2 芯片版图设计 2.1 芯片版图的平面设计 本文设计的JFET输入双运算放大器最大的热源就是输出扩流电路,为了保证电路精度,降低温度对输入部分的影响,应该将差分输入电路远离输出扩流电路;保护电路需要测量输出管的电流和结温(主要是电流),因此需把它放在贴近输出扩流电路的位置;电路失调调零电路考虑到电路中测应放在芯片边缘;偏置电路采用正温度系数的扩散电阻和负温度系数的齐纳二极管串联,基本消除了温度的影响,可以放在输出扩流电路边上,同时降低了温度对差分输入电路的影响。 考虑到电路的高可靠性能,在电路的输入、输出、电源端均加上ESD保护电路,提高电路抗静电等级。 综上所述,结合具体布线情况,得出了芯片版图的整体布局,如图2所示。 2.2 主要模块及元器件版图设计 本设计采用4μm双极对通隔离兼容JFET工艺,单层金属布线,共15次光刻版,全部采用负胶接触光刻。最小特征尺寸为4μm,外延层厚度12μm,电阻率3Ω・cm,基区结深2.5~3.0μm。 2.2.1 标准元器件版图设计 本设计中用到的标准元件主要有P沟道JFET、外延型JFET,小功率npn晶体管、横向pnp管、电阻、电容。P沟道JFET沟道长度设计为10μm。外延型JFET沟道宽度设计为32μm。小功率npn晶体管发射区下限尺寸主要受光刻精度的限制,小于4mA的npn晶体管发射区为φ22μm圆形,发射极电流按0.1mA/μm计算【1】;4~25mA的npn晶体管发射区设计为200μm×18μm的矩形。纵向pnp晶体管发射区设计为350μm×30μm的矩形,同时在发射区做重掺杂,提高纵向pnp管的大电流增益。横向pnp管基区宽度设计为14μm。 另外,设计时还采用了发射极铝层大面积覆盖(过EB结势垒区),以减少表面复合,提高npn管和横向pnp管的小电流放大倍数【1】。 本设计中采用的电阻主要有基区电阻和高硼注入电阻。对于精度要求高、匹配性好的电阻采用基区电阻,如差分输入端要求精确匹配的电阻。为了保证电阻的精度和好的匹配性,设计时尽量避免弯头的出现。其余要求不高且阻值较大的电阻采用高B注入电阻,为了形成可靠的欧姆接触,在接触孔下的扩散区做了重掺杂。 电容器的设计采用MIS电容器,考虑电路对转换速率的要求,电容面积按2pF/10000μm2计算。 2.2.2 差分输入电路的版图设计 差分输入电路的精度是影响JFET输入运算放大器的最主要因素。因此,在版图设计时除了合适的布局外,还要充分考虑到该部分电路所用元器件的匹配性,设计时主要采用以下匹配原则:(1)JFET采用统一的几何形状,放置在最相邻的位置,采用共质心拓扑结构交叉耦合的版图设计【2】;(2)JFET所属隔离岛外围实行N+重掺杂,保证隔离岛等电位,减小JFET表面漏电;(3)npn晶体管发射区采用φ22μm圆形结构,放置在JFET边上,采用交叉耦合的版图设计,减小输入级有源负载失配对失调的影响;(4)匹配好的JFET远离芯片热源,放置在芯片的对称轴上;(5)所用电阻均为基区电阻,条宽为20μm。采用上述原则设计出如下结构: 经布局规划,模块实现和版图优化,得到芯片的整体版图(图4),芯片版图尺寸为:3380μm×1860μm。 3 流片结果及分析 芯片版图经总体布局、布线设计完成后,对版图进行了DRC和LVS检查,并在流片厂双极对通隔离兼容JFET工艺线成功流片,芯片图形如图5所示。 表1是该运算放大器样品的上机测试参数与国外同型号产品对比结果。从表1可以看出,该运算放大器达到了国外同型号产品的参数要求(实测时TI公司同类产品IB为100pA左右,Linear Technology公司同类产品IB为150pA左右),可以替代进口的同型产品。 4 结语 为了实现高精度、高速、高可靠运算放大器,本文设计出了一种输入级完全对称的版图结构。芯片版图经总体布局、布线设计完成,并在流片厂成功流片。结果表明,该芯片的性能指标优于国内同型产品,版图设计很好地实现了电路功能,初测芯片的成品率达90%。 版图设计论文:面向企业的IC版图设计教学探讨 摘要:本文在分析国内集成电路(IC)设计企业对版图设计要求的基础上,调查了已从事版图设计的一些学生在校期间所学的版图知识与企业要求的差异,针对版图教学存在的一些教学与企业对版图设计具体要求的不同,深入探讨IC版图教学内容和实现方法,规划版图教学与实践的紧密结合。强调版图教学与目前主流工艺、常用电路以及设计软件同步并重。 关键词:版图设计;集成电路;教学与实践 目前,集成电路设计公司在招聘新版图设计员工时,都希望找到已经具备一定工作经验的,并且熟悉本行业规范的设计师。但是,IC设计这个行业圈并不大,招聘人才难觅,不得不从其他同行业挖人才或通过猎头公司。企业不得不付出很高的薪资,设计师才会考虑跳槽,于是一些企业将招聘新员工目标转向了应届毕业生或在校生,以提供较低薪酬聘用员工或实习方式来培养适合本公司的版图师。一些具备版图设计知识的即将毕业学生就进入了IC设计行业。但是,企业通常在招聘时或是毕业生进入企业一段时间后发现,即使是懂点版图知识的新员工,电路和工艺的知识差强人意,再就是行业术语与设计软件使用不够熟练、甚至不懂。这就要求我们在版图教学时渗入电路与工艺等知识,使学生明确其中紧密关联关系,树立电路、工艺以及设计软件为版图设计服务的理念。 一、企业对IC版图设计的要求分析 集成电路设计公司在招聘版图设计员工时,除了对员工的个人素质和英语的应用能力等要求之外,大部分是考查专业应用的能力。一般都会对新员工做以下要求:熟悉半导体器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成电路制造工艺;熟悉集成电路(数字、模拟)设计,了解电路原理,设计关键点;熟悉Foundry厂提供的工艺参数、设计规则;掌握主流版图设计和版图验证相关EDA工具;完成手工版图设计和工艺验证[1,2]。另外,公司希望合格的版图设计人员除了懂得IC设计、版图设计方面的专业知识,还要熟悉Foundry厂的工作流程、制程原理等相关知识[3]。正因为其需要掌握的知识面广,而国内学校开设这方面专业比较晚,IC版图设计工程师的人才缺口更为巨大,所以拥有一定工作经验的设计工程师,就成为各设计公司和猎头公司争相角逐的人才。 二、针对企业要求的版图设计教学规划 1.数字版图设计。数字集成电路版图设计是由自动布局布线工具结合版图验证工具实现的。自动布局布线工具加载准备好的由verilog程序经过DC综合后的网表文件与Foundry提供的数字逻辑标准单元版图库文件和I/O的库文件,它包括物理库、时序库、时序约束文件。在数字版图设计时,一是熟练使用自动布局布线工具如Encounter、Astro等,鉴于很少有学校开设这门课程,可以推荐学生自学或是参加专业培训。二是数字逻辑标准单元版图库的设计,可以由Foundry厂提供,也可由公司自定制标准单元版图库,因此对于初学者而言设计好标准单元版图使其符合行业规范至关重要。 2.模拟版图设计。在模拟集成电路设计中,无论是CMOS还是双极型电路,主要目标并不是芯片的尺寸,而是优化电路的性能,匹配精度、速度和各种功能方面的问题。作为版图设计者,更关心的是电路的性能,了解电压和电流以及它们之间的相互关系,应当知道为什么差分对需要匹配,应当知道有关信号流、降低寄生参数、电流密度、器件方位、布线等需要考虑的问题。模拟版图是在注重电路性能的基础上去优化尺寸的,面积在某种程度上说仍然是一个问题,但不再是压倒一切的问题。在模拟电路版图设计中,性能比尺寸更重要。另外,模拟集成电路版图设计师作为前端电路设计师的助手,经常需要与前端工程师交流,看是否需要版图匹配、布线是否合理、导线是否有大电流流过等,这就要求版图设计师不仅懂工艺而且能看懂模拟电路。 3.逆向版图设计。集成电路逆向设计其实就是芯片反向设计。它是通过对芯片内部电路的提取与分析、整理,实现对芯片技术原理、设计思路、工艺制造、结构机制等方面的深入洞悉。因此,对工艺了解的要求更高。反向设计流程包括电路提取、电路整理、分析仿真验证、电路调整、版图提取整理、版图绘制验证及后仿真等。设计公司对反向版图设计的要求较高,版图设计工作还涵盖了电路提取与整理,这就要求版图设计师不仅要深入了解工艺流程;而且还要熟悉模拟电路和数字标准单元电路工作原理。 三、教学实现 1.数字版图。数字集成电路版图在教学时,一是掌握自动布局布线工具的使用,还需要对UNIX或LINUX系统熟悉,尤其是一些常用的基本指令;二是数字逻辑单元版图的设计,目前数字集成电路设计大都采用CMOS工艺,因此,必须深入学习CMOS工艺流程。在教学时,可以做个形象的PPT,空间立体感要强,使学生更容易理解CMOS工艺的层次、空间感。逻辑单元版图具体教学方法应当采用上机操作并配备投影仪,教师一边讲解电路和绘制版图,一边讲解软件的操作、设计规则、画版图步骤、注意事项,学生跟着一步一步紧随教师演示学习如何画版图,同时教师可适当调整教学速度,适时停下来检查学生的学习情况,若有错加以纠正。这样,教师一个单元版图讲解完毕,学生亦完成一个单元版图。亦步亦趋、步步跟随,学生的注意力更容易集中,掌握速度更快。课堂讲解完成后,安排学生实验以巩固所学。逻辑单元版图教学内容安排应当采用目前常用的单元,并具有代表性、扩展性,使学生可以举一反三,扩展到整个单元库。具体单元内容安排如反相器、与非门/或非门、选择器、异或门/同或门、D触发器与SRAM等。在教授时一定要注意符合行业规范,比如单元的高度、宽度的确定要符合自动布局布线的要求;单元版图一定要最小化,如异或门与触发器等常使用传输门实现,绘制版图时注意晶体管源漏区的合并;大尺寸晶体管的串并联安排合理等。 2.模拟版图。模拟集成电路版图设计更注重电路的性能实现,经常需要与前端电路设计工程师交流。因此,版图教学时教师须要求学生掌握模拟集成电路的基本原理,学生能识CMOS模拟电路,与前端电路工程师交流无障碍。同时也要求学生掌握工艺对模拟版图的影响,熟练运用模拟版图的晶体管匹配、保护环、Dummy晶体管等关键技术。在教学方法上,依然采用数字集成电路版图的教学过程,实现教与学的同步。在内容安排上,一是以运算放大器为例,深入讲解差分对管、电流镜、电容的匹配机理,版图匹配时结构采用一维还是二维,具体是如何布局的,以及保护环与dummy管版图绘制技术。二是以带隙基准电压源为例,深入讲解N阱CMOS工艺下双极晶体管PNP与电阻匹配的版图绘制技术。在教学时需注意晶体管与电阻并联拆分的合理性、电阻与电容的类型与计算方法以及布线的规范性。 3.逆向版图设计。逆向集成电路版图设计需要学生掌握数字标准单元的命名规范、所有标准单元电路结构、常用模拟电路的结构以及芯片的工艺,要求学生熟悉模拟和数字集成单元电路。这样才可以在逆向提取电路与版图时,做到准确无误。教学方法同样还是采用数字集成电路版图教学流程,达到学以致用。教学内容当以一个既含数字电路又含模拟电路的芯片为例。为了提取数字单元电路,需讲解foundry提供的标准单元库里的单元电路与命名规范。在提取单元电路教学时,说明数字电路需要归并同类图形,例如与非门、或非门、触发器等,同样的图形不要分析多次。强调学生注意电路的共性、版图布局与布线的规律性,做到熟能生巧。模拟电路的提取与版图绘制教学要求学生掌握模拟集成电路常用电路结构与工作原理,因为逆向设计软件提出的元器件符号应该按照易于理解的电路整理,使其他人员也能看出你提取电路的功能,做到准确通用规范性。 集成电路版图设计教学应面向企业,按照企业对设计工程师的要求来安排教学,做到教学与实践的紧密结合。从教学开始就向学生灌输IC行业知识,定位准确,学生明确自己应该掌握哪些相关知识。本文从集成电路数字版图、模拟版图和逆向设计版图这三个方面就如何开展教学可以满足企业对版图工程师的要求展开探讨,安排教学有针对性。在教学方法与内容上做了分析探讨,力求让学生在毕业后可以顺利进入IC行业做出努力。 版图设计论文:做好凹版图文设计 提高印品质量 在凹版印前制作中,需要对客户设计好的图文进行适当地修改,使其尽可能满足凹印的要求。其中,线条、文字和色彩等都是重要的考查对象,只有设计和控制合理,才能达到理想的印刷效果。下面,笔者将谈一谈我公司凹版图文设计的要点,供同行参考。 文字和线条设计 文字和线条的设计一般应注意以下3个方面。 (1)由于较细小的文字和线条在印刷时不宜采用多色套印,所以,不能在套色图案上设计更加细小的反白字,且不宜在套色图案上留白后,再套印其他细小的文字,否则会增加套印难度。 (2)文字字号不应小于5号字,字高不得小于2mm;线条线宽不得小于0.1mm,但如果采用金属油墨印刷,考虑到金属油墨颗粒太大,在印刷时较难呈现理想的效果,所以其线条线宽就要大于0.1mm;细小的线条、文字等在设计时需要加上宽度为0.02mm的实边,加上实边后这些文字和线条本身的宽度应保持不变。 (3)文字与底图之间的压边在印刷时往往容易出现变色问题,如果客户不能接受这种问题,在图文设计时就要在文字边缘加白边,且白边宽度不得小于0.3mm。 色彩控制 (1)对人像等套印精度要求较严的图像,在图文设计时黄品青各色之间尽量不要加入其他色彩。 (2)印品上条形码的色彩多以黑色、深蓝色为主,不宜采用金属油墨或浅色油墨印刷。另外,条形码的大小应符合国家要求,为保证条形码印刷的完整性及清晰度,条形码的线条方向应尽量与版辊圆周方向一致。 (3)在油墨色彩能够达到客户要求的前提下,设计图文时尽量不使用叠色,例如,如果直接采用黑色挂网能够满足色彩要求的话,就不要选择由黄品青叠加而得到的黑色;过渡网能通过改变加网线数来达到色彩渐变效果的话,就不需要采用多色叠加去完成。 其他方面 加网时必须充分考虑80%和5%这两个色彩跳跃区,渐变挂网时最小网点极限应在10%以上,可印刷的最小网点面积率为15%~25%,尽量不要做大面积挂浅网,以免大批量印刷时造成网点丢失。另外,透明油墨和金属油墨必须要采用专色版,大面积实地底色最好要与网目调图案分开制版,且尽量采用专色版。
机械零件论文:基于机械零件加工的“假正品”研究 摘要:为了避免在实际机械加工中,利用工艺尺寸链计算工序尺寸及其公差时,由于工艺基准与设计基准不重合,而出现的“假废品”与“假正品”,导致企业生产的产品质量不稳定,通过对“假废品”现象的分析,提出了在机械加工中“假正品”出现的原因、“假正品”存在的区间以及“假正品”问题的解决方法。应用于实际生产,提高企业经济效益。 关键词:假正品;产生原因、区间;解决措施 0 引言 机械制造企业,在对机械零件进行机械加工的过程中,因零件的工艺基准与设计基准不重合时,需要利用工艺尺寸链计算工序尺寸和公差,在此过程中会出现工序尺寸超差而设计尺寸合格的“假废品”现象。此时工艺人员必须计算出“假废品”出现的区间,在此区间安排复检;具体方法是:设计尺寸便于直接测量的,直接测量判断其是否合格;不便于直接测量的,便测量其他相关尺寸最后推算出设计尺寸再判断其是否合格,以防止“假废品”被当做真废品扔掉而造成不必要的经济损失。 除“假废品”外,在机械产品的加工中,还有一种与其相似的“假正品”现象。其产生原因与“假废品”现象相同,都是由于在机械加工中工艺基准与设计基准不重合时利用工艺尺寸链计算工序尺寸和公差时出现的,只不过它正好和“假废品”现象相反,前者是工序尺寸超差而设计尺寸合格,而“假正品”则是工序尺寸合格而设计尺寸超差。对此我们做了一定的研究。 1 案例 如图1所示,是某矿山企业输送机上用压板零件局部简图,在用调整法镗削两孔O1、O2时,均以M面为定位基准,需标注镗削两孔的工序尺寸。因该零件加工后,在检验两孔孔距时,其测量不方便,试标注出测量尺寸A的大小及偏差。若A超差,可否直接判断该模板为废品? 2 解题过程 3 结果分析 通过尺寸链的计算可以看出,测量尺寸A的公差为0.24,而设计尺寸80±0.1的公差为0.2,TA T80,由此可知,若A超差,就可直接判定该压板因该尺寸不合格而为废品。若反过来,是否A合格,两孔中心距尺寸80±0.1mm就合格呢?现分析一下这个特例:假设压板加工好后测得A的实际尺寸为50.08mm,而两孔尺寸均为?准30.04mm,则两孔中心距为50.08+30.04=80.12(mm)。显然大于设计尺寸而超差,是不符合设计要求的,也就是该压板为废品。但工序尺寸是合格的,这就是前面提到的出现了“假正品”问题。若“假正品”问题不解决,工人将会将本工序产生的废品当做正品转入下一道工序继续进行加工,就会造成不必要的浪费。 4 解决措施 为此“假正品”问题的解决办法同“假废品”一样,他要求工艺人员在计算出工序尺寸和公差后,进一步将“假正品”出现的区间计算出并标明,保证工人在“假正品”出现的区间对工件进行复检,复检办法也同假废品一样,就是直接测量或推算出设计尺寸的实际值,将其与理论值相比较,若实际值在理论要求的范围内则为正品,否则即为废品,废品必须及时报废以免造成不必要的浪费。 那么“假正品”出现的区间如何计算?这是工艺人员应具备的基本能力,其 “假废品”区间的计算方法是将工序尺寸的公差比设计尺寸的公差减小的那一部分补出来,上下对称的补,补出的两部分即为“假废品”出现的区域,也就是要求复检的区域。同样的道理,“假正品”区间的确定办法是将工序尺寸的公差比设计尺寸的公差大出的部分减掉,上下对称的减,减去的两部分即为“假正品”出现的区域,也就是需要复检的区域。 以前述的例题为例。工序尺寸A的公差为0.24mm,设计尺寸的公差为0.2mm,工序尺寸的公差比设计尺寸的公差大0.04mm,所以将工序尺寸的公差从上向下减0.04mm,从下向上加0.04mm,分成三部分如下: 50区间为正品区,50与50为“假正品”出现的区域,即需复检区域。验证如下: ①当两孔为最大极限尺寸,测量尺寸A为50.06mm时,孔心距为80.1mm,出现最大极值。若A超过50.06mm,则出现废品,但若两孔尺寸小于最大极限尺寸,则有可能出现正品。若Amm大于50.1mm,则即使两孔为最小极限尺寸30mm,两孔中心距尺寸仍超差。 ②两孔为最小极限尺寸,测量尺寸A为49.9mm时,孔心距为79.9mm,出现最小极值。若A小于49.9mm,则出现废品,但若两孔尺寸大于最小极限尺寸,则有可能出现正品。若A小于49.86mm,则即使两孔为最大极限尺寸,孔心距尺寸仍超差。由此得出结论:当测量尺寸A超出50mm范围时,能直接判断该模板为废品;当测量尺寸A=50mm时,压板为正品,无需检验;当测量尺寸A在50mm与50mm两个区间范围时,模板可能是正品,也可能是废品,必须复检。复检办法是:测出两孔和A的实际尺寸,推算出孔心距的实际值,与理论值比较判断其是否合格。若为正品则送入下一道工序继续进行加工,若为废品而且无法修复则可直接报废。 5 结语 综上所述,不论是“假废品”还是“假正品”,都是在机械加工生产过程中,所表现出来的实际的问题,严重影响着企业对产品质量的管理控制,是企业工艺人员必须认真对待的。在我们与某机械企业的机械加工工艺人员,一起将上述研究应用到机械零件的加工中,说明了尺寸链的计算是编制机械产品加工工艺中的重要环节,正确的计算与应用,就可以减少不必要的机械加工工时,达到缩短产品的生产周期,保证产品质量,进而提高经济效益的目的。 机械零件论文:机械零件加工工艺的分析与研究 摘 要:通过对机械零件加工工艺的研究,针对常见的机械零件的加工进行工艺方案的分析,确定主要常见零件的加工方法等,提高工作效率和工艺水平。 关键词:机械零件;加工;工艺 在机械零件制造业中,由于组成零件的材料、结构和技术要求各不相同,各种工具的用途和性能也不同,所以各种零件的加工工艺是不同的。 1 机械零件加工工艺 1.1工艺概述 在加工机械零件之前首先要选料、确定毛坯。正确选择毛坯的删选加工方法,这样有利于提高机械零件加工的合格率和利用率。在选择毛坯时,应考虑零件的复杂程度、生产批量的大小、技术要求等方面的因素。在通常情况下,主要应以生产类型来决定。对零件进行工艺分析,分析零件的材质、热处理及机械加工的工艺性;分析零件主要加工尺寸、类型等方面的内容;分析加工零件的作用及技术要求。制订工艺路线;选择定位基准;确定各表面的加工方法。选择机床及工、夹、量、刃具。加工不同的机械零件要对机床以及相关工具进行调试与校准,争取做到开工前的设备准备充足,以免出现加工过程中的失误与材料浪费。 1.2工艺特征 对零件的特征进行全面、系统而准确地分类可以使工作人员能够更加方便地获取零件的工艺和制造方面的信息等。从加工的角度来对零件的特征进行分类,可分为形状特征、材料特征、精度特征、工艺特征、制造资源特征。 形状特征是零件的加工特征中最主要的、种类最多的特征,主要是用来描述零件中具有一定功能的几何形状。材料特征主要用于材料的类型、热处理要求与硬度值等信息的描述。精度特征用于描述加工零件的尺寸公差、形状公差、位置公差和表面粗糙度等方面的信息。工艺特征主要是对工序步骤、装夹定位、切削用量、加工余量和走刀路线等工艺规则的信息集合。制造资源特征是对机床设备、定位和夹具装置的资源集合。 2主要机械零件加工工艺分析 2.1轴类零件 轴类零件是旋转体零件,这种类型的零件在加工过程中是经常遇到的零件之一。根据轴类零件结构形状的不同,它可分为空心轴、阶梯轴、光轴和曲轴等。 2.1.1轴类零件一般加工要求 一是零件图工艺分析,要研究产品装配图,要做好技术要求的相关准备工作;二是精基准选择,尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准,使定位基准与测量基准重合;三是粗基准选择,选牢固可靠表面为粗基准,应选非加工表面作为粗基准。同时,粗基准不可重复使用;四是渗碳件加工工艺路线,一定要做到加工顺序正确。因此,在制订工艺规程时,尽量采用先进加工方法,制订出合理的工艺规程。 2.1.2轴类零件加工的工艺分析 (1)轴类零件加工的工艺路线。轴类零件加工的工艺路线主要为:一是粗车D半精车D精车;二是粗车D半精车D粗磨D精磨;三是粗车D半精车D精车D金刚石车;四是粗车D半精D粗磨D精磨D光整加工。 (2)典型加工工艺路线。主要为:毛坯及其热处理D预加工D车削外圆D铣键槽D(花键槽、沟槽)D热处理D磨削D终检。 (3)轴类零件加工的定位基准和装夹。主要包括:以工件的中心孔定位。中心孔不仅是车削时的定为基准,又符合基准统一原则。以外圆和中心孔作为定位基准。这种定位方法能承受较大的切削力矩,是轴类零件最常见的一种定位方法。以带有中心孔的锥堵作为定位基准。锥堵和锥套心轴上的中心孔即是其本身制造的定位基准,又是空心轴外圆精加工的基准。生产中,锥堵安装后一般不得拆下和更换,直至加工完毕。以两外圆表面作为定位基准,可消除基准不重合而引起的误差。在加工空心轴的内孔时,可用轴的两外圆表面作槎ㄎ换准。 2.1.3保证加工精度的方法 采取相应的误差预防或误差补偿等有效的工艺可以控制对零件加工精度的影响。采用合适的切削液。切削液主要包括非水溶性切削液和水溶性切削液。刀具半径的选定。刀具较小时不能用较大的切削量加工,刀具的半径R比工件转角处半径大时不能加工。 2.2箱体类零件的加工工艺分析 箱体零件的典型加工路线为:平面加工-孔系加工-次要面加工。 (1)箱体加工定位基准的选择。一是粗基准的选择。一般宜选箱体的重要孔的毛坯孔作粗基准。由于铸造时内壁和轴孔是同一个型心浇铸的,因此实际生产中,一般以轴孔为粗基准。二是精基准的选择。精基准的选择一般优先考虑基准重合原则和基准同一原则。 (2)主要表面的加工方法选择。一是箱体的主要加工表面有平面和轴承支承孔。二是箱体上公差等级为IT 7级精度的轴承支承孔,一般需要经过3~4次加工。箱体平面的粗加工和半精加工主要采用刨削和铣削,也可采用车削。当孔的加工精度超过IT 6级,还应增加一道精密加工工序。 (3)箱体加工顺序的安排。由于箱体上的孔分布在平面上,所以先加工平面对孔加工有利。对于次要孔与主要孔相交的孔系,必须先完成主要孔的精加工,再加工次要孔。车床主轴箱体的孔系也可选择在卧式加工中心上加工,因为减少了装夹次数,提高生产率。 2.3齿轮零件的加工工艺分析 2.3.1普通精度齿轮加工工艺分析 齿轮在加工过程中可以分为若干个加工环节。第一阶段是齿坯最初进入机械加工的阶段。第二阶段是齿形的加工,是保证齿轮加工精度的关键阶段。第三阶段是热处理阶段,主要对齿面的淬火处理。最后阶段是齿形的精加工。应对定位基准面进行修整,以修整过的基准面定位进行齿形精加工,可以使定位准确可靠,以达到精加工的目的。 2.3.2齿轮加工工艺过程分析 (1)基准的选择。一般基准的选择可分为:对于空心轴,用两端孔口的斜面定位;带轴齿轮主要采用顶点孔定位;孔径大时则采用锥堵。对带孔齿轮在齿面加工时常采用以下两种定位、夹紧方式。为了减少齿轮加工过程中的定位误差,在加工齿轮时应注意:一是需要加工的齿轮定位端面与定位孔或外圆应在一次装夹中加工出来;二是需要加工的齿轮在内孔定位时,其配合间隙应近可能减少,以利于精确度的提高;三是需要加工的齿轮、车床应选择基准重合、统一的定位方式。 (2)齿轮毛坯零件的加工处理。齿轮零件的加工应注意对其毛坯的加工处理,当齿轮毛坯零件以齿顶圆直径作为测量基准时,必须严格控制齿顶圆的尺寸精度。保证齿轮毛坯零件定位端面和定位孔或外圆相互的垂直度。需要提高齿轮内孔的制造精度,减小与夹具心轴的配合间隙。 (3)齿形及齿端加工。齿形加工方案的选择取决齿轮精度等级、设备条件、表面粗糙度、硬度等。齿轮的齿端加工有倒圆、倒尖、倒棱和去毛刺等方式。齿端加工必须在淬火之前进行,通常都在滚(插)齿之后,剃齿之前安排齿端加工。 3 机械加工工艺对加工精度的影响 3.1热变形对加工精度的影响 有三种热变形会对加工精度产生较大的影响:第一种,刀具热变形对加工精度的影响。降低刀具热变形常会使用以下两个方法:在刀具上涂抹润滑剂;选用合理的切削参数。第二种,机床热变形对加工精度的影响。所以女要采取相应措施降低因机床热变形对加工精度的影响。第三种,工件热变形对加工精度的影响。 3.2受力变形对加工精度的影响 解决这类问题的方法是适当地减小作用在工艺系统上的外力,增加工艺系统的刚度,这样就可适当缓解外力对加工工艺系统的影响。 3.3几何精度对加工精度的影响 在对机械零件进行切削加工工艺时,主轴往往会出现回转误差,这种误差会影响零件的加工精度。除此之外,刀具也会出现同样的问题。所以,机床和刀具在使用的过程中要进行定期的检查。 4 结论 本文通过对这几种常见的机械零件加工工艺进行了分析与研究,采用合理的加工方法能够提高零件加工的效率和精度。 机械零件论文:工程机械零件的清洗 工程机械零件在装配前、装配中、装配后大都需要进行清洗,有些零件还根据需要在试运行后进行清洗。清洗零件的目的是清除其表面残留的铸造型砂、铁屑、铁锈、研磨剂、油污、尘土等各种污物。零件清洗后的洁净程度将直接影响装配质量和工程机械的使用寿命,因此零件的清洗工作是工程机械装配中十分重要的环节。 做好零件的清洗工作,应根据其材料、结构特点、污染情况以及对其清洁度要求等,正确选用清洗剂和清洗方法。 1 清洗剂分类及特性 工程机械零件常用的清洗剂包括有机溶剂清洗剂、水基清洗剂和碱性溶液3种: (1)有机溶剂清洗剂 有机溶剂清洗剂以石油系溶剂为主,是企业中常用的清洗剂,如汽油、煤油、轻柴油及与其性质相似的乙醇、乙醚、丙酮等。该类清洗剂可溶解各种油脂,适用于精密件的清洗。有机溶剂类清洗剂优点是使用方便,不需要加热,对金属无损伤,清洗效果好。其缺点是有机溶剂均为易燃物,使用和储存时需注意防火与通风,该类清洗剂对橡胶制品有溶解作用,不能用来清洗橡胶类制品。 (2)水基清洗剂 水基清洗剂(常称化学清洗液)由表面活性剂、助洗剂和其他添加剂与水配制而成。表面活性剂是水基清洗剂发挥清洗作用的主要成分,助洗剂和其他添加剂主要是起提高溶液的防腐、防锈及去除积碳等辅助作用。水基清洗剂的水溶液对油脂和水溶性污垢等有良好的清洗能力。此类清洗剂的配方、配比、清洗温度、清洗方法均有所不同,常用水基清洗剂(化学清洗液)的配方、配比、清洗温度、清洗方法和适用范围如表1所示。 (3)碱性溶液 碱性溶液是指碱或碱性盐的溶液,一般将碱或碱性盐的溶液中加入乳化剂形成乳化液,依靠混合溶液的乳化作用去除油垢。在配制碱性溶液时加入少量的水基清洗剂,如6503型、TX-10型等,清洗效果会更好。碱性溶液成本低,去污效果好,应用范围广泛。其缺点是清洗时需要对碱性溶液进行加热,且碱性溶液对金属有不同程度的腐蚀作用,清洗零件以后,必须用清水将残留在零件上的碱性溶液冲洗干净。常用碱性溶液的成分、清洗温度及适用范围如表2所示。 2 清洗方法 零件的清洗方法种类繁多,但从本质上可以分为机械清洗和物理化学清洗2种。 (1)机械清洗 压缩空气吹除法 对附着性不强的污垢,可利用压缩空气吹扫零部件表面,将覆盖在零部件尘土、铁屑等杂物吹扫干净。 手工去除法和工具清理法 使用尼龙刷、金属刷子、刮刀、铁钩等工具,用手工的方式清理,再使用棉织品、合成纤维品、白绸布等将部件表面的污垢擦拭干净。将刷子、刮刀安装到电动或风动工具上,依靠机械动力可快速去除零件表面的污垢。 高压水清洗法 依靠高压水枪、旋转式清洗机、通用式清洗机等设备产生的高速水流产生的冲击动能,将零部件表面、死角、盲孔及内腔等各部位的污垢冲洗干净。 磨料射流法 在水中混入磨料,形成的固、液混俞介质,将这种混合介质以高压的形式喷射到零件表面,高压水和磨料撞击污垢层后,将污±厉层击碎,并将零件表面冲洗干净。 (2)物理化学清洗 浸洗和煮洗法 将零部件浸泡在清洗液中,清洗液和污垢之间发生物理、化学反应后,污垢逐渐软化、游离,最后从零部件表面脱落。煮洗时需要将清洗液加热到沸腾状态,温度提高后,物理、化学反应发生的更快、更彻底,清洗液的去污能力会更强。 蒸汽浴清洗法 卤代烃类有机溶剂类清洗液加热后会使清洗液形成蒸汽,蒸汽与零部件的表面充分接触,并与污垢发生理化反应,将污垢快速的分解和剥离,从而达到清洁的作用。 超声波清洗法 超声波发生器能产生20kHz以上的超音频电信号,该超音频电信号通过安装在清洗槽内的压电效应换能器转换成同频率的机械振动。该机械振动在清洗槽内清洗液中辐射传播,在清洗液中形成交替作用的正压区和负压区,并产生无数个超过1000个大气压的微小气泡。气泡的形成和爆破,对清洗物表面产生高压轰击,将零件局部细微处及缝隙之中的污垢迅速剥落(空化效应)。超声波在液体中沿声的传播方向产生流动(直进流),液体的流动作用使污物与清洗液产生对流,并将污物层分解、乳化、剥离。对局部细微处及缝隙的清洗,是超声波清洗所独有的,超声波清洗原理如附图所示。 电化学清洗法 在特定的电解液中通入直流电,通过电化学的溶解、抛光作用,可将零部件表面的薄氧化膜、硫化物、夹杂层、薄金属层等彻底清洗干净。 3 清洗注意事项 清洗零件时,要保护其不受损伤,特别是加工面应保持原有精度。零件在清洗后,应检查其配合表面有无碰损和划伤,棱角部位有无磕碰和毛刺,螺纹、螺孔有无损坏。 零件清洗后,应待其上的液体干燥后才能装配,以免水或清洗液带入工程机械内部,影响装配质量。清洗后的零件如不能及时装配,应涂上润滑油,并用洁净的防潮纸包裹好,防止灰尘落入,并做好标识后存放。清洗过的零部件不应放置时间过长,以防止锈蚀。 清洗液应按照规定定时更换。更换时要认真清洗溶液槽底部和内壁的油垢,并保证每次注入足量清洗液,清洗槽应加盖防尘罩。 零部件的清洗工作是工程机械装配过程中的必备环节,严格按照以上方法选择清洗液、清洗设备,并严格执行清洗操作规程,才能获得良好的清洗效果,提高清洗效率。 机械零件论文:精密机械零件去毛刺及抛光加工工艺与质量提升 摘要:文章主要针对精密机械零件去毛刺以及抛光加工的新工艺应用进行分析,结合当下精密机械零件去毛刺以及抛光加工的具体现状等为出发点,从加工原理浅析、加工工艺的具体特点以及新工艺的具体应用等方面深入探索以及研究,主要目的在于更好的提高精密机械零件去毛刺以及抛光加工新工艺的应用质量,帮保证精密机械加工质量。 关键词:精密机械、零件去毛刺、抛光加工、新工艺应用 随着科学技术发展进步以及机械零件加工技术的创新,社会上对于机械零件加工提出更加严格的要求,传统的精密机械加工技术已经不能很好的适应社会的需要,所以不断进行创新以及优化。精密机械零件加工以及制造等方面主要是为了更好的提高加工质量,其中的去毛刺以及抛光加工更是非常重要的步骤。同时去毛刺以及抛光加工也是精密机械加工的劳动集中部分,加工费用更是全部加工中最高的一部分,在具体进行去毛刺以及抛光加工过程中,经常会遇到各种问题,需要详细掌握加工工艺原理基础上保证精密机械加工的去毛刺以及抛光加工质量。 1. 精密机械零件加工原理浅析 在进行去毛刺以及抛光加工研究期间需要针对精密机械零件加工原理进行分析,在掌握基本加工原理基础上才能保证对去毛刺以及抛光加工的深入研究。文章研究的精密机械零件加工主要是依据航天航空机械零件为基础展开,因此下文中所涉及到的各种零件都属于航天航空机械零件。 1.1AFM加工原理 AFM加工原理是精密机械零件加工中非常重要的内容,AFM主要是精密机械零件中的磨粒流加工基本原理,因为其被称之为Ab-rasive Flow Machining,所以简称为AFM。在进行AFM加工期间,需要根据加工需要配备夹具,保证加工零件的运输通道,整个加工流程顺利完成。在此基础上还需要根据加工原理的需要,选择两个相对应的磨粒流进行加工,通过固定通道来回在摩擦之后进行挤压,保证其能够均匀的撒入到通道中,及时对其进行打磨抛光。 1.2去毛刺加工原理 去毛刺是精密机械加工中非常重要的步骤,利用热能的方式展开去毛刺,这种技术被简称为TEM。利用热能方式进行去毛刺主要是依据高温的方式将精密零件中的毛刺以及飞边进行高温处理,这样能够保证毛刺清除的干净利索。将需要去毛刺的精密零件放置在密封的高温燃烧腔内,同时将其中的各种气体以及氧气等进行科学配比,保证燃烧的顺利完成。严格控制压力变化,提高腔内的压力,能够将精密机械零件中的毛刺以及飞边等进行燃烧,并且这种热度能够遍布零件的全部范围,能够深入到零件的内部,这样才能彻底对毛边等进行去除[2]。再者因为腔内中的燃烧体属于火花形式,能够在燃烧的一瞬间产生非常高的温度。因为温度的急剧上升,所以机械零件上的毛刺以及飞边等耐热性相比较机械本身比较低,所以非常容易被燃烧。当飞边或是毛刺燃烧之后会延伸到机械零件本身,在燃烧尽之后温度自然会不断下降,并且腔内包含很多氧气,与毛边的燃烧灰烬之间相融合之后产生氧化粉尘,这种氧化粉尘能够起到急速降温的作用。在燃烧结束之后将其中的氧化反应物进行清洗,保证其干净卫生。 1.3电化学去毛刺以及抛光加工原理 电化学加工手段主要是在科学技术发展以及加工技术进步基础上形成,利用电化学的方式对精密机械零件进行去毛刺以及抛光加工,不仅在时间上为机械加工进行节省,同时在技术上也得到很大的改善。这种加工方式以及手段内称之为ECM、ECD、ECP。精密机械零件加工过程中,经常因为加工通道或是各种原因导致零件本身出现很多的毛刺以及飞边,这些毛刺飞边对机械零件的应用质量会产生很大影响,所以需要采用科学方式将其去除。这种电化学方式的产生以及应用,很好的改善了这方面的问题,这种电化学方式主要是利用以及成形的机械零件进行仔细检查,在发现其中包含飞边或是毛刺等问头,连接电流催动电解液将毛刺清除,并且还能对机械零件进行详细检查,能够及时更正其中的不协调之处,这种技术在当前的精密机械零件加工中应用非常广泛,同时在时间上也做了很大的调整,所以能够很好的提升精密机械零件加工的整体工作效率。 2. 精密机械零件去毛刺以及抛光加工新工艺的具体应用 2.1磨粒流加工 上文中对磨粒流加工原理进行了详细介绍,这种磨粒流加工是所有机械加工中非常重要的步骤,对于机械加工的零件大小以及尺寸等具有重要影响,所以需要十分注意。对于不同尺寸下的小孔所需要的工艺技术形式包含很多不同。比如说直径齿轮在1-1.5毫米之间,需要采用精密的技术形式对其进行施工,并且在加工机床上安装回旋臂,若是直径在50毫米左右的齿轮就要求不仅加入回旋臂,还需要设置输送通道,保证输送通道的安全运输。而且光洁度一般能够改善五到十个等级,生产出的零件表面更加光滑而且还很均匀。这种工艺方式在航天航空机械零件生产加工中应用非常广泛,对于增压腔、气缸头、以及涡轮壳体等方面都非常实用。 2.2热能去毛刺以及抛光加工 热能加工方式在去毛刺以及抛光加工等方面也是非常常用的技术之一,这种技术不仅能够理想的将机械零件中的毛刺清除,同时还能帮助机械加工企业降低生产加工成本,提高加工速度,保证加工件数基础上对加工过程进行严格控制监督,同时防止重复加工现象的出现。这种热能去毛刺的方式在范围上进行了很好的扩散,能够将很多人工不能清除的地方进行彻底清除。 2.3电化学去毛刺加工 电化学方式是当下应用非常广泛的一种形式,这种方式在去毛刺上能够更好的保证清净,同时能够根据零件的相互去毛刺进行科学对比,在发现其中的尺寸或是设计不规格期间还能够及时发出提醒,去除其中的不规格之处,为零件的加工提供了更高的保障。 3.毛刺的危害问题 毛刺的危害问题主要有以下几种情况:第一,机械设备的配件如果存在毛刺会导致之后的制作工序的准确性与检查精准性出现问题。第二,机械设备生产产品中存在毛刺则会是机械设备各构造连接处出现卡顿状况,在机械设备自动化中问题最为常见。第三,许多电气工程设备在运行时其中存在的毛刺脱落,致使电气工程设备电路发生故障。第四,机械设备表面毛刺发生脱落,加快了设备之间的磨损程度,降低其使用寿命。 4.毛刺去除措施 在去除零件毛刺过程中,工作人员通^科学的方法在确保零件形状不发生改变的过程中对零件进行抛光技工,清除掉零件上的毛刺。在毛刺危害被人们了解的情况下,工作人员经常通过各种方法对机械零件上存在的毛刺进行清除。全球许多企业都在对去除精密机械零件上的毛刺措施进行研究。在零件设计与制作时工作人员就因该了解与掌握发生毛刺现象的问题,在根本上降低毛刺问题的出现。在零件生产过程中工作人员利用科学合理的方法去除零件上的毛刺,并不断的完善去除毛刺设备。在去除零件毛刺的各种措施中,人工方法的使用可以更好的对零件中存在的各种毛刺进行清除。在使用机械设备对零件毛刺进行清除时对其规格、均匀度都有着严格的需求。 结束语: 综上所述,对于精密机械零件加工来讲,在要求上非常严格,特别是其中的去毛刺以及抛光加工工艺更是最繁琐复杂的一种。在详细了解加工设计原理基础上,积极采用适当方式对其进行加工,消除其中的不合理之处,保证精密机械零件加工质量,从而保证机械加工的整体质量。 机械零件论文:机械零件可靠性优化设计研究 摘 要:机械产品的可靠性能够准确的衡量机械产品自身的质量,特别是在机械行业飞速发展的今天,科学技术的进步要求机械零件具备最基本的可靠性。提升机械零件的可靠性离不开设计过程的优化,为此需要从细节上重视优化设计方案的拟定。本文将分析机械零件可靠性优化设计的相关措施,结合现阶段机械零件的运用现状,明确应该采取的实际举措。 关键词:机械零件 优化设计 可靠性 提升机械零件的可靠性,需要从设计的环节解决机械产品固有的可靠性要求,同时还需要在制造过程中提供可靠保证。面对市场的激烈竞争,机械产品需要具备良好的可靠性指标,才能拥有最基础的立足根本,由此可见机械零件的可靠性优化设计至关重要。机械零件的设计应该跟随时代的发展适当的创新,同时体现出时代的特色,注重零件的使用质量和安全可靠,掌握科学合理的优化设计技巧。 一、机械零件可靠性优化设计的意义 可靠性对于机械零件来说具有至关重要的影响,主要是指通过形成产品的可靠性作目标的设计方案,同时也被称作概率设计,主要是涵盖了外荷载、承受能力及想相关尺寸等具体的指标,在服从随机因素的基础上,避免零部件出现破坏,从而形成合理的科学的设计方案,保证机械零件的可靠性和结构的安全可靠,控制好失效的发生概率。优化设计方案的提出,可以依照具体的计算展开设计的过程,确保产品的可靠程度,同时根相关的任务指标,确立可靠性标准,同时归纳零件的具体参数,帮助设计人员和生产者更好的掌握零件设计的可靠性原则。 二、机械零件可靠性优化设计的现状分析 现阶段,依靠可靠性优化设计的方案仍然较为传统,因此在设计零件的时候,还是会将零件的具体强度、应力和安全系数等作为单值分析,把安全系数和根据具体使用的某一数值进行比较分析,发现如果前者相较于后者更大,则证明零件符合安全标准。但是并没有分析各个参数存在的随机性,将各个设计参数看作是单一的确定值,无法准确的预测零部件可靠运行的实际概率,所以难以客观的选出最优方案,相关的设计人员也难以把握设计产品的可靠性。 通过概率论和数理统计的方式,可以准确的分析零件的可靠性设计技巧,这个过程就避开了主观人为因素的影响,同时,也能更加准确的把握外界条件的变化,确保设计的结果更加贴合客观情况。可靠性的设计被广泛的运用于机械零件可靠性优化设计的多种问题中,通过更加科学的方案,解决了诸多较为繁琐的传统设计方式带来的不便,更有助于满足现代社会对于精巧设计的需求。 三、机械零件可靠性优化设计的具体方案 机械零件可靠性优化设计的具体方案应该跟随时代的发展不断创新,同时也需要时刻关注零件的具体质量,确保在可靠性设计的时候,更好的掌握科学的方式方法。机械零件的可靠性优化设计相较于传统的机械设计方案来说,更有助于综合分析机械产品的功能和结构形态,体现出因势利导的优势。 (一)权衡与耐环境设计 权衡设计对于机械零件的可靠性影响深远,因此可以综合分析零件的质量、体积和成本等各个要素,确保制定出更为合理科学的设计方案。耐环境设计则可以综合分析,涉及到机械零件的诞生到运用,在机械零件生产之初,可以充分考虑到零件在整个寿命周期内所能遭遇到的各种环境,其中涉及到运输的碰撞问题、空气的干湿程度对机械零件产生的影响,经过对相关环境因素的综合分析,可以对零件生产过程中的用料、技艺等适当优化,由此确保零件自身和整个设备的安全可靠。 (二)预防故障设计法 机械设备在实际运作的过程中,往往需要调动整体运作,所以始终处于串联式的系统中。为了实现整体功能之和大于部分功能之和的目标,需要适当的优化机械零件的可靠性设计,通过对机械零件的严格挑选和控制,加之对外购零件的严格分析,可以及时明确零件本身存在的主要问题。在选用相关的零件时,还应该经过分析与验证的过程,确保在最大的程度上分析故障成果,利用较为成熟到位的经验适当分析验证零件的可靠性。 (三)简化及余度的设计 简化设计主要是指在满足了特定的功能基础上,设计的过程必须要适当的简化,比如零部件的数量应该适当的减少,避免出现冗余的情况。在机械设备运用的过程中,如果涉及到的零部件较多,则越容易出现一系列的问题和错误,可见可靠性的优化设计极为重要。简化和余度设计属于可靠性优化设计的基本原则,能够有效的避免故障并提升可靠性。简化的过程就是适当的减少不必要的部分,但是并不是减少超负荷的工作,零部件的简化应该从全方位的角度分析,仔细的分析零件的组合和具体的配合方式。余度设计需要适当的结合整体分析,也可以将其看作是备份过程。经过对完成功能设置重复的结构和备件等,确保因为局部的故障问题,影响机械设备整体系统的稳定性。 (四)概率设计法 这种方式主要是通过应力-强度干涉理论的指导作用,将应力和强度变作是分布随机变量的处理。处理设计的对象是机械零件的参数和变量部分,同时也应该符合特定的统计规律随机变量,确保构建起更为合理的可靠性设计标准概率数学模型。经过概率和数理统计理论的应用,在给定的条件下,得出零件发生破坏时的概率公式,由此计算出相应的尺寸和寿命等,确保设计出更符合要求的参数。这种方式可以及时弥补常规设计的缺陷,同时又能及时贴近生产的实际过程。 结语 综合分析,机械可靠性优化设计就是对传统设计方式的发展和完善。机械零件的可靠性优化设计能够及时掌握相关参数的随机性,同时也能在设计的过程中,及时预测零部件的可靠程度,确保更好的实现全局性的贯穿。为了更好的在竞争中占有一席之地,机械零件生产商应该注重可靠性优化设计的实践,通过正视机械零件可靠性的优化设计的重要性,在展开相关课题的讨论时,适当的加入创新思想,从而更贴合时代的发展需要。 机械零件论文:浅谈车辆机械零件的磨损与预防 摘 要:车辆机械零件的主要失效形式为磨损,根据磨损机理来讲,可以将车辆零件失效分为不同的形式,其中包括粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损、气蚀等,因此,分析车辆机械零件的磨损机理具有重要作用,通过采取有效的预防措施,延长车辆机械零件的使用时间。文章就对车辆机械零件的磨损与预防展开研究。为实现车辆机械的使用时间的延长,减少车辆机械故障的发生提供一些参考。 关键词:车辆机械零件;磨损机理;预防措施;分析 引言 车辆零件失效形式多种多样,疲劳、磨损、腐蚀等是最常见的,其中磨损是最主要的一种失效形式。通过对相关资料的调查可知,较多的车辆的零件报废的原因为磨损的占有75%以上的比例[1]。车辆机械零件由于长期在较为恶劣的条件下工作,极易导致零件失效的现象发生,严重的情况下,还会导致交通事故的发生。因此,针对车辆机械零件的磨损与预防进行研究十分有必要。 1 粘着磨损 粘着磨损是车辆机械零件失效的常见的形式,其主要是由于零件摩擦表面相互接触,而使摩擦表面金属存在转移,最终使零部件出现磨损[2]。出现这种现象极易破损润滑油,最终导致摩擦过程中无法散发热量,粘着点产生塑性变形而导致被剪切撕脱,在这个过程中还会反复出现粘着再撕脱的现象。甚至还会使摩擦表面遭到破坏,最终使其无法正常运行,给车辆安全埋下隐患。粘着磨损还包括这几种形式,涂抹、轻微磨损、擦伤、咬死与胶合。 对于粘着磨损的避免方法来说,首先需要使两摩擦表面间具有易剪切的薄膜,薄膜包括油膜、边界膜等,其中使用最广泛的一种为边界膜,在润滑油中加入抗磨极压添加剂有着重要作用,其在摩擦当中能够使保护零件,使零件表面形成边界膜。将固体润滑剂应用其中,在液体润滑、边界润滑失效的情况下,能够使摩擦与磨损有所减小。其次,应选择合适的摩擦副配对材料,另外还可以将改性处理应用于零件处理中,由此避免粘着磨损的发生。 2 磨料磨损 磨料磨损也是较为常见的一种零件失效的形式,其主要是由于硬质颗粒造成相对运动的零件表面的磨损现象。造成车辆机械零件磨损危害最为严重的即磨料磨损,具体可见图1。减少磨料磨损的方法,对防止磨料进行摩擦副内有着良好的效果[3]。在使用该措施时,首先应做好“三滤”的清洁与更换工作,使其保持最佳状态。同时,全面检查各管路接头与结合面处,其目的是为了防止出现松动问题。在维修与保养车辆时,应选择环境较好的地方实施;在装配之前,要将零件清洗干净,另外,将改性处理应用于易出现磨损的机械零件中,以此使零件的表面硬度得到提升,在这个过程中,应注重摩擦面硬度高于磨料硬度,以此使零件的耐磨性得到提升,降低零件磨料磨损的现象发生。 图1 磨粒推挤材料模型 3 疲劳磨损 疲劳磨损的发生是建立在接触应力周期性的基础上,导致的摩擦面材料的疲劳破坏问题。对于该现象的防止措施,首先应保证零件的质量满足要求,主要是零件表层材料的品质应达到最佳,这样能够有效减少疲劳磨损的现象发生。由于这些杂质形状各异,极易造成其他零件的损坏。同时,将零件表层的缺陷得到减少,这些地方是导致裂纹发生的主要部分。其次,提升零件的表面品质。零件表面如果没有出现较显著的粗糙现象,说明零件的抗疲劳磨损能力就越好。另外,还可以通过一些表面改性工艺,来提升零件的抗磨损能力,最常见的有喷丸、表面渗碳渗氮等。 4 腐蚀磨损 腐蚀磨损的发生主要是由这两个因素造成的,分别为腐蚀性气体、腐蚀性液体,其相对滑动摩擦极易产生化学反应,生成的腐蚀产物极易导致材料的损失现象[4]。也可以说,这种现象发生是由于腐蚀与摩擦共同作用下所带来的后果。腐蚀磨损主要包括特殊介质腐蚀磨损与氧化磨损两种类型。其中在防止腐蚀磨损发生的策略中,首先应保证发动机工作的条件的合理性,防止其长时间在较低的条件下工作,同时还需要注意车辆的正常驾驶,车辆不可较为频繁地启动,避免车辆在驾驶过程中突然减速,以此减少腐蚀磨损的发生。 另外,将表面改性应用于极易出现腐蚀磨损的零件中处理中,采用镀锡、塑料等实现防腐蚀的保护,以此为减少零件的腐蚀磨损奠定基础。 5 气蚀 当液体与零件表面接触,并发生相对运动时,液体的饱和蒸汽压力高于液体与零件接触处的局部压力,那么溶解于液体中的气体将会形成气泡,并与液体流到高压区,气泡在这个过程中会出现一些变化,但气泡破裂时,会出现较大的冲击力与显微射流,在此作用下将会导致表层材料出现疲劳剥落的现象。在气蚀发生之前,会存在麻点坑,之后会使麻点坑的深度逐u增大,最终造成零件被穿透,造成机械故障。 对于减少气蚀的发生,首先应减少气泡的形成,如果防止气泡的产生,那么就应当采取有效方法,将机件表面之外的气泡破裂。 6 微动磨损 微动磨损指的是两个互相接触并压紧的表面间,出现低幅往复切向振动时,导致零件出现微粒脱落的现象发生。对于这种现象,应当控制零件配合表面之间振动,同时,在零件配合表面之间涂覆固体润滑剂。 7 结束语 综上所述,对于车辆机械零件磨损,不仅仅是一种磨损机理的结果,其是由多种磨损机理综合作用的结果。因此,分析车辆机械零件磨损机理具有重要作用,需要从多个方面考虑,通过采取有效的措施,使车辆机械的使用时间得到延长,以此减少车辆机械故障的发生,为保证车辆的正常使用奠定的基础。 机械零件论文:探究精密机械零件去毛刺与抛光加工的新工艺应用 摘 要:机械制造行业在发展的进程中,劳动力相对集中在精密零件精细加工环节,而这一环节工作难度系数也是相对较大的,一般情况下机械零件在加工的过程消耗的成本费用高达总生产成本的15%。文章在浅谈各类精密机械零件去毛刺与抛光加工的重要意义的基础上,着重地探究几种去毛刺与抛光加工的新工艺在精密机械零件加工与制造进程中的运用。 关键词:精密机械零件 去毛刺 抛光加工 新工艺 在精密机械零件的制作与加工的进程中,全面地提升精密机械零件精细加工质量是极为关键的,其设计了多样化的加工技术。而去毛刺与抛光两大问题一直被视为精密机械零件自动化生产进程中最大的弊病[1]。宇航产品要求10倍显微镜下观测无微小毛刺,零件表面不能有任何划伤,毛刺作为多余物一旦掉落就会严重影响卫星的安全性能。只有在高端新工艺、新技术的辅助下,机械产品的应用性能与外部美观度才有所保障。磨粒流加工、热能去毛刺和电化学加工3种新工艺技术在对金属零件表面进行处理之时取得了良好的效果[2]。 1 分析各类精密机械零件去毛刺与抛光加工的重要意义 在工业化以及自动化进程不断加速的局势中,只有机械零件毛刺在去除的情况下其零件表面的质量才会相应f 提升,也就是说无论是在产品的性能还是在装配与外观的质量以及使用年限上均达到改良与优化的效果[3]。例如在航空发电机机械系统传动中,只有去除毛刺,才会有效地规避传动系统卡死问题的出现;此外,在切削加工和装配的环节,毛刺和锐边消除以后才会强化机械零件抗疲劳的能力,从而延长机械设备使用的年限。总之,去毛刺和提高表面精度是机械零件在生产制造过程中不可缺少的工序,其可能会消耗一定的人力、物力以及财力,但是在优化产品性能方面发挥关键性的作用,可以认为去毛刺工艺环节的有效落实可以推动机械制造企业可持续发展前进的历程。 2 探究精密机械零件的去毛刺 2.1 机械去毛刺 这是一种借助切削加工去毛刺的方法,只有在加工刀具与被加工零件的毛刺或导角部位相切时,才能达到去除毛刺的目的。 2.1.1 基本工作原理 即动力刷去毛刺,这种加工方法在操作之时是极为简易的,面对经机械加工之后的零件,对其去毛刺之时,对刷子可以采用手工操作的措施,也可以使用机械操作的方法,一旦应用的是机械操纵刷子去除零件表面的毛刺,可以被称之为动力刷去毛刺或机械刷去毛刺。对动力刷的工作原理进行概述,可以将其视为一种多刃切削工具,每条刷丝都在同步地进行切削工序。在实际的加工环节中,刷子始终与精密机械零件处于旋转运动或直线往复运动这类相对运动的状态中,刷丝能够对零件产生多次的压接、摩擦、切削和弹性冲击的效果,最终达到去毛刺与抛光加工的加工目标。 2.1.2 动力刷机械去毛刺特征 优点:去毛刺效果良好,不会使机械零件表面产生划痕,同时达到倒圆、抛光、去锈的效果;可以有效地增强零件耐磨性和抗疲劳性,从而延长其使用的年限;刷子种类具有多样性的特点,可以安置于机械设备之中;在加工成本上体现经济性的特点,同时易于操控。 缺点:机械零件以及刷子的外部构造等因素,均有可能成为去除复杂型腔内部隐蔽毛刺的屏障,此时细微孔和窄缝处的毛刺很难被彻底清除;一旦毛刺高度大于300 mm,该工艺技术就无法达到对其去除的目标;此外,动力刷使用的时长是极为短暂的。 2.2 挤压珩磨去毛刺 2.2.1 基本工作原理 应用挤压一种半固态的成粘弹性的磨料介质(一般由基料、磨料和添加剂组成)渗透于待加工零件的棱边、表面从而产生磨蚀作用,实现去毛刺、倒圆和表面抛光目的。磨料的最大挤压力=介质受阻通道的横截面积×机床挤压力×100%。这一新型技术在对机械零件进行加工之前,要将零件放置于特殊设计的封闭夹具内,一定的压力和流量的共同作用下珩磨介质往复通过零件,在反作用力作用下,零件被加工部位在径向受到一定力度的挤磨、切削,从而实现去毛刺、倒圆和抛光的目标。 2.2.2 挤压珩磨去毛刺特征 优点:适用范围广;在加工环节具有方向性;精加工时间短。 缺点:不适用于较小盲孔或容积较小的空腔零件;大型的机械零件难以加工;在对机械零件加工之时存在浪费材料的现象。 3 阐述三种新工艺应用的具体实例 3.1 磨粒流加工应用实例 以0.2 mm为直径的小孔、以1.5 mm为直径的齿轮、以25 mm为半径的通道,或者是直径为12 mm的叶轮在加工的环节中均可以采用磨粒流加工技g。也就是说,在不同尺寸精密机械零件制作与加工的过程中均可以采用这一类型的工艺技术。但是技术人员在对这一加工工艺进行应用的过程中,如果面对的对象是大型机械设施的某个零件,应该做好技术应用前期准备工作,即安设专门化的输送通道。 在卫星系统进排气管、进气门、增压腔、喷油器、喷油嘴、气缸头零部件的精加工环节,该工工艺技术拥有较高的应用率。比如说在专门2工位磨粒流的生产线上粗糙的气缸头铸造件实现被精细加工的目标,优化了生产效率(30件/h)。有关数据显示该加工工艺的应用,使气缸头铸造零件表面的粗糙度从Ra4μm或Ra5μm降至到Ra0.4μm,可见降幅是极为显著的;此外该加工技术在卫星系统进排气管结构上的应用,可以有效地使废气排放量减少8%,发动机功率有6%的增幅,汽车行驶的距离是原先的1.05倍。 3.2 热能去毛刺加工工艺 该类型的去毛刺加工工艺技术最大的特点就是能够完全地依据制造者的主观意念去清除处于任何位置的毛刺,甚至可以延伸至人工无法涉及的方位,比如所机械零件的交界位置、盲孔里的毛刺等,正因如此,该工艺技术中在航空零部件和五金配件去毛刺与抛光加工环节的应用体现出巨大的实用价值。此外,该去毛刺工艺最大的优势是最大限度地压缩了机械设备整体的加工费用,使生产制造产业在单位时间内生产出更多数量的零配件,有效地规避了重复加工现象的出现。 3.3 电化学加工工艺 电化学抛光工艺技术具体在那些具有高纯净度标准的零件、人体手术植入构件、瓶模或者是形状各异对策不锈钢零件中有广泛的应用。这里笔者重点提及的内容是ECM仅仅满足常规加工方法的需求,在形状特殊化轮廓(例如柴油机的燃油喷油器喷油嘴的腔体)以及边角形状的零件加工环节是难以适用的。而ECD应用在安全气囊推进系统内表面的通孔和汇流板内部阶梯相交孔这类工件上之时,在对孔和边角进行去毛刺之时存在较大的难度系数;ECP可以大幅度地提高铣削三维轮廓(滚针轴承的滚针)表面的抛光效果。 4 结语 总之,机械零件欲要实现精加工的目标,去毛刺与抛光加工工艺技术就必须及时地引进与应用,但是技术人员在对磨粒流加工、热能去毛刺和电化学加工技术应用之时,一定要对机械零件的形状、尺寸等因素进行综合的分析[4],同时坚持经济性的原则,从而选择最优质的工艺技术,使卫星零件和机械零件的性能达到全面优化的目标,为我国制造行业获得更为宽阔的发展空间。 机械零件论文:机械零件的表面光整加工常用方法分析 摘 要:伴随着我国机械技术不断的发展以及创新。我国机械加工制造行业也有了非常大的提升。在我国机械加工领域中,如何进一步提升机械加工的精度以及表面质量显得尤为关键和重要。零件表面的加工精度以及加工质量是零件加工质量最直接的保障措施。加工零件的稳定性以及可靠性,实用性都能够在零件机械加工表面精度以及质量上得到体现。零件使用的延长方式有很多种,但是最重要的一种就是要在机械零件的加工过程中提升零件表面的加工精度以及加工质量。文章主要针对机械零件的表面光整加工方法进行详细的论述以及分析,希望通过文章的阐述以及分析能够为有效提升我国机械零件表面光整度贡献自己一份微薄的力量。 关键词:机械零件;表面光整加工;常用方法;技术' 1 我国机械零件加工过程中光整加工的具体含义以及主要特点 伴随着我国工业领域的不断发展以及提升,我国对于机械加工的零件表面质量以及精度有了更高的要求。零件的表面加工精度和质量对于零件主要有着四方面的影响;首先能够影响到零件的抗疲劳强度;其次能够影响到零件的抗腐蚀性能;再次是能够对零件的耐磨性能有一定的影响,最后是对零件的刚性接触强度有影响。因此在零件的加工过程中我们要对零件的加工质量严格的控制以及把控。零件的使用寿命以及零件的可靠性能也和零件表面的加工质量和精度有着非常大的关系。零件的光整加工主要是指零件在加工质量提升的同时还能够保障零件具有稳定的加工表面精度,有效的保障零件的加工效率。零件的加工光整程度在我国机械行业中是实现先进加工技术的一个非常重要的前提。也是我国零件加工等级从微米向着亚微米甚至是纳米等级发展的主要技术保障。光整零件Φ募庸し椒ù笾赂爬ㄓ辛街郑首先是传统意义上的机械加工;其次是非传统意义上的机械加工技术。从实际的操作技术来区分,还可以分为固结研磨和有礼研磨两种形式。抛光以及研磨是零件表面光整加工最长用到的方法。零件表面的光整加工在我国机械行业中的主要作用有六个。第一个是能够有效的降低零件加工过程中的表面粗糙度;第二个是能够有效的保障零件加工过程中表面缺陷的消除或者减轻;第三个是能够有效的改善零件表面的使用性能以及精度质量;第四个是能够对零件加工后的物理性能有很大的提升;第五个是能够均衡零件加工过程中产生的加工应力;最后一个是能够有效的对零件加工表面的光洁度以及清洁度进行提升。除此之外还能够对零件加工后的装配工作有很大的帮助,提升了零件的整体装配工艺。 2 我国机械零件加工过程中光整加工的主要方法 零件表面光整度加工方法主要有以下几种,精密磨削;砂带磨削;研磨;抛光;珩磨以及电化学抛光加工等等方法。下面针对每一项加工方法进行简单的分析以及叙述。 2.1 零件光整加工方法中的精密磨削加工方法 在机械加工过程中,零件表面光整加工的方法有很多,但是作为常规加工方法中的最后一道加工方法,精密磨削加工非常的重要以及关键。精密加工能够有效的保障零件在加工过程中的尺寸精度;表面粗糙度以及行为精度等加工要求。在零件的切削加工过程中,切削掉的零件表面尺寸越小,就意味着零件的加工难度越大。在精密加工中,使用的加工零件首先就是砂轮。砂轮的主要作用就是使用磨料对切削量要求非常小的零件表面进行切削。在这一过程中切削掉的零件表面非常小,通常情况下能够达到微米的级别。通过这一点我们能够相信,在零件加工过程中磨削加工完全能够满足零件加工最小尺寸的要求,对于零件加工精度以及形位精度和粗糙度的控制都能够达到要求。在机械加工过程中,磨削加工在零件的加工过程中使用的最广泛。在磨削过程中使用的磨削材料也是非常的多,例如软金属;不锈钢;淬火钢以及高速钢等都能够使用磨削的加工手段进行零件的加工。伴随着科学技术的不断提升,现阶段磨削加工工艺已经能够对非金属进行加工处理,特别是现阶段较为热门的半导体以及陶瓷灯非金属,质地较硬的非金属也使用磨削的加工手段来进行零件的加工。目前,几乎所有的零件材料都能够使用磨削的加工手段来进行加工,能够最大限度的保障零件的加工精度以及加工质量。但是需要注意的是精密磨削加工虽然有很多的优点,但是其加工加工效率低下的问题还是阻碍了静默磨削加工技术进一步的发展。由于精密磨削加工需要对细小的微粒进行加工处理,因此在加工过程中会产生非常高的加工温度,这样会导致加工零件在高温的作用下出现一些不良的状况,最显著的就是金属内部的金相组织容易在高温下出现变化,能够导致加工的硬化,由于加工过程中出现的高温,还能够影响零件后期的热处理淬火,最明显的体现就是精密磨削加工后的零件表面会出现一定量的表面烧伤或者是出现裂纹。因此在零件的加工过程中,要对静默磨削加工技术慎重选择,提前做好相应的准备工作。 2.2 零件光整加工方法中的砂带磨削加工方法 我国目前常常使用的加工方法还有砂带磨削加工技术,砂带磨削加工技术在目前看来是一项非常专业的加工技术。砂带磨削加工技术术语涂附磨具加工的范畴。砂带磨削在加工方法上分为两类,首先是闭式加工,其次是开式加工。砂带磨削的加工基材为混纺布,通过粘结剂的作用将磨料粘在零件的加工表面,砂带磨削的主要优点是能够实现非常高的生产效率,同时零件的磨削质量非常好,目前的应用也较为广泛。但是砂带磨削也存在一定的缺点。例如砂带的品种目前较少,砂带的质量也需要有一定程度的提升。 2.3 零件光整加工方法中的研磨加工方法 在光整度加工过程中,研磨加工技术主要就是通过相应的加工研具对加工物料进行加工,这种加工时一种微量加工,能够有效的保障零件加工表面的加工精度以及加工质量。研磨加工最主要的缺点是在研磨过程中加工速度过低,使用的加工时间较长,对加工效率有一定的影响。 2.4 零件光整加工方法中的抛光加工方法 抛光是用微细磨粒和软质工具对工件表面进行加工,是一种简便、迅速、廉价的表面光整加工方法,其主要的目的是去除前道工序的加工痕迹,改善工件表面的粗糙度,使工件获得光滑光亮的表面。传统的研磨与抛光的区别是在工具和效果上,一股研磨所用的研具是硬的,不仅可以降低表面粗糙度,而且可以提高精度,而抛光所用的工具是软的,它主要是降低工件表面的粗糙度,对加工精度无提高,甚至有时还会降低或破坏几何精度。 2.5 零件光整加工方法中的珩磨加工方法 珩磨是一种以固结磨粒进行加工的光整加工方法,它不仅可以降低工件表面的粗糙度,而且在一定条件下还可以提高工件的尺寸精度及形状精度。 2.6 零件光整加工方法中的电化学抛光加工方法 电化学抛光加工是利用电化学方法对工件表面进行的一种光整加工,是直接利用在金属表面发生的氧化还原反应来去除金属表面切削加工所残留的微观高点以降低其表面粗糙度的一种方法。 机械零件论文:机械零件设计中常见错误 摘 要:机械零件设计是在教师的指导下由学生独立完成的。装配图中体现了合理布置三视图,正确使用绘图工具及正确的投影关系。合理的零件结构、合理的箱体结构;合理的油标安装位置、合理的放油塞位置等。充分利用图册、手册、指导书等为依据,绘制出结构合理、规范的视图。通过边绘图、边计算、边修改的设计方法,发现错误、分析原因、及时改正。 关键词:视图 绘图工具 投影 设计 草图 机械零件设计是机械设计课程的一个重要的实践环节,是培养学生综合运用机械设计、机械制图等先修课的能力。通过机械传动、机械零件设计,掌握机械设计的一般规律和方法。综合训练学生设计计算能力、查阅图表能力、绘图能力。运用标准、规范,查阅手册和图册的能力。在指导学生课程设计的过程中有以下问题。 1 合理布置三视图 三视图是指主视图、俯视图和侧视图。一张完整A0图纸,除了三视图,还要标注必要的尺寸、形位公差、技术要求、标题栏和明细栏。合理布图,视图之间留有足够空间来标注尺寸,视图与图框之间也有相应的距离。不合理布图集中于整个图面的左侧或集中于下半部,视图画到边框线以外,无法标注。 2 正确使用绘图工具 绘图r多数同学使用自动铅笔或2B铅笔,少数同学用HB铅笔,还有的同学不会削铅笔。正确的方法是选用中华绘图铅笔HB打底线,用2B铅笔加深,削铅笔时从标铅笔型号的另一端开始,切记不要用卷笔刀。在绘图时,学生用三角板绘制水平线和垂直线,这样图面的水平线和垂直线就达不到要求。另外还有的同学把丁字尺当作直尺用,这样画出的图也不美观。常用的绘图工具有丁字尺、三角板和圆规。丁字尺有尺头和尺身构成,尺身有刻线的一边为工作边,符合要求的丁字尺,尺头的内侧与尺身工作边必须垂直。丁字尺用于画水平线。绘图时,由尺身的内侧边靠紧图板左侧导边,上下移动即可由丁字尺的工作边画出水平线。三角板可画出直线,也可与丁字尺配合画出垂直线和45°剖面线。 3 正确的投影关系 正确的投影关系,即:长对正、高平齐、宽相等。由于二级减速器结构尺寸相对比较大,多数同学都能做到长度对正、高度平齐、忽视宽度相等。因为这个宽相等是俯视图的宽度和侧视图的宽度相等。少数同学侧视图的宽度和俯视图的宽度不等,这就需要修改图纸或者重画。还有错误较多的轴承旁联接螺栓铸造凸台的投影。又如M12螺栓投影主视图正确,俯视图投影画成直径8 mm、10 mm、12 mm、14 mm等。有的投影关系对上了,尺寸不对。还有的尺寸对上了,有的投影关系不是偏左就偏右了。正确的是M12螺栓投影主视图正确,俯视图投影画成直径12 mm圆,而且在同一投影线上。 4 稳固的机座 设计时应保证机座有足够的强度和刚度。箱体壁厚8 mm,为增加机座底凸缘刚度,取机座凸缘厚度20 mm。机座凸缘的宽度应超过机座内壁以增加机座的刚度。如果机座凸缘的宽度没有达到或超过机座内壁,则机座的刚度不足,受力较差,易变形。 5 带油轮的设计 在设计二级圆柱齿轮减速器时,考虑润滑条件,为使高速级大齿轮和低速级大齿轮直径接近,取i1=1.4i2。当高速级齿轮传动模数m=1.5 mm,低速级m=3 mm时,会出现低速级大齿轮浸油深度超过1/3R时,高速级大齿轮才能得到浸油润滑,使得低速级大齿轮搅油损失功率过大。为解决这个问题低速级大齿轮浸油深度10 mm,高速级大齿轮采用带油轮润滑。带油轮常用塑料制成,带油轮的宽度是大齿轮宽度的1/2,带油轮浸油深度为10 mm。带油轮用带有螺纹的销轴固定在箱体内壁,带油轮与箱体之间有一个塑料套筒,保证带油轮与大齿轮中间部位啮合。 6 箱体结构设计 在小齿轮一侧,箱体轮廓圆弧半径通常大于小齿轮中心到凸台处的距离。 由于主视图中齿轮投影只画分度圆,在确定箱体内壁时会忽视齿顶高,产生齿顶圆与箱体内壁刮砰等现象。正确方法应保证齿顶圆与箱体内壁10 mm的距离。 7 油标指示器选择 油标指示用来显示油面的高度以保证油池中油量正常,一般设置在箱体上便于观察油面的部位。多数同学选用油标尺,油标尺上有最高油面刻度和最低油面刻度,油面高度位于这两个刻度之间视为油量正常。设计时,注意选择在机体上放置的位置及倾斜角度。在不与机体凸缘相干涉,并保证顺利加工及拆装的情况下,油标设置位置尽可能高一些,倾斜放置时与水平夹角不小于45°。当减速器安装位置过低或过高,不便于安装油标尺时,可采用圆形油标。如果油标指示器位置选择错误,加工时产生刮砰,易打刀;位置过低、溢油。如果油标指示器位置选择正确,则加工时不产生干涉,油面位置满足润滑要求,拆装油标方便。 8 装配草图的检查 装配草图的检查中有如下问题:(1)少数同学布图不合理,主视图和俯视图画到图框以外。(2)少数同学粗实线细实线不分。(3)还有的同学画出齿轮或轴承轮廓,剖面线就画出来了。这些错误,有些同学只有一项,也有些同学有若干项。正确方法是先画出三个视图中心线,可避免布图不合理;先画俯视图草图,用细实线画出齿轮、轴、轴承、套筒、箱体及端盖的轮廓,再向主视图投影,最后向侧视图投影。当装配草图检查没有错误时,中心线和齿轮分度圆绘制点画线,零件轮廓线绘制粗实线,剖面线和尺寸线绘制细实线,剖面线和尺寸线是在图面加深以后最后绘制。 除了上述基本的错误以外,还有以下结构及工艺错误。如:启盖螺钉、吊耳处箱体结构、定位销、油标、放油塞、凸缘螺栓等。具体如下:(1)启盖螺钉工作螺纹长度不足。(2)吊耳处,箱体内表面为斜面。(3)定位销过短。(4)油标与水平面小于45°,开口处润滑油外溢。(5)放油塞,开设位置过高。(6)轴承旁螺栓和凸缘处螺栓,两处都是铸造的未加工表面,易受偏心载荷的作用。 针对上述错误改正如下:(1)启盖螺钉工作螺纹的长度应大于机盖凸缘的厚度。(2)吊耳处箱体结构,机盖内表面螺纹处增设凸台,防止偏钻打刀。(3)定位销的长度应大于箱盖和箱座联接凸缘的总厚度,以便于拆装。(4)油标与水平面不小于45°,以便于加工和装配时油标不与凸缘干涉。(5)为了将污油排放干净,应在油池的最低位置设置放油孔。(6)凸缘处在安装螺栓头及垫圈处,锪出沉头座保证支承面与螺栓轴线垂直(轴承旁螺栓和凸缘处螺栓错误相同)。 9 结语 通过机械零件课程设计的训练,使学生掌握了机械零件设计的一般方法和步骤,学会了查阅手册、图册,使学生学会了综合运用所学知识。同时深刻体会边设计、边计算、边画图、边修改的原则,使设计图纸成为生产用图纸,为工程实际服务。 机械零件论文:探讨表面强化技术在机械零件中的运用 摘 要:机械零件出现失效的问题大多是从表面开始,因此,表面强化技术在机械零件中运用具有十分重要作用,可以提升零件的性能,比如,耐腐蚀性、耐高温性以及抗疲劳性等。不但提升材料性能、挖掘材料的潜力,而且可以有效提升零件的寿命。 关键词:表面;强化技术;机械零件 机械零件在运转过程中出现失效的原因在于零件的材料已经不能适应机械工作的环境,本人总结主要由三方面导致:由于腐蚀导致失效、由于工作强度过大而失效以及由于磨损而失效。失效总是先从机械零件表面开始,之后在影响到零件的内部结构,进而对机械的使用造成严重的影响。需要注重机械的零件使用情况,尤其是零件表面的材料,延长零件的使用寿命,提高机械零件性能。 1 表面强化技术的涵义以及意义 表面工程主要是指通过一些化学和物理的工艺让机械零件表面的材料以及性能得到改善,提高零件的抗压强度和耐磨性,其工艺内容主要包含了表面改性、表面加工、表面处理、表面涂层等。表面工程是影响零件成分、性能以及组织结构的关键性技术。表面强化技术能够通过不同的工艺手段来增强零件材料的硬度、强度、性能、组织结构等,使零件更加耐腐蚀、耐磨,增强零件的使用寿命。在零件中使用表面强化技术能够达到节约材料、挖掘材料潜力的目的,可以制造出不同的表面强化层,进而使经济效益得以提升。上个世纪60~70年代时期,在工业领域逐渐引进了激光束、离子束、电子束等技术,致使工业生产开始进行表面处理,同时国家对这方面展开研究,并在表面处理技术上取得一些进展。90 年代,表面工程技术逐渐系统化,出现表面工程学。这些都推动了表面工程技术的发展,也推动了其他相关技术的发展和进步。 2 对材料进行表面强化技术的意义 (1)可以挖掘材料潜力。在实际的生产工艺中,传统的表面强化技术,比如淬火技术、热处理技术等,它可以让零件的材料抗强度性更高、耐磨性更高,同时也可以承受更大的冲击力,韧性非常好,进而使零件的寿命得到大幅度提高。近代的一些表面处理技术,更可以增强零件材料抗强度性、耐磨性、耐腐蚀性、韧性、抗疲劳性等方面的性能,提高零件的使用寿命,如离子注入技术。 (2)有效节约零件材料。机械运作需要特殊零件材料,这些材料尽管性能比较好,但是非常稀缺和昂贵,给生产造成巨大的压力。表面强化技术对一般材料进行处理后,材料的性能会得到加强,可以代替一些特殊的材料,节约生产的成本,同时能节约零件材料。比如对钢件渗铝后,可提高钢件耐腐蚀性以及抗氧化性,同时也可以保持钢件的韧性,其在机械、汽车、建筑、石化等行业运用十分广泛。 3 常见的表面强化技术使用 (1)不改变材料表面成分的表面强化。不改变表面化学成分的表面强化技术一般有激光处理以及表面形变两种技术。表面形变技术已经在一些机械零件表面得到广泛使用,如齿轮、链条、弹簧等,在生产工艺中常用的表面形变技术有喷丸、摩擦强化、爆炸冲击强化、滚压等。其中,喷丸主要是根据弹丸高速的冲击力来撞击零件表面,使零件表面的密度更加紧实,从而形成硬化层。激光处理是一种零件表面加工的新技术,主要是将激光束照射零件表面材料,在材料表面吸收红外线的能量后达到非常高的温度后形变,但零件内部却是冷态,使零件表面迅速冷却,进而产生淬火效果。激光进行淬火后,材料表面硬度比普通淬火要高,同时淬硬层更厚,零件的耐磨性以及使用寿命大大提高。 (2)表面岽理的强化技术。对表面进行热处理的表面强化技术主要是通过零件材料的形态变化,进而使零件材料得到强化,例如,表面淬火。这种技术通过流动粒子炉、感应、电接触等传统加热工艺进行加热材料,属于低能量的表面强化,常被用于齿轮、机床等零件的表面强化上。高能量密度强化技术是在热处理表面强化技术上发展起来的,它主要是通过激光对零件材料进行瞬间扫描加热,使零件材料从珠光体快速变成奥氏体,之后再由零件自身进行冷却,使表面得到高硬度马氏体组织。这种表面强化技术主要在动力机械的零件上应用,如汽车、轧棉机的齿轮等,其可以提高零件材料的使用寿命。 (3)化学热处理表面强化。化学热处理的表面强化技术主要是将零件放在活性介质之中,在对其加热到相应的温度时,这样其他的元素便会渗入零件的表层,并改变零件材料表层的化学成分,使其具有特殊性能。这样的技术,能够提升零件的使用寿命以及抗疲劳的性能。此外,提升零件抗腐蚀能力以及抗氧化的能力,并且降低零件摩擦系数,改善零件润滑性,减少零件运行的摩擦。 (4)表面涂覆层的强化技术。在金属的表面上可以涂上一层或者几层特殊材料的薄膜,可以使用物理法或者化学法,这样的零件涂覆层的技术,主要包括电化学法、离子注入法以及气相沉积法。其中,电化法以及气相沉积在我国得到广泛应用以及技术相当成熟,此处不做说明。离子注入技术是将几万或者几十万的束流离子注入在材料的表面上,提升材料表面性能。比如,汽车在模具当中注入钠离子之后,可以延长汽车的使用寿命,甚至延长寿命达到十倍以上。又比如,在TI64AL4的材料当中注入钡离子之后,可以促使这种材料在温度六百摄氏度以上的情况下,氧化的速度得到大幅度的降低,大约可以降低80倍。此外,将离子注入在不锈钢或者轴承钢当中,可以促使不锈钢以及轴承钢的使用寿命得到大幅度的提升,可以提升几倍甚至几十倍。 4 结语 综上所述,随着技术的快速发展,在机械零件制造的过程中已经使用了表面强化技术,表面强化技术可以提升零件的使用寿命以及性能,增强零件的抗腐蚀性、耐疲劳性以及耐高度能力,相关技术人员应当在零件加工中广泛应用表面强化技术并且加强对表面零件技术的研究。 机械零件论文:数字图像处理在机械零件测量中的应用 摘 要:随着我国科学技术水平的发展,数字图像处理技术被不断应用在各个领域中,其中,在工业生产自动化系统中,数字图像处理技术得到了广泛应用,这对于我国提高工I化自动水平提供了技术支持。自动化、高精度化和客观化是应用数字图像处理技术的机器视觉的特点。该文针对数字图像处理技术在机械零件测量中的应用问题进行分析探讨。 关键词:数字图像 图像技术 机械零件 测量 由于我国数字图像处理技术的快速发展,在机械测量中取代了传统利用卡尺测量的方法。数字图像处理在机械零件测量中的应用,使测量工作的效率得到了有效提高,最大程度地保证了检测任务能及时、高效完成。机械零件测量的速度和精度是机器视觉所强调的,大大提高了工业现场的可靠性。通过数字图像处理技术测量机械零件,有利于提高零件的精度和准确度。 1 图像测量系统 光源、计算机、CCD相机、传感器、支架、零件移动平台等各个部件是图像测量系统的主要组成部分。图像测量系统原理图如图1所示。 机械零件的图像通过CCD相机获取,再利用计算机图像测量系统对所获取的图像进行预处理,使用测量软件测量机械零件的图像。由于受现场各种因素的影响,如受照明条件的影响,容易影响现场机械零件测量的精度。在此条件下,就要求测量人员对影响测量机械零件精度的因素进行处理,在现场采用环形光源,有利于避免机械零件产生阴影,影响测量精度。此外,环形光源的使用。使光线与机械零件近似垂直,使机械零件在环形光源的照射下更加明亮,便于分割零件图像,从而提高机械零件的测量精度。此外,在测量机械零件过程中,有的机械零件较大,导致CCD相机无法一次获取全部数据,这就要求使用双重坐标系来测量,双重坐标系是由面阵CCD相机和高精度的计量光栅单元共同组成的。由双重坐标系采用轮廓跟踪的方式进行检测,从而对机械零件的实际位置进行确定,进而提高机械零件的测量精度。 2 机器视觉技术在机械零件测量中的应用 2.1 利用机器视觉技术对机械零件进行精密测量 由CCD摄像头、计算机处理系统和光学系统共同组成了图像检测系统。图像检测系统的工作原理是先用平行光束照射待检测的机械零件表面,光源利用反射光,将机械零件的轮廓利用光学显微镜进行放大,然后将放大后的机械零件通过CCD摄像头使其成为图像,在计算机处理系统中输入成像后的数据,并对数据进行分析,从而对机械零件的定位进行精准测量。此外,在针对机械零件获取位移量的问题上,先移动需要检测的机械零件,对数据进行测量,再按上述方式对机械零件再测量一次,机械零件的位移量就是两次测量结果之差。在测量过程中,如果被测量的机械零件的两次轮廓线出现在同一个成像位置,该轮廓线的实际尺寸就是该机械零件的位移量。对于体积小、形状简单和生产数量多的机械零件使用此种方式检测具有明显的优势。 2.2 利用机器视觉技术对机械零件进行预调测量 利用光学投影对机械零件进行定位是传统的机械零件预调测量方式,通过光栅数显表将测量数据显示出来,但是此种方法要求相关测量人员具有较高的专业技术水平,此外在此种方式的使用上需要投入大量的人力,造成人力资源分配不合理的现象,阻碍了工作效率的提高。针对此种现象,新式预调测量仪在专业人士的创建改善后被应用到机械零件预调测量的工作中。新式预调测量仪,在传统的光栅测量技术的基础上,对机器视觉技术、计算机处理技术和机器自动控制技术等相关技术进行引进。这些先进技术的引进,对传统的机械零件预调测量模式进行改善,机械零件的光栅测量技术与机器视觉技术相结合的新式预调测量仪的应用,优化了操作流程,提高了工作效率,在提高机械零件测量精度方面也有十分显著的效果。 2.3 利用机器视觉技术对机械零件进行逆向测量 以三角法为基础,把机器视觉技术应用在逆向工程机械零件的测量中,对机械零件表面轮廓利用应用线结构光进行测量,是快速轮廓视觉测量技术。在机械零件的测量表面投射平面条纹结构光,使测量表面在光的照射下产生不同形状的条纹,从而开展机械零件表面的分析工作。此外,在摄取机械零件表面条纹的图像时,必须把经过视频信号的CCD摄像头转化到模拟信号模式,再进行模拟信号转化数字信号的工作,在此工作完成之后对所得数据进行保存,最后用计算机处理系统对所得图像进行处理,得出机械零件模型图,从而对机械零件进行测量。 3 结语 机器视觉技术和数字图像处理技术的快速发展,使其在机械零件的测量中得到了广泛的应用。该文从图像测量系统、机器视觉技术在机械零件测量中的应用两方面进行分析,得出数字图像处理技术具有工作效率高、测量结果精度高、可靠性强、节省人力资源且有实时性等特点。在测量机械零件的工作中使用数字图像处理技术为我国工业的进一步发展奠定了基础。 机械零件论文:浅谈机械零件制造成本估算系统 摘 要:在机械零件的制造过程中,零件的可制造性的指标有很多,其中重要的一个就是零件的制造成本。零件的制造成本不仅是其可制造性的重要指标,同时还是产品设计的反馈。因此,机械零件的制造成本估算对于帮助设计人员了解机械的成本和及时的对成产品进行改进有着很大的作用。只有做好成本估算,设计人员在设计机械零件的过程中才更够把握好每个零件设计所需的成本,准确的控制住整体成本,并及时的改进。这就在很大程度上影响着企业的生产和经营活动,同时对产品的质量和价格等有着重要的影响。本文主要根据机械零件的特点等进行了分析,简单的研究了机械零件制造成本估算系统。 关键词:机械零件;制造成本;估算系统 在机械制造中,要向做好成本分析,降低相应的成本,首先要做好成本估算。而在成本估算中,制造成本的估算是其中最重要的部分之一,它是整个成本估算的基础,因此制造成本的估算是极为重要的部分。制造成本的估算,主要就是指从产品的设计特征转换到产品制造成本,并将相应的信息传递给零件的设计人员,并尽快的做出相应的决策。制造成本估算的速度和准确率,直接影响着企业的经营活动和相关的管理工作,同时对企业的决策和分析产品数据的准确性有着重要的影响。在早期的成本估算中,由于估算方法较为传统,不能有效的反映零件的加工情况,掌握加工过程中的一些信息,因此估算系统需要不断的改进,使其能够对零件进行详细的分解。 一、机械零件制造成本估算系统的框架结构 一般来说,机械零件制造需要根据零件的功能和核算的准确性等进行划分,保证成本的估算能够尽可能的准确,接近实际成本。成本估算系统一般分为: 1、分类编码及相似检索模块; 2、基于神经网络的成本估算模块; 3、基于相似性的模糊成本估算模块; 4、基于工艺的交互式成本核算模块; 5、基础数据库管理模块。 在成本估算系统中,各个模块之间有一定的联系,并且相互之间的影响也是较大的。如果利用成本估算系统来对零件的制造成本进行估算,那么对于每一样零件成本的估算,都需要该零件的具体信息。因此,在这个过程中,不同零件的信息会与其相对应,输入零件信息的时候要根据所选估算模块的需求和特点,来输入相应的参数。 二、机械零件制造成本估算 (一)网络模型建立 在机械零件制造成本的估算中,本文主要使用神经网络系统对机械制造成本进行估算。在神经网络系统中,误差网络神经传播是最为重要的一种,也是使用最广泛的估算方法。从结构上讲,模型网络是一种多层网络,其中分为输入层、隐层和输出层,在几个层面之间,基本都是采用全连接的方法,这就使得整个网络系统的联系有所增强。BP网络模型相对于其他的网络模型具有更强大的功能,在自组织、自学习方面都较强,且具有非线性处理功能,因此,机械零件的成本在设计阶段就可以得到较好的控制。由于BP网络之中包含着隐含层,在N维到M维之间的映射就可以很好的完成,因此为了使所需的网络结构显得简单方便,可以使用含有隐含层的网络对机械零件成本进行估算。 (二)确定相应的网络结构 在零件的制造过程中,由于其构成的类型较多,且每一种类型的特征有所不同,如果全部都使用同一种结构,那么它所牵涉的网络就会很复杂,需要很多的时间和精力去学习。而若是专门设置一个集成的网络系统,为每一个类型的零件都设置一个子网络,那么每个相应的子网络就会根据零件类型的特征而显得不同,更加的符合零件制造的需求。这样就能够更好的对对应的子系统进行训练,并从中获取所需的参数和信息等。在这个过程中,首先要根据零件的类型,去选择与其相符合的子系统,并利用起相应的参数,经过系统的估算,来计算出零件的制造成本。 (三)系统的实现 根据前面的模型系统和估算方法,再利用相应的软件作为具体的开发工具,对零件制造成本估算系统进行编制。这个成本系统主要包含了几个重要的模块,而网络结构成本估算模块中又有几个子系统,专门用于针对零件特征类型的。这些子系统的功能是根据所对应的零件类型的特征和需求来设置的,这些系统的设计需要根据具体的零件数据信息来完成。 三、结束语 本文主要针对零件的制造成本估算系统进行了一系列的分析和研究,使用神经网络估算法对相应的零件成本进行了计算,尽可能的提高了估算的准确性,且在一定程度上节约了时间和精力,产生的效果较为明显。这种方法不仅提高了零件制造成本估算的准确性,同时避免了一些复杂的计算关系,使系统变得相对简单,提高了估算的速度。但目前我国的机械零件制造成本估算系统还需要进一步的完善,尽量减小估算的误差,使其更加接近实际成本,减少不必要的损失。从以上可以看出,在早期的机械零件制造成本估算中,运用神经网络的方法是可行的。 机械零件论文:浅谈复杂机械零件的六面体有限元网格生成方法 摘要:目前,飞机、车辆以及机床等机械制造业迅速发展,其中很多关键部位的零件并不是呈规则分布是,具有复杂性特点。所以,关于复杂机械零件的有限网格生成具有非常广阔的应用前景,其中六面体网格和传统的四面体网格相比,具有显著优势,所以是有限元网格生成的首选方法。为了提高六面体网格的适应性,扩大其在复杂机械零件生产中的应用,本文首先论述了六面体网格的必要性,然后对其主要生成方法进行了讨论。 关键词:复杂机械零件;六面体;有限元网格;生成方法 近几年来,在工程领域中,有限元法可以解决很多工程问题,是一种近似的数值法。在进行有限元仿真时,必须要对连续体进行离散化处理。为了让离散的网格无限接近连续区域,保证计算的结果在误差允许的范围之内,就必须确保离散后网格的高质量。目前,二维平面的网格生成方法比较成熟,但是在三维立体的有限元网格,尤其是六面体网格中,其生成方法还存在较大争议,还有很多问题需要解决。下面,我们就从如下两个方面对复杂机械零件中应用六面体有限元网格的重要性和常用的生成方法展开讨论。 一、复杂机械零件应用六面体有限元网格的重要性 在对复杂机械零件进行有限元的仿真过程中,要确保计算结果的准确性和精确性,就必须对单元类型因素进行综合考虑。由此可知,单元类型的选择在有限元的仿真计算中具有非常重要的作用。如果复杂机械零件需要对体积成形的刚塑性或者钢塑粘性进行有限元仿真,那么单元类型的选择就尤为重要。 刚塑性或者钢塑粘性有限元具有三个主要特点:第一,这是一个很大的变形过程,在对其进行有限元计算时,需要对网格进行多次划分,会消耗大量的时间,而且每划分一次,都会影响其精确度。第二,它属于非线性问题,需要迭代求解,对效率进行计算。第三,工件和模具之间的动态接触需要进行多次处理,但是每一次处理都会让模型的体积产生影响,导致计算精度的误差增大。上述三个问题的产生都和单元类型的选择具有密切联系,如果选择合理的单元类型,可以减少网格的划分次数,减少相同的高斯积分点数,提高计算结果的精确度和计算效率。 六面体有限元网格单元具有很好的变形特点,计算的精确度高,所以在三维立体的有限元仿真中被广泛应用。在复杂机械零件的三维有限元仿真中,单元必须具备一定的刚性,也就是抗畸变能力,这样才能避免网格的重复划分;同时也要具备一定的柔性,即变形特性,这样才能将变形的过程真实的反映出来;另外,较高的计算精确度也是必不可少的。 目前,四面体和六面体是复杂机械零件体积成形有限元仿真的主要单元,但是通过大量的实验研究和计算表明,六面体单元计算的准确度高于四面体单元,所以在复杂机械零件的成形过程中,应该首选六面体有限元网格。 二、复杂机械零件六面体有限元网格的常用生成方法 (一)单元映射法 这种方法是三维网格生成中使用最早的,具体步骤如下:①将立体图形进行交互划分,分成几个具有20个节点的六面体区;②利用函数映射原理,对六面体区进行更进一步映射,将其分成若干个具有8个节点的六面体单元。所以,这种网格生成方法的操作比较简单,能够生成比较完整的结构化网格。这种生成方法最大的局限性在于,复杂机械零件的表面并不是平整的,而是具有复杂性特点的自由曲面,会对计算结果的精确性产生较大影响。同时,采用人工方法进行分区会消耗大量的时间,自动化程度较低。目前,虽然有研究学者提出了整体规划技术,实现了分区的自动化,但是在复杂机械零件的区域划分中,还是很难进行自动分区。 在单元映射法中有一个特例,即曲面映射法,能够对几何曲面进行离散化处理。有学者对这种六面体有限元网格的单元映射自动生成技术进行了研究,在这个过程中,自然坐标的分割可以利用加权因子进行控制,生成的有限元网格的密度也有所不同。对原域为单连通凸区域的简单形体及原域为复连通凹区域的复杂形体,该种方法均可生成质量较高的网格。 (二)栅格法 这种方法的具体步骤如下:①提前制作网格模板;②将需要进行网格化出来的复杂机械零件放置在模板上;③在零件的实体内部,尽可能多的填充一些规则的网格,例如长方体或者正方体;④根据零件实体的边界特征,对边界上的网格性状和连接关系进行调整,让边界上的六面体单元能够无限接近其真实形状。这种网格生成方法的最大优势就是,自动化程度较高,生成的速度较快。同时,边界单元的质量不高是其最大的缺点,而且单元网格的尺寸比较接近,无法对网格的密度进行有效控制也限制了该生成方法的应用。由此可知,这种网格生成方法的未来发展趋势就是:控制实体内部的初始规则网格的尺寸,以控制最终形成的网格的密度,采用拆分中和合并单元等网格结构重组的方法,以及网格优化算法来提高边界单元的质量。 除了单元映射法和栅格法之外,几何变换法、改进八叉树法、模块拼凑法、单元转换法和B样条曲面拟合插值法等都是复杂机械零件六面体有限元网格常用的生成方法,需要在今后的研究中进行深入探讨。 机械零件论文:分层教学在《机械零件数控加工》课程中的探索 【摘要】根据教育部因材施教的教学原则,针对学生的个体差异,从以学生为本,满足学生需求的基本目的出发进行分层教学,使不同水平的学生都能得到合适的指导并取得发展。本文通过对《机械零件数控加工》课程分层教学的分析和尝试,证明在此类课程中进行分层教学更加有利于教学的进行和学生的发展。 【关键词】分层教学;数控加工;个性差异 随着社会的不断发展进步,忽视学生个性发展的统一规格教育的弊端不断显露出来,造成大学教学出现费时低效的局面。随着教育改革的不断发展,差异性教育符合了现代教育理念,针对学生的个体差异,以及教育部因材施教的教学原则,从以学生为本,满足学生需求的基本目的出发进行分层教学,使不同层次的学生都能在自己的“最近发展区”内获得发展。 因此在我国高等院校,尤其是高职院校中,综合分析多种情况,进行分层教学的的研究越来越广泛,并且不断深入。现针对我校的具体情况进行分析和研究,并通过实验,得出实验结果并进行分析。 1 学生个体发展的不同要求进行分层教学 我院属高等职业技术院校,存在很多鲜明的特点。招生生源多样化;招生的学生思 想活跃,差异较大;学生能力水平不以及机械零件数控加工这门课程本身的特点等等,都为实施分层教学提供了必要依据和可操作性。 1.1高职院校招生途径和生源多样化。 现我院的招考途径主要有自主招生,单考单招、国家高考统一招生等几种方式,每种招 生方式对学生的能力考核和要求都是不同的;就生源上讲,有普高生和中职生。由于高中阶段教育侧重不同,普高生和中职生在理论掌握和动手能力等方面都有很大的不同。因此,重视这种不同,根据各自不同的特点进行分层教学是非常必要的。 1.2学生自身特性的差异。 学生自身能力差异在实训实践课堂表现会更加明显,往往这种差距比较大,这也为我们 分层教学提供了条件。数控加工实训课程是一门动手能力要求很强的实践课。而由于我们招生生源的不同,中职生和普高生在实践经验和动手能力方面存在着很大的差异,这给我们提供了分层教学的理论基础。 1.3学生职业生涯规划的不同。 高职学生对自己的职业生涯已经有了基本的规划。因此学生对课程内容的难度需求会有不同。进行分层教学可以使学生有目的的进行学习。 2 《机械零件数控加工》课程特殊性的需要 近年来随着职业学校招生途径的多样化,不同生源之间文化水平和技能水平差距越来越大,普通的统一的课题教学模式和内容已经不能满足不同水平学生的学习需求。特殊的课程教学模式和要求更加适合分层教学模式 2.1目前我们的数控加工实训课程存在的主要问题。 统一的教学内容不适合个人能力上存在梯度的学生。数控加工实训课堂教学内容一样,但高职学校的学生的能力和需求差距很大。比如原中职的同学,已经掌握基本的设备操作方法,能加工普通的机械零件;但普通高中升上来同学,数控机械设备还是第一次见到,可以说是零基础能力,相对后期的学习压力就会很大。 2.2统一的教学方式,学习效果不好。 现在统一规格的教学内容,在教学和实践过程当中,往往是几个会做的同学包办所有零件的加工。这样就会造成水平高的同学没有更进进步,水平低的同学没有学到知识。同学之间的能力差距会越来越大。 2.3课堂氛围不活跃。 由于同组的人能力相差悬殊,缺乏互相的学习、沟通和协作。 2.4考核评价激励作用不足。 由于学生的能力和未来的就业方向的差异,同样的考核评价体系起不到足够的激励作用。 3 分层教学形式的确定和实施 通过分析我校学生的各方面特点,以及根据《机械零件数控加工》课程的具体特性,以大一第二学期的某班级学生为主体,我们制定了分层教学模式,并进行了实验。 3.1以学生为本,满足学生需求 根据学生的不同水平进行层次的划分。在了解学生的生源、能力、学习意愿的基础上把 学生初步分层几组,进行分层次的教学和辅导,经过一段时间后,根据学生学习的状况可以进行二次的分层,即实现动态的分层,满足不同时间段学生的真实需求。同时要注意分层的隐形性,考虑到学生自尊心和自信心的保护。 3.2因材施教,打造饱满课堂 根据学生的分层,教师进行教学目标分层,重新进行了教学整体设计和单元设计,从而完成教学内容的分层;在上课过程中对学生进行分层的辅导。充分把握辅导时间和辅导内容,使整个课堂人尽其才,充满生机和活力。 3.3分层考核,有效激励。 对学生课程考核进行分层。消除以前的顺序排名制,进行分层次顺序排名。对每个层次优秀的学生进行同等的激励,对在同一层次里成绩提高的学生进行特别的奖励。这样使得学生能够充满学习的渴望,不断要求进步。使考核真正对学生进步起到激励作用。 3.4 实施结果分析 通过一个学期的分层教学。试验班级和其他并行班级相比,学习热情和学习效果都有了明显的提高。在教学过程检查记录中发现,课堂热情和课堂纪律和学生参与度都是比较高的;在课程结束后的数控中级考证中成绩也明显优于其他班级。 因此,分层教学在《机械零件数控加工》课程中的应用是非常必要的。同时此种学方式也适用于其他以操作训练为主的实训课程中。 机械零件论文:浅谈机械零件的测绘方法 摘 要:机械零件测绘是学生进行产品设计入门的初级阶段,也是对机械制图这门课程的实践,学会机械零件的测绘方法,对机械专业的学生十分重要。 关键词:零件测绘 步骤 注意事项 笔者刚参加工作时,虽说刚从学校毕业,但好像觉得什么都不懂不会,什么都要问师傅。那时就觉得在学校实践太少,对相关知识联系太少。所以笔者认为,学生走出校门走上社会工作岗位,在学校的时候应该多参加实践课,多积累一些工作经验是很有必要的。机械零件测绘是在校机械专业学生进行零件产品设计入门的初级阶段。现在又有人把这种方法称为反向设计法,对学生而言,实践性很强。作为机械专业的学生来讲,学会零件的测绘是非常有必要的。那么,机械零件如何进行测绘呢?方法其实比较重要。 一、零件测绘的概念 所谓测绘就是对已有零件进行分析,以目测估计图形与实物的比例,徒手画出草图,测量并标注尺寸和技术要求,然后经整理后画成零件图的过程。测绘零件大多在车间现场进行,由于场地和时间限制,一般都不用或只用少数简单绘图工具。徒手目测绘出图形,其线型不可能像用直尺和仪器绘制的那样均匀笔直,但不能马虎潦草,而应努力做到线型明显清晰,内容完整,投影关系正确,比例匀称,字迹工整。 二、零件测绘的步骤 1.分析零件 在最初设计时,一般都赋予零件某种功能,以及在机器当中担负的作用。为了把被测零件准确完整地表达出来,相关的精度和尺寸要标注清楚,所以我们应先对被测零件进行认真的分析,了解零件的类型以及在机器中的作用,所使用的材料及大致的加工方法。 2.确定零件的视图 为满足生产的需要,零件图的一组视图应视零件的功用及结构形状的不同而采用不同的视图表达方法。关于零件的视图表达方案,主要分两个方面: (1)主视图选择:主视图的选择应遵循两条原则: ①应反映零件的主要形状特征; ②尽可能反映零件的加工位置或工作位置,当这些位置难以确定时,应选择自然放置位置。 (2)其他视图及表达方案的选择。若主视图未能完全表达零件的内、外结构或形状,就应选择其他视图或表达方案进行补充。因此在零件的总体表达方案中,每个视图或表达方案都应有一个表达重点。需要重申的是一个零件其表达方案并非是唯一的,可多考虑几种方案,选择最佳方案。 3.目测徒手画零件草图 在这一步当中,主要分以下五个小步骤: (1)确定绘图比例并定位布局:根据零件大小、视图数量、现有图纸大小,确定适当的比例。粗略确定各视图应占的图纸面积,在图纸上作出主要视图的作图基准线和中心线。要注意留出标注尺寸和画其他补充视图的地方。 (2)详细画出零件内外结构和形状,检查、加深有关图线,注意各部分结构之间的比例协调。 (3)将应该标注尺寸的尺寸界线、尺寸线全部画出,然后集中测量、标注各个尺寸。注意检查遗漏、重复或注错尺寸。 (4)填写技术要求:确定表面粗糙度,确定零件的材料、尺寸公差、形位公差及热处理等要求。 (5)检查、修改全图并填写标题栏,完成草图。 4.绘制零件工作图 由于在绘制零件草图时,受某些条件的限制,有些问题处理得不够完善,一般将零件草图整理、修改后再画成正式的零件工作图,经批准后投入生产。在画零件工作图时,要对草图进一步检查和校对,对零件上的标准结构,需要查表并正确注出尺寸,用仪器或计算机画出零件工作图。画出零件工作图后,整个零件测绘的工作就完成了。 三、零件测绘的注意事项 第一,在测量尺寸时,应正确选择测量基准,以减小测量误差。对零件磨损部位的尺寸,应参考其配合零件的相关尺寸,或参考有关的技术资料予以确定。 第二,零件间相配合结构的基本尺寸必须一致,并应精确测量,查阅有关手册,给出恰当的尺寸偏差。 第三,零件上的非配合尺寸,如果测得为小数,应圆整为整数标出。 对零件上的截交线和相贯线,不能机械地照实物绘制,因为它们常常由于制造上的缺陷而变形。画图时我们要分析它们是怎样形成的,然后用学过的方法画出。 从以上机械零件测绘方法可以看出,机械测绘与机械制图这门课程联系比较密切,学生学了机械制图这门课,就可以应用到机械测绘上面来。这样既得到实践,又巩固了知识,同时也掌握了零件设计的基本方法,在走出校门进入社会时,又多掌握了一门技术。这样既可以胜任绘图员工作,也可以从事技术管理工作,就业的空间更加宽广,前途更加光明。 机械零件论文:机械零件中的表面质量与精度控制 【摘 要】机械零件的表面质量与精度是机械加工中非常重要的两个内容,也是提升零件使用性能的重要影响因素。分析加工过程中工艺因素对零件表面质量的影响,控制加工过程是提高零件使用性能的重要方法。本文主要论述了表面质量对耐磨性、耐蚀性和疲劳强度的影响。 【关键词】表面质量 精度 措施 在机械零件中的破坏首先会从零件的表层开始,所以零件表面质量的好坏直接影响着产品的使用性能,以及其可靠性和耐久性。研究加工零件表面指令的目的是为了掌握加工过程中的加工工艺对零件表面指令的影响因素,从而通过一定的措施控制加工工艺过程,最终改善零件的表面质量,提高产品的使用性能。 一、机械加工表面质量与产品性能的联系 在机械零件的使用过程中,零件的磨损是不可避免的,也是一个逐渐积累的过程。零件在使用的过程中药经历初期磨损、正常磨损和剧烈磨损三个时期,在不同的时期内零件的表面粗糙度对其磨损程度不同。表面粗糙度越小,其磨损性能越好,但是其表面也不易太过光滑,否则不利于润滑油的存储,出现零件内部分子之间发生相互粘结的情况。所以控制零件表面的粗糙度是保证加工环节稳定运行,实现工作载荷有效控制的有效方法。另外零件表面的粗糙度是衡量零件耐蚀性的重要因素,二者成正比关系。零件表面的粗糙度越大,其表面之间相互配合的质量就越差,间隙也就越大,不利于控制加工过程中的零件磨损率。 二、机械零件中表面质量对机器使用性能的影响 (一) 对耐磨性的影响 对于刚刚加工好的两个零件表面之间的磨损最初只是存在于表面粗糙的峰部之间的接触部分,其实际接触面积远远小于其理论接触面积。在接触部位存在着很大的接触应力,导致零件容易产生塑性变形、弹性变形以及峰部之间的剪切破坏等等,从而引起更为严重的磨损。表面粗糙度值越小,其磨损性能越好。但是也要保证相互接触的两个零件之间有足够的润滑,因此对于香花接触的两个零件的表面粗糙度存在一个最佳值,它跟零件的工作情况有关,工作载荷越大,其初期磨损量就越大,表面粗糙度的最佳值也要相应变大。 表面冷作硬化是影响其耐磨性的又一个影响因素,冷作硬化后的表面层金属的显微硬度得到了提高,故其耐磨性也得到了提高。但是零件表面的冷作硬化程度并不是越高越好,过高后会导致金属组织的疏松,零件表面容易出现裂纹和表面层金属的剥落,这样就会大大降低零件表面的耐磨性。 (二)对疲劳强度的影响 疲劳破坏是金属零件破坏的又一表现形式,产生疲劳破坏的部位往往发生在零件的表面和表面冷硬层。 表面粗糙度。受交变载荷的影响,零件表面粗糙度的凹谷部位往往存在应力集中,容易产生疲劳裂纹。表面粗糙度的数值越大,其裂纹越深,吻底半径越小,零件抗疲劳破坏的能力就越差。 残余应力。零件的经过处理的过程中往往会存在残余应力,残余拉应力值越大产生的疲劳裂纹越大,零件的破坏也越大。零件表面层的残余应力则可以阻止疲劳裂纹的产生,延缓零件被破坏的速度。 (三)对耐蚀性的影响 零件的耐蚀性在很大程度上跟零件表面粗糙度的数值有关,其值越大,凹谷中所能积聚的物质也就越多,零件抗腐蚀的能力就越差。 (四)对配合质量的影响 对于间隙配合,零件的粗糙度数值越大其磨损量越大,如果间隙过大就会影响零件之间的配合性质。对于过盈配合来说,在零件的装配过程中有一部分峰尖会被挤平,造成实际过硬两减小,大大降低了零件之间连接的紧密程度。 三、影响机械零件加工质量和精度的因素 机械零件的加工精度是零件使用过程中好坏的又一影响因素,一般情况下影响零件加工精度的因素主要有三个:尺寸精度、几何形状精度和位置精度。尺寸精度是指加工表面与基准尺寸之间的误差;几何形状精度是零件表面几何形状的误差,主要有平面度、直线度、圆度和圆柱度等;位置精度是加工表面与基准之间误差,主要有平行度、垂直度和同轴度等。 由于加工过程中多种因素的限制,这三个精度不能完全达到,加工误差不能完全被消除,那么分析加工过程中影响其精度的因素就变得非常必要。通过对零件加工过程的分析,我认为影响其加工精度的因素主要有:机床的几何误差、定位误差、调整误差和刀具误差等四个方面。 四、提高机械加工质量和精度的方法 (一)选用精度高、韧性强的刀具。 在零件加工过程中所采用的刀具要有较大的刀尖圆弧半径和较小的副偏角以及合适的修光刀或者精车刀等。但是在选用的过程中要注意相互之间的相容性,使刀具的材料与工件材料相适应。 (二)优化其塑性和金相 对于塑性较大的低碳钢,在加工之间要进行正火处理,以降低其塑性,减少加工过程中的变形。在选择好材料进行加工之前要进行适当的处理,以保证其内部晶粒的大小和分布。 (三)减少误差 在机械加工的过程中提高夹具、刀具等的精度,减少因热变形造成的设备误差和刀具的磨损。对于精密零件要采用精度较高的机床,并且控制机床的加工环境,从而提高所得零件的质量和加工精度。在适应的情况下还可以采用误差补偿措施,通过人为制造出的新的误差来降低或者补偿机床原有的误差,从而提高其加工精度。 五、结语 由于机械零件的表面质量对零件的耐磨性、疲劳强度、抗腐蚀性以及精度稳定性都有很大的影响,因此对于重要的加工表面在加工过程中要综合考虑各个方面的因素,从而达到提高零件表面质量的要求 机械零件论文:机械零件的检测与误差原因分析 【摘 要】工件的整体质量大大取决于机械零件的质量,因此,在工业生产当中应当注重对机械零件的检测,以保证产品的性能。笔者从机械零件检测之前的准备出发,阐述了检测过程,并对可能出现的一些误差及其产生原因作了讲解。 【关键词】机械零件;检测;误差;原因 如今数控加工在工业生产当中的运用越来越广泛,为了对一些工艺参数进行调整,往往需要去加工的产品采取检测。其中对机械零件的检测主要是尺寸方面的度量以及定位方面的检测。假如将生产出来的产品送到另一部机器上检测,需要再次进行定位,这就导致了更大的误差产生。如果产品检测不满意需要返工的话,又要送回原仪器再次制作,容易损坏产品。这样来回奔波也不利于生产效益的提高。于是,机器视觉应运而生了,高精度、高速率的优势使之受到广大工业生产企业的热爱。 1 机械零件测前准备 1.1 阅读图纸、了解零件 对机械零件采取检测之前,应先熟悉其结构,从图纸看起。图纸上一般为三视图,先看主视图,主视图中反应了产品最多的信息,往往表示了产品加工的位置或者在设备上的安装位置。并兼顾观察其他视图,观测产品由什么样的表明构成,注意上面的一些特殊细节,比如孔、键之类。此外,应注意小部位的相对位置。大体的信息了解之后,应仔细观察产品的尺寸大小,由长、宽、高的绘图基准来研究,注意尺寸的性质,有些是定形的尺寸,有些是定位的尺寸。对面的性质也要加以注意,有些需要精加工,有些只需要粗加工,还有的不需要加工。对于有些重要的尺寸,上面标明了公差,加工时应加以注意。有一些标准件,应当按照标准数据来,比如齿轮和蜗杆之类。检验的专业人员应当对这些标准有所熟悉。对于有后期加工的工件,应当考虑尺寸的前后差异。 1.2 分析工艺文件 类似于平常所见的说明书,工艺文件阐述了零件加工以及检验的过程。检验的专业人员应当仔细阅读工艺文件,了解每一道工艺实施的位置、过程,且需要熟悉重要的装夹方式以及定位的基准。此外,检验的专业人员应当对加工的仪器和检测的仪器有一定的了解,熟悉它们的运行机制和加工流程。全部过程都应当根据规定好的流程加工,不然容易出现误差,甚至发生事故。有些检验工作者认为自己经验丰富,省略一些工序,这是很危险的,也会造成产品的不合格,影响生产。 1.3 合理选用量具、确定测量方法 在完成上面两个步骤之后,就需要挑选合适的仪器检测零件是否合格。选择的依据是零件的几何性质,如果零件是圆柱台阶轴,按照公差要求装配的话,可以使用千分尺、游标卡尺;假如零件含有内孔,能够使用钢板尺、内径百分表。此外,还有一些无法测量的尺寸,需要工作人员按照以往的经验进行判断,并自制一些测量工具帮助测量。整个加工过程均为按照一个流水线上的工艺流程进行的,应注意各个工序之间的衔接。 1.4 表面随机纹理处理 根据制作要求的不同,有些产品要求表明车出纹理,纹理比较细致,很容易出现缺陷。但是缺陷往往很难发现,且占的比例不高,所以应该编辑合适的算法进行除噪,使缺陷更加明显一些。能够使用高通滤波过滤低频区域,这样能够使高频区域更加突出。使用比较普遍的有理想高通、指数高通以及BHPF滤波器。相比而言,第一种效果最佳,不过于截止频率的地方会出现振铃效应,不利于检测。第二种也是在截止频率的地方出现问题,出现很多噪声点。最后一种比较温和,反应比较平缓。一般情况下,缺陷都在高频区域,所以选择合适的截止频率,就可以有效地突出缺陷。 2 机械零件的具体检测 2.1 合理选用测量基准 测量过程中使用的基准最好和加工时所用标准一致,有利于提高测量的精度。如果不一致,就应当选择精度比较高的面,方便定位。比如检测套类零件的时候,能够挑选中心孔的轴线当基准;如果要检测垂直程度应当把主要的表明当基准。 2.2 表面检测 零件的整体质量与表面质量息息相关,表面质量不过关可能会引起内部缺陷的出现。通过对产品表明质量的探究可以对制造过程中的每一步工艺流程进行深入的分析,从而从源头上防止缺陷的产生。表明的缺陷包括一些小的磕碰、划痕以及一些裂缝等等。对于不同的产品应当注意容易出现哪些缺陷,做到有的放矢。表面检测完之后,应将检测结果仔细做好笔记,并且将不同的产品进行分析,做到条理清晰。 2.3 检测形位公差。 不同的尺寸可能有不同的公差要求,需要尽量根据现行的标准来设计。比如轴类、方形器件应检测其直线度,对称的部位需要检测对称度。检测的过程中,有些误差是不可避免的,有些误差是可以避免的,不可避免的误差往往是由于仪器精确度所限,还有估读最后一位读数的时候,由于随机性,一般不会相同,可以通过取平均值,减少误差,但是无法避免;而可以避免的误差往往是由于操作不规范而导致的,因此,应当规范测量减少这种人为误差。 3 机械零件误差原因分析 加工过程中,产品是固定在设备上,随着机器的运转而运动。所以,刀具、机床固有的误差以及加工过程的不可控性造成了机械零件的一些误差。这些固有的误差往往是由于使用时间久了,对设备产生了一定的磨损,造成测量、定位的系统误差。还有可能是由于制作过程中产生热量,刀具、工件的温度升高,造成尺寸不同,原有的尺寸关系发生变化,降低了产品的精确度,不利于产品制造的控制。机械零件的误差往往包括随机误差、粗大误差以及系统误差。 3.1 随机误差 所谓随机误差,即为无规律可循,无法控制的误差。即便在同样的环境下,检测的结果都未必一样,这就是测量的随机性造成的。要是测量仪器受到外力压迫或者温度变换而变形,也会导致测量产生误差。解决方案有两种,一个是保证温度恒定用力适当,防止仪器变形;另一个是测量三次以上求平均值,有些测量结果略大,有些测量结果略小,求平均之后,就能够减小一定的误差。 3.2 粗大误差 所谓粗大误差是由测量的工作人员自身原因产生的,是可以消除的。有些检测人员在测量的时候粗心大意、不够专心,以至出现了很幼稚的错误,比如读错数值、记录错误以及统计错误。这些都是可以控制的误差,应当提高检测人员的专业素质,减少这些粗大误差。 3.3 系统误差 所谓系统误差,就是系统固有的而又有一定规律的误差。这类误差往往是由于测量工具制作不合格,定位工具不过关造成的。因此,在进行检测之前应当检测这些工具是否合格,选择符合要求的工具,从源头上尽可能消除误差。对于测量精度指标比较高的零件,应当选择精度符合的工具采取测量。 4 结束语 综上所述,对机械零件进行检测是保证产品达到生产要求的必要环节,应当严格按照检测的流程降低机械零件的误差,从阅读图纸开始,仔细分析工艺文件,选定合适的测量工具,对零件进行检测。检测过程中应当对不同的误差类型以及产生的原因进行仔细的分析,尽量从源头消除这些误差,否则就从后期处理中降低误差,以确保产品达到所要求的精度。 机械零件论文:关于机械零件可靠性设计理念研究 摘 要:机械可靠性设计的任务就是提供实际计算的数学模型和方法,在机械产品的研发阶段预测其在规定工作条件下的工作能力或寿命。本文通过结合可靠性理论研究的历史及现状对机械可靠性设计理论进行深入分析,阐明了可靠性优化设计、可靠性灵敏度设计、可靠性稳健设计、可靠性试验、传统设计方法与可靠性设计相结合等机械零件可靠性设计理论与方法的内涵,为今后机械零件可靠性设计提供系统的理论和方法。 关键词:机械零件;可靠性优化设计;机械产品 现在,可靠性设计,又称机械概率设计,是机械零件现代设计方法之一。目前,该设计方法广泛应用于飞机、汽车等重要产品以及其它机械产品内重要部件的设计过程中。作为常见的建材机械,我们在设计挤砖机及其辅助机组的结构、部件、零件时,仍主要使用传统的设计方法。能不能把先进、科学的可靠性设计方法应用到挤砖机等机械产品的设计中去,本文通过研究可靠性设计理念,给出上述问题一定的借鉴。 1.机械零件可靠性设计基本理论 在实际工程中,人们逐渐认识到,除了随机性以外,在工程中还存在着另一类重要信息:模糊信息。所以传统的可靠性方法就是用概率论和模糊理论处理不确定性,但概率可靠性和模糊可靠性模型都需要用较多的数据去定义参数的概率分布或隶属函数,且计算量较大。通过研究,建立了结构概率-模糊-非概率混合可靠性模型,该混合可靠性模型能够综合各单一模型的优点。最大限度地将已有的信息利用到产品的可靠性分析中去,并能够更加客观和全面地反映结构的实际安全状况,为分析和设计决策提供更全面而且更真实的有用信息。可靠性设计的精确性和先进性是建立在应力、强度、寿命等数据的真实性、精确性基础上的,重视试验数据的收集和分析,建立可靠性数据库。对设计新产品时有很重大的参考价值,用概率-模糊-非概率的方法解决不确定问题的框图见下图。 2.机械零件可靠性设计理念研究 2.1.可靠性优化设计 可靠性优化设计是在可靠性基础上进行优化设计。既能定量地满足产品在运行中的可靠性。又能使产品的尺寸、成本、质量、体积和安全性等参数得到优化。从而保证结构的预测工作性能与实际工作性能更符合。该方法将可靠性分析理论与数学规划方法有机地结合在一起,在对各参数进行可靠性优化设计时。首先以机械零件的可靠度作为优化的目标函数,使零件的某些指标、成本、质量、体积或尺寸最小化,再以强度、刚度、稳定性等设计要求为约束条件建立可靠性优化设计数学模型。根据模型的规模、性态、复杂程度等因素选择合适的优化方法,最后求出最优设计变量。 2.2.可靠性灵敏度设计 可靠性灵敏度设计是在可靠性基础上进行灵敏度设计,充分反映各设计参数对机械产品失效影响的不同程度。便于找出哪些随机变量对机械零件可靠性设计的敏感性影响较大,并对此参数进行重分析和再设计。通过估计设计变量变差和约束变差对质量性能指标影响的大小,改变设计参数中影响较大的参数以使产品对可控因素变差和不可控因素变差的影响失去灵敏性。可靠性灵敏度设计首先建立极限状态方程,然后对各设计参数求偏导数,得到可靠性的灵敏度计算公式,进而确定各设计参数的灵敏度,用灵敏度数值作为再设计时修改设计参数的依据,从而使得参数修改和再设计工作事半功倍。 2.3.可靠性稳健设计 稳健设计能使产品的性能对在制造期间的变异或使用环境的变异不敏感,并使产品在其寿命周期内,不管其参数、结构发生漂移或老化的小范围内,都能持续可靠地工作的一种设计方法。可靠性稳健设计在设计阶段通过灵敏度分析,使产品在不消除和不减少不确定性因素的情况下。通过设计使不确定性因素对产品质量影响的敏感程度最小,从而提高产品质量和降低产品成本。 2.4.可靠性试验 可靠性试验是对产品的可靠性进行调研分析和评价的一种手段。其目的是发现产品在设计、材料和工艺方面的各种缺陷。为改善产品的战备完好性,提高任务成功率,减少维修费用及保障费用提供信息。确认是否符合可靠性定量要求,我们通过试验一方面要获取可靠性数据。另一方面要通过产品在试验中发生的各种故障,找出其原因并进行细致的分析和研究以提高产品的可靠性。但实际机械零件的设计方案如果有改变,就必须重新进行一次试验分析,这需要花费很大的人力、物力和财力。所以在可靠性试验前利用一些高性能的软件进行模拟分析能减少试验次数,节约时间和研究基金。 2.5.传统设计方法与可靠性设计相结合 目前采用概率设计法的概念去完善和改进传统的安全系数,使可靠性和安全系数直接联系。广泛应用现有的各种设计方法对产品进行设计计算,并与采用可靠性概率设计方法得出的结果以及实物试验的结果进行比较,从而积累经验,收集和整理可靠性设计。 结语: 可靠性是产品的一种动态质量指标。在现代化生产中已经贯穿在产品的开发、设计、制造、试验,使用及维修保养的各个环节之中。对于可靠性知识掌握越多,主观经验的运用就会越少,自然机械结构的设计也就越合理。这正是机械工程技术研究追求的目标。本文通过了解机械工程结构可靠性的研究不仅仅在理论上有许多重大问题需要解决,而且将其应用到机械结构设计、评估及维修决策之中尚有许多细致的工作要做。所以该课题的研究内容是相当丰富和有意义的。
土木工程施工课程篇1 1土木工程施工技术课程研究现状 土木工程施工技术是土木工程专业的必修专业课,实践性非常强。其主要内容针对工程中的工种施工工艺、施工方法和实际操作过程,具有很强的实践性。其次,教学内容枯燥,课堂上理论教学与实践相脱节,导致理论知识空洞、抽象,容易使学生失去学习的热情和兴趣。在施工技术课程的教学实践中,特别要注重在教学方法、方式和学生学习方法上认真研究,针对不同基础、不同层次的学生,因人施教和因材施教。再有其综合性强的特点,表现在课程所含理论知识涉及到建筑力学、工程测量、建筑材料、建筑结构、地基基础等理论内容,要学好这门课,就必须学好前期基础理论课程。“粉笔+黑板”仍是目前许多课堂教学的主要方法,这种传统的教学手段相对滞后,教学环境一成不变,教学手段呆板枯燥,课时学生领悟效率低。在教学活动中主要采用“教师讲,学生听;教师写,学生抄的满堂灌”的教学方法。学生在先修了力学、地基基础、建筑材料、钢筋混凝土结构、钢结构、测量学及房屋建筑学等课程的基础上,通过对各施工工艺过程的了解来合理选用施工方案,分析和解决土木工程施工中出现的问题。按照传统的教学方法教学,很难把握各个课程的知识交汇点,综合应用能力差,也无法满足现代教学要求。 2研究意义分析 基于学校双创的大环境,本项目将通过对国内外土木工程施工技术教材的调研,力求拓宽学生的专业面,扩大知识面,以适应市场经济的需要。通过本项目的教学改革,能够较大提升在校学生的自身实践能力和学习能力,熟练掌握专业技能,有利于提升学生就业竞争力,提高学校办学能力。 3研究内容、目标、拟解决的关键问题 通过调研国内外土木工程施工技术课程内容体系现状,调研目前在校学生对土木工程施工技术的教学需求,调研土木专业毕业生走上工作岗位后的生产、科研活动中对该门课程知识的应用和要求,分析现国内外土木程施工技术课程教学过程中存在问题,提出以促进学生创新能力为本的具体的教学创新措施和实践方案,提高教学质量。土木工程施工技术要求学生掌握土木工程各主要工种的施工工艺,掌握施工方案拟定的基本方法,具有分析和处理各种施工技术问题的能力。因此,如何将所学的内容与实际工程联系起来,学会用所学的理论知识分析和解决实际工程问题的方法,成为该课程教学方案解决得关键问题。本项目拟解决的关键问题:1)如何解决教材内容滞后于技术革新。2)如何使教学方法、教学手段更好的满足学生提高创新能力的需求。3)如何通过对教材内容的改进提高在校学生的学习效果。 4改革方案设计和解决问题的方法 4.1理论与实践相结合,充实教材 近年来,工程施工中新技术、新工艺、新材料不断涌现,国家地方的标准、规范、也在不断做修改。有些知识内容已经跟不上工程实际施工的需要。在教学的过程中能够理论和实践相结合,不拘泥于教材,把一些新的实用的施工技术、施工方法充实到教学中去。使学生参加工作以后到施工现场,能够尽快适应工作环境。 4.2注重教学方法和学习方法的研究 在教学方法上本着“教师为主导,学生为主体,作业为主线”的原则。把多个教学方式结合在一起。以启发式为主,配合案例教学,并将建筑工程的规范、标准等渗透到教学内容中,与学生在课堂上展开交流和讨论,让学生在思考中提出“为什么”,从课本和老师交流中找到“所以然后”。 4.3改革教学手段,提高教学质量 在教学中,利用老师自己制作的课件及平时在网络上下载的flash动画演示结合摄像机和照相机拍摄的工程录像和图片,对所收集的资料进行归类整理,制作成图片、录像短片,根据课堂教学的需要,组织学生观看,再由教师进行讲解,抓住学生的注意力,更好的提高教学质量,激发学生的兴趣,亦容易被学生接受。 4.4加强实习基地建设,提高实习教学的效果 实习教学是培养学生理论联系实际,提高专业技能,增强分析问题和解决问题能力的重要环节。充分利用学校的基建工地,根据工地不同的施工进度安排学生到工地参观部分项的施工工艺过程,例如积极开辟校外可靠的实习基地,多为学生提供参观、实践的机会,提高学生的学习兴趣和主动性,以促进课堂教学质量在实践中巩固提高。 5预期效果 1)通过本项目的研究,使学生将所学的内容与实际工程联系起来,学会用所学的理论知识分析和解决实际工程问题的方法。2)通过本项目的研究,将一些新的实用的施工技术、施工方法充实到教学中去,使学生参加工作以能够尽快适应工作的需要。3)通过本项目的研究,切实改变以往以课堂教学为主的教学方式,多为学生提供参观、实践的机会,逐步提高学生的自身创新能力和学习兴趣,提高教学质量和人才培养目标。 作者:李邦岭 单位:菏泽学院基建处 土木工程施工课程篇2 土木工程施工[1]课程是土木工程类专业必修的主要专业课之一,其主要任务是研究土木工程施工技术与施工组织的一般规律,内容包括土木工程中主要工种工程施工方法和工艺,施工项目组织原理,以及土木工程施工中的新技术、新设备、新材料、新工艺的发展和应用。土木工程施工课程具有知识结构复杂、工程实践性和综合性强、应用性广,并与现行规范、规程联系密切等特点。由此可见,传统的教学理念和教学模式已难以满足社会对土木工程专业人才综合素质教育和创新能力培养的要求。随着高等教育改革的深入,如何更新观念、与时俱进,实现教学内容、教学手段和教学方法的全面改革,不断提高教学质量和效果,是大学教师们亟待解决的课题和不懈努力的方向。当代大学生的学习方式[2]具有以下特点:(1)自学方式日益占有重要地位;(2)学习的独立性、批判性和自觉性不断提高;(3)课堂学习与课外和校外学习相结合。根据这些特点,传统的教学模式已难以满足当代大学生的学习要求。为了提高学生对土木工程施工课程学习的兴趣,培养他们学习的主动性和自觉性,有必要对传统的教学模式进行创新和改革。针对学生学习方式与土木工程施工课程的特点,结合实践教学经验,土木工程施工课程教学中将“被动接受”学习方式转变为以“自主、探究、合作”为特征的学习方式进行了探讨,以“引导学生自主探究式学习”的探究性教学模式代替“强制灌输式学习”传统教学模式,从而促进高校土木工程专业土木工程施工课程教学质量和效果的提高。 1探究性教学模式 探究性教学模式[3,4]是指在教学过程中,要求学生在教师指导下,通过以“自主、探究、合作”为特征的学习方式对教学内容中的主要知识点进行自主学习、深入探究并进行小组合作交流,从而较好地达到课程标准中关于认知目标与情感目标要求的一种教学模式。其中认知目标涉及与学科相关知识、概念、原理与能力的掌握;情感目标则涉及思想感情与道德品质的培养。按照探究性教学模式的内涵,探究性教学模式的重点在于培养学生自主学习和深入探究并小组合作交流。在探究性教学过程中,学生的独立思考能力与团队协作精神会得到锻炼。老师的职责由教“书”转变成教“学”,同时,学生也从“接受学习”过渡到“发现学习”[5]。 1.1创设情境 教师根据教授课程的教学目标要求和进度确定讲授的知识点或学习对象,就可以通过问题、任务等多种形式,使用适宜的教学手段和方法来创设与此知识点或学习对象相关的学习情境,引导学生进入目标知识点或学习对象的学习。 1.2启发思考 我国古代教育家孔子认为教学应当“不愤不启,不悱不发,举一隅不以三隅反,则不复也”。这句话深刻地揭示了在教学过程中应重视学生学习的主动性和积极性。为了使探究性教学取得成效,首先教师要确定学习对象,然后根据学习对象向学生提出一些富有启发性、引人思考、并与学习对象密切相关的问题,引导学生积极思考,探索创新,要教会学生解决问题的方法,思考的方法和学习的方法,使学生在获得知识的过程中提高思维能力。 1.3自主探究 由于大学生学习的独立性增强,使得教师教的成分逐渐减少,而学生自学的成分随着年级的升高而不断增加。大学生不再需要现成的知识和“张口吃食”的被动学习方式,他们更渴望“自主、探究、合作”的学习方式。在这种学习方式下,学生不仅可以从教师处获取信息,也可从其他同学那里获得有价值的信息。他们从别的学生处理知识的态度和方式以及别人对知识的解释中,获得新的知识,使自己的认识由浅入深。在这种情形下,课堂讲授时间不断减少,相应地,课堂讨论、提问、质疑、练习、实验、分组讨论等时间会显著增加。 1.4合作交流 合作交流环节是与前面的自主探究环节紧密相连的。学生只有经历过认真的自主探究和积极思考后,才能搭建起为其他学生提供思路交流、观点碰撞、成果分享的平台,在这个平台上才会有高质量的合作交流。在探究性教学过程中,分组讨论或合作,有利于成员之间观点和感情的交流,更有利于对知识的深刻理解。 1.5总结提高 在充分思考与高质量合作交流之后,教师要引导学生运用自己的探究成果对那些富有启发性、引人思考、并与学习对象密切相关的问题进行回答与总结,对自己学习成果进行认真分析与归纳,并联系实践,对学习对象进行深化、迁移与提高。 2土木工程施工课程的探究性教学 探究性教学模式不仅可帮助学生对知识技能的理解与掌握,而且有利于学生创新思维与能力的形成与发展。这种教学模式的核心是“主导—主体相结合”。在探究性教学过程中,学生在学习过程中的主体地位是否得到充分的体现,教师在教学过程中的主导作用是否得到充分发挥,这是探究性教学能否取得成效的关键。 2.1精选学习对象 扬州大学的土木工程施工课程一般是在本科3年级第1学期开设,理论授课40学时。为了适应土木工程专业培养高素质专业人才的需要,精心挑选具有继承性、创新性、实用性的土木工程施工教材。但是,教材在与时俱进方面往往会滞后[6],因此,教师有必要对现场施工实践中的新技术、新材料、新设备、新工艺等信息进行关注,并将这些信息第一时间补充到教学中去,让学生既能掌握基本概念和技能,又能了解社会实践中最新科技的发展。 2.2精炼探究性教学的启发性问题 启发性问题要指引学生积极思考,探索创新,问题的质量关乎着探究性教学是否能取得成效。教师在探究性教学过程中肩负主导地位,他们直接影响启发性问题的质量,因此,教师在开展探究性教学活动之前应做好充分的准备,努力提高自己的科研水平和专业知识来满足探究性教学的要求。教师拥有较高的业务水平才能精炼出更具启发性的问题。例如,在“模板工程”这一章的探究性教学中,“如何支模才能使模板变形最小”比“模板是由哪些组成的”更具有启发性。 2.3注重理论与实践的结合 土木工程施工课程的实践性与综合性很强。在探究性教学过程中,可以通过计算机多媒体将繁杂的施工工艺、机械设备、技术要求等信息用文字、数据、图片、音响、录像等体现出来,能给予学生更多的感官刺激,以加强学生对陌生的实践过程和难以想象的抽象概念的认识和理解。为了发挥了高校与社会的潜力,教师应引导学生将所学的专业知识与实践相结合,带领学生到施工现场参观和实习。例如:2013年扬州大学建筑科学与工程学院组织土木工程专业学生到杭州市国际博览中心施工现场进行认知实习,施工教研室教师进行了现场指导,并针对现场施工提出了许多启发性问题,引导学生的感性认识与思考。这种参与社会实践的教学方式有利于巩固学生的专业基础理论,能够全面提高学生的综合素质,锻炼学生分析与解决问题的能力。 2.4加强团体协作精神 土木工程施工课程教学过程中,教师应考虑到土木工程施工课程是一门实践性很强的课程。即使一个较小的工程项目都涉及很多施工工艺复杂、机械设备繁杂以及技术要求高,这需要现场项目部管理人员之间通力合作才能顺利建成。分组讨论或交流时,教师应充分考虑到小组组员之间的相互协作,讨论或交流完成任务过程中,学生之间团体协作精神得到了锻炼。 2.5多种考核方式相结合 对学生学习的考核是教学过程中的有机组成部分,也是教育评估的一个重要方面。它不仅作为检查学生是否达到教学要求的手段,而且在促进学生学习、改进教师教学、提高教学质量等方面都有重要的意义。探究性教学注重培养学生的自主性和思考能力,因此教师对学生学习的考核不应只局限于试卷成绩,还应考虑学生的理论学习、现场实习、分组讨论成果、课外自主学习情况、回答问题等多方面,通过比重不同分配系数,综合考核学生的学习情况。通过这些方法,既全面考核了探究性教学的成果,又充分调动了教师的主导作用和学生学习的主动性。 3结语 探究性教学要求学生能够自主学习、深入探究并进行小组合作交流,强调了学生学习的主体性。通过探究性教学探索适合土木工程施工课程的新教学模式,可以更好地理论与实践相结合,巩固与深化学生的理论知识,并为学生后续专业课程学习取得感性认识,同时也有利于培养学生分析问题、解决问题、从实践中汲取知识及概括总结的能力,可以加深学生对土木工程专业的兴趣与了解。 作者:马洪伟 殷为民 单位:扬州大学 建筑科学与工程学院 土木工程施工课程篇3 1研究背景 目前,土木工程施工的课程不仅对建筑工程管理系中的各专业比较重要,对土木工程专业来说也是一门非常重要的专业课,对于工程管理和土木工程专业的学生来说,土木工程施工属于其一门非常重要的核心课程,其授课分为上下两个学期进行,从课时上便可以充分地体现其重要性;对于工程造价专业的学生来说,在众多的院校中,通常把工程造价专业中的土木工程施工课程划分为专业基础课程,但是随着建筑行业的不断发展,并根据工程造价专业的课程结构及学生的就业、未来的职业发展的情况来看,土木工程施工课程的教学对工程造价专业的学生的学习及就业来说是至关重要的一个环节[1-4]。土木工程施工是一门实践性和综合性很强的课程,同时也是一门非常重要的专业课程,在信息化高速发展的现代,各类微课、慕课、翻转课堂层出不穷,在为土木工程施工课程的改革与建设提供更多的技术支持的同时也提出了更高的要求。因此,探索土木工程施工课程的信息化建设方案,把信息化手段融入传统教学中,提高教学水平与教学效果具有非常重要的意义[5-7]。 2课程建设的现状 ①学生就业方面:近年来从大部分相关专业的学生就业情况来看,大部分学生就业单位为施工单位,而学生在面对具体的工程时,往往出现无所适从、不能尽快融入施工现场环境、理论与实际严重脱节的现象。②学生的学习效果和学习兴趣方面:在教学过程中单纯的讲解很难实现在课堂上呈现完整的施工过程,造成教学内容枯燥、课堂上理论教学与实践相脱节,导致理论知识空洞、抽象,从而容易导致学生失去学习兴趣和热情、学生对工艺和技术的了解不够深入。③教学内容方面:目前大部分的土木工程施工教材所包含的施工工艺、施工方法、有关数据都还停留于多年以前的施工技术及规范要求,存在范围狭窄、数据陈旧等问题。④信息设备利用率方面:目前大部分院校各种信息化教学的基础设施已基本达标,所有教室配备有多媒体投影机、全校范围内覆盖的互联网、建设有学生计算机网络教室、智慧教室等,但是信息设备利用率及利用空间较低,未能最大限度地开发利用其价值,未能实现信息技术与学科教学的真正融合。 3课程建设内容 3.1组织编制课程教学大纲与教学设计 编制土木工程施工课程的教学大纲和教学设计,可从以下三个方面进行:①可以把有关施工的图片、视频和动画上传至学习通,在讲解到某个部分时或者课后,学生都可以通过手机观看,方便学生的自主学习的同时可以激发学生的学习兴趣,并且可以通过信息化建设加强教师对施工知识的深度理解和掌握;②教学内容、数据的更新,随着行业发展过程中规范、技术、工艺的不断更新,相应地更新教学内容,使得学生能够方便、快捷、高效地查找资料,使学生不仅知其然,更能够知其所以然,新的教材应与现代化的施工技术相适应,才能培养出适应于实际工程的应用型人才;③课程结构合理,课程内容完备,使其能够覆盖学生就业后所需的全部专业知识领域,使其具备的知识储备量与能够工作需求对接。 3.2课程设计的设置 土木工程施工课程设计部分由教室手动更改为利用计算机在机房完成。土木工程施工的课程设计内容大部分为单位工程施工组织的设计,是在土木工程施工课程原本由施工技术和施工组织组成的基础上,在学生掌握基本工种工程施工的基础上强调以完整项目为工程背景,进行施工设计、编写施工方案、编制施工进度计划、绘制施工平面布置图,强调结合工程实践整合施工新技术的应用。首先,通常一份完整的施工组织设计由上百页组成,学生按照传统的方式在教室中手写手绘的方式很难在规定的时间完成一份完整、高质的单位工程施工组织设计。其次,对于施工方案中的众多施工工艺、施工技术,单纯地利用书本很难完成,需要查找大量的有关资料、技术规范。再次,施工进度计划及施工平面布置图在实际工程中都是由相关软件完成的,需要培养和锻炼学生利用软件完成的能力,这样才能使学生能够具备实际工程所需的专业能力。因此,把土木工程施工课程设计部分的单位工程的施工组织设计的编制由教室更改为利用计算机在机房完成,最大限度地应用网络资源及现代化软件技术,培养应用型人才,提高学生的专业能力。 3.3.工程案例的实践教学法 工程案例对于土木工程施工课程来说是不可或缺的,受各种因素制约,学生参与了解相关工程实践的机会还很少,因此,在课程教学的过程中通过多媒体增加工程案例的呈现并可与学生展开有关拓展和讨论,使所学知识得到综合,并在实际学习与工作中进行应用。 3.4课程信息化建设 网络上分布着各种专业信息资源,例如各类建筑相关的网站或者微信公众号里面都有着各个专业方向(房建、道路、桥梁、隧道等)、各个领域(国家法律法规政策的颁布实施、施工工艺、施工组织与管理、BIM、装配式建筑等)的丰富的信息资源,因其传播的媒介众多、种类多样、分布范围广而在教学和学习中不能得到有效的利用。建立与土工工程施工课程教学相配备的网络教育信息平台,如土木工程施工课程学习通,老师根据学生所掌握的专业知识,整合众多的网络信息资源,通过对网络资源的筛选整合,可形成丰富的图片、视频、案例作为教学资源;建立土木工程施工课程教育信息公众号,提供给学生符合其专业基础、课程进度、就业需求的信息资源。挑选对于有助于学生理解学习施工技术、工艺、组织的、有助于学生了解行业发展动态规划就业方向的、有助于激发学生专业兴趣的有关工程资料、工程视频、工程案例等,上传相关资料,并设置类似论坛的交流平台,师生之间、学生之间可以自由讨论,实现与土工工程施工教学相适应的土木工程教育信息的在线、互通共享与交流,拓展学生视野,提高专业能力。 4成效与结论 土木工程施工课程主要涵盖了施工技术和施工组织两大部分,大都是针对工程的各个部分的施工工艺、施工方法的实际操作过程,对比其他专业课程来说具有实践性特别强的特点、也是最应该注重于理论与实际工程相联系的课程。在高等教育重视提高教学质量与信息化建设的大背景下改革传统的教学方式,加强教学环节,从教学资源(教学内容、教学环节设置、教学视频、教学案例)、教学方法、师资配备、教育平台等方面进行改革并进行实际的应用,实现并完成土木工程施工课程的信息化建设,实现六个方面的结合,如图1所示,在教学过程中课堂上运用全新的理论教学与实践教学理念,使理论教学与实践相连接,利用信息化教学手段和教学模式,最大限度地调动学生学习的主观能动性,提高学生学习的积极性,将枯燥的施工工艺的理论知识变成生动的、动态的施工过程,提升学生学习的兴趣和热情,及时了解国内外土木工程施工新技术和新动向及国家技术规范、政策,提高教学质量和效率,提高学生的专业素质,培养出高素质高级应用型人才。 参考文献 [1]廖克强.基于创新能力培养的土木工程施工课程教学改革研究[J].佳木斯教育学院学报.2020,(1):89-91. [2]陈安英,陈昌宏,林基础.土木工程专业课程设计[M].北京:冶金工业出版社,2012. [3]杨璐,张文学.土木工程施工课程教学改革思考与探索[J].高等建筑教育.2015,24(1):79-82. [4]谢攀,陈存恩.基于CDIO理念的土木工程施工课程改革的探索与实践[J].教育与职业.2010,(5):125-127. [5]张立山,董艳英,刘明远.土木工程施工课程教学改革与实践[J].河北职业技术学院学报.2006,6(2):25-26. [6]陆守明,杨立军,何志鹃.地方院校土木工程施工课程教学初探[J].山西建筑.2007,33(11):202-203. [7]周兆银,张长友.土木工程施工课程分阶段教学初探[J].重庆科技学院学报(社会科学版).2007,增刊:64-66. 作者:徐荫 单位:武汉城市学院
浅谈玻璃纤维技术的应用:玻璃纤维增强混凝土技术应用研究 [摘 要]文章论述了玻璃纤维增强混凝土的概念、组成材料、配合比设计。针对玻璃纤维增强混凝土在外墙装饰中的应用进行了较为细致的描述,探讨了玻璃纤维增强混凝土应用的性能、影响因素、施工工艺、工程应用以及需要应注意的问题,以促进玻璃纤维增强混凝土的应用。 [关键词]玻璃纤维增强混凝土;外墙装饰;组成材料;配合比设计;应用研究 引言 玻璃纤维增强混凝土(Glassfiber Reinforced Concrete ),缩写GRC,是一种以耐碱玻璃纤维为增强材料,水泥砂浆为基体材料的纤维水泥复合材料。 1 组成材料 1.1 低碱水泥 是在玻璃纤维增强商品混凝土中使用最广泛的一种水泥。其主要原料是石灰石,矾土,石膏。研磨后的原料放入原料后,在1280℃到1350℃温度下煅烧作为其主要矿物成分的熟料,石膏混合磨细。低碱水泥水化产生的Ca(OH)Z远小于波特兰水泥,所以碱性低。 1.2 其他材料 与素混凝土基本上相同,但是,以增加玻璃纤维的均匀性也高,而聚集体的最大尺寸相比,普通混凝土砂率有一定的局限性,在该混合物中,通过添加硅粉和灰尘的其他材料灰流,并有助于提高玻璃纤维分布均匀,玻璃纤维增强商品混凝土后期强度也有所提高。 2 配合比设计 一般认为,聚集最密集的配合比设计方法可以保证在最密切的状态,减少水泥用量。传统的设计方法为设计中心的水灰比(W / C)是固定的,而最新的设计方法是基于合为骨干与水泥增加泥浆量(n值增加),总消耗量下降,但总消耗量接近比砂和石料的数量比例保持不变。当固定灌浆量,改变水灰比,水泥泥浆产生“质”的变化,低水灰比仍是低水灰比相应的结果,这是与传统的商品混凝土完全一致,和唯一不变的仍设置砂石材料密切比例。比传统的方法来显示“最新的设计”在很多总额为骨架的粗骨料,这样的结果是不一样的,因此,产品的安全性将优于灌浆混合的传统设计方法的主要成分。 3 在外墙装饰中的应用 GRC欧式构件是欧式建筑常用的外墙装饰做法,其造价低廉、造型丰富、制作简便、复杂细部易成型。采用工厂化模具成型,减少现场施工周期,干法作业,环保。相对比在其产生之前建筑常用的EPS线脚,GRC装饰构件有很大的优势,在住宅等造型尺度不是很大,档次要求不是很高、维修简便易操作的建筑上得到广泛应用。 3.1 特点 a抗拉强度高 b变形能力大,阻裂性能好。 c耐冲击性能优越。 d制品薄,自重轻。 e成模性好,加工方便。 f阻燃、耐温、耐火性能好、无异味、对人体和环境均无伤害。 3.2 件安装工艺流程 施工准备进场构件检验各类铁件、支架制作找准外墙土建基准线按GRC构件规格定位放线GRC构件就位安装堵缝、修补养护。 3.3 适用范围 可加工成罗马柱、檐线、腰线、门套、窗套、顶套、窗边柱、山花、廊柱、墙饰板、花柱、文化石等各种外墙装饰构件,构件整体形象比较逼真。 3.4 工艺原理 使用移动式玻璃纤维自动切割喷射成型机,将连续的抗碱玻璃纤维粗纱切割成短纤维束,以通过气压泵从口喷射出去;充分搅和水泥砂浆再通过螺杆泵和气压泵从另一枪口喷射去。操作时纤维和水泥砂浆分层喷射,形成自动短切玻璃纤维束呈二维乱向均匀分布料浆层。 4 存在的问题及成因分析 实例工程中,也发现了一些GRC应用中出现的问题,集中表现在脱落变形、构件破损等。对这些问题进行分析,得到以下结论: a构件薄且脆,施工过程中易损坏; b变形大,接缝易开裂; c含水率高,在严寒地区易冻融破坏; d接缝多,墙面完整性较差; e挂接节点易发生局部腐蚀,而发生板块的脱落,形成安全隐患。 f使用寿命低于25年,达不到设计寿命。 g喷涂颜色的抗老化能力差,维修成本高。 5 结论 总之,虽然玻璃纤维增强混凝土目前存在一些技术缺陷,但是随着建筑行业的发展,研究的进步,玻璃纤维增强混凝土技术也将会日趋成熟。一旦解决了其技术缺陷,因其轻便、施工简单、造价低廉等优势,必将在在国内建筑中得到了比较广泛的应用。 本文原创,无参考文献。 浅谈玻璃纤维技术的应用:盾构机切削玻璃纤维筋混凝土地下连续墙施工技术 【摘要】随着盾构法施工在城市的建设中不断发展,为了解决盾构机进出洞凿除混凝土洞门安全风险大、工期长的问题,本文通过盾构机刀盘改造,采取合理的掘进参数,从而达到盾构机直接切削地下连续墙顺利进洞及出洞,减小了安全风险,因此,盾构机刀盘的改造及盾构掘进过程中参数的确定,成为盾构切削地下连续墙施工技术的关键。 【关键词】盾构机;切削混凝土;掘进技术 1、工程概况 北京市南水北调配套工程东干渠工程施工第一标段位于北五环仰山桥西北侧,设计输水隧洞采用盾构法施工,盾构始发兼接收井围护结构均采用地下连续墙支护,盾构机通过地下连续墙部位采用同等级玻璃纤维筋代替,盾构始发、接收及区间通过二衬竖井均采用盾构机直接切削地下连续墙通过。本标段盾构机采用小松TM625PMM,为了验证盾构机刀盘改造后对地下连续墙的切削能力,选取在1号盾构始发兼接收井盾构机接收时对地下连续墙进行切削,穿越二衬竖井期间将洞门凿除剩余20cm再进行掘进,盾构井剖面图见图1。 图1 盾构井剖面图 2、刀盘改造 地下连续墙混凝土标号为水下C35钢筋混凝土,经现场实践检测将切削的地下连续墙混凝土强度最大达到44Mpa,为了保证刀盘切削混凝土,在刀盘上增加了128把加强型羊角刀凝土切削刀具,对刀盘进行了改造处理,改造后的刀盘布置图见图2。 图2 刀盘改造配置图 3、盾构掘进施工技术 3.1 掘进参数 本区间盾构机在通过二衬竖井时,地下连续墙凿除剩余有20cm厚混凝土,通过切削两个二衬竖井地下连续墙总结出经验,以“慢速推进,匀速转动”原则进行掘进施工。 土压:因连续墙自稳性能极好,考虑到掘进过程中可能会有较大混凝土块脱落,为防止大块混凝土卡住土仓及螺旋机影响掘进,故选择不保土压,进行零压掘进。 速度:因连续墙强度较高,且有多个连续墙等待穿越,为保护刀具,防止刀具崩角,控制吃刀量在2mm,即刀盘每转一圈掘进2mm,注意刀盘温度不宜过高。 注浆量:因连续墙渗透性差,注浆过多会导致注浆压力升高,造成盾尾漏浆。为保证注浆效果务必保证注浆质量和数量,严格控制砂浆配比。注浆量4m?,根据注浆压力进行适当调整,避免盾尾漏浆。 二次补浆:为防止盾构穿越后期洞门处漏水,安排进行二次补浆,注浆量每环0.8m?,双液浆。 3.2 技术准备 为保证盾构成功穿越连续墙,提前对刀盘进行焊接加长仰角刀,以保证对墙体的切割。保证盾构各个系统正常运转,对加泥、泡沫系统进行调试,确保渣良效果。防止盾构在穿越的过程中因故障停机,造成不可控的影响。二次补浆系统准备到位,及时进行二次补浆,防止地面沉降。 3.3 掘进过程 盾构机于2013年9月2日晚19点开始进行地下连续墙切削,2013年9月3日早上9点完成1m厚地下连续墙切削施工,切削过程中地下连续墙有震感,中心刀先行掘进进洞,地下连续墙混凝土随螺旋机进入渣土车内,掘进完成后接收井内只有很少部分,切削过程中刀盘摩擦地下连续墙声音很大。因连续墙内有玻璃纤维筋,防止被切割下来的纤维筋在土仓内缠绕成团,影响出渣,因此掘进过程中,闸门务必全开,保证切割下来的土体及时排出土仓。因掘进速度较慢,施工时间过长,防止刀盘因施工时间长而温度过高,务必多加水降温,必要时候需停机降温。 盾构机姿态控制,尽量控制盾构姿态在规定范围内,纠偏时要做到勤纠偏、缓纠偏,以每环纠偏量不超过3mm为宜,确保盾构平稳直线型进行掘进。 盾构穿越连续墙后,在保证土仓内水泥块排干净的情况下缓慢建立土压,恢复正常掘进。 盾构穿墙后因土压较低可能会超排,务必加大注浆量和二次补浆。二次补浆要求当掘进出土量较大或地面沉降过大时,要及时进行二次补浆,补浆材料为水泥、水、水玻璃,配比1:1:1。二次补浆采用管片开孔进行,注浆位置一般选在顶部,避开封顶块。因双液浆凝固时间较短,为了避免注浆材料堵塞盾尾注浆管路,影响同步注浆,要保证注浆环数与掘进环数相差10环左右。最好在掘进状态下进行二次补浆,可有效防止双液浆堵管。补浆时注意观察管片有无破裂、漏水,错台是否变大,若有异常情况及时停止。观察注浆压力,达到1Mpa即可。 3.4 监控量测 确保盾构顺利穿越,严格执行掘进参数的同时,测量队需提前做好监测准备,在必要位置提前做好监测点位,测点布置设置于洞门四周及上部混凝土支撑上,盾构穿越前、穿越过程中、穿越后进行若干次监测,及时将洞门墙及地下连续墙位移及沉降结果告知盾构操作人员,操作手根据位移及沉降报告及时调整土压值及注浆量。穿越期间安排专人对地面进行巡视,有异常情况及时上报。 4、结语 实践证明,盾构机直接切削地下连续墙必要严格控制掘进速度,不可图一时之快,刀具受损对后期穿越影响非常大,施工参数的严格控制才能保证盾构的顺利穿越。盾构穿越地下连续墙务必保证施工的连续性,由于盾构法施工配套设备较多,对盾构机、龙门吊、电瓶车、搅拌站等设备的保养和维护是施工有序、快速掘进的重要保证,通过此次切削地下连续墙为今后施工提供了有力的技术支持。 浅谈玻璃纤维技术的应用:GFRP玻璃纤维增强聚合物筋材技术现状和发展趋势 摘 要:GFRP玻璃纤维增强聚合物筋材按增强纤维种类分为碳纤维筋材(CFB)、玻璃纤维筋材(GFB)、芳纶纤维筋材(AFB)和玄武岩纤维筋材(BFB)。其既具有钢筋的高强特性,又具有耐腐蚀的特点,特别对潮湿、含氯离子的环境极不敏感,因此可以显著地提高混凝土材料的耐腐蚀性能,较好地解决混凝土材料在复杂环境中容易腐蚀导致结构失效的问题。目前国内外此项技术正迅猛发展,但是在我国要真正广泛应用到工程建设中,尚需要从设计和施工等方面进行研究和大力推广。 关键词:GERP聚合物筋材 耐久性标准化 发展现状 1 国外技术现状和发展趋势 GFRP筋材相对其他产业在土木工程中的应用相较而言还是比较滞后的,主要体现在两个方面。首先就是因为建筑物造价太高造成的;其次是由于工程经验不足。大部分工程师需提高在GFRP筋材结构的预期以及先见效果的设计,来更好的面对实践性问题。在混凝土结构及钢结构领域,有着一系列规程和标准丰富的设计理论和工作经验,但是对于GFRP玻璃纤维增强聚合物筋材加强结构设计的标准和研究还相对的匮乏。直至2010年GB 50608-2010实施后,GFRP筋材在土木工程中的应用在国内才有法可依、有据可查。但是在九十年代初期,GERP的使用在土木工程中的一些特殊领域取得了巨大发展。 1.1 国外技术发展现状 GFRP在土木工程领域有着不俗的地位,这很大程度上取决于GFRP复合材料的特性。美国1991年用于修复由于耐久性不足而损坏的桥梁,耗资910亿美元。英国为解决海洋环境下钢筋混凝土构筑物的腐蚀与防护问题,每年就花费将近20万英镑。日本引以为豪的新干线使用不到10年,就出现大面积混凝土开裂、剥蚀现象。从最早期的GFRP材料应用开始,20世纪60年代,美国即生产出早期的GGFRP筋用于混凝土结构。80年代,日本、美国和欧洲发达国家的有关高等学校、科研机构和材料生产厂家在GFRP材料用于工程结构加固方面投入了很大的研究力量,并取得了很大的成效。1995年日本阪神地震,采用GGFRP对混凝土结构进行抗震加固,由于GGFRP现场加固技术具有高强高效、施工便捷、耐久性好等优点,为抗震救灾和震后恢复重建工作赢得了充足的时间。在GFRP筋混凝土方面,GFRP筋最主要的优势是不锈蚀和高强度。GFRP筋可以替代普通钢筋,解决普通钢筋容易锈蚀的问题。另外,它们很轻,没有磁性,而且拥有非常好的抗疲劳性。在研究与应用的规范与标准化方面,各国也给予了相当的重视。日本土木学会成立GFRP加固委员会,并完成了使用GFRP片材的混凝土维修、加固技术草案。美国混凝土协会推出了有关设计指南。欧洲《高性能GFRP加固混凝土结构设计指南》也已正常运行。 1.2 国外技术发展趋势 GFRP筋材广泛应用与现状土木工程应用技术研究中,在国外有明显的发展趋势,如(1)在对单一品种高性能GFRP复合材料研究与应用的基础上,更加重视与强调由不同种类高性能GFRP复合材料混杂与复合后的改性问题。从而克服材料本身存在的弱点,使之能够在现代土木工程中得到合理运用,以此满足实际需求。(2)只有充分利用并强调采取预应力的方法,GERP和AGFRP的高性能特点才能得到充分发挥。(3)在国外领域,为了抢占海洋工程的制高点,特别在日本投入了大量的资金以此进行该方面的应用材料与应用技术的研发,该方法在很大程度上保证海洋工程建设占据了技术统治地位。(4)土木工程中应用的高性能GFRP复合材料的品种已越来越多元化。随着经济的发展以及材料性能的提高,就导致成本有所下降,就使得越来越多的GFRP复合材料被运用到各个方面的土木工程中。如从最初的GGFRP发展到CGFRP和AGFRP,再发展到PBO纤维、超高强聚乙稀纤维和玄武岩纤维等。 2 国内技术特点及现状 就我国而言,混凝土工程耐久性问题已经不容忽视,据统计,我国公路桥梁中危桥约35.4%,因为耐久性问题,在北京市多做高架桥都有不同程度的耐久性损伤。虽然高性能GFRP复合材料发展速度很快,但在我国土木工程应用中起步较晚,研究和应用也较少,未形成规模也不配套。这在某种程度上也制约其发展。 我国在GFRP加固的规范制定方面还是比较落后,直到2010年GB 50608--2010《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》的颁布实施,GFRP筋材在土木工程中的应用在我国才逐渐进入标准化轨道。先后相继颁布了:GB/T 26743--2011《结构工程用纤维增强复合材料筋》、JG/T 351--2012《纤维增强复合材料筋》、GJJ/T 192--2012《盾构可切削混凝土配筋技术规程》、JG/T 406--2013《土木工程用玻璃纤维增强筋》等相关标准。目前在国内土木建筑方面的应用产品已达数十种,而GFRP材料应用技术和研究在我国的开发应该从20世纪90年代开始,当时数家单位对GFRP应用与材料技术进行了研究,如:冶金工业部建筑研究总院(国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心)、清华大学、东南大学、华侨大学等。 3 结语 GFRP筋材是一种高性能新型结构材料,目前,国内外对GFRP筋材的开发应用均十分重视,相应的国家和行业规范及技术标准也相应出台。虽然GFRP筋材不能大面积的将传统刚才和混凝土材料代替,但它必将以一种高性能材料对传统结构材料做必要补充,使工程中的疑难杂症得以解决,也给土木与建筑工程的发展带来了新的契机,而且对综合经济和社会效益也起到了不容忽视的作用。 浅谈玻璃纤维技术的应用:浅谈玻璃纤维软管拉入法内衬技术施工要点 【摘要】本文主要分析了国内外常用的非开挖管道修复技术,并结合实例论述了玻璃纤维软管拉入法内衬技术在工程中的使用技术和具体的工艺流程,并分析了需要注意的一些问题及其工艺价值。 【关键词】玻璃纤维;软管拉入法;内衬技术;施工 一、前言 近年来,非开挖管道修复技术不断发展,为管道的修复工作提供了巨大的技术支持。玻璃纤维软管拉入法内衬技术也被管道的使用在管道修复中,提升了修复的效果和效率。 二、工程概况 本工程包括四种口径管道的修复,包括管径DN1000,全长53.5米;DN900,全长51米;DN400,全长160米;DN400,全长1124米。 南北大街、华科大街污水管道在运行过程中因出现多次坍塌,从窨井观察运行水位很高,有些已经到达井口;2013年春景观河疏浚时发现有污水进入河道,预计管道渗漏严重。 该管线实际地理环境属流沙地带;平均埋深在5-7米左右;窨井口直径650毫米。支线较多,DN800一条,DN600二条,DN400八条,DN300十二条,水流较大。 三、南北大街、华科大街污水管道修复工艺选择 为了适应污水管道全管内衬修复100%免开挖的技术要求,经过努力,我们借鉴美国Superliner、Inliner等技术,开发了玻璃纤维软管拉入法内衬修复技术,他具备如下技术突破: 1、完全意义上的不开挖工艺技术 本公司通过改进工艺,在采用CIPP软管内衬修复管道时,完全利用窨井口为作业孔,实现名副其实的100%不开挖。这对于贯彻市府政令不开挖修复在役管道提供了技术保障。 2完全按照ASTM标准进行施工 本公司玻璃纤维软管拉入法内衬修复技术,具备完全按照ASTM标准设计和施工的能力。 3、先进的材料体系 本公司建立了先进的具有自主知识产权的浸渍树脂配方系统,利用进口的辅料,性能完全能够达到ASTM标准规定的技术水平,而且在使用上更具实用性。在软管制作方面,利用国内相关行业现有的技术水平,完全实现了国产化。 4、先进的端口处理技术 本公司的内衬层成型以后,在端口位置还要进行密封处理,采用Re-III、Re-IV专利技术完成,彻底屏弃了水泥等耐久性不良的落后手段,防止流体窜通,确保内衬层与旧管的结构完整。 四、施工工艺流程 为了适应排水管道全管内衬修复100%免开挖的技术要求,并结合我国排水行业所辖管道其自身的特征,经过努力,我们借鉴美国Superliner、Inliner等技术,开发了玻璃纤维软管拉入法内衬修复技术。 1、软管拉入法内衬工艺原理 2、软管拉入法内衬材料简介 软管材料:玻璃纤维、涤纶纤维、防护膜 软管结构:外层――保护功能外膜结构层――玻璃纤维、树脂面层――涤纶纤维、树脂防护内膜浸渍树脂:主剂是国产的不饱和聚酯树脂,约占树脂总量的80%。助剂全部进口,共有六种,占树脂总量的20%。 在已经浸渍了树脂的软管安装就位并固化成为玻璃钢内衬层以后,防护内膜就完成了他的使命,所以被揭除。这样浸渍了树脂的涤纶纤维层就成为与污水接触的面层,他树脂含量高,具有极佳的耐腐蚀和抗渗透性能,同时具有极好的表面硬度(巴柯尔硬度40D以上),耐磨耗。浸渍了树脂的玻璃纤维层则成为承担内衬层结构强度的主体,他贡献了内衬层的机械力学性能,所以称为结构层。 因为在浸渍树脂和内衬软管制造实现了高度国产化,所以采用软管拉入法内衬修复技术将获得性价比优势。 3、技术保障 (一)软管具有一定的径向膨胀功能,自然会在一定范围内克服旧管道存在的承插接口拔离、承口对承口和插口对插口等形成的管道变形。 (二)该排水管道埋深5--7米,上游近月牙河,所以水位可能较高,采用软管拉入工艺不存在潮湿环境、积水等影响树脂固化的问题。 (三)本管道水泥脱落严重,软管的功能外膜和先期拉入旧管的韧性材料能够共同避免这种现象的发生。 (四)软管拉入工艺的树脂胶液配方黏度适中易于浸渍作业、保证了层间没有气泡。 (五)排水管道的后期养护要经常进行,要求固化物内壁必须提供适宜的表面硬度(巴柯尔硬度 40),我们软管拉入工艺完全能够达到作到这一点。 五、施工流程要点说明 1、堵水、调水 华苑高科技产业园区的排水管道系统建立较晚,没有形成环路,造成管内封堵一个点,上游来水必须从下一个井口调出排走,这种调水属于系统调水,不是我们常规内衬施工中的工艺调水,再加上园区内水量过大,作业量极大。 本工程中南北大街沿线管道,每天的污水排量是6000立方米左右,管道埋设深达8米(穿津静公路是越敷设)以上,为保证施工安全和沿线企事业单位用水需要,必须进行系统调水。 系统调水的直接目的是降低施工作业段的水位。通过加设临时泵站等措施解决待修复管段的污水污放问题,然后进行封堵,使待修复管段不再有来水压力。如此,既能保证施工,又能保证施工沿线百姓的正常生活。 封堵方法:首先,由潜水员下井清理待修复段上游(来水)2米内管道和井底杂物和垃圾,放入气囊开始充气,压力达到0.5Kg/cm时撤出潜水员,继续加压至1.0Kg/cm并保持这个压力,在井口横置工字钢,固定气囊牵引绳和进气阀门、进气管等在工字钢上完成封堵。 如果可能,可以在2―3个作业坑之间加气囊,因为这样有利于后期操作,当然也会加快施工进度。 待修复管段间共存在27多个入流口,都需要根据管径大小加装适当口径的气囊,同时还要保证支流的来水污沥事宜。经与甲方协商,管道上游来水都污到附近雨水管道。 特别的,因为上游水位高、水量大,为保证施工安全上游加设两个进口气囊,下游加一个进口气囊,并确保泵站随时调水。 另外,华科大街与南北大街交口处DN400口径管道的修复,需要封堵南北大街管道,确保修复施工正常进行。 2、高压水清洗 采用自吸式管道清洗车,可吸取管道内的污水。自行过滤循环使用,节省时间,节约水资源。与清洗车配套平面式管道清淤专用喷头,清洗要求确保管道底部得到彻底的清淤和清洗,同时不会对原有管道产生破坏性的影响,达到修复管道之前的基本要求:清垢率95%以上,无块状杂物等。 清洗完成后请留一根绳子在管内,方便下一工序的施工。 3、管道检测和修补 后期检测的目的是确认待修管道是否达到了修复工艺的要求,不能有石头及 大面积泥沙淤泥,外露的钢筋、尖锐突出物、树根等必须去除,管道弯曲弧度应小于300,管道接口之间若有错位,错位大小应在管径的10%以内,错口的方向形状必须明确,管道内部管壁要基本光滑平整。 六、适用范围及效益分析 本工艺技术可对多种管线进行有效修复。可对不同材质、输送不同介质的管道及有一定变形的管道进行修复。内衬施工可通过90°弯头,但不能对其三通及复杂的“S”弯进行修复。本工艺一次施工管线长度40m,若不受环境影响,施工距离还可延长。 一般情况下,纤维软管内衬修复旧管道可节约重建费用的40%以上,且修复后的管道可延长使用寿命20年以上。纤维复合结构内衬层的传热系数经初步检测是钢铁的1/l70左右。因此,内衬修复后其热损失降低,具有一定的保温作用,从而可减少集输过程中的燃料消耗。软管内衬修复不开挖(只需操作坑),占地少,无污染,尤其对难以施工或无法重建的管线(如压在建筑物下的管线),对其修复利用效益巨大。 七、结束语 综上所述,玻璃纤维软管拉入法内衬技术在非开挖的管道修复中具有巨大的效用,因此,必须要更加深入的分析玻璃纤维软管拉入法内衬技术的使用效果,提高其施工的质量。 浅谈玻璃纤维技术的应用:玻璃纤维增强水泥板生产技术与应用 【摘要】玻璃纤维增强水泥板属于一种玻璃纤维增强水泥的新型建筑材料,其比传统材料更为优异的性能,在屋宇建造、土木建筑等领域的建筑装饰中得到广泛的应用。本文根据自己长期实践经验,对玻璃纤维增强水泥板的类型、特点与优势,生产制造的工艺、安装技术,国家大剧院的应用进行详细阐述。 【关键词】玻璃纤维增强水泥板;喷射工艺;墙面装饰 前言 建筑行业在我国城镇化建设中成为是民经济的支柱产业,建筑材料制品是建筑业重要的物资基础。装饰工程新材料新工艺,除了具有传统材料的优良性质,新型装饰材料还具有较为明显的安装省工省时、节能环保等优势。 作为内墙装饰材料的玻璃纤维增强水泥板,是新近发展的性能超群的材料,具有比传统材料更为优异性能的一类材料。具有体量轻、易粘结、安装速度快、防火、保护生态环境、节约能源、减少污染、有利于提高建筑综合效益的特点与作用。 1、玻璃纤维增强水泥板 1.1产品 玻璃纤维增强水泥板的基本组成材料为特种高强低碱、细砂石、耐碱玻璃纤维、水和脱干剂、快干剂、染色粉等其他各种添加、附加剂。 产品表面光洁平滑呈白色,白度达到90%以上,有利于任何涂料的喷涂处理。各种平面板、各种功能产品及各种艺术造型它独特的材料构成方式足以抵御外部环境造成的破损、变形和开裂。市场上常见产品有:外墙板、轻质隔墙板、保温板、永久性模板、自承载式地板等。 1.2主要类型 ⑴轻质平板。轻质平板所用原材料基本上是抗碱玻璃纤维与低碱度水泥,采用喷射真空脱水法或流浆法成型工艺。产品主要可用作:吊顶板、部分作为隔墙板、外墙内保温面板等。 ⑵轻质空心条板。轻质空心条板除极少数厂使用抗碱玻璃纤维网格布与低碱度水泥外,绝大多数厂使用抗碱玻璃纤维网格布与普通水泥,甚至使用非抗碱的玻璃纤维网格布与普通水泥。条板的成型绝大多数厂采用平模浇注法,少数厂采用成组立模法。 玻璃纤维增强水泥用途广泛,不但可用于高层、超高层框架结构的内隔墙,也可用于公共建筑、民用建筑的内隔墙。用于影剧院、大型公共建筑、星级酒店等装饰装修更是得心应手,随心所欲。 1.3特点与优势 ⑴特点表现。结构创新、材料创新、工艺创新。具有强度高、重量轻、防潮、保温、不燃、隔声、安装快,加工性能良好,节省资源。具有环保、节能、防火、抗水、隔热和抗冲击等性能,且无毒无味,无污染。施工简便,安装施工速度快,比砌砖快了3-5倍。安装过程中避免了湿作业,改善了施工环境。 ⑵优势体现 ①因墙体内结构为几何图形,在水电安装、穿管布线施工上很方便。 ②因产品性能刚柔兼顾钻孔挖洞简便易行。 ③因墙体为定型结构板块,安装组合施工快捷。 ④因墙体重量轻、减轻建筑负载,扩大了使用面积,有效的降低工程造价。 ⑤把传统墙体的土建、水电安装、装潢三部施工工艺简化为三位一体一步到位的新工艺,省时、省工,减少了劳动强度,提高了安全系数。 ⑥环保化生产,利废节能,不损耕地:工厂化施工减少建筑垃圾,消除环境污染。 2、玻璃纤维增强水泥板生产技术 短切纤维纱、连续纤维无捻粗纱、网格布、短切纤维毡等多种不同型式的增强玻璃纤维,及喷射、布网、缠绕等掺入到水泥基体中的方式不同,影响着玻璃纤维增强水泥复合材料的力学性能,形成了复杂的玻璃纤维增强水泥复合材料的制作工艺,如喷射工艺、预混喷射工艺、预混浇筑工艺、注模工艺、布网工艺、缠绕工艺等。 2.1制造工艺 ⑴喷射工艺。将水泥和玻璃纤维从同一枪喷(喷射有手工和自动喷射之分)于所要求形状之模板上,然后压实,使之成型,再慢慢硬化、脱模。对于喷射工艺而言,玻璃纤维以二维乱向随机分布于水泥砂浆之中,纤维的有效利用率高,产品的各项物理性能也较好。 ⑵预混工艺。将玻璃纤维和水泥砂浆基体共同搅拌,形成均匀的玻璃纤维水泥混合料,然后通过浇筑或喷射的方法制成产品。根据成型方法的不同,预混工艺可分为预混浇筑工艺和预混喷射工艺。 2.2制作技术 ⑴材料、工具准备 材料主要有:玻璃纤维网格胶带、108胶、建筑石膏、水泥、砂、射钉等。工具主要有:卡具、手锤、电锯、凿子、刨子、木楔、刷子、抹灰刀、直尺、撬棍、靠尺板、射钉枪等。 ⑵放样、绘图 板长为楼板层高减30mm,板间缝隙5mm,门窗过梁采用压扁法,各向两侧板压进50mm,门窗口两侧板应注明预埋木砖或铁件处,绘制好房间平面、立面拼装放样图。 ⑶制作方式 ①基本做法。上粘、下顶、背楔、加卡。立板的同时立门口,避免后塞门。粘合剂随用随调,板顶和侧面抹粘合剂呈八字状,5mm厚。安装侧面要挤严,板放在预定位置后用撬棍将板撬起,一边往上挤、顶靠,一边看上下线,使挤紧处粘合剂浆流出为宜,检查垂直度,拼齐对正,合格后立即将木楔背靠板材下口实打牢,方可松手撤出撬棍。整个安装过程控制在300min之内,在板间暗缝处刮腻子找平。 ②上部加卡方法。在安装前定好尺寸,在每块板中间加门形卡,门形卡用射钉固定在顶部,安装时将撬板放在门形卡之间玻璃纤维增强水泥板。 ⑷特殊部位的处理。 墙板与门窗连接处,因加工墙板时有预埋处理,因此,只需要在钢或木门上定钉。门框与墙板的缝隙处用粘合剂粘合。水电过墙前可预埋管,也可装板后划线开凿洞眼,管线通过后用粘合剂挤塞严实找平。安装水箱、瓷盆、铁件等重物时,可装板后开凿,但不可剔通,将木砖或铁件埋入后用粘合剂塞严找平,挂衣钩、挂镜线等可直接往墙上用胶粘住或钉上,十分方便。 2.3安装技术 由于玻璃纤维增强水泥板安装不需要平面,所以不需要进行大面积的找平处理。在建筑基层墙面完成后,通过放线确定位置,在将固定件预先安装在放线的适当位置上,然后进行竖向分段龙骨的安装。 在分段的竖向龙骨安装完成后,进行调平处理,分别对龙骨的方向进行调整,使所有的竖向分段龙骨在一个平面上或一个完整的弧面上。当竖向龙骨调整确定后,再进行横向龙骨的排列。龙骨布置完成后进行玻璃纤维增强水泥板内部填充岩棉的工作,进行岩棉的固定。最后通过连接件安装玻璃纤维增强水泥板。 3、玻璃纤维增强水泥板的应用 玻璃纤维增强水泥板是目前装饰领域新型的装饰材料,被广泛应用于学校、医院、电视台、演艺中心、星级酒店、艺术中心等领域中的屋宇建造、土木建筑和其他特种用途。例如:剧院的声学反射、吸声吊顶和墙面、高档建筑的大型艺术造型吊顶。 3.1国家大剧院应用原因 2007年9月建成的国家大剧院,在外环廊墙面等公共区域的墙面装饰中,大量应用了玻璃纤维增强水泥板。国家大剧院选择玻璃纤维增强水泥板装饰墙面的主要原因: ⑴无毒无害环保。基于玻璃纤维增强水泥板本身的内部成分主要成分是石膏,无毒无害,对于国家大剧院一类的国家重点公共型建筑,其运行的人流大,材料的无毒无害环保必须是首选。 ⑵质量轻、强度高、不变形。由于玻璃纤维增强水泥板的产品平面部的标准厚度为3.2至8.8mm,每平方米重量仅4.9至9.8kg,能减轻主体建筑重量及构件负载。产品断裂荷载大于1200N,超过国标准装饰石膏板断裂荷载118N的10倍。同时,主材石膏对玻璃纤维无任何腐蚀作用,干湿收缩率小于0.01%,产品性能稳定、经久耐用、不龟裂、不变形,使用寿命长。 ⑶声学效果好。玻璃纤维增强水泥板经过良好的造型设计,可构成良好的吸声结构,达到隔声、吸音的作用。 ⑷施工便捷、加工周期短。玻璃纤维增强水泥板可根据设计师的设计,任意造型。现场加工性能好,安装迅速、灵活,可进行大面积无缝密拼,形成完整造型。特别是对洞口、弧形、转角等细微之处,可确保无任何误差。由于其脱膜时间仅需30分钟,干燥时间仅需4个小时,大大缩短施工周期。 ⑸材质表面光洁、细腻,白度达到90%以上,并且可以和各种涂料及面饰材料良好地粘结,形成极佳的装饰效果。 3.2安装概况 国家大剧院戏剧场外环廊墙面的玻璃纤维增强水泥板的宽度约1米,高度约3米左右,厚度12毫米,板材图案的初始模型是在细沙上做出造型,目的就是达到沙丘一样的柔和起伏的效果,来烘托平静安详的基调。建筑师设计出的几种标准图案在立面上将几种图案按照一定的规律进行排列组合。对这种墙面,建筑师除了考虑建筑艺术效果之外,同时还考虑了其起伏形状对声音有漫反射的作用。板与结构墙连接方式:预制板四周及中间,为了加强板的强度及预埋件需要都设置了加强肋,在四周每边预埋钢板板通过转接件与结构墙固定的角钢连接。
土木工程施工教学篇1 土木工程专业是培养在各类工程领域从事规划、设计、施工、管理工作,具有初步的项目规划和研究能力的工程技术人才的工科专业,注重实践、注重理论联系实际是其专业教育的核心理念。《土木工程施工》作为该专业的主干课程,主要讲授土木工程中各主要工种施工的工艺原理和方法以及组织施工的一般规律,重点培养学生运用所学专业知识解决施工中遇到的实际问题的能力,是实现土木工工程专业实践创新型人才培养目标的核心课程之一。基于上述课程性质和授课特点,实践教学环节即成为《土木工程施工》教学的重要组成部分,成为实现其教学目标的有力保证。 1《土木工程施工》实践教学面临的问题及挑战 近年来,为适应建筑行业的发展需求,各种新材料、新技术、新施工方法层出不穷,急需适应经济发展和企业技术变化的实践创新型人才。而本科生在建设单位主要从事施工技术工作,一毕业就直接进入施工现场,这就要求学生能够尽快进入技术管理角色,施工到什么工序,就知道干什么、怎么干。然而,目前的土木工程专业的教学内容、教学方法、实践环节的设置等都与工程实际和企业需求存在一定差距,无法有效实现培养目标。具体到《土木工程施工》的教学,传统的授课内容基本都是根据土木工程施工的主要环节,按照土方工程、基础工程、混凝土工程、预应力混凝土工程、结构安装工程、防水工程、装饰工程等模块进行讲解,模块化的教学内容强调的是独立的知识点,忽略了理论知识的讲授与施工流向相衔接,学生不能将理论知识与工程实际联系起来,不知道所学知识属于哪个施工流程,何时用、怎么用,这就导致学生的知识体系和实践能力无法满足工程实际的需求。尤其在实践教学环节,实习项目和教学方案往往是依据学校教学设备与环境条件而设置,实践教学脱离工程实际,缺少真实工程环境的生产实践与体验。教学形式以知识讲授为主,缺乏创新能力与综合素质的训练与培养,造成学校教育与社会需求无法紧密对接,毕业生缺乏工程实践背景,动手能力与创新能力较差,这成为制约土木工程教学和工程实践教育发展的内在阻力。 2《土木工程施工》实践教学改革的措施和办法 鉴于此,我们针对过去重理论轻实践,重知识轻能力,实践环节少,工程训练不全面,学生工程实践能力不足等弊端,构建包括认识实习、仿真实训、生产实习、顶岗实习、取证培训、创新创业项目及行业竞赛、课程设计等环节的与培养目标相适应的实践教学体系,进行实践教学的改革创新,切实实现知识、能力、素质的全面、协调发展。 2.1通过认识实习了解授课内容、明确学习任务 在上课之初,组织学生赴施工现场进行认识实习,教师在现场引导学生观看施工工艺流程、施工方法、施工技术质量要点、工种操作等,通过亲临施工现场观察体验,使学生对《土木工程施工》的研究对象和授课内容有初步了解,明确课程性质和学习目标。 2.2通过仿真实训全面支撑课程教学 建设应用性强、仿真度高、设施完善的校内实训基地是提高实践教学质量的重要条件,我们根据建筑企业的工作内容和专业培养目标建立仿真实训基地,让工地建在学校,工程师走上讲台,学生走出教室,真正实现工学结合的教学理念。在每个单元的授课过程中进行仿真实训,通过立体化的教学手段给予课程教学以有力支撑,使学生更容易理解和掌握课程的相关内容,记忆更加深刻,让学生在仿真的工作环境中培训专项技能,培养工程意识,训练工程技能,提高创新能力。 2.3通过生产实习获得现场施工的基本训练 土木工程生产实习是培养学生的创新精神和实践能力的重要手段,每个单元的课程结束后,进行短期的生产实习,组织学生深入建筑工地,与工地技术和管理人员及工人密切接触,在专业技术人员的指导下参加实际的施工和管理工作,并请有经验的技术管理人员集中讲课,使学生加深对已学理论知识的掌握和理解,获得现场施工的基本训练,同时,有效弥补学校教师缺乏工程实践能力的不足。 2.4通过顶岗实习提高“零距离”上岗的职业能力 课程结束后,利用假期组织学生进行顶岗实习,学生在建筑工地系统实习工程施工的全过程,实践各个岗位的工作环节和工艺流程,熟悉技术指导和管理工作规范,掌握从事专业岗位工作所必备的工程素质和业务能力,提高具体岗位“零距离”上岗的职业能力。 2.5通过取证培训巩固专业知识、强化实践技能 全面推行“双证书”(毕业证、职业资格证)制度。将岗位作业内容和行业职业标准导入教学内容,将职业技能鉴定纳入教学计划,实现“双证”融通。根据建设行业“五大员”岗位的特点和职业资格证的获取要求安排教学内容,设置授课环节,并据此编制相应的习题集作为课后作业,使学生在熟悉职业资格证考试内容的基础上巩固专业知识。同时,利用业余时间,组织学有余力的学生进行施工员、质检员、预算员、测量员、材料员和安全员等多个职业岗位的岗位技能培训,帮助学生考取相关职业资格证,提高就业竞争力。 2.6通过参加创新创业项目及行业竞赛提升实践创新能力 组织学生参加各种相关的专业技能竞赛、创新实践大赛、创业大赛,指导学生申报“国家大学生创新创业训练计划项目”,鼓励学生自主立项申报研究课题,推荐学生参与教师的科研及教研项目,通过学科竞赛和项目研究激发学生的创新兴趣和潜能,夯实专业基础,提高工程素质和创新能力,进而为就业、创业打好基础。 2.7通过课程设计落实实践经验、检验学习效果 课程设计包括分部分项工程施工组织设计、单位工程施工组织设计、建筑工程项目投标文件编制、专项施工方案(危险性较大的分部分项工程)等。通过课程设计进一步落实上述实践环节的具体工作,着重培养学生运用理论知识解决实际问题的能力,获取信息和查阅资料的能力,用文字、图表准确表达设计结果的能力,进而提高工程素质和创新能力。在《土木工程施工》的实践教学中,必须始终以培养学生的创新精神、工程意识、职业技能为宗旨,以提高实践教学质量为核心,构建与培养目标相适应的实践教学体系,努力做到每个实践环节都有明确的训练任务和主攻方向,实践环节与理论讲授互相穿插,体现理论课中有实践应用,实践教学中有理论指导,使理论与实践紧密结合,相辅相成,并通过严格组织管理,强化考核制度,真正将实践教学落到实处,最终实现提高学生工程实践能力的培养目标。 作者:梁国强 单位:西北民族大学土木工程学院 土木工程施工教学篇2 土木工程施工与组织属于高校教学中一项重要的专业教学课程,土木工程施工与组织专业在土木工程施工人才培养方面发挥重要价值和作用,能够更好的支撑社会建设事业发展。现有土木工程施工与组织课程教学方式很难满足现阶段经济发展需要,必须要从社会实践角度出发,做好土木工程施工与组织改革,制定完善的教学计划,确保各个部分的协调发展,实现对课程结构的优化和完善。教学活动工作的开展需要将理论和实践相互结合,为我国土木工程施工培养出更多专业性人才,本文就此展开了研究分析。 1课程建设思路 土木工程施工与组织属于高校一门专业技术课,理论与实践结合密切,能够实现对学生专业能力的有效培养。土木工程施工与组织理论和实践环节教学,能够帮助学生对建筑施工全过程有熟悉了解和把握,明确各个环节施工方法、技术,掌握施工组织的原理和方法,同时熟悉施工现场在环保和文明方面要求。确保所培养的学生具备组织一般建设施工能力,实现对施工过程中一般质量问题的有效处理,顺利完成施工组织设计编制。为之后施工、监理、招投标等工作的顺利开展打下良好基础。因此,在土木工程施工与组织课程建设方面,必须要坚持校企之间的深度合作,利用企业调研确保所培养的学生在技术水平和能力方面满足实际岗位需要,以此为基础,实现对土木工程施工与组织教学组织设计、课程考核体系的有效分析。 2典型工作任务分析 土木工程施工与组织在工作任务确定方面,具体包含工程施工、施工组织以及项目管理等任务。首先土木工程施工与组织课程属于建筑工程技术专业以及工程造价专业基础课程,毕业学生在就业单位方面多为施工现场一线,企业希望工程造价专业学生在工作前积累半年一线工地施工经验,对施工方法和施工工艺有熟悉了解,之后从事相关专业。主要是因为造价工作存在较大难度,不是简单的计算,还需要具备非常多土木工程施工等知识,如果学生未能详细了解各施工方法,将很难确保计量计价准确性。其次,施工组织以工程施工为基础,让学生处于管理者角度进行问题的思考和分析,学生如果不熟悉常见施工工艺和施工方法,将很难确保所编制的施工方案和组织设计有足够合理性和可行性,为建筑施工技术和组织管理提供重要指导。最后,以施工组织为基础建立项目管理沙盘模拟,让学生站在管理者角度,从工程中标开始模拟,直至整个工程项目竣工结束。 3教学组织设计 土木工程施工必须要打破以往的理论授课模式,多数内容必须要利用施工教学视频将其展示在课堂,为学生营造感性认知。与此为基础,与相关内容相互结合,有针对性的选择工地展开现场教学,提高学生在课程内容方面理解,实现对理论知识的强化和巩固。同时需要掌握钢筋工、模板工等一线操作技能,利用学校实训室等手动操作,减少学生工作适应期。当前很多施工工艺和施工原理都需要施工技术人员在实践中总结和分析,当前不断有新的施工技术和施工工艺出现,教材内容存在有一定的滞后性。为了避免土木工程施工与实际出现脱节情况,老师在工作中需要注意国内外相关材料收集,加强与企业之间联系,深入施工现场,对最新施工工艺和政策有详细了解,确保学生所掌握的知识与施工实际同步,取得理想教学效果,更好的满足当前社会经济发展中在人才方面需要。土木工程施工与组织包含有砖混结构流水施工组织、网络计划优化等内容,老师在完成原理讲解后直接安排实践内容,能够转变传统满堂灌教学模式,提高在学生动手操作能力以及实际操作能力方面掌握水平,给予相应指导,确保学生能够自己动手完成项目操作。老师在课程设计方面需要注意工期、资源等条件限制,由学生自行选择具体设计方案,比如脚手架选择和布置、基坑降水方案等,学生需要说明自己选择方案的原因,却阿伯其符合实际,技术可行,为学生提供自由发展空间。在这种情况下,学生会利用课余时间深入施工现场,搜集设计相关信息,酝酿设计方案,确保课程设计取得理想效果,帮助学生更好的利用所学知识实现对问题的有效解决和分析。 4课程考核体系 课程考核体系直接关系到学生知识学习,必须要结合教学大纲制定相应的考核方法和标准,确保学生能够有意识的训练自身专业能力,将能力考核作为评价学生学习效果的重要依据。土木工程施工与组织理论和时间教学需要有理论课程成绩、实践项目成绩以及施工组织课程设计成绩成绩。老师给出调研题目后,学生建立小组,去建筑工地调研,完成调研后提交调研报告,向老师和学生汇报,之后回答所提出的问题。另外,还可以邀请学生参与答辩考核,进行互评和自评,使学生的兴趣和参与意识得到提高和增强。在日常课堂教学外,还需要选择经验丰富的设计、施工挂不努力等方面专家展开典型工程专题讲座,让学生学习新的知识,对当前研究热点有详细了解,同时激发学生在工程技术发展方面关注度和兴趣。在讲座方面尽量减少课程知识点,同时详细写出自己的感受和体会。 5结束语 土木工程施工与组织课程教学改革十分必要,能够确保土木工程施工与组织课程教学更好的满足当前社会经济发展在专业化人才方面需要。土木工程施工与组织课程教学改革工作的开展需要在提高学生学习兴趣和主动性的基础上使教学效果得到改善,增强学生专业技能,更好的满足学生成长和发展需要,促进学生全面发展进步,支撑我国建筑行业的稳定发展。 作者:张艳如 单位:四川大学锦城学院 土木工程施工教学篇3 1研究背景 目前,土木工程施工的课程不仅对建筑工程管理系中的各专业比较重要,对土木工程专业来说也是一门非常重要的专业课,对于工程管理和土木工程专业的学生来说,土木工程施工属于其一门非常重要的核心课程,其授课分为上下两个学期进行,从课时上便可以充分地体现其重要性;对于工程造价专业的学生来说,在众多的院校中,通常把工程造价专业中的土木工程施工课程划分为专业基础课程,但是随着建筑行业的不断发展,并根据工程造价专业的课程结构及学生的就业、未来的职业发展的情况来看,土木工程施工课程的教学对工程造价专业的学生的学习及就业来说是至关重要的一个环节[1-4]。土木工程施工是一门实践性和综合性很强的课程,同时也是一门非常重要的专业课程,在信息化高速发展的现代,各类微课、慕课、翻转课堂层出不穷,在为土木工程施工课程的改革与建设提供更多的技术支持的同时也提出了更高的要求。因此,探索土木工程施工课程的信息化建设方案,把信息化手段融入传统教学中,提高教学水平与教学效果具有非常重要的意义[5-7]。 2课程建设的现状 ①学生就业方面:近年来从大部分相关专业的学生就业情况来看,大部分学生就业单位为施工单位,而学生在面对具体的工程时,往往出现无所适从、不能尽快融入施工现场环境、理论与实际严重脱节的现象。②学生的学习效果和学习兴趣方面:在教学过程中单纯的讲解很难实现在课堂上呈现完整的施工过程,造成教学内容枯燥、课堂上理论教学与实践相脱节,导致理论知识空洞、抽象,从而容易导致学生失去学习兴趣和热情、学生对工艺和技术的了解不够深入。③教学内容方面:目前大部分的土木工程施工教材所包含的施工工艺、施工方法、有关数据都还停留于多年以前的施工技术及规范要求,存在范围狭窄、数据陈旧等问题。④信息设备利用率方面:目前大部分院校各种信息化教学的基础设施已基本达标,所有教室配备有多媒体投影机、全校范围内覆盖的互联网、建设有学生计算机网络教室、智慧教室等,但是信息设备利用率及利用空间较低,未能最大限度地开发利用其价值,未能实现信息技术与学科教学的真正融合。 3课程建设内容 3.1组织编制课程教学大纲与教学设计 编制土木工程施工课程的教学大纲和教学设计,可从以下三个方面进行:①可以把有关施工的图片、视频和动画上传至学习通,在讲解到某个部分时或者课后,学生都可以通过手机观看,方便学生的自主学习的同时可以激发学生的学习兴趣,并且可以通过信息化建设加强教师对施工知识的深度理解和掌握;②教学内容、数据的更新,随着行业发展过程中规范、技术、工艺的不断更新,相应地更新教学内容,使得学生能够方便、快捷、高效地查找资料,使学生不仅知其然,更能够知其所以然,新的教材应与现代化的施工技术相适应,才能培养出适应于实际工程的应用型人才;③课程结构合理,课程内容完备,使其能够覆盖学生就业后所需的全部专业知识领域,使其具备的知识储备量与能够工作需求对接。 3.2课程设计的设置 土木工程施工课程设计部分由教室手动更改为利用计算机在机房完成。土木工程施工的课程设计内容大部分为单位工程施工组织的设计,是在土木工程施工课程原本由施工技术和施工组织组成的基础上,在学生掌握基本工种工程施工的基础上强调以完整项目为工程背景,进行施工设计、编写施工方案、编制施工进度计划、绘制施工平面布置图,强调结合工程实践整合施工新技术的应用。首先,通常一份完整的施工组织设计由上百页组成,学生按照传统的方式在教室中手写手绘的方式很难在规定的时间完成一份完整、高质的单位工程施工组织设计。其次,对于施工方案中的众多施工工艺、施工技术,单纯地利用书本很难完成,需要查找大量的有关资料、技术规范。再次,施工进度计划及施工平面布置图在实际工程中都是由相关软件完成的,需要培养和锻炼学生利用软件完成的能力,这样才能使学生能够具备实际工程所需的专业能力。因此,把土木工程施工课程设计部分的单位工程的施工组织设计的编制由教室更改为利用计算机在机房完成,最大限度地应用网络资源及现代化软件技术,培养应用型人才,提高学生的专业能力。 3.3.工程案例的实践教学法 工程案例对于土木工程施工课程来说是不可或缺的,受各种因素制约,学生参与了解相关工程实践的机会还很少,因此,在课程教学的过程中通过多媒体增加工程案例的呈现并可与学生展开有关拓展和讨论,使所学知识得到综合,并在实际学习与工作中进行应用。3.4课程信息化建设网络上分布着各种专业信息资源,例如各类建筑相关的网站或者微信公众号里面都有着各个专业方向(房建、道路、桥梁、隧道等)、各个领域(国家法律法规政策的颁布实施、施工工艺、施工组织与管理、BIM、装配式建筑等)的丰富的信息资源,因其传播的媒介众多、种类多样、分布范围广而在教学和学习中不能得到有效的利用。建立与土工工程施工课程教学相配备的网络教育信息平台,如土木工程施工课程学习通,老师根据学生所掌握的专业知识,整合众多的网络信息资源,通过对网络资源的筛选整合,可形成丰富的图片、视频、案例作为教学资源;建立土木工程施工课程教育信息公众号,提供给学生符合其专业基础、课程进度、就业需求的信息资源。挑选对于有助于学生理解学习施工技术、工艺、组织的、有助于学生了解行业发展动态规划就业方向的、有助于激发学生专业兴趣的有关工程资料、工程视频、工程案例等,上传相关资料,并设置类似论坛的交流平台,师生之间、学生之间可以自由讨论,实现与土工工程施工教学相适应的土木工程教育信息的在线、互通共享与交流,拓展学生视野,提高专业能力。 4成效与结论 土木工程施工课程主要涵盖了施工技术和施工组织两大部分,大都是针对工程的各个部分的施工工艺、施工方法的实际操作过程,对比其他专业课程来说具有实践性特别强的特点、也是最应该注重于理论与实际工程相联系的课程。在高等教育重视提高教学质量与信息化建设的大背景下改革传统的教学方式,加强教学环节,从教学资源(教学内容、教学环节设置、教学视频、教学案例)、教学方法、师资配备、教育平台等方面进行改革并进行实际的应用,实现并完成土木工程施工课程的信息化建设,实现六个方面的结合,如图1所示,在教学过程中课堂上运用全新的理论教学与实践教学理念,使理论教学与实践相连接,利用信息化教学手段和教学模式,最大限度地调动学生学习的主观能动性,提高学生学习的积极性,将枯燥的施工工艺的理论知识变成生动的、动态的施工过程,提升学生学习的兴趣和热情,及时了解国内外土木工程施工新技术和新动向及国家技术规范、政策,提高教学质量和效率,提高学生的专业素质,培养出高素质高级应用型人才。 作者:徐荫 单位:武汉城市学院
机械工业论文:国民经济主要产业技术介绍 机械工业技术政策 一、研究开发技术 1、机械产品现代设计技术 包括建立机械工程数据库;开发动态分析和动强度设计技术;cad应用技术和局部集成的接口技术、网络技术及建库技术;并行工程技术、动态仿真技术、快速原型设计技术、工业设计技术、反求工程设计技术。 2、机械产品可靠性技术 重点开发可靠性工程管理技术、产品和系统可靠性设计技术、失效分析技术、可靠性实验评定、运行监测、故障诊断等技术。 3、热加工清洁生产技术 包括熔炼自动化、利用炉废气预热和除尘等铸造清洁生产技术;高效燃气无氧化加热、温锻塑性成形等锻造清洁生产技术;切割及焊接清洁生产技术;可控气氛多用炉、连续炉和真空热处理炉等热处理清洁生产技术;电镀、涂装等表面处理清洁技术。 4、精密成形技术 重点开发以实模精密成形、刚型、准刚型精密成形、高紧实度造型(芯)等精密铸造技术;精密模锻、辊锻、热轧、热挤压多向分模锻造、热镦锻等精密热塑性成形技术;冷温挤、冷挤、冷轧、超塑性等温成形、冷精整及复合成形等机械构件精密焊接与切割技术。 5、表面功能覆层技术 包括少无污染、高效、高性能的表面功能覆层技术与装备;重大工程装备表面功能覆层制备技术;高能束表面覆层制备及应用技术;新型复合表面处理技术;表面功能材料及涂层技术。 6、数控技术 重点开发开放式体系结构的新一代数控系统;车削中心、加工中心、数控磨床、数控锻压机床、电加工机床、数控重型机床等六类主机配套的数控系统。 7、工业过程自动化技术 研究开发工业过程自动化的管理控制集成技术;工业通讯网络和现场总线协议的开放式自动化系统。 8、工业机器人系统技术 开发点焊、弧焊、装配、搬运、喷漆五大类工业机器人的机械结构、传动机制、伺服驱动、传感控制及系统成套的设计和制造及工程应用技术。 9、机械制造柔性自动化基础技术 研究开发适合我国国情的柔性自动化技术、信息管理技术及自动化单元和部分集成控制技术,开发车间级自动化系统和fmc·p-fms、fms三个层次典型柔性加工设备。 10、面向中小企业的综合自动化技术 开发面向中小企业的综合自动化单元技术和系统;以gt原理为主线的车间级、单元级自动化成套技术;管理信息系统;产品设计与制造自动化系统;单元技术间的集成技术;质量控制技术。 11、传感器技术 研究开发力敏、磁敏、热敏、光敏、气敏、湿敏等类传感器、工程传感测量系统及基础共性技术。 12、自动测试技术 开发vxi总线、gpib总线、rs485串行总线三类自动测试系统,vxi总线结构的电机、发动机、工业泵、印刷板产品自动测试系统;gpib总线结构的环保自动测试系统;rs485串行总线结构的气象自动观测系统;大气污染、水质污染分析仪器和智能数字采集系统。 13、电力电子技术 研究开发新型高频、大中功率变频装置和电源、谐波抑制和无功补偿技术、新型igbt器件生产技术,以及为重点工程配套的电力电子器件、电力半导体应用装置。 14、精密、超精密加工技术 以高效超精密加工车床、cnc型超精密复合加工机床、超精密平面和外圆磨床为重点,开发超精加工技术及应用工程,带动开发出一批精密、超精密的基础功能元器件,如超精密主轴轴系、超精密的伺服进给系统、超精密的测量系统和误差自动补偿系统等。 15、高能束加工技术 开发光加工应用技术、千瓦级二维激光切割技术;激光加工机配套设备及元件;多维激光加工机及机器人;激光焊接工艺;大型复杂零件激光表面处理工艺和汽车发动机缸体激光热处理生产线。 16、高性能机械工程材料生产及应用技术 开发轴承、密封件、模具等机械基础件用新材料及应用技术;电力设备、石化设备等重大装备的自动化仪表材料和专用功能材料及应用技术;汽车工业用精细陶瓷、专用功能材料、工程塑料、新型复合材料及应用技术。 17、系统管理技术 重点研究开发精密生产技术、虚拟制造技术、企业级信息管理系统技术和设计、制造、质量、销售等方面的有限集成技术;资源管理信息库;并行工程技术、信息交换和接口通讯技术。 18、重大工程成套装备制造技术 重点开发国民经济重大工程成套装备的总体设计、大型构件加工、系统优化、参数匹配、在线监控、故障诊断、综合管理及系统可靠性等关键技术。 19、环境保护工程装备相关技术 重点研究开发烟气脱硫脱硝和除尘、工业废水和城市污水处理等成套设备和技术;电子辐射照氨法处理工艺;厌氧生物法处理模块化技术;柴油机电控燃油喷射技术。 20、节能节材技术 研究开发风机、泵、电焊机等量大面广产品的应用变频调速技术;发电设备燃气--蒸汽联合循环技术、超临界技术、循环流化床和加压流化床技术、抽水蓄能技术;余热余压利用技术;高效、节能和智能化的能源管理和控制技术。 二、产业化技术 1、典型数控机床计算机辅助工业造型设计技术 造型设计效果模糊综合评价系统、小型机与工作站计算机辅助造型系统、工作站及超级微机辅助工业造型设计系统软件。已在10多个企业应用,效果显著,在机床行业有重要推广价值。 2、加工中心加工系统动态稳定性分析和计算软件 适用于机床整体静动态特性预测和结构的软件包,包括八个功能程序段及相应的接口程序。已用于6个单位,效益良好,适宜在机床行业推广。 3、树脂砂铸造成套技术 包括连续式和间歇式混砂机系列及树脂砂再生设备。对提高铸件质量、降低产品成本、提高国际竞争力有重要意义。适用于质量要求高、批量大的铸铁件生产。 4、钢水净化技术 适合国情的钢水精炼及保证铸钢件内部纯净度的全套装备及工艺。已用于十几家企业,适用于核、火、水电及石油化工设备中的各种铸钢件生产。 5、典型精密锻造件生产线成套技术 根据企业提供的典型件和生产纲领,提供生产线交钥匙工程及单项技术、装备或软件。对节材、节约工时、节约投资、提高锻件精度有重要意义。已在4家企业使用。 6、先进模具选材、设计、制造成套技术 包括高性能模具材料及应用技术、模具的现代设计加工技术和模具的配套技术。已在4家企业使用。适用于汽车、摩托车、轻工、仪表等行业所需的各种模具制造。 7、热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮及宽带极高速堆焊技术 包括热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮的拼焊及耐气蚀堆焊和宽带极高速堆焊技术。在焊材及工艺方面有节约外汇的效果,已在3家企业示范,适用于加氢反应器、尿素合成塔、电钻锅炉等设备的内表面堆焊。 8、激光焊接及切割加工装备成套技术 包括激光器、激光焊接及切割成套技术。对提高焊接强度和质量有重要意义,经济和社会效益显著。适用于刀具、工具等各种材质的薄板焊接。 9、氮基气氛保护加热淬火与微机控制系统 包括cnc系列变压吸附制氮机组、tc-89系列微机控制系统、保护加热淬火工艺技术。有节约投资、提高质量的功效。适用于多种碳钢、低合金钢的热处理,轴承、齿轮等零部件淬火、渗碳生产等。 10、可控气氛真空热处理成套技术 包括密封箱式多用炉生 产线和连续可控热处理生产线、真空热处理设备和工艺成套技术。经5个厂试点效益显著。用于汽车齿轮、轴承和标准件、高合金钢、不锈钢、低合金结构钢、轴承钢的渗碳及淬火等工艺处理。 11、先进刀具、工具系统 用于车床和数控镗床、铣床和加工中心。经企业试用,对提高工效、节汇创汇有重要价值。适用于机械加工企业。 12、自泳涂料涂装生产线成套技术 自泳涂料是由活性高分子乳液、活性添加剂及颜料组成的新型水性涂料,与现用的电泳涂装工艺相比,具有工艺简单、稳定、节能、节材和省投资、涂层性能好等优点。可提供工艺设备设计、制造及调试交钥匙工程。用于汽车车身及家电部件的底漆涂装。 13、车间物流自动化、立体库及关键技术 车间物流自动化立体库的系统设计、成套设备、控制软件。适用于机械汽车大中型企业的物流管理,经多厂试用有节省占地和投资、工作效率高等优点。 14、可编程序控制系统成套工程技术 包括系统设计、成套设备和编程控制及监视软件,适用于机械、汽车制造业的控制系统,经多厂试用有节约投资、缩短维修时间之优点,经济效益显著。 15、普及型和经济型机床数控成套系统 包括以工业pc机为基础的总线模块化、开放型体系结构和以步进电机驱动的经济型数控系统,适用于机床配套及现役机床改造。经多家工厂试用效果明显。 16、超声波涡流在线自动探伤设备 将超声波探伤和涡流探伤技术相结合,组成成套机组,可同时检测内部和外表缺陷及几何尺寸,可用于机械零部件、管棒及锅炉制造厂检测,试用效果好。 17、企业计算机辅助管理系统capms 该系统吸收国外mrp-ⅱ之精华,按职能部门、业务分工数据处理方法、等分为18个模块,集产、供、销、存、人、财、物管理为一体,各模块既可独立运行,又可集成,还可作cad/cam/capp信息集成通讯接口。适用于多品种、大小批量及单件生产或混合制造。经企业试点,对提高管理水平和经济效益有重要价值。 18、漆雾及废气净化成套技术及设备 包括成套技术与设备(3种净化装置),适用于机械设备喷漆,经厂家试用,涂漆雾效率高,符合劳动卫生标准和环境标准。 机械工业论文:国民经济主要产业技术介绍 机械工业技术政策 一、研究开发技术 1、机械产品现代设计技术 包括建立机械工程数据库;开发动态分析和动强度设计技术;cad应用技术和局部集成的接口技术、网络技术及建库技术;并行工程技术、动态仿真技术、快速原型设计技术、工业设计技术、反求工程设计技术。 2、机械产品可靠性技术 重点开发可靠性工程管理技术、产品和系统可靠性设计技术、失效分析技术、可靠性实验评定、运行监测、故障诊断等技术。 3、热加工清洁生产技术 包括熔炼自动化、利用炉废气预热和除尘等铸造清洁生产技术;高效燃气无氧化加热、温锻塑性成形等锻造清洁生产技术;切割及焊接清洁生产技术;可控气氛多用炉、连续炉和真空热处理炉等热处理清洁生产技术;电镀、涂装等表面处理清洁技术。 4、精密成形技术 重点开发以实模精密成形、刚型、准刚型精密成形、高紧实度造型(芯)等精密铸造技术;精密模锻、辊锻、热轧、热挤压多向分模锻造、热镦锻等精密热塑性成形技术;冷温挤、冷挤、冷轧、超塑性等温成形、冷精整及复合成形等机械构件精密焊接与切割技术。 5、表面功能覆层技术 包括少无污染、高效、高性能的表面功能覆层技术与装备;重大工程装备表面功能覆层制备技术;高能束表面覆层制备及应用技术;新型复合表面处理技术;表面功能材料及涂层技术。 6、数控技术 重点开发开放式体系结构的新一代数控系统;车削中心、加工中心、数控磨床、数控锻压机床、电加工机床、数控重型机床等六类主机配套的数控系统。 7、工业过程自动化技术 研究开发工业过程自动化的管理控制集成技术;工业通讯网络和现场总线协议的开放式自动化系统。 8、工业机器人系统技术 开发点焊、弧焊、装配、搬运、喷漆五大类工业机器人的机械结构、传动机制、伺服驱动、传感控制及系统成套的设计和制造及工程应用技术。 9、机械制造柔性自动化基础技术 研究开发适合我国国情的柔性自动化技术、信息管理技术及自动化单元和部分集成控制技术,开发车间级自动化系统和fmc·p-fms、fms三个层次典型柔性加工设备。 10、面向中小企业的综合自动化技术 开发面向中小企业的综合自动化单元技术和系统;以gt原理为主线的车间级、单元级自动化成套技术;管理信息系统;产品设计与制造自动化系统;单元技术间的集成技术;质量控制技术。 11、传感器技术 研究开发力敏、磁敏、热敏、光敏、气敏、湿敏等类传感器、工程传感测量系统及基础共性技术。 12、自动测试技术 开发vxi总线、gpib总线、rs485串行总线三类自动测试系统,vxi总线结构的电机、发动机、工业泵、印刷板产品自动测试系统;gpib总线结构的环保自动测试系统;rs485串行总线结构的气象自动观测系统;大气污染、水质污染分析仪器和智能数字采集系统。 13、电力电子技术 研究开发新型高频、大中功率变频装置和电源、谐波抑制和无功补偿技术、新型igbt器件生产技术,以及为重点工程配套的电力电子器件、电力半导体应用装置。 14、精密、超精密加工技术 以高效超精密加工车床、cnc型超精密复合加工机床、超精密平面和外圆磨床为重点,开发超精加工技术及应用工程,带动开发出一批精密、超精密的基础功能元器件,如超精密主轴轴系、超精密的伺服进给系统、超精密的测量系统和误差自动补偿系统等。 15、高能束加工技术 开发光加工应用技术、千瓦级二维激光切割技术;激光加工机配套设备及元件;多维激光加工机及机器人;激光焊接工艺;大型复杂零件激光表面处理工艺和汽车发动机缸体激光热处理生产线。 16、高性能机械工程材料生产及应用技术 开发轴承、密封件、模具等机械基础件用新材料及应用技术;电力设备、石化设备等重大装备的自动化仪表材料和专用功能材料及应用技术;汽车工业用精细陶瓷、专用功能材料、工程塑料、新型复合材料及应用技术。 17、系统管理技术 重点研究开发精密生产技术、虚拟制造技术、企业级信息管理系统技术和设计、制造、质量、销售等方面的有限集成技术;资源管理信息库;并行工程技术、信息交换和接口通讯技术。 18、重大工程成套装备制造技术 重点开发国民经济重大工程成套装备的总体设计、大型构件加工、系统优化、参数匹配、在线监控、故障诊断、综合管理及系统可靠性等关键技术。 19、环境保护工程装备相关技术 重点研究开发烟气脱硫脱硝和除尘、工业废水和城市污水处理等成套设备和技术;电子辐射照氨法处理工艺;厌氧生物法处理模块化技术;柴油机电控燃油喷射技术。 20、节能节材技术 研究开发风机、泵、电焊机等量大面广产品的应用变频调速技术;发电设备燃气--蒸汽联合循环技术、超临界技术、循环流化床和加压流化床技术、抽水蓄能技术;余热余压利用技术;高效、节能和智能化的能源管理和控制技术。 二、产业化技术 1、典型数控机床计算机辅助工业造型设计技术 造型设计效果模糊综合评价系统、小型机与工作站计算机辅助造型系统、工作站及超级微机辅助工业造型设计系统软件。已在10多个企业应用,效果显著,在机床行业有重要推广价值。 2、加工中心加工系统动态稳定性分析和计算软件 适用于机床整体静动态特性预测和结构的软件包,包括八个功能程序段及相应的接口程序。已用于6个单位,效益良好,适宜在机床行业推广。 3、树脂砂铸造成套技术 包括连续式和间歇式混砂机系列及树脂砂再生设备。对提高铸件质量、降低产品成本、提高国际竞争力有重要意义。适用于质量要求高、批量大的铸铁件生产。 4、钢水净化技术 适合国情的钢水精炼及保证铸钢件内部纯净度的全套装备及工艺。已用于十几家企业,适用于核、火、水电及石油化工设备中的各种铸钢件生产。 5、典型精密锻造件生产线成套技术 根据企业提供的典型件和生产纲领,提供生产线交钥匙工程及单项技术、装备或软件。对节材、节约工时、节约投资、提高锻件精度有重要意义。已在4家企业使用。 6、先进模具选材、设计、制造成套技术 包括高性能模具材料及应用技术、模具的现代设计加工技术和模具的配套技术。已在4家企业使用。适用于汽车、摩托车、轻工、仪表等行业所需的各种模具制造。 7、热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮及宽带极高速堆焊技术 包括热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮的拼焊及耐气蚀堆焊和宽带极高速堆焊技术。在焊材及工艺方面有节约外汇的效果,已在3家企业示范,适用于加氢反应器、尿素合成塔、电钻锅炉等设备的内表面堆焊。 8、激光焊接及切割加工装备成套技术 包括激光器、激光焊接及切割成套技术。对提高焊接强度和质量有重要意义,经济和社会效益显著。适用于刀具、工具等各种材质的薄板焊接。 9、氮基气氛保护加热淬火与微机控制系统 包括cnc系列变压吸附制氮机组、tc-89系列微机控制系统、保护加热淬火工艺技术。有节约投资、提高质量的功效。适用于多种碳钢、低合金钢的热处理,轴承、齿轮等零部件淬火、渗碳生产等。 10、可控气氛真空热处理成套技术 包括密封箱式多用炉生 产线和连续可控热处理生产线、真空热处理设备和工艺成套技术。经5个厂试点效益显著。用于汽车齿轮、轴承和标准件、高合金钢、不锈钢、低合金结构钢、轴承钢的渗碳及淬火等工艺处理。 11、先进刀具、工具系统 用于车床和数控镗床、铣床和加工中心。经企业试用,对提高工效、节汇创汇有重要价值。适用于机械加工企业。 12、自泳涂料涂装生产线成套技术 自泳涂料是由活性高分子乳液、活性添加剂及颜料组成的新型水性涂料,与现用的电泳涂装工艺相比,具有工艺简单、稳定、节能、节材和省投资、涂层性能好等优点。可提供工艺设备设计、制造及调试交钥匙工程。用于汽车车身及家电部件的底漆涂装。 13、车间物流自动化、立体库及关键技术 车间物流自动化立体库的系统设计、成套设备、控制软件。适用于机械汽车大中型企业的物流管理,经多厂试用有节省占地和投资、工作效率高等优点。 14、可编程序控制系统成套工程技术 包括系统设计、成套设备和编程控制及监视软件,适用于机械、汽车制造业的控制系统,经多厂试用有节约投资、缩短维修时间之优点,经济效益显著。 15、普及型和经济型机床数控成套系统 包括以工业pc机为基础的总线模块化、开放型体系结构和以步进电机驱动的经济型数控系统,适用于机床配套及现役机床改造。经多家工厂试用效果明显。 16、超声波涡流在线自动探伤设备 将超声波探伤和涡流探伤技术相结合,组成成套机组,可同时检测内部和外表缺陷及几何尺寸,可用于机械零部件、管棒及锅炉制造厂检测,试用效果好。 17、企业计算机辅助管理系统capms 该系统吸收国外mrp-ⅱ之精华,按职能部门、业务分工数据处理方法、等分为18个模块,集产、供、销、存、人、财、物管理为一体,各模块既可独立运行,又可集成,还可作cad/cam/capp信息集成通讯接口。适用于多品种、大小批量及单件生产或混合制造。经企业试点,对提高管理水平和经济效益有重要价值。 18、漆雾及废气净化成套技术及设备 包括成套技术与设备(3种净化装置),适用于机械设备喷漆,经厂家试用,涂漆雾效率高,符合劳动卫生标准和环境标准。 机械工业论文:广西机械工程学会举办机械工业博览会拓展东盟市场 近日,由广西科协所属广西机械工程学会主办的“广西泛北部湾工程机械、专用车辆、港口、仓储设备及五金机电展览会暨学会工作现场交流会”在广西南宁市国际会展中心拉开帷幕。来自全国各省(区)248家企业参展,各参展企业代表、国内外客商、专业观众到现场观摩学习,广西科协组织所属50多个学会代表参加了展览会开幕式。 广西科协副主席谢林城在学会工作现场交流会上讲话时说,广西科协所属学会应围绕党和政府的中心工作,围绕广西优势支柱产业,积极开展学术交流活动,要在促进产业的科技进步中有所作为;抓住机遇,发挥各学会的特色优势,打造品牌活动;各学会要发挥人才优势,积极宣传科学思想、科学精神、科学方法和科学知识,抵制和批判伪科学、伪科普,在科普工作中有所作为。 打造泛北部湾最大专业机械工业博览会 泛北部湾机械展已成长为泛北部湾地区最大规模的专业机械工业博览会,本届展会展出规模超过了2万平米(其中室内两个馆共5200平米,室外15000平米),参展商数量达到了400家。汇集了韩国斗山、三一重机、徐工集团、柳工集团、玉柴集团、林德叉车、台励福叉车、东联仓储、台湾稳汀、台湾新志、德国联合汽配、美国摩本文由论文联盟//收集整理尔斯、丹麦格兰富、m.k.morse、上海克拉克、西安达刚、正菱集团、廊坊凯博、天津建科、桂花机械、梧起起重、统益国辉等众多国际知名品牌参展,现场成交额达到5700万元。 本届展会在南宁及青岛两地同步招商,加大了招商及专业观众的邀请力度,开通南宁市内“白沙大道机械市场—会展中心”、“东博五金机电城—会展中心”两条免费参观直通大巴,另专程派人到广西的北海、钦州、防城港、桂林、柳州、百色、河池等地上门邀请专业观众,确保了展会的展出效果。此外还特别加强了对越南等东盟成员国的邀请力度,特别为企业与采购商设立产品推介与采购洽谈对接会。以越南机械总会、越南投资部、越南国家科学联合会、越南机械设计院、越南百科大学为代表的采购团与众多参展商一对一对接洽谈,取得了非常好的效果。斗山机械、廊坊凯博、南宁机械厂、大连物流科技等公司均与越南采购团达成采购意向。 博览会常开常盛 作为广西工程机械技术领域较成功的专业展览活动之一,从2000年开始,广西机械工程学会每年至少主办1次广西机械工业博览会,目前已经连续成功举办12场(次),学会和越南机械工程学会在工程项目合作方面已经取得丰硕成果。据主办方统计,从2000年开始,越南机械工程学会多次参加机械设备展销会,展销会期间成交额共计4000多万元。2005年,由广西机械工程学会与越南机械总会合作的“热喷涂技术和装备”项目已经在越南建厂开工,并为越南企业取得了较好的经济效益和明显的社会效益。目前正在紧锣密鼓施工的“振动时效技术和装备”合作项目也即将在越南落户。 今年3月,该学会还主办了“2010年广西机械设备博览会、第四届广西国际糖业/淀粉/酒精/粮油技术设备展、第三届广西国际环保节能/沼气技术设备展、第十一届广西广告技术设备展览会”。来自德国、英国、瑞典、荷兰、新加坡、中国北京、上海等国家和地区的350多家单位参展,展会面积10800多平方米。3天的展会,共有海内外1.5万客商到会参观洽谈,成交及达成意向成交额1000多万元。 博览会拓展东盟市场 广西地处中国—东盟经济合作区、泛珠三角区域经济合作区、大西南经济合作区结合部,地理优势明显,特别是中国—东盟博览会在广西南宁永久举办和2010年1月1日“中国-东盟自由贸易区”建成并启动,自贸区内90%产品开始实现零关税,东盟各国的进出口量呈现500%的增长,自贸区成为一个拥有19亿消费者、4.5万亿美元贸易总量的巨大市场。随着我国与东盟各国贸易往来日益增多和泛北部湾经济合作进程的加快,在东部产业转移的契机下,广西北部湾经济区开始成为我国最具活力和发展潜力的地区。 广西科协所属广西机械工程学会,充分发挥学会自身优势,多年来致力于与越南机械总会的交流与合作,通过每年联合举办机械工业博览会、开展专题学术互访、技术考察等形式,了解国内外机械行业的市场潜力、积极拓展与东盟国家的合作商机。泛北部湾机械工业博览会顺应市场需求,为行业的交流协作架起了一座沟通的桥梁和平台。 机械工业论文:食品机械工业设计论文 1解析工业设计 工业设计是一门新兴的综合性学科,作为人类设计活动的重要部分,它集多门学科知识于一身,既包括科学技术知识,又包括美学艺术知识,以及人机工程学、经济学等。在我国,工业设计曾经被称为工业美术设计、产品造型设计等,随着社会的发展,其内涵不断地发生变化。工业设计是市场需求、现代科学技术与人类文化艺术的结合,以现代化工业生产为基础的一门新兴实用学科。具有的前瞻性和普适性特点的工业设计,使传统的产品散发出新颖与独特的个性特征。工业设计具有很强的时代性,它主要是通过对产品的结构、工艺优化,对材料、形态及色彩的协调来改进产品的品质和功用。也就是用视觉效果来实现设计理念的表达,从而能够为达到某一特定目的而从构思建立一个切实可行的方案,并能够用明确的手段表示出来。2007年2月13日,总理作出重要指示:“要高度重视工业设计”和2010年8月26日11部委联合发文促进工业设计产业发展,这表明我国政府对工业设计这个领域的重视。就中国的现状而言,如果我们想从“中国制造”走向“中国创造”,就必须大力发展中国的工业设计。企业要想长时间保持竞争力,必须采取创新性产品开发战略,才能成为自主创新的主体,拥有创新性的产品。产品创新很大程度上就取决于工业设计在企业中的应用地位。 2食品机械发展与工业设计的关系 食品机械就是将食品的原材料加工成为成品食品的过程中所使用到的机械装置与设备。食品机械也可分为食品的加工机械和包装设备这两种。食品工业是我国国民经济的支柱产业,食品机械是为食品工业提供装备的行业。作为与人民生活息息相关的食品工业进入到一个蓬勃发展的阶段,食品工业的发展也带动了食品机械工业的发展。工业设计又是食品机械设计中的一个十分重要的方面,工业设计能够实现食品机械产品造型、功能结构和材料的科学合理化,在提高产品的整体美与社会文化功能方面起到了非常积极的作用。食品机械产品的功能、造型形象及物质技术条件是构成食品机械工业设计的基本要素。现在一些家用食品机械的外观:简约、时尚、新颖、实用,改变了以前食品机械只能在食品加工厂的现状,现在很多外观造型时尚、操作简捷方便的小型食品机械像面条机、挂面机、和面机等慢慢的进入消费者的家庭,食品机械的发展与工业设计有着密不可分的关系。通过工业设计使食品机械产品更加吸引着消费者的眼球。出色的工业设计能得到更多消费者的青睐。传统的食品机械产品设计是把实现机械产品本身的功能作为重点,以设计产品为目标,在传统的食品机械产品设计工业中,机械工程师是凭借自己的专业技术知识和经验来进行产品的设计,但由于设计出的产品大多外观造型粗糙和使用方式不够人性化,尽管能很好地满足功能的要求,但往往在销售市场上缺乏竞争力,成为不可忽视的一大弊端。食品机械工业要有一个更好和全面的发展,就必须在食品机械产品设计时把工业设计的方法和思想纳入其中,这样的食品机械产品不但能够满足功能的要求而且可把产品顺利的打入市场,融入工业设计的产品相比就会具有较强的市场竞争力,一定程度上也促进了食品机械工业的发展。 3工业设计在食品机械中的应用 3.1工业设计创新理念的应用 创新是工业设计的核心理念。随着社会经济的发展,人们的生活水平得到了极大的提高。生活变得丰富多彩,对食品的追求也多样化起来。利用工业设计的创新理念,设计出新颖的食品机械来满足人们对食品多样化的需求。一方面通过分析人们潜在的需求,明确产品概念,提出食品新机械的功能定位,从而推出新颖的产品,占据市场的制高点,为企业创造高额利润。另一方面,对现有产品结构、材料、生产工艺等进行优化改进,进一步提高产品的质量、降低生产成本,从而赢得众多消费者的认可,提高产品的市场占有率。 3.2外观与功能结构的结合展示出食品机械的美 从外形图上可以看到,整个面条机外廓造型曲线优美,配色细腻和谐,按钮设计人性化。大面积外形对机械结构进行包裹覆盖,可消除消费者对机械结构的恐惧,使用操作简单和拆卸方便,无不显示着工业设计在食品机械中展示出的美。造型设计与色彩完美地展示了面条机内在的性格。一个能实现功能的食品机械产品,不仅要满足人的使用,还要适合人们的视觉审美要求,工业设计赋予面条机新的内涵。 3.3安全、可靠、人性化设计的体现 食品机械是食品的加工和生产设备,产品必须考虑安全、可靠、人性化的设计。让产品与使用者取得最佳匹配是以人为本设计的根本理念。工业设计的应用,充分考虑如何使设计的机械设备系统、人机系统或人机环境系统最大限度地适合人类的形态、生理和心理特征,以求达到安全、舒适、高效生产和工作的目的。在食品机械领域,主要考虑的有系统的可靠性和人机安全性两个方面,系统可靠性是指在预定的时间内和给定的工作条件下,食品机械能够可靠、有效地进行工作,保证无故障时间和使用寿命达到预期要求。人机安全性是指食品机械设计中采取的技术措施,不仅能够保证人体安全、舒适、卫生和健康地工作,而且能够使机械故障和卫生问题产生的风险或造成的损失降到最低限度。工业设计在食品机械产品设计中的应用很大一部分体现在人机工程学的应用方面。随着市场竞争的加剧,食品机械的竞争力不再是仅仅取决与产品技术的先进性和完善的功能,而是要考虑食品机械产品的工业设计。由于传统的食品机械设计以设计产品为主要目标,更多地考虑产品本身功能的实现,而没有把人作为设计的一个目标,没有规范化地考虑人的因素,这就很难保证机器操作效率最佳,也不易判断设计质量的高低。人机工程学强调将人和机器作为相互联系的两个基本部分构成一个整体,形成人机系统。人机工程设计的是人机系统,是把人作为系统设计的一部分,把人-机-环境三者作为一个系统进行总体设计。目前,我国食品机械行业工业设计还未引起企业和设计人员真正的重视。食品机械在进行设计和制造时,仅考虑功能要求而未考虑工业设计,致使有些食品机械产品表面粗糙,色彩搭配不合理,操作不符合人机工程学原则,许多零部件外露,不但有很大的安全隐患,还显出产品的笨重和丑陋,这些因素极大的限制食品机械产品的市场竞争力。食品机械是生产设备,其形态应体现整体的对称与平衡、节奏与韵律美感形式,根据需要辅助以局部形态的对比和变异形式,创造符合产品特征的审美意象。这样既有利于标准化和经济性的需要,也有利于表现和谐统一、含蓄丰富的美感,创造单纯、宽松的工作环境和人文气氛,缓解疲劳和压力,可更好地提高工作效率。为此,人不再是被动地去适应机器,而是与机器共同完成一个系统目标,从而可以获得系统的最高综合效能。 4结语 目前市场要求食品机械产品不光是通过技术设计对其功能的单纯实现,还要求食品机械产品外观的美观时尚以及设计的人性化。不只是要求食品机械与工业设计外在的结合,而是相互融合和渗透在一起。设计者要让产品满足客户的需求,并达到“以人为本”的目的。只有将工业设计与食品机械设计有机的结合起来,才能设计出不但拥有优秀的功能,而且还能满足人们的审美的需求并符合时代特征的食品机械产品。 作者:裴学胜 程超然 单位:河南科技大学艺术与设计学院 机械工业论文:机械工业废水处理技术现状分析 1机械工业废水的来源以及表现形式论述 首先,浮油粒度稳定在100μm以上时,静置过后不久便会全面上浮,借助连续相形式在水面形成漂浮层,如机械厂滴漏而混入废水中的润滑、燃料油等。其次,分散油粒度基本维系在10~100μm之间,经常会借助弥散形式散布在水相之中,尤其经过足够静置时间和外力作用过户,便可快速凝结形成较大的油滴在水面上浮,严重情况下会逐渐缩小并转化成为乳化油。最后,乳化油粒度在0..1~10μm之间徘徊,废水之中具体呈现乳浊状,在油珠表层结构上会借助活性剂分子形成一类薄膜,进一步遏制油珠合并迹象,因此一段时间范围内不会衍生上浮迹象。 2我国机械工业废水处理技术规划现状研究 任何油状物质在水面漂浮一定时间过后都会顺势形成一层薄膜,可以将外部空气内部氧气溶解在水中,令内部溶解氧大面积缩减,令浮游生物快速致死,使得既有水生植物光合作用体系濒临瓦解危机,最终水体自净能力丢失,限制既有水资源利用价值的全面发挥结果。尤其对于鱼虾等长期生存在含油废水中的生物来讲,一旦说油膜蒙在鱼鳃之上就会令其缺氧而死亡;再就是水体表层凝集的油气一旦燃烧,造成的安全危机将不可小觑。有关对应废水治理技术规划细节状况将如下所示: 2.1物理法 首先,膜分离技术。其作为一类全新分离模式,具体联合微滤、超滤以及反渗透方式调节,实际上都是借助液液分散体系内部两相规则与固体膜表层亲和力异质化效应,实现预设分离调试指标。其次,粗颗粒化技术。主张利用一类包含粗理化材质的装置进行含油废水过滤,使得内部微细形态的油珠能够由此凝结成为较大颗粒,最终贯彻油水有机分离的技术指标。 2.2化学法 第一,絮凝方式。作为含油废水治理工序中经常出现的技术内容,其经常配合气浮法加以灵活调节。目前经常使用的无机凝剂主要包括铝、铁盐,而后续衍生的无机分子凝聚剂不管在用量或是调节效率方面都相对合理一些,并且使用过程中最佳PH值控制空间相对比较宽阔。第二,高级氧化方式。处于超临界体系内部的水氧化技术时刻保留高效、快速调试特征,长期以来深受相关废水治理人员关注和有机改善,任何其余工艺无法全面去除油脂的污染物,只有借助超临界水氧化方式都能够得到比较科学的回应。 2.3物理化学法 首先,浮选手段。此类工艺在我国正在介入系统研究和多元化推广行列之中,其主张将空气或是其余气体借助微笑气泡形态向水体之中注入,使得内部较为细小的固定颗粒、浮游珠能够快速粘结,并且随着气泡快速上浮形成浮渣,此时将油层顺势撇去,就可达到意想不到的乳化油除去效果。其次,吸附手段。其实就是结合吸附剂自身保留的多孔以及大表层面积特性,令机械工业废水内部的溶解油以及其余有机物在合理时间范围内部被吸附完全,最终完成油水分离技术调试指标。 2.4生物化学法 其实就是督促内部技术人员时刻联合微生物化学特性,使得机械工业废水之中的有机物快速转化成为微生物体内的有机成分。至于剩余要素会被微生物自动氧化瓦解形成有机物质,借此完成特定范围废水的自行净化任务。联合以往不完全数据调查资料整理校验,如今我国各区域开展机械工业废水综合治理事务的企业数量已经达到数万家,整体竞争趋势日益激烈,几乎任何省份都时刻保留规模大小样式的环保企业机制,特别是江浙沪等发达城市区域,环保已经完全过渡成为地方规模化产业布局准则。从工程设计、施工、设备研发、制造、安装、运营等方面可从事系列服务。近年来在我国北方也逐渐兴起了一些颇具实力的环保企业。 3今后我国机械工业含油废水处理技术创新发展前景预测规划 3.1磁吸附分离法 主要借助磁性物质作为载体,利用油珠的磁化效应,将磁性颗粒与含油废水相结合,使油吸附在磁性颗粒上,再通过分离装置,将磁性物质及其吸附的油留在磁场中,从而达到油水分离的目的。 3.2超声波法 超声波一般用来破乳,有研究表明超声波和破乳剂具有良好的协同作用,它可以提高破乳剂的效率,减少破乳剂的用量,特别是对那些用常规脱水方式难以奏效的原油乳状液破乳脱水具有较好的效果。另一方面,技术人员希望联合不同阶段最新清洁生产工艺以及异质化部件创新制备途径,进行机械生产环节中不同结构污染数量的压缩。争取从此获取综合治理积极主动权力,相信这也将是今后我国机械工业废水全面治理与生态环境体系保护的特殊适应手段。 4结语 综上所述,面对不断累积的机械加工废水等危急形势,我国在对应常规调试技术方面已经顺势达到成熟状态,今后核心发展任务是针对内部全新技术内容进行更深层次地调试,令不同区域水质改造工作发挥到最佳适应实效。其中膜处理工艺因为分离效率相对较高,因此在后期我国电镀废水综合治理领域中必然占据核心引导地位。需要注意的是,相关技术人员需要利用已有综合处理设施完成一类更加简易、有效的工艺组合修缮任务,真正提升水质改善绩效,这便是日后我国机械工业废水治理行业中的主流应对理念。 作者:周烨 单位:常州大学 机械工业论文:机械工业高技术产业如何发展十一五专项规划 机械工业是国民经济的装备业,是科学技术物化的基础、高新技术产业的载体,是国防建设的基础工业,同时,也是为人民生活提供消费类机械产品的主要服务部门。江西省机械工业在中央和省政府的关怀和正确领导下,以市场为导向,不断调整产业结构和产品结构,充分挖潜改造,盘活存量,提高经济效益,对我省国民经济的发展作出了重大贡献,在我省国民经济中占有重要地位。“十一五”是机械工业快速发展的关键五年,江西省机械工业必须坚定信心,把握机遇,迎接挑战,正视所面临的困难,围绕市场需求,加大改革力度,积极推进战略性结构调整,发展高科技,促进产业结构的优化升级,为实现机械工业的全面振兴,担负装备中国的历史重任奠定坚实的基础。为促进我省机械工业的发展,根据国家有关产业政策,结合我省实际情况,制定江西省机械工业高技术产业2006~2010年专项发展规划,并进行预测2020年前我省机械工业的产业发展状况。 一、全省机械工业发展现状 经过几十年的发展,特别是改革开放以来,我省机械工业取得了稳步、快速的发展,已形成了门类较为齐全、具有一定规模和较雄厚基础的技术不断进步的工业体系,至2004年底,全省机械行业拥有职工人数128390人;其中工程技术人员12300人,拥有固定资产(净值)949083万元。 据统计,2004年江西省机械工业总产值(现价)319亿元;销售收入280亿元;实现利润97263万元;税金98057万元;新产品产值616970万元;利税227009万元。年产值超过500万元以上的企业有76家,其中年产值超过1亿元以上企业30家;利润超过500万元以上的企业26家。出货额30.7亿美元,招商引资55.07亿元,实际利用23.09亿元,引进外资6.29亿美元,实际利用3.7亿美元。 “十五”期间,全省机械行业以市场为导向,继续加大产品结构调整力度,扩大产品的市场占有率,提高产品技术含量。五年来共开发新产品600余项,使机械产品总数达到7600余种,并开发出一批具有科技含量高、市场潜力大、在技术上达到或接近国际先进水平的优秀新产品。如全顺轻型系列客车、智能组合式系列电站、螺杆膨胀动力机、三维立体D形卷铁芯干式变压器、四开单色胶印机、锅炉袋式自动除尘器和铁路轮对加工专用数控机床等。企业从这些适应市场需求的产品中得到了良好的经济效益。“十五”期间,共安排科技攻关和技术开发项目250余项,完成鉴定项目160余项,50余项成果获国家部省级科技进步奖,如江西省机械科学研究所,开发的“高密度多孔蜂窝陶瓷挤压成型模具”,达到国际先进水平,不仅为行业提供了优质高效的催化载体,还为有效解决内燃机尾气污染问题作出了贡献。一批先进实用新技术得到较好的推广,并取得了明显成效。CAD、CAM、CIMS等先进技术正逐步推广应用,全省机械行业重点骨干企业基本实现了甩图板。“十五”期间,企业技术中心的建设步伐不断加快,提高了企业技术开发能力,从而掌握占领市场的主动权。已有江铃、江光、江化联等19家企业通过了省级企业技术中心验收。 “十五”期间,全省机械行业的质量工作扎实渐进,并卓有成效。在实施名牌战略中,在以前取得29项省名牌的基础上,又有19项省名牌产品获得省名推委重新认定。江光的凤凰照相机、华意的压缩机荣获国家名牌产品称号。主要产品采用国际标准和国外先进标准的达标率达到60%。重点骨干企业均达到ISO9000标准要求,有120个企业通过了质量体系认证。 “十五”期间,全省机械行业通过引进技术的消化吸收和自主开发的提升,对传统产品的技术改造和新技术的推广应用等多种途径,促使全省机械行业制造技术水平有了较大的提高。数控加工精密成型、少无切屑加工、可控气氛热处理、气体保护焊、材料改性、表面功能覆盖等一大批先进、高效的制造技术在生产中得到了应用,有力地促进了产品质量和企业效益的提高。 二、存在的主要问题 “十五”期间,全省机械行业在科技进步方面所取得的成绩是显而易见的。但是,我们更要清醒的认识到,与国内发达省份相比,尤其是与工业发达国家相比,我们的差距仍是相当明显,突出表现在许多企业市场观念淡薄,改革改组、机制转换滞后;企业包袱重,解负能力差,竞争能力不强。主要表现在如下几个方面: 1、从整体上看,我省机械工业的发展还没有完全转移到依靠科技进步的轨道上来,机械工业的生产值的增长仍然是依赖宏观经济的快速发展而带来的市场需求和资本金、劳动力的投入,技术进步所占的比重仍然较小。 2、自主开发能力不强,产品品种少,技术水平低的格局仍未能有效改观。全省机械行业的技术来源主要依赖国内外引进,自主开发能力比较弱。具有自主知识产权和技术含量高的产品依然不多。 3、分散重复性严重,生产集中度不高,尚未形成具有较强竞争力的大型企业和企业集团;企业内部组织结构不尽合理,专业化协作水平低,优势特色不够突出。 4、产品质量上的问题仍很突出,相当一部分产品性能、可靠性、耐用性、精度保持性等质量指标低于国内先进水平。就我省实际情况而言,主要原因是装备落后,制造工艺水平低和专业化程度不高的因素造成。 上述这些主要问题严重制约了我省机械工业健康稳定发展,也直接影响了全省国民经济的技术进步和产业升级。 三、机械工业的发展趋势 进入新世纪以来,世界机械工业进入了前所未有的高速发展阶段,对比其他行业,机械工业发展趋势有以下七大特征: 第一、地位基础化。发达国家重视装备制造业的发展,不仅在本国工业中所占比重、积累、就业、贡献均占前列,更在于装备制造业为新技术、新产品的开发和生产提供重要的物质基础,是现代经济不可缺少的战略产业,即使是迈进“信息化社会”的工业化国家,也无不高度重视机械制造业的发展。 第二、经济规模化。全球化的规模生产已经成为各大跨国公司发展的主流。在不断联合重组,扩大竞争实力的同时,各大企业纷纷加强对其主干业务的投资与研发,不断提高系统成套能力和个性化、多样化市场适应能力。 第三、发展不平衡。以2004年为例,销售名列世界前500位的企业几乎来自北美洲、亚洲、欧洲,所占比例高于99%,显示了在三大洲世界机械工业发展中的绝对统治地位。 第四、结构调整深化。发达国家加大了产业转移力度,机械产品中附加值低的产品被安排到市场潜在需求发展中国家生产。为适应市场需求的变化,各大生产商纷纷采取专业化生产,“单品种,大批量”已成为很多500强企业生产方式的新特色。同时,以生产者为主导的生产方式逐步向消费者为主导的定制方式转变。服务的个性化成为竞争成败的重要因素。 第五、全球化生产方式发生新变化。随着信息技术革命,管理思想方法的根本性变化,企业组成形式发生了变化,这些变化发生在跨国公司,并将成为新型全球化方式而发展下去。这种变化的主要特征是:广泛利用别国的生产设施与技术力量,在自己可以不拥有生产设施与制造技术所有权的情况,制造出最终产品,并进行全球销售。机械制造业公司在全球范围建立零部件加工网络,自己负责产品总装与营销、原材料调配、零部件采购全球化已成为世界机械制造工业的发展趋势。 第六、跨国并购加剧。现代并购不再一味强调对抗竞争,强强联合成立企业获得竞争优势的主要手段。这是机械制造业全球化过程中大公司谋求生存发展的一大特点。在建厂的前提下,优化企业产品结构,以达到提高生产能力,扩大市场份额,获取规模效益的目的。以高技术为内涵的行业来自技术创新的威胁,使跨国公司走上了联合之路,以形成强大的技术创新能力。机械制造业大企业间的战略并购,导致了机械工业资源的重新配置,使得世界机械工业的竞争格局出现了协作型的局面。 第七、产品高技术化。以信息技术为代表的现代科学技术发展,对机械制造业提出了更高、更新要求的各国家和地区,特别是发达国家更重视发展机械制造业,充分体现了机械制造业作为高新技术产业化推动整个社会进步和产业升级中不可替代的基础作用。高技术的迅猛发展起到了推动、提升和改造的作用。信息装备技术、工业自动化技术、数控加工技术、机器人技术、先进的发电和输配电技术、电力电子技术、新材料技术和新型生物、环保装备技术等当代高新技术成果开始广泛应用于机械工业,其高技术含量已成为市场竞争的胜利关键。 四、发展方针 “十一五”是机械工业发展的重要时期,中国加入世贸组织后,经济发展越来越趋向开放,贸易和投资政策日趋自由化。全球性产业结构调整步伐明显加快,企业重组、强强联合、购并愈演愈烈。随着国民经济战略性结构调整与产业升级的步伐加快,装备制造业发展前景广阔。针对全省机械工业发展存在的主要矛盾和突出的薄弱环节,要全面贯彻中央提出的科学发展观,按照提高技术创新能力,发展高科技,实现产业化的发展方针,遵循社会主义市场规律和科技自身发展的规律,紧紧围绕产业及产品结构的优化调整,全面推进技术创新体系建设,以技术创新和高技术产业化为主线,加强集成,重点突破,为实现我省在中部地区崛起提供先进的技术装备。 五、发展目标 “十一五”期间,全省机械行业科技发展的总体目标是:全面贯彻落实科学发展观,科技兴赣战略,深化科技体制改革,全面建立适应社会主义市场经济体制和科技自身发展规律的技术创新体系,提高科技对经济增长的贡献份额,力争使技术创新和高技术产业化在省优势和特色的领域,达到国内先进水平。 1、行业综合水平 较“十五”期间相比,到2020年末,全行业人均装备占有率提高80%;全员劳动生产率达到80000元/人;企业工程技术人员占职工总数的比例达到25%;重点骨干企业达到30~35%。 2、产品品种 到2020年,产品品种数达到12000种,主要产品的水平与国际先进水平的差距缩短20年左右;大型骨干企业的产品要普遍实现更换代;主要产品品种的80%达到国际九十年代末的先进水平;15%产品进入世界先进行列。 3、产品质量 产品质量可靠性和耐用性要有大幅度提高,到2020年省名牌产品数达到120项产品。其中国家名牌产品数达到30项;主要产品均能达到国际或国外先进的标准。 六、主要任务 根据机械行业产品结构调整的指导意见,结合我省机械行业的实际情况,按照有所为有所不为的原则,确定我省机械行业“十一五”产品发展的主要任务如下: 1、汽车产品 坚持引进技术和自主开发相结合的原则,进一步加大产品结构调整力度,根据市场的需求,重点发展安全、节能、排放符合国家环保法规的经济型家用多功能汽车、适用高速公路安全、舒适的轻型客车、中型客车、专用汽车、摩托车以及环保、节能的车用柴油发动机、汽油发动机(电喷)和变速箱、车灯、减震器、滤清器、板簧、制动软管等汽车零部件。提高汽车产品自主开发能力和汽车零部件配套水平,力争在轿车产品上有所突破。 2、农机产品 稳定和发展面向农业、农村、农民的“三农”产品,特别是适应南方地区使用的中小型农田耕作、田间管理、收获等机械以及农产品深度加工、水产品加工机械产品、粮食烘干及仓储机械新型农业环保及作物病虫害防治机械、节水节能排灌机械等。要不断提高产品质量、水平和可靠性,满足市场需求。力争在中小型农田耕作、田间管理、收获机械等产品上有较大发展。 3、工程、矿山机械 根据国家能源、交通运输、矿山及水利工程建设的需要,“十一五”期间,工程机械要大力开发具有当代技术水平的机电一体化产品,同时还要开发简易多功能的工程机械产品,以适应乡镇农村经济发展的需要。“十一五”期间,工程机械产品发展重点是:大功率装载机、自行式平地机、机电一体化的液压挖掘机、内燃机叉车、双钢轨串联振动压路机、组合式振动压路机和高冲击能的压实机械;发展多功能钻机、深基础处理等施工机械、隧道开挖施工机械、沥青混凝土强制式搅拌设备。 “十一五”期间,矿山机械发展重点是:大功率内燃凿岩机、液压凿岩机、大规格牙轮钻机及辅助设备,新一代井下内燃无轨及电动铲运机、重支架搬运车、大中型多功能车、高机动轻型运输车及矿山的全防护设备、防漏电设备、防雷设备、梭式矿车等。 4、电力设备 随着我国发电工业向高效率、低能耗、低污染、低成本方向发展,要大力发展大型、高效、节能、新型的电力设备。在发电设备领域重点开发中小型发电成套设备和智能型柴油发电机组;循环流化床系列锅炉要在巩固现有优势的基础上,产品向大型化发展。用电设备重点发展节能、紧凑型等新型产品。电动机产品要实现更新换代并向中型高压方向发展,并注重开发特殊用途的专用电机、永磁电机及变频电机。输变电设备产品应向大容量、高电压方向发展,继续巩固和发展我省整流变压器的技术优势,电力变压器要向高效、节能、大容量方向发展。 5、家用耐用消费品 瞄准国内外两个市场,大力发展高技术含量、高附加值的家用耐用消费品,重点开发数码相机、R600a工质无氟压缩机产品,同时完善家用空调、冰箱、望远镜等产品系列。 6、基础机械 机床是最重要的基础机械,是装备工业的重要组成部分,我省机床行业基础比较薄弱,产品品种较少、档次低,市场需求的、有特色的、技术含量高的产品短缺,缺乏市场竞争力。“十一五”期间,我省机床行业要以信息化带动工业化,要用高新技术改造传统设备提高产品技术含量和大力开发数控机床,实现产品结构调整;通过技术引进、合作生产、合资经营等手段促进产业升级,要优先发展普及型数控机床和专用机床,并以此带动高档型数控机床的发展。 7、石化通用机械 “十一五”期间,石油化工机械重点发展,空气压缩机、印刷机械等主要产品,以重点发展产品为龙头,通过结构调整等改革措施,大力发展高效节能产品。 8、环保机械 当前,我国将进一步加大环境执法、环境建设和环境投资力度,为环保机械行业的发展带来契机,我们要不失时机的开发市场需求的环保机械,主要开发的领域是空气污染治理设备、水污染治理设备、噪声与振动控制设备、环境监测仪器仪表。具体是重点开发中小城市垃圾处理成套设备、高浓度有机废水处理及成套设备、烟气脱硫成套设备、汽车尾气净化和餐饮业油烟净化设备等环保机械产品。 七、重大项目 1、轨道车辆制造维修系列数控装备。 项目承担单位:江西中机科技产业有限公司。 该项目为适时满足铁路提速,制造维修、高速、重载列车新形势需要而研发的轨道车辆制造维修系列数控设备,它包括有车辆轮对数控动平衡去重机床、车辆自动检测数控加工机床、车辆轮对数控车床、车辆轮对落轮数控车床、车辆中梁组合钻生产线、车辆上下盘型面数控加工机床、车轴铣端面、打中心孔数控机床及车轴加工生产线,车辆构架各梁端头数控铣床、客车钩体扁销孔卧式双面铣床、数控龙门铣边机等40余种机床设备。该设备采用国内外成熟技术生产制造的传动系统、数控滑台、数控回转工作台、自动定心装置、液压系统及润滑防护系统等组成,综合运用数控技术、计算机控制技术、现场总线技术、通讯技术、四摩擦轮驱动技术、无间隙传动技术、激光检测技术等高新技术产品。该设备独创了车辆轮对制造中精密动平衡测量与精确铣削去重于一体的先进工艺、精密动平衡测量方式和适应多种速度级别轮对去重加工的复杂三维动态数学模型,该项目处于国际领先水平。主要技术指标有:最小剩余不平衡偏心emar≤8um,不平衡量一次性减低率uRR≥90%,它解决了现代铁路提速和制造高速列车时轮对制造精密动平衡测量与精确去重的关键工艺难题,为发展高速列车、城市轨道交通提供了可靠的工艺技术储备,是保证列车和运网安全不可缺少的关键设备。 2、组合式机电一体化蓄冷中央空调机组。 项目承担单位:江西集佳科技有限公司。 该项目为自行研发、具有自主知识产权的产品,是利用廉价低谷电力将制冷机制取的冷贮存起来,在电网高峰电价时段将机组贮存的冷量释放出来供为空调使用。它具有卓越的“移峰填谷、平衡电力负荷、节约能源、极大降低运行成本”功能。与传统中央空调相比,当峰谷的电价比达3︰1或4︰1每年节省的运行电费相当可观。该机组产品“组合式”使产品首创工业化批量生产;“模块化”的灵活配置构成了机组适应不同用户需求的系列产品线;“机电一体化”的现场控制器(PLC)和嵌入式软件实现系统的最优化运行;接入网络平台的上位机、远程监控计算机和系统管理软件所构成“系统集成”是信息化技术改造传统产业的完美实现。该产品主要技术指标:蓄冷量以1500kwh模块为基本组合单位,充冷速率:≥375kw;放冷速率:≥375kw;融水率:≥94%。该项目适用于机关、大专院校、银行、科研院所、宾馆、体育场馆等中央空调系统。市场前景广阔。 3、年产80万千瓦大中型水轮机发电机组。 项目承担单位:赣州发电设备成套制造有限公司。 水力发电属于环保型可再生能源,目前已得到世界各国的广泛关注,我国也以立法的形式,将中小型水力发电例入可再生能源之列。该公司在原有年产20万千瓦中小水轮发电机组的基础上新增60万千瓦,形成年产80万千瓦大中型水轮发电机的制造能力。同时,进一步提高企业管理水平和技术创新能力,大力开发技术含量高、适销对路的新产品,如低水头、大流量的大中型轴流式、贯流式发电机组,中小型风力发电机组,高效、节能大泵、特种泵类产品,不断提高产品档次,形成单机容量5万千瓦、转轮直径5.5米的水力发电设备生产能力,产品质量水平进入国家行业先进行列,企业年销售收入和利税两项指标争取进入全国水电设备行列前五名。 4、大光学产业 承担单位:江西凤凰光学仪器(集团)有限公司。 该企业是中国光学行业中大型的综合性光学仪器企业。目前拥有总资产14.5亿元,2004年实现销售收入13亿元,进出口额1亿美元,员工总数6200余人。多年来该公司紧跟世界经济与产业技术分工、发展步伐,不断分析面临的宏观与微观形势,提出了“占领两厢,融入大道”的大光学发展战略,将产业调整、投资发展的重点转移到大光学产业,通过业务合作与世界高科技光电子产业巨头结成战略联盟,相互依存,融为一体。将该公司产业的主业逐步调整成为与当代数字技术相结合的大光学产业、医教产业、房地产建设产业的事业架构,以大光学为主题,以光学制造业为基础,迅速发展大光学事业。 总体目标:到2010年实现销售收入23亿元,光学镜片产能全国第一,努力打造世界一流光学制造企业,进入世界前5强,新增主导产品销售收入5.8亿元,光学仪器市场占有率名列前茅。 主要经济指标:到2010年,光学镜片1.32亿片;光学镜头500万只;照相机3万台;金属零件5000万元;显微镜10万台;测绘仪器6万台;光学设备1000台;光引擎10万台;望远镜16万台。 技术创新与研发计划重点是围绕大光学事业的核心技术升级工作,着力推进产业链产品与主机产品的技术转型,全面实现向电子数字化技术产品调整升级。未来几年的重点是:非球面(塑料、复合、玻璃)技术、多层膜技术、微球面技术、定变焦镜头、照相机镜头模组、正投光引擎、数字光学仪器、光学影视设备、银盐相机低成本化等。 5、引进和开发VM汽车柴油发动机 承担单位:江铃汽车集团公司 目前,VM发动机,在发达国家,重型车100%使用柴油机,欧洲约30%的轿车和90%的商用车使用柴油机。国内对小型、高速柴油综合技术的研究还非常缺乏,因此,引进开发生产技术领先、节能环保的车用柴油机是汽车生产企业生存与发展的重要条件。 意大利戴—克VM公司是一个有着较强实力,主要生产车用柴油机公司。产品与戴姆勒—克莱斯勒、福特,通用欧宝、道奇等大公司配套。且于2000年并入戴姆勒—克莱斯勒公司,目前戴姆勒—克莱斯勒公司占49%股份。R425/428DOHC柴油机是该公司2001年推出的新产品,该系列产品采用了德国博世高压轨燃油喷射系统,运用了增压中冷、EGR、VGT双轴平衡、四气门、双顶置凸轮轴等多项先进技术,排放已达欧Ⅲ(具有欧V潜力),产品性能达到世界先进水平。 该公司引进生产意大利戴—克VM公司R425/428DOHC柴油机,并可跳跃式地提高江铃柴油机产品的开发制造水平。为国内中轻型客车、SUV、MPV、商务车及至轿车产品提供更好的“心脏”。由于R425/428DOHC柴油机较4JB1柴油机体积小,动力经济性好,转速高、振动小、噪声低,所以用其配套动力必将使整车性能得到极大改善,使江铃汽车更具有市场竞争力。 6、农村供净水设备 承担单位:江西水易科技有限公司。 该公司为解决农村喝上放心水而成立的高科技公司,其宗旨是:“为政府分忧,百姓造福,让农民同享水的甘甜”,该公司从事“供净水设备”的开发生产和推广应用,在赣州、南昌等地建有生产基地。开发这种设备,该设备集中采用于污水预处理技术、超滤膜分离和PLC恒压自动控制等高新技术,经过和省内外著名大专院校和科研院所的技术攻关和市场验证,其品质与性能都得到了用户的充分肯定。该设备以毛细管式超滤膜为核心,应用垂直交叉流过滤方式,大大提高了净水器的出水量和使用寿命,可广泛应用在农村和中小型的工业企业、医院、学校等。该设备的技术参数:功率:≤1千瓦,供水量:4吨∕小时;供水高度:12~20米,供水半径:500米,出水质量符合国家标准。 7、年产量1600万KVA变压器 承担单位:江西变压器科技股份有限公司。 该企业过去是国内整流变压器生产企业中的龙头大户,鉴于国家宏观调控、产品结构调整,现已转向主攻电力变压器。三年内,电力变压器要占江变产量的60%以上。由于电力变压器市场合同交货期短,单台相对容量小,生产程序工作量加大,所以要提高产量,设计及生环节的软硬件必须保证,这样就必须加大技改投资力度。国内输变电行业对变压器平均需求量约为3.63亿KVA,其中220KV级变压器约为7260万KVA,根据江变的现有条件,立足做精220KV级,年产能增幅10%~12%,即三年内产量1000万KVA~1200万KVA,五年内达1600万KVA。变压器生产技术突飞猛进,500KV级变压器国内已有八家企业生产,所以江变压器做精220KV级的基础上,必须发展500KV级,这需要大规模的技改投资和高端人才的引进。江变在3~5年的发展原则是:做精220KV级,发展500KV级;巩固整流、发展电力,开拓海外市场。 具体的规划是: ①在6000万技改完成后追加3000万技改投入。到2010年,产值60000万元,销售收入46000万元,利润5000万元。 ②2005年可转债资金新投入技改1.5亿~1.9亿元并竣工后。到2010年,产值100000万元,销售收入:78000万元,利润:12000~15000万元。 8、600~2000KW无刷同步发电机 承担单位:泰豪集团有限公司 该项目是与世界500强的企业、著名ABB公司合作经营的600~2000KW中大型湝波励磁无刷同步发动机。通过技术改造,保证产品出品质量、提升产品机械加工水平和档次,降低成本,使发动机性能达到国际先进水平。 本项目技改总投入14158.5万元,其中新增固定资产投资12895.1万元(含外汇53万美元),铺底流动资金1263.4万元,项目实施完成后,可实现年产量3000台∕296.4万KW的生产能力,可新增销售收入27000万元,年利润总额5896万元;产品全部出口,可创汇3265万美元。本项目可利用世界500强,著名跨国ABB公司的国际品牌效应,以泰豪公司自主产权的优势,充分提高“三波电机技术”在国际电机电站行业的知名度,使湝波励磁无刷同步发电机的研发与制造技术融入“国际大道”,打破国外智能电站对国内市场的新局面。发展民族工业品牌。 本项目一期技改工作已经完成,二、三期正在紧张筹划设计中。 八、规划实施的保障措施 1、坚持改革、扩大开放,转变观念,确立企业是机械工业科技工作的主战场的基本观点,从根本上把机械工业的发展真正转移到依靠科技进步的轨道上来。 2、积极利用科研院所和大专院校的技术力量,建立和完善为广大中小企业技术服务的中介机构,促进官、产、学、研的结合,推进科技成果产业化。 3、加大多渠道的科技投入,推动行业技术进步。一方面作为科技工作主体的企业,要建立自我激励的发展技术创新体制,年科技开发费用不能少于年产品销售收入的1%~3%,有条件的企业还可逐步提高这个比例;另一方面,争取列入国家或省重点项目,得到国家和省在政策上给予相应支持。 4、加大技术改造力度,提高行业装备水平。充分利用有限资金,有选择、有重点的加强那些在行业排居前列的重点骨干企业和优势特点产品加大固定资产投入力度。 5、实施以人为本工程,加强人才的培养和合理的使用。 机械工业论文:真空技术中制药机械工业的应用分析 摘要:随着我国经济社会的发展和科技水平的不断提升,我国制药水平不断提高。制药机械对于药物疗效有着直接影响,真空技术是目前制药工作中较为先进的技术,能够达到良好的效果。主要对真空技术在制药机械工业中的应用状况进行研究,对其应用前景进行分析,为我国制药工业的发展提供借鉴和帮助。 关键词:真空技术;制药机械工业;应用 真空技术是一种较为先进的技术,在我国很多领域都有着较为广泛的应用。真空技术是我国制药工业发展中的重要技术,能够满足药物生产的需要,能够保证较高的卫生标准。因此,对真空技术在制药机械工业中的应用进行研究,具有重要意义。 1常见真空设备及其应用 1.1真空微波干燥设备 真空微波干燥设备是一种使用范围较广的真空设备,这种设备在进行药物生产时,具有加热速度快、加热效率高的特点,对于物料的回收率能够达到100%。在使用真空微波干燥设备时,需要的干燥温度较低,适合用于热敏性材料的干燥。在使用真空微波干燥设备时,往往采用两种干燥方式,其中一种与家庭使用的微波炉工作原理相似,主要通过物料盘绕着垂直中心轴,在水平方向上进行圆周运动,以达到干燥的目的。另一种方式是让物料盘绕着水平装置的中心轴,在垂直方向上进行圆周运动,盛物料的盘子一直保持水平状态,以确保物料在运动时不会掉落,采用这种方法进行药物生产能够保证物料加入均匀,方便对机械设备的清洗。微波真空干燥设备是在原有生产工艺基础上的生产改革,这种设备的整体生产效率较高,能耗是传统方法的1/5,占地面积仅是原来的2/3,是中药生产企业常用的真空制药设备。 1.2带式真空干燥设备 带式真空干燥设备在国际社会有着较为广泛的应用,国外主要将带式真空干燥设备用于咖啡、乳精、果珍等食品的加工与制作。我国将带式真空干燥设备应用于重要浸膏的干燥上,随着我国中药生产企业的发展,药物生产对中药浸膏的干燥量需求非常大,因此需要能够连续生产的干燥设备,很多厂家都十分重视带式真空干燥设备。目前,带式真空干燥设备的发展主要呈现以下趋势:最大的带式真空干燥设备内径能够达到2400mm,长度最大能达到19000mm,但是这是新产品,还存在一些缺点,例如:药物生产上料不均匀、干燥速度较慢、含水量控制不足等,仍然需要改进机械设备的生产和设计,进一步提升带式真空干燥设备的生产效率。在进行相关设计和生产时,应注重对设备真空性和卫生性的控制,这样才能更好地应用于重要生产。 1.3真空浓缩设备 真空浓缩设备是药物生产中常用的机械设备,该机械设备的生产技术和设计技术已完全成熟,运用这种机械设备进行药物生产能够达到良好的效果。真空浓缩设备主要有单效、双效、二效真空浓缩设备,这三种设备都是技术较为成熟的产品。目前,真空浓缩设备发展较好的是离心式薄膜真空蒸发装置,离心式薄膜真空蒸发装置有着非常好的效果,该设备整体的传热系数大、占地面积较小,所采用的液体薄膜厚度仅为0.1mm,物料滞留时间为1s,液体在离心力的作用下能够飞溅出去,在离心力的作用下,还能抑制液体发泡,可为药物生产提供高浓度的浓缩液,这种设备主要适用于蒸馏、除臭、剥离等处理方式。高速旋转式真空蒸发设备是一种较新的产品。该产品在使用时,主机部分没有可动的部件,在使用时极少发生机械故障,蒸发的气体和液体在蒸发罐内能够以1000r/min的速度旋转,能迅速分离成气体和液体,因此有着较为广泛的应用。 2真空技术在制药机械工业中的发展前景 2.1创新微波真空萃取设备 创新微波真空萃取设备是一种较新的设备,随着中药生产工艺的改革,传统的中药熬制方法已经不适用于现代社会的中药生产。如何将中药中的有效成分进行提取,如何进行固定量的提取,如何减少人力资源的投入,成为中药生产的发展方向。微波真空萃取设备在实际使用中,能够对大量的物料进行一次性的萃取,且萃取纯度较高,能够提升中药的生产质量和生产效果,可提高生产效率、节约生产成本,更好地促进生产企业的发展。 2.2改革微波带式真空干燥设备 微波带式真空干燥设备在药物生产中有着较为广泛的应用,在实际运用中也有着较好的效果,但是该机械设备生产时采用的是周期式的生产方式,产量较低,无法满足我国药物生产对机械的要求。实践证明,中药浸膏类产品在进行生产时,微波带式真空干燥设备的干燥速度最快、质量最好,由于中药浸膏类的产品种类多、产量大,因此对机械设备的质量和产量要求更高。应注重对微波带式真空干燥设备的改革,应注重开发连续式的微波真空干燥设备,这样才会有更好的发展前景,才能更好地满足药物生产企业对机械设备的要求,才能满足社会对药物质量和产量的需求。 2.3形成真空制药生产线 在制药机械工业发展中,应注重形成真空制药生产线。在进行药物生产时,形成统一的真空制药生产线,能够更好地提升生产效率。单体制药设备较为简单,而制药生产厂家希望能够提供成套的生产设备,完成相应的生产工程,因此应从中药浸泡提取开始,到真空浓缩、干燥、灌装、包装、运输,形成一条龙的生产线,这样也便于开展生产、安装和调试工作。要想形成真空制药生产线,应根据中药生产企业的生产流程进行生产线设计,这样在使用时才能达到良好的效果,才能满足制药企业的需要。形成真空制药生产线,能够让药物生产企业在生产时进一步减小人力资源投入,能够大大降低生产成本,提升整体的生产效率,更好地促进药物生产企业的发展。 2.4真空捡漏设备的发展 真空捡漏设备在中药生产和包装中发挥着重要作用,但是这种设备价格很高,制药行业需要包装,要使用大量的塑料瓶,在进行药物分装和包装时,需要一台捡漏准确、捡漏速度快、捡漏精度高、价格合理的真空捡漏设备。目前,我国引进的设备价格非常高,因此,从真空设备的发展前景来看,应注重对真空捡漏设备的创新与研发,形成我国自主知识产权,为我国制药工业的发展提供帮助,提升制药工业的发展水平。 3结语 本文在开展研究时主要对真空技术在制药机械工业中的应用进行了研究,目前,常见的真空机械设备主要有三种:真空微波干燥设备、带式真空干燥设备、真空浓缩设备,这三种设备在实际使用时都有着较好的效果。真空技术在制药机械设备领域中有着较好的发展前景,能够创新微波真空萃取设备,改革微波带式真空干燥设备,形成真空制药生产线,可进一步提升我国的制药技术。 作者:吴兴会 单位:哈尔滨纳诺机械设备有限公司 机械工业论文:机械工业企业质量管理的问题与对策 摘要:随着中国实行改革开放政策,经过近四十年的发展,我们依靠着本身的劳动力优势和资源优势,推动了机械工业的发展,但目前我国整体的机械工业的质量仍然不是很高,功能布局不合理,而且中国制造在国际上没有很好的质量和很好的价格优势。随着我国经济的转型升级,传统制造业的结构调整需要进一步优化,现代企业制度需要不断完善,积极推进内部管理,实行精益求精的发展模式,只有这样,我们的质量问题才会越来越少,才能以质取胜,才能将从制造大国走向制造强国。而本文试图从机械工业企业质量管理存在的问题出发,探讨问题本身,并提出一些有效的对策,让企业能够更好的推进质量管理,增强市场竞争力,有效降低成本,更好的地促进我们机械工业的发展和实现企业价值最大化。 关键词:管理;机械制造;质量管理 1机械工业制造业质量的问题 1.1质量意识不够明确 目前,我国的机械工业企业更多的是把资金投入到自己的销售环节和企业市场拓展环节,很多企业对技术投入和质量管理投入却很少的,这说明我国企业特别是机械工业企业对产品质量的认识不够,质量意识不强,很多企业没有在自己的生产整个过程和企业内部管理的过程中把质量内容纳入有效的企业发展战略中,也缺乏对机械工业企业质量问题的认识和了解,这是一个非常突出的问题。 1.2质量管理效益不够高 我国的机械工业企业质量管理的效果不明显,效率不够高,随着经济的发展,传统的机械工业制造业不能仅仅依靠一些非常传统的制作方式,必须谋求新的转型发展之策,这需要极大地提升产品的质量,而实行有效的质量战略却是我国机械工业企业的一个难题,很多的企业进行了一定的质量管理,但是效果不是很理念,也缺乏一套形之有效的管理体制,以此导致我国的机械工业企业的质量管理效率和效益都比较低下,很难有真正的质量管理成就。 1.3质量管理体制不健全 机械工业企业如果想有效的进行质量管理和监管,必须明确一定的工作机制,而我们的机械工业企业的质量管理体制不完善,谁管理、怎么管、管什么的问题突出,各个部门之间的不协调性十分突出,有效应对质量问题的体制不健全,没有一套完善的监督管理工作机制。比如:在工艺定型阶段,对一些质量特性的影响因素并未完全识别,工业化生产暴露出来;质量标准不明确导致生产各环节包括售后对质量问题判断标准不统一。这些导致质量问题的因素要在机制上进行完善,对企业内部来说的,还应做好质量管理的整体架构设计。 2现场质量管理是机械工业企业质量管理的中心环节 现场质量管理的落脚点是生产现场, 主力军是车间管理人员、技术人员和生产工人。管理的主体是人员的思想教育、物资准备、设备、环境、执行工艺、半成品与成品检查(或者简称人、机、料、法、环、测六要素); 从查找质量事故的危害、原因分析、解决措施的制订到保证产品的一次合格率和综合合格率, 最终实现对生产全过程进行科学地控制,从而不断提升现场质量管理的能力。 3实施有效的机械工业企业质量管理策略 3.1从管理源头追求精益求精 我们都知道“管理改善是最有必要的改善”, 因此在机械制造企业中管理工作做到位, 对精益化生产会起到事半功倍的作用。要深入推行工作标准化, 由员工行为规范、现场管理向设备管理、技术质量、生产安全等各个方面逐渐延伸,推行员工行为标准化,质量管理标准化,技术管理标准化,设备管理标准化五大系列工作准则和标准化图识。实施精益化管理对工业企业和服务型企业都很有必要。 3.2机械工业企业应该实施质量管理环节 (1)提高管理者认识。机械工业企业各级管理者的重视与责任是推进精益化管理的关键,必须明确管理责任、以身作则,坚持“消除浪费、提高效率”理念,采取有效措施保障企业管理遵循精益化思路开展工作,精益化管理工作才能稳步推进。(2)因地制宜,找准精益化切入点。实施精益化管理是渐进的过程,以消除工作流程中的浪费为例,首先需要系统梳理管理中存在的问题,识别各种浪费;其次要围绕资源浪费、管理不畅的流程节点进行系统分析,制订整改措施;再次要明确责任人,确定阶段性工作目标、落实整改。1) 机械工业企业在制造上普遍用到机床切削加工。刀具选择、进给量、进给转速、装夹及机床本身的精度和稳定性决定了工件的加工质量。应先做好工艺试验和调试工作,设计及工艺定型阶段要广泛论证;质量问题的解决要有设计和工艺人员共同参加;对质量问题的措施要标准化,文字化;定期培训相关人员,尤其是新员工和转岗员工。待质量稳定后及时总结每个细节并进行工艺固化,以确保零件加工质量稳定。2)严格控制装配质量。装配质量直接关系到机械设备功能的有效实现,对最终产品的质量影响很大。装配质量主要体现在装配精度上,装配精度主要分为三个方面:相互位置精度、相对运动精度、相互配合精度。对于轮、轴类的最后装配的质量,一个重要方面是要看其精度,所以为了加强装配质量控制,可以制订严格的装配检验标准并据此把关检验。3)多方法解决质量问题。在控制过程中要对质量问题进行识别,采用项目管理,组成跨管理部门的质量问题解决小组。同时采用先进质量方法和工具,例如六西格玛,QC等方法分析和解决质量问题。4)及时兑现质量绩效。对质量监控和管理要全过程地精益化管理,对异常的质量问题一定要刨根问底,找出解决办法,并追究责任,兑现质量绩效。 4结束语 中国必须推进环境友好型社会建设,不断增强我国制造业的质量和水平,而机械制造业作为重要的门类,必须进一步的增强质量管理能力,提升资源的利用效率,有效增强其在经济社会发展中的作用,企业必须在精益求精的指导思想下推进质量工作,确保自己的产出效率和企业效益得到提升,必须进一步增强资源节约能力, 建立健全产品实现过程,更快更高效地满足顾客的需求,追求质量效益最大化;实现“质量强国”的梦想。 作者:高诺 单位:中核天津机械有限公司 机械工业论文:橡胶机械工业现状浅析 1我国橡胶机械工业的发展现状 我国橡胶机械工业获得比较飞速的发展时间并不是特别长,大约在21世纪后期才获得了较大的发展。目前我国从事橡胶机械生产的企业数量已经超过了400家,占全球橡胶机械企业总数量的1/3以上,这些企业所占的总产值也在世界橡胶机械总产值中占有客观的比例。随着我国橡胶机械技术水平的不断提升以及企业管理模式的不断完善,近年来,我国橡胶机械企业在国际橡胶界的竞争力有所提升,并有成为橡胶机械中心国家的趋势,这对我国的经济发展以及相关橡胶机械企业的发展有着极为重要的作用。另外越来越多的国家品牌开始使用中国橡胶机械的生产设备,像闻名全球的米其林轮胎以及普利司通轮胎等。据我国权威统计部门的统计,自2003年后,我国橡胶机械工业在发展上取得了比较大的飞跃,在2004年,其相关产值已经突破了60亿大关,这对于我国橡胶机械工业的发展来说是一个极具意义的里程碑。在2008年左右全球经济危机的爆发使得国际橡胶机械工业遭受了较大的损失,但是就我国那段特殊时期的橡胶机械出售额来说,其受经济危机的影响不大,甚至在大背景不乐观的情况下,橡胶机械的出售额还出现了增长,这对进一步奠定我国橡胶机械在国际市场上的地位有着重要作用。近年来,中国的橡胶机械工业逐渐变的成熟和完善,但是和其他发达的橡胶机械国家相比,我国在橡胶机械的发展过程中还存在一定的问题,譬如企业的平均销售额不高,在销售模式以及销售方法上还不能够完全的与国际相融合等。除此之外,生产力以及科技水平之间的差距也是造成我国橡胶机械工业和国际先进水平存在差距的重要原因。因此要想使得我国的橡胶机械工业获得进一步发展,相关企业以及部门必须积极的采取措施,对生产工艺以及销售方法进行完善,为我国橡胶机械工业的发展创造条件。 2我国橡胶机械工业的机遇 2.1世界橡胶中心提供给我国更多的橡胶机械的需要 北美一直是橡胶机械生产和消费的重要地区,但是经济危机的产生对北美地区的汽车业造成了极大的影响,这直接导致了北美地区橡胶业的发展,三大巨头的破产进一步使得这种趋势得以恶化。根据群聚效应原理,北美汽车业的衰败将会导致大批橡胶的生产力的转移,作为橡胶机械发展迅速的中国,在很大程度上能够充当起国际橡胶机械生产的新中心,北美橡胶需求量的大幅下降,将会直接导致北美许多橡胶企业中断生产甚至关闭,这对于其橡胶生产能力的保持与提升有着极为重要的影响。由于我国近几年在国际橡胶机械业中的竞争能力得到大幅提升,这对于中国接任北美成为新的橡胶中心有着极大的影响,我国相关企业必须抓住这个机遇,为我国橡胶机械业国际地位的提升奠定基础。 2.2世界轮胎企业采购策略的改变将给我国 橡胶机械业带来更多商机目前国际著名的轮胎企业正在逐步的对其设备的购买力进行释放,尤其是国际轮胎企业巨头,米其林、普利司通等企业在设备购买时更是采取开放市场的方法,这对我国橡胶机械出口量的提升提供了一个新的途径与方法。由于我国橡胶机械在国际上已经树立了比较好的声誉,米其林等企业已经采购了我国大批的橡胶机械,可以说我国橡胶机械在国际上已经形成了广告效应,这对我国国际市场的进一步开拓有着极为重要的意义。另外国际品牌轮胎企业设备采购的开放还能够让我国有更多的机会去接触世界最先进水平的橡胶生产技术以及相关的管理理念,这对我国橡胶机械企业国际竞争力的进一步提升有着重大意义。 3促进我国橡胶机械工业发展的措施 3.1加强对国际市场的重视 随着社会的不断发展,橡胶机械出口已经成为了提高我国橡胶机械销售额的最主要的措施,因此橡胶机械企业要想获得发展就必须加强对国际市场的重视,以国际企业的需求为核心,积极的推进企业国际化进程。加强国际化人才的引进与培养,为企业国际化的转变创造条件。除此之外,相关的橡胶机械企业也应该立足于自身生产技术的提升,尽可能的保证所生产的橡胶机械能够符合国际使用标准,为其自身国际竞争能力的提升创造条件。 3.2加强我国橡胶机械行业制造水平的提升 要想从根本上加强我国橡胶机械在国际市场中的地位,最重要的还是对我国自身橡胶机械行业的制造水平进行提升。目前我国规模较大的橡胶机械制造企业大都是国企,其在生产设备以及生产流程上都很难符合现代国际生产的要求,这对我国橡胶机械业的发展有着很大的影响。因此相关橡胶机械企业以及机构必须注重技术改革措施的推进,加强对其厂房位置的规划,为其发展创造条件。另外政府也应该充分发挥引导作用,积极的推进优惠政策,对于改造的橡胶机械企业给予一定程度的财政补助,从根本上对我国橡胶机械企业改革的积极性进行调动,这对我国橡胶机械业的发展有着重要作用,相关单位以及机构必须加强对其的重视。 3.3加强产业结构以及产业规模的优化和调整 目前我国橡胶机械产业正处于发展的重要阶段,在这个时期政府应该充分的发挥出宏观调控的作用,引导我国现存的橡胶机械业进行规模以及产业的优化。在优化过程中要特别重视生产规模较小,生产能力较低的企业,为了使得我国的橡胶机械业能够长久稳定的发展,相关的部门可以对这些小厂进行合并优化,同时相关部门可以根据我国的发展要求,有针对性的淘汰一批生产质量差、生产效率低的橡胶机械企业,为我国科学稳定的橡胶机械市场的建立创造条件。 4结束语 为了促进我国成为国际橡胶机械生产的中心国家,相关的企业以及部门必须加强对其自身生产水平的提升,积极的采取促使加强企业自身国际化的实行,为我国经济的进一步发展创造条件。 作者:田建德 刘保权 马美琴 单位:衡水橡胶股份有限公司 机械工业论文:橡塑机械工业发展论文 1标准化促进科技创新 目前,标准化工作的进展也在很大程度上促进了我国橡塑机械行业科技创新水平的提升。尤其是围绕“精密、节能、高效”的要求,在橡塑机械组合结构、专用化、系列化、标准化、微型化、大型化、个性化、智能化方向开发出多种新装置与新设备。例如:东华机械有限公司研发出了新一代全电机注塑机,该机型采用国内首创伺服混合动力油膜增压锁模,将全电机和直压机的优点融合于一身,具有锁模力闭环精密控制,超稳定及超高响应速度,节能效果好等优点;威猛巴顿菲尔机械设备(上海)有限公司开发出的MicroP-ower15/10微型注塑机能够生产一种仅重0.003g的医疗用夹子;震雄集团开发的SU-PERMASTER超霸二板大型注塑机,突破了传统“二板半”的设计方案,实现了“真二板”设计,可大幅减少钢材用量,不仅降低了成本,而且减少了钢材从矿石到冶炼,再到零件加工成型等一系列过程中的能耗和污染;阿博格ALLROUNDERS系列注塑机采用模块化与标准化的结构可同每个注塑任务精确的匹配,通过多个可选的液压和电动扩展级别、多种带有精确级别划分的锁模和注塑单元来实现个性化、经济性的配置。特别指出的是企业在落实GB/T25157国家标准过程中,极大地提高中国塑机产品安全性能,大幅度降低安全事故发生率的同时也提升了科技创新水平。在CHINAPLAS2013中国国际橡塑展上,各种和安全便捷生产相关的新技术,比如机器人技术、远程控制技术、可视化操作技术等自动化、智能化技术成为业界展示的热点技术。自动化技术可以确保机器的各种安全功能可靠执行,使人员远离危险状态。自动化技术广泛应用于机械产品以保障机械安全是一个发展方向,是机械本质安全的重要组成部分。目前的机械设备在安全方面还是主要采用简单的机械式防护,随着安全标准的推进和社会对安全生产的重视,未来的自动化技术将会有更大发展。 2标准化促进竞争力提升 经济全球化继续深入发展,围绕市场、资源、人才、技术、标准等的国际竞争更加激烈。标准作为创新技术产业化、市场化的关键环节,成为参与国际合作与竞争、保障产业利益和经济安全的重要手段。进入21世纪,主要发达国家和一些发展中国家纷纷研究制定了本国的标准化战略,标准化由日常工作提升到了国家战略的高度。主要发达国家的标准化战略的核心是控制争夺国际标准战略制高点。争夺的重点领域是公益、高技术、制造业、服务等领域的标准化。以具有代表性的美国、日本和加拿大战略为例,依据他们的国际标准竞争策略的重点领域(见表3)来分析他们的战略定位。通过表3可以看出,他们重视公益领域的标准化,确保社会的可持续发展;重视高技术领域的标准化,确保国家高技术产业的国际竞争力;充分发挥自身优势特色,争取有利竞争条件;寻找竞争空白点,先声夺人。通过以上分析,又可以归纳出标准化战略的目的是适应经济全球化发展,提升国际竞争力。我国橡塑机械行业与标准化战略紧密相联,加大了市场的开拓,品牌知名度进一步扩大,市场竞争力进一步提高。根据中国塑料机械工业协会公布的数据,国内注塑机的生产厂家已超过2000家,产量占到全球的60%,2011年我国注塑机等主要塑机产品进口数量13704台,同比减少8%,出口数量达51665台,同比增长16%,出口金额约14.6亿美元,同比增长28%。2011年以来设备出口呈现许多可喜的现象,以往的靠低价取胜、出口模式单一等问题,正在全面改进;以标准化为保障,向国际标准接轨,突破了国际贸易壁垒;由过去增加塑机出口数量的方式,向提高塑料机械产品质量、提高产品档次、提高经济效益转变;拥有自主知识产权和自主品牌的塑料机械产品增多,具有高效节能优势的产品增多。在国内市场由于中国注塑机行业在高端、精密机型技术安全技术等方面的不断进步,注塑机自给能力得到加强,进口量有所下降,国内企业的市场份额也逐渐增加。国内青岛海尔集团等多家家电企业都曾表示由于国内注塑机技术发展较快,近几年主要针对国内注塑机企业进行招标。 由此可见,标准与标准化虽没有生产设备、原材料、产品等那样直观,但标准化“软”因素在市场经济发展中的作用越来越重要,对企业促进绿色低碳发展、促进科技创新、提升竞争力起到了很大的作用,是企业赢得产品定位和市场的一个重要因素。当然,在标准化推进过程中还有许多工作要做,其中一点是大多数地方主管部门和企业没有知识产权管理职能,尚未认识到开展标准化工作的必要性和重要意义,一些企业执行标准不到位,出现“上热下凉”的状况。在执行标准方面,东华机械有限公司走在了前面。2009年初,公司最高决策层不惜投入大量资源确立要达到“双标”的开发目标:行业内率先全面采用国家GB22530—2008《橡胶塑料注射成型机安全要求》,率先全面通过《塑料注射成型机能耗检测和等级评定的规范》。2010年1月~3月,国家塑料机械产品质量监督检验中心专家组对东华机械有限公司注塑机产品按“双标”检测。经检测,东华机械有限公司所有系列的注塑机产品均符合国家GB22530,“Se绿箭系列伺服节能注塑机”2800T以下各型号产品达到国家一级能耗标准。东华机械因此也成为塑机行业内第一家全面采用强标,及全行业系列化(Se)最大吨位范围(60T~2800T)注塑机获得一级能耗认证(亦是惟一一家能在2000T以上获得一级能耗认证)的企业。在2013年,东华机械有限公司3050JSe~4000JSe及以下机型均也达到国家标准规定的一级能耗水平,进一步扩大了系列范围。 3结束语 回顾东华机械有限公司“双标”之路,实施虽然增加了成本,暂时牺牲了利润,但也为公司新增了多项核心专利技术,为公司赢得了新的市场与美誉。节能技术、安全技术的推广使用,还将对橡塑机械的产业升级起到了积极的推动作用,国家强标的全面采用也使行业工业安全有更高的保障,健全了我国橡塑机械产品安全标准体系,有利于整个产业链的健康持续发展。“二流企业做产品,一流企业做品牌,超一流企业做标准”,企业只有共同肩负着历史的使命和高度的社会责任执行国家及行业标准,在标准上下功夫,中国注塑机产业才能迈向一个新的发展阶段,才能加快中国从制造大国向制造强国的跨越发展。 作者:苏西庆单位:东华机械有限公司德科摩橡塑科技(东莞)有限公司 机械工业论文:机械工业发展重点 (一)行业技术发展现状 机械工业是为国民经济提供技术装备和为人民生活提供耐用消费品的装备产业。国民经济各部门生产技术的进步和经济效益的高低,在很大程度上取决于它所采用机械装备的性能和质量,机械工业的技术水平是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志之一。 经过近50年的发展,机械工业已经成为我国工业中具有相当规模和一定技术基础的最大产业之一。1997年实现销售收入13651亿元,占全国工业的21%;利润257亿元,税621亿元,分别占全国工业的15%;出口创汇363亿美元,占全国外贸出口额的20%。其发展速度高于同期工业的平均增长速度。 近年来,机械工业企业自主开发创新能力有所增强,1997年科技人员总数达48万人,技术开发经费支出达85亿元,占全行业销售收入的0.62%,有57家大型企业建立了国家级技术中心,有9%的企业建立了专门技术开发机构,行业整体技术水平有了明显进步,主要表现在:为国民经济提供成套技术装备和汽车的能力有较大提高;产品结构正向合理化方向发展。 尽管机械工业的综合技术水平近几年有了大幅度提高,但与工业发达国家相比,仍存在着阶段性的差距。主要问题在于: 1.科技进步对机械工业增长的贡献率目前仅为34%,先进国家高达70%以上。 2.产品设计技术、制造工艺及装备、制造过程自动化技术、管理技术落后,是制约机械产品水平的主要因素。 3.机械产品技术水平不高,达到80年代末、90年代初国际先进水平的仅占18%,达到80年代中期国际水平的占27%,其余产品均在80年代以前的水平线上。 从总体上看,机械工业技术开发能力和技术基础薄弱,发展后劲不足;技术来源主要依靠引进国外技术,对国外技术的依存度较高,对引进技术的消化吸收仍停留在掌握已有技术和提高国产化率上,没有上升到形成产品自主开发能力和技术创新能力的高度。 (二)技术发展的总体目标 以数控机床、电力电子应用及自动化技术、大型农业机械和施工机械、轿车关键技术、环保装备五个方面作为重点,以发展和应用先进制造技术为手段,以高新技术和产品的产业化为突破口,以提高企业技术创新能力和竞争力为目标,提高企业技术创新水平。到2001年,提供1000种具有自主知识产权和较大市场需求潜力的产品。主要产品品种的40%达到90年代初国际水平,5%达到国际先进水平,90%的重点骨干企业产品标准接近或达到国际先进企业标准。 (三)技术发展的方向和重点 1.以数控机床为代表的基础机械 数控机床是先进制造业的基础机械,是最典型的多品种、小批量、高技术含量的机电一体化产品。目前世界数控机床年产量超过15万台,品种超过1500种。1997年我国数控机床产量已达9051台(占机床总产值20%以上),但由于国产数控机床不能满足市场需求,在国内市场上的占有率逐年下降,每年仍需大量进口数控机床,进口额度大幅度增加。1996年进口达13924台(价值12.46亿美元)。 目前我国数控机床技术发展中存在的主要问题是: (1)产品成熟度差,可靠性不高 国外数控系统平均无故障时间(MTBF)在10000小时以上,国内自主开发的数控系统仅3000~5000小时;整机平均无故障工作时间国外达800小时以上,国内最好只有300小时。 (2)产品品种少,不能满足市场需求 国外数控机床品种已达到1500种,国内只有500多种,且性能水平低,高速、高效、高精度产品几乎没有。 (3)创新能力低,市场竞争力不强 生产数控机床的企业虽达百余家,但大多数都未能形成规模生产,企业效益差,创新能力低,制造成本高,产品市场竞争能力不强。 (4)数控机床行业的专业化零配件及部件的协作生产配套体系不健全,大多数企业都是“大而全、小而全”的结构模式。 近期我国在数控机床的发展方面,要采取跟踪高级型、发展普及型、扩大经济型,以普及型为主的策略,重点发展: (1)经济适用、量大面广的产品 经济适用的普及型数控车床、加工中心、数控铣床。 (2)高速、高效和专用、成套数控机床 高速、高效数控车床及加工中心;高效数控锻压成套装备,其中包括,可自动换头冲压机床、复合式柔性冲压中心、四边折弯机等;大型精密模具数控成套装备,其中包括数控仿型铣床及龙门式数控铣床、智能化电加工机床等。 (3)数控机床专业化配套系统 新一代数控及伺服系统系列产品;数控机床高速主轴、电主轴电机系列产品;数控机床机械手、刀库及动力刀架系列产品;数控机床高速配套零部件及辅件系列产品;其中包括,高速滚珠丝杆、高速陶瓷轴承、高速防护装置等系列产品。 发展目标: (1)扶植重点企业开发经济适用、量大面广的数控机床并形成批量生产,使这些企业产品的市场占有率有明显提高,成为名牌产品; (2)发展数十种高速、高效、专用、成套数控机床系列新品种,以满足汽车、农机、航空、模具等行业的需求; (3)数控机床关键配套产品:数控系统,满足国内数控机床50%的配套需求;高速主轴及电主轴年产达千套;机械手、刀库、动力刀架及数控机床高速配套零部件、辅件系列产品满足国内50%的配套需求。 2.电力电子应用及自动化技术 电力电子技术是集微电子、计算机和自动化技术于一体的综合技术,是节能节材的最佳技术之一。目前,国外电力电子技术已经发展到以IGBT为代表的第三代,并向智能电力电子时展,我国现在仍处于以晶闸管为代表的第二代。国内电力电子市场品种满足率仅35%,新产品市场基本上被国外产品占领。 现场总线智能仪表和总线式自动测试系统是集自动化技术、计算机技术和通信技术于一体的新一代自动化仪表系统,已成为世界范围自动化技术发展的热点,是当代工业自动化的主要标志。我国仍处于由模拟式仪表系统向数字式仪表系统过渡的模数混合式仪表系统阶段,水平落后10~15年,因此在低技术产品市场上还占有80%左右份额,但在高技术产品市场的占有率不到60%,新产品市场几乎全为国外产品占领。 因此,抓住当前时机在2~3年内以IGBT,现场总线智能仪表和自动测试系统为突破,攻克重点技术和产品,并实现产业化。这一领域重点发展: (1)IGBT器件及其装置,大功率晶闸管及其装置 研制新一代双极晶体管IGBT、高品质大电流IGBT等大功率晶闸管制造技术,并开发变频调速装置、逆变开关电源、大容量整滤源等的工程应用。 (2)现场总线智能仪表 研制开发变送、执行、配套等类现场总线仪表。产品产业化技术开发、并开展示范工程的应用研究。 (3)自动测仪系统和设备 开发总线式自动测试系统的基础产品,形成适度规模,同时建立用于机电产品和社会公益事业的典型自动测试系统,做好示范和推广应用。 3.大型农业机械和施工机械 (1)农业机械 工业发达国家农机产品在不断采用新技术的基础上,正向高效、节能、保护农业环境方向发展。目前我国已能生产14大类、3000多个品种的农机产品,但是产品的综合技术水平仅相当于国外70年代水平。主要问题在于: 1)产品水平不高,品种不全综合技术经济指标落后,可靠性差,寿命短。以拖拉机为例,MTBF值国外可以达到330小时以上,而我国仅100余小时。品种上:大型缺,小型杂,不成系列。 2)产品生产达到经济规模的少,重复生产、小规模生产,难以保证质量。 农机领域重点发展: 1)促进农业生产产业化的大中型拖拉机及配套农具拖拉机平均无故障时间从110小时提高到300小时以上; 2)联合收割机联合收割机可靠性系数从0.5~0.7提高到0.9以上; 3)主要农产品加工机械(含烘干仓储机械)农村产业化和中西部地区脱贫致富需要的农产品深加工机械; 4)节水灌溉设备喷、滴灌设备将灌溉水的有效利用率由大水漫灌的40%提高到80%以上。 农机产品的使用可靠性及寿命指标普遍提高一倍以上,主要产品的技术标准与国际标准接轨。 (2)施工机械 施工机械是国民经济大型工程项目建设必须的关键设备。我国已初步具备16个大类,3100多个品种规格产品的生产能力,部分产品已开始进入国际市场。但与国民经济发展要求和国际先进水平相比较,差距还是很大。一是产品的综合技术水平不高,尤其是产品的质量、寿命、可靠性、安全舒适性等指标以及机电一体化等高新技术的应用与国外先进水平还有很大的差距;二是产品结构性短缺,成套服务能力差,远不能满足需要,如路面施工机械基本上还要靠进口;三是大部分企业生产规模小,制约着行业经济效益的进一步提高。 施工机械重点发展: 1)推土机、液压挖掘机、轮式装载机; 2)汽车起重机、大型叉车; 3)摊铺机、压路机; 4)无开挖式管道铺设机; 5)江河湖库清淤设备。 发展目标: 大型工程机械可靠性指标达到400小时,寿命指标达到10000小时。 4.轿车关键技术 我国汽车工业长期以卡车为主要产品,改革开放以后,轿车产品得到了快速发展。1998年轿车产量达到52万辆。 我国汽车工业存在的主要问题: (1)重复建设严重,造成无序竞争,难以集中形成实力,发挥规模效益。 (2)自主开发能力薄弱,大多数企业“九五”期间仍偏重于对生产环节进行改造,包括多数中外合资的零部件企业对产品开发能力建设几乎没有投入。目前,国内对轿车产品尚不具备自主开发能力,机电一体化的高新技术零部件产品还必须引进技术。新晨 近期轿车重点发展: (1)经济型轿车 以轿车车身为突破口,利用技贸结合、与国外公司合作等方式,先抓车身联合研制,并建立经济型轿车的公用设计数据库,与CAS、CAD、CAE、CAM等技术结合,形成我国汽车工业在经济型轿车方面的自主开发能力。 (2)轿车动力总成 消化吸收引进技术,与国外有实力的企业进行合资、合作、联合开发,在国产汽油机上普及电控燃油喷射技术(EMS),并研究开发缸内直喷(GDI)技术,开发应用电控机械变速器(AMT)技术。 (3)轿车关键零部件 以机电一体化汽车电子部件为突破口,从引进技术、合资入手,在保证高起点、大批量、专业化生产的同时,要集中力量抓紧下一代新产品的研制开发和应用,重点是电控防抱死制动系统(ABS)、安全气囊(AirBag)、高效稳定的汽车尾气三元催化转换器,并达到与整车同步或超前发展。 (4)高附加值专用汽车和客车 重点开发各类高性能专用底盘。对专用汽车以低底盘车辆和沙漠越野车辆为主;客车以低地板城市客车为主,要求具有良好的动力性、操纵性、舒适性和低污染。 5.环保装备 环保产业是防治环境污染、改善生态环境、促进资源优化配置、支持资源综合利用的支柱产业。全世界环保机械的年销售额约2000亿美元,集中于美国、欧州、日本等经济发达国家。我国环保机械行业基础弱、起步晚,年产值仅100多亿人民币。随着各方面对环境保护的日益重视,可持续发展战略的实施,市场需求不断增长,环保机械将成为机械工业新的经济增长点。 环保机械行业主要差距在于: (1)产品结构不合理,品种少 初级产品所占比重较大,具有当代水平的机电一体化产品少,急需的大型成套设备不能满足现实市场需求。在目前3000多种环保机械产品中,约有五分之一的产品由于性能、可靠性、适用性、结构设计等原因,应该限制生产或限期淘汰。大型烟气脱硫、脱氮成套设备、大型城市污水处理厂成套设备、大型城市垃圾处理厂成套设备目前主要依赖进口,高浓度有机废水、难降解工业废水处理 技术及设备发展缓慢。 (2)产品质量、技术水平比国际先进水平落后20年 相当多的产品没有行业或国家标准,产品规格型号、基本性能参数不统一,质量检测无依据。 (3)生产企业规模小、开发能力薄弱 规模小、装备条件差、检测手段不全的中小企业占全行业企业总数的78%。年产值在3000万元以上的企业仅占全行业的3.2%,并且主要集中在电除尘器、袋式除尘器等少数几种产品生产领域。 近期环保机械重点发展: (1)烟气脱硫设备 循环流化床锅炉及炉内脱硫脱硝技术(CFPBC、PFBC技术)、大型整体煤气化燃气蒸汽联合循环技术及装备(IGCC技术)。 (2)城市污水处理成套设备 活性污泥法、氧化沟法、移动曝气法为主体的城市污水处理成套设备,以日处理10~25万吨污水处理厂为目标,提供污水处理成套设备、污泥利用和处置成套设备、控制和监测系统。 (3)城市固体垃圾处理和综合利用装备 城市生活垃圾分类、焚烧、堆肥技术及装备,以日处理100吨、300吨处理厂为目标,提供垃圾处理成套装备。 (4)环境监测仪器 便携式多功能多参数水质监测仪、12种总量控制的污染物监测仪、大气环境污染监测仪器和系统以及水处理过程自动控制系统等。提高产品档次、水平、可靠性和精度。 主要目标: (1)大型成套设备的国产化率达到70%以上;一般工程项目的设备国产化率达到90%以上;高浓度有机废水和难降解工业废水处理技术及成套设备国产化率达到80%以上。 (2)一般环保机械60%以上的产品达到90年代初水平,5%~10%的产品达到当代国际水平。 (3)发展新产品品种,开发新产品200种以上。 机械工业论文:机械工业技术政策 一、研究开发技术 1、机械产品现代设计技术 包括建立机械工程数据库;开发动态分析和动强度设计技术;CAD应用技术和局部集成的接口技术、网络技术及建库技术;并行工程技术、动态仿真技术、快速原型设计技术、工业设计技术、反求工程设计技术。 2、机械产品可靠性技术 重点开发可靠性工程管理技术、产品和系统可靠性设计技术、失效分析技术、可靠性实验评定、运行监测、故障诊断等技术。 3、热加工清洁生产技术 包括熔炼自动化、利用炉废气预热和除尘等铸造清洁生产技术;高效燃气无氧化加热、温锻塑性成形等锻造清洁生产技术;切割及焊接清洁生产技术;可控气氛多用炉、连续炉和真空热处理炉等热处理清洁生产技术;电镀、涂装等表面处理清洁技术。 4、精密成形技术 重点开发以实模精密成形、刚型、准刚型精密成形、高紧实度造型(芯)等精密铸造技术;精密模锻、辊锻、热轧、热挤压多向分模锻造、热镦锻等精密热塑性成形技术;冷温挤、冷挤、冷轧、超塑性等温成形、冷精整及复合成形等机械构件精密焊接与切割技术。 5、表面功能覆层技术 包括少无污染、高效、高性能的表面功能覆层技术与装备;重大工程装备表面功能覆层制备技术;高能束表面覆层制备及应用技术;新型复合表面处理技术;表面功能材料及涂层技术。 6、数控技术 重点开发开放式体系结构的新一代数控系统;车削中心、加工中心、数控磨床、数控锻压机床、电加工机床、数控重型机床等六类主机配套的数控系统。 7、工业过程自动化技术 研究开发工业过程自动化的管理控制集成技术;工业通讯网络和现场总线协议的开放式自动化系统。 8、工业机器人系统技术 开发点焊、弧焊、装配、搬运、喷漆五大类工业机器人的机械结构、传动机制、伺服驱动、传感控制及系统成套的设计和制造及工程应用技术。 9、机械制造柔性自动化基础技术 研究开发适合我国国情的柔性自动化技术、信息管理技术及自动化单元和部分集成控制技术,开发车间级自动化系统和FMC·P-FMS、FMS三个层次典型柔性加工设备。 10、面向中小企业的综合自动化技术 开发面向中小企业的综合自动化单元技术和系统;以GT原理为主线的车间级、单元级自动化成套技术;管理信息系统;产品设计与制造自动化系统;单元技术间的集成技术;质量控制技术。 11、传感器技术 研究开发力敏、磁敏、热敏、光敏、气敏、湿敏等类传感器、工程传感测量系统及基础共性技术。 12、自动测试技术 开发VXI总线、GPIB总线、RS485串行总线三类自动测试系统,VXI总线结构的电机、发动机、工业泵、印刷板产品自动测试系统;GPIB总线结构的环保自动测试系统;RS485串行总线结构的气象自动观测系统;大气污染、水质污染分析仪器和智能数字采集系统。 13、电力电子技术 研究开发新型高频、大中功率变频装置和电源、谐波抑制和无功补偿技术、新型IGBT器件生产技术,以及为重点工程配套的电力电子器件、电力半导体应用装置。 14、精密、超精密加工技术 以高效超精密加工车床、CNC型超精密复合加工机床、超精密平面和外圆磨床为重点,开发超精加工技术及应用工程,带动开发出一批精密、超精密的基础功能元器件,如超精密主轴轴系、超精密的伺服进给系统、超精密的测量系统和误差自动补偿系统等。 15、高能束加工技术 开发光加工应用技术、千瓦级二维激光切割技术;激光加工机配套设备及元件;多维激光加工机及机器人;激光焊接工艺;大型复杂零件激光表面处理工艺和汽车发动机缸体激光热处理生产线。 16、高性能机械工程材料生产及应用技术 开发轴承、密封件、模具等机械基础件用新材料及应用技术;电力设备、石化设备等重大装备的自动化仪表材料和专用功能材料及应用技术;汽车工业用精细陶瓷、专用功能材料、工程塑料、新型复合材料及应用技术。 17、系统管理技术 重点研究开发精密生产技术、虚拟制造技术、企业级信息管理系统技术和设计、制造、质量、销售等方面的有限集成技术;资源管理信息库;并行工程技术、信息交换和接口通讯技术。 18、重大工程成套装备制造技术 重点开发国民经济重大工程成套装备的总体设计、大型构件加工、系统优化、参数匹配、在线监控、故障诊断、综合管理及系统可靠性等关键技术。 19、环境保护工程装备相关技术 重点研究开发烟气脱硫脱硝和除尘、工业废水和城市污水处理等成套设备和技术;电子辐射照氨法处理工艺;厌氧生物法处理模块化技术;柴油机电控燃油喷射技术。 20、节能节材技术 研究开发风机、泵、电焊机等量大面广产品的应用变频调速技术;发电设备燃气--蒸汽联合循环技术、超临界技术、循环流化床和加压流化床技术、抽水蓄能技术;余热余压利用技术;高效、节能和智能化的能源管理和控制技术。 二、产业化技术 1、典型数控机床计算机辅助工业造型设计技术 造型设计效果模糊综合评价系统、小型机与工作站计算机辅助造型系统、工作站及超级微机辅助工业造型设计系统软件。已在10多个企业应用,效果显著,在机床行业有重要推广价值。 2、加工中心加工系统动态稳定性分析和计算软件 适用于机床整体静动态特性预测和结构的软件包,包括八个功能程序段及相应的接口程序。已用于6个单位,效益良好,适宜在机床行业推广。 3、树脂砂铸造成套技术 包括连续式和间歇式混砂机系列及树脂砂再生设备。对提高铸件质量、降低产品成本、提高国际竞争力有重要意义。适用于质量要求高、批量大的铸铁件生产。 4、钢水净化技术 适合国情的钢水精炼及保证铸钢件内部纯净度的全套装备及工艺。已用于十几家企业,适用于核、火、水电及石油化工设备中的各种铸钢件生产。 5、典型精密锻造件生产线成套技术 根据企业提供的典型件和生产纲领,提供生产线交钥匙工程及单项技术、装备或软件。对节材、节约工时、节约投资、提高锻件精度有重要意义。已在4家企业使用。 6、先进模具选材、设计、制造成套技术 包括高性能模具材料及应用技术、模具的现代设计加工技术和模具的配套技术。已在4家企业使用。适用于汽车、摩托车、轻工、仪表等行业所需的各种模具制造。 7、热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮及宽带极高速堆焊技术 包括热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮的拼焊及耐气蚀堆焊和宽带极高速堆焊技术。在焊材及工艺方面有节约外汇的效果,已在3家企业示范,适用于加氢反应器、尿素合成塔、电钻锅炉等设备的内表面堆焊。 8、激光焊接及切割加工装备成套技术 包括激光器、激光焊接及切割成套技术。对提高焊接强度和质量有重要意义,经济和社会效益显著。适用于刀具、工具等各种材质的薄板焊接。 9、氮基气氛保护加热淬火与微机控制系统 包括CNC系列变压吸附制氮机组、TC-89系列微机控制系统、保护加热淬火工艺技术。有节约投资、提高质量的功效。适用于多种碳钢、低合金钢的热处理,轴承、齿轮等零部件淬火、渗碳生产等。 10、可控气氛真空热处理成套技术 包括密封箱式多用炉生产线和连续可控热处理生产线、真空热处理设备和工艺成套技术。经5个厂试点效益显著。用于汽车齿轮、轴承和标准件、高合金钢、不锈钢、低合金结构钢、轴承钢的渗碳及淬火等工艺处理。 11、先进刀具、工具系统 用于车床和数控镗床、铣床和加工中心。经企业试用,对提高工效、节汇创汇有重要价值。适用于机械加工企业。 12、自泳涂料涂装生产线成套技术 自泳涂料是由活性高分子乳液、活性添加剂及颜料组成的新型水性涂料,与现用的电泳涂装工艺相比,具有工艺简单、稳定、节能、节材和省投资、涂层性能好等优点。可提供工艺设备设计、制造及调试交钥匙工程。用于汽车车身及家电部件的底漆涂装。 13、车间物流自动化、立体库及关键技术 车间物流自动化立体库的系统设计、成套设备、控制软件。适用于机械汽车大中型企业的物流管理,经多厂试用有节省占地和投资、工作效率高等优点。 14、可编程序控制系统成套工程技术 包括系统设计、成套设备和编程控制及监视软件,适用于机械、汽车制造业的控制系统,经多厂试用有节约投资、缩短维修时间之优点,经济效益显著。 15、普及型和经济型机床数控成套系统 包括以工业PC机为基础的总线模块化、开放型体系结构和以步进电机驱动的经济型数控系统,适用于机床配套及现役机床改造。经多家工厂试用效果明显。 16、超声波涡流在线自动探伤设备 将超声波探伤和涡流探伤技术相结合,组成成套机组,可同时检测内部和外表缺陷及几何尺寸,可用于机械零部件、管棒及锅炉制造厂检测,试用效果好。 17、企业计算机辅助管理系统CAPMS 该系统吸收国外MRP-Ⅱ之精华,按职能部门、业务分工数据处理方法、等分为18个模块,集产、供、销、存、人、财、物管理为一体,各模块既可独立运行,又可集成,还可作CAD/CAM/CAPP信息集成通讯接口。适用于多品种、大小批量及单件生产或混合制造。经企业试点,对提高管理水平和经济效益有重要价值。 18、漆雾及废气净化成套技术及设备 包括成套技术与设备(3种净化装置),适用于机械设备喷漆,经厂家试用,涂漆雾效率高,符合劳动卫生标准和环境标准。
风景园林毕业论文:风景园林施工技术与质量控制分析 摘 要:风景园林工程是近些年来我国城市建设及总体布局中不可缺少的重要组成部分,其是坚持绿色循环经济及可持续发展理念的必然产物,其对美化自然生态及改善人们的生活质量起着极大的促进作用。然而在当今时期的风景园林工程建设中,其施工工艺还蕴含着很多缺陷和弊端,严重制约着风景园林建设行业的发展。笔者在此着重就风景园林建设工程的施工技术和质量控制工作作出深入的分析,并提供一部分改进策略。 关键词:风景园林;施工技术;质量控制;策略 在社会物质文明和精神文明水平快速提高的当今时代,国民对其赖以生存的生活设施及其所处生存空间的环境质量有了高水平的需求标准。城市风景园林工程的建设在很大幅度上促进了人们生存环境的优化和美化,并使得人们头上的天更蓝,呼吸的空气更清新、洁净,从而有效地促进了生态的平衡与协调。然而,城市园林建设还有如下不完善的方面。 1 现时期我国风景园林建设包含的缺陷 众所周知,城市风景园林工程以其独具的景观魅力和微妙生动的自然诱惑,受到了广大市民的青睐和向往,对促进当地经济的繁荣和文明的进步起到了不可替代的作用,进而带来了很大的社会效益。但是,现实的城市风景园林工程建设在很多方面也存在着各种不尽如人意的情况,比如,所建造的园林工程与区域文化不协调,园林工程配套设施不齐全或与当地经济发展不相适应等。这些问题的存在,在很大程度上制约着城市园林建设事业的发展。 首先,城市风景园林工程的施工设计缺陷在大量该类工程建设中均不同程度地存在着。因为工程建设质量是城市风景园林工程品质优劣的决定性因素,故完善城市风景园林建设工艺是至关重要的一环。就目前而言,尽管城市风景园林建设的工艺水平已经提至了相当的高度,然而由总体去审视,仍不难发现一些严重的问题存在,其对于城市建设的健康发展会起到严重地阻碍作用。 第一,城市风景园林建设,工程比较复杂,其关联的因素很多。因为包含此种繁杂情况,在实施工程管理时,工程各单元之间很难构建出科学、融洽的交流渠道,彼此之间不可能实现有效地沟通,所以在工程施工作业时也不易做到密切配合,如此既加大了工作量,亦阻碍了工程的建设进程,必然造成工程建设质量大幅度降低。 第二,城市风景园林建造工程的工艺设计跟不上城市发展的要求。由于我国城市风景园林工程建设的工程技术人员的专业素质相对不高,且差别很大,相当一部分工程技术人员对城市风景园林工程的设计没有给予高度的重视,所选择的园林工程建设工艺不能深刻反映出其应有的精神内涵。 2 改善城市风景园林建设工艺技术水平的策略 前已述及,风景园林工程对于一个现代化绿色园林城市的长久发展、经济繁荣和和谐环境构建是具有何等的重要性。它不但能够促进城市生态的多样化和多功能化,还赋予当代快节奏生活的人们休闲、娱乐的多功能场所,且耳濡目染地熏陶着人们的生活理念,增强人们的美学素养,同时促进本地旅游文化的繁荣,对本市的经济发展起到助推剂的作用。所以,持续增加对城市园林的建设投入,不断优化其建设工艺设计具有相当的必要性。 2.1 精挑细选城市风景园林绿化植物品种 城市风景园林的苗木品种选择是相当重要的工作环节,所以,工程建设者要高度重视风景园林工程建设过程中的绿化苗木选取工作。在进行这一环节的工作时,必须深入了解所选苗木的生长特性及其所需要的生存条件,从而保证其在园林生态环境中能健康地茁壮成长。再者,在进行苗木的挑选环节时,需恰当应用当代高科技手段进行模拟、比较,科学选择苗木的育秧基地和供给途径,尔后,精选出满足本地需求条件的优质苗圃,从而达到生长茂盛、美化景观的目标。 2.2 充分做好苗木种植前的准备工作 城市园林中苗木的种植和生长应具备相应的光照时间、强度及土壤水分、熵情等条件,各类苗种对这些条件的需求情况存在着较大的差异性,所以,本着达到所选苗种性能要求的目的,确保苗木的根系粗壮、枝繁叶茂,而且能抵御、抗衡病虫害的侵袭,同时其生长形态满足园林景观的美化要求,在苗木种植之前做好充分的准备工作是至关重要的。首当其冲地要先选用最靠近本地种植的优质苗木品种,在锄苗时应严格控制其包装的土球尺寸,而且使用草绳完整捆绑好苗秧根系的土球。 3 风景园林施工质量控制分析 对风景园林施工质量的控制,主要是对整个园林质量进行保障,所以要在施工的各个环节加强管理。首先对植物种植方面的质量控制要给予加强。风景园林中的植物种植就如同穿衣一样,怎样搭配显得比较重要,同时也要合时宜,须在细节上进行有效的控制,将植物和建筑以及排积水等相互的协调,以及得到恰当的过度和有效的衔接,对植物的选择要注重层次感,这样在各个方面都进行有效的控制,就可在整体上得到最佳效果的体现。 由于风景园林施工质量的高低对效果的呈现起到决定性的作用,所以要严格按照相应的指标进行施工,技术人员自身要加强业务知识的学习以及专业素养的提高,在整体的质量管理上也要进行强化。要通过对各个环节的准确把握,将施工的质量进行有效控制,这样就能从源头上进行质量的控制。 结语 总而言之,在当前我国的社会快速发展的过程中,对风景园林的建设也将会得到进一步的加强,技术水平也会不断的提升,从这些方面的发展情况来看,对于风景园林施工人员的技术要求也会得到进一步的提高,因此风景园林的技术施工人员要能够在自身的整体素质上进行全面提高,从而促进我国风景园林建设的发展。 风景园林毕业论文:试论风景园林低碳建设中生态理念的展现 摘 要:风景园林建设的生态理念是低碳建设中的重要环节,实现了生态理念,是进行低碳建设的基础,也是展示低碳建设效用的必然过程。对此,笔者从生态理念的角度探讨风景园林的低碳建设,并以实际的园林建筑案例说明生态理念的展示方法,总结了展示生态理念的关键点。 关键词:风景园林;低碳建设;生态理念 风景园林建设是目前城市建设的重要组成部分,是集现代城市人居建设与自然环境保护为一体的园林建设项目。不同于住宅建设以及城市市政建设,风景园林建设既能满足现代城市人民生活休闲和审美的需要,又能够促进城市自然环境的优化。而要实现风景园林的价值,则在建设过程中要奉行低碳原则,即保证建设以及园林应用尽量节约能源和资源并且能够起到保护环境的作用,为了达到这一目标,践行生态理念势在必行。 1 生态理念以及践行方法 1.1 生态理念 生态理念是指人类对于自然环境和包括小城镇在内的社会环境的生态保护和生态发展观念,涉及到人类与自然环境、社会环境的相互关系。在风景园林的建设中,展现生态理念即是要关注到园林建设中的用料环保、园林环境与当地自然环境相吻合、园林建设适合多样化物种生存以及人居应用需要,实现园林从建设到应用的整体性的统合和自然循环。 1.2 风景园林低碳建设中生态理念的践行模式 现代园林建筑讲求按照低碳理念进行建设,即在园林建设的过程中实现材料、人工以及建设效果的最大效益,并且达到提高园林的利用价值的目的。实际上,要实现低碳建设,除了在建筑过程中进行用料和人工的预先计划之外,许多能够体现低碳价值的过程,需要以生态理念的践行为基础,主要包括以下2个方面:风景园林中的植物造景实现低碳价值,这意味着多样化的植被科学配置,而这样的配置一旦完成,则意味着整个园林整体的植物组成种类足够多并且覆盖率大,这是构建自然生态环境的基础;风景园林在应用的过程中既能满足审美需要又能节约能源并且能够促进资源和能源的再生。要实现这一目标,就必须着重园林建设中的某些特殊功用以体现其低碳建设的目的,而这是实现人与自然和谐,展现园林生态性的必经之途。 2 在风景园林低碳建设中展示生态理念的方法 2.1 在植物景观设计中融入生态理念 使用绿植是园林景观设计中必要的内容,绿植本身具有美化和绿化的功能,其自身就能够有效地实现“低碳”的设计目的,而植入绿植又是目前我国环保工作中最受推崇的一种方式。不同的绿色植物具有不同的环保作用,在景观设计中应用具有特殊功效的绿植,是实现低碳理念的一种有效途径,同时也是践行生态理念的1种方法。目前,在大多数的城市风景园林的设计图纸中,都涵盖了大量的植物景观设计,这些植物景观设计的出发点是为了印证风景园林的主题,为了实现低碳建设、发挥园林对环境维护的生态价值。这样的景观设计在一般的城市园林中都有所体现,例如城市公园,这是最普遍最常见的风景园林建筑,而在城市公园中,大量的绿植被广泛应用,尽管有些城市公园以娱乐为主要的建设目的,绿植仍旧在其中扮演了重要的角色。这些绿植包括枝叶密度较大的高大灌木、根系发达而植株短小的草。灌木和草的成本并不高,但是在园林绿化设计中却能够发挥重要的作用,灌木能够做出各种创意造型,增加园林景观的设计感;草能够营造“公园”型的景观氛围,在低碳功效方面,高密度灌木起到隔绝噪音的作用,减轻建筑设计中的隔音压力,变相节约了建筑材料;草则以发达的根系储存大量的水分,而且具有多年生的特点,养护容易,节约绿植的养护成本。 2.2 在园林造景中展示生态美感 植物的应用在调节自然环境和人居环境、体现符合人类生态立场的审美方面具有非常重要的作用,按照生态园林的审美理念进行植物配置,在造景的过程中展现生态美感,将“人”作为风景园林造景过程中展现其生态性的1个要素,也是践行风景园林生态理念的1种方法。生态园林的审美理念指的是生态园林符合城市居民的观赏和休闲需要,在满足自然生态平衡时,将人居需求纳入到生态系统当中,相当于将人类纳入到环境的生态系统当中,兼顾其他物种和人类的共生。例如,华南地区的生态园林中树木种植错落有致,但无论是高大的乔木还是低矮的灌木,都以水分吸附能力强、排湿能力强的植物为主,这些植物对减轻南方城市由于多雨导致的城市内涝和环境过分潮湿具有非常重要的作用;又如,华北和东北地区的生态园林植物配置,具有非常明显的由外到内、由高到低的植被排列特征,这样的植被种植模式不仅能够使整个生态园林成为城市中的“标志”,使人们进入园林,如同与烦乱的城市隔绝,给人以宁静舒适的感觉,而且能够充分满足防风隔音的需要;东北地区的一些城市公园以及风景园林,尊重了自然环境的本身形态,按照自然林的状态栽植树木,仅进行道路的铺设以及路标的设立,游览者只能步行进入园林,一旦进入园林就有进入森林的感觉,在游览园林时甚至能够与野生小动物同行,这样的园林促进了游览行为本身的低碳化,也突出了人与其他生物平衡、平等的意义。 2.3 在园林设施建设中突出生态功能 园林景观中的许多事物,都可以在原有的功能中加入其他的新的功能,实现“1物多用”的目的,也能够体现出其低碳环保的价值,这是风景园林建筑活动本身以及非生物性的园林建设过程和园林应用带来的生态影响,也是践行生态理念的1种方式。例如,在园林中的雕塑小品的设计中,使用环保型的材料并设计成即能实现美化目的,又能够提供休息功能的样式,减少景观中的座椅摆放数量,以此节约资源;在进行园林道路设计过程中,将道路旁边的绿植作为立面背景,将道路作为平面,使绿植和道路形成立体的景观,这样就能够减少道路附近的独立小景布置,减少资源的应用,而后期养护和维修与绿植养护可以一同进行,节约人工;园林中的风景墙也可以使用建筑废料进行设计,即满足低碳的要求,还能够引发园林的使用者关注环保问题,主动爱护园林设施。这些低碳环保功能的凸显,实际上为整个园林的生态价值实现以及人与自然、与其他物种和谐、共同应用和保护资源的生态行为奠定了基础,因此,此类园林设施建设,也具有着突出园林生态功能的价值。 3 在风景园林中展现生态理念的关键 3.1 园林的整体设计生态化 城市风景园林建设的根本目的是美化城市环境,提高人居满意度,这意味着风景园林的对城市环境的整体影响是非常巨大的。因此,为了在园林中展现生态理念,就必须将园林的整体设计置于生态化的角度去考虑,无论是园林的选址位置、效用空间等,都应该考虑在其生态价值的实现范围内,只有这样,生态理念的展现才能够更加完整。 3.2 施工生态化 一座能够符合低碳建设要求并且能够展示出生态理念的风景园林,其建设的过程实际上就是践行园林的低碳环保和生态价值的过程。这意味着施工方在园林建设的过程中,无论是使用各种能源和资源,还是进行绿植栽培,都必须以生态、低碳为根本出发点,尽量做到提高绿植的成活率、节约或者循环利用水电资源,只有这样,风景园林建设的生态理念才展现的更有价值。 4 结 语 风景园林以城市环境的美化为主要功效,在进行低碳建设过程中,展现园林建筑的生态理念成为提升园林功用的必经途径之一。绿植的科学化栽培、园林的生态审美作用突出以及园林设施的生态功能实现都是展示生态理念的有效方法,值得园林设计师和建筑者们进行参考。 作者简介:王瑞婷,女,本科学历,国家林业局林产工业规划设计院工程师,研究方向:园林建设。 风景园林毕业论文:浅谈风景园林工程施工的相关问题 [摘 要]风景园林工程的施工管理是一项综合性较强的工作,管理人员既要掌握理论知识,还必须对施工的具体操作加以控制,才能确保项目在质量、成本、工期等施工目标上整体良好,取得满意的经济效益与社会效益。 [关键词]风景园林 工程施工 管理 1、风景园林施工前的准备 风景园林施工工程是一个比较复杂的综合性工程,在做施工前的组织设计是做好该工程质量的重中之重,包括下面几个方面:工程概况、施工方法、采用的施工机械、劳动力来源、编制施工的工程程序和进度内容;组织施工方面:指挥系统、人员分工、责任范围、施工队伍建立以及任务分配等。除此之外,还有安全技术方面、平面图布置方面和其它例如用水、用电等准备措施的确定和安排。具体而言,施工前应制定适宜的施工作业方案,科学合理地组织施工、专项攻关。由于园林工程具有多学科、多专业、多工种交叉的特点,重点抓住关键的作业环节,如钢结构异形加工、土工膜焊接防漏等专业环节,则需借助外力完成。最大效率地发挥自己的有限资源,力求使每个环节做精做细,做到质量保证、成本最低,来达到创优目标,避免了为达创优目标而一味提高成本的做法。 2、风景园林的主要作用 2.1风景园林通过人工重建生态系统和模拟自然的设计手段,不仅对城市原有自然环境进行合理维护,更对自然环境再创造,使园林植被这种能够塑造自然空间的资源在城市人工环境中合理再生、扩大积蓄和持续利用。 2.2园林植物综合功能是城市生态系统中其它生态因子所不能替代的,如通过其生理活动的物质循环和能量流动产生的生态效益。通过植物景观创造的良好城市环境和为人们提供游憩空间的社会效益,改善城市投资环境和促进旅游发展派生的经济效益等。 2.3城郊风景区和自然保护区的自然环境,以及人工建造的接近自然环境的园林绿地,可为植物、动物、鸟类、微生物等提供适生的栖息地,为生物多样性创造有利条件。 2.4风景园林可促进人类与环境的可持续发展及城市文明建设,这不仅体现于优化环境质量,促进人类身心健康,也充分体现于继承和弘扬本国文化,陶冶情操,提高人们文化修养、艺术审美和行为道德。 3、风景园林施工现状 3.1施工单位对景观绿化工程的设计思想缺乏深入了解,缺乏和设计师进行必要的沟通。因此不能很好的表达设计者的创作意图。施工单位未根据施工情况编制详实的栽植计划并未对人员、材料进行合理组织调配,没有制定相关的技术措施和质量标准。 3.2各单项工程之间在施工中缺少必要的沟通与协调,致使园林建设工程中的土建、水电工程和绿化工程常发生冲突,这不仅给各施工方带来诸多不必要的麻烦、拖延了交工的时间,还严重损害了施工单位的信誉。 3.3风景园林工程只注重栽培,忽视养护绿化。养护专业人员较少,养护队伍中大多是农民工,专业知识少、素质低、技术差,给施工单位带来了经济损失,浪费了人力、财力。 3.4风景园林建设施工队如雨后春笋相继涌现,但正规专业素质人才齐全的队伍少,施工队伍中专业技术人才十分匮乏,施工队伍素质低,不能正确领会和理解设计人员的设计意图。从施工现场来看,管理较为落后,主要反映在施工组织计划性不强,操作不严格执行标准,规范规章制度形同虚设,工程项目的消耗高、浪费大、质量差、技术不求进步等问题。 4、风景园林工程施工管理要点 4.1 园林施工现场管理 4.1.1不断完善施工现场项目管理制度。为充分发挥好风景园林工程项目的现场施工管理功能,项目施工管理部门成员设置应符合精干高效、责权一致与专业搭配协调的原则;另一方面,施工项目管理部门的组建形式也应根据具体工程项目的施工难度高低具体区分,以实现项目管理整体效率的最大化。 4.1.2 项目施工现场要严格落实各阶段施工组织任务。前期准备阶段,着重落实苗木订购、总包、分包施工单位与施工任务的全面落实;正式施工阶段,应重点协调好各专业施工组织措施的落实与配合施工,实时监督现场施工质量,发现问题及时反馈,及时查明原因并调整相应的施工方案,在抓好现场安全文明生产管理的前提下,全面控制工程进度、施工质量和项目成本三大管理目标;在项目竣工验收与后期养护管理阶段,则着重注意自检自查,预检隐检等工作的落实,竣工验收资料必须仔细审核,编写的施工工艺总结资料、后期养护管理的技术交底等资料,必须齐整才能通过绿化园林项目的整体验收。 4.2 园林施工工序质量管理 4.2.1 土壤预处理不当。城市风景园林工程项目的施工,必须重视当地土壤肥力、酸碱性、孔隙度及含水率等因素的影响,应对各项参数进行全面的理化性质试验分析,根据检测结果进行必要的预处理,使其满足苗木成长习性。另外,土壤的翻挖深度、地面坡度、地形平整等方面的预处理,也必须满足具体项目的设计要求和规范标准。 4.2.2 定点放线的调整。通常情况对定点放线的要求为:位置准确、标记显著、标明中心等。对于种植槽需注明边线,而放线遇到异常情况时,应该做好针对性的处理措施,对株间距离进行科学合理控制,保证种植的效果,确保定点放线能够达到设计要求。 4.2.3苗木质量控制。选择的苗木应符合设计方案中对苗木各项参数的要求,如苗木品种、干径尺寸、冠幅大小、株形、根系发育等参数,对苗木质量要逐项进行检查,确保其满足设计要求后进行栽植。 4.2.4苗木栽植质量。苗木栽植前,应注意对苗木树冠和根系过多的地方进行适当修剪;栽植裸根苗木前还应将种植穴底部的土壤进行软化处理并堆成锥形,栽植带土球的苗木时将种植穴底部踏平处理即可。需要注意的是,苗木栽植时还应注意树木观赏面朝向的取舍和调整。 5、确保风景园林工程质量的几点建议 5.1 提高管理者的质量意识 园林行业法制不完善、企业管理粗放、项目实施中监理环节的机制脱节等,制约了行业快速有效发展。因此,企业的领导者首先学习ISO 的文件化、程序化和规范化的管理体系,提高自身质量意识。并要以身作则,身体力行地带动所有人员参与到全面质量管理体系的推行队伍中来,坚持走质量效益型发展之路。 5.2 提高员工的质量意识 企业可以一方面通过贯标提升员工的质量意识,另一方面可以通过贯标培养一支高素质的员工队伍,增强企业的核心竞争力。 5.3 对每环节严把施工质量 ①严格图纸会审,认真编制质量计划,努力把好质量控制源头关;②强化贯标力度,严格执行程序文件,狠抓工程计划及质量的落实;③精编分项过程技术措施,加强分项过程监控,做好关键工序重点控制;④抓好质量培训,坚持做好工程三级交底。树立全面质量意识;⑤健全纠正预防措施,及时解决出现的问题,保证工程健康运行;⑥建立高效质保机制。坚持科学文明管理,确保工程优质竣工。 风景园林毕业论文:乡村景观对城市风景园林规划与设计的启示 [摘 要]自人类定居开始,我们的祖祖辈辈都在乡村生存与发展,这是人类生产生活的需要,为此而形成的乡村田园风光也成为了我们的宝贵财富。随着现代社会的发展,城市园林建设的发展趋势越来越多元化。如何打造出美观、舒适、和谐的城市风景园林景观,成为我们不懈的追求。 [关键词]乡村景观;城市风景园林;规划与设计 随着我国城市化进程的不断加快,越来越多的人涌入城市,人们对居住的生活环境的要求也越来越高。城市园林景观成为现代城市商业及住宅区建设过程中至关重要的环节,营造出一个好的园林景观,不仅可以净化空气、减轻空气污染、降低噪音,还能放松人的心情,给人带来轻松愉悦的视觉感受。 一、乡村景观的概念介绍 乡村景观作为景观的一种,主要产生于人们在生产生活中对自然的改造。它居于自然景观和城市景观之间。乡村景观即保留了自然景观的景观特色,又透露出人工气息,主要表现为生产性、地域性、生产性、自发性、生态性以及历史文化性。乡村景观是人们在农业生产中开发出来的,具有较强的地域性特征,包含了人们最基本的生产生活,比如耕作、村落、工具、牲畜等,同时,乡村景观所特有的生物多样性,为其景观更是增色不少[1]。在审美方面,因为乡村景观具有浓郁的田园风光和原生态的自然气息,所以有较强的审美性。乡村景观在演变与发展的历程中,更是集聚了丰厚的历史文化气息。随着社会经济的发展,人们对生存生活的环境越来越重视。乡村景观逐渐受到人们的重视,不断的被开发出来。在城市景观中融入乡村景观,不仅可以美化城市环境,还能净化城市空气,具有双赢的效益。 二、乡村景观在城市风景园林规划与设计中的意义 2.1 为城市园林景观的规划与开发起到启示作用。 乡村景观有其独特的原生态元素,它所具有的朴素与纯真是城市景观所缺乏的。乡村景观重在原始、清新、质朴,给人的感觉是一种轻松愉悦的。所以把这种元素有效的融入到城市园林规划与设计中,为城市园林景观的营造提供了重要的借鉴参考依据。乡村景观的应用不仅可以缓解城市的繁忙与紧张的生活节奏,还很好的弘扬了生态环境,宜居城市的生活理念。 2.2 使城市园林与规划设计更符合审美规律 乡村景观是在历史进步的过程中,长期积累而成的,所以更加符合我们的审美规律。相反,城市给我们的印象通常都是高楼、混泥土、灰尘、雾霾以及古板的景观。如果能把乡村景观很好的引用到城市风景园林建设中,不仅可以体现历史文化元素,还能更加符合人们的审美规律。把乡村景观的优点应用到城市园林规划设计中,取其精华,扬其长处,一定可以设计出更加生动、更加实用的园林景观[2]。 2.3 更加符合可持续发展的路线 乡村景观结合了自然景观和人文因素,是人们在生产生活的过程中,因需要对自然进行的改造,它对社会的发展和环境的改变有一定的历史因素。但是不管怎么说,乡村景观引入到城市景观规划与设计,是有积极的意义的。乡村景观的引用,不仅可以改善城市的生态环境,还能协调城市发展,为城市景观的塑造提供灵感。这也符合了我国可持续发展的战略思想。 三、乡村景观在城市风景园林规划与设计中坚持和遵循的原则 3.1 加强对乡村景观的保护 把乡村景观引用到城市园林景观的建设中,本身就是对乡村景观的一种保护。随着社会的发展和人们生产生活方式的改变,或多或少对乡村景观有一定的破坏,所以在城市风景园林规划与设计中,我们可以加强对乡村景观的保护和传承。 因为乡村景观蕴含着丰富的资源,不仅包含了天然的自然景观、优渥的土地资源,还维系着一个地方的历史文化内涵。所以可以把这些资源作为城市园林景观的启发,不仅能够丰富城市园林景观, 也能较好的保存乡村景观的元素。 3.2 遵循协调性与统一性 在景观的营造和规划中,要兼顾社会效益和经济效益的结合,加强自然与人文因素的和谐统一。使乡村景观运用到城市园林景观中的同时,做到整体区域的统一。还要从大局出发,减少对乡村环境的破坏,充分尊重与保护乡村的历史文化。 3.3 遵循开放性的原则 在乡村景观融入到城市园林设计与规划的过程中,必须注重乡村景观的开放性,开放性是指对全民 、全社会的开放[3]。只有遵循了开放性原则,才能更加符合人们的审美规律。同时也符合时代的发展需求。不过,在遵循开放性原则的同时,也要注重把握尺度,不可对乡村景观产生负面作用,也不能破坏乡村景观的历史文化底蕴。 四、 设计策略的启发 随着园林景观的发展,不少设计师在相关领域做出了深入的研究,包含如何将乡村树木、乡村动物、乡村花草等引用到城市园林的规划设计中,乡村景观为设计师提供了很多的启发。但是此领域随着社会历史的进步,仍然还有许多值得我们探索的地方。 4.1 可以采用模拟的方式 城市的生活和工作节奏日益加快,乡村的美丽风景、乡村的祥和气氛、乡村的新鲜空气,都是每一个城市人梦寐以求的。所以在城市园林的规划设计中,我们可以对乡村景观加以借鉴甚至是模拟,比如在城市中心地带规划一个具有浓烈的乡村景观的园林,提供给人们闲暇之余放松娱乐,一定很受大众欢迎[4]。 4.2 可以借景乡村田园风光 在乡村,错落的绿植、艳丽的花朵、起伏的山岗、潺潺的溪水、飞舞的蝴蝶,无不惬意愉悦。这恰恰是冰冷的城市所缺乏的生机与活力。设计师要用独特的眼光去发现,并运用到城市的风景园林规划与设计中,可以使城市的人们也感受到乡村景观的魅力,视觉上得到享受,精神上得到放松。 4.3 传承乡村景观的历史文化底蕴 乡村景观的产生是历史发展的自然产物,是人们在生产生活的过程中,通过适应自然,适应生存而做出的改变。这种基础上形成的乡村景观有一定的历史文化底蕴。是社会发现的体现,凝聚了丰厚的人文精神。所以在城市园林景观规划设计中,要尽最大努力延续乡村景观的历史文化元素,这样的园林也更符合人们的审美,更适合时代的发展要求[5]。 4.4 增加农业体验 随着社会的发展,近些年来,城市人口数量在不断膨胀,很多孩子从出生就在城市,不 了解蔬果是怎么长成的、不了解耕作是一种什么体验,甚至连很多基本的动物都不认识。所以说,增加农业体验,对城市园林的塑造有独特的意义。乡村景观在城市园林中的引用,同时也传达了历史地狱等特性,如果再加上农业体验,对大人是休闲游憩的场所,对孩子,还兼备教育的功能。我们可以在园林的建设中,增添一些特色的农业体验,比如种菜、种果树、采摘等,构造出一个新颖具有乡土气息的城市园林。 风景园林规划设计中乡村风景的融入,既是对乡村风景、文化的一种保护和传承,也是为城市园林艺术设计增添的一种新思路,不管是从环保的角度还是宜居的角度考虑,乡村景观都为城市人带来一抹清新。我国的风景园林设计在乡村景观的融入方面还欠缺融合发展,而乡村景观的建设却对乡村和城市的发展都有裨益,在风景园林规划设计中融入乡村景观将是具有独特风情的一种新思路。 风景园林毕业论文:现代风景园林合理规划设计要点探究 [摘 要]经济的快速发展,城市化进程的加快,使得城市中的环境问题越来越严重,园林景观是缓解环境污染问题的重要手段之一。所以风景园林的规划设计应该要尽可能的符合城市环保的要求,符合事物发展的客观规律以及符合人们的心理活动规律,为提高人们的生活品质服务。本文在此从风景园林的设计类型出发,对如何合理做好现代风景园林的规划设计做了一定的研究。 [关键词]风景园林;类型;立体规划 前言:风景园林对城市的贡献表现在很多方面,它可以改善城市生态环境质量、美化环境、减轻自然灾害,为城市居民提供休闲游憩空间,丰富城市生物多样性,增加园林稳定性以及维护城市的健康环境意义十分重大。 一、凤景园林的设计类型 一般来说,风景园林可以分为两大类,一是根据自然环境本身的特点,对整个园林进行原始意义上的构造建设,从而使人为点缀的具有现代风格的东西能够和原本存在的东西进行巧妙的搭配,构成别具一格的现代风景园林,二是利用现代的建筑学手段,对自然环境进行人为的造景,使之给人一种自然的感觉,例如风景园林中经常使用破旧的石子来对弯曲的小路进行点缀,从而让人们感受到更多的这是一种原本存在的东西,和自然相得益彰,虽是人为造景,却显示不出一点的人工雕刻的痕迹,这是一种感受,更是风景园林设计师们对现代风景园林设计的一种超自然的追求,力求以园林所处的整个大的生态环境为出发点,以整体的观念作为指导,进行整体的布局和建筑构想,这是优秀设计师们所应该考虑的问题,更是现代风景园林真正的设计要点和要求。 二、现代风景园林的几个合理规划设计措施 1、园林景观设计中的立体规划 (1)注重面的规划 面是由点和线聚集而成的,面分为实面和虚面。在园林景观设计中,我们可以将草坪和广场地面看作是是实面,将溪流与水池看作是虚面。面在视觉上可以是出于平面上的,也可以是存在于三维空间中的,我们可以将面进行水平、垂直和倾斜处理,在设计时也可以通过相切、相融、相离等方位来处理不同面间的位置。 (2)注重形的规则 “形”即不同的面在方向不同的情况下,边沿位置连在一起所形成的形体。在空间中,形体是各种形状与形状变化的一种延续,它能让人们的视线随着它不断改变,同时也能改变空间,让人在视觉与心理体验上都获得不同的变化。此外,形体会因光线的影响而出现明确的变化,使得形体的视觉层次得到丰富和提高。在园林景观设计中,建筑、假山等形体让园林景观不再因面而单调,它与平面上的各种图形还会形成一种和谐、呼应的关系,让整个园林景观都呈现出一种舒适的视觉状态。 2、适地适树,突出植物造景 我国园林品种资源丰富,据不完全统计,原产中国的乔灌木多达8000种,但园林景观设计时依然提倡选择本土植物丰富园林景观,引进未经驯化的新品种,不仅植物存活率低,浪费资金,而且易破坏现有生态平衡,对既有的生物群落存有不可预知的隐患。植物造景中植物选择原则适地适树,即保持生物多样性,又体现地方特色,还减少了资金投入,降低建设成本。乡土植物具有资源丰富、品种经济、适应性强、繁殖容易、管理粗放等优势,而且也容易创造出最适宜当地环境的植物群落,突出地方特色和保持长期的生态稳定,取得最佳的景观效果。植物种植设计中,利用地形起伏变化,乔灌木配置高低错落,花卉宿根地被植物点缀其中,尽量利用色叶、观花和观果植物,表现季相变化和层次感,点面线有机结合,鲜明立面构图,突出植物造景;在景观设计中,以小区居民为第一考虑因素,移步异景,放松心情、减轻疲劳、陶冶情操。 3、与数字化手段相结合 21世纪的社会是一个科学技术迅猛发展的时代,也是一个数字化的时代,许多的行业也都逐步引入数字化手段,园林的规划设计同样可以引入这一手段,以提高设计的科学性、合理性。数字化手段强调运用各种数据进行分析运算,使得空间设计过程中隐含的一些客观规律和秩序通过各种数字信息得以具体化,使得环境认知、建构逻辑、形式与材料、空间组构等这些信息不再凭主观的猜测进行设计,而是可以在理性的分析基础上得以建构,使得设计的各种参数更加的准确合理。通过数字化手段,风景园林的整个空间都可以建立相关的模型,风景园林中的各种植物景观也能够通过建立相关的模型进行预测。? 4、追求创新,打造生态园林 居住小区园林规划设计涉及生态、建筑、植物、历史、地理、居民素质层次等多方面,人们对园林的追求趋向于情感和文化品位的生态化人居环境,设计时既不能是单纯的追求景色的美感,还要考虑当地的气候、文化、历史、民情、风俗、园林设施材质、后期养护等要素,事无巨细,兼备实用性,在景观表达效果上结合人文内涵,创造出充满情趣的生活空间,只有不断创新,才能各具特色各有立意,才能满足才能体现多层次多方位的人与自然和谐。遵循生态学的原理,建设多层次、多结构、多功能、科学的植物群落,建立人类、动物、植物相联系的新秩序,达到生态美、科学美、文化美和艺术美,使生态、社会和经济效益同步发展,实现良性循环,为人类创造清洁、优美、文明的生态环境。 5、多种元素的合理运用 场地人文要素的表现中,运用什么种类的材料来体现是很关键的一个部分。在古典园林景观中,仅道路桥梁铺砖廊砖就已运用了六七种不同的材质,正是这些元素的合理搭配,构成了古典园林中曲折蜿蜒,指引游人的道路系统。 现代景观中,如果想要表现高新技术带来的发展,则可以采用弯曲的线条,几何形体以及钢材塑料和水泥的搭配。而当需要一个安静休憩之处时可以采用较为淡雅的静态元素如灌木、小乔木、花卉以及草坪的搭配。多种元素的合理运用,能够充分帮助景观起到其应有的作用。 三、园林规划发展方向节约型园林 1、节约型可持续发展 风景园林建设的目的是为了美化生态环境,因此,不能因为园林的视觉效果就破坏生态环境。园林规划设计应该以尊重自然环境为准则,同时,尊重当地的风俗习惯和历史文化。植物选择应该根据当地的气候条件进行,风景园林建设应该能够体现当地的特色,能够提高城市整体形象。风景园林规划还应该尽量减少建后工作,减少园林维护成本。 2、节约型园林的植物配置原则和方法 应用植物造景为主的园林设计方法。改变以硬质景观为主和不重视绿结构的造园方法,以合理的植物造景为主,同时科学确定乔灌草比例和配置方式,提高生态效益。植物造景选用节水植物,改变植物的胶水方式。风景园林景观设计中应该尽量选择一些节水植物或者节水种植方式,复合结构即可增加绿量,又可避免生态的竞争,节省空间和资源,提高生态效益。又可增加群落的稳定性且耐粗放管理。合理选择浇水方式,尽量利用降水水源继续浇灌。选用乡土植物。乡土树种是最适合当地环境条件的植物种,合理应用乡土树种即可节省开支,又可达到最佳的景观效果。例如蕨类植物如贯众、井栏边草、石韦、阔鳞鳞毛蕨、斜方复叶耳蕨等在华东地区分布广泛,抗性和适应性都比较强,繁殖速度快等特点选用乡土植物。 四、结语 综上,风景园林规划设计的中心就是人在自然中生活,自然更贴近人。当前各国现代园林发展的趋势是向着自然化、森林化、人文化方向发展,当前风景园林景观设计和植物的配置还存在着一些问题,所以在今后的风景园林规划设计和植物配置中,要遵循植物配置原则,结合园林植物配置艺术手法,使园林景观产生更高的效益。 风景园林毕业论文:关于风景园林植物选择和配置方式的探究 摘 要:城市化进程需要各行业共同推进,城市功能的有效发挥,能够提升城市整体形象,吸引凝聚民众,城市的绿化关系到城市整体风格与布局,是城市非常重要的一项工作,近年来,人们对居住生活环境的要求越来越高,在城市建设中,风景园林不断引进,成为城市建设的一项重要内容,园林设计是城市环境建设的关键,通过良好的设计,能够满足人们审美需求,提高人们生活质量,人与自然的和谐发展,使人们与自然的距离拉近了。园林设计不是简单的种花植树,需要根据不同的地质、环境、人文、习俗进行设计,这项工程较为系统,也更为复杂,特别是在施工中,一定要合理选择适合当地生长与地质条件的植物。文章主要就园林植物的科学选择原则,进一步提出植物配置方式,使园林设计规划和植物搭配遵循一定美感,从而建设出具有区域和环境特色的园林景观。 关键词:风景园林;植物选择;配置方式 城市建设中园林的利用不可缺少,生活水平的提高,使人们已经不能简单满足于吃穿住行的物质需求,更多的精力投入到了对精神上的追求,人们居住的环境非常重要,居住环境的好坏直接影响着人们的情绪。城市中的建筑物不断增加,也越来越高,土地可利用面积不断缩小,能够为人们提供休闲的场所不多,有限的区域,如何能够提高利用率,为人们的生活创造更加舒适的生活环境,就需要不断通过城市内风景园林建设,营造一份良好的休闲娱乐效应,给城市人们生活增添乐趣与生机,提升生活情调,转变生活质量。植物是园林设计的重要组成部分,植物的选择不但需要适合当地生长条件,还要能够形成美观的园林,在植物选择和配置上,搭配好坏,直接决定园林品味与形态。 1 风景园林植物选择原则 1.1 适宜原则 植物的选择非常关键,植物不同于其他设施,植物是需要生长的,在进行选择的时候,一定要全面考虑到园林设计需要,选择适宜性的植物,综合性考虑到区域内的环境、气候、土质、水质、人文等情况,确保植物与条件的相互匹配。园林要根据设计的思路与实现目标,对园林植物进行选择,不能盲目进行,违反植物生长规律,需要按植物特性、生长情况,对气候的要求进行选择,按照适宜性原则对园林植物做好正确的选择,尊重植物特性划分好耐寒、耐热植物,在北方需要更多考虑到适合耐寒的北方植物,这类植物需水量不高,对土质也没有更高的特殊要求,适合种植在北方,北方园林要多选择这类物种;耐热植物一般都对水的需求量大,南方园林需要多选择这类植物,不同的植物在不同的地区会呈现不同的样貌,需要根据园林整体设计进行选择性搭配,风景园林植物选择不但适合环境需要,还要考虑到美观适用,风景的美观性、植物的成活率,都决定园林最后的效果。不论是何种园林设计,一定要会利用当地资源,可以根据本城市特点,对当地植物做好梳理排查,通过对园林的合理设计,把本地植物设计进去,形成科学合理的规划,利用好当地资源,形成优势共享,避免出现植物过于突然,不适宜当地主体生态。 1.2 植物多样性原则 植物万千差异、丰富多彩,在园林风景设计中可利用的也较为多样,在对园林植物选择的时候,不但对适宜植物进行合理选择,更要考虑到美观、美感需要,对植物进行多样性的搭配,体现出植物造型特点,通过不同的的植物配合,使风景园林更加优美。园林建设植物多样性原则是必须遵循的,只有在突出特色基础上,才能考虑多样性,园林植物搭配得不好,不但没有自身的特点,更不能突出园林美感,使人们对园林有期待大大降低。多样性植物可以发挥对园林的不同作用,促进园林生态性功能。路边景观也是园林有一部分,街道旁边植物选择不但考虑到实用性,更要长远考虑,为了整体美观,易于打理,就要考虑耐久性和群落性的特点,选择这样的植物,可以减少路面燥音对人们的影响,保证空间气候稳定;园林内的植物多为小而精的欣赏类植物,就需要可以根据区域范围特点进行配置,考虑到人们游玩的需要,四季搭配要体现节奏感,不能使植物搭配过于单调,对看花、看叶的植物要错开季节进行搭配,使人们在不同的时节能够观赏到不同的风景。 1.3 综合效益原则 风景园林建设是系统工程,大多数投资都是公益性投入,不能产生巨大的投资利润,所以说,在建设时,不但考虑美观,还要考虑投入,这训公益性投资项目,在植物选择时也要遵循综合效益原则,测算出整体投入成本,做好预算预估,选择那些经济实用的植物进行利用。避免使用较珍稀的物种,无端增加成本,加大了养护难度,植物选择针对实际而定,栽培为主,尽量少进行大量的购买,减少投入成本,提高园林效果,植物成长后,养护管理也需要一定的人力、物力投入,最后还要考虑植被成长后期的情况,美化效果和养护成本是最需要考虑的。选择植被要有预见性、前瞻性,通过合理的选择,满足园林建设需求,发挥风景园林最本质的作用。 2 风景园林植物的配置方式 2.1 关注季节变化,合理搭配 风景园林设计要综合考虑,强化多种元素有机配合协调作用,通过植被的搭配与构成,形成一个全过程的小生态系统空间,能够实现生态自给是最佳组合,随着四季变换,植被相互作用,在园林中形成一个生态系统,使园林在不同季节、不同时段体现不同的风采,配置植被时对各种植被季节性差异要有一个全面了解。植物春季开花是植物的规律性认识,秋天结果是自然的规律,不同的季节出现不同的景致,在选择时就需要考虑到自然规律特点,通过美丽花朵、落叶缤纷,显示不同时段的园林景观独特景致。配置植物时要选择季节代表性强的植物,在不同的时节给人们不同启示,展现园林的艺术氛围。春天的桃花、梨花、樱花满园开放,使用到园林中,就会在春季为园林增加无限的美丽;夏天荷花在水中展现出婀娜多姿的形象,让人流连忘返,体现夏季的特色;秋天梧桐树萧萧落叶,给人以秋实感,让人产生无限的想象空间;冬天常青树在雪的衬映下使景观显现出勃勃生机,让人对生命有一种感慨。不同的景观有不同的景致,让人产生不同的感受,在种植时,一定要考虑到立体播种,避免出现春季植物花期一过,则显得破败萧条,利用植物生长时间的不同,选择几种花期相近的植物,延长园林景观观赏时间,提升园林功能效果。 2.2 绿色植物与花卉相结合 风景园林景观是人们观赏的区域,一定要对植物做好合理选择、配置,形成定于美观的空间,提升人们观赏快感。花卉植物根据季节特色开放,如果过多,则会没有主体,体现不出植物特点,把主要的淹没在将要设计中,降低了观赏性,为了体现花卉特色,需要使用其他绿色植物进行景观搭配,形成具有一定层次的配置。要想选择有特色的绿色植衬托花的时候,植物自身也要有观赏性,绿色植物生命周期长,做植被配置时要考虑颜色,通过色彩增强其美感效果。通过树木与花草的搭配,形成高植被下种植小植物,小植物依赖高植物的生成特点,空间上拉开层次,使各种植物形成科学配置与组合,有效利用资源增强园林风景特色。 2.3 按照植物特性及种类配置 园林植被配置时,要根据不同的环境进行搭配,园林分区是现代设计的一个根本理念,通过分区域建设,注重突出山、水、林的特征,使园林更加具有自身特点。中式园林中,竹子是首选植物,可以选择同一种竹子,也可以种植多种竹子,增加了园林观赏性。 3 结束语 风景园林植被选择要遵循自身规律,选择适合区域生长的植被,通过多样性的搭配,提升园林观赏效果,满足更多人的审美需求,提高人们生活质量。 风景园林毕业论文:城市设计与风景园林设计相关技术研究 [摘 要]风景园林不仅能够美化城市,还能协调、美化城市的环境,对改善城市环境和促进城市社会发展具有重要的作用。因此对于风景园林对城市设计的影响的探讨,对于城市的设计和发展具有重要的作用。本文结合笔者自身的实际经验,就风景园林对城市设计的影响进行了深入的探讨,具有一定的参考价值。 [关键词]风景园林 构成艺术 0.引言 城市是由自然生态系统和人工生态系统共同作用而形成的复合系统, 风景园林自古以来都在城市设计实践活动中起到了不可估量的作用。尤其从19 世纪后半期开始,风景园林实践扩展到广阔的社会和大地环境的背景中, 对改善城市环境和促进城市社会发展起到了极其深远影响。 1.城市设计的内涵 城市设计(Urban Design)顾名思义,就是对城市体形空间环境所作的整体构思和安排,贯穿于城市规划的全过程。城市设计的任务,是为人们各种活动创造出具有一定空间形式的物质环境,其目的是改进人的空间环境质量,从而改进人的生活质量。现代意义上的城市设计在专业划分上介于城市规划和建筑设计之间,进行城市区域形体与空间的组织,形象和功能的设计,重点进行建筑物及建筑物之间的组合与组织。城市规划(Urban Planning)是对一定时期内城市的经济和社会发展、土地利用、空间布局以及各项建设的综合部署、具体安排和实施管理。典型的规划师的工作就是考虑城市的整体,事实上他们思考的角度经常突破城市的界限,从更大的地域角度考虑城市的作用,例如交通系统与周边郊区和社区的关系是怎样的。 城市设计师与城市规划师各自都接触规划中的社会、文化、物质实体各方面,区别只是侧重点的不同,前者侧重细致入微,后者侧重宏观与整体。 建筑设计侧重建筑单体的详细处理,包括使用功能、三维造型、空间组合、结构、构造、材料、色彩等,而城市设计更多关注三维空间的形态品质,关注建筑单体形态的多样性和协调性。城市设计起着联系城市规划和建筑设计的作用(图1)。 城市设计是一个古老而又全新的课题。早在14世纪就已形成基本格局的北京古城,被世界公认为城市设计实践的杰出典范。现代城市设计在20世纪中期兴起,并且在几十年间里获得了巨大的发展,出现了凯文・林奇等许多大师级人物。如今,城市设计已经成为人类改善生存环境,创造更为宜人和和谐的居住环境的重要手段。城市设计在其形成和发展的几十年中依次形成了功能主义、人文主义两大主流理论形态,在功能主义结束其历史使命后,伴随着人文主义的盛行,又出现了系统主义、形态主义、实用主义等非主流的城市设计理论流派。 2. 风景园林设计的内涵 风景园林设计是一门建立在广泛的自然科学和人文艺术学科基础上的应用学科,核心是协调人与自然的关系。它通过对有关土地及一切人类户外空间的问题,进行科学理性的分析,找到规划设计问题的解决方案和解决途径,监理规划设计的实施,并对大地景观进行维护和管理。园林设计与营建是人类文明史上传承下来的一颗璀璨的明珠,是人类改善生存环境,追求美好生活的最为直接的体现,同时也是达到这一目的的有效手段。 现代风景园林设计可以分为规划(L a n dscape planning)和设计(Landscape design)两个层面,规划主要是对较大范围和较大尺度地域进行整体上的构思,而设计是在规划基础上形成具体实施方案,直至施工图设计。虽然风景园林设计在深度上有多个层次,但并不是所有具体的设计项目都要经历这些过程。如一个中等尺度的公园,经过总体规划和修建性详细规划设计后,一般即可进入施工图设计阶段。 3.城市设计与风景园林设计的关系 3.1 设计客体的同一性 城市设计主要面对的是城市外部空间的形态布局,创造理想的城市空间结构。风景园林设计的对象主要是城市中的绿色空间,如城市内部的绿化设计一直是风景园林师最本行的业务。由此可见,城市设计与园林设计在设计对象上有着高度的同一性,城市外部空间是其共同的工作领域。 3.2 设计目标的一致性 不管是城市设计师还是风景园林师,他们在各自的领域里辛勤耕耘不断的创新发展,面对和追求的都应是同一个目的――创造优美的城市环境、提高人类的生活质量、营建理想的可持续的城市外部空间形态。所不同的只是他们从不同的方向向这个目的努力和迈进。 3.3 设计理论的互通性 城市设计和园林设计,在理论基础也有着很高的互通性。20世纪人类在哲学、艺术、科技领域里几次大的潮流,几乎同时对两个学科领域的发展产生了影响,如功能主义到人文主义的变迁,既左右了城市设计理论思潮的发展方向,也直接影响着风景园林师的设计方法和理念。当相关理论基础随着人们的审美和社会的潮流改变时,两个行业的发展方向也就随之改变。 3.4 从业人员的互渗性 城市设计和风景园林设计的渊源很深,突出的一点就是从业人员的互渗性。许多城市设计师有着风景园林的学科背景,而许多风景园林师又是学城市设计出身的。国际著名的风景园林教育家卡尔・斯坦尼兹(Carl Steinitz)教授,早年就是师从于城设计巨匠凯文・林奇。亨利・文森特・哈勃德是哈佛大学第一个风景园林学位的获得者,后来成了城市设计领域的著名专家。 3.5 学科发展的互补性 城市设计注重硬质景观的营造,强调景观视觉上的冲击力,将环境看作是建筑在空间上的外延;园林设计注重景观与自然环境的整体协调,强调生态原则的体现,将建筑看作是众多营造要素之一。1970年代以后,随着环境问题的日益突出和生态学研究的不断发展,运用生态学的方法处理设计对象,已成为风景园林师工作的一条基本原则。 4.风景园林对城市设计的作用 现代城市风景园林已从传统的筑山、理水、种植花木转变为集传统与现代园林之大成,实现推动城市可持续发展,体现城市设施公益性质,提高居民生活质量,改善城市生态、气候和环境。风景园林的基础构成元素―植物能减少城市有毒气体,释放氧气,吸收二氧化碳并能改善局部空气质量,消耗氮、消音减噪、吸附灰尘以及改善城市小气候等方面能发挥优化作用,还有助于保持城市生态平衡和改善人类赖以生存的城市环境,对城市人居环境起着净化作用。在城市设计中,专门规划设计园林绿化用地,正是为了发挥植物改善城市生态环境的作用。因此,在城市设计和建设中需严格控制建筑、交通、广场铺装地面的比例,保证风景园林的绿化面积,降低公园建设土木工程化的倾向,保证公共空间的植物种类和数量,发挥风景园林在城市可持续发展中的应有作用。 城市与自然界一样也是一个独立的生态系统。不同的是这个生态系统不能靠自身来维持平衡,其物质循环和能量流动要靠人力维持才能保证其平衡。由于风景园林师能用有生命的材料来协调人和自然的关系,更好地完成城市设计任务,因此国外许多成功的城市设计案例都少不了风景园林师的参与,甚至有些就直接由风景园林师主持。对于城市设计和风景园林两个学科领域而言,彼此的融合和渗透,相互的借鉴和交流,将成为发展的趋向,也是它们在改善城市景观、为人类创造更为舒适的工作和生活环境方面取得更大进展所不可或缺的条件。 风景园林毕业论文:风景园林施工新工艺应用难点及管理研究 [摘 要]在现代园林的施工建设过程中,传统的园林施工技术已经不能满足园林建设快速发展的需要,并且,传统的园林工艺技术不仅工作效率比较低,而且在工期比较紧张的园林工程建设中,还会对施工工期造成一定的影响。因此,并引进了一批新的园林施工技术设备,采用高性能的材料进行园林施工建设,不断的改进传统的施工技艺就显得尤为重要。本文从风景园林施工的需求出发,全面阐述风景园林新工艺的概念及分类,深入分析和探讨我国现有风景园林施工新工艺的技术难点,在此基础上,提出与风景园林施工新工艺相关的管理对策,为我国风景园林的施工新工艺的应用和推广奠定了坚实的基础。 [关键词]风景园林 施工 新工艺 1.风景园林施工新工艺概述 园林工程主要指的是以一定的技术手段作为施工基础,对园林的景观进行整体的规划建设,其中主要包括:园林中植被、山石的摆放、园林喷泉的建设、园林路面的铺设等。园林工程研究的主要内容是如何实现城市的园林化,即如何处理好园林工程和园林景观之间的矛盾.目前,我国园林建设面临的首要问题是如何更好的利用园林施工新工艺[1]。园林施工新工艺主要包括:园林施工的技术理念、园林施工的设备以及园林施工的技术。在现代园林施工建设中,相关的施工技术人员不仅要关注园林的道路建设、园林的建筑施工、还要关注园林中山石植被等的互相搭配[2]。在传统的园林施工中,施工技术人员经常会忽略植被、乔木等的搭配,导致园林的整体艺术性水平不高。另外,园林施工新工艺对施工人员的要求比较高,不仅注重施工的过程,还比较注重施工的技术理念以及施工方法"在施工新工艺的实际运用中,如何协调好植被之间的搭配、如何进行园林小生态的改造、如何加强园林的建设以及管理工作都是当前园林建设面临的主要问题。 2.风景园林施工新工艺应用研究 (1)雨水膨胀止水胶施工技术的运用 雨水膨胀止水胶施工技术的用途是进行密封处理,例如用于密封结构的接缝、管、线等周围的渗漏[3]。具有双重密封止水的功能,当水渗透进接缝的时候,它能够利用橡胶的弹性及时的止水。 (2)高边坡防护技术的运用 在进行园林施工的过程中,经常会进行高坡施工或者人工湖的施工,在这类施工过程中需要用到边坡防护技术[4]。在进行实际施工的时候,边坡防护施工方案的制定需要依照边坡的实际高度、当地的水质条件、边坡的坡度等进行确定。边坡防护技术的利用主要是为了增强边坡的强度,提高坡面的抗滑能力,并在一定程度上改变边坡的力学性能,维持边坡的稳定性。高边坡防护技术主要运用于一些地质条件比较好的施工工程中,利用植物自身的根系固定周边的水土,这种方法不仅能够增加土壤本身的肥力,还能够实现良好的生态效益"砌体封闭防护措施对边坡的强度要求比较高,在一些地质条件比较差的施工工程中,主要利用这种防护技术镶嵌草砖,通过在边坡上铺设草砖,来达到水土保持的效果。 (3)土工合成材料技术的应用 在土木合成材料中,三维网垫技术是一种比较新型的材料,其结构类似于丝瓜状,主要的用途是对植被进行固定,其质地比较疏松、柔韧性比较强,内部大约有90%的空间可以填充沙子、土壤以及细石,植物的根系能够从中间穿过,并且不影响植被的自然生产,长成以后的植被草皮能够和三维网垫牢固的粘合在一起,植被根系能够深入地表,其深度能够达到30cm到40cm,形成了一层比较牢固的绿色保护层。 软式透水管主要分为三部分:水管过滤管壁、支撑的弹簧钢线主体以及少c管。软式水管技术的最大特点是:利用透水渗透的毛细原理,依靠纤维吸收土壤中多余的水分,达到饱和以后进入管道内部汇集,然后进行排水,该技术和传统的滴水式排水法并不相同。软式透水管的使用能够有效的解决软土层改良技术中遇到的难题。 (4)雨水回收技术的利用 雨水回收技术是当前园林建设中相对具有环保性能的施工新技术。主要的技术利用手段是通过修建一定的设施,或者对雨水进行特殊的处理,对降水进行收集,之后再进行重复回收利用,用收集的雨水浇灌花草树木等,实现对自然雨水资源的高效利用。 3.风景园林施工新工艺应用管理研究 (1)探索园林施工新工艺的内在规律 任何事物的发展过程都有一定的规律可以遵循,园林施工新工艺也不例外,在引进园林新工艺的时候,需要对园林现有资源进行充分的利用,不能完全摒弃原有的施工技艺,要将两者合理的结合起来,实现工艺技术水平的最优化。另外,在运用园林施工新工艺的时候,把握住园林工艺的正确发展方向,确保新工艺能够沿着正确的发展目标前进,并且还要保证园林施工的可行性以及经济性。例如,在进行园林施工的时候,不论采用哪种类型的施工材料,都需要维持路面的清洁、安全、舒适以及耐用"在使用新工艺的时候,必须重视这些内在规律的作用,对路面进行科学、合理的施工。 (2)加强园林施工新工艺运用的预见性 园林施工新工艺在施工的过程中,需要注重施工的科学化以及合理化。另外,要了解施工区域的人文、地理、气候条件、水文地质等,对于施工现场的地理环境有一个整体、清晰的认知,还要对新工艺是否可行进行实践验证,通过这种方式增强园林施工新工艺的预见性,促进园林建设的全面协调发展。 (3)对园林施工资源进行合理的配制 在运用园林施工新工艺进行园林建设的时候,需要对资源进行合理的配制,遵照一定的原则,对土地、湿地、林地等进行充分合理的利用,发挥其最大的作用。另外,还要合理的利用水资源,实现资源的优化配制,做到利用有限的东西创造出无限的风景,确保园林建设能够持续发展。例如,在进行园林灌溉的时候,可以采用新的施工技术,体现高效节水的特点,不仅能够节省水资源,还能够保证植物的日常用水需求。 在对园林内部的石材进行利用的时候,不论采用哪类施工工艺、哪种新材料,都需要对石材的摆放位置进行合理的设计,并且还要维持石材的稳定性,安全工作一定要做好,才能够经受住雨水、暴风等自然破坏的考验。 本文从风景园林施工的需求出发,全面阐述风景园林新工艺的概念及分类,深入分析和探讨我国现有风景园林施工新工艺的技术难点,在此基础上,提出与风景园林施工新工艺相关的管理对策,为我国风景园林的施工新工艺的应用和推广奠定了坚实的基础。 风景园林毕业论文:风景园林施工影响因素分析与研究(1) [摘 要]随着城市化建设进程的加快,为了更好的美化城市的环境及保证人们有休闲娱乐的场所,各个城市的风景园林工程都开始进行快速的建设时期,在很大程度上促进了我国城市园林绿化市场不断的向规范化、专业化的发展进程,而在园林施工过程中发现,在园林施工中影响施工的主要因素有地形地貌因素、甲方因素、材料因素、环境因素等。因此,为了能够更好地完成园林施工的工作,就应该明确风景园林施工中的不同影响因素。本文从施工材料、地形地貌、环境因素等方面出发,深入分析和探讨了风景园林施工技术的影响因素,明确不同因素的影响程度,为我国风景园林的施工技术的发展奠定了坚实的基础。 [关键词]风景园林 施工 影响因素 1.植被设置对风景园林施工的影响分析 (1)在植物种植过程中 ,一些小环境对植物施工也有一定影响,如建筑物的朝向、地形的特殊地带等[1]。这些地带在园林设计图中可能表达的不是很清楚,施工员要与设计员共同协商修改方案,有的施工员仅按照自己的主观想法进行营造,往往选择一种最简单的方式,如种植一些边缘树种,有可能达不到最好的效果。 (2)在施工的时候,市场也往往会成为某种影响因素,如旺季时植物资源匮乏;雨天时没有卖家起树挖草皮;在冬季买不到或者是只有在很远的地方才能买得到的材料,就需要施工人员对方案进行改动,施工时选用现有的材料或者与原材料相近的材料。 (2)园林绿化项目提交设计单位设计时,一些设计人员没有对当地的气候条件、土壤类别、树木的适生密度、各地植物群落的差异等进行深入地调查和研究,生搬硬套,盲目设计,使植物不能适应当地条件,造成死亡,或者是养护投入巨大,带来沉重的负担。此外,如将适生于杭州、天台等地生长的树种广玉兰、雪松等设计到温岭、玉环海岛种植,造成广玉兰(浅根)、雪松(大冠幅)常年受劲风袭击倒伏。设计不当,盲目选择树种,不但影响园林植物正常生长,造成园林景观面目全非,而且对园林施工造成一定影响,有时甚至延误工期。 2.地形地貌对风景园林施工的影响分析 (1)园林地貌在满足使用和景观需要的同时,必须使其符合园林施工的要求。如山高与坡度的关系、各类园林广场的排水坡度、水岸坡度的合理性和稳定性等问题,都需要严格地推敲,以免发生如陆地内涝、水面泛溢或枯竭、岸坡崩坍等工程事故。切不可不顾后果,执意要求景观效果[2]。 (2)在园林规划设计中,存在地形地貌的设计过于简单化和盲目化等问题。有的设计不因地制宜,只按个人的意愿和想象设计,施工时地形与周围的环境差距甚远;有的则不对地形地貌进行设计和改造,觉得自然的才是最好的,却忽略了具有起伏变化的园林地形对园林工程景观的重要性,没有很好地结合园林使用功能和园林景观构图等方面的要求[3]。 3.施工色彩及图案设计对于风景园林施工的影响分析 (1)铺装对园林施工的影响 在园林铺装施工中,铺装图案并非越大越好,铺装图案的尺度与场地大小有密切的关系。大面积铺装应使用大尺度的图案,若铺装图案较小则会显得琐碎。铺装材料的尺寸也影响其使用效果。通常尺寸的大小在美感上并没有多大的区别,有时小尺寸材料铺装形成的肌理效果或拼缝图案往往能产生更多的形式趣味,或者利用小尺寸的铺装材料组合成大图案,也可与大空间取得比例上的协调[4]。 (2)建筑小品设计不当对园林施工的影响 在园林设计中,园林小品对整个景观的营造有举足轻重的作用[5]。然而很多小品没有很好的立意,或摆放位置不恰当,使之在整个园林景观中可有可无,忽略了园林小品应具有的性质。从装饰性来看,有的小品好看不实用,实用性和装饰性没有很好地结合起来,致使一个设计不当的园林小品可能会影响部分甚至整个园林景观效果。 (3)色彩设计的影响 在铺装中,铺装的色彩一般选择沉着、大气的色彩,并为大多数人所接受,其中中间色彩和环境的统一是极为关键的。因此,在施工过程中,不仅要注意地面铺装的色彩与周围环境包括建筑、小品的色调相协调,而且要注意铺装的色彩不能过于鲜艳富丽,否则容易造成喧宾夺主,甚至造成混乱的气氛。同时使用色彩时要保证不会对视觉产生过强的刺激,使行人在上面行走时有舒适感和安全感。 4.施工要求对于风景园林施工的影响分析 (1)工期就是从开工到竣工完全按照日历天数计算,不扣除停工日数。在施工过程中,甲方如要求的竣工工期为20 个日历天 ,但是按正常进度算下来远远大于 20 d 的情况下,就可以把园林植物配置设计中一些无关紧要的要素去掉或者稍微进行改动,使施工变的更容易,就不会延误工期。甲方一般是指提出目标的一方,在合同拟订过程中主要提出要实现什么目标。合同中双方平等主体代称,方便在下文表述时使用简称。在合同过程中,甲方主要是监督乙方是否完全按照要求提供满足自身需求的东西。在合同执行结束后,甲方一般需要付出资金或者其他资源,以获得自身所需要的东西。 (2)施工开始后,甲方每周至少有3d的时间或者每天到施工现场处理施工中出现的突发问题或需要解决的问题,期间不免有整改。施工的园林建筑材料进场后,需经过甲方的主管工程师到现场检验,合格后方可以使用。在施工过程中,广场等的道路铺装、卵石施工、草坪铺装等均需由施工方作出样板,而甲方则根据经济和其他等方案做出整改。 5.环境因素对于风景园林施工的影响分析 (1)自然因素对植物的影响 在园林施工中,天气对植物的影响最大,而对于潮湿多雨的天气,经常出现暴雨或连续阴雨。以最常见的马蹄金草坪为例,刚铺上的草坪往往会因为长期被雨水浸泡而发烂、发臭;气温过高,刚铺上的草坪便会被烤干,影响成活率。 (2)自然因素对工期的影响 自然条件因素主要是气候条件、地理变化和自然灾害等,具体包括地震、洪涝、干旱、严寒、虫灾、台风等方面的因素。因为园林工程大都是户外施工,一遇天气变化就会影响施工的质量或进程,对风景园林施工质量极为不利。 本文从施工材料、地形地貌、环境因素等方面出发,深入分析和探讨了风景园林施工技术的影响因素,明确了不同因素的影响程度,为我国风景园林的施工技术的发展奠定了坚实的基础。 风景园林毕业论文:风景园林施工影响因素分析与研究 [摘 要]随着城市化建设进程的加快,为了更好的美化城市的环境及保证人们有休闲娱乐的场所,各个城市的风景园林工程都开始进行快速的建设时期,在很大程度上促进了我国城市园林绿化市场不断的向规范化、专业化的发展进程,而在园林施工过程中发现,在园林施工中影响施工的主要因素有地形地貌因素、甲方因素、材料因素、环境因素等。因此,为了能够更好地完成园林施工的工作,就应该明确风景园林施工中的不同影响因素。本文从施工材料、地形地貌、环境因素等方面出发,深入分析和探讨了风景园林施工技术的影响因素,明确不同因素的影响程度,为我国风景园林的施工技术的发展奠定了坚实的基础。 [关键词]风景园林 施工 影响因素 1.植被设置对风景园林施工的影响分析 (1)在植物种植过程中 ,一些小环境对植物施工也有一定影响,如建筑物的朝向、地形的特殊地带等[1]。这些地带在园林设计图中可能表达的不是很清楚,施工员要与设计员共同协商修改方案,有的施工员仅按照自己的主观想法进行营造,往往选择一种最简单的方式,如种植一些边缘树种,有可能达不到最好的效果。 (2)在施工的时候,市场也往往会成为某种影响因素,如旺季时植物资源匮乏;雨天时没有卖家起树挖草皮;在冬季买不到或者是只有在很远的地方才能买得到的材料,就需要施工人员对方案进行改动,施工时选用现有的材料或者与原材料相近的材料。 (2)园林绿化项目提交设计单位设计时,一些设计人员没有对当地的气候条件、土壤类别、树木的适生密度、各地植物群落的差异等进行深入地调查和研究,生搬硬套,盲目设计,使植物不能适应当地条件,造成死亡,或者是养护投入巨大,带来沉重的负担。此外,如将适生于杭州、天台等地生长的树种广玉兰、雪松等设计到温岭、玉环海岛种植,造成广玉兰(浅根)、雪松(大冠幅)常年受劲风袭击倒伏。设计不当,盲目选择树种,不但影响园林植物正常生长,造成园林景观面目全非,而且对园林施工造成一定影响,有时甚至延误工期。 2.地形地貌对风景园林施工的影响分析 (1)园林地貌在满足使用和景观需要的同时,必须使其符合园林施工的要求。如山高与坡度的关系、各类园林广场的排水坡度、水岸坡度的合理性和稳定性等问题,都需要严格地推敲,以免发生如陆地内涝、水面泛溢或枯竭、岸坡崩坍等工程事故。切不可不顾后果,执意要求景观效果[2]。 (2)在园林规划设计中,存在地形地貌的设计过于简单化和盲目化等问题。有的设计不因地制宜,只按个人的意愿和想象设计,施工时地形与周围的环境差距甚远;有的则不对地形地貌进行设计和改造,觉得自然的才是最好的,却忽略了具有起伏变化的园林地形对园林工程景观的重要性,没有很好地结合园林使用功能和园林景观构图等方面的要求[3]。 3.施工色彩及图案设计对于风景园林施工的影响分析 (1)铺装对园林施工的影响 在园林铺装施工中 ,铺装图案并非越大越好,铺装图案的尺度与场地大小有密切的关系。大面积铺装应使用大尺度的图案,若铺装图案较小则会显得琐碎。铺装材料的尺寸也影响其使用效果。通常尺寸的大小在美感上并没有多大的区别,有时小尺寸材料铺装形成的肌理效果或拼缝图案往往能产生更多的形式趣味,或者利用小尺寸的铺装材料组合成大图案,也可与大空间取得比例上的协调[4]。 (2)建筑小品设计不当对园林施工的影响 在园林设计中,园林小品对整个景观的营造有举足轻重的作用[5]。然而很多小品没有很好的立意,或摆放位置不恰当,使之在整个园林景观中可有可无,忽略了园林小品应具有的性质。从装饰性来看,有的小品好看不实用,实用性和装饰性没有很好地结合起来,致使一个设计不当的园林小品可能会影响部分甚至整个园林景观效果。 (3)色彩设计的影响 在铺装中,铺装的色彩一般选择沉着、大气的色彩,并为大多数人所接受,其中中间色彩和环境的统一是极为关键的。因此,在施工过程中,不仅要注意地面铺装的色彩与周围环境包括建筑、小品的色调相协调,而且要注意铺装的色彩不能过于鲜艳富丽,否则容易造成喧宾夺主,甚至造成混乱的气氛。同时使用色彩时要保证不会对视觉产生过强的刺激,使行人在上面行走时有舒适感和安全感。 4.施工要求对于风景园林施工的影响分析 (1)工期就是从开工到竣工完全按照日历天数计算,不扣除停工日数。在施工过程中,甲方如要求的竣工工期为20 个日历天 ,但是按正常进度算下来远远大于 20 d 的情况下,就可以把园林植物配置设计中一些无关紧要的要素去掉或者稍微进行改动,使施工变的更容易,就不会延误工期。甲方一般是指提出目标的一方,在合同拟订过程中主要提出要实现什么目标。合同中双方平等主体代称,方便在下文表述时使用简称。在合同过程中,甲方主要是监督乙方是否完全按照要求提供满足自身需求的东西。在合同执行结束后,甲方一般需要付出资金或者其他资源,以获得自身所需要的东西。 (2)施工开始后,甲方每周至少有 3 d 的时间或者每天到施工现场处理施工中出现的突发问题或需要解决的问题,期间不免有整改。施工的园林建筑材料进场后,需经过甲方的主管工程师到现场检验,合格后方可以使用。在施工过程中,广场等的道路铺装、卵石施工、草坪铺装等均需由施工方作出样板,而甲方则根据经济和其他等方案做出整改。 5.环境因素对于风景园林施工的影响分析 (1)自然因素对植物的影响 在园林施工中,天气对植物的影响最大,而对于潮湿多雨的天气,经常出现暴雨或连续阴雨。以最常见的马蹄金草坪为例,刚铺上的草坪往往会因为长期被雨水浸泡而发烂、发臭;气温过高,刚铺上的草坪便会被烤干,影响成活率。 (2)自然因素对工期的影响 自然条件因素主要是气候条件、地理变化和自然灾害等,具体包括地震、洪涝、干旱、严寒、虫灾、台风等方面的因素。因为园林工程大都是户外施工,一遇天气变化就会影响施工的质量或进程,对风景园林施工质量极为不利。 本文从施工材料、地形地貌、环境因素等方面出发,深入分析和探讨了风景园林施工技术的影响因素,明确了不同因素的影响程度,为我国风景园林的施工技术的发展奠定了坚实的基础。 风景园林毕业论文:如何创建节能型风景园林施工技术 摘 要:随着社会经济的发展,人民生活水平不断提高,所以对环境的要求也越来越高,人们不光需要一个干净整洁的生活环境,同时还需要一些风景优美的地方放松身心,这就需要建设风景园林。而在风景园林的建设中,如何能创建节能型风景园林技术也随着节能减排被重视相应的被重视,所以,本文就如何创建节能型风景园林的施工技术进行了分析,并提出了施工中应避免的问题,希望对提高园林施工效果可以起到一定得作用。 关键词:节能型;风景园林;施工 前言 在当今的社会中,国家大力提倡节能减排,走可持续发展的道路,所以在施工过程中,要坚持可持续发展战略,引进多种先进技术。这样,不仅能促进节能减排,还可以让施工结果令使用者满意,一举两得。生态风景园林借助于园林植物、绿地结构、景观环境等多方面的因素,改善了城市的环境,为城市居民创造良好的生活环境,并提供一个可以共人们游览放松的地方。而且,美丽的风景园林会带动旅游业的发展。因此,对生态风景园林施工技术进行讨论很有意义。 1 节能型技术 节能型技术分为主动式节能技术与被动式节能技术,在园林施工中已得到了较为普遍的应用。主动性节能技术指运用自然因素以外的手段达到节能目的的技术,该技术在以实现能源的再生的同时也具有一定的局限性,因此,它主要用于对当地的风景园林的建设。被动式节能技术对园林植物、构筑物及地形等诸多要素进行设计施工时,结合了园林当地的气候条件及园林建设地的地理条件,显著的降低了能源的消耗。所以,我们要合理的使用被动式节能技术。 2 园林施工过程中节能技术的应用策略 2.1 园林施工中节能技术原则 从施工性方面的水平,应该创建一个绿色相关的控制系统,以确保建筑物在有效化和标准化建设的同时实现节能结构,而且要做到的建设工作的动态控制,还要做好跟踪和监督。在环保方面,为了有效地抑制噪声,减少污染垃圾,应做好相关水文,土壤保护和大气环境方面的工作,同时,我们也必须停止破坏和影响相关的环境,做好相关工作,以保护自然环境。在应用材料等方面上,做好对图纸的会审是必不可少的工作,同时,更重要的是,要用易回收而又环保的周转型的材料替换那些利用率比较高,但不容易产生损耗的多种施工材料,而且要做好对相关材料的合理回收和相关废物的处理,加以全面地保护和实现循环的应用,这才是真正的将材料用到了极致。对于水资源和土地资源一类的自然资源而言,在使用之前,一定要做好科学合理的规划,建立科学的节水设置,做好合理的土地规划方案。这样一来,不仅节约了水资源和土地资源,更保证了水资源和土地资源的合理利用,实现了事半功倍的效果。在在园林的施工过程中,为了让施工建设用最少的工作获得最大的利润,充分的使施工过程简单化,就要将工艺的有效的安排作为相关工作的首要任务。 2.2 优化园林施工方案 因为在后期的各项施工中,都要按照施工方案进行建设,所以,选择制定和优化施工方案是实现节能的首要重点。这就要求在设计园林的施工方案时,要在各个环节都贯彻实施节能的理念,一定使在施工的各个阶段都应用上节能技术;同时,对园林施工方案进行优化时,要结合园林施工的特点,即园林施工占地面积及工程量较大,工程设计项目较为复杂,工程施工具有连续性等。在施工过程中,施工企业要根据施工组织设计和与施工相关的多种特点,科学合理的分配工作人员和专业技术人员。在园林施工期间,施工的进度计划要根据施工的情况和施工方案相结合,始终保持在最科学合理的进度中,不宜过快,同时还要合理安排立体交叉作业,确保园林施工进度的合理。 2.3 引入节能工艺,有效进行节能施工 在园林工程的施工建设过程中,应当引入相关的节能工艺和环保技术,以做到有效的节能施工,从而节约能源,降低能耗。对园林景观的连接性施工而言,引入节能技术后,便可以减少建设材料的浪费,节约了材料。而且,安全性亚辉因为先进的技术有显著提高。同时,在进行修复时也变得更加简便高效,一举三得。在园林工程中,水资源的引用必不可少,所以,如果在水资源的引用方面应用了新的节能技术,将使水资源可以循环使用,节水效果立刻显现。在耗水量较大的园林建设中,更要应用节水工艺,提高水资源的利用率。对人员的运用方面来说,要科学合理的分配工作人员,保证岗位的轮换科学合理的开展,并且积极检查设备,排除设备的空转情况,这样才能保证对人力资源的充分运用。在节能工艺的选取中,一定要选取那些符合相关技术标准的工艺,同时在操作时,要严格按照相关的操作规程操作,不能出任何差错,这样才能避免在施工过程中出现安全事故等问题,保证人员和工程的安全。 2.4 通过节能工艺节约建材 在园林建设施工中,还要对建筑材料方面进行节能改进,使用节能工艺,这样一来,既有效的节约了建筑能源,又提高了建筑施工的工作效率,还提高了园林建筑的质量。同时,使用节能工艺还有另一个优势,不同于传统的建材,将节能工艺运用后,如果遇到需要修复的情况,则会大大的简化修复过程,既节约了材料,又提高了修复效率和安全性。例如,在引水使用中,将水管进行改造后就实现了水资源的循环利用,同时提高了水管的安全性,一旦出现问题,修复起来更加便捷。正因为节能型工艺有如此的优势,所以我们在园林建筑过程中,更要积极努力的探索,尽力发现新的节能型工艺。一旦发现,就要结合实际分析,争取尽早的将其应用于建设施工中,互相促进,就可以使园林建设施工变得更加节约和高效。 3 总结 综上所述,风景园林在我们的生活中有着越来越重要的作用,人们对风景园林的要求越来越高,同时,对风景园林的建设技术并不是十分完美,其中还有许多可以改进的环节和可以应用的技术。如果我们将这些技术完美的应用于风景园林的建设中,将会大大提高风景园林的质量。但在风景园林的建设中,一定还会遇到新的问题,我们在面对新的问题是也要科学合理的分析,不断解决出现的问题,不断提高风景园林的质量,让人们对此满意。 风景园林毕业论文:浅析风景园林建筑设计中应考虑的几个自然因素 摘 要:风景园林建筑产业随着人们对生活质量追求的提升而逐渐兴起,并逐渐成为与人们日常生活紧密结合的新兴产业。其与传统园林建筑的设计不同,其更多考虑的是周边的环境元素而并不只是园林本身。因此其在建筑设计方面的难点就在于对建筑地周边的自然因素考虑的是否周全。所以,本文主要分析了风景园林建筑设计中应考虑的几个自然因素,以期为未来的风景园林建筑设计工作提供一定的建议和指导,进而推动我国园林建筑业在风景领域的发展与进步。 关键词:风景园林建筑;设计;自然因素 风景园林建筑作为园林建筑设计领域的方向之一,在园林建筑业中占据着重要的地位,其以独特的理念,将风景作为园林建筑工作考虑的因素之一,而这与我国的可持续发展事业和生态环境建设紧密联系,符合一定的自然发展规律,因此这一园林建筑方向在这个以生态建设为时代潮流的社会得到了人们的广泛关注。因此,在其建筑的构思与设计层面,就要充分考虑人们对自然生态的种种诉求,将建筑地周围的自然因素通通考虑进封建园林建筑的设计中,才能使其建筑的实际建设活动向人们期望的那样稳步发展。 1 风景园林建筑设计中的地形元素 1.1 地形与景观建筑布局的关系 我国的地形与地势复杂多样,在一定程度上呈规则变化分布,因此在实际的风景园林建筑设计环节就要从实际出发,根据当地的具体地形特色来构思相应的建筑设计,以便使该设计能够全方位与当地的实际地理环境相契合,进而使风景园林建筑彰显其独特的生命力,同时也能够满足人们的诉求。而具体来说,设计师要结合当地的实际地型特征,让其园林的嵌入能够完美地协调进当地的地址生态环境领域,从而实现园林建筑与地理环境的和谐共存,互为补充,从而衍化出更为强劲的生命力。在面对地势相对起伏大的地貌时,可以适当地将这种自然的起伏结合到自身的建筑设计中来,如在起伏较为明显的表面设立一个雕塑等,通过这样巧妙的方式将起伏合理盖化,从而保持建筑的设计美感,带给当地游客群体完美的视觉享受。 1.2 地形在提升视觉效果方面的作用 园林建筑设计中必须考虑地形因素,这是保障园林建筑视觉效果的基础。风景园林作为城市发展中一个重要的标志,同时也是人们放松心情,陶冶心情的重要地点。所以在设计风景园林时,必须将地形因素考虑进来,确保园林建筑的视觉效果。一般来说地形上的因素有两方面需要考虑,其一就是园林建筑设计与地形方面应该统一,确保天际线尺度能够体现出设计者的特点与思路。其二则是如果地形坡度较大的话,设计时应该显现出地形的起伏,并将整个地形作为风景园林的背景。这就要求风景园林建筑设计师能够结合地势特点,对风景园林的整体定位加以考虑,从而确保建筑风格的和谐、统一。 2 风景园林建筑设计中的植物因素 2.1 植物在风景园林建设环节起到的作用 与风景关系最为密切的当属植物了,植物群体与风景相辅相成,并且互为补充,其作为风景自身的一部分而存在,为风景增添旺盛的生命力以及视觉张力,而风景以一种和谐的方式将其囊括到自身当中,使其在视觉上与周边的其他自然元素和谐地融为一体,在一定程度上对植物施加一定的约束力,使植物的生长更为规范化,从而变相增加当地风景的和谐感与质感。因此在风景园林建筑设计中,植物是必不可少的一个自然因素。建筑设计人员在进行风景园林建筑设计时应该将其列入自身的考虑范畴之内,使风景园林建筑设计的某些细节以相应的植物为中心,通过植物的修剪与规划种植,为风景园林建筑增添一份独到而和谐的天然美感,而在此环节之中,树木与花草的作用都不可忽视,要尽量将全部的植物都利用起来,以确保植物在设计环节所发挥作用的最大化。 2.2 植物与建筑的协调性 在园林景观设计中,应该尽量保障生态环境的和谐统一,这就要求园林设计师必须确保园林中原有的植被不被破坏。但是这样可能就导致园林的绿化面积有所减少,影响园林建筑的整体布局。有鉴于此,园林设计师应该灵活考虑,兼顾园林美观与生态和谐统一。与此同时,风景园林中的建筑布局应该与园林中的植被景观相互搭配、协调。比如说建筑物在修建时可以适当增加一部分外部平台,以便种植相匹配的植物,不仅增加了园林的植被覆盖,还有效节省了园林挖掘的面积。建筑设计师要充分利用灌木、乔木以及草地的作用,将其蕴含的丰富生命力以及色彩展现出来,带给人们充足的活力。风景园林建筑设计中,要结合植被的分布特点与生长习性,将建筑物与其充分融合起来,以便达到一种和谐统一的状态,从而为人们提供良好、温馨的栖息地。 3 风景园林建筑设计中的水体因素 3.1 水体与风景园林建筑的关系 环境的自然因素复杂多样,但万变不离其宗,其主要还是以承载风景和建筑的土地、与建筑相契合的植物以及维持当地生态平衡与有机物生存的水分为主要构成成分,因此相对土地元素以及植物元素而言,水体的作用也是不容小觑的。水体本身便具有丰富的文化内涵,以其为基点,深入挖掘,便不难发现水体在整个风景园林建筑所存在的生态系统中还起着维持该地生态平衡的作用,因此在设计环节就务必要考虑到水体的规划,尽量在不破坏水体质量与其文化意义的情况下对其进行相应的建设活动,将其文化内涵自然地添加进风景园林建筑的设计之中,以彰显水体的重要性。 3.2 水体在风景园林建设进程中起到的效果 设计师在考虑风景园林的建设设计时,同样应该重视水体的装饰作用。自古以来文人墨客就有诸多作品歌颂人与水的关系,所以将水体资源加以开发,作为风景园林中必不可少的自然景观是一项非常科学的设计与规划。此时设计师就应该注意,人们对于水具有一种依赖情绪,在设计时就应该对水体资源进行合理的开发与利用。在开发时注重水体与风景园林建筑的合理搭配,避免喧宾夺主。 结束语 总而言之,风景园林建筑设计与新时代背景之下人们的生活环境的营造息息相关,将其周边的自然元素作为建筑设计环节的考虑因素在一定程度上有利于风景园林建筑所在地的生态开发建设,有利于维持当地的生态平衡,有利于带给人们以赏心悦目的美感,同时还有利于我国整体园林建筑事业的革新与进步。因此相关部门应予以其一定的重视态度,给予其一定的经济和政策支持,同时集中对施工人员和相应的技术人员进行一定的技术和思想培训,使其能够将全新的风景园林建筑设计理念完美地融合到自身的设计之中,进而从这一角度推动我国风景园林建筑事业的发展与革新。 作者简介:苏法江,身份证号:452725198605200476。 风景园林毕业论文:风景园林施工的质量控制及技术优化研究 [摘 要]随着城市现代化的不断发展,人们对生活质量的要求不断提升,城市的环境问题也就越来越受到人们的关注。风景园林是城市的绿化建设中不可缺少的内容之一,近些年已经逐渐成为人们重要的生活娱乐场所,它对改善城市内的生态环境具有十分重要的影响,但当前我国风景园林施工中仍存在不少问题,本文就针对这些问题,探讨风景园林施工质量控制以及技术优化方面的研究。 [关键词]风景园林;施工质量;施工技术;研究 引 言:在现代城市绿色建设中,风景园林是其中不可缺少的一项重要内容,它不仅能够改善人们的生活质量,而且能够推动城市的经济发展,发挥出美化城市的作用,并平衡城市内的生态系统,因此,建设风景园林具有十分积极的作用,各城市在绿化建设中应该控制好风景园林的施工质量,以更好的推进城市的发展,满足人们的精神和物质需求。 1 我国风景园林施工现状 首先,施工单位应该深刻了解设计单位的设计意图,以充分展现出设计方案的内涵,使风景园林的景观效果完美的展现出来。但在实际情况中,很多施工单位却没有与设计单位进行有效沟通和交流,导致在实际施工时难以将设计内涵完整的展现出来,实际风景园林也没有绿化生态的效果。另外,施工现场的管理也较为混乱,没有合理安排施工步骤以及合理存放施工材料,导致施工质量不高。其次,由于风景园林施工涉及的施工单位很多,势必会出现交叉作业的情况,这需要有效协调各部门、各环节的作业,确保施工进度与施工效率。但实际很多风景园林的施工中,却缺少这种有效的沟通协调,很多工序环节进行的相对混乱,导致出现环节衔接不当的情况,不仅会影响到施工进度,还会影响到施工质量。再次,随着社会经济的发展,各类工程建筑项目也在增加,使得各种施工单位相继成立,在这种急速扩张的情况下,很多自发组织而成的施工单位并不专业规范,施工技术不够,人员素质普遍较低,在施工现场不服从管理,纪律性较差,使施工无法按照标准规范的方式进行,这也是影响施工质量的一个因素。最后,很多风景园林建立好之后,相对的养护工作却没有得到重视[1-2]。一部分风景园林在建立之初只考虑了经济效益和社会效益,却忽视了后期的养护工作,对风景园林的长期发展无疑是非常不利的,一旦风景园林中的景观环境出现问题,其再投入资金不但很大,而且改善起来非常麻烦,但放弃修复又可能带来更多的问题,如此形成恶性循环,降低了风景园林应达到的效果。 2 风景园林施工中必须注意的技术问题 2.1 设计图纸的施工问题 在设计风景园林的施工方案时,要充分考虑生态绿化的效果,并根据风景园林的具体所在地,参考整个城市的规划方案,选择合适的设计风格。且在实际施工的过程中,要充分理解设计图纸的设计理念,按照设计方案进行施工,展现出设计师的设计内涵,从而更好地保证风景园林的整体质量。 2.2 定点放线问题 风景园林的定点放线是要在现场测出准确的植物栽种的株距和位置,从而避免施工场地过大和避免施工地点过于分散,而出现返工或者窝工的情况。因此,施工单位必须要充分了解设计图纸,明确设计意图,并在实际施工前与相关的施工人员进行全面、彻底、精细的技术交底,使施工人员能够在进行定点放线前对整个风景园林的景观设计有较为全面的了解,再根据实际定点放线的地形,参考设计图纸,制定科学合理的定点放线方案。 2.3 绿化材料的问题 由于风景园林的质量高低是判断其景观效果好坏的重要依据之一,所以在选择相应的绿化材料时,要使铺装材料、植物规格、绿化条件、管线设备等都要符合相关的标准,从根本上杜绝因材料问题影响到整个风景园林的质量。此外,选择的绿化植物也要符合当地的生产条件,并注意保护和储存,避免绿化植物的质量受到影响。 2.4 土壤处理问题 由于风景园林的土壤质量将影响绿化植物的生长情况,因此应该对风景园林中的土壤进行成分的检测,根据结果采取相应的施肥、消毒等手段,保证土壤营养充分,适合植物生长。 3 优化风景园林施工技术,保证施工质量的措施 3.1 绿化植物的选择和准备 选择绿化植物时要充分考虑风景园林地的气候、环境等相关因素,并根据植物的生长习性来进行选择,以保证绿化植物能够在风景园林中健康茁壮的成长。也可以利用数字信息技术来模拟风景园林的生长条件,从而分析选择适合生长的绿化植物,并参考其品种形状进行综合考虑,才能选择即满足美化需要,又符合生长条件的优质苗木[3]。此外,为了保证植物能够良好的生长,就必须保证其根系能够健康生长,因此,对栽种前的绿化植物进行相应的保护准备工作是非常重要的。首先,在挖掘选择的植物时,要注意减少对其根部的伤害,包装时要注意其土球大小是否符合设计要求,并用草绳扎紧,以免出现土球松散现象。 3.2 加强施工管理 加强施工管理也是提升风景园林质量的有效手段之一,所以施工单位应该重视起施工的管理工作,并不断进行完善,才能更好的使施工顺利进行。加强施工管理,不但能够保证施工质量,还能使其更满足设计要求,体现出设计内涵。因此,施工单位必须加强对施工的管理力度,保证施工各环节的质量,以提高风景园林的整体质量。 3.3 提高施工技术水平 施工单位在进行施工前不但要考虑到相关的设计意图和设计理念,还要根据风景园林的实际地点摄入探讨施工方案,以选择合适的施工工艺,方便其满足相关的设计要求,展现出风景园林的设计内涵。另外,在实际施工过程中,必须要进行科学合理的定点放线,不仅包括平整的人工场地,也包括必要的自然场地,以充分了解这些场地的地形、地质、地下管线以及各类埋设要求,以制定出科学的定点放线方案。此外,在进行种植和挖槽时,要注意各个放线定点要符合相关标准,以更精确的进行种植。同时,当确定了具体种植地点时,要标注中心点,并注明相关的植物名称、规格等具体信息,避免出错。若在种植时发现有障碍物而影响到植物,应该及时与相关部门进行联系,以进行及时的调整[4-5]。总之,只有注意提高能够进行控制的施工技术水平,才能真正保障风景园林的施工质量,使其展现出更好的景观效果。 3.4 提高施工人员的综合素质 与其它施工项目不同,风景园林施工更具综合性,它是将生态环境、人造景观、休闲建筑等有机融合为一体的一项绿色工程,具有极高的艺术性、生态性和效益性。因此,应该选择综合素质较高的施工单位担任风景园林的施工队伍,以保证施工质量,同时,被选中的施工单位还应该不断提高自身的施工技术水平以及景观审美观。 3.5 重视后期养护工作 风景园林一定要重视后期养护工作,安排专业的养护人员对风景园林中的植物进行修剪、除草、浇水、施肥等养护工作。此外,若发现有植物死亡不但应该进行及时清理和更换,还应该积极寻找原因并进行处理,保证风景园林的生态美观。 风景园林毕业论文:节能型技术在风景园林施工中的应用 [关键词]随着国民收入的不断增加,人们开始重视自身的健康问题以及城市的发展,希望可以获得更好的、更加健康的生活环境。对此,有关部门提出了生态城市、绿色城市的相关概念,也在很大程度上推动了城市园林的建设和发展,生态城市的建立必须要建立好园林与生态平衡的有机结合。目前,我们国家的资源相对比较短缺,我们国家主张走可持续发展道路,而且将这种理念运用到各个领域之中,这有利于在消耗少量资源的基础上获得较高的经济效益,促进我国经济社会发展。对于可持续发展而言,最具体的表现就是节能,将节能技术运用到园林施工工程中不仅可以提高对于资源的利用率,而且可以对太阳能等无污染能源进行充分利用。在本文中,笔者重点分析了节能技术,并且将其广泛运用于园林施工之中,力图打造节能与环保型的园林。 [关键词]园林施工;节能型技术;应用 引 言:生态风景园林建设项目是城市基础建设项目中重要的组成部分,建设节能型风景园林,不仅顺应了可持续发展的科学理念,同时也能够进一步推动社会经济文化的快速发展,因此需要引起我们的重视。 1 节能型技术概述 1.1 主动式节能 如果采用主动式节能技术,那么就要对可再生资源进行充分利用。例如,可以使用太阳能光板以及风车,对资源进行再分配与合理利用,充分展现这些工艺的定量与可控性强等独特优势,全面提高对于可再生资源的利用率。但是,这些工艺并没有在实际施工中获得广泛应用,因为这不仅需要专业人员的参与,还需要控制好收益与投入之间的比例,可见总体操作难度比较大,并且与节约的基本理念背道而驰。因此,这些工艺只能在园林的布局构景中获得一定的应用。 1.2 被动式节能 被动式节能技术必须充分考虑当地的环境与气候,对各种园林要素进行综合利用与规划,并且充分利用各种地势或者是水等有利条件,保持好园林建设与环境的协同统一性。对于园林建设而言,最根本的目标就是实现在优美景观的基础上获得舒适的使用效果。可见,被动式节能技术在场地内部建筑中的应用前景更为广阔,因为场地内部建筑对于自然条件的要求更高,而且从应用效果来看,被动式比主动式节能技术可以更好地节约能源。为了充分利用好被动式节能技术,就必须对当地的地形与环境进行全面掌握。 2 风景园林施工中节能技术的应用分析 2.1 优化风景园林施工方案,确保工程能够顺利开展 在进行风景园林施工的过程中,如果要确保节能技术得到很好地运用,并且取得较好的收益,那么就要从最开始的施工方案开始抓起,因为施工方案是进行后续施工工作的主要参考依据。在进行施工方案设计时,需要将节能理念贯穿与整个设计方案之中,并且认真落实到每一个环节,确保工程的高效节能性。风景园林工程所需要的面积比较大,而且工程相 对比较复杂,具有可连续操作性。在进行风景园林设计时,施工企业必须综合考虑资源,尽可能提高对其利用率。为了做好风景园林设计工作,需要通过如下途径保障其合理性与科学性。第一,对整个工程中的人力和物力进行综合分配。第二,在进行施工的过程中,需要全面掌握施工的实际现状,然后设计合理的方案,并做好进度安排。 2.2 在风景园林施工中充分利用太阳能 在进行风景园林施工的过程中,往往需要很多设备的配合,这不仅可以大幅度减少工作量,降低相应的工作难度,但同样也会增大耗电量。园林占地面积很大,而且很大一部分是处于露天环境中的,因此为充分利用太阳能技术提供了可能。在进行实际施工的时候,可以将太阳能转化为电能,然后供应整个工程的能源需求,这就减少对于原有电能的使用量。太阳能最大的优势就是清洁无污染而且不会受到地理因素的限制,设备安装过程比较简单,不仅可以大幅度提高施工效率,而且可以实现高效节能的目标。 2.3 充分利用生活污水,提供充沛的水源 对于我们的日常生活来讲,会产生很多生活污水,而且这些污水如果直接排放到下水道中,不仅可能引起水污染,而且还造成了极大的水资源浪费。况且我们国家的水资源相对比较短缺,因此必须加大对生活污水的利用率,并安装相应的管道进行污水输送,将其送至园林施工工程中并加以利用。 2.4 运用节能工艺,达到节约减材的目的 在园林工程施工中,应该采取合理有效的措施,对施工的工艺技术进行改进,以减少对于建筑材料的消耗,从而实现节约能源的目的。例如,在以往的园林建筑施工中,与钢筋的连接通常都是使用搭接工艺,但是这样会造成一部分钢材的浪费,而如果采用螺丝连接的方法代替搭接,则可以有效的节约资源,同时在安全性和便利性方面有着明显的优势。同时,可以在施工中选择低碳材料以及各种新型节能材料,来代替传统的钢材、水泥、玻璃等,不仅可以减少建筑对于能源的消耗,还可以控制建筑在施工过程中的碳排放,降低园林工程的维护成本。在风景园林施工建设中,为了实现节能的最终目标,需要注意每一个环节的施工工艺,确保其始终符合节能要求,这样可以实现节约建材的目标。 3 风景园林施工中应用节能型技术的注意事项 在节能型风景园林的建设过程中,需要关注几个关键问题。首先,要重视施工人员的素质,选择专业技术过硬,认真负责的施工人员,确保工程的施工质量。其次,在对人力资源进行配置时,要结合实际情况,制定严格的规范和标准,通过明确的制度以及良好的贯彻落实,确保人力资源的合理利用,避免出现人员庞杂,管理混乱的现象。然后,在对节能材料进行选择时,要充分考虑材料的性能和使用寿命等,以体现建筑的节能需求,避免盲目选择新材料的情况。风景园林施工工程由很多项目组成,因此必须充分利用节能技术来实现节能建材的目标。在这个施工过程中,不仅需要监管人员的大力监督,而且还要注意以下几个方面:第一,要保证所运用节能技术的安全性,避免出现安全事故。第二,尽可能选择寿命较长的节能材料,确保得到持久的、高效的节能效果。 4 结语 对于我们国家而言,在基础设施建设中,节能型园林建设占据十分重要的地位,有利于美化城市。因此进行绿化施工时必须要严格进行规范要求,加强监管,充分利用太阳能资源,从而合理的利用园林资源。只有通过不断实践,才能发现更多节能型技术,从而更好的发展园林施工节能型技术。但是风景园林施工项目比较繁杂,需要消耗大量的资源,包括人力、物力和财力,因此必须通过一定的节能技术来提高对这些资源的利用率,减少资源浪费。为了充分体现对于节能理念的深刻认识,必须将其贯穿于整个设计方案中,并且实施各种节能技术,这样不仅可以实现节能的最终目标而且可以使施工企业获得较高的经济效益。 风景园林毕业论文:风景园林中植物景观规划设计的程序与方法 [摘 要]经济发展的步伐加快,人们生活质量的提升促使人们越来越倾向于自然世界,因此,风景园林设计逐渐进入到人们的生活中,被人们所喜爱。本文首先对植物景观的功能进行介绍,然后对风景园林中植物景观规划设计的程序与方法进行详细的阐述。 [关键词]风景园林;植物景观;规划设计 园林植物是风景园林中重要的景观组成要素之一,与园林中的地形、水体、建筑等要素共同构成丰富多彩的园林景观。园林植物以其独具特色的姿态、色彩、质感等自然属性形成的植物景观,能够带给人们视觉上的享受及心灵的感悟。随着生态保护、环境改善意识的增强,风景园林师越来越多地关注和重视植物景观所带来的生态及社会效益。植物景观的规划设计是风景园林规划设计工作中的重要内容。 一、现代园林植物景观规划设计的准则 目前,我国城市化的步伐不断在加快,这使得人们对自然有了更加深刻的认识,追求自然之美的愿望越发强烈。现代园林大致分为以下两种 :第一是以人的需求为核心。现代园林建筑师们在对园林景观规划设计中都将人的主观意愿作为主要参考重点,他们觉得使用哪种植物应该要权衡该建筑物之所需,使之更好的服务于现代园林设计理念。比如住宅、广场等地方适宜采取这种类型进行设计。第二,以自然本性为主,适应自然、尊重大自然的发展规律,采用人工的方法来模拟自然,创造一个于天然园林为一体的人居环境。这种类型主要在郊野公园、风景区、大型绿地比较常见。本文探讨的是后者。现代园林的设计规模越大,对自然景观的保护就越要重视,特别是对那些生态环境要求较高的地方。保护原生景观,应 该多方考虑生态环境、风景环境等大环境的保护方法,让生态系统得以良性循环、可持续的发展下去。此外,要处理好保护与开发利用之间的联系,紧抓重点,逐级保护,促进经济、社会与环境效益达到协调统一的发展局面。 二、风景园林植物景观规划工作程序 1、确定规划目标 无论从事社会实践工作还是科学研究工作,首先要搞清楚第一个问题,那就是为什么进行这项工作。在植物景观规划工作当中也是同样的道理,首先要确定的就是工作的目标。因为在实际工作过程中,每一个城市的自身情况和条件各有不同,要针对城市要解决的主要问题来确定工作的方向。只有确立了能够解决规划对象问题的规划目标,才能指导后续工作在正确的方向上开展。 2、适宜性分析 适宜性分析可以被定义为:某一特定地块的土地对某一特定的使用方式的适宜的程度的分析。本文所涉及的适宜性分析要在两个层面上进行。首先,要对城市的总体发展规划和城 市生活型进行分析,以便制定规划策略。这也是对适宜性分析对象的一次拓展,将政策、发展策略也纳入到适宜性分析的范围。其次,就是要对规划范围内的绿地进行适宜性分析,以便制定合理的规划内容。当然,能够完成适宜性分析工作的前提条件就是资料的收集整理和现场的实地调查。对于一个城市的自然地理环境和风土条件,要通过深入地调查研究,才能认识充分,体会深刻。由于城市植物景观规划是对城市绿地系统规划的补充和完善,对城市现有的规划成果是必须要认真解读的。同时,对城市规划范围场地的各种生态因子也要全面的收集,人文因子的收集分析工作在过去往往不够重视,但在植物景观规划工作中非常重要。但是要注意的是在全面收集各种影响因素时,也要主要取舍抓住问题的主要矛盾。这样才能更好的解决现实工作中遇到的问题。 3、制定规划策略 在经过规划目标的确定和适宜性分析,就能够以前两阶段的工作为依据制定规划策略。规划策略是确定城市植物景观规划的总体布局,明确要以什么样的方式解决问题。通俗的讲第一步提出问题,第二步分析问题,第三步就是回答将要以怎样的方式解决问题。规划策略的制定完成也就标志着解决问题的方案已经初步形成。 4、制定规划方案 在规划策略制定完成后,就需要制定具体的规划方案,对规划策略进行贯彻和执行。由于城市植物景观规划是找出解决问题的途径,所以必须有准确和可实施的具体执行计划。本阶段的主要工作就是使植物景观规划得以实施,而不是一个抽象的概念规划,要让其成为一个切实可行的行动计划。只要这样才能达到最终解决问题的目的。 三、城市植物景观规划设计方法 1、植物景观设计方法 园林植物景观设计通常分为初步设计(详细设计)和施工设计两个不同的阶段。初步设计(详细设计)需要绘制出种植设计平面图,图纸上应明确标注出常绿乔木、落叶乔木、常绿灌木、落叶灌木及非林下草坪等不同的种植类别,重点表示其位置和范围。应编制出初步设计苗木表,表示出植物的中文名称、拉丁学名、种类、胸径、冠幅、树高等,统计种植技术指标。图纸绘制常用比例为1:300~1:1000。施工图设计应满足施工安装及植物种植需要、满足设备材料采购、非标准设备制作和施工需要、满足编制工程预算的需要。设计文件一般包括设计说明和图纸,种植施工设计图纸常用比例1:500~1:1000,局部节点施工图设计可采用比例为1:300。城市植物景观规划首先也要遵循先调查分析的原则。基本规划方式也是三段式的规划模式“现状调查―问题分析―规划方案”。在每一阶段的工作中采取植物景观的方法。特别要注意与城市总体规划和城市绿地系统规划的衔接。 2、地理信息系统技术 当由计算机地理制图和计算机图像处理产生了地理信息系统(简称GIS),地理信息系统就不再是纯粹的计算机地理制图系统或纯粹的计算机图像处理系统,并也再不是此两者功能的简单加和,地理空间数据的储存、检索、制图和显示功能越来越完善,它有了更广阔的应用领域和更深层次的用途。在城市植物景观规划的过程中,运用GIS系统可以进行快速、准确的现状分析,掌握城市综合现状,为规划设计提供设计依据。 3、植物景观单元的结构 植物景观单元是模块化的思想体现,将具有不同特点的景观环境与不同的植物群落组合配置在一起,构成一个景观单元。而且植物群落组合是由不同功能的植物群落所组成的,这 一植物群落组合的核心是一个具有特色的植物群落,群落组合内的其他群落是围绕这一核心而展开建设。而且特色植物群落与环境也是要有一定的匹配度,组合内的其他基调植物群落要拥有更高的生态稳定性,使植物景观单元可持续的发展和演替。 4、植物景观规划设计可视化 目前在种类繁多的设计软件当中,建模和渲染功能的软件很少有为以植物景观为主的场景建模提供帮助。现阶段植物景观设计最主要的应用软件是CAD、photoshop这一类传统软件。CAD软件虽然在最终设计成果递交中有不可替代的作用,但在初期设计初步方案阶段的展示上不直观,运用Photoshop软件制作的方案展示效果图不是非常令人满意。目前在建模软件的模型库当中存在的植物模型主要是为了美化硬质设计和增加场景真实度而存在的。但这一状况可能会在不远的未来得到改善。 结语 随着可持续设计、景观都市主义等设计思潮的大放光彩,植物景观在风景园林设计中起着越来越重要的作用,这一趋势也在大量设计实践中得到证实。随着植物景观设计在整个项目设计中所占的比例越来越大,特别是在大尺度项目中,植物景观规划设计的程序和方法就显得尤为重要。采取正确、合理的设计原则、程序和方法,可以大幅度提高工作效能,有效地控制设计质量,保障合理的工作进度,进而更好地控制项目的实施效果。
新时期经济的发展实现了建筑行业新工艺的发展、新材料的使用、新机械设备的研发等,这就给建筑施工技术带来了更多的改变,使得现场施工管理内容更具繁复性,但一旦掌握好新的建筑施工技术,做好现场施工管理工作,可以建造出更智能、更生态、更具经济性的建筑工程项目。当前本文展开新时期下的建筑施工技术的演变的分析,提出新时期下建筑现场施工管理工作的原则特点,提出如何优化当前的建筑施工技术及现场施工管理工作,旨在实现建筑工程项目的经济效益和社会效益。 1新时期建筑施工技术的介绍 伴随着社会的进步,新时期下建筑施工企业有了更高的行业标准,在施工材料、施工工艺流程、施工设备等方面都实现创新优化,因而各个建筑施工项目的施工技术也实现了更新换代。 1.1新时期建筑施工技术理念的进步 绿色节能口号的提出及贯彻,给建筑行业带来很大的发展变化,其建筑设计理念产生了根本性的变化,从而实现了整个建筑施工技术的进步。首先是节能环保的建筑理念的提出,该理念要求建筑施工技术必须能够实现建筑材料、建筑工艺的节能环保,减少其对周边生态环境的影响,采用绿色环保的材料,因而要求传统的一些建筑施工技术得到转变,如在建筑施工中,要求能够采用空心砖这类的节能材料,通过更改施工技术来达到原定的设计标准;其次是智能建筑理念的提出,要求建筑项目能够实现智能化发展,即能够采用智能化的技术手段,实现建筑项目内通讯自动化、楼宇自动化、消防自动化等的施工管理。在新时期这些新的建筑理念对于建筑施工技术提出的新的要求,也推动施工技术朝着更智能化、高科技方向的进步发展。 1.2新时期建筑施工材料的进步 根据上文所提到的建筑理念的进步带来了建筑施工技术的发展,同样的新的科学技术的发展,也带来了新的施工材料设备的进步发展。如对于新时期下高层建筑的施工技术管理,要求拥有一些大型的施工机械设备,从而提高工作的效率,如塔式起重机的选择,能够满足高层建筑的需求;同时还有一个复合材料的时候,如重新进行混凝土的配比,生产出改性混凝土;采用大体积的混凝土材料,只要到施工现场进行组合即可。这些进步都对于现在建筑施工技术和现场施工管理提出新的挑战。 1.3新时期建筑项目基础施工技术的进步 新时期建筑项目的基础施工技术的进步,指的是一些施工技术产生了一些优化创新,从而带来为整个工程项目所带来的发展。以建筑工程的桩基础施工进步为例,当前新型的CFG桩负荷新技术取代了传统的桩基础技术。砼技术的不断创新,衍生出大体积砼浇筑技术、预拌砼技术等。并且随着自然条件的变化,建筑施工项目面临着在闹市进行施工的环境,对于施工质量、施工管理所提出的高要求,要求建筑施工技术的管理更加标准。 2新时期建筑现场施工管理的特点 2.1更具经济效益性 新时期建筑现场施工管理要求对施工技术是否符合标准、符合设计图进行管理,还要求能够对施工工期进行把握,最后要求实现档案的管理等等。总体来说其现场施工管理工作具有繁复性,总体的人员投入数量较多,在新时期的建筑现场施工管理工作中,需要进行人员的精简以及管理程序的优化。如当前实现档案管理可以依托于现代技术手段,节约一些人力、物力、财力;通过建立健全一些管理制度,实现对现场施工技术的相互监督管理。因而新时期建筑现场施工管理更具有经济效益性。 2.2更具科学标准性 新时期建筑施工现场管理的科学标准性,主要是指在现场管理中,要求以科学合理的基本准则,牢牢把握住对现有各项资源的合理调配。同时随着法制社会的发展,要求建筑工程项目也可以实现规范化和标准化的管理标准。如不可盲目进行施工,在施工中需要做好各项安全措施,并且对安全措施进行检查管理。总之,只有控制好建筑施工技术及现场施工管理才能够实现全面的发展。 3新时期建筑施工技术与现场施工管理的创新实践 3.1完善建筑企业的技术中心规划建设 由于新时期对建筑施工技术与现场施工管理都提出了新的要求,一些新材料、新工艺都出现到建筑施工现场中,但是这些技术手段都未经过实践验证,在现场的施工中难免会出现一些相互不符合的现象。如采用新的工艺材料,但是其相适应的机械设备没有跟上。因而要求能够完善建筑企业的技术中心建设,对一些新的施工工艺、施工材料、施工流程等进行试验审核,如对改性混凝土的使用,能够进行先期的试验施工,根据施工结果进行施工技术的微调。 3.2创建完善的科学技术管理标准机制 实现建筑工程施工管理标准系统的建设,要求能够进行科技管理标准机制。第一是按照每次的建筑施工设计标准来展开施工技术管理标准制度,如有的建筑项目是设计性要求较高的低层观赏性建筑,其的监管标准不同于高层居住建筑项目的监管标准;第二采用激励等机制落实相关的管理标准,如采取责任到人的方式,严格落实新的施工技术工艺,并且采用相互监督的方式,实现由下往上的施工监管;第三是实现建筑工程项目的施工进度的全过程监管,对建筑施工项目的监管要求贯穿整个工程项目,如前期勘察的监管,做好细节处理。总之科学技术管理标准机制的都是基于当下的信息技术手段的,如对于施工现场的监督管理可以设置监控录像等方式,进行监督管理。 3.3建立健全高水平的施工技术管理队伍 建立健全高水平的施工技术管理队伍。该队伍的组成人员必须涉及到施工技术指导人员、施工监管人员、施工中高层管理人员等。第一是加强产学研合作,培养具有创新意识的建筑施工人才,使其能够投入到建筑施工技术的创新研发,还可以通过创建技术中心的方式,进行人才和科技的孵化管理;第二是采用继续学习的方式,一些现场监理人员的专业技能逐渐不再适应当下的施工技术和现场管理需求,因而可以为建筑施工项目的监理人员的培训,涉及到新技术、新工艺的相关知识的培训等等;第三是采用建筑项目管理经理人的培养方式构建项目经理人的方式展开建筑施工技术以及施工现场的管理。总之,新时期建筑施工技术以及现场施工管理实践需要从技术、制度、人才等方面实现优化完善。 4结语 综上所述,新时期下建筑施工技术设计到多个环节的施工管理,如前期的勘测技术、图纸方案设计、现场施工技术、竣工审核技术等等,这些工程环节都会对建筑项目带来很大的安全影响、经济影响。因而要求做好现场施工的管理工作,通过完善建筑工程承包单位的施工管理标准系统,强化施工技术,完善现场施工监理管理质量,还要求建筑企业单位能够不断实现自身施工技术的研发创新,形成自己的施工工艺的优势,通过技术中心来支持建筑项目中的技术和管理,也要求建立高水平的技术管理队伍进行施工工艺的有效落实,做好整个建筑工程项目的优化管理。
目前世界上常规能源的储量大部分只能维持开采一到两个世纪,因此对新能源的开发迫在眉睫。光伏材料与器件是新能源技术的核心,属于国家战略性新兴产业。光伏专业除了培养学生基本能力,使其具有一定的创新精神和实践能力,具备扎实的数理基础、熟练的实验技能及系统的物理学、化学和材料学知识外,还需掌握新能源材料,特别是光电材料的结构、性能、制备技术、性能分析、检测技术及其相关的器件设计能力,让学生毕业后能在新能源材料和新能源产业相关领域从事科研、开发与管理工作,成为光伏领域高级应用型人才。景德镇陶瓷大学作为本科院校,在光伏专业本科生理论教学方面卓有成效,有一系列的专业课程进行支撑。但是由于光伏产业是高新产业,设备成本高,技术更新快,一般院校难以建立完整的产业链,以此支持学生的实习实践。即使有简单的生产线,由于技术更新跟不上,往往一两年后就会与工厂的生产实际严重脱节。这些对培养学生的理论联系实际的能力非常不利,会导致学生理论学习难度加大,学习兴趣降低,学习效果变差,不知道学的书本知识有何用。为了提高学生学习的积极性,达到学以致用的目的,开展校企合作的实习类课程意义重大。 一、明确高校光伏专业课程实际情况 只有充分了解高校光伏专业课程实际情况后,才能更好地设计、开展实习类课程。景德镇陶瓷大学于2009年成立应用物理(光伏材料)专业,2015年调整为新能源材料与器件专业,致力于培养光伏行业的本科生,学生毕业后可去公司、企业、科研院所以及高等院校等从事半导体材料设计与开发、光电器件研制等科学研究及教学等工作。学生四年所修课程内容包括工具性知识、人文社会科学知识、自然科学知识、工程技术知识、经济管理知识和光伏专业知识。通过四年的学习,培养学生获取和应用知识的能力,并在此基础上培养出一定的创新能力。但由于其是一所综合性本科院校,光伏专业课程偏基础理论,如热力学与统计物理、量子力学、固体物理、半导体物理、电路基础、物理化学、材料科学基础、材料测试技术和光伏材料学等。真正和产业相关联的唯一课程就是太阳能电池基础与应用,但是教材的更新远远跟不上光伏产业里设备和技术的更新换代。现有实习类课程仅是到江西境内少量几家和光伏相关的企业进行一到两周短期的实践,学生对光伏行业整个产业链都难以认识完整。因此学生更擅长从机理上来分析问题,而缺少解决实际生产工艺上出现的问题的能力。 二、分层次进行校企合作培养 介于此,学校应拓展与光伏企业的合作,培养光伏专业学生理论联系实际的能力。从实习成本考虑,选择省内光伏企业开展实习更容易实现。江西省内光伏企业超过一百家,业务全面覆盖粗硅合成、晶硅提炼、电池制备、组件封装和系统应用等光伏领域的各个环节,有利于在实习安排上合理布局。并且上饶的晶科能源控股有限公司和展宇光伏科技有限公司都是2017年全国光伏企业50强,为校企合作打下了坚实的基础。由于大学生在校四年学习是专业知识积累的渐进过程,不同年级阶段进行不同层次的校企合作培养才能更有针对性,让学生逐步深入了解光伏产业,爱上光伏行业。 1.企业精英进课堂。为了让学生充分了解认识光伏行业,在低年级时请光伏企业精英到学校开展讲座性质的课程非常必要。企业精英带来企业的需求和问题,通过报告和互动,让学生了解光伏行业的意义、现状和发展趋势,明白光伏行业需要什么样的人才,从而对光伏行业产生浓厚的兴趣,带着问题和想法更有针对性地进行深层次的学习。 2.认识实习。接下来在大约第三、四学期开展光伏企业的认识实习,这是专业教育的一个重要教学环节。上课听的内容和工厂看的内容相结合,才能印象更深刻。通过认识实习,可使学生初步获得光伏电池的生产工艺过程和生产设备的感性认识。学会现场观察记录,初步学会收集整理光伏行业资料,为今后学习技术基础课和专业课打下良好的实践基础。 3.生产实习。通过大三的光伏专业课程如太阳能电池基础与应用等课程的学习后,学生们有了专业理论基础,这时在第七学期安排生产实习,让学生走进工厂的生产实际。生产实习要求学生直接参加光伏电池工厂的实际生产劳动,亲自动手操作印证所学知识。通过实习,使学生较系统地了解光伏电池生产工艺全过程。掌握生产光伏产品的工艺设备、主要工序的工艺控制指标、工艺操作规程等。并进一步了解影响光伏电池产品质量的各种因素,用所学的专业理论知识分析产品缺陷产生的原因,并提出解决办法以及提高产品质量的措施,将理论和实践紧密地联系起来。 4.毕业实习。在大四下学期,学生临近毕业将要就业时安排毕业实习。这是从高校学生到企业员工的过渡与磨合期。通过毕业实习使学生较系统、较全面地了解光伏电池生产的全过程。着重了解光伏电池生产新工艺、新技术、新材料和新设备,掌握光伏电池的生产工艺流程、工序设置,主要工艺控制指标和产品质量标准、操作规程,逐步参与企业管理与经营等,为毕业设计收集有关资料。同时也让学生理解光伏企业工作的具体情况,比如工作需要两班倒等,提前有了认识,毕业后有了心理准备才能沉下心来安静地做研发等工作。 三、结语 光伏专业培养出的本科生应有足够的行业工程背景,以适应光伏行业的高速发展。因此分层次进行校企合作增强学生理论联系实际的能力尤为重要。高校可以充分利用本省已有光伏企业的资源,搭建沟通桥梁,建立实习基地,通过校企合作达到双赢的目的,引导企业精英进入高校做讲座,带领学生以认识实习、生产实习和毕业实习的形式逐步深入走进企业,培养学生解决生产过程中存在的实际问题的能力,为今后深造或从事光伏行业工作打下良好的基础。
建筑装饰施工技术论文:浅析房屋建筑装饰工程施工技术 【摘 要】随着社会的发展与进步,重视房屋建筑装饰工程施工技术对于现实生活中具有重要的意义。本文主要介绍房屋建筑装饰工程施工技术的有关内容。 【关键词】房屋;建筑;装饰;工程;施工;技术; 引言 随着社会经济的发展和人民生活水平的不断提高,城市房屋建筑的建设也在发生着日新月异的变化。社会文明的发展带动了人们生活观念的转变,人们不再单纯地追求房屋建筑的数量,而是更加注重建筑物的品质,包括外观、装饰、安全性、耐用性以及功能性等,并以此作为提高自己生活工作舒适度与质量的方式。房屋建筑装饰工程施工则是实现这一建筑品质的必要过程,其施工技术的好坏将直接或间接影响到房屋建筑工程的质量和用户的满意度。 1建筑装饰理念 建筑的功能决定建筑装饰理念。所谓建筑装饰理念,就是把建筑的功能与建筑美学相结合的一个抽象的表述,它决定了建筑风格的定位和室内装饰的环境,是建筑装饰的指导思想。一般而言,根据建筑满足物质和精神方面所占的比重分为:宗教式建筑、实用性建筑、纪念性建筑。大多数建筑为实用性建筑,除了满足普通的物质需求、功能需求外,它也能满足人们对建筑美学的精神追求;具体表现在:实用性建筑物功能的合理性、与所在环境的协调性、视觉美学享受的舒畅性。宗教式建筑和纪念性建筑主要给予人们精神的满足。 每个人对住宅的风格要求不同,装饰理念也不同,它与人的审美标准、文化素养、生活背景阅历及知识构造相关。“现代简约”型、“典雅富丽”型、“复古奢华”型、“中式古典”型、“实用简洁”型等。不同的装饰风格带给人们的视觉享受与对心理和精神的塑造是不同的,因此,人们对建筑物装饰的时候,要考虑装饰完成后的反射效果。风格没有好坏之分,能使人产生共鸣,与人精神追求相统一是抽象的装饰理念实物化后的最佳效果。 2 房屋建筑装饰工程现状分析 当前建筑工程功能逐渐专一,我国建筑都对于自身的用途进行了工程装饰,从而增加建筑的美观及其使用。但因为传统建筑过于粗糙,在工程结束之后经常会出现一些问题,例如内部装饰脱落、外墙砖掉落等情况经常发生。并且我国大型建筑装饰在中标之后,很多企业会将工程进行分包,一些分包企业不具备相关的资质,这就造成了装饰工程在施工的过程当中,施工管理技术落后,产生了很大的隐患。一些工程项目还经常会产生一些情况,在施工队伍进场之后,会发现设计单位在洗手间的位置上并没有留有排水管道,增加不必要的成本。所以,在施工之前一定要进行图纸的审查。同时,因为工程设计人员个人素质因素,对于施工工艺及其新型材料的应用不是很多,这就需要施工人员与设计人员进行沟通,而不是一意孤行。对于装饰工程来说,最为重要的是需要隐蔽工程,例如给排水工程管道的水压试验,试验是非常简单的,但是却是整个工程比较关键的环节。假如隐蔽安装、防水及其他工程竣工之后再发现漏水现象,再找原因是非常困难的,会产生很大的损失。 3 高层住宅装饰施工常见的五种方式及施工工艺 3.1清水类 清水类装饰即是没有装饰层或者只有修饰、保护性的一薄层,实质上是基于“自然美”或“结构美”的设计理念。现代主义五位建筑大师之一的密斯曾以“少即是多”概括他的艺术观,认为“当技术实现了它的真正使命,就升华为艺术”,开创了纯粹的钢加玻璃的“技术精美主义”建筑流派。后来安藤忠雄亦以“清水混凝土”风格著称。目前高层住宅清水类装饰主要体现在外立面的清水混凝土及室内的清水砖墙上面,“清水混凝土”还可以减少结构构件厚度,增加房间使用面积,但目前普及度不广,对施工细节要求比较严格,是一种比较有发展前景的施工作法。 3.2抹灰类 抹灰类装饰,从基本构造层次看面层与底层合一,或者只是调整原料中骨料与胶凝材料的比例,以节约成本,其间可加入中间功能层,如防水层、隔音层等。运用在顶棚和墙面上,可分为一般抹灰和高级装饰抹灰,运用在地面上和平屋面上属于整体式地面类。由于主要涉及大面积的铺灰,如何保证均匀平整、控制垂直度及抗裂就成为施工的关键。在高层住宅装饰施工中按施工难度及相似性主要包括:抹灰顶棚、抹灰墙面、细石混凝土地面、外墙保温浆料层、屋顶水泥砂浆找平层。 3.3涂裱类 涂裱类装饰可分为涂刷和裱糊两类。底层与面层明显区别开来,亦可在抹灰类施工的基础上进行面层的施工,将抹灰层当成底层,所以涂裱类是比抹灰类更高级的装饰,面层与底层之间亦可加入中层功能层,如隔音层、保温层等。根据最终装饰效果的相似性,如果说涂刷类装饰是一种现浇的施工,则裱糊类不妨看成是一种预制的施工方式,均是最终在建筑构件的表面形成一层装饰薄层,达到特定的线条、色彩、肌理等艺术美感和物质情感。其中涂刷类依材料的不同又包括刷浆、油漆和涂料三种,裱糊类分干裱和湿裱两种方法,按基材类型主要有壁纸和壁布两类。涂裱类的施工工艺主要包括:基层清扫刮腻子磨平磨光涂裱面层刮腻子是指用刮腻子板把调好的腻子刮于基层上,目的是填补孔洞、找平,运用于木基层、混凝土或抹灰基层,腻子可依基层的颜色加入颜料进行调色。磨平磨光是指用水砂纸将腻子表面磨平或漆料表面磨光,水砂纸的运用是先粗后细。涂裱面层的施工,要特别注意保护,如果是涂刷类,还要注意防尘和防止空气气流的流动,避免在成膜时形成毛糙表面。 3.4粘贴类 粘贴类装饰在墙面上主要指饰面砖、饰面板等块材的湿作业施工,在地面上则主要指地砖、石材、塑料地板等。其底层与面层也是明显区分,中间亦可加入功能层,如保温层。常用的饰面砖有面砖、锦砖类,饰面板主要包括天然石材和人造板材。粘贴类所用胶凝材料主要为水泥砂浆与胶水两类。以饰面砖粘贴为例,施工工艺:基层处理预排浸泡、晾干粘贴。预排主要是为了控制非整砖的数量和位置,浸泡时间一般至少2h,冬季施工可用温水并渗入2%左右的盐。粘贴可用8mm厚的1∶2水泥砂浆,掺入0.15的石灰以改善其和易性及柔性。粘贴时遇管道、开关等应整砖套割而非拼装。如果是锦砖,其脱纸时间一般在40min之内,揭纸后应及时检查砖缝,并适当对个别小砖块进行拔正调直。 结束语 自从我国改革开放以来,建筑装饰行业开始兴起,并得到了稳步的发展,房屋建筑装饰行业中的各项技术水平也有一定的提高。很多建筑装饰公司开始着重发展装饰配件的生产和施工现场安装、调配工作,这项工作会带动建筑装饰行业走向新的发展方向,和以往的施工方式相比将优化生产质量、减少环境污染,同时提高工作效率。总的来说,近几年来我国的建筑工程施工技术得到了快速的提高,而且有些技术已经和国际接轨。随着建筑行业的发展和科学技术水平的提高,建筑行业应该积极开发新的技术,不断总结经验教训,积极学习国内外先进的施工技术和管理方法,推动我国建筑工程施工技术领域的不断发展。 建筑装饰施工技术论文:建筑装饰装修过程中的绿色施工技术 【摘要】目前,绿色施工技术随着建筑工程领域的不断强化逐渐成为人民关注重点,中国当前对建筑装饰装修过程中的绿色施工技术进行普及,不仅在健康和环境上对人民有益,也是国家能源战略上的需要。下文笔者通过自己工作经验以及对这方面多年的研究,通过在施工中能源的高效率利用以及施工中要注意的点对建筑装饰装修过程中的绿色施工技术进行分析和探讨。 【关键词】装饰装修,工程施工,绿色施工 引言 在我国现代社会,建筑中装饰装修是房地产业关注的一个重点,好的装饰装修对人民的幸福感和生活质量的提升有着很大的影响。但是在装饰装修过程中大量的建材废料,油漆,废水,以及在施工中噪声等等的产生也是不可避免的,这为环境和人民造成了很大的负担。建筑完成后,如果用的材料不好,还会产生对人体有很大危害的有害气体,所以在建筑装饰装修中使用绿色施工技术是急需要的。 1装饰装修概述 装饰装修是指运用美学技术,对室内成型空间环境进行艺术加工,组织,施工。将人们日常生活中学习,游乐,工作等等环境进行多功能处理。将坏境布置成既有物质技术又有艺术技术的组合。装饰装修工程体现了一个建筑的物质功能和精神功能。是建筑中人民很关注和在意的过程。好的装饰装修增强了居民的幸福感和舒适感,为人民创造了一个优美,理想的生活环境。 2装饰装修工程施工 2.1装饰装修工程施工中绿色施工技术要求 建筑的装饰装修时要在以下几点进行关注,这样才可以保证建筑的装饰装修实用性,安全性,美观性。第一,我们在日常的平时生湖中,要认真看待每种材料的要求,经所用材料在实际工作中所起的作用来承担实名,结合技术要求,将材料的强度变形,含水率等等充分考虑,努力为居民创造更好地居住环境。第二,设计装饰装修构造的要求,其中的一方面,在建筑的设计过程中,对装饰装修物的附着剥落情况一定要注意,保证居民的安全,只有这样才能让居民放心大胆的生活在舒适的环境中享受生活,提升幸福感。第二,在工程中,装饰装修等等工程的构造要要和建筑主体受力保持一致。将整个工程的安全感进行提升,另外,也要和建筑主体的温度变化保持一致。第四,在建筑工程中免不了要将装修层进行分层,在分层和厚度上要保持均匀,将建筑的美观和实用性有机结合在一起。第五,装饰装修可以在保护生态环境上对世界的生态进行保护和维持。第六,在建筑中,将足够的重视放在构造的防火,防潮,防水等等上。 2.2室内装修工程施工工艺 在建筑中,室内的装饰装修主要表现在顶棚,门窗,墙柱和隔墙装饰装修。隔墙装饰装修由木隔断,轻钢龙骨隔断和玻璃隔断组成。地面装饰装修由木地板,地毯铺设。墙柱的装饰装修包括石材,玻璃,不锈钢板,防火板等。顶棚装饰装修则由铝金龙骨雕顶棚,轻钢龙骨等组成。 2.3室内装饰装修工程绿色施工 节约用水,节约用电,节省用地是现今室内装修工程绿色施技术主要围绕和展开的地方。未来将会是资源匮乏的时代,将水电地等宝贵资源进行合理节约的使用是如今时代刻不容缓的事情,为我们的国家增加社会竞争力,也为我们的后代留下资源。 2.4绿色施工材料的利用 在工程施工之前,将所要用到的材料以及材料使用量的多少进行严密的计算,不要让材料浪费。材料的运输过程中,要根据材料的具体材质合理分析,通过材料的不同选择不同的装卸以及运输工具,更要在材料运输完后根据材质进行不同的装卸方案制定,将材料的遗失和损害减小到最少。在材料的运输过程中,尽量不要进行二次搬运,努力在一次搬运的时候就将工程材料所需量运完,在施工的过程中,将材料进行合理的布置,堆放在合适的地方,并对材料和器材进行一定的保护措施,把责任落实下去。这样才会对材料器材的保护起到最显著的作用。在材料选购的时候,根据工程的进度。材料库存情况等等制定合理的选购计划,尽量在选购的时候提倡就地取材。对购买路线的路径方案等等进行优化设计,将材料的利用率,路线等等进行最优化。 3绿色施工能源利用 在工程还没有开始之前,就要去对工程进行合理的规划,争取将建筑中的能源消耗减少到最低,并将能源使用率加强到最大。对施工设备进行有效的利用。在对装修装饰材料等进行购买时,要根据国家规定的标准,在对材料的选择上选择隔热性,保温性好,而且对环境的危害降低到最小的材料。同时,在用电这个问题上一定要严加注意,在用电现时对用电指标进行明确规定,在平时的用电使用中,进行对比分析,并不断核算,将用电减少到最小。如何现场有条件的话,最好利用地热,太阳能等再生资源。[1] 4绿色施工水资源利用 在建筑的装饰装修过程中,对整个工程进行合理规划时,首先要制定合理的用水计划,我国是一个人口大国,人的生存最离不开的就是水,国家在用水这个问题上一直在不断进行调整和努力,希望能让偏远地区的人民喝到足够的用水。所以在建筑装饰装修过程中要对水的利用增强到最高。在施工现场时使用节水器具,安装节水系统,争取将水的节约发挥到最好,在现场给设备或者车辆进行清洗时要对水使用循环使用的方法。同时,在现场建立水的手机系统是很必要的,将雨水等等进行合理利用,加强水的节约。 5绿色施工节地利用 在建筑工程中,对节地的概念分为两个,一个是用地指标,另一个是用地保护,在工程还没有实施之前,要对用地进行一个合理的规划,根据现场的条件,对占地规模进行合理的确定,将占地的计划控制在用地指标最低面积。将用地进行合理规划,把用地效率提高到最高点。在保证施工安全和施工质量的情况下,最大限度的避免废弃地的出现,把用地高效率体现出来。 6绿色施工中的新技术,材料,设备以及工艺的利用 (1)在我国现代社会,应当大力发展各种技术,不断对绿色建筑材料进行研究和创造。把节省各种能源,增强资源使用率和循环率等技术上不断进行努力。研发低有害物质排放量的材料。逐渐把高性能,高强度建筑材料进行取代如今的材料。把如今中国现代有限的资源进行合理利用。在施工现场,研发低油耗低噪音的机械。努力提高绿色施工的水平,将其对环境的影响减少到最低。 (2)强化信息技术的应用,如今社会,信息技术越来越高端,可以在建筑工程之前,用先进的电子技术将建筑的整个过程模拟出来,这样的话,不仅让工作人员对自己的工作职责有一个全面的认知,将材料用量的使用精确的计算出来,还可以预见很多不利因素,将施工成本,资源的浪费降低到最少。同时,通过信息技术的应用,可以将工程进行严密的规划和精心的建造。[2] 7总结 工程绿色建设是一个漫长的过程,我们要严格执行国家规定的要求,自觉将建筑中的绿色施工进行到最好。 建筑装饰施工技术论文:简论建筑装饰工程中电气安装施工技术措施 【摘要】人们的生活质量水平不断提高,为此人们对建筑物的安全性和舒适性也就提出了更高的要求,所以不仅要保证建筑工程电气安装施工图设计的美观,更重要的是要保证其质量的安全可靠。本文从电气安装目前的现状进行分析,探讨了建筑工程电气安装施工的技术方法,希望能从根源上杜绝电气安装问题,保证建筑工程电气安装健康、稳定的发展。本文主要从我国电气安装中施工的现状及解决措施,简单的分析了电气工程安装的技术方法 【关键词】建筑装饰;电气工程;安装施工;技术措施 一、目前建筑电气安装工程现状及措施 (一)电气工程安装现状分析 1、建筑电气安装工程设备用料。很多建筑行业在进行电气安装的时候,采用的是三无产品,没有任何的相关检测手续和说明报告。使用的相关导线不按规定和标准进行采购,而是采用电阻率相对较高、绝缘性能较差以及低熔点等非节能环保材料的电缆和导线。其中电缆的相对耐压性能较低,温度承受能力也较低,抗腐蚀性能同样较低等,都为工程总体质量埋下了安全隐患。在投入使用之后的寿命也会相应缩短,为以后的工程维修都起到了不良影响。 2、建筑电气安装工程防雷接地问题。由于相关技术人员以及管理人员的行业素质较低、责任心不强,采用的避雷保护设备材料不合格,从而导致避雷线高度、长度都不符合相关标准,进行电焊安装也没达到规定要求,因此,对建筑的保护作用等同于无,为以后建筑投入使用时留下了非常大的安全隐患。 3、建筑电气安装工程电线管敷设问题。一些建筑公司在进行电气安装的过程中,以次充好,用薄的电线管代替厚壁的电线管,用铁质的代替镀锌的电线管,用半径小的代替半径标准的电线管等,同时为了节省更多的工程投资,不按照相关规定进行过渡盒的安装。一些工人和技术人员对工程质量不负责任,造成了大量原材料的破损。工程导线的安装操作不规范,相应的电压电阻等都超过了限额规定。 4、电气安装工程管理方面存在的问题。采购人员对产品质量的识别能力比较低,存在进货渠道把关不严的问题,为了获取利益,存在以次充好等不良现象。企业自身对工程质量不够重视,不少建筑企业在进行电气安装工程时,由于利益的驱使,对施工现在才去宽松监督政策,不少施工过程都是得过且过,只注重工程的外部,而忽视工程的内在质量。对国家的相关行业技术标准存在故意逃避责任,从而达到降低工程成本获取更多利润的目的。 (二)电气安装工程相关问题防治措施 1、需要对技术人员管理人员组织专业的技术以及产品鉴别培训,建筑企业自身也要对工程的质量进行重视,严格材料把关力度,采用质量安全可靠的基础材料设备。通过严格的测试及检测程序,检验合格方可使用。工程完工后进行相关的测量措施,保证工程质量达到国家的要求标准。其次,加强对技术人员的专业培训,同时加强施工人员工程质量的责任心,在相关的焊接过程做到手准心细,安装行业标准进行严格的焊接程序。对避雷线的采用也需要严格的检测和安装,以避免工程投入使用后,由于产品质量原因造成不良后果。 2、相关的材料设备,管道电线,都要采用符合国家标准的安全材料,安装位置也必须按照规定标准进行安装,不能不顾后续使用,随便安装。 二、电气安装的施工方法 针对目前我国电气安装存在的问题不但要了解应对的措施,重点还要掌握安装的技术方法,才能从根源上解决问题。电气安装的主要方法有: 1、钢管暗配一般要求 敷设于多尘和潮湿场所的电线管路、管口管子连接外均应做密封处理;进入落地式配电箱的电线保护管,排列应整齐,管口应高出配电箱基础面50~80mm。 埋入地下的电线管路不宜穿过设备基础,当必须穿过时,应采取保护措施。管与盒在焊接连接时,应一管一孔顺直插入与管相吻合的敲落孔内,伸进长度最好为3~5mm,应在管与盒的外壁相接触处焊接,焊接的累计长度不宜小于管外周长的1/3。 2、PVC电线管暗配要求 PVC电线管耐腐蚀,但易变形老化,且机械强度不如钢管好,它常适用于室内有酸、碱等腐蚀介质的场所,不得在高温和易受机械损伤的场所敷设。线管暗敷时,以最近的线路进行敷设,且尽量减少弯头的数量,以便管内穿线时减少阻力;电线保护管的弯曲处不应有褶皱、凹陷和裂缝,而且弯曲程度不应大于管外径的10%。线管的弯曲半径也应符合规定,当线管暗配时弯曲半径不应小于管外径的6倍;当线管埋设于地下或混凝土内时,它的弯曲半径不应小于管外径的10倍。暗敷于砌体内的PVC电线管,补槽时填充水泥砂浆的强度等级不小于M10作抹面保护,其厚度不小于15mm;所有进盒的电线管,必须采用锁扣连接,也应做到一管一孔,没有线管进入的盒面上的敲落孔应保证完好无损。 3、线槽、桥架安装 金属线槽和桥架安装时,应拉线安装支吊架,保证支吊架在同一直线上。各功能用房内的水平槽架安装应加防震措施;桥架上支架的固定点间距应不大于2米,固定桥的支架必须牢固、美观;桥架的连接有外连接和内连接两种,螺栓采用方径螺栓,且螺母放在桥架的外侧;不同电压、不同用途的电缆不宜敷设在同一桥架内,如受条件限制确需安装在同一桥架内时,应采取隔板隔开;电缆桥架必须有可靠的接地;垂直敷设的电缆其垂直度允许偏差在5mm以内。 4、金属软管敷设 钢管与电气设备、器具间的电线保护宜采用金属软管,金属软管长度不宜大于2m;金属软管,不应退绞、松散,中间不应有接头,与设备、器具连接时,应采用专用接头,连接处应密封可靠;金属软管的安装应符合下列要求:弯曲半径不应小于软管外径的6倍;固定点间距不应大于1m,管卡与终端弯头中点的距离宜为300mm;与嵌入式灯具或类似器具连接的金属软管,其末端的固定管卡,宜安装在自灯具、器具边缘起沿软管长度的1m处。 5、照明器具安装及接线 照明器具安装,应在土建装饰完成后进行,单股导线可直接与器具连接,多股导线应搪锡并压接线鼻子后与器具连接,插座相序为左零右火上接地,开关应为火进控出再接灯,大型灯具有安全保证措施,特殊场所灯具应有减震措施,各种箱盘及大型灯具有可靠接地。照明器具的型号、规格必须符合设计要求,安装标高符合设计和施工规范的要求。成排照明灯具安装时,其中心线允许偏差不大于5mm,导线进入灯具处绝缘良好且留有余量,接触严密。成排开关面板时,高度应一致,高低差不大于2mm,同一楼层开关、插座高度应一致,允许偏差不大于5mm。 6、防雷接地 按一般要求所有电气设备正常不带电,而事故情况下可能带电的金属外壳,均应做良好的接地或接零,变压器中性点、外壳、开关及操作机构的金属底座、电缆、电缆头金属外皮、电缆保护管及所有金属支架,都必须可靠接地,其接地电阻不得大于1欧姆。防雷接地应由专人负责,结构主筋绑扎时应焊接跨接线,均压环与主筋引下线也应焊接跨接线;建筑物门窗如需接地时,在焊接引下线时,预留接地端子,并与门窗相连接;专用接地采用铜线时,则需用铜套管压接,与接地体用端子连接。 综上所述,在施工中,电气安装的施工方法与技术是一个电气技术人员应有的技能,除了了解国家的有关规定、规范外实践中的经验积累也是不容忽视的,只有在实际工作中不断学习才能真正提高自己。 建筑装饰施工技术论文:浅谈建筑装饰工程施工技术的应用 【摘要】随着经济的发展,人们的生活水平不断提高,城市环境也得以不断改善,多层建筑的装饰标准与质量要求也越来越高,造价比重也就越来越大。 我们知道,质量是工程建设“ 百年大计”的最基本的工作,而在当今多层建筑工程的项目管理中,质量控制的因素主要表现在“ 人、建材、施工工艺、机械设备和环境”五个大方面。下面,我们就以多层建筑的装饰施工程序展开简要的分析研究。 【关键词】多层建筑;装饰;施工;程序 新型装饰材料和制品已在多层建筑工程中大量推广应用, 并取得了较好的技术经济效果;同时,新的施工工艺也层出不穷,并有由湿作业向干作业发展,以“ 贴、涂、喷”为主的趋势。 复杂体型的多层建筑与超多层建筑物的不断出现,以及新技术、新材料及新工艺的广泛采用;对装饰工程的施工程序以及管理也提出更高的要求。 1 多层建筑装饰的施工程序 多层建筑装饰工程, 为防止空间立体交叉流水作业过程中,互相干扰和污染,宜从上而下实施施工。 在装饰阶段,先外墙批灰后室内精装饰;而室内精装饰,先上一层后下一层、先湿作业后干作业,先里间后外间、先天花再墙面后地面。 室内装饰在逐层批灰、预埋水电线管并填塞孔洞与缝隙以后, 从最顶层逐渐向下施工;同一层室内,宜先天花及墙面刮双飞粉,再墙面及地面铺贴磁砖,先阳台铺防滑砖,卫生间铺贴瓷片和防滑砖, 再客厅和饭厅地面铺地砖或木地板,最后走廊及电梯厅铺地砖;在屋面防水层或上一层的泥水作业基本完成后, 再进行下一层室内干作业,先铺贴瓷片,防滑砖及地砖等泥水作业,再吊顶、刷涂料、安门窗扇及装玻璃、油漆及木地板擦蜡。 应重视原材料的采购和验收工作, 选用较好的装饰材料, 对合格材料也选分等级并用于不同施工部位。坚持先定“ 色样”,再做“ 样板”,先组织操作示范,然后组织全面施工,做到有条不紊地施工。 2 多层建筑的装修施工的管理措施 编制一份完整的、各方面都认同并遵照执行的后期施工计划是达到“ 有序”的前提。 计划的目标是合同竣工期, 其中关键的问题是施工交叉配合, 明确在某个阶段以哪个工种为主,例如:顶棚内的风管、电线不安装,吊顶就做不了。在几项工程中, 装修施工常常以安装工程为主,以其为先导。 因为安装占用工期长、系统性强,调试周期也长。 有了这种共识,问题就解决了一半,为了满足工期要求,综合计划往往用“ 倒计时”的方法安排。 要建立一个有权威的、反应快捷、效率高的协调机构。 由多工种、 多专业单位来共同施工,如果不善于组织协调,势必现场混乱,难收工程实效。 协调机构视具体情况设置,如系工程总承包,由总包项目部承担,如有若干项目是由业主发包的,可联合业主方、监理方和总包方(项目部)共同组成。 协调机构要定期开会,有议有决,严肃认真,雷厉风行。各施工单位互创条件,为了共同的目标――按时竣工,协同作战。 要相互了解有关专业的设计及技术要求。以往施工中把各单位的技术人员组织起来,以例会形式相互交流技术要求。目的是解决图纸矛盾和不足之处,实践证明,图纸不清、图纸矛盾是影响后期施工的主要因素,因此,必须花大力气把问题解决在施工之前。 3 正确、合理地解决的具体问题 要解决统一的标高、轴线、不能混乱。土建有轴线,标高不能混乱,安装也同样,应由基础、结构施工单位提供, 不能随心所欲或粗枝大叶地定标高,否则积累误差会导致恶果。标高应以建筑为准,结构标高应与其一致。 要控制好工作面。空间大、楼层多是多层建筑的优势。 但工序多、工种多、交叉多,相互争工作面的情况时有发生。 除在长计划中细致安排外,还要作短期协调,某个工作面谁先进入,谁跟进,何时进,何时退,都须确切决定。 对于某种原因而工期延误的,应设法抢回,使施工始终处于有序、受控状态。 成品保护。对本工种已完工的成品、半成品要有保护措施, 同时也要注意保护他人的成品,成品被破坏是后期施工的常见病多发症。 空喊不行,一定要落实到物,落实到人。 设备保管。在闹市区施工,工期短,设备无库堆放,一些“ 泵”“、 机”、“ 柜”“、 箱”等设备应带箱堆放,保证做到:不淋雨、不受潮、不被砸、不被碰,零部件开关、手把、表盘、电动机不被拆、不被盗,说明书完整无缺,移动设备时,要经过责任人员。 使设备时刻处于完整无损的状态。 在结构上打洞、开槽、补埋铁件一定要经过结构施工单位的技术负责人核准。 重要部位要报知设计单位,预应力结构上不得开槽、凿孔。处理好交叉施工的安全防护和脚手架的占用,后期施工, 一个垂直工作面上可能有两个或三个单位同时施工, 立体交叉的防护工作是后期施工管理要解决的一个突出问题。 要全面采取措施,既要保护自身,也不能伤及他人。脚手架的占用、拆、搭都要控制,拆扣件、抽钢管、移动脚手板是绝不允许的。 用水、用电及接水接电要有控制,不能超荷浪费,污水排放要有组织、有控制地进行,避免污水污染施工成品或设备。 使用垂直运输机械,应统一安排,不能强占使用,发生纠层以上隔层停靠,以缩短电梯运行时间,对于大宗材料或多台设备,采取夜间运输的办法,把垂直运输设备的利用作到井井有条。 禁止用楼层作临时设施。 多层建筑,尤其是处在闹市区的多层建筑, 可供施工使用的场地少,往往占用楼层作仓库、办公室,甚至作宿舍、食堂。通过多项工程实践,感到进易退难,除非迫不得已,切忌占用楼层。文明施工。多层建筑主体文明施工较易保持,装修阶段保持难度较大。室外场地要堆材料、模板、脚手及设备,楼层要清理,垃圾要运走,有时工期紧,室外沟道要开工大型施工设备要拆除,室内作业人数多,消防、保卫均须统筹安排。采取的措施是:划分平面设专人作动态管理,堆放材料设备有专人安排,永远保持文明施工形象。 应先选色和做样板间, 在确定设计要求的色相后,进行试配色,随后做出实物样板,要使样板色与实际大面积的色彩基本保持一致; 在建筑物外部做到层次分明,施工中不咬色、不污染同种颜色上下左右均匀一致。多层建筑标准层多,房间数量多,特别是内装饰标准高的房间,应组织有经验的工程技术人员和熟练工人, 先做样板间或样板层,经鉴定符合要求后,才以此标准进行大面积施工。 做好技术交底与实施奖罚措施, 技术人员施工前制订切实可行的技术措施和作业指导书, 并对所有操作工人进行详细的技术交底,让每一位工人对自己的施工内容及要点做到应知和应会,然后才全面地推行施工作业。 装饰工程的人工单价, 应按不同的质量标准而有所差别如验收质量达到优良标准的人工费宜比合格标准的高出10%~20%。同时对一次验收不合格和返工者,应有一定的经济处罚。 4 结论 综上所述,多层建筑装修工程的特殊性要求我们在装饰施工时要有特别的注意管理问题,通过合理分析我们从编制后期施工计划、建立相关协调机构等方面, 提出了很多多层建筑的装修施工处于有序、受控的管理状态的措施与主要管理方法,以便更好的保证建筑质量,为居民创造安全、舒适的生存环境。 建筑装饰施工技术论文:论建筑装饰装修的施工技术与管理 【摘要】本文对建筑装饰装修的施工技术与管理进行了探讨,并提出了相应的分析措施。 【关键词】建筑;装饰装修 ;施工技术;管理 前 言 装饰装修指的是建筑物以及构造物的内外空间能够达到规定的环境质量的要求,并通过利用装饰装修的相关材料,对构造物外表、内部以及建筑物做一定的修饰处理。建筑装饰装修的施工技术与管理,直接影响着企业的利益,因此,我们要加强对它的重视,保证施工质量,进而提高建筑企业的市场竞争力。 1. 建筑装饰装修施工技术的特点 随着我国经济的不断发展,人们对物质文化方面的要求也越来越高。建筑装饰装修工程是人们的生活中重要组成部分,对我们的生活具有不可忽视的影响。建筑装饰装修中,不仅包含了技术性与艺术性,还具有较强的科学性,是一门综合性工程。在进行施工的过程中,设计人员与施工人员要进行详细地沟通,只有在符合施工标准以及客户满意的基础上才能施工。建筑装饰装修工程不仅对建筑进行了简单的处理与美化工作,更重要的是对其进行了环境艺术美化,使建筑与周围的环境相融合。 近年来,人们越来越关注环保,绿色、环保的理念开始出现在建筑装修装饰之中,各种新材料、新技术、新工艺、新理念运用而生。从而使得建筑装饰装修与现代艺术、技术更加紧密相联。我们相关工作人员,也要将这些新材料、新工艺、新技术运用到实际的工作之中,实现节能、环保。 2. 建筑装饰装修施工行业发展趋势 当前,我国将环保列入了经济建设的三大主题之一,这就需要建筑装饰装修施工的总方向做出一个调整,将节能、环保等列入核心地位。要对以往的传统程序进行一些改变,首先要做到部门生产工厂化,这样就是为了能够更好的实现施工现场的装配。随着高新技术的不断引入,相关的工业产品也会随着增多,工业产品能够实现直接在建筑装修装饰工程上面进行装配。多种高新技术的运用,要求多种领域的行业也出现相应的变化,互相推动之下我国的建筑装修装饰施工会 出现本质上的变化,产品精度不断提高,工程质量也在材料和制度之下达到标准要求,尽量做到无污染施工,带有很强的时代感。 3. 建筑装饰装修施工技术存在的问题 3.1 建筑装饰装修的主要质量问题随着科技的发展以及社会的进步,近几年,建筑装修技术也获得了很大的提升,但是,由于技术标准跟不上技术的发展,因此,施工质量问题时有发生,建筑装修在许多的工程项目中没有达到满意的效果,有的建筑装修还存在着安全隐患,这些问题都应该引起高度重视。 3.2 技术人员综合专业素质比较差。建筑装修的技术人员不仅要懂得土木建筑的专业内容,还要懂得美学、风水学以及社会文化等许多社会学方面的一些知识,要具有很高的综合素质,要具有很强的装饰技术水平,以及丰富的工作经验,装饰装修专业知识要娴熟,只有这样,才能够保证装修的施工质量,有效完成装修装饰工作。 3.3 施工材料不断更新,施工标准跟不上技术的发展如今,装饰装修施工材料品种繁多,新材料以及新工艺不断推出,例如贴面板材、玻璃幕墙等新材料,在装修工程中,许多新材料已经逐步替代传统材料,但是,装饰装修标准却没有跟上时代的步伐,落后于现代技术,在实际施工过程中,装饰装修很难制定有效的标准来控制施工质量。 3.4 建筑装饰装修中的安全问题。安全是建筑装饰装修施工中重要的问题,但是由于对安全问题的不重视,在施工中会存在一些安全隐患。施工人员以及安全监管力度不够,也是造成安全问题的重要原因。 4. 加强建筑装修施工技术的策略 4.1 加强对施工现场的管理 在装饰装修施工现场中,尤其是大型施工中的所涉及的材料是复杂、繁多的,因此,要对材料进行严格管理,科学划分。在施工现场实行全封闭作业,确保工程的安全顺利进行。同时,要加强施工现场安全生产的管理,做好施工现场的管理协调工作。 4.2 培养高素质的施工技术管理人员 培养人才是建筑装饰工程技术施工的基础。人员素质越高,装饰工程企业的竞争力和发展潜能越大。而高素质的管理人员,是提高装饰工程技术的关键,因而,要积极培养高素质的施工管理人员。装饰工程企业不仅要扩大招聘力度,吸引更多有人才的加入,也要制定详细的培训计划。目前,建筑装饰行业中,缺少既懂技术又懂管理的综合性人才。在培训时,针对不同的人才进行培训,发挥人才的自身特长,不断加强管理水平和技术水平的提高。提高建筑装饰工程的施工,就是对人员的综合素质的提高,要不段发挥人才的重要作用,带动装饰工程企业的快速发展。 4.3 环保意识的加强 在建筑装饰工程施工中,一定要加强环保的意识。目前,人们对装饰工程已经从美观逐步面向了环保节能。在建筑装饰工程设计时,设计人员要严格按照节能设计,环保设计的思路出发。再者,是建筑材料中环保材料的使用。在装饰施工时,材料的选择一定要严格把关,不能把略质、污染大的材料引用到建筑装饰施工之中。环保意识的加强,不仅对使用者至关重要,对施工人员也是关切着自身的安全与健康。 4.4 加强施工过程中的监督管理 在进行建筑装饰装修施工技术的管理过程中,严格的监督与管理是必不可少的。通过科学、合理的奖惩制度可以有效提高员工的工作积极性。在进行施工技术管理的过程中对施工的各个程序都要进行严格监督并且跟踪检查,这样能及时发现施工过程中存在的问题,并采取适当的方式进行处理。对于质量不合格,相关技术运用不当的情况,要进行及时更正,对于影响工程质量,但已完工的分项,不能将就而过,要在不影响使用的情况下,重新施工,做到安全,万无一失。 4.5 制定可行的建筑装饰装修方案 在建筑装修装饰施工之前,要准确制定装修方案,制定统一的装修标准,在制定方案的时候,要充分考虑其适用性以及技术可行性,不但要设计新颖,独具特色,还要保证质量,不能够影响建筑工程的主体结构,要保证安全。 4.6 加强建筑装饰装修安全管理 完善建筑安全法律法规体系,着力提高监督执法力度。加强对施工人员的安全教育,安全教育是一个长期的过程,贯穿于施工的各个阶段。对专业的管理人 员、技术人员进行本专业、本工种的安全技术规范和措施教育。加强安全管理机构的监督力度,对于建筑装修装饰施工现场,要根据施工现场的特点建立安全领导小组,加强对安全的检查与治理。同时,要加强安全技术的管理,所有建筑装饰装企业的工程施工组织设计都必须有安全技术措施,针对不同的施工方法和工艺制定相应的安全技术措施,做好安全技术交底工作,针对季节性施工的特点也要制定相应的技术方案。 总 结 随着房地产业的快速发展,人们生活质量的不断提高,对建筑装饰装修也带来了的飞速发展,提出了更多更高的要求。但是,还有很多技术、管理还不是很完善,很多新工艺不能及时利用,这就需要我们从业人员,在不断的实际工作中,总结经验,创新技术,把建筑装饰工程行业做的更好。 建筑装饰施工技术论文:建筑装饰中的抹灰施工技术分析 摘要:建筑装饰工程中的抹灰主要是指用于建筑物室内外墙面的普通抹灰。本文主要针对墙面水泥砂浆及水泥混合砂浆抹灰施工中经常容易出现的质量问题进行技术分析,并提出解决问题的方法和应对措施。 关键词:抹灰施工质量问题;施工技术分析;应对措施 在建筑装饰工程施工中,抹灰技术是最常用的一种施工技术,也是最容易出现施工质量问题的分项工程。由于抹灰施工所用的材料较为普通,施工工序简单,再加上抹灰施工涉及的施工面积较大,从而施工时间较长,很容易引起作业人员对质量要求的放松,如果工程技术人员又疏于认真进行施工交底和工序检查验收,经常会出现施工质量问题。具体表现在以下三方面:1、墙面抹灰层出现空鼓、开裂、脱落。2、建筑物外墙面凸出的阳台、雨篷、窗台、柱垛等处的抹灰层完成面不在同一水平或垂直面上。3、墙面抹灰层表面不平整,阴阳角不方正,不垂直。 一、墙面抹灰出现质量问题的技术分析 1、抹灰层出现空鼓、开裂、脱落 首先从使用的材料方面进行分析,使用水泥不合格,黄砂含泥量太大,颗粒太粗或太细,石灰膏未完全熟化及含有其他杂质;其次从施工人员方面分析,作业人员质量意识不强,未能认真清理墙面浮灰、油污,没有按照技术交底要求针对不同的墙面基层作相应的技术处置。 2、建筑物外墙面凸出的阳台、雨篷、窗台、柱垛等处的抹灰层完成面不在同一水平或垂直面上。土建施工完成后的阳台、雨蓬、窗台、柱垛就存在垂直和水平方向不一致的质量问题,作为墙面抹灰作业人员在施工前未对整栋建筑拉通线,吊垂直线检查调整,确定抹灰层厚度或制定补救措施,必然导致凸出墙面的窗台、阳台等抹灰完成面不在同一水平或垂直面上。 3、抹灰层表面不平整、阴阳角不方正、不垂直。作业人员抹灰前没有认真对整个抹灰部位进行检查测量,土建施工时墙体砌筑及钢筋混凝土墙浇筑质量超过国家规范允许偏差,平整度、垂直度偏差过大,抹灰施工中未制定补救措施。 二、墙面抹灰出现质量问题应对措施 1.施工准备 (1)抹灰工程应有施工图,设计说明及其他设计文件。 (2)抹灰所用主要材料是水泥、黄砂、石灰膏等,其中水泥是关键材料,进场时必须质保文件齐全,包装应完好,并对品种、批号、外观和数量进行验收。水泥强度等级应采用32.5级以上,颜色应一致,并且是同一批号、同一品种、同一强度等级、同一生产厂家的产品。对于出产日期已经超过三个月的水泥必须进行复验,合格后方可使用,不同品种、不同强度等级的水泥不得混合使用。黄砂应采用平均粒径0.35-0.5mm的中砂,使用前应过筛,筛好后保持洁净,不得含有有机有害物质,含泥量不应大于3%。石灰膏用块状生石灰淋制而成,用筛网过滤,贮存在沉淀池中,使其充分熟化。使用时石灰膏内不得含有未熟化的颗粒和其他杂质,沉淀池中的石灰膏应加强保护,防止其干燥冻结和其他污染。 2.抹灰操作工艺 (1)对墙面基层认真进行清理,不同墙体的表面处理方法如下: a、砖墙基层处理 将墙面上残存的砂浆剔除干净,污垢、灰尘等清理干净,用清水冲洗墙面,将砖缝内的浮砂、尘土冲掉,并将墙面湿润均匀,抹底层灰前应刷一遍掺胶水泥浆。 b、混凝土墙面基层处理: 混凝土墙面表面比较光滑,故应将其表面进行处理,采用脱污剂将墙面油污清洗干净,自然风干后用笤帚涂刷一层混凝土界面剂或是参合胶黏剂的的水泥浆,使其凝固在混凝土墙面上以增加抹灰层与基层的附着力。 c、加气混凝土墙基层处理 加气混凝土砌体的特点是强度较低,孔隙率较大,在抹灰前应对松动及灰浆不饱满的拼缝或梁底板的顶头缝用砂浆填塞密实,并对凹凸不平、缺棱缺角的设备管线槽、孔洞等用砂浆整修密实平顺,检查墙面垂直偏差和平整度,同时墙面加钉钢丝网固定,然后喷水湿润,再涂刷一道界面剂或素水泥浆。 (2)封堵门窗口缝及墙体内埋设的水电管线缝、孔洞等 墙面堵缝工作作为重要的一道工序,应安排专人负责。首先认真检查门窗框,确保其位置准确,安装牢固,墙面埋设的电箱、管线、接线盒、管道套管固定也应牢固,然后用1:3水泥砂浆将缝隙填塞严实。对于墙面废弃孔洞及脚手眼,应将洞内杂物、灰尘等物清理干净,浇水润湿,然后用砖补齐砌筑严实。 (3)混凝土梁柱面缺陷处理 将混凝土梁柱等表面凸出部分剔平,将蜂窝、麻面疏松部分剔到实处,用掺和胶粘剂的素水泥浆涂刷表面,然后用1:3水泥砂浆分层抹平。 (4)测量、套方、找规矩 根据建筑物的高度确定放线方法,室外利用建筑物大角、门窗口两边,用经纬仪打直线找垂直。横向水平线可依据楼层标高或施工+50cm线为水平基准线进行交圈控制。室内墙面抹灰应根据基层表面平整、垂直情况,用一面墙做基准,吊垂直、套方角,找好规矩,确定抹灰厚度,当墙面凹度较大时应分层,衬底抹平。每层厚度约在10mm左右。灰饼可用1:3水泥砂浆抹成50*50mm方形块,为确定灰饼的位置,可在墙面上弹出十字线,按十字交点做灰饼,再用靠尺找好平整与垂直。 (5)抹基层灰、二层灰 针对不同的墙面,抹基层灰前可刷一遍掺胶黏剂水泥浆,然后抹1:3水泥砂浆,若是加气混凝土墙应抹1:1:6混合砂浆,抹灰厚度控制在6-8mm。分层抹灰可用2M刮尺刮平找直,表面用木抹压实搓毛,每层抹灰不应间隔时间太短,以防产生收缩裂隙影响质量。 (6)墙面分格、嵌分隔条 按图纸设计要求弹线分格,粘贴分隔条,分格条可使用成品塑胶制品,用粘结剂固定,粘分格条时注意横条、竖条均应在弹线位置上,防止上下左右粘乱,产生分格不均匀现象。 (7)抹面层灰 待基层灰达70%左右强度时可开始抹面层灰。首先将墙面洒水均匀湿润,先刮一层素水泥浆,随后抹面层灰与分格条平,并用2M刮尺横竖刮平,用木抹子搓毛,铁抹板压实表面层,待表面无明水时,用软毛刷蘸水垂直于地面向同一个方向轻刷一遍,以保证面层灰颜色一致。然后将分隔条内砂浆杂物清理干净,墙面保持洁净。 (8)滴水线抹灰 墙面遇有阳台、雨蓬、檐口、窗台、压顶或是凸出墙面的装饰线,均应在其上侧做成向外流水坡度,下侧做滴水线。窗台上侧抹灰层应深入窗框下侧槽口内堵塞严密。抹滴水线应注意先抹立面,后抹顶面,再抹底面。滴水线抹灰应整齐顺直,并做成内高外低,滴水槽的宽度和深度均不应小于10mm 三、技术关键要求 抹灰前的基层处理,必须经验收合格,并填写隐蔽工程验收记录。对于不同材料的墙体交接处表面抹灰前应采取防裂加强措施,采用加钉钢丝网,加强钢丝网与各基体墙面的搭接宽度不得小于100mm。遇到冬期施工的,施工温度应不低于5℃。 四、质量关键要求 从人的因素来讲,项目管理人员对质量的重视程度和操作人员是否能严格按工序要求实施作业是保证抹灰工程质量的关键。此外对墙面抹灰而言,粘结牢固,无开裂、空鼓和脱落,对墙体应清理干净,这是抹灰工程质量的基本要求。对表面光滑的墙面必须进行凿毛处理,抹灰前应对基体充分浇水均匀润透。避免基体浇水不透造成砂浆中水份很快被墙体吸收,引起质量问题。严格控制各抹灰层的厚度,防止一次抹灰过厚,造成干缩率增大,大面积抹灰应分格,防止砂浆收缩造成开裂。 结语 综上所述,只要我们在组织施工中认真遵循抹灰工程操作工艺实施,同时抓住技术关键和质量关键,督促抹灰作业人员的操作行为。抹灰工程的施工质量一定会有明显的提高,为实现工程项目创优打下良好的基础。 建筑装饰施工技术论文:房屋建筑装饰施工技术研究 【摘要】近年来,人们生活水平不断提高,对于房屋建筑装饰施工提出了更高的要求。根据房屋建筑装饰施工要求,加强装饰施工管理,严格把关房屋建筑装饰的各个环节,确保建筑装饰施工质量,满足人们对房屋建筑装饰不同的设计要求。本文分析了房屋建筑装饰施工的特点,阐述了房屋建筑装饰施工技术。 【关键词】房屋建筑;装饰;施工技术 随着房屋建筑设计的多样化和功能化,应根据房屋建筑装修施工的特点,进一步完善和优化房屋建筑装饰施工技术。房屋建筑装饰施工不仅要考虑房屋建筑装饰效果的持久性和美观性,还需要注意房屋建筑装饰施工的安全性和环保性。房屋建筑装饰施工单位应严格把关装饰施工的各个环节,不断提高房屋建筑装饰施工质量,为人们提供一个健康、舒适的生活环境。 一 建筑装饰的涵义 新形势下,社会生活发生了较大的变革,人们的意识观念以及对待事物的态度也都随之不同,对生活环境,包括居住环境和办公环境等都提出了更高的要求:建筑工程必须与其实际用途相符,体现自己的个性特征,充分表达使用人员的情感和审美需求;他们要求居住环境必须与自己工作或者生活中的心理体验、感受等一致。这些要求的提出,给建筑施工企业的工作提出了更高的要求。因此,要想提高自己的经济利益,各个建筑企业必须把握不同业主的使用需求,建设高质量的建筑物,还要加强建筑物的装饰工作,使各类房间的用品摆设与使用者的地位、兴趣、个性等高度一致。也正是在这种形势下,建筑装饰业获得了迅速的发展。 二、房屋建筑装饰施工的特点 1、施工工艺复杂 当前,房屋建筑工程内部功能区不断增多,结构越来越复杂,房屋建筑装饰工程具体的施工过程涉及多种施工工艺,如卫生间和厨房装饰施工,就包括八九种施工工艺,多道施工工序,房屋建筑装饰施工难度很大。 2、施工周期短 随着时间的推移,房屋建筑装饰会不断老化,每年几年需重新进行装饰,房屋建筑装饰施工周期短,装卸比较简单。 3、具有较强的改造性 传统房屋建筑内部的管道、承重墙、地板和主墙受到装饰技术的限制,施工改造存在很大难度。但是近年来,房屋建筑装饰技术快速发展,很多装饰样式都采用成套的统一材料,组装施工非常简单,也使得现代化房屋建筑装饰具有较强改造性。 三、房屋建筑装饰施工技术 1、做好施工准备工作 房屋建筑装饰施工单应结合装饰施工现场的具体情况,根据装饰施工设计图纸,规划合理的施工工艺和施工方案,制定完善的装饰施工管理制度,确保房屋建筑装饰施工按期完成。同时,仔细检验房屋建筑装饰施工设计要求和技术规范,强化施工人员的责任意识,提高施工人员的积极性和主动性,减少资源消耗,注意节能环保。 2、抹灰饰面施工 对房屋建筑进行抹灰饰面施工主要是将石子涂浆、砂浆和石屑浆等各种材料涂抹在房屋建筑表面,对房屋建筑结构有着保护和装饰作用。抹灰层主要由罩层、中层和底层组成,在抹灰饰面施工过程中,合理控制抹灰饰面厚度,并且要严格控制裂纹、起鼓、起壳等施工问题。在对房屋建筑顶棚抹灰饰面施工前,先进行屋面清理,然后进行抹灰饰面施工,从房屋里面逐渐向外面进行抹灰。另外,在顶棚抹灰饰面施工时,先确保上一层抹灰层凝结后,再涂抹下一层,并且墙面抹灰饰面施工应设置标筋和灰饼,弹设准线,严格按照抹灰饰面的施工要求,例如在弹线时距离房屋建筑墙角100mm位置调节垂线,再弹出竖线。 3、涂饰施工 房屋建筑涂饰施工主要是将建筑涂料粘接或者敷设在建筑物表面,在涂饰施工时,要确保基层表面平整,注意清理房屋建筑表面,在涂抹溶剂型涂料时,要确保基层含水量小于5%,用油性涂料抹灰建筑表面或者涂饰混凝土时,先用清油打底,由内向外、先左后右、自上而下进行均匀涂刷,避免出现遗漏或者流淌现象。房屋建筑涂饰施工工艺主要有刮涂、弹涂、滚涂、抹涂、刷涂、喷涂。在对房屋建筑进行喷涂施工时,要正确选择喷涂设备,控制喷涂压力、喷嘴和墙面距离以及喷嘴口径。在进行弹涂施工时,喷口要和房屋建筑饰面保持400mm距离,自左到右、从上倒下进行涂饰施工。 4、墙体施工 考虑到房屋建筑装饰施工的节能环保性,建筑墙体可采用加气砼砌体,其自重小,施工工艺简单,可有效提高施工效率。在房屋建筑防水层施工完成后,在基层质检合格后,避免保温层与房屋建筑墙体的管线、门窗框、隔墙施工出现交叉矛盾,在调配保温砂浆时要注意施工环境文图,在夏季进行墙体施工时,要做好保湿和养护工作。砂浆抹灰要按照房屋建筑装饰设计要求,外侧砂浆抹灰施工避免出现脱落、裂纹等情况,有效控制抹灰表面强度和厚度,在砂浆硬化过程中严禁撞击和振动,采取有效措施,确保墙体抹灰层不出现裂纹。房屋建筑砌体外墙施工应在EPS 钢丝网架板预埋钢筋网片。在房屋建筑墙体施工中,首先要按照墙体施工设计规范,确保隔热保温材料厚度,用整砖平平砌空心砖承重墙,不能破凿空心砖,砌快墙体施工要有效控制粉块变形、灰缝饱满度和砌快整体性,并且保温板之间要连接牢固,严禁出现开裂、空鼓或者脱层现象。由于管道或者预埋件等原因造成房屋建筑墙体预留洞口,尽量避免使用水泥砂浆填补洞口,可采用实心砖砌筑。 四、结束语 房屋建筑装饰施工应全面分析装饰施工过程和施工工艺,优化和完善装饰施工技术,有效控制房屋建筑装饰施工的全过,积极采取节能环保的装饰材料,避免房屋建筑装饰施工中不必要的损失,提高屋建筑装饰施工的经济效益和环境效益。 建筑装饰施工技术论文:关于房屋建筑装饰工程中的施工技术要点 【摘要】为了满足人们的居住要求,房屋装修行业绞尽脑汁,大力使用现代新材料和新技术。但是,要如何实现现代装修工程质量控制, 是当下装修行业比较重视的问题, 也是确保装修行业未来发展的条件。本文介绍了建筑装饰理念,探讨了房屋建筑装饰工程施工技术要点。 【关键词】房屋建筑;装饰工程; 一、建筑装饰理念 建筑装饰理念是指通过各种过程,使建筑物的使用性能符合人们对建筑物审美要求的预期行为在头脑中的反映。它是建筑装饰的指导思想。 建筑物的建造都是基于一定的需求,或是满足物质方面的,如居住、办公;或是满足人们的精神需求,如纪念堂、教堂。 我们不妨以一幢建筑物对人们的物质和精神方面所占比重的大小,把建筑物分为实用性建筑、纪念性建筑、宗教式建筑。 纪念性建筑和宗教式建筑,其建筑造型所形成的氛围,使人受到感染,使人们的精神受到洗礼。 实用性建筑是建筑的大多数,它除了满足人们的物质使用需求外,同时还满足人们一定的精神需求。表现在:建筑物与周围环境的协调性、使用功能的合理性、视觉方面的舒畅性。 建筑装饰理念千差万别,它与人们的要求、文化素养、欣赏水平、知识结构、生活阅历等有很大关系。有“张扬夸张”型、“淡静素雅”型、“活泼开放”型、“实用简洁”型、“庄严肃穆”型等。不同的使用空间,其装饰格调作用于人们的心灵引起的反映是有区别的,所以人们对建筑物装饰,要考虑装饰后形成的环境效果,使人们的精神世界能够与所处的环境融为一体,达到心灵上沟通,形成共鸣,才是建筑装饰的最佳追求。 二、房屋建筑装饰工程的准备工作作为一个工程项目,特别是装饰工程,其施工技术复杂,材料品种繁多,施工班组多。工程由若干个分部工程所组成,分项工程的完成正是由一道道工序所形成,工序的质量对工程的施工质量将产生决定性的影响。要控制工序投入品的质量,即人、材料、机械、方法和环境的质量是否符合要求。进行工序质量控制时,要求对不同的工序活动,制定专门的保证质量的技术措施。 同时,考虑自身的资源(施工队伍、材料供应、资金、设备等)及天气等自 然条件,认真、合理地做好施工组织计划。其次,针对工程特点,除了合理的施工组织计划外,还必须在具体的施工技术上作好准备,这些准备工作包括抹灰饰面施工、涂料饰面施工、贴面类饰面施工、地面砖施工等的有关准备。还应该做好各方面突发情况的处理备案。 三、抹灰饰面施工 抹灰分一般性抹灰和装饰抹灰两种。一般性抹灰是饰面装修的基础,起到修平墙面的作用。装饰抹灰是对一般性抹灰表面再进行装饰性加工,比一般性抹灰有更高的要求。装饰抹灰常用的有拉毛抹灰和假面砖二种。 (1)拉毛抹灰在基层上抹8mm 左右厚的砂浆层,随即用棕刷或铁板垂直拍拉,形成均匀的毛面。小拉毛掺入水泥用量20%~50%的石灰膏。加入适量的沙子或纸筋可减少龟裂。如果用白水泥掺矿物颜料,则成彩色拉毛。 四、涂料饰面施工 涂料饰面是指利用各种涂料敷于基层表面,形成完整牢固的膜层,起到美观和保护墙面的一种做法,是饰面装修中最简便也最常用的一种装修形式。常用的建筑涂料主要有:内墙、顶棚涂料,如油漆、乳胶漆、丙烯酸酯内墙涂料等;外墙涂料,如绿化橡胶外墙涂料等;木材表面涂料,如聚氨酯清漆,酚醛紫红地板漆等。 涂饰施工技术: (1)基层处理。 抹灰或混凝土表面的涂饰对基层的要求相对较严格,要求基层表面轻实平整,无起砂、粉化、脱沙等现象,必须对表面进行清理,除去泥土,浮沉、污垢等。木材的涂饰,首先是对表面进行清理,清除油污、灰尘等污垢;其次,用腻子对木材表面进行整平处理,包括除去木材表面的缝隙、毛刺等。钢结构的涂饰,主要是清理表面的锈斑、毛刺、油污、灰尘等污垢。 (2)打底产。 用油性涂料涂饰混凝士或抹灰表面时,需要用清油打底;木材打底是为了使表 面对涂料的吸收更均匀,保证面层的色泽一致均匀。涂刷清漆时,可用水粉或油粉进行润粉;钢结构则用防锈漆打底。打底涂刷的顺序为自上而下、由外向里,先左后右,涂刷要均匀到位,无流淌或遗漏现象。 (3)刮腻子和磨光。 为了使涂刷表面平整,一般都需要批嵌与涂料相配的腻子。刮腻子一般以三道为限,在腻产干燥坚硬后,用砂纸进行磨光处理。 (4)涂饰涂料。 涂饰涂料的工艺主要有:刷涂、喷涂、滚涂、抹涂、刮涂、弹涂等六种。刷涂工艺操作方便、适应广泛,一般按由上而下、自左到右、先难后易、先阳台后墙面的顺序施工;使用喷涂工艺时,要注意选择喷涂设备,在施丁前确定喷嘴的u径,与喷涂表面的距离,以及喷涂压力等;弹涂工艺需要先在基层涂刷两道底涂漆,待干燥后进行弹涂施工,一般喷口距离饰面400毫米左右,按特定速度由左到右,从上到下进行施工。 五 涂饰施工工艺 第一、基层处理 抹灰或混凝土表面的涂饰对基层的要求相对较严格,必须对表面进行清理,除去泥土、浮沉、污垢等。要求基层表面坚实,无起砂、粉化、脱沙等现象;要求基层表面相对平整,不能出现空洞、裂缝等缺陷,如果存在这些缺陷,可用相应的腻子进行批嵌。当涂饰乳液型和水溶性的涂料时,要控制基层的pH 值在9 以内,含水率在10%以下;涂饰溶剂型的涂料时,要控制基层的含水率在5%以内。对于木材的涂饰,首先,对表面进行清理,清除油污、灰尘等污垢;其次,用腻子对木材表面进行整平处理,包括木材表面的缝隙、毛刺等。钢结构的涂饰,主要是清理表面的锈斑、毛刺、油污、灰尘等污垢。 第二、打底子 用油性涂料涂饰混凝土或抹灰表面时,需要用清油打底。木材打底是为了使表面对涂料的吸收更均匀,保证面层的色泽一致均匀;涂刷清漆时,可用水粉或油粉进行润粉;涂刷混色涂料时,采用清油打底。钢结构则用防锈漆打底。打底涂刷的顺序为自上而下、由外向里、先左后右,涂刷要均匀到位,无流淌或遗漏现象。 第三、刮腻子和磨光 为了使涂刷基面平整,一般都需要批嵌与涂料相配的腻子。刮腻子一般以3 道为限,先局部刮腻子,再满刮腻子,第一道要求平整,后两道要求达到光洁的程度。在腻子干燥坚硬后,用砂纸进行磨光处理。 第四、涂饰涂料 涂饰涂料的工艺主要有刷涂、喷涂、滚涂、抹涂、刮涂、弹涂六种。刷涂工艺操作方便、适应广泛,一般按由上而下、自左到右、先难后易、先阳台后墙面的顺序施工;使用喷涂工艺时,要注意选择喷涂设备,在施工前确定喷嘴的口径、与喷涂表面的距离以及喷涂压力等;弹涂工艺需要先在基层涂刷两道底涂漆,待干燥后进行弹涂施工,一般喷口距离饰面400 mm左右,按特定速度由左到右、从上到下进行施工。 综上所述,建筑的装饰装修施工工程是我国建筑工程项目中必不可少的组成部分。它不仅体现了现代都市建筑的美化,同时也符合了人们对建筑物的要求。总而言之,现代建筑的装饰施工技术一定要把建筑物的内饰外观、还有功能性、安全性和耐用性等等进行严格控制,相信随着现代建筑的装饰装修施工技术的壮大和发展将会带为人们的生活带来极大的影响。 建筑装饰施工技术论文:建筑装饰装修工程施工技术 摘 要:建筑装饰装修是对建筑物的一种再创作的艺术活动,必须科学的运用美学原理,达到艺术与技术的融合。本文笔者结合自身工作对建筑装饰装修工程施工技术方面作出全面的解析,以便大家对此有更进一步的了解。 关键词:建筑;装饰装修工程;施工技术 一、进行建筑装饰装修工程施工的技术要求 1.对建筑装饰装修工程的设计与构造的具体要求 建筑装饰装修工程设计施工时,一定要根据建筑物的有效构造原理以及建筑物构建功能来进行设计与施工,因为建筑是由这两个部分组成的,所以在设计施工时结合大环境进行充分的考虑。在进行建筑的装饰装修工程设计施工时,不仅要考虑业主的要求,同时设计者还要根据其房屋具体的使用功能,进行科学合理的平面设计。 2. 对材料技术进行的要求 建筑装饰装修适宜性具有美学原理的工程,要想取得建筑装饰装修方面的成功,就必须科学的运用美学原理,达到艺术与技术的融合。在人们物质生活水平日增月涨的今天,要想实现建筑的商业价值,就必须通过一定的装饰装修效果来实现,只有建筑装饰装修的效果赚人眼球,精益求精,才能最大化的实现建筑的商业价值。 2.1对于木材和木制品的装饰装修 进行室内装饰装修时所选用的木质材料一般要求其具有变形和湿涨干缩、含水量和强度等技术要求,阔叶树木材就是进行室内装饰装修选择木质材料的首选。而木质品多数情况下则是指三种木质地板,即人造木板、人造木地版和实木地板。进行木制品的装饰装修时主要要求保证其加工精度和外观质量就可以了。 2.2对于建筑玻璃的装饰装修 建筑玻璃不仅具有良好透光性能、保温、抗冲刷,隔声、耐腐蚀、透视等特征,同时还有良好的装饰性和化学稳定性。 2.3对于石材的装饰装修 天然花岗石、天然大理石以及人造饰面石是常用于民用建筑装饰装修中的三种饰面石材。其中天然花岗石和天然大理石被归为天然石材,人造饰面石被归为人造石材一类。在进行石材的装饰装修施工过程中,对天然石材的技术要求有:平面度、规格尺寸、角度等的允许偏差以及物理性能与外观质量等;对人造石材的技术要求则是:耐水、强度较高、耐污染、耐腐蚀挥发、色差小、硬度高、耐磨,吸水率低以及具有较好的耐热稳定性等。 2.4对于高分子材料的装饰装修 在建筑装饰装修施工过程中所要用到的建筑塑料和建筑涂料就是高分子材料。在装饰装修时对高分子材料的技术要求包含了以下方面:耐久耐磨耐溶解、绝缘耐腐蚀性强,无毒无害、附着力高、干燥速度快、隔声、绝热以及要具有很强的装饰性等等。其中对于建筑塑料的选择要保证选材具有的无毒无害、隔声、耐腐、耐磨、绝热、绝缘的性质;对于建筑涂料的选择则要保证选材具有附着力高、耐久、干燥速度快、耐磨、耐腐蚀性,装饰性强的特点。 2.5对于陶瓷材料的装饰装修 用于建筑物的内外装饰的干压陶瓷砖和陶瓷卫生洁具是最常见的建筑陶瓷。陶瓷卫生洁具必须要达到配套性完整、功能齐全以及要具有通过技术指标的吸水率的技术要求,才能保证建筑装饰装修的效果。其中陶瓷卫生洁具的吸水率更是对于陶瓷的装饰装修过程中至关重要的一点,因为它不仅影响着陶瓷卫生洁具的耐污性和清洁性,而且还会对业主的健康等方面带来一定影响。而对用于建筑内外装饰的干压陶瓷砖技术要求则相对简单一些――保证选材的物理和化学的性能,表面质量、尺寸偏差等方面。 2.6对于金属材料的装饰装修 一般情况下用于建筑装饰装修的金属材料有两种,分别是钢材和铝合金。在选择装修钢材是要保证选材具有较高的强度、刚度和良好的可加工性能等特质;选用装修铝合金时要保证选材具有刚度大、重量轻、外形美观、耐腐蚀性、化学稳定性好以及加工方便等性质。 2.7对于建筑幕墙的装饰装修 对于建筑幕墙的装饰装修要求即要能实现便于更换面板,能做到可以随时单独更换任何一块需要更换的面板以及保证接缝技术的整体性。 二、建筑装饰装修工程施工技术的具体措施 1.装饰抹灰施工 装饰抹灰施工方法包括三个方面:①基层清理;②细部处理;③分层抹灰。 1.1基层清理 基层与基体的质量是建筑装饰装修工程的基础,对建筑装饰装修施工效果有着至关重大的影响。为了保证装饰抹灰施工的效果,要先对基层表面进行“三去”处理,即“去灰尘”、“去油渍”、“去污垢”。在此之后还要事先抹平或剔除基层表面的凹凸点并进行洒水处理,以保证集成表面的湿润。 1.2 细部处理 在进行对外墙的抹灰施工之前,要先按照设计要求将房屋的门框及护栏安装好,还要进行“墙面填充”――将由于施工原因留下的孔洞进行填充, 以免影响前面抹灰效果。对于不同材料的墙体结合处,要固定好钢丝网,以防止抹灰层开裂。 1.3分层抹灰 控制面层、中层和底层的抹灰厚度,保证各抹灰层的厚度为5-7mm,总厚度平均为20mm。同时施工过程中还要保证抹灰层不出现空鼓、脱层,保证面层没有裂缝和爆灰。 2.对轻质隔墙进行的工程施工 不是承重墙,仅仅是为了应和设计需要对空间进行分割而设立的装饰墙。所以在进行轻质隔墙施工时要注意龙骨和基体结构的连接的垂直平整和牢固,同时还要保证其位置的精准、交接处的平直,接缝也要力求严密。 3.对地面进行的工程施工 “先地下后地上”是在进行地面施工时的施工原则。在地面下方的暗管和沟槽施工竣工之后,要先对其进行质量检验,只有通过了质量检验,才能在地面上的建筑进行施工。在室内对各类面层进行铺设施工也是如此,即要等到抹灰施工以及管道检验施工完成之后才能进行地面铺设施工。在进行地面施工过程中要根据施工环境,充分考虑施工用材的特性,保证其在施工过程中不受损害。不仅如此,还要合理运用施工技术,保证地面施工质量。 4.对建筑幕墙工程施工 建筑幕墙较之房屋主体结构具有一定的位移能力,装饰性较强,但不分担主体结构建筑外围的保护性功能。是一种装饰外墙的做法。在进行建筑幕墙工程施工时要事先做好预埋件安装,施工测量、半隐框、隐框玻璃幕墙玻璃板块制作等准备工作。在进行建筑幕墙的安装时,要充分考虑幕墙用材的特性以及建筑外部环境,不仅如此,预埋件的制作和安装还要符合设计要求和施工规范,同时支撑玻璃幕墙的钢结构构件和玻璃幕墙安装均应符合相关建筑幕墙的施工规范。 结语 建筑的装饰装修工程施工技术不仅是建筑工程项目中必不可少的组成部分,同时还是实现和提高建筑商业价值的法宝。它不仅使人们对未知生活的追求,同时还美化城市环境,推动城市化进程的重大作用。它实现了美学艺术与建筑技术的统一,还兼具了多种使用功能,既保证建筑的安全性,又满足建筑环境的舒适 性,还实现了建筑的美观性。时展,科技进步,社会经济水平提高最有力的保证。 建筑装饰施工技术论文:房屋建筑装饰装修施工技术及质量管理分析 【摘要】随着我国人均生活质量的逐步提高,人们对于住房的建筑装饰装修的质量以及施工技术的管理的要求也越来越高了,本文将从房屋建筑装饰装修的技术管理以及质量管理的当前现状入手,对房屋的施工技术以及质量进行深入的剖析,以探求有效且科学的装修装饰施工技术,为住户们在装饰装修过程中的质量提供帮助和保障。 【关键词】房屋建筑;装饰装修;施工技术;质量管理 房屋的建筑装饰装修的对居民住房进行美化建设的过程中,不但要考虑居民的居住环境的美观,同时还需要考虑房屋建筑的工程结构系统;随着房屋建筑装饰装修技术在百姓心中地位的逐渐上升,房屋装饰装修施工技术领域已经被越来越多的人所重视了;房屋的建筑装饰装修施工技术管理是能够有效促进房屋建筑装饰工程进展,以及能够有效保证施工质量的重要工序。房屋建筑装饰装修工程具有着分工细致、工期短小、等优势,同时也具备着人员成分复杂、施工流程繁琐、施工流动性较大以及工具使用过于集中等缺点;这也使得房屋建筑装饰装修在管理上加大了一定的难度。一旦不能进行科学且合理的管理工作,就会使整个施工进度以及房屋建筑的整体质量直线下降,甚至严重的会对房屋建筑的整体结构造成重大的影响。 一、房屋建筑装饰装修施工技术管理在当前建筑局势下的必要性 房屋的装饰装修施工技术工作是围绕着房屋建筑物的主体结构来进行的,它主要是对于房屋建筑的外表以及内部的空间结构进行多种装饰性的处理,进而使房屋从里到外都能够焕然一新,达到完善房屋建筑空间美化,以及充分保护房屋整体结构的目的。房屋建筑装饰装修工作往往是整个房屋建筑施工的收口环节,特别容易被房屋建筑的作业空间所局限,因此我们在进行这项工程之前,必须充分的做好准备工作;房屋的建筑施工过程往往会伴有平行、交叉等工序的进行,如果房屋施工的管理不科学,很容易就会给房屋整体的质量与安全留下缺陷和隐患。当前我们国家的房屋建筑装饰装修领域当中,由于材料种类以及建筑技艺的快速更新,因此也就导致了房屋装饰装修施工工序的多元化、复杂化,再加上设计风格的多变,以及住户对于房屋质量和装饰装修技术的要求逐渐提高,因此也就使得我国的房屋建筑装饰装修的施工质量管理以及施工技术管理进展举步维艰;特别是在面对一些高层的建筑或者品质较高的房屋建筑进行装饰装修时,由于其要求过高并且房屋建筑的内部空间结构以及施工环境都比较复杂,一旦施工的质量管理出现一点瑕疵,就会直接影响整体的施工进度,严重的甚至会为住户带来不必要的安全隐患。因此,做好房屋建筑装饰装修的施工技术以及质量管理工作,在我国当前的市场环境下,尤为重要。 二、房屋建筑装饰装修施工质量的有效管理措施 (一)拟定有效的房屋建筑装饰装修施工质量管理方案:我们在对房屋建筑进行装饰装修施工之前,首先应对对房屋整体的建筑结构图纸进行仔细的会审,找到房屋结构的关键点和薄弱点,这样才能够为接下来的房屋建筑装饰装修的施工进行准备;如果我们没有对房屋建筑结构的整体图纸及时的进行有效的审核,并及时的对房屋建筑施工的图纸结构所存在的漏洞和错误进行及时的补救,就会使接下来的房屋装饰装修施工建设变得难以进行,即便能够进行,也无法有效的对其质量和施工技术进行有效的管理和保障。因此,我们应该在施行施工建筑装饰装修施工之前,尽早的对容易发生质量问题的房屋结构关键部位或薄弱环节进行完善,充分的为其下一步的施工做好技术交底以及有效的质量防护工作,并仔细的制定相关的实施计划,为施工的质量管理责任制度以及质量控制等拟定周全的方案,并保证方案能够有效的进行落实,从而为房屋建筑装饰装修监理起一整套完善的质量与施工技术的完善管理和责任制度,保证房屋建筑装饰装修的施工作业能够高效且有质量的完成。 (二)做好房屋建筑装饰装修的施工工艺技艺技术的管理和控制工作:房屋装饰装修的施工普遍都具备着一定程度的关联性,并且其具体的实施过程往往复杂微妙,因此做好房屋的装饰装修施工技术控制与管理,也就成为了当前我国房屋建筑装饰装修施工的重要基础。我们在对房屋建筑进行施工装饰装修的过程中,不能够让全部的工程同时进场,应该依据各项工程的具体情况以及现场的施工现状,对整个装饰施工的工序进行系统化的科学合理的计划与安排;在施工的过程中,我们应该对整个施工的每一道工序和质量进行严格的把控,并对重点部位和房屋结构的薄弱环节进行细致的组织与安排工作,与此同时,还应该及时的为各项工序质检的进程做好到位的协调工作,以便于在施工时能够及时的对交叉施工等工序进行有效的回避,从而有效的保证施工的整体质量。除此之外,我们还应该在房屋建筑的施工技术方面以及隐蔽工程的质量检查和管理方面进行有效的控制,只有这样才能够真正的提高房屋建筑装饰装修施工的整体质量。 在整个房屋建筑装饰装修的施工过程当中,我们应该对那些正在进行施工的关键部位及时的进行有效的监督与管理,一旦发现漏洞,应该马上进行纠正和修补;另外,房屋装饰装修的施工技术是否先进、科学,对于整个工程的施工质量以及施工进程和造价的预算都会有直接或间接的影响;因此我们应该安排专门的人员,对还不太完善和成熟的施工技术进行实验和改进,并尽快研究出有效的新型材料与完善的工艺技术,还要提出有作用的方案和管理策略,只有这样才能够保证房屋建筑的整个施工技术的科学性以及合理性,进而有效的确保施工的整体质量。 (三)保证施工人员的素质:当前我国的房屋建筑装饰装修领域,很多施工人员的整体素质普遍过低,没有素质和专业技能的装修队伍在市场当中随处可见,他们不但装修的质量差,并且无法正确的识别图纸,对于很多先进的施工技术和工艺的掌握都不完善,这样的建筑装饰装修人员在施工的过程中往往会对房屋的装饰装修整体带来巨大的影响,因此,我们必须对这些素质过低的从业人员进行有针对性的训练和加强,再进场之前应该对他们进行严格且系统的专业教育与质量培训工作,对于经过教育仍然没有办法及时改正的施工人员应该立刻清退,只有保证了现场施工人员的整体素质,房屋建筑装饰装修的施工质量才能够得到有效的保证。 结束语 在房屋建筑装饰装修的整个施工过程当中,由于工程作业比较复杂,以及交叉施工的频率过高,这都对整体的施工环节以及质量的管理造成了一定的困扰,想要真正的保证房屋建筑装饰装修的整体施工技术以及质量,就需要我们采取有效的措施,与严格培训管理制度,只有这样,我们的房屋建筑装饰装修施工才能够更加完美。 建筑装饰施工技术论文:加强建筑装饰工程施工技术管理的策略探讨 摘要:随着人们的生活水平不断提高,人们对建筑装饰工程项目的施工技术要求也不断提升。建筑装饰工程具有技术性、专业性与艺术性,是建筑工程施工建设的最后一个环节,也是非常关键且重要的环节。施工企业只有通过加强对施工技术的管理能力,做好各个环节及部门之间的协同工作,提升施工技术水平,进而保证施工质量,促进我国建筑装饰行业更好的发展。本文主要针对建筑施工技术要点及管理策略进行分析,以供相关人士参考。 关键词:建筑装饰工程;施工技术管理;策略 一、建筑装饰工程施工技术的特点 建筑装饰装修工程的施工要以建筑的结构为载体,因为它是建筑表面的装修层。其施工特点主要有:一是受建筑空间限制;二是施工工序复杂,常交叉施工,造成不安全因素;三是建筑装饰装修风格各异,装饰材料多样化,施工工艺多样化;四是人工操作多,劳动强度过大,滋生不安全因素;五是随着装修标准的提高,在工程造价中,结构、设备安装、装饰的比例已达到 3∶ 3∶ 4,而对于高档次装修而言,其造价比例有的已经超过 50%。 二、建筑装饰工程施工技术管理中存在的问题 1、工艺相对复杂 工艺相对复杂带来的主要问题是建筑装饰工程的外观效果和实际质量会受到很大程度的营销。众所周知建筑装饰工程的实际质量控制工作是取决于施工工艺的好坏的,因此当施工工艺较为复杂时,其工程质量的稳定性就会受到很大程度的影响。除此之外,工艺相对复杂带来的不利因素还体现在了其会导致施工技术准备难度的不断增加,众所周知作为一个工程项目,装饰工程的施工工艺复杂必然会导致需要进行的施工技术准备也不断增加,其最终必然带来施工整体难度的持续提升。 2、材料品种繁多 材料品种繁多带来的主要影响是施工企业较难合理的对于施工组织设计指导现场施工并且也较难对于施工生产活动进行更进一步的布置。另外,材料品种繁多自身具备的缺点还体现在其对于搭设临时设施和堆放材料构件、水电线路铺设等工作的规划也起到较为不利的影响,并且也使得整个建筑装饰工程的施工显得较为忙乱和无秩序。 3、权利职责不明确 权利职责不明确是导致建筑装饰工程整体效率难以提升的因素之一。由于建筑装饰工程的施工管理人员自身的权利与职责在装饰工程的施工过程中有着非常关键的营销。但是由于其整体的施工工序较多并且施工材料复杂,这在实际程度上给建筑工程施工人员的权利与职责划分带来很大程度的限制。另外,权利职责不明确带来的影响还体现在其无法定期的对于建筑装饰工程的施工技术管理人员进行持续的技术规范和行业标准的考核,这集中体现在了装饰工程质量验收规范的考核等工作上,如果在这些工作上工作人员的权利和职责分布不明确,则必然会导致建筑装饰工程整体经济效益和社会效益的持续降低。 4、装饰装修施工缺乏动态质量监管机制 在对建筑装饰装修施工过程进行质量管理的时候,需要依据相应的质量监管机制,但是,从目前的情况来看,很多的建筑装饰装修施工工程没有动态的质量监管机制,导致管理人员对施工的质量管理无章可循,主要是依照管理人员的管理经验以及主观意见进行管理,严重影响到建筑装饰装修施工的质量,影响到施工企业经济效益的最大化。 三、加强建筑装饰工程施工技术管理的策略 1、加强工程进度控制的信息化 现阶段对于建筑装饰企业负责施工的项目来说,通常不仅仅是一个工程,而是存在多个工程同时施工的现象,因此对于工程建设施工过程中容易造成顾此失彼的情况,从而使得施工人员没有按照工程进度施工,甚至存在拖欠工程款等不良现象。因此,要充分利用现代先进的信息技术,在企业中为各个工程建档归案,保证将各工程以及工序错开进行,进一步提高装饰工程施工的进度及质量。 2、做好对装饰装修施工材料的质量管理 施工材料是影响施工质量的一个非常重要的因素,因此,在实际建筑装饰装修施工管理中,需要对施工材料进行科学的管理。首先,把好材料的购进关。对于购进的材料需要进行质量抽检,如果存在着质量问题,应及时更换。其次,对材料的质量合格证书、厂家的生产许可证进行检查,确保购买的材料各项手续齐全。再次,在施工过程中,还应该做好施工材料的存放工作。由于一些施工材料存放条件要求非常高,如果存放的空间湿度过大,将会导致材料发霉变质影响到施工的质量。 3、注重工程质量和技术资料的检查 对于装饰工程其相关资料是否齐全以及施工质量是否合格,对于施工企业及项目经理的管理水平具有直接的影响,另外也是质量验收部门对其进行质量评估的重要依据。所以装饰企业必须加强对于技术资料以及工程质量的检验。跟踪检查对于判断质量评估记录、施工技术的合理性、分项工程质量以及施工组织设计成果等具有良好的监督效果,从而保证了建筑装饰工程科学合理的进行,另外对于工程的成本、质量以及工期也能起到很好的控制作用。 4、建立健全施工管理技术体系 施工技术管理的一个突出特点是具有时效性,因此对于施工管理技术体系的建立具有十分重要的影响。为此要求装饰企业努力完善公司的技术管理制度,同时整理保管好施工阶段的技术资料以及设计资料。另外进一步明确施工过程中各工序以及相关人员的责任。从而建立一个完善的施工管理体系,并以此来充分调动施工人员的积极性,因此对于提高建筑装饰工程的质量以及工作效率具有积极的影响。 5、选择好建筑装饰工程的施工材料 对于建筑装饰工程的施工材料以及设备的正确应用也是提高施工技术管理最有效的措施之一。随着人们经济的不断增长,人们对于居住环境的要求也越来越高。因此在建筑装饰工程施工过程中要注意使用绿色环保材料,这样可以避免造成环境污染,也是促进我国经济可持续发展的重要举措。为此施工人员首要选择那些对环境以及自身污染较小的装饰材料,比如具有防潮、防腐蚀、燃点高、防褪色以及无味特点的材料,这样对于节约资源、减少浪费以及降低污染等都具有良好的效果。 6、审批施工组织设计和工程技术交底 好的施工组织设计和工程技术交底,是有效控制施工质量、进度、成本的先决条件;因此对其科学合理和严密可行的要求很高,不同的环境、条件、技术含量和工期要求,以及不同的地区、季节等因素,都是施工组织设计和工程技术交底的依据。稍有疏漏将会出现失误,从而影响施工作业的顺利实施,规范施工组织设计和技术交底已成为企业招投标与施工准备的重要运作环节。因此,其编制的科学合理和严密可行,能够指导施工是得到审批的必备条件。 7、优化传统技术并引进新技术 随着现代科技的发展,装饰技术也对应有了全新的发展,特别是各类新型工艺、技术、设备、材料等的发明,使得建筑装饰技术又迎来了一个新的发展春天。建筑装饰工程施工必须注重对旧技术的优化改造,并尽全力引进新技术。例如:纳米技术的发展,为装饰涂料的改进和发展创造了良好机会,各类环保、低污染的涂料出现在市面上,对应的涂料涂刷技术等也发展起来。而且当前是信息技术新时代,建筑装饰施工技术管理也应该依托于计算机技术,不断提高建筑装饰施工技术的信息化、自动化管理。 结束语 在工程实践中,施工管理技术总是不断发展于进步的。通过不断的完善管理制度,提高管理人员的管理能力和责任感,提升施工人员的技术能力,规范化施工,将会使得建筑装饰工程的施工质量得到很大的提升。 建筑装饰施工技术论文:关于建筑装饰工程施工技术应用 【摘 要】建筑工程中的装饰施工涉及到很多方面。建筑工程的装饰工程的施工技术和工艺处理方式也是多种多样的,因此,我们在进行建筑工程的装饰工程施工时,要按照施工的具体环境及条件进行专业的设计和分析,找出工程中的不同特点进行具体设计。本文先探讨了建筑装饰施工技术的重点内容,之后对提升建筑装饰施工技术水平的对策予以分析。 【关键词】建筑工程;装饰技术;应用 1、建筑装饰施工技术重点内容 从建筑装饰施工行为的分类角度分析,其重点施工技术内容主要包括“装饰抹灰”“涂料饰面”“地面处理”和“轻质隔墙”。 1.1装饰抹灰施工 装饰抹灰施工内容包括基层清理、细部处理、分层抹灰三个方面。其中基层清理是指在抹灰施工前对基层表面的油渍、尘垢等杂物的清理,确保基层装饰环节的施工质量,由于基层部分是整个建筑装饰的基础,因此必须要对次换届工作予以重视。细部处理是指对门窗框、护栏等基础设施进行安装,做好对建筑施工留下孔洞、缝隙的封堵,在此环节当中施工人员要保证施工行为与装饰设计要求保持一致。分层抹灰是指在抹灰施工时,通过分层抹灰的方法来保证抹灰质量。由于抹灰工程质量会直接影响建筑面层情况,因此一定要注意好抹灰施工的质量,避免出现空鼓、脱层情况的出现,影响建筑工程装饰的实际施工效果。 1.2涂料饰面施工 涂料饰面施工是指在基层表面上涂抹涂料,使建筑形成牢固的膜层,在提升建筑美观性的同时,达到保护墙面的作用,在建筑工程装饰工作中,涂料饰面是非常基础的施工内容。涂料饰面的具体工作内容包括基层处理、打底技术、磨光技术和喷涂。 1.2.1基层处理 为保证涂料饰面的质量,在进行涂料时必须要先进性基层处理。在处理过程中,不同的基层有着不同的处理方法,混凝土墙面以去除泥土、尘垢为主,木材要在此基础上进行整平处理,钢结构则主要清楚锈斑、油污等。 1.2.2打底技术 打底技术能够使建筑表面对涂料的吸收更均匀,确保面层色泽一致。在打底时,为了保证打底施工质量,应坚持自上而下、由外向里、先左后右的顺利,保证涂抹的均匀到位。 1.2.3磨光技术 磨光技术实在涂料腻子干燥坚硬后,用砂纸对其进行磨光处理。 1.2.4喷涂 喷涂是指对涂料的喷涂。在实际施工过程中,喷涂的工艺种类有很多种,施工人员要根据实际情况对其予以科学选择,以保证施工质量。 1.3地面处理施工 地面处理技术是指对建筑工程的地面进行处理,以保证其符合建筑装饰标准。通常情况下,地面处理技术都是按照先下后上的顺序进行的。所谓“下”就是指对建筑地面下方的暗管、沟槽的有效处理。“上”则是对建筑地面上的抹灰、铺设面层等施工行为。在实际施工过程中,要在确保对“地下”施工检验完成后,才可进行“地上”施工。在进行地面处理时,施工人员要做好对施工环境温度的有效控制,保证施工环境温度能够在相应材料最佳施工质量控制温度内,确保各项施工材料与施工技术能够得以落实。在进行地面基层铺设时,要保证下一层铺设行为检验合格后,才可进行上一层的铺设施工。对基层铺设的连接缝与坡度,施工人员也要予以科学控制,保证其符合建筑工程装饰环节的设计标准。 1.4轻质隔墙施工 轻质隔墙施工即对建筑内非承重结构墙的装饰处理技术,此类墙体的唯一作用就是对室内空间进行合理分割。在实际施工过程中,施工人员要通过防线对轻质隔墙构造位置进行固定,之后在对节点进行处理。施工人员在进行轻质隔墙施工时,要注意轻质隔墙与龙骨之间的连接,确保轻质隔墙与龙骨连接的精准、垂直、平整、牢固。对于轻质隔墙的施工缝问题要进行全封闭处理。 2、建筑装饰工程外墙装饰施工的技术应用 现代建筑工程对建筑的外立面的装饰非常看重,良好的外墙装饰能使建筑本身的价值大幅度提升,创造巨大的经济价值。因此,建筑装饰工程中需要对外墙装饰进行严格的管理。以外墙砖和涂料为例,根据建筑本身所处的地域特点和气候状况,选择不同的外墙砖和涂料进行装饰。外墙砖的装饰工程是将无釉面或釉面砖利用水泥砂浆粘合在建筑外立面上,体现设计方对建筑本身的艺术设计和构思。 选择外墙砖主要考虑到其吸水率,偏北的地区选择吸水率低于4%的外墙砖作为外立面装饰材料,这样可以保证其耐火性和抗冻性。除了吸水率,还需要考虑到外墙砖和建筑墙体的粘合强度,必须严格控制水泥砂浆的的混合比例,保证外墙砖的有效粘合。进行外立面装饰施工之前,需要对混凝土墙面先期进行毛化处理,并且利用吊垂线来找平外墙,并设置标点标块,确保后期施工时外墙砖的整体平整。建筑外立面的装饰工程需要从下而上进行,根据设计图纸的要求,采用合适的外墙砖材料,尺寸和间隙宽度,并对最下层砖的位置进行校正以确保后续砖面铺贴的过程顺利无误。 3、建筑装饰设计中的建筑装饰材料的应用 在当代的建筑物装饰工程中,室内的装饰工程已经越来越成熟,在这一背景下,室内的建筑物装饰工程面临着两种问题需要解决。第一、我们的装饰设计师们如何的应用现代的设计手段和装饰技术,将现有的装饰用材料很好的融入到建筑物本体中,同时还要反映出我国的独特的民族、文化和生活;第二、我们的装饰设计师们如何将我国的传统的装饰艺和技术,将我国传统的装饰材料融合在具有现代感的设计建筑物中。在建筑物的装饰材料的应用中,我们要遵循两个原则:第一、我们要遵循建筑物材料在建筑物装饰中的合理性;第二、我们要根据我们专业的设计师的直觉来感知需要装饰的建筑的最优化风格。我们要将死板的设计变成生动的装饰元素,当然,这是要通过装饰材料的应用来实现。需要指出的是,建筑装饰工程一定要根据以人为本,重视自然的态度来进行设计施工。 4、建筑装饰材料的应用施工工艺 关于建筑装饰材料的应用施工工艺,文章从以下两个方面进行简单的介绍,第一、建筑装饰材料薄木片材的施工贴面工艺。第二、建筑装饰材料竹胶地板的施工工艺。 4.1建筑装饰材料薄木片材的施工贴面工艺 在进行薄木片材的工艺贴面施工时要注意以下四点工艺施工。第一、要注意基层的施工质量,一定要选择质量优良的基层来进行施工,基层的角线弧度折角一定要服帖和顺直,棱角必须分明,表面必须没有凹凸不平;第二、在选择合理的薄片的规格时,我们要现行计算角线的全部展开长度;第三、在进行薄片粘贴时,要注意胶水的粘稠度不易过稠;第四、在进行油漆施工的时候,一定不要用很大的力进行油漆喷刷施工。 4.2建筑装饰材料竹胶地板的施工工艺 在进行竹胶地板的施工时,一共分为10个步骤,分别是:竹胶地板的基层处理;木搁栅的施工安装;钉大约九毫米厚的夹板作为衬底板;进行弹线施工;拼接组装竹胶板条施工;进行安装踢脚板的施工;碱性嵌批腻子施工;进行打磨施工;进行喷地板漆施工;进行后期保养。 结束语 综上所述,建筑装饰施工技术作为建筑工程建设当中不可或缺的一部分,其在建筑工程当中的功能性无可替代。在实际工作中,为了保证建筑装饰工程施工技术行为的科学性与有效性,施工企业必须要加大对装饰施工技术重点的思考与探索,保证新型装饰施工技术能够在不违背建筑装饰基本规则的基础上能够得以应用,为建筑工程装饰产业的进步提供支持。 建筑装饰施工技术论文:简论房屋建筑装饰工程施工技术的重要性 【摘 要】房屋建筑装饰工程体现了人们对建筑品质的追求。文章综述了装饰工程施工中常用的一些工艺技术,并对抹墙施工、涂饰施工和玻璃幕墙的施工工艺进行了探讨。 【关键词】房屋建筑;装饰工程;施工技术 房屋建筑装饰工程施工是实现建筑品质的重要过程,其施工技术将直接或间接影响到房屋建筑工程的质量和用户的满意度。 一 抹灰施工技术 1.1抹灰工程 抹灰施工是一种最常用的房屋建筑装饰方法,是将各种装饰性石屑浆、砂浆及石子涂浆等涂抹在地面、墙面、屋顶等建筑物的表面,以起到装饰和保护建筑物的作用。抹灰层一般由底层、中层和罩层组成,其中底层是为了粘结建筑物表面,并起到对表面的初步找平作用;中层主要起找平作用;罩层则是起到装饰作用,使表面看起来光滑细致。抹灰层的厚度,一般根据基层材料、具体施工部位的平整度以及抹灰的质量要求而定;实际施工中,抹灰层的厚度不宜过厚,否则会出现起壳、起鼓、裂纹等问题,而且操作也将异常困难。 1.2抹灰施工工艺 1.2.1抹灰材料的准备 用石灰膏作为抹灰材料时,一般应用块状石灰淋制进行熟化处理。对淋制的石灰储存于沉淀池前,必须用孔径小于3 mm×3 mm的筛网进行过滤,并防止其冻结、干燥与污染。在常温下,石灰熟化的过程一般不少于15 d;而对于用于面层的石灰,熟化时间不应少于30 d。使用的石灰膏必须进行充分的熟化,否则不得使用。对于使用的沙子,需要过筛,防止杂物的侵入。 1.2.2顶棚抹灰工艺 由板条和金属网制作的顶棚抹灰,应当在板条和金属网安装后进行。对钢筋混凝土楼房的顶棚应待上层楼板地面完成之后进行。顶棚抹灰只需要在与顶棚接触的墙面上用墨盒标出顶棚抹灰层的标高即可,不需要做其他的任何标志或标筋。在顶棚抹灰前,应对顶棚进行清理,扫除砂浆残渣、浮灰、油污等,并进行洒水湿润,然后进行抹灰施工,且宜从房屋里面向门口的方向实施,最后从门口退出。在板条和金属网顶棚抹灰时,底层灰的抹压方向应平行于板条的宽度方向,遇到板条缝时,为增强灰与板条的结合,要用力进行压抹,以使得石灰能进入缝隙形成转脚;而钢筋混凝土楼房的顶棚抹底灰时,抹压方向应垂直于预制板的缝隙方向;中层灰涂抹时,抹压方向应垂直于底层灰的抹压方向;面层灰的抹压方向应平行于房屋的进光方向,且表面要尽量的平整光滑。在顶棚抹灰时还应注意,在前一层灰凝结后,再进行后一层的涂抹。 1.2.3墙面抹灰工艺 墙面抹灰需要弹设准线、设置灰饼和标筋。弹线时,在距墙角100 mm处用垂线调至,弹出竖线,在根据抹灰厚度反弹出抹灰准线;设置标筋时,先在距离顶棚300 mm处设置3个上灰饼,并以此为基准做出下灰饼;待灰饼收水后,在灰饼之间做出面宽40 mm、底宽70 mm的冲筋。在标筋达到一定强度后,可进行抹灰施工。抹灰前,对墙面进行清理,包括浮沉、油污等,并提前一天进行洒水润湿;底层抹灰的厚度应当达到标筋厚度的2/3;中层抹灰应在底层灰凝结后进行,厚度应以填满标筋厚度为准,在用木抹子搓平后,用两米长的靠尺进行平整度检查;面层灰涂抹时,应保证中层灰已有七、八成干后进行,做到表面要压实收光,达到光滑、色泽一致为佳。 二、房屋建筑装饰工程的准备工作作为一个工程项目,特别是装饰工程,其施工技术复杂,材料品种繁多,施工班组多。工程由若干个分部工程所组成,分项工程的完成正是由一道道工序所形成,工序的质量对工程的施工质量将产生决定性的影响。要控制工序投入品的质量,即人、材料、机械、方法和环境的质量是否符合要求。进行工序质量控制时,要求对不同的工序活动,制定专门的保证质量的技术措施。 同时,考虑自身的资源(施工队伍、材料供应、资金、设备等)及天气等自 然条件,认真、合理地做好施工组织计划。其次,针对工程特点,除了合理的施工组织计划外,还必须在具体的施工技术上作好准备,这些准备工作包括抹灰饰面施工、涂料饰面施工、贴面类饰面施工、地面砖施工等的有关准备。还应该做好各方面突发情况的处理备案。 三、抹灰饰面施工 抹灰分一般性抹灰和装饰抹灰两种。一般性抹灰是饰面装修的基础,起到修平墙面的作用。装饰抹灰是对一般性抹灰表面再进行装饰性加工,比一般性抹灰有更高的要求。装饰抹灰常用的有拉毛抹灰和假面砖二种。 (1)拉毛抹灰在基层上抹8mm 左右厚的砂浆层,随即用棕刷或铁板垂直拍拉,形成均匀的毛面。小拉毛掺入水泥用量20%~50%的石灰膏。加入适量的沙子或纸筋可减少龟裂。如果用白水泥掺矿物颜料,则成彩色拉毛。 (2)假面砖又叫仿釉面砖,是用彩色砂浆抹成相当于外墙面分块形式与质感的装饰抹灰面。彩色砂浆配比假面砖抹灰用的彩色砂浆,一般多配成土黄、淡黄或咖啡等颜色。施工时,先在中层抹灰面上浇水湿润,抹上彩色水泥石灰砂浆,砂浆厚度适宜为3mm~4mm。待面层砂浆收水后,用铁梳子或铁辊在面层上沿垂直方向划出条纹,条纹宜深lmm。再在面层上按照面砖宽度弹出水平线,用靠尺比着弹线,用铁皮刨子或铁勾子沿靠尺在面层上划出分块缝来,缝深以露出中层砂浆面为准,分块缝划好后用刷子刷去浮砂划缝。这种做法,纹理清晰,表面平整,犹如面砖,具有较好的装饰效果。装饰性抹灰要求整体性强,一旦出现问题,返工或处理都很困难,所以一定要按程序施工,确保一次完成。 四、涂料饰面施工 涂料饰面是指利用各种涂料敷于基层表面,形成完整牢固的膜层,起到美观和保护墙面的一种做法,是饰面装修中最简便也最常用的一种装修形式。常用的建筑涂料主要有:内墙、顶棚涂料,如油漆、乳胶漆、丙烯酸酯内墙涂料等;外墙涂料,如绿化橡胶外墙涂料等;木材表面涂料,如聚氨酯清漆,酚醛紫红地板漆等。 涂饰施工技术: (1)基层处理。 抹灰或混凝土表面的涂饰对基层的要求相对较严格,要求基层表面轻实平整,无起砂、粉化、脱沙等现象,必须对表面进行清理,除去泥土,浮沉、污垢等。木材的涂饰,首先是对表面进行清理,清除油污、灰尘等污垢;其次,用腻子对木材表面进行整平处理,包括除去木材表面的缝隙、毛刺等。钢结构的涂饰,主要是清理表面的锈斑、毛刺、油污、灰尘等污垢。 (2)打底产。 用油性涂料涂饰混凝士或抹灰表面时,需要用清油打底;木材打底是为了使表 面对涂料的吸收更均匀,保证面层的色泽一致均匀。涂刷清漆时,可用水粉或油粉进行润粉;钢结构则用防锈漆打底。打底涂刷的顺序为自上而下、由外向里,先左后右,涂刷要均匀到位,无流淌或遗漏现象。 (3)刮腻子和磨光。 为了使涂刷表面平整,一般都需要批嵌与涂料相配的腻子。刮腻子一般以三道为限,在腻产干燥坚硬后,用砂纸进行磨光处理。 (4)涂饰涂料。 综上所述,建筑的装饰装修施工工程是我国建筑工程项目中必不可少的组成部分。它不仅体现了现代都市建筑的美化,同时也符合了人们对建筑物的要求。总而言之,现代建筑的装饰施工技术一定要把建筑物的内饰外观、还有功能性、安全性和耐用性等等进行严格控制,相信随着现代建筑的装饰装修施工技术的壮大和发展将会带为人们的生活带来极大的影响。 建筑装饰施工技术论文:关于房屋建筑装饰装修施工技术的探讨 【摘要】近年来,我国人民的生活水平不断提升,人们对于生活环境的要求也越来越高。作为房屋建筑的一大重点,装饰装修工作不仅是保证房屋使用功能,更是美化生活空间的重要施工作业。而在实际的房屋建筑装饰装修施工中,由于施工技术管理中存在的一些问题,从而导致了很多不必要的麻烦与损失。本文就房屋建筑中的装饰装修工程施工技术管理进行探讨,分析了当前阶段我国房屋建筑装修施工技术管理的现状,并提出一些管理措施以供参考。 【关键词】房屋建筑;装饰装修;施工技术;管理;措施 一、引言 房屋建筑装饰作为美化建筑的重要工程,更是建筑工程系统中非常重要的组成部分。伴随着房屋建筑装饰装修工程施工技术的发展,其也逐渐受到了人们的热切关注。而为保证施工顺利进行、确保高质量的施工效果,装饰装修施工技术管理显得异常重要。该工程具有分工细致、工期短,但施工人员层次不一、种类繁多等特点,这也给施工技术管理工作带来了更多的困难。以下就房屋建筑的装饰装修施工工作的一些具体特点进行分析。 二、房屋建筑装饰装修施工技术管理工作的特点 作为一项科学与艺术结合的工程,装饰装修工程的工种类型多、施工材料复杂、工期短。装饰装修工程主要是在房屋建筑建成之后进行的一种后期处理工程,其施工质量与效果关系着整个工程的形象与内容以及使用功能。首先,装饰装修工程必须以用户的要求来施工,要能同时兼顾使用功能与美观协调的作用,这就体现在工程的创新设计以及落实施工两个重要部分上。建筑装饰装修工程施工不仅要满足协调室内设计与空间整体性的要求,更要对建筑物本身与外界环境进行装饰美化,同时满足装饰与功能两大功能。 随着科学技术与施工技术的发展,房屋建筑装饰装修技术也应跟随时代的脚步,装饰装修企业应根据市场的发展,采用现代信息技术手段进行装饰装修施工技术管理。一方面,针对各项数据资料进行整理分析,另一方面,能够利用网络化的手段,收集、整理资料信息,进一步促进技术水平的发展,提高房屋建筑的装饰装修施工质量。 三、当前阶段建筑装饰装修施工技术管理的现状 1、装饰装修施工技术管理不到位。 随着社会的发展,建筑工程的使用功能也逐渐变得精细化与专一化,针对不同的房屋建筑,其装饰装修也有不同的要求。就传统的装饰装修施工技术管理而言,因其过于表面化与形式化,具体的每一环节管理不到位,从而也导致了装饰完成后,常常出现内部装饰脱落、外墙粉刷掉落的现象。同时,因使用的装修施工技术不恰当,而造成内部供电系统异常,势必会影响建筑的使用与人们的日常生活。需要特别注意的是,针对大型的建筑来说,常常将建筑各个不同的施工项目分包给不同的施工单位,这也给管理工作造成了一定的难度,再加上施工企业自身缺乏施工质量的调查与了解,在整个装饰装修过程中,没有对施工质量进行严格的控制,致使管理工作不到位,从而影响房屋建筑的装饰施工质量。 2、缺乏合理的施工计划。 房屋建筑的装修之前,没有能制定一个合理的施工计划与方案,施工单位对于建筑的内部条件与用户需求没有进行充分的了解与勘查,致使了施工准备工作不充分,从而导致装修施工效果与功能达不到标准与需求。与此同时,建筑装饰装修工程本就是一种技术难度高,涉及种类多的工程,施工技术人员的自身水平直接关系着装饰质量与效果。尤其对于装饰装修工程中存在的一些隐蔽性工程的设计与安装施工,例如,管道的铺设、安装等项目时,如果没有进行投入使用前的水压测试,在投入使用后,很可能造成导管系统不适用、或者堵塞等情况,这也就要求了施工人员的技术与职业责任必须到位。 四、针对房屋建筑装修施工技术管理存在的问题提出解决措施 1、建立并完善相关质量管理体系 任何建筑工程项目的目标就是达到使用功能并保证质量,因此,要改善当前房屋建筑工程的现状就应从完善各项质量管理制度与体系出发。在建筑装修施工之前,必须对装饰的要求与建筑的实际条件进行详细的了解与整理分析,依照企业的相关管理制度以及标准等对装修工程中的管理问题进行分析,制定出有针对性的质量管理体系,并不断进行完善。其次,该管理体系还必须针对房屋建筑的实际特点与装饰要求,配置相应的设计。在实际的操作过程中,要体现出总体风格与特征,保证其针对性与协调统一性。质量管理体系必须对装饰工程进行详细的职责划分,包括施工阶段的技术人员分配,材料的使用等进行合理的安排。最后,还应定期进行专业人员的培训,一方面提高施工人员的专业水平,另一方面,提升其整体素质,保证工作的先进性与整体水平。 2、加大施工技术管理的监督力度 管理少不了的就是相关的制度,有了制度当然必须进行落实,才能有效发挥监督的作用,推进施工质量的提升。一方面,应切实落实装饰装修施工技术管理制度,促进装饰装修技术的有效开展,从而保证施工质量。另一方面,因实际的管理工作也是装饰装修工程中的重点,所以在实际的施工期间,必须安排相应的现场监督人员,针对施工现场的各个因素、各个环节等进行巡查监测,最终评判出施工过程的技术与质量是否达到标准。同时,还要保证施工各环节的记录,确保评判有章可循,更为后续的其他工作提供依据。 3、优化各项资源与现场管理 施工材料与人力资源的配置是任何建筑工程的重要基础,也是保证工程顺利进行,提高施工质量的重要因素。高质量的施工装饰材料与合理的人力资源配置是保障房屋建筑装饰装修工程施工质量的重要前提,必须充分兼顾人力资源与施工机械材料,合理的规划施工工序,并保证施工安全,进一步实现工期缩短,减少工程资源浪费的目标。而对于施工现场的优化管理,首先就是要保证工程进度与质量的基础上促进安全化与文明化装修施工。其次,在确保材料等基础工作合格后,还应不断提升施工人员的技术与素质,充分了解设备的性能与使用操作标准。同时,做好相关技术交底工作,一旦发现问题,应及时采取措施处理,及时排除故障,确保装饰装修施工安全进行。 五、结语 综上所述,房屋建筑装饰装修施工技术的管理就是对建筑工程中的技术资料、施工进程、人力资源分配以及施工质量等项目进行配备、监督与检验等操作,而施工技术管理的水平就体现在这些方面上。在实际的装修施工中,必须进一步加强对技术资料以及施工质量的管理与检验,加以评判施工效果,做好施工质量的评定与计量,并通过不断的检查与监管,保证装饰装修工程各环节的质量。 建筑装饰施工技术论文:探讨建筑装饰施工技术管理 【摘要】建筑装饰施工是建筑工程建设的必备程序,因为任何一个建筑工程只有经过精心装饰、设计才能打造出适合人类居住的环境,才能发挥建筑自身的使用功能,才能满足人们的居住愿望,达到审美观赏的效果。本文分析了建筑装饰施工技术的特点以及具体的施工技术管理。 【关键词】建筑装饰;施工技术;管理;方法 建筑装饰工程具有技术性、专业性与艺术性,是建筑工程施工建设的最后一个环节,也是非常关键且重要的环境,可以说建筑装饰施工水平直接影响着建筑使用功能的发挥,高质量的建筑装饰工程施工需要 科学的施工技术,必须加强施工技术管理,提高装饰施工技术管理水平,打造出富有艺术性、审美功能的建筑装饰工程。 一.建筑装饰行业的施工技术要求分析 1.1优选环保材料新世纪,人类开始意识到环保工作的严峻性。在建筑装饰行业环保理念得到了更加明显的体现,客户的选择以及市场客观竞争形势都提 高了对装饰材料的要求,优选绿色、低碳、无污染的环保型材料,这就对建筑装饰行业的施工提出了新的要求,必须优选环保型装饰材料,确保其满足人类需求、顺应社会发展。 1.2 艺术性的设计 随着人们生活水平的提高,对于建筑装饰的风格提出了新的多元化要求,当前的建筑室内装饰已经不再是简单的美化设计,而是要在环保无污染的基础上进行艺术性地装饰与设计,特别是室内装饰施工,实际施工技术的选择要确保其达到艺术性效果,要为人们创造一种浓烈的艺术氛围。 1.3 现代信息技术的运用 现代社会是信息技术蓬勃发展的新社会,高端、发达的现代科技已经成为推动社会各行各业发展进步的主导力量,当前的建筑装饰设计也在逐渐朝着信息化、智能化方向发展,这就对建筑装饰企业或人员提出了新的要求,必须积极适应新形势,善于采用新技术,充分利用社会资源来不断优化发展装饰施工技术。 对于建筑装饰施工来说,板材预制工作十分关键,特别是弧形板材相对难以预制,然而,信息技术的发展则有效解决了这一问题,特别是CAD 绘图软件的出现,使得各类板材饰面的加工、制作精度更高。 当前一些先进的装饰施工技术得到了有效普及和运用提高了石材饰面的施工水平,确保了施工质量。 二.建筑装饰工程施工技术管理 2.1 加强施工设计管理 一个高质量、高水平的建筑装饰工程需要一套科学的设计方案的引导与支持,只有科学合理的设计才能为实际施工提供指导,为了达到这一目标,就必须主要做好以下工作:第一,加强前期勘察分析。在装饰工程施工正式开始前,必须针对所要装饰的工程进行现场勘察,例如:工程所在地的地理方位、气候特征等等,根据不同的气候特点选择适应性的装饰材料。例如:常年高温地区的建筑物,应该优选那些抵御风化能力强的材料,终年潮湿多雨地区则适合选择耐腐蚀、防潮型材料。第二,必须确保施工方案与工程特点保持一致,可以说不同的建筑工程项目具有不同的结构特征、空间特征等等,必须根据工程实际灵活地设定并采用装饰设计标准与装饰施工方式,这样才能有效确保施工质量。第三,建筑装饰工程正式的施工开始前,必须要由专业技术人员深入工程所在地通过实地的勘察以及标书内部的设计方案来分析装饰工程具体的施工方案,而且正式施工前必须进行技术交底,并相应地安排好施工规划,为施工过程中造价控制与质量保证打好基础。 2.2 线缆铺设施工管理 线缆的敷设与分布是建筑装饰工程的重要组成部分,必须做好线 路的敷设工作。第一,就要做好线缆自身的检查,从其规格、尺寸、大 小、质量、出厂厂家等多方面进行核查,要使其各项参数达到规定标准,能够满足建筑设计的要求,实际敷设中必须确保敷设平顺、自然, 防止出现打结、成团类似的问题。对应还要加强各个进出孔洞的清理, 为线路敷设创造有利条件,防止建筑装饰施工中对线缆造成破坏性影 响。第二,线缆穿孔施工中要求必须由专业人员施工,而且要在出入口处进行托扶,而且要确保平顺铺设、均匀压力,当发现实际敷设过程中费力感明显时,则须做好管口疏通工作。同时,要确保线缆两旁的标签号露在外面,可以采用一边标识一边使用的方法,确保施工程序、防范施工混乱现象。 2.3 优化传统技术并引进新技术 随着现代科技的发展,装饰技术也对应有了全新的发展,特别是各类新型工艺、技术、设备、材料等的发明,使得建筑装饰技术又迎来了一个新的发展春天。建筑装饰工程施工必须注重对旧技术的优化改造,并尽全力引进新技术。例如:纳米技术的发展,为装饰涂料的改进 和发展创造了良好机会,各类环保、低污染的涂料出现在市面上,对应的涂料涂刷技术等也发展起来。而且当前是信息技术新时代,建筑装饰施工技术管理也应该依托于计算机技术,不断提高建筑装饰施工技术的信息化、自动化管理。尽量常识使用新技术、新工艺,重点选择新型的节能环保装饰材料与装饰技术。 2.4 外墙施工技术管理 外墙装饰施工是建筑装饰施工的主要组成部分,必须做好施工技 术的管理,注重施工顺序与程序的把握,正确的施工操作必须严格依照设计图纸展开,这样才能达到预期的施工效果。外墙瓷砖铺设施工中, 必须注重顺序的把握,正确的程序为先下后上,同时要在下层转的下方进行水平校正,达到整齐美观的装饰效果。通常情况下,必须掌握好外墙铺砖中水泥的调配,为了达到预期的贴铺效果,通常选择水泥砂浆,而且其铺设厚度应该在6~10mm,同时,也要做好铺设质量检查,可以通过敲打来验证其密实度,同时要加强横竖缝的优化调节与调整,从而有效预防水体渗漏问题,打造出精美的装饰效果。 2.5 加强技术难题的解答 建筑装饰工程施工过程中难免会遇到各种各样的技术难题,为施工技术管理带来了巨大的难度和挑战,技术难题得不到妥善处理和解决,未来的工程施工也无法有效开展,会影响工程进度以及施工质量。为了达到理想的施工效果,必须加强对施工技术难题的分析、论证与解答,要试着寻找科学的解决方法,集中行业内部专业技术人员,通过商讨、论证等方式来解决其中的难题,形成科学合理的技术方案。 同时,施工前必须做好是工程质量问题防范工作,控制其质量通 病的发生,例如:地板不科学的铺设技术导致的地面起鼓、破裂的问题,针对这一问题就必须掌握科学的底板铺设技术,铺设前要确保地面层面的平整、平顺,从而为平整铺设创造有利的地基条件。当地面出现裂痕时必须积极分析成因,并对应制定科学的解决对策和方法,先在小范围内进行实验,经测试成功后再进行大规模使用。 三.结束语 建筑装饰工程施工需要专业的装饰技术的支持,要加强施工技术管理,提高施工技术水平,把握关键施工环节,积极改造旧技术,不断引进新技术,要通过大量的理论学习与实践经验来积极优化并提高施工技术,要积极根据施工规范,提高施工技术,强化管理,从而确保建筑装饰施工水平得到长远发展,从而打造出高水平的建筑装饰工程。
建筑防水施工工艺研究:高层建筑防水施工工艺及预防措施 摘要:高层建筑的防水比一般建筑工程防水的要求更严格,它是建筑产品的一项重要使用功能,既关系到人们居住和使用的环境、卫生条件,也直接影响着建筑物的使用寿命。建筑物的防水工程,按其工程部位科分为地下室、屋面、外墙、室内厨房等防水工程。下面我们简单探讨一下施工工艺及防御措施。 关键字:高层建筑 防水 地下室 厕浴间 屋面 一、地下室工程防水 各种房屋的地下室及不允许进水的地下构筑物,其墙与底面长期埋在潮湿的途中或浸在地下水中。为此,必须做好防潮或防水处理,在高层建筑中,由于深基础的设置或建筑功能的需要,一般设有一层或数层地下室,对其防水功能的要求就较高。 1.地下卷材防水施工 (1)卷材铺贴要求。地下防水层及结构施工时,地下水位要设法降至底部最低标高下300mm,并防止地面水流入,否则应设法排除,卷材防水层施工时,气温不宜低于5度,最好在10-25度进行,卷材长、短边接缝宽度应不小于100mm,上下两幅卷材压边应错开1/3幅宽。 应特别注意阴阳角部位、穿墙管以及变形缝部位的卷材铺贴,这是防水薄弱的地方,铺贴比较困难,操作要仔细,增贴附加卷材层,并采取必要的构造加强措施。 (2)卷材的搭接缝以及附加补强胶条的粘结必须牢固,封闭严密,不允许有皱折、孔洞、翘边、滑移或存在渗漏水隐患的其他外观缺陷。 2.注重防水构造施工的质量控制 (1)底板和墙的交接处严禁留设施工缝,如需留,则一定要留设在墙身距底板500左右处,而且最好呈槎(凸)形; (2)设金属止水板时,宽厚度要符合规范要求并要焊接接头,为锚固牢,两边应做好短锯齿状; (3)变形缝处的橡胶止水带,一定要使两边的拉铁丝固定在钢筋上,浇注混凝土时严防从一侧倾倒,振捣时两边均匀插振,以确保止水带的准确位置; 穿墙套管,一定要在中部位置焊上金属止水盘,并预埋准确;支模用的穿墙螺栓也要在中间焊接金属止水盘,拆模后抹灰前要贴墙割断,并用油漆防腐。凡容易形成渗水通道的地方均应焊上金属止水盘。 3.刚性防水附加层 地下室工程以钢筋混凝土结构自防水为主,并不意味着其他附加防水层的做法不重要,因为大面积的防水混凝土难免会有缺陷,另外防水混凝土虽然不透水,但透湿量还是相当大的,故对防水、防湿要求较高的地下室,还必须在混凝土的迎水面做刚性或柔性附加防水层。 (1)刚性防水层与基层之间应设置隔离层,减少因结构变形对刚性防水层产生不利影响常用隔离层材料为纸筋灰麻刀灰低强度砂浆或干铺卷材。 (2)刚性防水层与山墙女儿墙以及突出屋面交接处变形复杂,易于开裂而造成渗漏,故应在这些部位留设缝隙,并用柔性密封材料进行处理,以防渗漏。 4.涂膜防水施工 聚氨酯涂膜防水施工工艺 聚氨酯涂膜防水材料是双组分化学反应固化型的高弹性防水材料。 (1)为了防止地下水或地表滞水的渗透,确保基层的含水率能满足施工要求,在基坑的混凝土垫层表面上,应抹20mm左右厚度的无机铝盐防水砂浆,要求抹平压光,不应有空鼓、起砂、掉灰等缺陷。立墙外表面的混凝土如有水泡、气孔、蜂窝、麻面等现象,应采用加入水泥量15%的高分子聚合物乳液调制成的水泥腻子填充刮平。阴、阳角部位应抹成小圆弧。 (2)通有穿墙套管部位,套管两端永带法兰盘,并要安装牢固,收头圆滑。 (3)涂膜防水的基层表面应干净、干燥。 二、外墙及厕浴间防水 1.构造防水施工 构造防水施工即在外墙板的四周设置线型构造,加滴水槽,挡水台等,放置防寒挡风条,形成压力平衡空腔,利用垂直或水平减压空腔作用切断板缝毛细管通路,根据水的重力作用,通过排水管将深入板缝的雨水排除。 构造防水施工工艺 (1)吊装前,又能够将垂直缝中灰浆清理干净,保持平整光滑,并对滴水槽和空腔侧壁满涂防水胶油以道。 (2)首层外墙板安装前,应按防水构造要求,沿外墙做好现浇混凝土挡水台,即在地下室顶板圈梁中,预埋插铁,配纵向钢筋,支模板后浇筑混凝土。 (3)外墙板安装前,应做好油毡聚苯板的材质粘贴工作和塑料挡水条的裁制工作,泡沫聚苯板应按设计要求进行裁制,其长度可比层高常50mm,油毡条的裁制长度比楼层高度长100mm,宽比泡沫聚苯板略宽一些,然后将泡沫聚苯板粘贴在油毡条上。 2.材料防水施工工艺 (1)嵌填法与刷涂法施工。除丁基密封胶适用刷涂法外,多数密封膏适用嵌填法,即用挤压抢将筒装密封膏压入板缝中。 (2)压入法施工。压入法是将防水密封材料事先轧成片状,然后压入板缝之中,这种做法可以节约筒装密封膏的包装费,降低材料消耗。 2.厕浴间防水施工 建筑工程中的厕浴间,一般都不知有穿过楼面或墙体的各种管道,这些管道具有形状复杂、面积小、变截面等特点,在这种条件下,如果继续沿用石油沥青青纸胎油毡或其他卷材类材料进行防水的传统做法,难以形成一个弹性与整体的防水层,现多用涂膜防水或抹聚合物水泥砂浆防水取代各种卷材做厕浴间防水的传统做法,从而保证了厕浴间的防水工程质量 三、屋面及特殊建筑部位防水施工 1.屋面防水施工 目前,常见的屋面防水形式多为合成高分子卷材防水、聚氨酯涂膜防水组成的复合防水构造,或与刚性保护层组成的复合防水构造,其施工工艺与一般多层的屋面防水相同。 防水涂膜施工完后,即铺设合成高分子卷材和油毡,施工中应注意以下几个方面: (1)由于设计要求屋面找坡层按2%坡度放坡,因此卷材铺设时应平行于屋脊自下而上的铺贴,卷材搭缝必须严密,缝口应顺水流方向搭接,其宽度不应小于50mm,上下屋接缝应左右错开250mm,在铺大面积防水卷材之前,应将檐沟,管道口、雨水口处的附加防水布铺好后由屋顶的低处向高处进行大面积的铺贴。 (2)屋顶卷材遇到女儿墙时,应将卷材沿墙上卷,高度应低于250mm,然后固定在墙上预埋的木砖和木块上,并用1:3水泥砂浆做坡水。 (3)凡管道等伸出屋面的构件必须在屋顶上开孔时,为了防漏水应将卷材向上翻起,抹以水泥砂浆或再盖上镀锌铁皮起挡水作用,泛水高度不超过200mm。 (4)卷材防水层应粘结牢固,无空鼓、损伤、滑移,翘边、起泡、皱折等缺陷。 (5)防水层施工完毕后,必须作蓄水试验合格后开始进行下道工序。 2.特殊建筑部位防水 (1)对基层的要求及处理。楼层地面或屋顶游泳池、喷水池、花园等基层应为全现浇的整体防水混凝土结构,其表面要抹水泥砂浆找平层,要求抹平压光,不允许有空鼓、起砂、掉灰等缺陷寻在,凡穿过楼层或立墙的管件(如进出水管、水底灯电线管、池壁爬梯、池内挂钩、制浪喷头、水下音响以及排水口等),都必须安装牢固、收头圆滑。做防水层施工前,基层表面应全面泛白无水印,并要将基层表面的尘土杂物彻底清扫干净。 (2)涂膜防水层的施工。涂膜防水层应选用无污染的石油沥青聚氨酯防水涂料施工,该品种的材料固化形成的涂膜防水层不但无毒无味,而且各项技术性能指标均优于煤焦型聚氨酯涂膜。 (3)细石混凝土保护层与瓷砖饰面层的施工。在涂膜与卷材复合防水层施工完毕,经质监部门认真检查验收合格后,即可按照设计要求或标准规范的规定,浇注细石混凝土保护层,并抹平压光,待其固化干燥后,再选用耐水性郝、抗渗能力强金额黏结强度高的专用胶黏剂粘贴瓷砖饰面层。 要特别注意的是,在进行保护层施工的过程中,绝对不能损坏复合防水层,以免留下渗漏的隐患。 关于高层建筑防水工程施工的要点还有很多,在此不一一叙述,但每个工程管理人员都应该引起足够的重视。重视这细节部位的施工质量控制,严格落实各项防水施工质量的控制措施,只有这样,高层建筑防水施工才能做的更完美。 建筑防水施工工艺研究:建筑防水工程细部施工工艺 【摘要】在建筑施工过程中,很重要的一个环节就是防水施工,因家居防水渗漏而引起的纠纷也一直不断。本文对建筑防水工程细部施工工艺进行阐述。 【关键词】建筑防水工程;细部施工;工艺 在建筑施工过程中,很重要的一个环节就是防水施工,因家居防水渗漏而引起的纠纷也一直不断。一般家居渗漏多产生于两个方面:一是外部来水。隐患来自于窗台,阳台等处,原因是门窗安装时,门窗与四周墙壁之间的防水密封材料本身不抗变形或施工工艺不规范;二是厨房卫生间的防水没有做好,造成楼上往楼下漏或门里往门外漏,墙里往墙外渗漏等现象,给人们的生活造成极大的不便,且很难根治。 1 建筑防水施工工艺流程 清理基层―涂刷基层处理剂―节点处理― 铺EVA防水卷材―卷材搭接与卷材收头处理―质量验收 1.1 清理基层:表面应平整、干净、干燥,细部构造应达到设计要求,如有缺陷应进行处理,合格后方可进行防水施工。 1.2 涂刷基层处理剂:自粘防水卷材基层处理剂开桶后应充分搅拌,用滚刷均匀的涂刷于基层(参考用量为0.2kg/m2)。待基层处理剂完全干燥后铺贴自粘防水卷材。 1.3 节点处理:管根部位如雨水管、穿樯管等部位的管根需先做密封处理后,再铺贴附加层;转角部位如阴阳角、平立面转角铺贴附加层;伸缩缝、施工缝等部位铺贴附加层。附加层的水平面和垂直面宽度均应≥250mm. 1.4 铺EVA防水卷材:先确定卷材铺贴顺序和方向,并在基层弹线,然后铺贴卷材。铺贴自粘防水卷材时,先揭下隔离纸,将有粘性的一面沿基准线铺贴,随揭隔离纸(膜)随即滚压卷材的表面并挤压出空气,以确保初始粘结强度。卷材纵向搭接缝要顺直,搭接缝宽度30 ~50 mm,用滚筒用力压实,确保防水卷材之间粘接牢固。 1.5 卷材搭接与卷材收头处理:卷材采用搭接方式,通过卷材高分子层搭接焊接,将两幅卷材搭接在一起。无论是水平收头,还是垂直收头,应对收头边处采用配套密封胶密封,卷材在立面收头时,应用金属压条固定,再用配套密封胶将金属压条上口和固定螺钉密封。 1.6 质量验收:防水层验收合格,进行下一道施工程序。自粘防水卷材出现破损或鼓泡时,应将破损部分清洁干净后,用大于破损部位边缘100 mm的卷材修补压实封口。 2 常见细部施工方案 2.1 变形缝 用于伸缩的变形缝宜不设或少设,可根据不同的工程结构类别及工程地质情况采用诱导缝、加强带、后浇带等替代措施。用于沉降的变形缝宽度宜为20~30mm,用于伸缩的变形缝宽度宜小于此值,变形缝处混凝土结构的厚度不应小于300mm,变形缝的防水堵漏措施可根据工程开挖方法。 诱导缝的作用在于沿结构纵向长度设置若干“接缝”,接缝处纵向钢筋的含量为纵向钢筋总量的30%。当结构因温差或混凝土干缩等原因引起内力变化时,使诱导缝先行开裂,从而控制了混凝土结构随意出现裂缝的情况。 诱导缝间距一般控制在20~30m,可根据施工季节、温度的不同作相应调整,诱导缝的防水堵漏构造可按变形缝处理。 变形缝两侧应平整、清洁、无渗水,并涂刷与嵌缝材料相容的基层处理剂,嵌缝应先设置与嵌缝材料隔离的背衬材料,并嵌填密实,与两侧粘结牢固,在缝上粘贴卷材或涂刷防水堵漏涂料前,应在缝上设置隔离层后才能进行施工。 变形缝止水材料通常有以下几种:橡胶止水带、塑料止水带、氯丁橡胶止水带和金属止水带等。选择止水带的基本要求是:适应变形能力强、防水堵漏性能好、耐久性高、与混凝土粘结牢固。 止水带的构造形式有埋人式、可卸式、粘贴式等,目前采用较多的是埋人式。根据防水堵漏设计的要求,有时在同一变形缝处,可采用数层、数种止水带的构造形式。 埋入式(橡胶止水带)变形缝构造 2.2 后浇带 后浇带(也称后浇缝)是对不允许留设变形缝的混凝土结构工程(如大型设备基础等)采用的一种刚性接缝。 混凝土后浇留带留设的位置、形式及宽度应符合设计要求。其断面形式可留成平直缝或阶梯缝,但结构钢筋一般不能断开;如必须断开,则主筋搭接长度应大于45倍主筋直径,并应按设计要求加设附加钢筋。留缝时应采取支模或固定钢板网等措施,保证留缝位置准确、断口边缘混凝土密实,留缝后要注意保护,防止边缘毁坏或缝内进入垃圾杂物。 后浇带处混凝土浇筑,应在其两侧混凝土浇筑完毕后、设计规定的间隔时间进行(一般不少于六个星期,高层建筑应在结构顶板浇筑混凝土14d后),浇筑前应将接缝处混凝土表面凿毛并清洗干净,保持湿润,并刷水泥净浆,然后用符合设计要求的混凝土进行浇筑,并振捣密实,混凝土养护时间不应少于28d。 2.3 预埋件、穿墙管道 在预埋件的端部应加焊止水钢板,在穿墙管道外加套管并加焊止水环进行防水堵漏处理。预埋件、穿墙管道均应预先固定、周围混凝土应仔细浇捣密实,保证质量。 2.4 卫生间门口部位 卫生间的防水可以说一直以来人们的重视程度较高,因为其经常处在一种有水的环境下,特别是马桶底部、地漏处、给排水管道根部等部位一直是人们的高度关注的部位。但是,对于卫生间门框下部的渗漏问题,还没有引起人们的足够重视。 2.4.1 发生原因: (1)门框安装好后,在后序施工中,使其产生震动,造成门框与下面的防水层及防水保护层脱离。 (2)门框与墙体的缝隙没有填塞密实,使防水找平层在此产生裂缝。 2.4.2 控制措施 (1)安装门框时,在靠近门框底部增加固定点,保证在此部位门框与墙体连接牢固。同时,门框安装好后,要注意避免对其产生大的震动,做好成品保护。 (2)门框与墙体之间的缝隙要采用砂浆填塞密实,而且填塞砂浆中适当掺入建筑胶,使其不容易产生裂缝。同时,在门框与墙体的接缝处另加一层防水油膏,对此部位的防水进行加强。 2.5 墙外保温在外窗的收口部位 随着建筑节能要求的不断提高,外墙外保温技术逐渐被大多数工程所采用,外保温在外窗收口部位的雨水渗漏问题也随之而来,雨水顺着保温的收口部位渗漏至保温的空气层内,进而沿着外墙渗透至室内。 通过研究发现,产生这个问题的主要原因是保温收口处比较薄弱,如果此处施工质量控制不好或者成品保护工作没有做好,极易产生渗漏问题。但是要想通过提高施工时的质量意识和成品保护意识来解决此问题比较困难,因为随着时间的推移,此处一直是一隐患部位。于是通过分析和实践,认为如下做法可以为此问题的解决提供一种方案。即在施工主体结构时在外窗四周浇筑凸出的混凝土边框,其凸出厚度为设计的保温层厚度 此种做法犹如给外墙保温在外窗的收口部位加设了一个环箍,对其进行了加强,避免了由于此处破坏引起的渗漏。 建筑防水施工工艺研究:浅议建筑防水工程常见材料及施工工艺 摘要:建筑防水工程是保证建筑物的结构不受水的侵袭、内部空间受水的危害的一项分部工程,在整个建筑工程中占有重要的地位。随着国家产业政策的出台,逐步淘汰落后的产品和生产工艺,新型防水材料生产和应用比例进一步提高,本文就建筑防水工程目前的新型材料及施工工艺技术进行研究,为建筑防水工程向加强节约资源、降低能耗和减少排放方向发展提供一些探讨的思路。 关键词:建筑防水工程,防水材料,施工工艺 随着国民经济持续快速稳定增长及房地产行业的快速发展,建筑防水行业也充分享受了经济增长和建筑业繁荣的成果,整个行业获得了快速发展的契机。新型防水材料及新的应用技术层出不穷,而防水材料的应用领域也在不断拓宽,建筑防水行业获得了快速发展。 建筑防水工程涉及到建筑物的地下室、墙地面、墙身、屋顶等诸多部位,其功能就是要使建筑物或构筑物在设计耐久年限内,防止雨水及生产、生活用水的渗漏和地下水的浸蚀,确保建筑结构、内部空间不受到污损。 一、防水工程常见材料及施工工艺 建筑防水工程的分类一般有三种方式,一种是从施工工艺上分类,一种是从施工部位分,还有一种是以施工材料划分。按照施工工艺分类,一般分为结构自防水和防水层防水两大类。结构自防水又称躯体防水,是依靠建筑物的底板、墙体、楼顶板等材料自身的密实性以及采取坡度、伸缩缝等构造措施和辅以嵌缝膏,埋设止水带或止水环等,起到构件自身达到防水的作用。而防水层防水则是采用不同材料的防水层防水在建筑物结构的迎水面以及接缝处使用不同防水材料作成防水层,以达到防水的目的。其中按所用的不同防水材料又可分为①刚性防水材料,如涂抹防水砂浆、浇筑掺有外加剂的细石混凝土或预应力混凝土等;②柔性防水材料,如铺设不同档次的防水卷材,涂刷各种防水涂料等。结构自防水和刚性材料防水均属于刚性防水;用各种卷材、涂料所做的防水层均属于柔性防水。 防水材料品种繁多,按其主要原料分为4类:①沥青类防水材料。以天然沥青、石油沥青和煤沥青为主要原材料,制成的沥青油毡、纸胎沥青油毡、溶剂型和水乳型沥青类或沥青橡胶类涂料、油膏,具有良好的粘结性、塑性、抗水性、防腐性和耐久性。②橡胶塑料类防水材料。以氯丁橡胶、丁基橡胶、三元乙丙橡胶、聚氯乙烯、聚异丁烯和聚氨酯等原材料,可制成弹性无胎防水卷材、防水薄膜、防水涂料、涂膜材料及油膏、胶泥、止水带等密封材料,具有抗拉强度高,弹性和延伸率大,粘结性、抗水性和耐气候性好等特点,可以冷用,使用年限较长。③水泥类防水材料。对水泥有促凝密实作用的外加剂,如防水剂、加气剂和膨胀剂等,可增强水泥砂浆和混凝土的憎水性和抗渗性;以水泥和硅酸钠为基料配置的促凝灰浆,可用于地下工程的堵漏防水。④金属类防水材料。薄钢板、镀锌钢板、压型钢板、涂层钢板等可直接作为屋面板,用以防水。薄钢板用于地下室或地下构筑物的金属防水层。薄铜板、薄铝板、不锈钢板可制成建筑物变形缝的止水带。金属防水层的连接处要焊接,并涂刷防锈保护漆。 二、新旧防水材料优劣对比及施工工艺 目前我国防水材料己形成SBS、APP改性沥青防水卷材、高分子防水卷材、建筑防水涂料、刚性防渗和堵漏材料等高中低档品种和功能比较齐全的完整系列,并形成材料、生产、设备制造、防水设计、专业施工、科研教学、经营网络为一体的工业化体系。 传统建筑防水材料存在着对温度敏感、拉伸强度和延伸率低、耐老化性能差的缺点:特别是用于外露防水工程,高低温特性都不好,容易引起老化、干裂、变形、折断和腐烂等现象。这类防水材料目前规定采用三毡四油的防水做法,以适当延长其耐久年限。但是这种施工工艺增加了防水层的厚度,特别是对于屋面形状复杂、凸出屋面部分较多的屋顶来说,施工难度很大,施工质量也难以保证,维修保养也非常困难。 而新型建筑防水材料不仅材料新颖,而且施工方法也更为简单易行。新型建筑防水材料主要有合成高分子防水卷材、高聚物改性沥青防水眷材以及防水涂料、防水密封材料、堵调材料、粘绍材料、刚性防水材料等。建设部制定了一系列综合治理的措施,制定了发展、推广、应用建筑防水新材料和防水施工新技术的政策法规。大批种类繁多、门类齐全的新型防水材料已陆续投入使用,新型的施工工艺也逐渐成为防水工程施工主流。 1、通用型防水涂料(GS 防水涂料) 通用型防水涂料,也叫GS防水涂料,其特点是:刚性防水材料,突出粘结性能。主要采用于建筑工程的卫生间和厨房的防水防潮处理。两种材料混合后发生化学反应,既形成表面涂层防水,又能渗透到底材内部形成结晶体阻遏水的通过,达到双重防水的效果。施工时主要用于填涂较狭小的缝隙空间等不易于其他防水材料涂刷的位置。 2、JS防水涂料 JS防水涂料,是指聚合物水泥防水涂料,是由聚醋酸乙烯酯、丁苯橡胶乳液、聚丙烯酸酯等合成高分子聚合物乳液及各种添加剂优化组合而成的液料和由特种水泥、级配砂组复合而成的双组分防水材料,是当前国家重点推广应用新型理想的环保型防水材料。这种防水材料既有无机材料耐久性好的特点,有具有有机材料弹性高的特点。 3、聚合物水泥基涂料 既包含无机水泥,又包含有机聚合物乳液,这种防水材料既可作墙面防水剂,也可内掺于水泥制成高效防水水泥沙浆。由于两者为有机和无机结合,优势互补,刚柔相济,抗渗性提高,抗压比提高,综合性能比较优越,达到较好的防水效果。其特点是:渗透力极强,可渗透到建筑物内部形成永久防水层;防水层透明无色,不变色,不影响建筑物原设计风格。 建筑防水施工工艺研究:浅谈新型建筑防水材料与施工工艺 【摘 要】长期以来我国都一直使用纸胎石油沥青防水卷材作为主要的建筑防水材料,但是作为一种柔性防水材料,纸胎石油沥青防水卷材有自己的缺陷和不足,比如说,不能延伸很容易就被撕裂,不能经过高温烤晒,再加上施工的工艺比较繁琐、不利于环境保护等等诸多问题导致这种纸胎石油沥青防水卷材已经逐渐不能适应我国建筑行业的防水和环保需求了。 真正新功能的防水材料不仅要考虑其可变性、耐劳性,更加要考虑它的耐水性、耐腐蚀性以及环保性能,但是任何一种单一的防水材料要完全解决以上所提出的问题都是很困难的,就目前来看,尽管我国的防水材料还不能完全达到完美的标准,但是较之以前已经有了很大的发展,如APP改性沥青防水卷材、SBS改性沥青防水卷材和聚氯乙烯防水卷材,其中部分材料的性能已经能和国际上先进的防水技术相媲美。 【关键词】防水卷材;建筑行业;新功能 目前在我国应用比较广泛的新型建筑防水材料总共有五种:1.高聚物改性沥青类防水卷材;2.合成高分子防水卷材;3.防水涂料;4.密封材料;5.刚性防水材料。在下面的内容里,笔者将从种类的特点和施工要求两个方面进行阐述。 一、防水工程新材料的选择及应用特点 1、高聚物改性沥青类防水卷材 应用率最高的是高聚物改性沥青类防水卷材,它的主要主要特点有以下几点: (1)高聚物改性沥青类防水卷材主要是以SBS、SBR、APP、AIA0等高聚物改性后的沥青为涂盖层[1]。不同的改性剂对沥青产生的改性效果是不一样的,比如说:APP、APAO能对沥青的耐温性能有所提高,最高高温耐性可达130℃,而最低低温耐性也能达到零下10℃;如果是SBS和SBR两种高聚物和沥青搭配会使沥青具有更强的耐低温性,最低温度可达零下25℃,而最高温度也可达到100℃。改性剂对沥青的高低耐温性能的改善,不但能够使卷材应用范围有所扩展,而且还能提高沥青的生命力,延长其使用寿命。 (2)高聚物改性沥青防水卷材厚度可分为2、3、4mm不等。 (3)新型改性沥青防水卷材是以玻纤胎、聚乙烯膜、聚酯胎、玻璃织物、铝箔和黄麻织物等做胎体的。 (4)高聚物改性沥青防水卷材的施工方法也有所改变,因为它的厚度一般都比较厚,只需要做成单层或者双层就可以达到防水的要求。一般来说如果是2mm的卷材可以使用一般的冷粘法进行施工,如果是3mm或者4mm,一般可以使用热溶施工的方法进行施工。 (5)使用高聚物改性沥青防水卷材,可以降低涂卷材的工作温度,还具有节能和延长使用寿命的功能。 2、合成型高分子卷材 合成树脂类卷材和合成橡胶类防水卷材都属于合成型高分子卷材,它们都具有同样的功能,即质量轻、具有高延伸率和高强度,而且还有很好的耐温性能,统一都适用于热熔法和单层冷粘法进行施工。 3、建筑防水涂料 建筑防水涂料分为高聚物改性沥青类防水涂料和合成高分子防水涂料两种,本身是液体,但是经过涂刷之后就变成了固态防水层。它和防水卷材的特点大不一样,比如说由于形成固化层之后不产生缝隙因此防水性比防水卷材要好;操作起来比较方便,可以适应各种形状的防水基面;另外温度适应性强、粘结强度高、施工速度快、维修方便等也都是它的优点。防水涂料的应用比较广泛,除了适用于地下防水工程和屋面防水工程之外,还应用在一些屋面防水和墙面防水的保护层上,甚至对于维修材料和辅助材料也能产生功效。然而防水涂料最擅长的是解决一些防水要求较高、面积狭小、构造较为复杂而且穿墙管道很多的工程防水问题。防水涂料的突出性能体现在它具有高防水性,只要是使用防水涂料的地方,无论是厕所、浴室还是厨房,都可以使基层连接处形成完成严密的包封达到整体防水的良好效果。 4、密封材料 密封材料实际上就是一种将防水剂或合成高分子乳液等按照一定掺加比例,与水泥砂浆进行充分渗配,从而使其产生能够堵塞毛细孔的不容物的防水砂浆。通常情况下,要制成这种防水砂浆需要有金属类防水剂、金属皂类防水剂等防水剂的参与。而且防水砂浆的防水能力受到参与渗配的防水剂的种类、掺入量、还有施工工艺的影响。尤其在粘结性能方面极为关键,只有粘结性能得到保障,才能够达到预期的防渗效果。 5、刚性防水材料 刚性防水材料可以可分为防水混凝土和防水砂浆两大类。它是一种利用外加剂和合成高分子材料,跟混凝土或水泥砂浆进行合理配制,从而起到堵塞毛细孔、抑制孔隙率增长、增加防水层密度,形成一定抗渗防水能力的防水材料。 防水混凝土主要应用在建筑物地下的主要防水措施,它根据建筑物的防水等级分别被应用在不同的防道口的防水层。一般来说防水混凝土可以分为三种:第一种是不需要添加任何外加剂,而只靠调整混凝土中的砂、石、水泥和水的配合比就能达到防水要求的混凝土防水方式,这种混凝土的抗渗能力较差;第二种,依靠防水剂、早强剂、减水剂等外加剂的添加来提高防水性的,这种防水混凝土的抗渗性有所提高;第三种是通过加入UEA等微膨胀剂,使混凝土具有微膨胀性能,从而对混凝土内部的收缩起到平衡作用,这种混凝土不但具有防水性能还能具有抗裂性能,在三种混凝土中功能性最强。值得提出来的是外加剂的加入量控制、产和的均匀度以及进行施工的工艺操作流程都能对混凝土的质量产生影响,所以在进行施工的时候一定要认证观察,细心留意。 二、防水工程的影响因素 因为建筑防水工程的部分不同,因此具体的防水功能要求和施工工艺也不相同,在进行工程设计的时候应该综合以下几个因素进行考虑: (1)建筑物的重要程度、使用功能和防水耐用年限等等都是进行防水构造设计时应该考虑的因素,应该对以上几个因素进行等级划分,已达到不同的防水设防要求。 (2)建筑物所处地理位置的水文、地质、大气环境还有建筑结构等环境因素都能对建筑防水工程产生影响。在做防水工程的时候应该根据实际情况选择最佳方案。 三、防水工程的施工工艺 1、原则 在做防水设计的时候应注重以下原则: ①防水层必须是具有整体性; ②尤其要注意在工程节点构造处的防水性能; ③以防排结合作为指导,采用多道防水设计; ④根据实际的情况采用最适合的防水材料和实施方案。 2、施工工艺要点 目前在我国防水工程中应用比较广泛的是高聚物改性沥青类防水卷材、合成高分子防水卷材和防水涂料三种,其他类型的防水材料都是在次三种的基础上进行相应的辅助作用以加强防水的效果,现将建筑防水工程的施工工艺要点列举如下: (1)材料在进行入库验收之前,为了保证其质量一定要进行取样检测以测试其物理性能和化学性能,只有检查合格的材料才能投入使用; (2)在进行施工前一定要对基层的杂物进行清洁,保证基层没有尖锐突出; (3)正常情况下,要保证施工基层的干燥性,如果条件所限必须在潮湿的环境下进行施工,那么须在基层涂抹隔离剂或进行烘干; (4)基层与突出的屋面结构的交接处和转角出应做成圆弧形并满足规范要求。 (5)保证施工基层的平整,如果有气泡要在施工时进行平熨; (6)如果使用热熔法进行施工,一定要注意用火安全,最好在现场配备灭火筒、氧气瓶和乙炔瓶; (7)当施工完成之后应,要进行24小时试水实验,一旦发现渗漏要及时查清渗漏原因,进行修复之后在加倍进行试水实验;如果未发现渗漏则立即在上面安排保护层,避免因为长时间外漏造成损坏; (8)进行保护层施工时要对防水卷材进行保护; (9)下雨期间尽量不要施工,以避免在此湿润的环境下施工造成的质量隐患。 四、总结 根据上面的分析,各种防护材料的性能特点不一样,因此在选择防水材料的时候一定要根据实际情况而定,选择适合的防水材料不仅可以提高建筑的整体防水性能,还能够延长建筑外层的使用寿命。
电子设计自动化课程教学探析:电子设计自动化精品课程建设的实践 【摘 要】从课程内容体系结构的构建、教学方法及手段的改革、实训基地和教材的建设、教学团队建设和课程网站建设等方面阐述电子设计自动化精品课程建设的工作,为其他精品课程建设提供借鉴。 【关键词】精品课程 电子设计自动化 项目教学法 电子设计自动化课程是我校电子信息工程技术、应用电子技术和太阳能光电子技术专业的核心专业课程,其前身叫“Protel电路设计”。2010年我校的“电工电子与自动化实训基地”获自治区高等职业教育能力建设专项项目并获自治区财政支持,建设了电子设计与生产工艺实训室和大学生创新实训室,随着印制电路板的设计、生产制作设备和电子产品生产工艺生产线投入教师教学和学生实训中,从而形成了电子设计自动化课程。2014年电子设计自动化课程被确认为校级精品建设课程。 精品课程应该体现学科现代教学思想,符合现代科学技术和地方产业发展或行业技术的需要,有利于带动高校教育教学改革,科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性是精品课程较显著的特点。 一、加强课程内容体系结构设计,对接岗位能力选取教学内容 (一)电子设计自动化课程的内容。一是基本知识的学习。将电路原理图的绘制、元器件封装库制作和使用、印制电路板(PCB)的设计和打印等基本知识融入项目进行学习。二是以电子产品设计、制作实例进行综合实训。把印制电路板制作、电子产品生产工艺与规范融入这一阶段的学习和实训,培养学生电子产品的设计和制作能力,满足职业岗位能力培养的要求。 (二)教学内容的选取符合岗位能力培养的要求。邀请企业工程师到我校讲座、指导实训,参与课程大纲、课程教学内容、实训内容、实训指导的制定,使我们的教学能跟上行业的新技术、新工艺,培养的学生符合行业、就业岗位的需求。 依照项目教学法设置教学内容,将实际开发项目、典型产品案例和学生创新项目引入到教学当中,基于工作过程构建学习情境,如表1所示,教学情境的设置遵循由感性到理性,由简单到综合的过程。首先通过学习情境1单管放大电路的印制板制作这个简单项目的实训,使学生掌握绘制原理图、生成网络表、合理的规划印制板、导入元件的封装、元件的布局及布线这些制作印制板的基本知识。然后再进入学习情境2、3的学习,进一步巩固上面的基本知识,同时引入元件封装库的制作等知识的学习。最后通过学习情境4加入复杂原理图绘制和多层印制板的制作等内容。整个课程以电路的原理图、PCB 图设计、元件封装制作为基础,以培养学生印制板的制作、电子电路设计和制作能力为核心,将课程建设成集能力培养、职业素养训导和学生创新能力培养为一体的教学平台。 二、加强教学方法与手段改革,不断提高课程的教学质量 电子设计自动化是一门实践性很强的课程,采用项目教学法、任务驱动法将理论知识融入电子产品制作中,实现理论与实践的有机结合。充分运用精品课程网站的教学资源,利用网站的“电子论坛”“在线讨论”及时为学生解决问题,引导和启发学生自主进行知识的建构,激发学生的学习兴趣,全面提高学生的实践动手能力和创新能力。 (一)采用集“教、学、练”于一体的项目教学模式。以企业项目、真实产品和学生创新项目设置教学情境,以项目为载体学习电路原理图的绘制、元件封装的制作和PCB板的制作等基本知识,克服了传统的计算机辅助软件教学和实际使用脱节的教学模式,实现了理论与实践的紧密结合。该课程在机房和电子设计与工艺实训室进行教学,建设了一套电路制板设备和一条焊接工艺生产线,做到了教学环境一体化。“电工电子与自动化实训基地”的大学生创新实训室和电子设计工艺实训室是全天开放式运作模式,学生可以随时进行电子电路的设计和制作。 (二)把综合项目化为子任务,做到深入浅出,激发学生的学习兴趣。根据产品制作的过程,将项目化为一个个子任务,让学生在完成项目的过程中掌握制作印制板的基本知识和技能,进而完成相应电子产品的制作、调试,使学生能感觉到学习的快乐和动手制作的成就感,让学生成为学习的主体,不再是被动的学习。 (三)采用分层次教学。对于能力强、乐于助人的学生进行强化训练,增强他们的分析问题能力和动手能力,培养成为班级的“学科带头人”,并鼓励他们多帮助其他同学。而对于理解能力不强、动手能力较差的学生,采用多关注、主动引导他们解决问题,培养学习兴趣,保护他们的学习积极性。在这些年的教学中发现培养班级“带头人”在班风、学风建设中非常有用,能带动整个班的学习积极性。 (四)与企业合作教学。利用校企合作的平台开展教学,把电子产品的调试与制造工艺阶段的学习部分尽量放在企业进行。设计的学习情境尽量以企业项目、真实产品为载体,缩短了教学与行业、产业的距离。安排行业工程技术人员定期到学校交流,他们不断带来新的行业或技术信息,使课程教学和技术进步保持同步。 (五)建立有利于激发学生学习兴趣、动手能力和创新能力培养的考核体系。包含考勤、课堂表现、阶段学习效果评价,从理解能力、动手能力和团队合作能力进行评价,达到既能奖励动手能力强、愿意帮助他人的学生,又能保护落后学生的学习、动手积极性。电子设计自动化课程教学在培养学生的创新思维、动手能力、实践技能以及团队合作精神等方面起着重要的作用。在教学中以人为本,以学生为中心,激发并保护学生的学习兴趣和动手制作的积极性。 电子设计自动化精品课程教学内容的设置、教学活动的开展与技能竞赛相结合,突出了职业技能的培养。培养学生能够完成按照电路原理图进行元器件的选择、电路原理图的绘制、PCB设计,完成PCB图和制板文件,制作出电子产品的PCB板,并在电路板上装配、焊接与调试,为参加电子设计大赛和技能大赛打下坚实的基础。经过这些年的教学改革探索与实践,我们专业的学生参加自治区级以上的职业技能大赛和全国大学生电子设计大赛,获自治区级以上一等奖6个(18人次)的好成绩。 三、加强课程教材和实训基地的建设与使用 (一)教材使用与建设。根据就业岗位的调查研究,紧跟行业的新技术、新工艺,符合高等职业教育的特点,及时更新教学内容,综合使用下面几本教材:《Protel DXP 2004 SP2原理图与PCB设计》(第二版),《电子技术实践与训练》(第三版),《电子产品工艺与质量管理》。编写了《电子设计项目化实训教程》,选择典型电路、电子设计大赛的典型题目编写实训教程,把电路板的设计与制作流程、电路安装与调试编写成实训指导书,能很好的指导学生学习和实训。 (二)校内实训基地与实训设备建设。我系电工电子与自动化实训基地,自2010年获自治区财政支持建设以来,建设了电子设计与生产工艺实训室、电工电子实训室、单片机与CPLD实训室、大学生创新基地等,具有良好的教学设备与专业技能实训条件,建有一套完整的电路制板设备和一条电路焊接工艺生产线,满足单层和双层电路板的设计制板要求,包含了手工焊接和自动焊接,直插式元件焊接和贴片元件焊接设备,能满足教师科研和学生实训的需求。 我系的教学用机房,大学生创新基地等实验室的电脑都已联网,学生可以方便地共享课程资源,通过“电子论坛”“在线讨论”充分互动,良好的教学资源和教学环境有效地促进学生的自主学习和课外拓展学习,实现了优质教学资源的共享。 (三)校外实习基地的建设与利用。电子信息产业是桂林的优势产业,其总产值占广西电子信息产业产值50%以上,电子信息企业多达上百家。通过对桂林无线电五厂等电路制板企业的深入调查研究与合作,与4家企业建立稳定的校企人才培养基地,充分利用企业先进的设备和资源,将电路板的制作工艺、电路的焊接和调试阶段的学习和实训放在企业进行。利用学校和企业这两种不同的教学环境和教学资源,将课堂教学和企业实践教学有机结合,构建与地方产业对接的实践教学体系。 四、课程网站的建设 精品课程网站是展示课程建设成果的重要平台。教师通过这个平台共享优质教学资源,学生则能在平台上利用课程资源自主学习,提高教学效果。网站资源的优质性、网站的导航和交互性是网站能否发挥其辅助教学功能的关键。学校建设了优质课程共享平台,精品课程也放在其中,有专职人员对网站进行定期维护,保证精品课程网站正常运行。 (一)共享课程的优质资源。共享了工具软件、教学课件、项目实训教程、电子制作实例、电路仿真、工业制版流程、电子产品生产工艺质量管理等资料。根据使用网站人员的评价反馈,紧跟行业的新技术、新工艺,就业岗位的要求,及时更新教学内容,改进教学方法和手段,保证教学资源的优质性。 (二)网站设置良好的导航。精品课程网站信息量大,为了更好地指导学生利用网站进行自主学习,需要有良好的导航。导航的设计顺应学生的认知心理,做到界面友好美观,操作简单直观,让学生能主动、愉快地自主学习,主动建构专业知识。 (三)建设交互性强的课程网站。课程网站设置“电子论坛”“在线讨论”模块,教学团队的成员定时回答学生提出的问题,与学生交流,打造一个学生与学生之间,教师与学生之间的互动平台,能吸引更多的学生主动参与课程的学习,激发学生的学习兴趣。 五、学科教师队伍的建设 为实现人才培养目标,精品课程建设的重要任务是教学团队的建设,电子设计自动化是理论与实践联系紧密的课程,因此,“双师型”教师的培养则成了教学团队建设的主要任务。首先,学校政策有保障,制定了相应的人才引进和培养机制。人才引进方面更青睐有企业工作经历的专业技术人员,应届毕业生则要求参加过全国电子设计大赛,并获得全国级别奖项的毕业生。同时鼓励教师获取职业资格证书,组织教师参加企业一线实践、培训,一旦获取职业资格证书,学校给予精神和物资奖励。其次,我们把最后一学期的顶岗实习分成三个阶段,分别放在大一、大二、大三,增加与企业交流、学习的机会,并指派老师带队到企业进行校外实训,我们的老师也加入企业的生产管理中,能更好的接触行业的新技术、先进的生产工艺和企业的管理理念。定期召开教研室交流会,交流教学心(下转第74页)(上接第59页)得和体会,以便协商解决教学过程中遇到的问题。同时鼓励青年教师积极申报教学、教改科研项目,从中不断提高课程教学水平和教学效果。 精品课程建设是一个系统工程,也是一个长期的过程,为使精品课程网站真正起到辅助教学的功能,提高教学效果,应该做好以下几点:教学体系、方法和手段先进性是精品课程建设的基础,课程教材和与地方产业对接的实践教学建设是精品课程建设的重点,课程网站的交互性和教学资源的优质性是精品课程建设的关键,学科队伍的建设是精品课程建设的保障。 电子设计自动化课程教学探析:电子设计自动化技术的发展与应用 摘 要:随着集成电路和微电子技术的发展,电子设计自动化技术(简称EDA)已经成为一门电子领域的重要学科。EDA技术的发展与应用成为21世纪电子设计的主流方向。本文主要介绍EDA技术的发展内容,展望EDA技术的应用蓝图。 关键词:电子设计;自动化发展;应用蓝图 一、电子设计自动化技术的概况 现代电子产品多体现开发周期短、更新换代快、功能多重、能耗偏低等特点,产品体积日趋小巧,相比较传统电子产品,其广泛运用现代科学技术,电子设计自动化程度提升,产品的竞争力迅速提高,能够更有效运用现代化科学技术,以适应时展变化。而这归因于电子设计自动化技术,集合众多学科的最新研究成果发展而来的一门新科学领域技术。 电子设计自动化技术内容主要为大规模可编程逻辑器件(简称PLD)、硬件描述语言(简称VHDL)、软件开发工具(主要为MAX+plusII、ispEXPERT和Foundation Series)和实验开发系统四个方面。大规模可编程逻辑器件是EDA技术的设计载体物质,帮助用户利用编程实现逻辑功能;硬件描述语言是电子系统设计实现功能的表达手段;软件开发工具则是系统化、自动化的设计工具,帮助EDA技术设计电子系统;实验开发系统则是有助于电子系统设计的系列下载工具和硬件验证工具。 电子设计自动化技术的发展也并非一日而成,由一学科而诞生,其发展经历三个阶段:计算机辅助技术(简称CAD),计算机辅助工程设计(简称CAE)和电子设计自动化(简称EDA)。 (一)CAD阶段(20世纪70年代) 早期电子系统硬件设计经由分立元件向集成电路模式发展,硬件设计随之进入早期发展阶段。硬件设计主要采用集成电路,并将其焊接在电路板上,做成早期的电子系统,而对系统的调整试验则是在PCB上进行。制作过程的复杂性要求,传统的利用手工图纸方式无法实现,因此过程高度复杂的产品设计工作由CAD工具,利二维图形编辑和分析完成。在20世纪70年代EDA技术发展阶段,电路板画图工具受到计算机工作平台的约束,其设计的性能较差,工作时间受制约有限。 (二)CAE阶段(20世纪80年代) 20世纪80年代推出了新的EDA工具,伴随着计算机和集成电路的推广发展而来的计算机辅助工程设计阶段到来――CAE阶段。其推出的EDA工具主要核心为逻辑形式模拟、计划性分析、模拟故障分析和自动布局布线,解决之前无法完成的对工具功能检测的重点问题。设计师在产品制造之前可以提前知晓产品的功能,利用计算机生成有关产品制造的文件,帮助在设计古城有效对产品性能进行早期分析检测。 EDA工具核心之一――自动布局功能与早期阶段产品设计工具解决人工重复绘图的缺陷相比较,80年代的CAE工具可以保证设计和制造出最优的电子产品,该工具不仅可以为产品开发提供便利,也能帮助设计人员提供最佳脑力创作。然而,电子系统复杂多样化,EDA工具无法全面满足设计要求,无法对产品设计元件进行优化处理。 (三)EDA阶段(20世纪90年代) 这一阶段EDA技术向电子产品自动化设计方向大幅度进步,归功于微电子技术的迅猛发展――芯片集成于工作效率的技术创新。集成电路高速率设计和电子系统的高水平发展趋势,极大促进了电子设计自动化技术取得进步发展。EDA工具实现设计、测试、生成文件等系统化的电子系统设计自动化,其不仅仅具备系统设计能力,并且包含各个工艺标准元件库,实现系统设计能力独立化,帮助设计工程师熟练设计电子系统[1]。 二、EDA技术应用蓝图 EDA技术应用前景广泛,可应用于高校实验教学活动、产品开发和科研、电器设备的更新换代与改造。随着软件开发功能的完善,电子系统可以集成在一个芯片上,产品设计硬件则可以利用软件方式完成,全面实现系统的编程和升级活动,因此,在科研活动和产品的开发过程中,EDA技术可被广泛运用。 各高校电子类专业较为火热的教学活动以及研究课题,都较多借用EDA技术设计各种复杂的数字系统,完成系统的开发与实验,同时也可以便捷地应用该技术进行硬件验证,简化数字电子设计实验的流程,而不同的学生可以根据自身的设计完成各项实验活动,便于高校教学活动的进行,也有利于提高学生的自我创造能力。这种技术大大简化了高校实验教学成本,因而也被推广应用。 采用EDA技术可以对机电设备中的电器控制系统进行重新设计或改造,设计时间较短,成本较低,同时可以提高机电设备的性能,增加产品的技术含量。电子产品更新换代速率愈来愈快,为满足市场消费需求,不一定要求所有的工程师创造出新的产品设计,在传统机电设备的基础上,对设备电子系统进行规划设计或改造,有利于产品额外价值的实现[2]。 三、总结 进入21世纪90年代,随着集成电路、微电子技术和芯片组合技术的发展完善,EDA技术在数字系统和微电子技术领域不断发展,现代电子系统设计成为电子领域发展的重要内容,同时EDA技术也需要在PLD和VHDL方面做出不断的更新完善,使之在计算机、工业、电器等领域广泛拓宽应用市场,利用电子设计的优势制造出领域更宽广的电子产品。在此可以展望EDA技术的兴起将超越电子设计领域向其他领域发展,设计不再单纯是电子类专业的设计,电子系也不再是工程师的代名词。 电子设计自动化课程教学探析:电子设计自动化实验环境的建设与管理 【摘要】介绍了电子设计自动化(EDA)实验环境的建设与管理的经验,简要分析了由此给教学产生的实际影响。 【关键词】EDA教学,实验环境,管理 由于集成电路技术和计算机技术的高度发展,设计自动化的观念和EDA工具的使用水平已成为度量工程师能力的一个重要方面。国内各高校都投入了大量的人力物力建立EDA实验室。EDA实验环境的硬件、软件和服务水平在某种程度上已成为衡量该校硬件水平、教学水平和办学水平的一个重要标志。我校在教育部电工电子教学基地的建设过程中,始终对EDA的教学和实验环境的建设给予了足够地重视,专门成立了EDA(实验)中心,旨在负责全校EDA实验教学,EDA项目开发和新技术推广工作。经过近两年的建设,EDA中心已初具规模,为全校的EDA教学提供了良好的实验环境,促进了我校电类现代化课程教育的发展。 1 EDA实验环境的建设 EDA(实验)中心的建设起始于1998年初,学校先后投入资金近百万元,第一期工程建立起配备有40台Pentium 166MMX微机的多媒体实验室和硬件实验室各一个;1999年进行了第二期工程,又建起了一个包含40台PentiumⅡ400微机和两台专用服务器的网络实验室和一个管理办公室。并进行了软件建设和有关实验项目的开发。 在EDA中心的建设中,我们遵循以下原则: (1)创建一流具有EDA特色的实验环境。EDA的实验环境的好坏在某种程度上直接影响电类学生对现代化技术的掌握,同时EDA的实验环境也是一个窗口,代表了一个学校现代化教学的形象。EDA中心的建设不应等同于一般的计算中心或机房的建设,应该具有EDA特色,那就是要有丰富的EDA软硬件支持,要有得力的指导开发力量。 为了建设好一流的EDA实验环境,我们成立了专家指导小组指导环境的建设,并多次派人到EDA教学较好的学校去参观学习。为了体现时代的特点,我们将中心80台机器内部互连,整个内部网络完全按照Internet技术规范设计,能提供全套Internet服务。中心内部网络还通过Linux网关与校园网相连。服务器采用Windows NT4.0、Linux 5.0、Net-ware 3.12,工作站安装了DOS 6.22、Win-dows 98(中、英文)、Windows NT、Linux等操作系统。 (2)严把质量关,高质量完成建设。EDA所有软硬件设备的引进都经过认真市场调查研究,并严格的检测,对不合格的产品坚决清除。如曾进一批微机,检测后发现配置与样机不符,立刻退货,重新购置。软件的建设对EDA来说是体现特色的关键性建设,尽管EDA软件投资较大,为保证实验质量,划出专项资金,引进许多最新的正版EDA软件。 (3)加强外联,寻求多方支持。EDA教学的开展需要许多方面的技术支持,为了做好这方面的工作,我们加强了校际之间的技术交流以及与EDA软硬件开发商家的联系,可以从中得到了许多必不可少的帮助,如东南大学赠送给我们不少非常有用的EDA软件和设备,美国Altera公司通过其大学项目赠送给我们专业版和网络版的Max+PlasⅡ软件开发工具等。 (4)鼓励师生开发EDA教学项目。我校EDA教学项目的开发进行得比较早,并已取得了不少成就,EDA中心成立后更加强了这方面工作的开展,目前已自行开发并用于教学有ISP和FPGA等实验装置,全定制的A-SIC实验环境也正在紧锣密鼓地准备中。 (5)勤俭节约,变废为宝。EDA的某些硬件实验对微机要求并不高并且有可能对微机产生伤害,为此我们从校计算中心等地方找来约20台淘汰了的386和486微机,建成了硬件机房,很好地解决了这类问题并节约了不少资金。 2 EDA实验环境的管理 在EDA(实验)中心的日常管理中我们努力做到: (1)全心全意为EDA教学服务。EDA(实验)中心建立的主要目的之一就是为全校师生的EDA教学实验提供方便。为了做好服务工作,我们尽力满足师生的要求。如有教师希望通过网络授课,我们引进了Lanstar网络教学系统软件。有教师需要提供语音教学服务,我们购买了无线话筒。有一些国外引进的EDA软件需要用英文操作系统,中心工作人员经过多次试验,使中英文操作系统能够方便地切换。中心的Internet网及打印机等设备也均向师生开发。 (2)开放式的实验环境。中心除正常设备维护日外,保持全日制开放。开放时除了安排一般值班人员外,还经常安排对EDA技术熟悉的教师或研究生进行现场指导,学生可以自由地上机实习。 (3)不断推广EDA新技术。EDA技术的发展速度非常快,我们利用中心与外界联系较多的优势,不断向师生推荐EDA新技术和新方法。如我们曾请经销商来介绍最新版本的PADS、EWB等EDA软件的特点和使用方法,与东南大学EDA实验中心合作举办了两期全国性的EDA研讨班。 3效果分析 (1) EDA中心自投入使用以来,已为电类专业的学生开设了“电路”、“电子线路”、“数字电路”、“信号与系统”等十多门课程的上百个实验,部分实验还延伸到非电类专业的“电工学”课程中;每年还有几十名本专科生和研究生在这里进行毕业设计和课题上机。总上机时数已达4万机时。 (2) EDA中心的构建,推动了我校多门类课程的教学内容、教学方法的改革。就数字电子课程而言,迫切需要充实现代化的设计思想和设计方法,EDA中心的服务为此创造的必要的条件。由于EDA中心的大量工作,使教师可以在课常上集中精力和时间与学生一起共同体验前人创造知识的途径与方法,而把一些繁琐的计算交给EDA工具,学生通过EDA工具的使用去实践他们在课堂上学到的方法和思路。对电路分析、模拟电子线路、数字系统设计等课也起到了同样的作用。 (3)开放式的管理,方便了学生,激发了学生的学习热情和求知欲。如有一位在给电类提高班讲课的教师发现,原拟定通过Lanstar授课系统对学生讲授EWB的使用方法,结果在现场却发现,不少学生已初步学会了EWB的使用,其原因是他们已主动地到EDA中心,通过自学,进入了EDA环境。这是一个学生主动学习的例子。通过这样的学习客观上提高了学生的自学能力,反映了他们高度的学习热情和求知欲,这也为他们将来自行掌握更现代化、更复杂的EDA工具打下了基础。 (4) EDA中心成为学生第二课堂的场地,培养学生从事科学研究的能力。如数字系统设计的老师利用EDA中心进行电子设计竞赛,取得很好的效果,受到了学生的欢迎。 电子设计自动化课程教学探析:VHDL语言在电子设计自动化中的应用 【摘要】随着电子技术的飞速发展,当今数字系统的设计正朝着高速度、大容量、小体积方向前进,其容量也由原来的几千门发展到几百万门,传统的自底而上的设计方法已经难以适应形势,电子设计自动化应运而生。其中VHDL语言就是电子设计中常用的一种语言。本文就VHDL语言在电子设计自动化中的应用进行了分析讨论。 【关键词】VHDL语言 电子设计 自动化应用 一、前言 近些年,随着电子技术及计算机技术的不断发展,使用原来的方法进行系统及芯片的设计已经不能满足要求了,需要具有更高效率的设计方法,运用VHDL语言进行电子设计就是在这种情况下开发的,而且被越来越广泛地应用到电子设计自动化中,显著地提高了开发效率及产品的可靠性。 二、电子设计自动化和VHDL语言概述 1、电子设计自动化概述。电子设计自动化又称为EDA技术,它是在上世纪70年代的集成电路技术茂盛发展下诞生的,与集成电路的复杂度是紧密相关的。在第一代电子设计自动化EDA中,其主要功能是进行图形编辑交互及设计规则检查,所要解决的问题是进行PCB布局布线或者晶体管级版图的设计;第二代电子自动化设计EDA系统,主要包括逻辑图的设计输入、逻辑综合、芯片布图、模拟验证及印刷电路的版布图等,随着集成电路尺寸越来越小、规模越来越大、速度及频率越来越高、设计越来越复杂,HDL的设计方案应运而生,随后具有描述语言的VHDL被提出来了。 2、VHDL语言概述。VHDL语言是指超高速集成电路的硬件描述语言,它是一种很快的电路设计工具,其功能主要包括电路合成、电路描述及电路仿真等电路设计工作。VHDL语言是由抽象及具体硬件级别进行描述的工业标准语言,它已经成为了一种通用硬件设计的交换媒介,很多工程软件供应商已经把VHDL语言当做了EDA或CAD软件的输入/输出标准,很多EDA厂商还提供了VHDL语言编译器,同时在方针工工具、布图工具及综合工具中对VHDL语言提供了支持。 三、VHDL语言的特点 1、VHDL语言具有较强的描述功能,能够对支持系统的行为级、门级及寄存器传输级这三个层次进行设计,和其它硬件描述语言相比,VHDL语言的行为描述能力更强,这种较强的行为描述力能够有效地避开具体器件结构。对大规模的电子系统的逻辑行为进行描述与设计,VHDL语言已经成为高层次设计中的核心,也是它成为了电子设计系统领域最好的硬件语言描述。 2、VHDL语言能够支持大规模的设计分解,及已有设计再利用,大规模的设计不可能有一个人独立地完成,需要多个项目共同的组成,VHDL语言中的设计实体概念、设计库概念、程序包概念为设计的分解及再利用提供了有力的支持。 3、VHDL语言具有较为丰富的模拟库函数及仿真语句。这使它能够在任何设计系统中,很早地就能对设计系统功能中的可行性进行查验,并随时可以对设计进行模拟仿真,将设计中的逻辑错误消除在组装前,由于大规模集成电路及应用多层的印刷技术器件组装完毕之后。很难进行修改,这就使得逻辑模拟变得不可缺少,运用逻辑模拟还能够减少成本缩短调试及设计周期。对于中小规模的集成电路,仅运用模拟就能够获得成功数字系统设计;而大规模集成电路,则需要运用逻辑模拟进行逻辑网络设计的检查与分析。逻辑模拟系统对于集成电路来说,是不可缺少的重要手段。 4、VHDL语言本身生命周期就较长,在VHDL语言设计中,并不包含和工艺相关的信息,其设计和最终工艺实现是无关的,能够使设计通过门级仿真之后,在用合适的工具映射到不同的工艺当中,当工艺进行更新时,就不需要进行原设计的修改了,仅改变映射工具就可以了,对于已经完成的设计,尤其是和工艺技术相关的参数可以运用VHDL语言所提供的类属进行描述,或者进行子程序功能的调用,可以在源程序不改变的情况下,仅修改类属的函数及参量就可以了,这样就可以改变电子设计的规模及结构了。当然在VHDL语言也有些不足之处,像没有WAIT语句、不能处理动态结构、不能等待时序等,但它整体还是有很多优点的,并为硬件设计带来了很大地方便,被很多用户所接受,也得到了很多厂商的有力支持。 四、电子设计自动化应用VHDL语言的开发流程 VHDL语言的开发流程主要为文本编辑、功能仿真、逻辑综合、布局布线、时序仿真及编程下载。其中文本编辑器能够进行VHDL语言环境的编辑,其文件保存为,功能仿真是指将文件调入VHDL的仿真软件中,并进行功能的仿真,对其逻辑功能进行检查以验证是否正确,也称为前仿真,对于那些相对简单的电子设计可以忽略这一步,在布线完成之后直接进行时序仿真:逻辑综合是指将文件进行逻辑综合并在设定的约束条件下进行综合。就是把语言综合成布尔表达式及信号连接关系,综合之后会生成,电子设计自动化的工业标准文件:布局布线则是将文件调到PLD厂家所提供的软件之中进行布局布线,这样就可以把已设计好的逻辑安放到PLD 内了;时序仿真是指利用布局布线时所获得的精确参数进行后仿真的验证:编程下载所指当确认方针没有错误后,就将文件储存到目标芯片中。 五、VHDL语言在电子设计自动化应用中的作用 VHDL语言在电子设计自动化中的应用,能够有效地打破传统硬件电路的设计界限,借助硬件的描述语言设计出与相关要求相符合的硬件系统,运用VHDL语言对电子设计自动化的应用,与C语言的语法类型是相似的,具有很好的可读性,掌握起来也较为简单,运用VHDL语言进行硬件电路的设计打破了原有地先画出电路的原理图,再进行元器件及实际电路定式的搭建,可以灵活地御用VHDL语言描述的硬件电路功能进行信号的连接和定时关系,在总体行为的设计一直到最终逻辑形成网络表的文件,对于每一步都要进行仿真的检查,在仿真结果分析中,能够发现电子自动化系统的设计中所存存在的问题,这样更有利于电子设计自动化应用的完整,并且其设计效率更高,时间周期更短,VHDL语言已经被广泛地应用在电子设计自动化中了。 六、VHDL 语言在电子设计自动化应用中所要注意的问题 1、文件名和实体名要相同,其后缀均为.Vhd,程序的存储路径不能有汉字出现,变量要放在结构体之中,变量并不是全局量,仅能在进程语句及子程序中进行使用。 2、关于顺序语句和并行语句问题,要把并行语句直接放人结构体里就可以了,而顺序语句就要放在process里了,虽然process自身是并行语句,但它的内部确是顺序语句。 3、在条件语句中,条件的覆盖是不完整的,综合器会把多余的锁存器引入进来,一定要对条件所覆盖的范围进行考虑,通常的处理方法是加上else语句进行条件补全,顶层的文件在进行存盘时,其文件名是不能和底层的文件名相同的。 七、结束语 随着电子技术和计算机技术的不断发展,电子产品也在迅速发展着,电子设计自动化技术改变了传统的数字系统设计方法及实现手段,而VHDL国际标准语言与电子设计自动化技术工具的结合,能够有效地降低设计的风险,缩短设计的时间周期,提高设计效率,随着VHDL语言在电子设计自动化的应用越来越广泛,并将会给硬件的设计领域带来很大的变革。 电子设计自动化课程教学探析:关于中职学校电子设计自动化课程改革的研究 【摘要】现本文就从背景、思路、方法以及课改特色等几方面对中职学校电子设计自动化课程改革进行相关探索。 【关键词】中职学校;电子设计;教学课改;课改方法 在中职学校电子设计自动化的人才培养过程中,应当明确电子设计自动化的重要性以及其对专业人才的需求方向,传统的教学模式已经不适用现代电子科技课程的教学,必须要对中职学校电子设计自动化课程进行教学改革。进行中职学校电子设计自动化教学课改,必须要明确课程改革的思路。 1.中职学校电子设计自动化课程改革的背景 电子设计自动化是现代电子设计技术的核心,是现代微电子技术和现代电子设计技术的有机结合,为现代电子理论和设计的表达与实现提供了可能性,对于现代电子科技的发展有着重要的意义。 1.1 社会需要 改革开放以来,我国电子信息产业实现了持续快速发展,特别是进入21世纪以来,产业规模、产业结构、技术水平得到大幅提升。近年来,随着电子设计自动化开发工具功能的不断完善,使得现场可编程门阵列技术以空前的规模和速度渗透到各行各业,并成为当今电子设计领域中应用最为广泛的可编程逻辑器件之一,同时使得社会对电子设计自动化的人才需求量也越来越大。 1.2 人才缺乏 然而在经过企业的专家调研、访谈,中职学校毕业生的回访等信息反馈后,发现大家对现在中职学生的电子设计自动化技术的应用能力表示遗憾。在实际的电子设计工作中,大部分中职学生都不能将学习到的知识运用到实际工作中去,等学生在工作中才明白电子设计自动化技术对以后的发展和复杂数字系统的设计、产品的升级更新的重要性时已经为时已晚。因此,现代的中职电子设计自动化教学的主要任务是要建立一个健全的电子设计教学体系,以解决学生只是学习零碎的知识而用不出来的矛盾与尴尬。为了使中职学校电子信息工程专业的电子设计自动化教育紧跟社会的发展,改变现今中职与社会脱节的现状,必须要对现有的中职电子设计自动化专业教学课程进行改革。 2.中职学校电子设计自动化课程改革的思路 在科技的推动发展下,社会对电子设计自动化的技术人员的专业要求逐渐增高,培养大批掌握现代电子设计自动化技术的人才成为目前高等院校电子设计自动化教学的主要目的。然而目前的电子设计自动化教学手段和方法仍然存在一定的陈旧思想与就教学误区,对于其实行中职学校电子设计自动化课程改革势在必行。 2.1 对专业岗位群进行企业调研 在进行课程调研时,要与专业调研相结合,在选取调研对象时应广泛选取不同性质、不同类型、不同规模的企业的工程技术人员进行调研。调研的方法可以采用问卷调查法,通过调研及座谈根据电子信息工程技术、应用电子技术专业人才素质的要求,把所涉及到的职业活动分解为项目,再对工作项目进行分析,获得每个项目的具体工作任务,并对完成此项任务所需要的职业能力作出详细的描述。 2.2 以工作过程为导向,设计学习情境实施的教学资料、教学方法与组织 在教学方法上,不拘泥于某几种教学方法,而是根据中职学生的个性特征及教师的教学特点,运用各种各样的教学方法达到教学的目的。在教学组织上,采用模拟项目开发的方式,按照企业管理方式进行项目管理,让学生身为“准员工”体会工作环境和工作过程,强化学生的自我管理能力和组织能力、锻炼学生的合作、沟通能力和责任心。 2.3 根据行动领域设计学习领域及学习情境 结合电子设备装接工的国家职业标准,确定了“电子设计自动化” 这一行动领域对应的学习领域学习目标与学习内容,再按照中职学生学习规律与职业成长规律将学习领域划分为5个学习情境,构成5个学习情境组成的学习情境库,方便对不同基础的学生组织教学。 2.4 确定课程标准 融入电子制图员、助理电子设计师职业标准、企业标准、电子设计的主流器件、新技术、新工具等“六新”,结合企业操作技能要求和工艺标准,确定课程标准。然后,根据典型工作任务的特点,将各教学内容进行知识的解构。按照中职学生职业成长规律与认知学习规律,以项目的形式,将课程分解为若干学习情景,将之前解构的各知识点重构到相应的学习情景中,真正实现“用什么,学什么”。 3.中职学校电子设计自动化教学改革的方法 在课程教学改革中,应当贯彻以学生为主体的指导思想,引入校企合作、任务领域的开发机制。课程标准修订和课程设计过程中要与企业紧密合作,以企业对新型电子产品设计研发能力的要求为课程核心。 3.1 调查研究法 中职学校可以成立专门的课程改革团队,深入行业企业一线进行人才需求调研、岗位工作知识能力素质要求调研、学生岗位工作适应性调研、专家访谈、毕业生访谈等,收集课程改革第一手材料,然后进行数据汇总、处理和分析,把用人单位对学生的要求与课程改革有机地结合起来,使课程改革与建设方案更加符合社会需要,更具有针对性和可操作性。 3.2 探索实践法 探索实践法主要是指在实际的教学组织过程中,按照中职学校电子设计自动化课程改革方案不断优化教学方法,提高中职学生学习效率和教学效果,特别是提高教学质量的自我监控能力,以实践的方式探索适合中职信息工程类专业学生电子设计自动化课程的教学方式及方法。 3.3 试点对比分析法 通过试点班级、试点教师实施课改教学,记录课程教学的过程以及出现的问题,主要包括学生的主动学习意识和课程的参与度,学生的学习态度和学习效果,教师的教学组织是否合理,讲义的内容组织是否合理,教学资料是否充分等;然后进行纵向的历史对比分析和横向的试点与非试点对比分析,找出课程实施中的问题,并研究提出解决问题的方法和措施。 4.改革要贴近中职学校电子设计自动化课程的特色 针对中职学校实际教学情况以及设施条件,结合当前社会对电子设计自动化人才的需求,在实行电子设计自动化课程改革时,应当建立起具有本院特色的课程改革体系,因材施教,以使本院学生更好的融合所学电子设计自动化知识在实际工作中的应用。 4.1 工学结合,“教、学、做”合一 以职业能力为核心、融入职业标准,以真实工作任务为载体,创设“教学做”一体化的教学情境,实行行动导向的教学模式。 4.2 提出虚实结合、软硬结合、实验室与网上虚拟实验实训结合的新的实践教学体系 充分利用网络的虚拟实验实训室,开展虚拟平台的仿真教学。实现教学资源的校内、校外共享。 4.3 学习与工作接轨,能力培养贯穿始终 体现课程设计与教学活动的“渐进性、真实性、实用性、先进性”,学生学习的过程就是实际的工作过程,实现了与实际工作的零距离接轨。 5.结束语 中职学校电子设计自动化教学的改革对于现代社会的发展有着重大的意义,在新的时代背景下,电子科技成为引领社会发展潮流的主要科学技术,而当前的电子设计自动化教学效果远远达不到社会的需求,因此,明确思路,采取措施方法,创建具有特色的中职学校电子设计自动化教学体系是当下中职电子信息学校发展中的工作重点。
传统的汽车使用的是内燃机,而新能源汽车势必会取代传统汽车,同时新能源汽车的制造工艺和装备都同以往有很大区别,因此也会对上下游产业链造成一定的影响。本文对新能源汽车的相关知识做出介绍,首先阐释了新能源汽车的发展现状,然后分析了新能源汽车的发展对制造工艺与装备的影响最后研究了新能源汽车制造对上下游产业链的影响。 1新能源汽车发展现状阐释 1.1燃料电池汽车的发展现状 到今天,我国对于燃料电池的相关研究还不够深入和成熟,仍处在起步阶段,出现了的燃料电池汽车使用的也主要是氢燃料电池。氢燃料是一种比较清洁的能源,但是在运输和储存过程中都十分不稳定,同时燃料电池的开发对技术要求比较高,因此限制了它在大范围内的应用。燃料电池的原理是氢气和氧气之间发生无氧化学反应,生成巨大的能量提供给汽车前进的动力,在这个化学反应中,生成物中没有污染物质和有害物质,原料是清洁能源,因此说符合我国对新能源汽车的技术标准要求,有利于实现我国低碳经济的可持续发展。氢燃料电池无需过多次数充电,添加适量的燃料就可以提供足够的动力给汽车,因此,燃料电池汽车比纯电动汽车和混合动力汽车都更有竞争力,在市场上有更多的需求,发展前景比较乐观。随着我国科学技术的发展,会加大对氢燃料电池的研究力度,在对其掌握得更加成熟以后势必会促进其更加广泛的应用。 1.2混合动力汽车的发展现状 混合动力汽车的动力由多种组成,包括传统燃料和电动机,动力源不唯一,这是一种发展比较快、普及范围比较广的汽车。因为动力不唯一,因此该种汽车很少出现因为动力不足的限制而无法行驶的情况,一方面可以减少对传统燃料的消耗,顺应国家节能减排的倡议,另一方面,对于纯电动式新能源汽车输出动力不够的现象就能有效解决。混合动力汽车种类比较多,根据技术原理可以分为三种:混联式、并联式以及串联式混合动力汽车。这三种类型的汽车在实际应用中有不同的特点:混联式混合动力汽车需要传统燃料和电力配合共同驱动;并联式混合动力汽车有两种驱动方式都可以选择,传统燃料和电力能够分别单独工作。 1.3纯电动汽车的发展现状 纯电动汽车的工作原理就比较简单,仅依靠电动机带动发动机产生电能提供动力,不需要其他的燃料。但是纯电动汽车在使用中遇到了一些困难,在电力动力性能设计、电力系统的续航设计、电力积蓄设备的配备等方面都是难点,若可以合理地克服这些问题将会推动纯电动汽车实现突破性发展。 2新能源汽车发展对制造工艺与装备的影响 在对传统汽车制造过程中,汽车的零部件如变速器、发动机、传动轴、制动器等最常使用的加工工艺就是金属切削,该工艺的使用要求也是比较严格的。传统汽车的动力成本方面,对金属的切削工作使得加工机床与加工刀具的使用量增加,对发动机与变速器制造的质量与成本支出等产生了直接影响。应该注意的是,机床和刀具直接关系到工具制造业和汽车制造业。从2009年到今天,我国的汽车产销量持续位于世界第一,所在机床相关的花费也是全球第一。其中,汽车制造业对金属切削刀具也有很大的需求,但是,上述发展状况将随着电动汽车的发展速度而改变。在纯电动车的开发中,动力总成制造不需要使用传统的内燃机,也不需要发动机气缸、气缸盖、曲轴、连杆,不再使用通过加工中心或自动化生产线加工的不同类型的零件。在汽车制造业中,动力总成零件加工车间是使用金属切削机床和不同类型切削刀具的最大部门。如果开发大规模生产纯电动汽车,大规模生产也将取代传统的动力总成制造。面对这样的情况,用于从传统汽车生产的金属切割机和不同类型的切割工具的使用将减少,另外,相关制造工艺和车间将发生很大的转变,为了能够适应新的生产过程的需要,需要将制造工程师和生产线工作人员的岗位进行调换,这样也便于使用全新的生产工艺。即使近年来纯电动汽车得到了很大程度的发展,但是汽车制造业对金属切削的需求仍然是很大的。对于驱动轴、减速器、制动器、差速器等部件的金属切削还是继承了原来的要求。另外,在新能源车辆驱动电动机方面,金属切削量甚至会有所增加,尤其是电动机轴和电动机壳体的制造中,需要金属切削操作,并且需要用于新模具的金属切削处理。 3新能源汽车制造对上下游产业链影响研究 (1)电池系统制造过程,电机驱动系统和电子控制系统制造过程,以及充电设备制造。新能源汽车的制造过程对于电极涂布机的需求是最明显的,电极涂布机的作用就是将搅拌好的浆料均匀地涂布在金属箔上;在流水化生产方面,需要使用注液机将电解质注入电池包装材料中;卷绕机的使用出现在对极片进行卷绕制成电池的过程。(2)新能源汽车的大规模生产和传统汽车的更新将对产业链,特别是上下游产业链产生一定程度的影响。其中,一些原本需求量大的原材料或零部件的工艺和设备不需要减少使用量,甚至会有新的需求出现。对于上游产业链,大量新电池正极材料,负极材料和隔板被用于电池制造,还需要有特定的工艺设备用于制造部件。在下游产业链中,有对充电设施和服务等方面的相关要求,这将增加对电池回收和处理的需求,同时一定的工艺设备也是必须具备的。但应该指出的是,新能源汽车的出现和发展是我国的制造业由中小型生产发展为大规模生产,制造工艺、设备和质量控制方法等也都区别于传统生产。在这样的市场情况下,会有许多新的需求和变化出现,这些变化对制造工艺和设备有一定的导向作用。因此,有必要正视新能源汽车发展带来的积极和消极影响。 4结论 新能源汽车的出现对于我国资源短缺的现状来说具有一定的缓解作用,科技和环境保护的发展趋势决定了其有望取代传统内燃机汽车,并给汽车制造业的上下游产业链带来一定的变化。
石油化工自动化论文:石油化工仪表中的自动化控制技术研究 摘要:工业工厂生产逐渐都朝智能化仪表和自动控制系统方向发展,文章主要对石油化工仪表中的自动化控制技术进行探讨。 关键词:石油化工仪表;自动化控制;控制系统;自动检测仪表;变送器 1 概述 自动化仪表的智能化,使仪表本身性能从整体上得到了改善。智能化的普遍使仪表不再单一地以一种结构运作,使其适应性和功能都得到了提升。对设备优化设计,不仅要考虑到功能的多样化,也要考虑到提高工作效率。本文根据实践经验对石油化工仪表中的自动化控制技术进行深入探讨和分析,以便为以后的研究提供参考。 2 石油化工仪表中的控制系统 随着科技的发展,仪表系统也开始步入了数字化、智能化和网络化的范围内。特别是在石油化工企业中,自动检测仪表更是需要系统的提升。对于现场总线控制系统,就要适应这些要求而使变送器快速发展起来,所以变送器肯定就是数字化仪表。比起一般变送器的性能,数字化仪表从分辨力、安全性能和稳定性能来说都要高出很多,并且其结构也较简单。从进出口贸易中的商品计量精确度来讲,我国一直都在研究并提高着产品的质量。一般在石化出厂的产品精确度为+0.1%或者更高。在对产品加强管理的同时,也为了使出口产品质量能比现在的产品或能与国际产品相抗衡,从而对在线油品质量分析仪和在线气相或液相色谱仪等仪表加大了使用量。以便得到的数据更为准确,从而提升产品的性能和质量。 2.1 DCS与FCS系统 我国在石化和石油化工系统中已经使用了3000多套DCS。而石化中应用的DCS就有一半之多。现代科技的发展也使DCS系统在一直不断地推出新产品,与传统的DCS相比,新产品在数字化智能控制、兼容性和OPC等系统的应用上都变得更开放了。从而使得不同型号和不同厂商生产的DCS都能相互进行联结,能组成大规模和由自动化控制的网络管理控制体系。这样的系统变得更加容易控制,也使性能变得更加强大。 2.2 新型DCS系统 炼油装置中生产出来的成品油和半成品油在经过调和后就会储存运输出厂,这是石油化工过程炼油厂的最后一道工艺。对石化企业的油品贮运系统使用DCS系统,不仅加强了自动化控制,也使管理变的容易了。我国在石化企业中用了DCS系统来控制,对其他新建装置也采用了DCS来加强控制和管理。但对于如此重视和加强使用的设备中,还是有很多企业无法完全地利用DCS的所有功能。这不仅造成了大量资源的浪费,由于使用率下降而造成自动化系统变得复杂并显得冗余。但我国自主生产的DCS新一代系统中配备了一些专门软件,此软件是适合于我国石化企业特色生产过程的。这样的新一代DCS系统功能还在不断增强,可靠性也会越来 越高。 石化企业在催化裂化和加氢裂化等炼油生产装置中采用了DCS系统来控制,后来在乙烯装置中也采用了DCS控制,对全厂各生产装置进行监视和管理。而控制管理等操作都集中在一个控制室内进行,因为现在的新一代DCS控制系统可构成多工段,并采用了多集控单元,能综合管理并控制综合信息自动化系统。这些都是新型DCS系统的成果,而以后还会变得更完善。 2.3 总线控制系统 全数字化、开放性、智能化和微型化是现场总线控制系统的特点。这已经成为了现代新型石化企业的发展方向。如今FCS自动化控制的应用变得越来越广,对其设备的操作和功能的开发也变得越来越完善。从而使得现场总线控制系统的发展空间变得越来越宽阔。据统计,目前的大部分石化企业的系统还是在应用FCS控制着企业生产装置。现场总线的控制工作是在现场总线和局域网中完成的。局域网的功能是使得多个计算机系统通过网络相互交换信息,其中的信息容量是相当大的,也可实现相互间的信息共享功能。现场总线的技术标准是实现技术信息共享,这就可以对所有制造商和用户公开化。FCS智能型现场仪表的测量和控制精确度都是有保障的。工作时是采用双向数字通信,使得系统的可靠性提高,也使得系统的调试和组态能方便地进行。对现场总线智能仪表还是有着统一的技术标准规范的,每个不同的厂家要按照标准生产产品,就可以相互交换或相互连接。即插即用,不仅能方便设备的提升更新,也能使系统更大规模地扩展。这样的设备除了有基本的功能外,还具有控制和运算的功能。这就能方便地进行分散控制管理。每一条总线可以连接多台现场仪表,节省电缆的同时也节省了大规模安装、调试和维修系统等的复杂工序,也更多地节省了其中的费用。 3 具体分析 3.1 检测执行仪表方面 石化现场设备或者管道内界质温度一般都在-200℃~1800℃之间。现场的水银玻璃温度计都会被双金属温度计取代。热电阻和热电偶信号都会直接进入DCS中。在所有仪表中压力仪表是最受重视的,因为它是与人们的安全联系最紧密的仪表。压力传感器和特殊压力仪表都是采用很多原理生产的,能抵御住高温,能在脉动介质、粉状和易结晶介质中测量压力等。再从物位仪表来讲,石化行业都以液位测量为主,并且除了浮力式仪表外,物料仪表都没有通用的产品。但从测量方式可分为浮力式、静电式、超声波式、电容式、磁致伸缩式和雷达式等等。仪表中还有流量仪表、分析仪器、在线过程分析仪和执行器等仪表。温度、压力、流量和液位都是工艺参数的保证,对生产过程中物料成分的分析和对最终产品的分析都是非常必要的。要对排放的物质进行详细的分析,不能对环境造成污染。所以对分析仪表的要求还是很强烈的,而且对其的科技含量和特殊材料的要求也是很高的。目前我国对分析仪表的资金投入在增强,这也会使得产品的质量越来越高。 3.2 控制策略 从如今的新一代DCS系统的变化可以看出,石化工业在自动化连接控制、批量控制和顺序控制等基本控制策略还是没有改变。智能化算法如智能PID控制器和多变量控制等都已经开始普遍采用,其都是以DCS为基础的控制,但也都可以独立控制。 传统的生产过程都是一个装置一个控制室,但现在几乎都是多个装置一个控制室或全厂都由一个控制中心进行控制,并且都是以LCD屏幕或CRT显示为主。现在人机界面方面都在以DCS操作站屏幕为主,这样能让公益操作人员轻松地进行操作。 石化装置的工艺过程复杂,很容易发生火灾或爆炸等。因此对安全性的要求在不断提升,若仅由DCS设备完成,则已经不能满足现在的要求了,如ESD系统就会在DCS之外单独运行。智能化和自动化控制仪表不仅使得安全生产成为现实,而且现在应用的SIS系统都是以人性化和安全性为主的生产系统。不仅要紧抓安全生产,还要在生产线的危险场所设置警报系统,一旦有可燃气体或有毒气体泄漏后能及时得到提醒。全厂的每个角落都要在火灾报警控制系统的监控下,对重要的工艺装置进行控制和检测。对安全系统的统一化管理是企业发展的方向。 4 结语 近年来我国的石油化工仪表的自动化控制技术的发展研究取得了很大的进步。要以我国自由的特色生产为主,在安全生产的同时,设计和研究自己的自动化仪表控制系统。在发展现有的信息系统的同时也要从企业的综合自动化系统和安全控制系统为主进行深入研究探讨。提高企业自身对自动化控制技术的水平,增强自身的市场竞争力是企业持续发展的基础。 石油化工自动化论文:石油化工企业中自动化控制的应用前景分析 摘 要:石油化工产业与我国的经济和能源安全有着直接的关系,对我国社会发展起着至关重要的作用。为了促进石油化工产业的发展,自动化控制系统逐渐在我国得到广泛的研究和应用。本文将对我国自动化控制在石油化工行业的发展及应用做了探讨。 关键词:自动化控制 石油化工行业 在我国,虽然石油资源总量较大,石油消费增长速度很快,但是就目前的石油产量并不能使人们对石油的需求得到满足,需要进口的石油数量越来越多。在这种形势下,石油化工产业需要在不断研究和引进新技术的同时,提高企业管理水平,采用自动化控制系统。自动化控制不仅能避免人工操作的危险,而且为提高产品质量、优化企业分布、节能降耗、延长运转周期、增加资产利用率、安全生产发挥了更大作用,同时推进了石油化工行业的发展转型。 一、石油化工企业人工操作的危险性 1.现场人工操作用人多,一旦发生事故件直接造成人员伤亡。 2.人工手动控制中很难严格控制工艺参数,稍有不慎即会出现投料比控制不当和超温、超压等异常现象,引发溢料、火灾甚至爆炸事故。 3.作业环境对人体健康的影响不容忽视,很容易造成职业危害。 4.设备和环境的不安全状态及管理缺陷,增加了现场人员机械伤害、触电、灼伤、高处坠落及中毒等事故的发生,直接威胁现场人员安危。 二、石油化工企业自动化控制运用历程 石油化工自动化系统的技术发展关系到这一支柱产业的发展水平,因此,十分引人关注。多年的经验证明,自动化已成为企业提高效率的有效手段之一,特别是随着信息技术的应用和发展,现代企业自动化的概念已不单是生产过程的自动化,还包括企业信息管理和实验室灾难性等的综合自动化,具体包括生产过程控制与管理、计划、仓库、设备、安全、财务、人事、市场和经营等的信息系统,是企业的综合信息管理系统。中国石油化工自动化经过50多年的发展,通过技术引进,消化吸收和不断创新,自动化水平取得了长足进步。主要体现在:现场已从手工操作发展到自动化控制,从低级的单回路控制发展到高级复杂系统控制,直到炼化一管控一体化。中国的大中型石油化工企业主要乍产过程在不同水平上均已实现了自动化控制,并取得显著的经济效益小型骨干石油化工企业的主流程也已具有比较成熟的控制系统和低成本自动化成套技术,并实现了生产信息在车间的集成常规仪表性能大大提高,已成为石油化工企业生产过程的主要检测手段,电子仪表、数字仪表、智能变送器与执行器的使用数量逐年增加现场总线控制系统的应用取得进展,近年来已成为石油化工自动化领域发展的热点之先进控制与优化技术、安全性控制、生产调度和管理中的开发与应崩进一步提高,并取得了良好的经济效益。 三、自动化控制的几种方法 1.自适应控制 自适应控制可以看作是一个能根据环境变化智能调节自身特性的反馈控制系统以使系统能按照一些设定的标准工作在最优状态。一般地说,自适应控制在航空、导弹和空间飞行器的控制中很成功。可以得出结论,传统的自适应控制适合没有大时间延迟的机械系统;对设计的系统动态特性很清楚。但在工业过程控制应用中,传统的自适应控制并不如意。PID自整定方案可能是最可靠的,广泛应用于商业产品,但用户并不怎么喜欢和接受。传统的自适应控制方法,要么采用模型参考要么采用自整定,一般需要辨识过程的动态特性。它存在许多基本问题:需要复杂的离线训练;辨识所需的充分激励信号和系统平稳运行的矛盾;对系统结构假设;实际应用中,模型的收敛性和系统稳定性无法保证。另外,传统自适应控制方法中假设系统结构的信息,在处理非线性、变结构或大时间延迟时很难。 2.最优控制 最优控制是现代控制理论的一个重要组成部分。成功应用于航天航空和军事领域,在许多方面改变了人们的生活。一个典型的最优控制问题描述如下:被控系统的状态方程和初始条件给定,同时给定目标函数。然后寻找一个可行的控制方法使系统从输出状态过渡到目标状态,并达到最优的性能指标。动态规划、最大值原理和变分法是最优控制理论的基本内容和常用方法。庞特里亚金极大值原理和贝尔曼动态规划是在约束条件下获得最优解的两个强有力的工具,应用于大部分最优控制问题。在实际应用中,最优控制很适用于航天航空和军事等领域,例如空间飞行器的登月、火箭的飞行控制和防御导弹的导弹封锁。工业系统中也有一些最优控制的应用,例如生物工程系统中细菌数量的控制等。然而,绝大多数过程控制问题都和流量、压力、温度和液位的控制有关,用传统的最优控制技术来控制它们并不合适。 四、自动化控制在石油化工企业的发展趋 石油化工自动化系统的发展新趋势将必然和智能控制在石油化工领域里面的应用研究相关。大型石油化工装置的一些控制难点与解决对策石油化工自动化的主要研究对象是过程控制系统的设计、分析和维护,其内容较为主富,涉及控制系统中的各个环节,如石油化:亡对象的特性分析、建模方法、控制器原理与相关计算,以及自动化仪表工具(如变送器、控制阀等)。其研究对象既包括简单控制系统,又包括复杂控制系统及先进控制算法,还涉及控制方案的设计,以及对控制器参数进行整定。大型石油化工装置的过程控制系统则是其重点各种过程及设备,如储罐、储槽、流体管道、换热器、加热炉、精馏塔、反应器、泵和压缩机都足被控制对象。这些对象有简单的,也有复杂的。应当说,炼油和乙烯领域里面的过程自动化控制系统(甚至于石油化工领域里面的大多数过程自动化控制系统,其控制难点都是和系统中的强耦合、大滞后、多惯性及慢时变等非线性系统环节相关。 五、结语 石油化工行业从未放弃对新技术的开拓和追求,这促进了石油化工自动化控制技术的不断发展,另一方面,自动化控制技术的不断创新也同时推进了石油化工行业的发展转型。石油化工自动化控制技术需要在自主创新的基础上,为提高产品质量、优化企业分布、节能降耗、延长运转周期、增加资产利用率、安全生产发挥更大作用,使得中国的石油化工行业跃升为世界范围内的强者之一。 石油化工自动化论文:浅析我国石油化工自动化的构成及关键技术 摘要:几十年来,石油化工工业自动化技术随着工艺和装备技术的不断发展而发展,从初期简单的手工操作到连续工艺及负荷不断加大,对生产稳定性要求越来越高,对控制的要求及自动化水平也越来越高,仪表使用越来越普遍,从简单回路的闭环控制到单元装置的全面自动化,使用的控制工具也从气动单元组合仪表、电动单元组合仪表到DCS的广泛应用,控制水平也从单参数简单控制回路到多变量复杂控制回路,先进控制系统、优化控制系统在各种场合都有成功应用的典范。 关键词:石油化工自动化关键技术 化学工业是国民经济中必不可少的重要组成部分,它不但直接影响国计民生而且与国民经济的其他部门密切相关,同时又是农业、轻工、纺织、国防、交通运输等部门发展的不可或缺的基础工业之一。化工生产过程,往往是在密闭的容器和设备中,在高压、真空、高温、深冷的情况下连续进行的。此外,不少介质还具有毒、易燃、易爆、有腐蚀的性质。因此,为使化工生产正常地、高效地进行,就必须把各项工艺参数维持在某一最佳范围之内,并尽量使生产过程自动化、现代化。所谓化工生产过程自动化,就是在化工设备上,配置一些自动化装置,代替操作人员的部分直接劳动,使生产在不同程度上自动地进行。 一、化工自动化释义及其重要意义 在化工设备上,配备上一些自动化装置,代替操作人员的部分直接劳动,是生产在不同程度上自动地进行,这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法称为化工自动化。实行化工自动化的重要意义: (1)加快生产速度,降低生产成本,提高产品产量和质量; (2)减轻劳动强度,改善劳动条件; (3)能够保证生产安全,防止事故发生和扩大,达到延长设备使用寿命,提高设备利用能力的目的; (4)生产过程自动化的实现,能根本改变劳动方式,提高工人文化技术水平,为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。 二、石油化工综合技术的结构构成 一般而言,流程工业企业对综合自动化技术的需求主要关注4方面的问题。(1)安全:即需要用高可靠性的控制系统、检铡和执行机构对设备与装置的运行提供保证,进而对关键装置进行故障诊断与健康维护。(2)低成本:通过先进的工艺及工艺参数以降低能耗和原料消耗,以及通过先进的建模技术、控制技术和实时优化技术来提高产品的合格率和转化率。(3)高效率:通过先进的计划调度与排产技术和流程模拟技术来提高设备利用率和劳动生产率。(4)提高竞争力:通过数据和信息的综合集成,如先进的管理技术(包括ERP、CRM、SCM等)、电子商务、价值链分析技术等,以促进企业价值的增值,最终提高企业的综合竞争力。 根据国内外综合自动化技术的发展趋势和网络技术的发展现状,流程工业综合自动化技术的总体结构可以分成3层结构。 (1)以PCs(过程控制系统)为代表的基础自动化层。主要内容包括先进控制软件、软测量技术、实时数据库技术、可靠性技术、数据融合与数据处理技术、集散控制系统(Dcs)、现场控制系统(FCs)、多总线网络化控制系统、基于高速以太网和无线技术的现场控制设备、传感器技术、特种执行机构等等。 (2)以MEs(生产过程制造执行系统)为代表的生产过程运行优化层。主要内容包括先进建模与流程模拟技术(AMT:AdvancedModelingTechnologies)、先进计划与调度技术(APS:Adv用信息。 (2)科学的决策支持 生产经营决策是企业生产经营活动中的重要内容。但是,传统的生产管理模式还处于经验决策、具有较大的随意性、而科学的决策支持则是企业经营成败的关键。成本效益分析是指对企业生产经营活动应用财务分析方法进行分析评价、以得到全企业综合经济指标的过程。在炼油企业综合自动化中,成本效益分析是炼油企业生产管理中的重要环节,也是炼油企业生产经营决策中的必需步骤。 成本效益分析以企业获得最大利润为目标。对企业生产经营进行成本效益分析、并在此基础上进行生产方案的盈亏分析,为企业领导提供实际生产经营过程和生产计划的经济指标,以提高企业决策水平,加强企业在市场中的竞争能力。 为了达到公司预先制定的利润目标,就必须协调好企业各部门的工作,即原油采购、生产计划的制定、生产调度和产品的销售等。由(RTO:Real timeopfimization)、故障诊断与健康维护技术、数据挖掘与数据校正技术、动态质量控制与管理技术、动态成本控制与管理技术等等。 (3)以ERP(企业资源管理)为代表的企业生产经营优化层。主要内容包括企业资源管理(ERP)、供应链管理(scM)、客户关系管理(cRM)、产品质量数据管理(PqDM)、数据仓库技术、设备资源管理、企业电子商务平台等等。 通过研究生产过程制造执行系统(MEs)及相关技术,可以实现在线成本的预测、控制和反馈校正,以形成生产成本控制中心,保证生产过程的优化运行,可以实施生产全过程的优化调度、统一指挥,以形成生产指挥中心,保证生产过程的优化控制;可以实现生产过程的质量跟踪、安全监控,以形成质量管理体系和设备健康保障体系,保证生产过程的优化管理。 三、企业综合自动化所需要的关键技术 (1)信息的集成、挖掘和增值 信息集成是综合自动化的核心,而数据库管理系统则是信息集成的基础。由于流程工业的特点,有大量的反映生产过程状态的实时海量数据需要处理,管理和有效地应用,因此实时数据库管理系统是采用实时数据对生产过程进行监督与控制,对生产状态进行分析与评价的基础。因而流程工业信息集成环境中需要同时设置关系数据库和实时数据库系统。作为整个系统信息的集散地。这两个数据库既可独立地操作,又可协同动作,及时并行或交叉地处理来自全厂的各种信息。真正做到信息集成与共享。信息挖掘和增值的目的是充分、有效地利于原油是炼油厂生产的主要原料,原油成本占了产品总成本的80-90%,因此,为了实现利润目标,必须首先控制原油成本,即控制原油的采购价格。 盈亏平衡分析是指利用财务分析方法和数学工具,对生产经营方案或计划进行分析,得出实现利润目标的原油最高采购价格(保利点)和保证不亏损经营(利润为0)的原油最高采购价格(保本点)。盈亏平衡分析对于原油采购,控制成本、提高经济效益具有重要的参考价值、是制定合理生产计划时的重要环节,对于控制生产成本、扩大利润,从而保证利润目标的实现,指导全企业的生产经营,具有十分重要的意义。 此外,还有软测量技术、设备过程故障诊断新技术、生产过程的安全保护技术以及对实时测量的数据进行处理的数据调整技术等,都是自动化领域急待解决的难题和研究的热点。 随着科学技术的飞速发展及其在工业生产中广泛和深入的应用,近几十年工业生产的发展体现着两个明显的特征,一是生产规模越来越大,二是生产技术水平越来越高。长期以来,我国化学工业技术水平较低,导致能耗物耗高,限制了化学工业的发展。要改变这种局面,根本的出路就是走科技进步的道路,采用先进实用的技术改造传统产业。将现场总线技术、信息技术应用于石油化工,发展综合自动化整体解决方素及集成技术,可以提高产品质量,增加产品产量,降低生产成本,取得显著的经济效益和社会效益,增强企业的竞争能力,是今后石油化工工业自动化技术发展与应用的趋势。 石油化工自动化论文:浅谈自动化控制在石油化工企业中的应用 摘要:石油化工自动化控制系统是一个极其丰富而广泛的技术领域,在该行业内当前的智能控制理论及控制算法的发展格外的引人关注,本文将浅要谈论一下自动化控制在石油化工行业的发展及应用。 关键字:自动化控制;石油化工行业;发展;应用 一、石油化工企业人工操作的危险性 1、危险性大小五要素: 化工装置的危险性大小通常用危险度来分级,分为高度危险级、中度危险级和低度危险级三级,构成危险度的五个要素是: (1)、物质:工艺过程中的物质本身固有的点火性、可燃性、爆炸性和毒性。 (2)、容量:工艺过程中物料量,量大危险性大。 (3)、温度:运行温度越高,点火温度低的危险性大。 (4)、压力:运行压力越高越危险。 、操作:不同的化工产品、不同的反应类型、不同的运行条件、不同的工艺路线、不同的原料路线造成化工操作异常复杂。 人工操作的危害 (1)、现场人工操作用人多,一旦发生事故件直接造成人员伤亡。 (2)、人工手动控制中很难严格控制工艺参数,稍有不慎即会出现投料比控制不当和超温、超压等异常现象,引发溢料、火灾甚至爆炸事故。 (3)、作业环境对人体健康的影响不容忽视,很容易造成职业危害。 (4)、设备和环境的不安全状态及管理缺陷,增加了现场人员机械伤害、触电、灼伤、高处坠落及中毒等事故的发生,直接威胁现场人员安危。 二、石油化工企业自动化控制运用历程 石油化工自动化系统的技术发展关系到这一支柱产业的发展水平,因此,十分引人关注。多年的经验证明,自动化已成为企业提高效率的有效手段之一,特别是随着信息技术的应用和发展,现代企业自动化的概念已不单是生产过程的自动化,还包括企业信息管理和实验室灾难性等的综合自动化,具体包括生产过程控制与管理、计划、仓库、设备、安全、财务、人事、市场和经营等的信息系统,是企业的综合信息管理系统。 中国石油化工自动化经过50多年的发展,通过技术引进,消化吸收和不断创新,自动化水平取得了长足进步。主要体现在:现场已从手工操作发展到自动化控制,从低级的单回路控制发展到高级复杂系统控制,直到炼化一管控一体化。中国的大中型石油化工企业主要乍产过程在不同水平上均已实现了自动化控制,并取得显著的经济效益小型骨干石油化工企业的主流程也已具有比较成熟的控制系统和低成本自动化成套技术,并实现了生产信息在车间的集成常规仪表性能大大提高,已成为石油化工企业生产过程的主要检测手段,电子仪表、数字仪表、智能变送器与执行器的使用数量逐年增加现场总线控制系统的应用取得进展,近年来已成为石油化工自动化领域发展的热点之先进控制与优化技术、安全性控制、生产调度和管理中的开发与应崩进一步提高,并取得了良好的经济效益。 自动化控制的几种方法 1. 自适应控制 自适应控制可以看作是一个能根据环境变化智能调节自身特性的反馈控制系统以使系统能按照一些设定的标准工作在最优状态。 一般地说,自适应控制在航空、导弹和空间飞行器的控制中很成功。可以得出结论,传统的自适应控制适合没有大时间延迟的机械系统;对设计的系统动态特性很清楚。但在工业过程控制应用中,传统的自适应控制并不如意。PID自整定方案可能是最可靠的,广泛应用于商业产品,但用户并不怎么喜欢和接受。传统的自适应控制方法,要么采用模型参考要么采用自整定,一般需要辨识过程的动态特性。它存在许多基本问题:需要复杂的离线训练;辨识所需的充分激励信号和系统平稳运行的矛盾;对系统结构假设;实际应用中,模型的收敛性和系统稳定性无法保证。 另外,传统自适应控制方法中假设系统结构的信息,在处理非线性、变结构或大时间延迟时很难。 最优控制 最优控制是现代控制理论的一个重要组成部分。成功应用于航天航空和军事领域,在许多方面改变了人们的生活。 一个典型的最优控制问题描述如下:被控系统的状态方程和初始条件给定,同时给定目标函数。然后寻找一个可行的控制方法使系统从输出状态过渡到目标状态,并达到最优的性能指标。 动态规划、最大值原理和变分法是最优控制理论的基本内容和常用方法。庞特里亚金极大值原理和贝尔曼动态规划是在约束条件下获得最优解的两个强有力的工具,应用于大部分最优控制问题。 在实际应用中,最优控制很适用于航天航空和军事等领域,例如空间飞行器的登月、火箭的飞行控制和防御导弹的导弹封锁。 工业系统中也有一些最优控制的应用,例如生物工程系统中细菌数量的控制等。然而,绝大多数过程控制问题都和流量、压力、温度和液位的控制有关,用传统的最优控制技术来控制它们并不合适。 自动化控制在石油化工企业的发展趋 世界级规模的工厂需要集成自动化的系统。对于当前的大型炼化一体化企业来说,为应对全球竞争,对于企业信息化系统的建设高度重视,这就要求DCS系统打破以往只是单装置控制形成一个个“信息孤岛”的状况,通过系统集成实现真正的全厂集中控制、操作和管理。与此同时,当前新建的大型石油化工企业,生产装置规模大且同步建设,控制系统规模多达几万点,涉及分散控制系统砚场总线控制系统(DCS/FCS)、安全仪表系统(SIS)、火灾和气体检测系统(FGS)、压缩机控制系统(CCS)、转动设备监视系统(MMS)、设备包控制系统(PECS)、分析数据采集系统(ADAS)、罐区数据采集系统(TDAS)、储运自动化系统(MAS)、设备管理系统(AMS)、操作数据管理系统(ODs)、先进控制(APC)、实时优化(RT-OPT)、操作培训仿真系统(OTS)等多种自动化控制系统,要实现全厂控制系统之间的集成,对于自动化系统的集成水平就提出了更高的要求。 石油化工自动化系统的发展新趋势将必然和智能控制在石油化工领域里面的应用研究相关。大型石油化工装置的一些控制难点与解决对策石油化工自动化的主要研究对象是过程控制系统的设计、分析和维护,其内容较为主富,涉及控制系统中的各个环节,如石油化:亡对象的特性分析、建模方法、控制器原理与相关计算,以及自动化仪表工具(如变送器、控制阀等)。其研究对象既包括简单控制系统,又包括复杂控制系统及先进控制算法,还涉及控制方案的设计,以及对控制器参数进行整定。大型石油化工装置的过程控制系统则是其重点各种过程及设备,如储罐、储槽、流体管道、换热器、加热炉、精馏塔、反应器、泵和压缩机都足被控制对象。这些对象有简单的,也有复杂的。应当说,炼油和乙烯领域里面的过程自动化控制系统(甚至于石油化工领域里面的大多数过程自动化控制系统,其控制难点都是和系统中的强耦合、大滞后、多惯性及慢时变等非线性系统环节相关。 结语 石油化工行业从未放弃对新技术的开拓和追求,这促进了石油化工自动化控制技术的不断发展,另一方面,自动化控制技术的不断创新也同时推进了石油化工行业的发展转型。石油化工自动化控制技术需要在自主创新的基础上,为提高产品质量、优化企业分布、节能降耗、延长运转周期、增加资产利用率、安全生产发挥更大作用,使得中国的石油化工行业跃升为世界范围内的强者之一。 石油化工自动化论文:浅谈石油化工自动化设备的应用 摘要:现代科学技术的蓬勃发展与工业生产技术水平的整体提高是新时期的工业生产设备面临着前所未有的发展机遇与挑战。石油化工自动化设备在整个化工业中所占据的地位日益关键。本文从石油化工自动化基本概述、当前石油化工自动化设备在应用中的缺陷分析、石油化工自动化设备的应用要点分析以及未来石油化工自动化技术的发展展望这四个方面入手,进行了详细分析与说明,希望能够为整个石油化工自动化设备的发展与进步提供一定的意见与建议。 一、石油化工自动化概述 随着科技信息化技术快速发展,石油行业化工自动化技术也随之飞速发展,目前石油化工设备的自动化是发展的趋势。作为我国经济建设发展的基础,我国在发展自动化技术方面投入了大量人力、物力,并取得了相当的成效。就现阶段而言,我国石化设备正向着设备大型化发展,所以更要提高相关石油化工自动化设备的水平,提高效率。 通常而言,石油化工自动化技术的要求包括三个方面: 1.安全控制 安全性控制需要控制系统的可靠、相关检测机构或部门对设备及其他装置的正常运行提供有效的保障,所以对关键部位的设备、装置进行专业化的故障诊断与基本保养、维修。 2.效率控制 通过科学、合理的计划调度安排与模拟流程技术以期提高设备与相关装置的生产效率与原材料使用率。 3.成本控制 通过先进的技术来实现降低能源与原材料的消耗、通过建模、控制、优化技术来相应的提升产品的合格率、利用率。 二、石油化工自动化设备在应用中的缺陷 石化行业自动化设备在应用中存在着一些问题亟待解决,主要包括设备系统内部控制原因不合理、石化工艺控制设备产生故障、现场操作不稳定等情况。 1.系统内部不合理 它主要体现在使用前对控制系统的选型不合理,并没有根据项目所在地实际情况进行考察、分析、研究、论证,而是直接采购,在很大程度上增加了使用的成本,导致石油化工的自动化设备使用难度大幅度增加。尤其中石化行业中串级、比值、分程等繁琐复杂的控制程序,其对控制用的初始条件要求繁多,针对不同工作环境,它需要反复、多次数的调整相关设备作业参数,且在调整参数在使用过程中较难,不能够完全的体现自动化设备的意义。除此之外,由于调整参数的工作难度大,导致多数自动化设备在未调整的情况下运行了很长时间,影响了正常生产作业的高效率运行。 2.控制设备故障 就是指石油化工自动化设备在使用过程中发生故障。其中包括调节阀关闭的严密性不够而产生的漏液漏气情况、操作设备动作缓慢,设备实现实时化相对低,甚至出现无响应情况等,对于比较重视数字化的自动设备来说,其数字信息丢失情况比较严重,在正常的实地作业环境中,数字化设备不能实时将各项诸如温度、压力等参数反应出来,滞后情况严重,导致部分操作人员只可采取手动操作,影响了设备的使用效率与施工进度。 3.现场操作不稳定 其与石油化工企业自身原因有关,目前石化企业经常会出现原料不足或是超负荷工作情况,这两种极端情况出现在作业设计的下限或是上限边缘。如在化工作业过程中的一个自动化装置往往因为上道工序中原料使用量不够,以造成后期溶剂量太低,进而导致自动化控制比例系统不能实现自动化运行,只能依赖人工替代机器,大幅度降低了自动化设备的使用效率,对原材料也形成了浪费。又如在加热炉作业时,由于原料增加导致将自动化设备的功能全开也未能满足其加热需要,产生这种现象,只有通过手动开启侧边阀门,以此满足增加炉内温度,满足加热需要,使自动化控制设备失去了其原来的作用。 4.其他原因 一般由化工企业设计初期,考虑不全面,在选择或采购设备时选择了不符合实际需要的设备与仪器,缺少对设备运行时遇到特殊情况的测试,导致后续自动化设备作业由自动变手动,违背企业要求自动化的初衷。 三、石油化工自动化设备的应用要点 1.明确工艺、流程,挑选适合的设备 在对自动化设备的应用中,应首先明确作业项目的工艺路线和作业的流程,全面考虑实地作业环境和气象气候变化等的客观条件,根据实际需求选择适合的自动化设备。在选择、安装、调试自动化设备参数过程之中,要重视对特殊情况下的测试操作,并以此为基本依据,确定自动化设备作业饱和极限能力。对于每一台设备的选择应该与企业的生产能力相匹配,要能合理衔接起企业每道工序。 2.重视应用细节,定期检查与保养 在自动化设备应用中,要重视设备的使用细节,对于诸如调节阀之类的设备,要做好定期检查与保养工作,时刻关注调节阀运行正常与否,测量系统是否准确等,定期对设备进行维护。现今绝大多数自动化设备都有设备操作记录储存在设备内部,可随时供技术人员读取,对自动化设备的维护、应用提供了数据支持,这些数据可以提供设备的状态分析,以此分析设备运行是否正常、运行参数是否合理、早期故障征兆是否存在等问题,并且对故障部位的定位有着很大的帮助。 3.专业技术人员的培养 培养自动化设备专业的使用人员。这些专业人员除了要知晓工艺设备、转动设备、控制设备管理的理论知识以外,还应该充分利用计算机,对自动化设备的运行使用情况及设备历史操作数据来判断设备所存在的问题,并加以合理解决,发挥自动化设备的优越性。 四、石油化工自动化设备的发展前景 1.控制系统优化 目前我国石油化工企业大部分设备装置还是采用传统的常规控制系统,其中大部分还是采用PID控制系统,基于此,导致自动化设备的潜力并没有全面的被发挥出来。所以开发及优化控制系统是自动化设备的发展必然趋势。 2.仪表升级 石油化工企业及其相关产业企业,所使用的仪器、设备中仪表数量庞大,品类繁多。我国目前仪表配套的品种不齐,缺口较大。制造仪表的辅助材料供应不全。所以自动化设备的方向应向着仪表优化升级、仪表使用的成套率发展。 3.过程控制 分散控制系统、编程控制器、自动化系统随着计算机技术与网络技术的不断成熟本着开放化、标准化的原则,采取国内外市场通用硬软件的方法,将向着开放的分布式监控控制系统发展。 4.总线应用 其主要被运用在作业现场,要在现场设备、仪表间实现全数字化、串行、双向、变量的数字通信网络,连接技术非常重要。总线技术的应用,使连接技术日趋势成熟,将对自动化设备控制技术领域产生重要的积极作用。 五、结语 总而言之,石油化工自动化设备在其应用中,应充分考虑实际作业环境,从设备的安装开始,做好特殊情况下的测试工作,在应用中应培养专业技术人员尽可能的使用设备的自动化相关功能,藉此发挥自动化设备的优势,提高企业生产力、提升作业质量、提高生产效率。 石油化工自动化论文:关于石油化工自动化设备的探讨 摘要:石油化工自动控制系统是一个极其丰富而广泛的技术领域,本文介绍了大型石化装置的一些控制难点与解决对策。顺应国家能源政策,分析了石油化工行业的能耗状况,最后提出了许多目前行业中行之有效的节能减排的先进方法。 关键词:石油化工;自动化;设备 中国石化自动化经过50 多年的发展,通过技术引进,消化吸收和不断创新,自动化水平取得了长足进步。虽然中国石化行业的自动化水平已取得长足进展,但与发达国家相比,仍然存在着相当大的差距。一些难点与长期未解决的问题,仍然造成企业自动化总体水平发展受阻。 一、 当前我国石油化工自动化发展现状 中国石化工业是指包括从原油生产汽油、煤油、柴油、润滑油等石油产品的石油炼制,以蒸汽裂解生产的乙烯、丙烯等为原料生产合成树脂、合成橡胶、合成纤维以及基本有机原料等的石油化工。当前,石化企业自动化水平发展不平衡,不同规模企业的自动化水平相差较大。大型石化企业自动化水平普遍较高,存在的不足是管理信息系统与国外尚有差距,而有些行业特别是染料、农药行业自动化基础仍然较差,大量小型化工企业及部分间歇生产过程企业自动化水平依然很低;二是在自动化技术和应用软件开发上,未能形成工程化、产业化、商品化、标准化,成果推广和转化困难重重;三是企业管理信息化工作观念更新落后于形势发展,在管理信息化建设上与企业机制的协调方面存在很多问题,造成总体进程不快。信息仍不能在企业内有效地传输和利用,“自动化孤岛”问题依然突出。 二、石油化工自动化设备的一些控制难点与解决对策 石化自动化的主要研究对象是过程控制系统的设计、分析和维护,其内容较为丰富,涉及控制系统中的各个环节,如石油化工对象的特性分析、建模方法、控制器原理与相关计算,以及自动化仪表工具(如变送器、控制阀等) 。其研究对象既包括简单控制系统,又包括复杂控制系统及先进控制算法,还涉及控制方案的设计,以及对控制器参数进行整定。大型石化装置的过程控制系统则是其重点各种过程及设备,如储罐、储槽、流体管道、换热器、加热炉、精馏塔、反应器、泵和压缩机都是被控制对象。这些对象有简单的,也有复杂的。 2.1炼化一体建设 随着炼油化工装置大型化、一体化建设进程的不断推进,设备构造越来越趋向复杂,技术要求也越来越高。炼化一体建设既是国家产业政策要求,也是世界石化产业发展趋势和方向。 2.2采用一些新的理论与方法 近几年来,一种基于SOS 约束的凸优化方法,在国外控制界引起广泛关注。在系统及控制理论中,许多系统分析与综合设计问题都不能表示或转化成相应的SOS 凸优化问题,运用近年提出的高效可靠的内点算法,从数值计算上给一些没有或很难得到解析的问题带来生机。SOS ,SOS 凸优化方法以及SOSTOOL S 工具箱是相辅相成的,目前已经成为一种研究控制问题的重要工具,不管是李亚普诺夫函数的构造,还是系统控制器的设计,还是最优控制问题的研究,都发挥了重要的作用。它是研究多项式系统最有效的工具。 2.3采用先进的管理手段 石化工业作为典型的流程企业,在资源优化配置上面临着规模庞大、流程复杂、产品多样、产品价格变化频繁等诸多因素影响经济效益。鉴于此,石油化工企业要提高经济效益必须借助于先进的管理手段,建立石化企业生产优化模型,然后利用线性规划的方法求解出效益最大的生产方案。 三、石油化工自动化技术的未来发展趋势 世界级规模的工厂需要集成自动化的系统。对于当前的大型炼化一体化企业来说,为应对全球竞争,对于企业信息化系统的建设高度重视,这就要求DCS系统打破以往只是单装置控制形成一个个“信息孤岛”的状况,通过系统集成实现真正的全厂集中控制、操作和管理。 当前的现代石油化工企业在网络架构上通常采用ERP/MES/PCS三层网络结构。一体化的网络结构,促使我们从规划伊始就要从硬件、软件以及维护等方面统筹考虑。随着智能HART技术、现场总线技术及无线技术等数字技术向控制系统和现场仪表的不断延伸,数据总线处理的信息将不断增加,对信息的安全传输和合理利用将是自动控制系统面临的重要考验。同时,大量采用计算机及网络技术逐步替代自动控制系统固有的软硬件设备。如何保证DCS系统的安全可靠将是工程公司及制造商共同面对的重要课题。 随着现场总线技术、产品的不断发展以及应用经验的不断丰富,现场总线技术在流程工业、制造工业的应用也在不断地开拓。从应用效果来看,可以说现场总线技术在大型石化项目中采用是可行的,可实现预测维护和远程维护,但是当前也仍存在包括用户理念的转变、对现场维护人员技术水平要求较高,以及技术本身有待进一步完善,使得现场总线技术在石油化工行业的应用发展比较缓慢。 工业以太网系统是大型数字化、自动化系统的命脉,推进信息化带动自动化的新选择、新技术,能够促进和提升生命管理、能源管理和安全管理水平。工业以太网的开放性和标准化。 此外,以低碳能源系统、低碳技术体系和低碳产业结构为基础建立低排放、低能耗、低污染的新经济发展模式促进了自动化技术的发展。我国二氧化碳排放量、工业能耗普遍偏高。其中,原油加工、乙烯加工、大型合成氨平均能耗水平均高于国际领先水平。而发展新经济无疑将促进自动化技术的发展,风能、核能、太阳能综合利用,市政、楼宇、环保等自动化技术将成为未来自动化市场的增长点。 中国石油石化工业目前仍处于规模已大而不太强、发展机遇与挑战并存、国际竞争力还需进一步提高为特征的发展时期。全行业的改革已进入解决深层矛盾和问题的攻坚阶段,产业的发展正处于由大走强、逐步升级、再上新台阶的过程。因而,作为石油化工行业水平高低象征性标志之一的石油化工自动化技术,处于更进一步的阶段。石油化工自动化技术需要在自主创新的基础上,为提高产品质量、优化企业分布、节能降耗、延长运转周期、增加资产利用率、安全生产发挥更大作用,使得中国的石油化工行业跃升为世界范围内的强者之一。 石油化工自动化论文:我国石油化工自动化技术理论的几点研究 几十年来,石油化工工业自动化技术随着工艺和装备技术的不断发展而发展,从初期简单的手工操作到连续工艺及负荷不断加大,对生产稳定性要求越来越高,对控制的要求及自动化水平也越来越高,仪表使用越来越普遍,从简单回路的闭环控制到单元装置的全面自动化,使用的控制工具也从气动单元组合仪表、电动单元组合仪表到DCS的广泛应用,控制水平也从单参数简单控制回路到多变量复杂控制回路,先进控制系统、优化控制系统在各种场合都有成功应用的典范。 一、我国石油化工自动化技术的现状 我国石油和化工自动化经过50年的发展,通过技术引进,消化吸收和不断创新,自动化水平取得了长足进步。随着我国经济建设的快速发展,我国的石油化工工业遇到了前所未有的发展机遇,同时也面临着越来越严峻的挑战。与先进国家相比,我国的石油化工工业还普遍存在着能耗大、产品质量差、生产过程工艺落后、自动化水平低、管理水平低、信息集成度低、综合竞争力弱等问题。而企业综合自动化系统是将先进的工艺装备技术、现代管理技术和以先进控制与优化技术为代表的信息技术相结合,将企业的生产过程控制、优化、运行、计划与管理作为一个整体进行控制与管理,提供整体解决方案,以实现企业的优化运行、优化控制与优化管理,从而成为提高企业竞争力的核心高技术。 国外大型流程企业、特别是石油化工企业均重视信息集成技术的应用,纷纷以极大的热情和精力,构架工厂级、公司级甚至超公司级的信息集成系统。1995年美国、日本、西欧等国已有100多家炼油、化工企业在实施CIMS计划,推动了流程工业综合自动化技术在实际生产中的应用,如日本三井石油化学工业公司、美国德曹达公司、高尔公司等化工企业都相继建立了综合自动化系统。 二、石油化工综合技术的结构构成 一般而言,流程工业企业对综合自动化技术的需求主要关注4方面的问题。(1)安全:即需要用高可靠性的控制系统、检铡和执行机构对设备与装置的运行提供保证,进而对关键装置进行故障诊断与健康维护。(2)低成本:通过先进的工艺及工艺参数以降低能耗和原料消耗,以及通过先进的建模技术、控制技术和实时优化技术来提高产品的合格率和转化率。(3)高效率:通过先进的计划调度与排产技术和流程模拟技术来提高设备利用率和劳动生产率。(4)提高竞争力:通过数据和信息的综合集成,如先进的管理技术(包括ERP、CRM、SCM等)、电子商务、价值链分析技术等,以促进企业价值的增值,最终提高企业的综合竞争力。 根据国内外综合自动化技术的发展趋势和网络技术的发展现状,流程工业综合自动化技术的总体结构可以分成3层结构。 (1)以PCS(过程控制系统)为代表的基础自动化层。主要内容包括先进控制软件、软测量技术、实时数据库技术、可靠性技术、数据融合与数据处理技术、集散控制系统(Dcs)、现场控制系统(FCS)、多总线网络化控制系统、基于高速以太网和无线技术的现场控制设备、传感器技术、特种执行机构等等。 (2)以MES(生产过程制造执行系统)为代表的生产过程运行优化层。主要内容包括先进建模与流程模拟技术(AMT:Advanced Modeling Technologies)、先进计划与调度技术(APS:Advanced Planningand Scheduling)、实时优化技术(RTO:Real-time Opfimization)、故障诊断与健康维护技术、数据挖掘与数据校正技术、动态质量控制与管理技术、动态成本控制与管理技术等等。 (3)以ERP(企业资源管理)为代表的企业生产经营优化层。主要内容包括企业资源管理(ERP)、供应链管理(scM)、客户关系管理(cRM)、产品质量数据管理(PqDM)、数据仓库技术、设备资源管理、企业电子商务平台等等。 通过研究生产过程制造执行系统(MES)及相关技术,可以实现在线成本的预测、控制和反馈校正,以形成生产成本控制中心,保证生产过程的优化运行,可以实施生产全过程的优化调度、统一指挥,以形成生产指挥中心,保证生产过程的优化控制;可以实现生产过程的质量跟踪、安垒监控,以形成质量管理体系和设备健康保障体系,保证生产过程的优化管理。 三、企业综合自动化所需要的关键技术 (1)信息的集成、挖掘和增值 信息集成是综合自动化的核心,而数据库管理系统则是信息集成的基础。由于流程工业的特点,有大量的反映生产过程状态的实时海量数据需要处理,管理和有效地应用,因此实时数据库管理系统是采用实时数据对生产过程进行监督与控制,对生产状态进行分析与评价的基础。因而流程工业信息集成环境中需要同时设置关系数据库和实时数据库系统。作为整个系统信息的集散地。这两个数据库既可独立地操作,又可协同动作,及时并行或交叉地处理来自全厂的各种信息。真正做到信息集成与共享。信息挖掘和增值的目的是充分、有效地利用信息。 (2)科学的决策支持 生产经营决策是企业生产经营活动中的重要内容。但是,传统的生产管理模式还处于经验决策、具有较大的随意性、而科学的决策支持则是企业经营成败的关键。成本效益分析是指对企业生产经营活动应用财务分析方法进行分析评价、以得到垒企业综合经济指标的过程。在炼油企业综合自动化中,成本效益分析是炼油企业生产管理中的重要环节,也是炼油企业生产经营决策中的必需步骤。 成本效益分析以企业获得最大利润为目标。对企业生产经营进行成本效益分析、并在此基础上进行生产方案的盈亏分析,为企业领导提供实际生产经营过程和生产计划的经济指标,以提高企业决策水平,加强企业在市场中的竞争能力。 为了达到公司预先制定的利润目标,就必须协调好企业各部门的工作,即原油采购、生产计划的制定、生产调度和产品的销售等。由于原油是炼油厂生产的主要原料,原油成本占了产品总成本的80-90%,因此,为了实现利润目标,必须首先控制原油成本,即控制原油的采购价格。 盈亏平衡分析是指利用财务分析方法和数学工具,对生产经营方案或计划进行分析,得出实现利润目标的原油最高采购价格(保利点)和保证不亏损经营(利润为O)的原油最高采购价格(保本点)。盈亏平衡分析对于原油采购,控制成本、提高经济效益具有重要的参考价值、是制定合理生产计划时的重要环节,对于控制生产成本、扩大利润,从而保证利润目标的实现,指导垒企业的生产经营,具有十分重要的意义。 此外,还有软测量技术、设备过程故障诊断新技术、生产过程的安全保护技术以及对实时测量的数据进行处理的数据调整技术等,都是自动化领域急待解决的难题和研究的热点。 将现场总线技术、信息技术应用于石油化工,,发展综合自动化整体解决方素及集成技术,可以提高产品质量,增加产品产量,降低生产成本,取得显著的经济效益和社会效益,增强企业的竞争能力,是今后石油化工工业自动化技术发展与应用的趋势。 石油化工自动化论文:我国石油化工自动化技术的若干探讨 摘要:化学工业是国民经济中必不可少的重要组成部分,它不但直接影响国计民生而且与国民经济的其他部门密切相关,同时又是农业、轻工、纺织、国防、交通运输等部门发展的不可或缺的基础工业之一。化工生产过程,往往是在密闭的容器和设备中,在高压、真空、高温、深冷的情况下连续进行的。此外,不少介质还具有毒、易燃、易爆、有腐蚀的性质。因此,为使化工生产正常地、高效地进行,就必须把各项工艺参数维持在某一最佳范围之内,并尽量使生产过程自动化、现代化。所谓化工生产过程自动化,就是在化工设备上,配置一些自动化装置,代替操作人员的部分直接劳动,使生产在不同程度上自动地进行。 关键词:石油化工 自动化 关键技术 几十年来,石油化工工业自动化技术随着工艺和装备技术的不断发展而发展,从初期简单的手工操作到连续工艺及负荷不断加大,对生产稳定性要求越来越高,对控制的要求及自动化水平也越来越高,仪表使用越来越普遍,从简单回路的闭环控制到单元装置的全面自动化,使用的控制工具也从气动单元组合仪表、电动单元组合仪表到DCS的广泛应用,控制水平也从单参数简单控制回路到多变量复杂控制回路,先进控制系统、优化控制系统在各种场合都有成功应用的典范。 一、化工自动化释义及其重要意义 在化工设备上,配备上一些自动化装置,代替操作人员的部分直接劳动,是生产在不同程度上自动地进行,这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法称为化工自动化。实行化工自动化的重要意义: (1)加快生产速度,降低生产成本,提高产品产量和质量; (2)减轻劳动强度,改善劳动条件; (3)能够保证生产安全,防止事故发生和扩大,达到延长设备使用寿命,提高设备利用能力的目的; (4)生产过程自动化的实现,能根本改变劳动方式,提高工人文化技术水平,为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。 二、石油化工综合技术的结构构成 一般而言,流程工业企业对综合自动化技术的需求主要关注4方面的问题。(1)安全:即需要用高可靠性的控制系统、检铡和执行机构对设备与装置的运行提供保证,进而对关键装置进行故障诊断与健康维护。(2)低成本:通过先进的工艺及工艺参数以降低能耗和原料消耗,以及通过先进的建模技术、控制技术和实时优化技术来提高产品的合格率和转化率。(3)高效率:通过先进的计划调度与排产技术和流程模拟技术来提高设备利用率和劳动生产率。(4)提高竞争力:通过数据和信息的综合集成,如先进的管理技术(包括ERP、CRM、SCM等)、电子商务、价值链分析技术等,以促进企业价值的增值,最终提高企业的综合竞争力。 根据国内外综合自动化技术的发展趋势和网络技术的发展现状,流程工业综合自动化技术的总体结构可以分成3层结构。 (1)以PCS(过程控制系统)为代表的基础自动化层。主要内容包括先进控制软件、软测量技术、实时数据库技术、可靠性技术、数据融合与数据处理技术、集散控制系统(Dcs)、现场控制系统(FCS)、多总线网络化控制系统、基于高速以太网和无线技术的现场控制设备、传感器技术、特种执行机构等等。 (2)以MES(生产过程制造执行系统)为代表的生产过程运行优化层。主要内容包括先进建模与流程模拟技术(AMT:Advanced Modeling Technologies)、先进计划与调度技术(APS:Advanced Planningand Scheduling)、实时优化技术(RTO:Real-time Opfimization)、故障诊断与健康维护技术、数据挖掘与数据校正技术、动态质量控制与管理技术、动态成本控制与管理技术等等。 (3)以ERP(企业资源管理)为代表的企业生产经营优化层。主要内容包括企业资源管理(ERP)、供应链管理(scM)、客户关系管理(cRM)、产品质量数据管理(PqDM)、数据仓库技术、设备资源管理、企业电子商务平台等等。 通过研究生产过程制造执行系统(MES)及相关技术,可以实现在线成本的预测、控制和反馈校正,以形成生产成本控制中心,保证生产过程的优化运行,可以实施生产全过程的优化调度、统一指挥,以形成生产指挥中心,保证生产过程的优化控制;可以实现生产过程的质量跟踪、安垒监控,以形成质量管理体系和设备健康保障体系,保证生产过程的优化管理。 三、企业综合自动化所需要的关键技术 (1)信息的集成、挖掘和增值 信息集成是综合自动化的核心,而数据库管理系统则是信息集成的基础。由于流程工业的特点,有大量的反映生产过程状态的实时海量数据需要处理,管理和有效地应用,因此实时数据库管理系统是采用实时数据对生产过程进行监督与控制,对生产状态进行分析与评价的基础。因而流程工业信息集成环境中需要同时设置关系数据库和实时数据库系统。作为整个系统信息的集散地。这两个数据库既可独立地操作,又可协同动作,及时并行或交叉地处理来自全厂的各种信息。真正做到信息集成与共享。信息挖掘和增值的目的是充分、有效地利用信息。 (2)科学的决策支持 生产经营决策是企业生产经营活动中的重要内容。但是,传统的生产管理模式还处于经验决策、具有较大的随意性、而科学的决策支持则是企业经营成败的关键。成本效益分析是指对企业生产经营活动应用财务分析方法进行分析评价、以得到垒企业综合经济指标的过程。在炼油企业综合自动化中,成本效益分析是炼油企业生产管理中的重要环节,也是炼油企业生产经营决策中的必需步骤。 成本效益分析以企业获得最大利润为目标。对企业生产经营进行成本效益分析、并在此基础上进行生产方案的盈亏分析,为企业领导提供实际生产经营过程和生产计划的经济指标,以提高企业决策水平,加强企业在市场中的竞争能力。 为了达到公司预先制定的利润目标,就必须协调好企业各部门的工作,即原油采购、生产计划的制定、生产调度和产品的销售等。由于原油是炼油厂生产的主要原料,原油成本占了产品总成本的80-90%,因此,为了实现利润目标,必须首先控制原油成本,即控制原油的采购价格。 盈亏平衡分析是指利用财务分析方法和数学工具,对生产经营方案或计划进行分析,得出实现利润目标的原油最高采购价格(保利点)和保证不亏损经营(利润为O)的原油最高采购价格(保本点)。盈亏平衡分析对于原油采购,控制成本、提高经济效益具有重要的参考价值、是制定合理生产计划时的重要环节,对于控制生产成本、扩大利润,从而保证利润目标的实现,指导垒企业的生产经营,具有十分重要的意义。 此外,还有软测量技术、设备过程故障诊断新技术、生产过程的安全保护技术以及对实时测量的数据进行处理的数据调整技术等,都是自动化领域急待解决的难题和研究的热点。 随着科学技术的飞速发展及其在工业生产中广泛和深入的应用,近几十年工业生产的发展体现着两个明显的特征,一是生产规模越来越大,二是生产技术水平越来越高。长期以来,我国化学工业技术水平较低,导致能耗物耗高,限制了化学工业的发展。要改变这种局面,根本的出路就是走科技进步的道路,采用先进实用的技术改造传统产业。将现场总线技术、信息技术应用于石油化工,,发展综合自动化整体解决方素及集成技术,可以提高产品质量,增加产品产量,降低生产成本,取得显著的经济效益和社会效益,增强企业的竞争能力,是今后石油化工工业自动化技术发展与应用的趋势。 石油化工自动化论文:石油化工仪表自动化控制系统分析 摘 要:在科学技术不断发展的情况下,工业生产也发生了很大的变化,在生产过程中使用的仪表和控制系统出现了智能化发展情况,这样也使得石油化工在生产过程中,化工仪表出现了自动化控制技术不断发展的情况,对出现的新情况进行更好的分析能够更好的促进石油化工企业发展,同时也能更好的促进我国经济的发展。 关键词:石油化工仪表 自动化控制 控制系统 在石油化工企业发展过程中,使用的仪表在科技含量方面发生了很大变化,这样也使得仪表出现了自动化控制和智能化发展的情况,在这种情况下,仪表本身性能发生了很大的改善。智能化仪表在发展过程中不仅仅在结构运作方面发生了很大的变化,同时在适应性和功能方面也发生了很大的变化,因此,对石油化工行业的发展也是非常有利的。对设备进行更好的设计,不仅仅在功能方面能够进行改善,同时在工作效率方面也发生了很大的变化,这样也能更好的对其进行分析,促进石油化工企业获得更好的发展。 1 石油化工仪表控制系统发展 在科学技术不断发展过程中,仪表系统也发生了很大的变化,正在逐渐向数字化、智能化以及网络化方向发展,有其对石油化工行业的发展是有很大的影响的。在石油化工企业中,自动检测仪表出现了非常明显的变化,对控制系统的性能改善是有很大影响的。对于现场总线控制系统来说,能够更好的对适应一些要求的变化,这样能够更好的促进变送器发展,同时,也能更好的实现数字化仪表发展。相比较一般的变送器来说,数字化仪表在性能方面出现了很大的变化,尤其在分辨能力和安全性能方面得到了非常明显的改善,同时,在稳定性方面也出现了很大的变化,这样在进行生产的时候能够更好的保证生产效率。数字化仪表在性能方面得到了很大的提高,同时,在结构方面也发生了很大的变化,这样在进操作的时候更加方便。为了更好的发展我国的进出口贸易,很多的企业在生产过程中对产品的质量提出了更高的要求,这样使用数字化仪表在产品精度方面也得到了更好的提高、对产品加强管理也能更好的保证我国的产品能够更好的和国际产品进行比较,这样能够更好的发展我国的进出口贸易,同时也能更好的提升产品的质量和性能。 1.1 DCS与FCS系统 在我国的石油化工系统中,都使用的是DCS系统,为了更好的适应科学技术的变化,DCS系统在不断发展过程中也发生了很大的变化,和传统的系统进行比较,新的系统在数字化智能控制方面得到了很好的发展,同时在兼容性方面也是非常好的。将不同的型号和厂家的DCS系统进行连接,这样能够形成更大规模的管理控制体系,同时在进行控制的时候也能更加方便的进行控制,这样在性能方面也是能够得到更好发展的。 1.2 新型DCS系统 对于石油化工企业来说,炼油装置是非常重要的生产设备,在进行生产的时候只要能够产出成品油和半成品有,在经常一定的处理以后,就能够将其进行储存和运输,这样也是石油化工企业在生产过程中最后的工艺。在石油化工企业中应用DCS系统,能够更好的提高自动化控制能力,同时在进行管理的时候也能更好的进行。石油化工企业应用DCS系统进行控制,在一定程度上能够更好的利用系统进行控制和管理,但是,还是有很多的企业在进行生产的时候无法更好的利用DCS系统的所有功能,导致自动化系统在使用的时候出现情况复杂的问题。我国在DCS系统生产方面也有很大的发展,在这种情况下,很多的软件开发更加适合于石油化工企业的生产,这样在功能方面也出现了更好的情况,同时在使用的时候可靠性也是非常高的。 石油化工企业在进行生产的时候经常是会使用催化裂化的物质来进行生产的,在这种情况下,在炼油生产装置中是可以利用DCS系统来进行控制的,这样能够更好的对各个生产的情况进行监视和管理。在控制管理中操作是可以在一个控制室内完成的,这样就使得系统控制要采用多集控单元,同时在综合管理方面也是能够实现信息自动化控制的。 1.3 总线控制系统 现场总线控制系统慢慢形成了全数字化、开放性以及智能化化的特点,这样就使得石油化工企业在发展过程中出现了新的发展方向。现在,FCS自动化控制在应用方面出现了越来越好的情况,这样就使得设备在操作和功能方面也发生了一定的变化。现场总线控制系统在发展过程中出现了空间越来越广的情况,这样就使得很多的石油化工企业在生产过程中应用了FCS控制系统。现场总线控制工作是通过现场总线和局域网来进行实现的,因此,在进行使用的时候是要利用众多的计算机来进行实现的,这样能够更好的实现信息的交换,同时也能实现信息的共享。 2 具体分析 2.1 检测执行仪表方面 石化现场设备或者管道内界质温度一般都在-200~1800 ℃之间。现场的水银玻璃温度计都会被双金属温度计取代。热电阻和热电偶信号都会直接进入DCS中。在所有仪表中压力仪表是最受重视的,因为它是与人们的安全联系最紧密的仪表。压力传感器和特殊压力仪表都是采用很多原理生产的,能抵御住高温,能在脉动介质、粉状和易结晶介质中测量压力等。再从物位仪表来讲,石化行业都以液位测量为主,并且除了浮力式仪表外,物料仪表都没有通用的产品。但从测量方式可分为浮力式、静电式、超声波式、电容式、磁致伸缩式和雷达式等等。仪表中还有流量仪表、分析仪器、在线过程分析仪和执行器等仪表。温度、压力、流量和液位都是工艺参数的保证,对生产过程中物料成分的分析和对最终产品的分析都是非常必要的。要对排放的物质进行详细的分析,不能对环境造成污染。 2.2 控制策略 从如今的新一代DCS系统的变化可以看出,石化工业在自动化连接控制、批量控制和顺序控制等基本控制策略还是没有改变。智能化算法如智能PID控制器和多变量控制等都已经开始普遍采用,其都是以DCS为基础的控制,但也都可以独立控制。传统的生产过程都是一个装置一个控制室,但现在几乎都是多个装置一个控制室或全厂都由一个控制中心进行控制,并且都是以LCD屏幕或CRT显示为主。现在人机界面方面都在以DCS操作站屏幕为主,这样能让公益操作人员轻松地进行操作。石化装置的工艺过程复杂,很容易发生火灾或爆炸等。因此对安全性的要求在不断提升,若仅由DCS设备完成,则已经不能满足现在的要求了,如ESD系统就会在DCS之外单独运行。智能化和自动化控制仪表不仅使得安全生产成为现实,而且现在应用的SIS系统都是以人性化和安全性为主的生产系统。不仅要紧抓安全生产,还要在生产线的危险场所设置警报系统,一旦有可燃气体或有毒气体泄漏后能及时得到提醒。全厂的每个角落都要在火灾报警控制系统的监控下,对重要的工艺装置进行控制和检测。 3 结语 在科学技术不断发展的时期,我国的石油化工仪表自动化控制技术也得到了很大的发展,在这种情况下,我国的石油企业在发展过程中也发生了一定的变化。石油化工在生产过程中实现了安全生产,同时在控制方面也发生了很大的变化,因此,企业在发展过程中要不断提高自动化控制水平,这样能够保证企业在激烈的市场中获得更好的发展控制,提高企业的竞争力。 石油化工自动化论文:石油化工自动化控制历程和技术应用前景 摘 要:石油化工技术繁多而复杂,自动化控制是其中较为重要的一个系统。多方位提升自动化水平,以适应石油行业现代化机械水平,有助于石油行业的发展。文章首先阐述石油化工自动化控制历程,在此基础上,分析石油化工自动化控制技术应用前景。 关键词:石油化工;自动化控制;应用前景 前言 当前,我国经济快速发展,石油化工行业也得到了飞跃式进步,对应而言,企业规模的扩大化要求匹配高水平的技术,材料、工艺和技术应用不断翻新,加上自动化控制技术在石油化工行业的应用越来越广泛,其受到越来越多的重视,因而,自动化控制技术越来越重要。然而,石油化工自动化控制的发展还需要遵守化工企业的发展规律,在应用和发展中不断提高化工自动化控制水平。 1 石油自动化控制历程 技术发展在石油化工自动化系统中占有举足轻重的地位,其关乎着产业的发展趋势和呈现出的水平。石油自动化控制是十分重要的一个命题,甚为引入关注。石油行业的发展实践经验告诉人们,自动化是帮助企业提高效率的驱动力,尤其是当今信息技术不断发展更新并应用于现代企业之中,渗透到各个行业和领域,生产过程的自动化、企业信息管理自动化等多种自动化控制组成了现代企业自动化控制的概念。具体来说,从过程控制与管理,从仓库管理到市场营销,从生产计划到财务统计,设备管理到人事管理,自动化控制已经贯穿到企业的综合信息管理系统。 中国石油化工涉及自动化已经经历了半百年的发展,通过引进自动化技术的手段,首先对技术进行研究和探讨,不断吸收消化其中的精要,在此基础上进行创新,从而不断提高石油行业的自动化水平。经过50多年的发展,石油行业的自动化进步主要体现在操作现场已经从传统的手工劳作转变为当今的自动化控制,低级的单回路控制已经被予以淘汰,高级复杂系统控制推向市场,直到炼化管控一体化。自动化控制已经蔓延至中国大中型石油化工企业的主要生产过程之中,虽然在水平上有所差异,但从总体来说,相对于传统的行业操作,自动化控制已经帮助取得更多的经济效益。与此同时,在小型的石油化工企业之中,也有很多骨干企业拥有比较成熟的控制系统和较低成本的自动化技术,并且,生产信息在车间的集成常规仪表性能大大提高,已经成为石油化工企业生产过程的主要检测手段。我们了解到石油自动化控制历程,还需对石油自动化控制应用前景做进一步探讨。 2 自动化控制设备和系统 石油化工企业把化工过程的控制作为企业日常生产管理控制的目标对象,自动化控制技术、算法和方案帮助石油化工企业可以有机调和控制理论,把整个生产过程纳入到自动化控制体系,实现化工过程中各种模拟量的自动化控制。为了使得自动化控制的全过程得以有效实现,自动化控制设备、控制系统是必不可少的,除此以外,还要制定出科学合理的实施方案,为自动化控制打造控制平台。高素质的操作人员也十分重要,可以实现对科学管理、操作自动化控制系统。在将设备和体系、方案和人员进行科学的结合的前提下,才能使得石油化工企业的自动化控制过程得以顺理成章地完成。从中我们可以发现,在化工行业中,其不仅对自动化控制的技术水平有所要求,还对自动化控制过程的匹配性有所要求。最优化化工过程的自动化控制,可以降低企业的投入成本、提高企业的生产效益,还可以降低企业所需能耗和生产成本,提高成品质量,从而保障化工企业的安全科学生产。因而,对化工过程的自动化控制进行研究,然后使用先进的系统设备和技术,为化工企业提供服务,是化工企业前进和发展的驱动力。 3 微电子技术和信息技术的应用 自动化控制系统和自动化设备中应用较为广泛的有微电子技术和信息技术,化工自动化控制网络和信息控制网络呈现出一体化趋势。在数据采集、自动化控制、技术调节等各个环节,都有化工过程的控制体现,通过化工过程控制一体信息平台集中到自动化控制系统中。这要求自动化控制硬件需要更加具有可供挑战的性能。过程控制的各个环节所采用的技术设备拥有各异的硬件设备,分别由不同的生产经营商家供给,而开发商对硬件设施进行自主经营。之所以,在多种资源进行整合的过程之中,很多时候会出现不兼容,接口不统一也时常出现,因而,技术产品的更新升级也会受到影响。综上所述,化工自动化控制硬件需拥有多种优点,如较好的兼容性、便于升级换代、速度快等。化工过程控制技术设备只有具备上述特点,才可以在控制领域中被广泛使用,从而实现化工控制全过程和各个系统之间的完美联合,保证任何的化工过程控制设备在升级换代的时候不会对化工企业的正常生产有所影响。控制硬件只有具备灵活性、精确度、抗干扰等各个方面的优点,才能够在化工过程自动化控制中发挥出显著的作用。化工自动化控制的核心是信息集成,信息集成的重要组成部分是数据库管理系统。大多数化工企业使用流程管理模式,需要通过软件平台处理和管理化工过程中的大量数据。,使用哪一种软件决定着化工控制过程自动化控制的信息有效集成性和共享性。 4 专业技术人才作用愈加重要 我国化工自动化控制操作技术人员素质普遍不高,原因在于我国自动化控制理论研究较为落后,存有的化工自动化控制研究成果不多。很多化工自动化控制操作技术人员不够了解化工过程自动化控制原理,对化工行业有关的专业技术知识掌握甚少,化工自动化控制复合型人才欠缺。在化工自动化控制发展的过程中,人才起着决定性的作用。要想实现对整个化工过程的最优化自动化控制,需要从以下几个方面着手。首先,需要引导广大的职工及时更新观念,化工企业领导层需要对化工自动化控制给予充分的重视,以切实行动引导更新全体职工的化工自动化控制观念,从而开放思维,培育出强烈的责任心来对待化工工作,制定出科学合理的化工自动化发展规划和信息化发展职工培育方法,把先进的技术手段和激励措施相结合,促进化工信息化建设的发展。其次,还需要对化工自动化设备的整体利用水平给予更多关注。其充分体现了化工企业技术人员的操作能力。在自动化控制技术的发展过程中,因为电子技术发展速度较快,电子产品更新换代频繁,在化工企业自动化设备的采购、安装及使用过程中,需要注意设备的这个特点,之后结合企业自动化控制现状,加大对相关技术人才的培养力度。在化工过程自动化控制的过程中,需要并重经济效益和社会效益,注重投入产出比的分析,在信息资源建设和化工自动化控制应用技术上投入更多的研究精力,从而不断地提高化工自动化控制设备的整体使用水平。 5 结束语 我国石油化工企业一直关注于新技术的开拓和应用,这促进了石油化工自动化控制技术的不断飞越。与此同时,我们不难发现石油自动化行业的发展和转型离不开自动化控制技术的不断开拓创新。因而,石油化工自动化控制技术需要不断进行自主创新,从而提高产品质量,在节能降耗、增加资产利用率的同时,促进中国石油化工行业的发展。 石油化工自动化论文:石油化工自动化控制仪表常见故障的原因探究 摘要在科技飞速发展的带动下,自动化技术取得了重大突破,各种自动化设备应运而生,极大地推动了石油化工生产的自动化和现代化。在石油化工自动化控制系统中,自动化仪表发挥着不可替代的重要作用,仪表的故障诊断和分析也成为石油化工行业的一项重要任务。文章首先对石油化工自动化控制仪表进行了简要概述,然后分析了石油化工自动化控制仪表的疑难故障,以期对石油化工行业的安全、稳定生产起到一定的帮助作用。 关键词石油化工;自动化控制仪表;故障 为实现石油化工生产的自动化,需要对生产过程中温度、压力、流量等数据进行全面监控,这些功能通过相应的检测仪表来实现,仪表一旦发生故障,将对化工生产的正常进行造成严重影响。因此,工作人员必须熟练掌握仪表的物理构造、测量原理以及性能指标等,能够准确地对仪表故障进行诊断和处理,从而保证化工生产的正常进行。 1石油化工自动化控制仪表概述 1.1 温度仪表 石油化工生产中所进行的化学反应及变化需要在特定的温度及压力环境下才能顺利进行,为实时监测温度变化、精密掌控温度范围,必须在生产中布设一定数量的温度仪表。目前对于生产温度主要采取接触测量,通过热电偶、热电阻等测温元件来测量温度数据,并借助现场总线技术来达到自动化温控效果。 1.2 压力仪表 压力仪表的类型比较多样,如压力传感器、压力变送器、特种压力表等,压力仪表可以用于高温、腐蚀等极端环境下的压力测量,也可用于易结晶及粉粒状介质的压力测量。通常情况下压力调节系统会借助压力变送器将采集到的信号输送至集散控制系统,实现自动化压力测量及控制效果。 1.3 物位仪表 根据测量方法的不同,可以将物位仪表划分为浮力式、直读式、差压式、辐射式、雷达式等,在石油化工生产中,雷达式物位仪表由于测量精度较高,同时对石化物料具有较强的适用性,正逐渐受到行业的青睐。 1.4 流量仪表 流量仪表基本上基于两种测量原理,一是体积流量测量,二是质量流量测量,具体来讲,有节流式、压差式和速度式几种。 2仪表故障的原因分析 通常情况下,自动化控制仪表由传感器、变送器、显示器三部分组成。其中传感器负责被测对象模拟信号的检测;变送器负责将传感器输出的信号转化为标准电流信号(4~20 mA),同时将信号输送至PLC控制器;显示器负责测量数据的直观显示。仪表故障通常表现为指示异常,如示数偏低、偏高、不动、异常波动等,导致仪表异常的原因有两种:一是工艺参数本身出现异常;二是测量系统的某一环节发生故障,导致数据显示不准确。要正确诊断故障原因,一是对仪表的测量原理、物理结构、使用特性等具有一定的了解;二是要熟知测量系统的整个工作流程;三是对化工生产的工艺流程、物料特性、设备性质等具有比较深入的了解。下面就化工仪表常见疑难故障进行具体讲解: 2.1 流量仪表故障 1)若流量仪表值达到最高,一般现场检测仪表也会显示最高,这时手动调节远程调节阀大小,若流量值减小,说明是工艺问题;若流量值不变,应该是仪表系统的故障,需要检测仪表信号传输系统、测量引压系统等是否存在异常。 2)若流量指数异常波动,可以将系统由自动控制转到手动,若依然存在波动状况,说明是工艺原因所致;若波动减小,说明是PID参数问题或仪表问题。 3)若仪表流量达到最低,首先检查现场检测仪表,若现场仪表同样显示最低,则查看调节阀开度,开度为零说明故障发生在流量调节装置上,若开度正常,极有可能是物料结晶、管道阻塞或压力过低所致。若现场仪表正常,说明显示仪表出现问题,其原因通常是机械仪表齿轮卡死、差压变送器正压室渗漏等。 2.2 物位仪表故障 1)液位仪表值达最高或最低时,根据现场检测仪表进行判断,若现场仪表正常,则将系统改为手动调控,查看液位是否变动,若液位能够在某一范围内保持稳定,说明是液位控制系统出现问题,反之则是工艺方面的原因。 2)对于差压式液位仪表,当控制仪表与现场检测仪表的显示数据不符,且现场仪表不存在明显异常时,检查导压管液封是否正常,若存在泄漏现象,补充密封液,仪表归零;若不存在泄漏情况,初步推断是仪表负迁移量出错,需进行校正。 3)液位控制仪表的数据异常波动时,要根据设备容量分情况进行判断,设备容量大的,通常是仪表出现问题;设备容量小的,要先检查工艺操作,若工艺操作有所变动,极有可能是工艺原因导致的波动,反之就是仪表方面的问题。 2.3 压力仪表故障 当压力仪表数据异常时,应当根据被测介质的物理状态――固态、液态、气态,进行针对性的检测和诊断。 1)压力控制仪表出现异常波动时,要首先确认工艺操作的变动情况,因为此类变化多是由工艺操作及PID参数异常所致。 2)当控制仪表停滞不动,即工艺操作变化的情况下仪表数据依然保持恒定时,通常是由于压力测量系统出现故障所致,这时应首先确认引压导管是否存在阻塞情况,若管道畅通,再确认压力变送输出装置是否处于正常状态,如果发现异常变化,则可确认问题出现在测量指示系统。 2.4 温度仪表故障 温度仪表故障通常表现为示数偏高、偏低或反应迟缓,当温度仪表发生故障时,要注意以下两点:一是温度仪表大都采用电动仪表;二是该系统仪表在检测时具有比较明显的滞后性。 1)温度仪表数据突然间变化到最高或最低,通常属于仪表系统方面的问题,这是由于仪表系统本身具有一定的滞后性,鲜少出现突发性的变动。若出现突发性的变动,一般是由热电阻、热电偶或变送放大器异常所致。 2)温度控制仪表发生高频异常波动时,通常是由于PID参数设置不当所致。 3)温度控制仪表发生比较明显的缓慢波动时,一般是由工艺操作方面的变动所引起的。若可排除工艺操作方面的影响,那么极有可能是仪表控制系统出现了故障。 3总结 石油化工自动化仪表控制系统的应用给石化行业带来了巨大的方便,重新定位了人与石油化工系统之间的互动关系。 在分析和处理实际的化工仪表故障时,不仅要掌握扎实的仪表理论和知识,还要对工艺实践有着详尽的理解,如此才能对仪表故障进行快速的诊断,然后采取合适的手段进行故障处理,保障化工生产的顺利进行,促进石油化工企业的进一步发展。 石油化工自动化论文:石油化工仪表中的自动化控制技术分析 摘 要 目前,随着我国社会主义市场经济的快速发展以及石油化学工业的不断进步,人们开始对自动化仪表提出越来越高的要求。过去传统的自动化仪表已无法满足现代化石油化学工业的需求,所以必须进一步提升自动化仪表的控制技术,使之实现网络化、集成化与智能化,只有这样才能取得最大化经济效益与社会效益。本文详细介绍了我国石油化工仪表的各项控制系统,并加以分析,以期为我国石油化工的健康、持久、稳定发展提供有利条件。 关键词 石油化工仪表;自动化控制技术;智能化 一般情况下,石油化工必须配合天然气才能顺利生产,二者相互提供半成品与原料,最终实现最大化经济效益和社会效益。而现阶段的自动化控制技术也开始从过去传统单一结构运作模式转变成网络化、集成化与智能化共同发展的新型运作模式,这不仅提高了自动化仪表的各项功能,还强化了自动化仪表的适应性,使之能够有效满足石油化工提出的要求。 1 我国石油化工仪表的控制系统 为了尽快适应现代化石油化工仪表提出的各项要求,现场总线控制系统必须把数字化仪表作为变送器,这主要是因为数字化仪表的分辨力高、稳定性能与安全性能好,而且结构相对比较简单。同时还要加强产品管理能力,适当增加液相色谱仪与在线油品质量分析仪的实际使用量,以获取更为精准的数据资料,进而显著提升产品质量与性能,让出口产品质量能够匹敌当前产品,甚至是国际产品。 1.1分散控制系统与未来战斗系统 根据有关调查数据显示,我国石化系统与石油化工系统已采用3000多套分散控制系统,其中石化系统的采用量占总数的50%。由于现代科学技术的发展过于迅猛,促使分散控制系统不停地研发新产品,而新产品的生产应用了许多不同的系统,例如数字化智能控制系统、OPC系统与兼容性系统等,导致不同厂商与不同型号的分散控制系统都能够有效结合在一起,最终形成大规模的网络管理自动化控制体系。该系统除了更易于控制外,还有效增强了产品性能,使经济效益与社会效益实现了最大化。 1.2新型分散控制系统 成品油与半成品油在炼油设备中生产出来后,一定要做好调和工作,这样才能贮存运送出厂,该过程即为石油化工制油的最后一道工艺。在石化企业运送油品过程中,合理应用分散控制系统,除了可以提高自动化控制水平外,还可以便于管理工作的实施。应用分散控制系统来实现我国石化企业的仪表控制,而其他新建设备也可以应用分散控制系统来完成各项控制与管理工作。但如果设备为加强使用型或是石油化工的重要组成部分,那么应用分散控制系统时,其效用就会无法充分发挥出来,使得资源出现不必要的浪费,同时还会因使用率减少而导致自动化系统复杂化。 1.3总线控制系统 石油化工仪表中的现场总线控制系统具有微型化、数字化、智能化与开放化等诸多特征,而且这些特征已成为当前新型石化企业的主要发展目标。现阶段,未来战斗系统已广泛应用于各个领域,其设备操作技术与功设备能开发也随之得到有效完善,这对于现场总线控制系统的可持续发展来说具有十分重要的作用和意义。根据有关调查数据统计,大多数石化企业在控制系统方面仍采用未来战斗系统对本企业生产设备进行控制,最后利用现场总线与局域网来顺利完成现场总线控制工作。局域网的主要效用是通过网络让多个计算机系统实现信息的相互交换,其中具有较大的信息容量,相互之间可以达到信息共享的效果。而现场总线控制系统的技术要求是完成技术的信息共享工作,这样除了可以让用户公开化外,还可以让全部制造商公开化。 2 我国石油化工仪表控制系统的分析 2.1执行仪表的检测方法 展开石油化工生产作业时,其现场设备与管道内介质的实际温度均为-200℃~1800℃,并采用双金属温度计代替水银玻璃温度计,以便分散控制系统直接获取热电偶信号与热电阻信号。压力仪表在石油化工中是极为重要的构成部分之一。利用诸多原理制成的特殊压力仪表与压力传感器,不但可以抵抗高温,还可以在易结晶介质、脉动介质和粉状介质的条件下测量工作所需压力。此外,从物位仪表的角度上看,石化行业通常把液位测量作为重要核心,只有浮力式仪表具有通用产品,其他仪表均无通用产品,例如物料仪表等。但根据测量方法可有效划分为雷达、浮力、电容、静电、磁致伸缩和超声波等诸多类型,而且仪表内还存在执行器、流量仪表、在线过程分析仪和分析仪器等装置。为了能够正确分析出生产过程中的各类物料成分,必须保证温度、液位、压力与流量等工艺参数的准确性与真实性。同时还要详细分析石油化工生产后排放的所有物质,以防止生态环境受到严重污染。 2.2执行仪表的控制方法 过去传统石油化工在生产过程中均是一个设备使用一个控制室,但现阶段均为多个设备共用一个控制室,也可以由一个控制中心来控制全厂所有设备,把CRT显示或LCD屏幕作为核心。以便操作人员更易于使用。由于石油化工设备具有十分复杂的工艺过程,而且在一定程度上还会出现爆炸、火灾等情况,所以必须进一步提升石油化工的生产安全性、可靠性与稳定性。如果只依靠分散控制系统完成所有控制工作,那么现代化石油化工提出的要求就无法满足其效。应用智能化控制仪表与自动化控制仪表展开石油化工作业,除了可以实现安全生产外,还可以实现人性化生产。除此之外,还要将报警系统安设在生产线的危险区域,这样有毒气体或是可燃气体泄漏时就能够立即提醒,便于采取防护措施。 3 结论 我国石油化工企业必须高度重视各项生产仪表,并进一步增强自动化控制技术,只有这样才能消除安全隐患,保证产品质量。在确保石油化工安全生产的条件下,对自动化仪表控制系统进行研究与设计,以强化企业本身的自动化控制技术,提高市场竞争力,最终取得最大化经济效益与社会效益,这对于我国石油化工企业的可持续发展来说具有一定的推动作用。 石油化工自动化论文:探究石油化工企业自动化技术的发展策略 摘 要:石油化工发展综合自动化整体解决方案,有利于提高和增加产品产量,降低生产成本,取得显著的经济效益和社会效益,增强企业的竞争能力,本文论述了石油化工自动化技术目前的发展现状,以及提高石油化工工业自动化技术的具体措施。 关键词:石油化工 自动化技术 发展 信息 在信息技术高度发达的今天,石油化工自动化技术随着工艺和装备技术的不断发展而进步,从初期简单的手工操作到连续工艺作业,对生产稳定性和对控制的要求及自动化水平也越来越高,从简单的闭环控制到装置的全面自动化,使用的控制工具也从实现了DCS的广泛应用;控制技术方便又先进的控制系统、优化控制系统.随着工业规模的进一步推广,快速反应、临界稳定工艺、能量综合平衡等工艺的开发成功,对自动化提出了更高的要求。石油化工发展综合自动化整体解决方案,有利于提高和增加产品产量,降低生产成本,取得显著的经济效益和社会效益,增强企业的竞争能力,是今后石油化工工业自动化技术发展与应用的趋势。同时,激烈的市场竞争也对自动化提出了新的要求。 一、石油化工自动化技术的发展现状 1现场总线的应用正在逐步推广 现场总线应用于生产现场,实现全数字化、串行、双向、多变量数字通信的网络互连技术。现场总线虽然没有实现“制定单一现场总线”,但与现有的DCS、PLC等相比,现场总线控制系统FCS由于具有的全数字多点通信、现场设备状态可控、开放性、互可操作并能实现分散控制等特点,仍然是石油化工行业基础自动化系统的发展趋势。 2.工业控制系统软件及各种应用软件开发、系统集成技术成为核心技术,取代系统硬件而成为高附加值的载体 具体的技术手段首先是FCS将与DCS共存.DCS技术实现了性能可靠,软件丰富,功能完善等优点.已经成为工业生产过程控制的主要手段,当前工业自动化系统应用,没有随着FCS的出现而退出历史舞台,在今后相当长一段时间内,DCS将会与FCS共存下去。其次是现场总线与DCS相结合。从集成到控制系统,将现场总线智能仪表连接到DCS上,利用DCS的控制功能和软、硬件产品带动现场总线来应用。利用现场总线的全数字通信功能,收集现场大量非控制信息,建立现场智能设备数据库,建立和完善智能设备的远程状态监控、故障诊断、预防维护、在线调校等远程管理功能,实现对现场设备的一体化管理与控制。 二、石油化工企业综合自动化的有效手段 1.实现企业的管控一体化。 自从计算机发明以来,自动化技术就和信息技术紧密结合到了一起。信息技术的发展,给自动化技术提供了便捷的工具,使得过去的均匀控制、解耦控制、模糊控制等变成了一段段比较容易实现的软件代码。如何把IT技术尽可能多地应用到自动化技术中的能力,已经成为决定企业竞争力的重要因素。 1.1是更好的应用IT技术,通过优化来产生效益,和具体的工艺、设备相结合,挖掘设备和工艺潜力,促进提高产量、降低消耗、并使生产过程更加安全。 1.2是将企业中的“自动化孤岛”变成一个统一的平台,具体措施是:实现信息共享,提高信息利用率,提高企业决策水平和实效性,实现管控一体化。 2.先进的自动化控制系统的建立。 以PCS(过程控制系统)为代表的基础自动化层。主要内容包括先进控制软件、软测量技术、实时数据库技术、可靠性技术、数据融合与数据处理技术、集散控制系统(DCS)、现场控制系统(FCS)、多总线网络化控制系统、基于高速以太网和无线技术的现场控制设备、传感器技术、特种执行机构等等。同时以MES为代表的生产过程运行优化层。 2.1信息的集成、挖掘和增值 数据库管理系统则是信息集成的基础。因此要利用数据库管理系统时数据对生产过程进行监督与控制,同时设置关系数据库和实时数据库系统。利用信息挖掘和增值的目的是充分、有效地利用信息。 2.2成本效益分析 应用财务分析方法进行分析评价,可以得到全企业综合经济指标的过程。在炼油企业综合自动化中,成本效益分析是炼油企业生产管理中的重要环节,也是炼油企业生产经营决策中的必需步骤。成本效益分析以企业获得最大利润为目标。对企业生产经营进行成本效益分析、并在此基础上进行生产方案的盈亏分析,为企业提供实际生产经营过程和生产计划的经济指标,加强企业的竞争能力。为了达到公司预先的利润目标,就必须协调好原油采购、生产计划的制定、生产调度和产品的销售,控制控制原油的采购价格。 3.实现企业生产经营优化层 主要内容包括企业资源管理、供应链管理、客户关系管理、数据仓库技术、设备资源管理、企业电子商务平台等等。通过研究生产过程制造执行系统,可以实现在线成本的预测,以形成生产成本控制中心,保证生产过程的优化运行;可以实现生产过程的质量跟踪、安全监控,以形成质量管理体系和设备健康保障体系,保证生产过程的优化管理。 4.进行流程模拟,建立过程模型 实现流程模拟,是流程工业综合自动化的关键技术。由于炼油生产具有高度复杂性的特点,必须将工艺机理建模与系统工程理论紧密结合起来。实践证明,结合应用线性规划或动态规划的办法建立计算机调度系统,实现优化调度的有效途径。过程操作优化根据市场原料和产品需求变化,技术难点是建立过程稳态数学模型。此外,还有设备过程故障诊断技术、生产过程的安全保护技术等。 石油化工自动化论文:谈中国石油化工自动化系统集成现状与发展 摘要:石油化工是化学工业重要组成部分,其自动化水平的高低直接影响着石化产品的产量、品种及质量,影响着现代石化企业生产经营效益。本文就我国石油化工自动化系统集成现状和未来发展趋势进行了探讨,对理清我国石油化工自动化发展有一定意义。 关键词:石油化工 自动化系统 集成现状 发展趋势 一、引言 石油化工是化学工业的重要组成部分,是国民经济的基础和支柱型产业,在经济发展与人民生活中起着极为重要的地位,石油化工自动化系统技术水平直接关系着石油化工产业的发展水平,尤其是随着信息技术和现代企业管理水平的不断提高,石油化工自动化已经不再局限于生产过程的自动化,还涵盖了生产过程、人事管理、市场营销等多个范畴,直接影响着现代石化企业的生产经营效益。近年来,我国石油化工自动化系统集成取得了巨大的进步,一些技术甚至走在了世界前列,促进了我国石油化工的发展,获得了良好的经济效益与社会效益,但同发达国家相比,我国石油化工自动化系统集成水平还有不少未解决的问题,影响了石化企业整体自动化水平。 二、石油化工自动化系统集成现状 1.现场总线技术被广泛应用 现场总线技术是应用于生产现场,实现现场仪表、仪器、控制设备等之间数字通信的网络互连续技术,这一技术被广泛应用于石油化工自动化系统之中,其开放性、可控制、分散控制性等特点,给石油化工自动化系统通信技术产生了非常大的影响,为完善石油化工自动化管控一体化功能提供了有力条件。虽然现场总线控制系统有着众多优点,但传统DCS系统已经相当成熟实用,在可靠性、安全性、开放性、灵活性、协调性等方面都有突出表现,且功能相较现场总线控制系统更为完善,因此目前在石油化工自动化系统中还占据着一定地位,处于同现场总线系统共存的状态。 2.信息化与自动化高度结合 随着计算机技术与通信技术的发展,实时数据库技术、测量技术、数据处理技术、控制与过程优化技术、ERP技术等取得了较大的突破,IT技术被大量应用到石油化工自动化系统之中,有效的提升了生产过程远程监控、故障诊断、设备维护等自动化水平。而随着IT技术在石油化工自动化系统中的应用,相关的生产工艺、设备选型、生产流程等也发生了巨大的变化,极大的提升了石油化工企业的生产能力,降低了生产成本,提升了生产过程的安全水平。总体看来,在IT技术高度融入石油化工自动化系统后,石油化工生产智能化、数字化、信息化水平都得到了巨大的提升。 3.企业管理综合自动化 我国石油化工自动化系统的发展经历了数十年的时间,在不断的引起进技术、创新研究的过程中,我国石油化工自动化系统集成水平越来越高。目前,石油化工自动化系统集成已经迅速拓展向整个企业生产经营流程,取得了较大的成果。石油化工自动化系统综合流程主要分为三层结构,分别是生产过程控制系统、生产过程制造系统、企业资源管理系统等,涵盖了生产现场自动控制、生产流程优化维护、企业生产经营管理的方方面面。 三、我国石油化工自动化系统集成发展趋势 1.自动化系统集成水平进一步提高 随着全球经济一体化进程的加快,我国石油化工企业将会进一步融入国际竞争之中,要在国际竞争中占据更为有效的地位,石油化工企业就必须集成自动化系统,打破传统自动化系统信息孤岛的情况,提升信息流通和系统管理水平,真正实现实现一体化生产经营。而随着石油化工企业生产规模的扩大,自动化系统控制规模将进一步提升,安全仪表、设备监视、分散控制、数据采集、储运管理、设备管理、实时优化等多个子系统之间的自动化控制协调需求越来越高,这些都对石油化工自动化系统集成提出了更高的要求,必然促进系自动化系统集成水平的不断提高,不断向大型化、集成化、智能化方向发展。 2. MAV策略将成为重要模式 MAV策略是一种全新的主自动化系统供应商策略集成模式,这种集成模式以自动化系统供货商为核心,建立石油化工仪表与控制一体化系统,提升系统的性价比和使用寿命,降低系统的综合成本。这一模式,将会涵盖系统集成方案、网络结构、设备配置、管控作业程序、功能规模、组态模块、操作维护等等多个方面,使系统公用工程和生产装置同步集成,通过各接口和人机界面,以统一的标准总体协调。MAV策略能很好的应对现代大型石化项目建设、运行方面的需求,有利于集中管理、优化资源,将成为未来石油化工自动化系统集成的重要发展方向。 3.系统安全水平不断提升 石油化工自动化系统涉及生产、经营等多个环节,系统安全直接影响着整个企业生产、经营的安全, 直接关系着企业的经济效益与社会效益。目前石油化工自动化系统多采用ERP/MES/PCS的三层网络架构,这种架构在系统安全上还存在不少缺陷。随着硬件、软件等技术的提升,尤其是智能HART技术、现场总线技术、无线通信技术等在自动化系统中的深入应用,信息安全问题将会变更越来越为重要,如何保证系统的安全性将成为众多企业共同关注的问题,将会催生自动化系统安全水平的提高,从硬件设备、软件平台、安全策略、风险应对等多个方面得到完善。 4.绿色低碳将会成为自动化系统集成的影响因子 长期以来,我国二氧化碳排放量、工业能耗都一直较高,在能源与环境问题越来越为严峻的背景下,绿色低碳已经成为时代的主题。我国目前石油化工自动化系统集成对绿色低碳的考虑相对较弱,这是一个迫切需要解决的问题。未来,将会建立起一套以低碳能源、低碳技术、低碳产业为基础的新的生产经营模式,这必然会影响石油化工自动化系统集成,促使自动化系统集成更多的考虑绿色、环保问题。 四、结束语 石油化工自动化系统集成水平直接影响着我国石油化工生产经营管理水平,随着我国经济的发展与人民生活水平的提高,对石油化工生产经营管理提出了越来越高的要求。我国现有的石油化工自动化集成水平同发达国家相比还有较大差距,在未来,石油化工自动化系统将会向大型化、智能化、规模化、绿色化方向发展,系统安全水平将会不断提高。 石油化工自动化论文:浅析石油化工企业的综合自动化变电所 【摘要】在科技、经济飞速发展的今天,变电所发展自动化领域中,先进的电气设备已逐渐去代替老的、传统化的电气设备;特别是智能化数字开关、光电式互感器、等机电一体化设备的出现,变电所自动化技术即将进入数字化新阶段。本文主要针对目前石油化工企业110Kv、 35Kv与10Kv变电所自动化系统的特点,对其结构及功能等进行概括地阐述。 【关键词】变电所 综合自动化 构成特点 1 综合自动化变电所研究的主要内容 变电所自动化技术经过近几年的发展已经达到了更高的水平。自动化技术的大范围采用,使得我国城乡电网改造与工厂建设都已经大部分实现了无人值班,同时,自动化新技术在110kV及以上的超高压变电所建设中也得到了大量的采用,从而使电网建设的现代化水平得到了很大程度的提高,输配电和电网调度的可能性得到了增强,不仅如此,自动化技术的应用也使得变电所建设的总造价还得以降低,这已经成为了不争的事实。 对石油化工企业的110Kv变电所,为了确保电力系统安全、经济运行,通过对于先进的计算机技术、通信技术的有效应用,使得新的电气设备的保护和控制技术应用得到了充分的技术支持,变电所监视、控制问题得到了有效的解决,各专业之间在技术上、管理上实现了有机的结合;配合的默契程度也得到极大的促进,自动化技术的采用为电力系统自动化进一步发展打下了坚实的基础,变电所的安全性、可靠性得到大幅度的提高,运行质量也更为稳定。例如,高压电器设备本身监视信息的采集工作,变压器、避雷器以及断路器等设备的绝缘和状态等;故障录波器和继电保护等装置完成的各种故障前后瞬态状态量和电气量记录数据的采集工作,在完成上述工作后将相关信息报送给调度中心,以便为检修计划的制定、电气设备的监视以及将来的事故分析提供准确的原始数据。全面实现变电所综合自动化,对新建变电所不再实行过去的常规测量监视、保护、控制屏,实现由少人值班逐步向无人值班的过渡;对于老变电所的控制、测量监视等各方面进行技术改造,以进一步达到少人甚至无人值班的目的。 对于35Kv与10Kv的变电所,应当将改进和提高用电质量,提高供电安全与供电质量作为工作重点。更为高效地利用变电所综合自动化系统,全面改造与提升变电所的二次设备,不再使用原有的测量、保护、控制和监视屏,全面提高变电所综合自动化程度,以使变电所的控制和监视技术水平得到全面提升,使变电所管理得到有效的改进,最终使变电所无人值班得以实现。 要实现变电所的综合自动化应当从以下几方面着手: (1)电网运行参数、设备运行状态的随时在线监视;设备本身异常运行的自检和自诊断工作。 (2)如果发现装置内部异常或变电所设备异常变化,为防止事态扩大,并保护其他设备安全,应当立即自动报警并闭锁相应的出口。 (3)如果电网出现事故,为将故障限制在最小范围,应当快速判断、决策,采样,并迅速隔离和消除事故。 (4)为确保自动和遥控调整电能质量,应当实现变电所运行参数的在线统计、计算、存储、分析报表和远端传输。 2 综合自动化变电所系统具有如下的特点 变电所综合自动化系统的主要特点包括系统结构微机化、功能综合化、操作监视屏幕化、测量显示数字化、运行管理智能化等几个方面。 2.1 微机化的分级分布式系统结构 不同配置的单片机或微型计算机共同组成了综合自动化系统内各子系统和各功能模块,其系统结构采用分布式结构,应用通讯技术,并通过总线、网络等,将数据采集、控制、微机保护等各个子系统连接起来,构成一个呈现分级分布式的整体系统。 2.2 综合化的功能 变电所综合自动化系统具有多种技术密集、多种专业技术相互配合、相互交叉的特点。它是以数据通信技术、计算机硬件和软件技术为基础逐步发展而来的。是变电所内全部二次设备(除交、直流电源以外)的综合集成。而微机监控子系统则是原来的模拟屏、操作屏、仪表屏、显示屏以及远动装置、变送器柜、中央信号系统等各项功能的综合集成;微机保护子系统替代了以前晶体管式或电磁式的保护装置;监控系统和微机保护子系统相结合,综合了故障测距、故障录波、中性点非直接接地系统和无功电压调节等子系统的各项功能。 2.3 屏幕化的操作监视 综合自动化变电所的实现,以CRT屏幕上的实时主接线画面来取代以前常规的庞大模拟屏;用屏幕上的鼠标操作或键盘操作来取代常规在控制屏上或断路器安装处进行的分、合闸操作;用计算机屏幕上的软连接片所取代了常规在保护屏上的硬连接片;以屏幕文字提示或语言报警以及画面闪烁取代了常规的光字牌报警信号;通过计算机上的CRT显示器,可以实现对整个变电所运行情况的实时监视并对各开关设备进行操作控制。 2.4 数字化的测量显示 常规的指针式仪表被CRT显示器上的数字显示所取代,实现了更为明了和直观的数据显示;而原来的人工抄表被打印机打印报表取代,这样一方面减轻了值班员的劳动强度或者直接节省了人力,另一方面还提高了测量精度及准确性,提升了管理的科学性。2.5 智能化的运行管理 变电所运行管理自动化系统应包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化;数据信息分层、分流交换自动化;变电所运行发生故障时能即时提供故障分析报告,指出故障原因,提出故障处理意见;系统能自动发出变电所设备检修报告,即常规的变电所设备“定期检修”改变为“状态检修”。 要实现无人值班(或少人值班),变电所综合自动化是一种最重要的手段,根据重要性和电压等级的不同,变电所实现无人值班的要求和手段有所差别。但是,通过采取各种技术手段,使变电所整体的自动化水平得以提高,发生事故的机会得以减少,这些都是实现无人值班的关键;只有这样,才能缩短事故处理和恢复的时间,使变电所的整体运行更为可靠和稳定。 3 综合自动化系统变电所可以实现的各种功能 3.1 微机保护功能 此种保护是对站内所有的电气设备进行的保护。主要包括母线保护,变压器保护,线路保护,设备自投及电容器保护,低频减载等自动安全装置。上述各类保护还具有存储多套定值、故障记录、适合当地修改定值等其他功能。 3.2 数据采集功能 3.2.1 状态量采集功能 隔离开关状态,断路器状态,变电所一次设备告警信号及变压器分接头信号等均属于状态量的范畴。目前这些信号大多数采用的是光电隔离方式输入系统,也可通过通信方式获得。保护动作信号与其他信号不同,采用的是计算机局域网通过通信方式获得。 3.2.2模拟量采集功能 线路电压,各段母线电压,馈线电流,电压和功率值,频率,相位,电流和功率值等,这些都是变电所采集的模拟量。此外还有变电所室温,变压器油温等一些非电量数据的采集。模拟量采集精度应当可以满足SCADA系统的需要。 3.2.3 脉冲量功能 脉冲量主要是脉冲电度表的输出脉冲,是也采用光电隔离方式与系统相连接的,内部采用计数器对脉冲个数进行统计,实现对电能的准确测量。 3.3 故障录波测距和事件记录功能 事件记录应当包含开关跳合记录以及保护动作序列记录两个方面。其SOE的分辨率一般应当在1~10ms之间,这样可以满足不同电压等级对SOE的不同要求。变电所故障录波配置专用故障录波器,并能与监控系统通信。 3.4 控制和操作闭锁功能 操作人员可通过CRT屏幕对隔离开关,断路器,电容器组投切,变压器分接头进行远程控制操作。为了防止由于系统故障造成的被控设备无法操作,在系统设计时应当保留人工手动直接跳合闸手段。操作闭锁有以下内容: (1)电脑五防及闭锁系统; (2)根据实时状态信息,自动实现断路器,刀闸的操作闭锁功能。 (3)操作出口有同时操作闭锁功能。 (4)操作出口有跳合闭锁功能。 3.5 同期合闸和同期检测功能 该功能可分别以自动和手动两种方式实现。可以选择由独立的同期设备实现,也可以通过微机保护软件模块得以实现。 3.6 无功和电压的就地控制功能 电压和无功的控制一般采用调整投切电容器组,变压器分接头,同步调相机,电抗器组等方式实现。操作方式可以手动也可以自动,人工操作的情况下,可以就地控制或者远程控制。 3.7 数据处理功能 数据处理的主要内容是数据处理和记录历史数据的形成和存储,其中,上一级调度中心,变电管理和保护专业要求的数据也包括在内。具体包括: (1)断路器动作的次数信息; (2)断路器切除故障时跳闸操作次数和截断容量的累计数量; (3)变压器的有功、无功、输电线路的有功、无功,母线电压定时记录的最小,最大值及其时间数据。 (4)独立负荷每天的峰谷值,有功、无功及其时间数据。 (5)修改整定值及的控制操作记录;根据需要,该功能既可以在变电所当地全部手动实现,也可在远程调度中心或操作中心实现。 3.8 系统的自诊断功能 系统内部各种功能插件应当具有自诊断功能,自诊断信息与被采集的数据一样,被周期性地送往后台主控计算机和远方调度中心或操作控制中心进行处理。 3.9 与远程控制中心的通信功能 本功能在常规远动‘四遥’的基础上又增加了远方修改故障录波、整定保护定值与测距信号的远传等,其信息量远远超过了传统的远动系统。根据现场的不同要求,系统应当具有通信通道的切换及备用功能,确保通信的可靠性,不仅如此,还应当具备同多个调度中心不同方式的多种通信接口,且各通信口及MODEM应避免干扰,相互独立。保护和故障录波信息可以采用独立的通信接口与调度中心连接,通信规约应满足调度中心的要求,符合国家标准及IEC标准等相关行业标准。 3.10 防火、保安系统插件功能 从设计原则而言,无人值班变电所应具有防火、保安措施。 4 变电所综合自动化系统的现状及发展趋势 综合自动化的变电所在新建的一些变电所的运行中表现出了很明显的技术先进、功能齐全、结构简单、安全可靠等特点;经过十多年的发展和完善,目前已经达到很高的水平。在我国城乡电网的改造与工厂的建设中,不仅中、低压变电所大范围采用了自动化技术而实现了无人值班,而且在220kV及以上的超高压变电所建设中也大量采用了各种新的自动化技术,从而使电网建设的现代化水平得到了极大程度的提高。综合自动化技术的运用,不仅使输配电和电网调度的可靠性得到增强,同时也使得变电所建设的总造价得以有效地降低。 5 结语 由以上的分析我们可以看到,变电所综合自动化技术的采用,对于提高电网的安全和经济运行水平、实现电网调度自动化和现场运行管理现代化可以起到极大的促进作用,它将使电网一次、二次系统的效能和可靠性得到大大增强,同时,对于保证电网的安全稳定运行也具有相当重大的意义。 变电所综合自动化,促进了无人值班变电站的实现,可以利用远动技术使电网调度迅速而准确地获得变电站运行的实时信息,完整地掌握变电站的实时运行状态,及时发现变电站运行的故障并做出相应的决策和处理,同时可以使值班管理人员根据变配电系统的运行情况进行负荷分析、合理调度、远控合分闸、躲峰填谷,把握安全控制、事故处理的主动性,减少和避免误操作、误判断,缩短事故停电时间,实现对变配电系统的现代化运行管理。 总之,变电所综合自动化系统具有可靠性高、抗干扰能力强、实时性好及维护简单等特点。随着计算机技术的迅速发展,变配电站的计算机化进程越来越快,变配电所计算机监控及无人值守已成为当今电气自动化领域的发展趋势,随着科学技术的不断进步以及硬件软件环境的不断改善,综合自动化技术的优越性也必将进一步地展现出来。 石油化工自动化论文:浅析石油化工自动化技术的应用与发展趋势 【摘要】在我国社会经济的取得发展与进步,人民的生活水平日渐提高,信息技术飞速发展的时刻,石油化工工业设个一直被我们熟知的传统工业,在当今时代仍然是一个国家经济发展支柱性产业。随着工业规模的扩大,经济全球化的迅猛发展,石油化工产业对石油化工的自动化提出了新的要求。与此同时,信息技术也对石油化工自动化技术的发展注入了新鲜的血液。 【关键词】石油化工 自动化技术 发展趋势 在国民经济迅速发展的背景下,我国的能源消耗量也日益增加,虽然我国是一个能源大国,资源丰富,但是如今的经济发展需要的能源的数量惊人,在激烈的市场竞争中,我国的石油开采量与我国人民的日常生活、工业生产所需渐渐拉开了差距,为了进行生产,我们从国外进口石油的现象越来越严重。但是从长远的发展来看,要想提高综合国力使国家长久稳定的发展,就要减小对国外能源的依赖,寻求新的方法推进我国资源的开采和利用,减少石油进口量。1 石油化工自动化技术应用必要性1.1 石油资源对我国经济发展的重要作用 石油是我国一项极其为重要的基础能源,也是全球需求量最大的能源,经济全球化的迅速发展,信息技术全球化的推广,让石油工业迎来了较大的发展机遇,同时也面临着前所未有的挑战。尽管我国号称能源大国,但是随着世界范围内的经济发展,国内的石油的提供量已经不能满足当今工业生产的需求。在社会不断发展的今天,传统的石油化工企业的生产设计理念不再适应当前的发展,具体的环境逼迫着生产理念的改变。如今的石油化工企业改变了航向开始朝着智能化的方向发展。 1.2 先进的科学技术逐渐渗透到石油化工企业 石油资源能够保障我国国民经济的平稳增长。世界范围内的经济发展趋势逐步把先进的科学技术融入到石油化工行业中。在分析了以往的人工操作的局限性和不准确性,逐步运用先进的科学技术模拟人工化,不仅达到了人工操作的效果,还高额度的,高精准性的完成了数百倍次的工作量。从工厂生产的操作、维护的不同的角度出发,先进技术的控制系统具有相对的开放性、易于管理性。不需要耗费太大的精力,只要熟悉操作程序,并且通过生产操作的自动化、经营管理模式的信息化、就可以简单的实现传统石油化工企业从原油选择、采购、生产加工再进一步得到石油以及石油附属产品的全部过程,不同的是这一过程具有智能性,简化了工人手工操作的人力耗费和时间耗费。这种智能化的石油化工的生产及管理,可以在相同的时间和空间上使企业的利润最大化。 1.3 传统石油化工企业中,人工操作的缺陷性及危险性 (1)在传统的石油化工企业中,生产需要人工操作,大量的作业量需要很大数量的工人协作完成,石油化工生产作业时具有一定的危险性,大量的工人集中作业的工作环境下,一旦发生安全事故,大量工人的人身和财产安全得不到保障,会造成大量的人员伤亡。 (2)人工操作,达不到石油化工产业要求的精准度。石油化工企业的生产工作有严格的精准性要求,但是人工操作生产过程中,精准度不易控制,在人工操作控制的情况下,想要达到精确的工艺参数要求有很大的难度。并且极易因为这种误差而造成投料不当,从而导致生产时超温超压等异常状况,埋下安全隐患,引起事故的发生。 (3)石油化工属于高污染性,高腐蚀性的工作环境,全人工操作的模式下,如果做不好安全防范工作,长期工作的人员的身体健康得不到保障,对身心极可能造成不可逆转的伤害,容易形成职业病。 2 石油化工自动化技术的应用及发展趋势 2.1 自动化技术的应用 石油化工自动化技术投入到石油化工企业的使用中,目前的使用主要有两方面的应用:自适应控制和最优控制。 (1)自适应控制。根据具体的工作环境,智能调节机器的性能生成反馈信息,接受反馈信息后系统自动按照事先设定的程序标准来进行工作。在我国目前的石油行业自动化生产过程中,自适应控制运用到了石油化工的不同部门,与以往的传统自适应控制模式相比较来看,如今的自控制系统更主要的是自整定与模型参考,具有具体的辨识过程的独特性。并且在辨识过程中激励信号平稳运行。 (2)最优控制。在当代的控制理论中,最优控制是一个占据极为重要作用的构成环节。最优控制给人们的生活提供了一个安定和平的大环境,使人民群众的生活的各个方面得到定改善。如今最优控制在石油化工产业上的应用成果较为显著,解决了传统人工操作的各种弊病,提升了石油化工产业在我国的产业地位。 2.2 石油化工企业的自动化控制发展趋势 2.2.1FCS将与DCS共存 DCS 自七十年代问世以来,采用了大量先进的成熟技术,经历了发展、成熟到集中应用几个阶段。DCS 技术成熟,性能可靠,软件丰富,功能完善,得到了用户的信任,而FCS还处于发展阶段,技术还不太成熟,可靠性还有待考证,功能不如DCS 完善。如今广大用户虽然关注FCS 的发展,但是多持观望的态度。DCS 至今已经发展得相当成熟和实用,仍是当前工业自动化系统应用的主导型,不会随着FCS的出现和发展而走向衰退或是退出历史的舞台,DCS将会与FCS在相当长的一段时间内共存下去。 2.2.2现场总线与DCS相结合 现场总线技术集成到现有控制系统中,利用DCS丰富而成熟的控制功能带动现场总线的推广应用。现场总线与传统控制系统之间的集成通过三种途径:一是现场总线在DCS、PLC的I/O 层次上的集成,二是现场总线设备通过网关集成到DCS、PLC上,统一组态、监控与管理;第三是独立FCS 与DCS、PLC 之间的信息集成,两者之间通过网关实现信息交流与映射。通过以上几种方法可以利用DCS、PLC成熟的技术与经验,发挥现场总线的独特优势。在现场总线推广应用的基础上,尽快完善一体化功能。实现对现场设备的一体化管理与控制。 3 结语 在经济全球化的大背景下,石油化工企业决定着一个国家竞争力的命脉,石油化工产业融入的技术含量的多少也是彰显一个国家综合国力的重要指标。石油化工的自动化控制技术一直努力的寻找新的突破,处于不断改革、创新的阶段。石油化工自动化控制技术不断进步对石油化工行业在激烈的行业竞争中的生存与发展起着积极作用。
石油化工技术论文:国内石油化工技术进展探索 1我国石油化工产业的发展和面临的问题 目前,我国的石油化工产业正在蓬勃发展,在石油化工产业的发展过程中也出现了很多问题阻碍其顺利进行。这些问题渗透于石油化工行业的各个方面,需要政府和有关部门,包括普通大众的共同努力来找到克服这些问题的方法。 1.1石油化工行业技术革新缓慢 石油化工行业的发展最关键的就是石油化工的技术,石油的提炼和加工是最关键的技术环节。但是现行的一些石油化工行业标准并不科学合理,存在一些技术落后的问题,年头久远的生产设备得不到维护和更新,令我国石油化工行业的发展受到了一定程度上的制约,技术的发展如果跟不上时代的进步,那么注定是要被淘汰的。新型环保型的石油化工技术手段将成为石油化工行业发展的趋势和定理。我国目前的一些技术手段和仪器器材都与发达国家先比存在一定的差距,这个是制约我国石油化工行业发展的障碍之一。 1.2我国石油化工业的管理监察力度不严 我国石油化工行业管理过程中,有些石油化工企业对于石油化工产品的生产过程和石油化工产品质量的监察力度不严,没有做到定期的管理和监察,这样不仅仅造成了一定的安全隐患,如果出现问题得不到发现和解决,那么安全问题就永远得不到解决,更加不可能保证我国石油化工行业的安全有序的进行下去。我国的石油资源由于得不到合理的利用也会遭受到一定程度上的损失。 1.3我国石油化工行业的规章制度不健全 我国石油化工行业安全问题是所有石油化工企业和单位工作生产的重中之重,俗话说的好“没有规矩,不成方圆”。目前中国的很多石油化工企业并没有成文的“我国石油化工行业管理条例”“、我国石油化工行业安全方案”等法律和法规,甚至对于一些施工单位内部的有关我国石油化工行业的注意事项和施工标准都很不明确,还有一点值得我们担忧的就是,对于我国石油化工行业的施工人员并没有给出行之有效的培训方案。这种无组织的管理更加是谈不上我国石油化工行业的安全施工了。 1.4我国石油化工行业对环境的污染问题严重 我国石油化工行业发展到了一定的阶段,石油等化工产品的生产也取得了一定的成就,石油化工行业也已经成为国民经济的命脉。但是发展石油化工必定会对资源造成浪费,环境造成污染,这些对于地球来说都是不可逆转的伤害。我们发展了经济,却以失去良好的生活环境为代价。这是我国目前发展石油化工行业面临的最艰难的问题。 2解决我国石油化工行业问题的措施和展望 2.1政府鼓励支持我国石油化工行业技术的研发和应用 在发展我国石油化工行业的时候,我们必须有一个清醒的认识。科学技术是第一生产力。我们要从科技的层面上解决我国石油化工行业发展过程中出现的难点和问题,必须革新石油化工产业的技术手段,让技术的发展跟上时代进步的潮流,鼓励科研工作者研发环保又节约能源的石油化工技术,让石油化工行业健康积极的发展。 2.2做到我国石油化工行业的规范化 一个明确的科学有效的我国石油化工行业的制度是一项至关重要的工作,在充分调研和学习的基础上,制定出行之有效的我国石油化工行业安全制度,并且制定出明确的我国石油化工行业施工过程中各级管理人员与施工人员的职责,并且要有明确的奖惩措施来激励我国石油化工行业施工人员的积极性和工作热情。只有这样责任到人,将任务落到实处,才能解决我国石油化工行业安全施工管理中存在的问题,更好的实现施工单位我国石油化工行业安全施工的发展和经营。 2.3建立健全我国石油化工行业的规章制度 我国的石油化工行业发展出现的种种问题,归根结底是法律法规不健全,我国的相关法律法规,对于某些领域并没有进行明确的规定,有些领域的法律法规的规定也是很模糊的,这对于一些不法分子来说,无非是找到了可乘之机。要想解决我国石油化工行业出现的问题,必须在充分调查研究,听取民众意见的基础上,建立健全相关的法律法规,在执法过程中做到执法必严。 石油化工技术论文:石油化工技术创新与展望 摘要:随着经济发展的逐渐加快,在不断发展的过程中,所需求的能源也越来越多,特别是在石油化工方面更是如此。再利用这些能源的同时还会产生大量的有害物质危害环境,而且在这些能源利用方面说应用的技术还并不是特别高,所以整体能源利用率并不高。所以在当前能源面临枯竭,和环境破换牙那种的情况下,如何减少污染和提高利用率是当前首要考虑问题。本文通过对我国当前行业现状进行了简单描述,并对在环境和资源问题下石油化工方面的研究成果进行了简单阐述,并对我国在相关方面的在未来的发展进行了展望,希望通过本文可以唤醒行业内对于这些问题的重视,为石油化工行业的可持续发展贡献一份力量。 关键词:资源环境;石油化工;创新展望 在我国目前对于石油化工产品的需求量较高,但是在我国相关行业内,由于石油化工技术较为复杂,需要的工艺也比较困难,我国目前还没有比较现今的技术。在面对现在资源不断减少、环境损害严重等问题,在还是有化工行业的改革也势在必行。在进行改革过程中要将可持续发展做为核心,在保证经济发展的同时加强对于环境保护和提高资源利用率的问题。在我国相关方面的改革已经展开,在工作人员的努力下相信在不久的将来一定会完成这一目标。 1我国石油化工行业状况 石油化工行业的发展速度基本决定了一个国家经济的发展速度,所以我国对石油化工行业相当重视,并且不断地推出了许多的政策来促进行业的不断发展,但是由于我国开始建设石油化工行业的时间将较短,所以在这一行业还没有取得比较大的成果。我国这一行业的是在新中国成立之后才逐渐开始进入到起步阶段,所以目前的发展情况还远远落后于发达国家,虽然可以满足国内的需求,但是由于技术相对落后,所以在生产同样的产品时往往会使用更多的资源,这样就会造成资源浪费的现象,而且因为同样的原因使得大量的废弃排放到自然中,对我国的环境造成了相当大的损害。现在阶段国家已经充分认识到这一问题,已经就这一问题提出了一定的解决办法,现已收到一定的成效,而且还在不断地通过改革改善石油化工行业在发展中带来的不利影响。 2在资源和环境问题下石油化工创新研究结果 因为国家已经意识到在石油化工行业存在的一系列问题,所以已经在相关的科研机构展开了对于新技术的研发和原有技术的革新。已经获得一定的成果,对整个行业的可持续发展,起到了促进作用,现在就对我国现已取得的成果进行简单的描述。第一种是无污染石油生产技术的的改革,现在已经研究出一种可以减少石油生产污染物的技术,避免使用原来较为落后的技术,不仅使石油纯度变高,而且还有效的减少了污染情况的发生。第二种是芳烃新技术,这种技术是通过优化对二甲苯的生产工艺将原有的催化剂替换,使得在生产过程中可以有效地提高产量,也可以减少污染情况的发生。对二甲苯是在有机化工方面重要的原材料之一,在农药与医药方面均有着大量的应用。三是在碳氧化合物烯烃的生产中运用,转化合成代替原有技术,这样不仅可以减少污染现象的发生还可以生产出其他产品,这样就可以大幅提高资源利用率。除了上述技术之外还有己内酰胺生产技术的优化、等离子涂层阻尼特性技术等,通过对与这些技术的优化创新,使整个石油化工行业不断进步,逐步实现可持续发展的目标,为我国的发展增添新的动力。 3对我国石油化工技术在未来的展望 我国在石油化工技术创新上已经获得了一定的成果,但是要想行业继续向无害化发展的话就还需要通过对相关技术的优化来逐步实现,不断地提高资源利用效率,降低产品能源浪费比率等等。因为我国在发展石油化工行业中还存在许多问题,其中比较重要的一项就是我国的石油资源储量不足,这已经是我国在发展相关行业中的首要问题,所以我国应该在进行寻找新的石油储藏地的同时还要大力进行代替资源的研究,通过对新型资源的开发和清洁能源的利用,减少对于石油资源的依赖。例如我国的煤炭储量相当丰富,通过研究使用煤炭代替石油资源就是很好的方法。但是目前这一方法还处于起步阶段还没有取得一定的成果,而且在进行相关研究时,要注意控制生产时的污染请情况,保证不会有过多的废物排放。在未来的生产技术优化中,减少排放或无排放是未来的发展趋势,也是当前关注的热点内容。这一内容简答来说就是如何大幅提升资源的利用,在满足行业发展和经济效益的基础上充分减少对于环境的污染。要想实现这一技术就要通过使用原子经济性概念来实现这一想法,这一概念的意思就是将原料所有原子都转化为所需要的产物,通过这样的转化就可以实现无废物排放的想法。 4结语 在面向资源枯竭和环境污染双重挑战之下,石油化工行业必须要向提高资源利用效率、减少污染物质排放的方向发展,这样才能实现石油化工行业的可持续发展目标,实现这一目标对与国家发展和行业进步都有着重要的意义。在进行改革的过程中要不断通过对于新技术、新方式、新材料的应用,在不断的创新下,才能使整个行业不断进步,在满足行业发展的基础之上,创建出更加优秀的可持续发展的社会。 作者:赵云 张文君 单位:中国石油抚顺石化公司北天集团生产部 中国石油抚顺石化公司烯烃厂机动部 石油化工技术论文:智能工业及石油化工技术变革论述 摘要:本文针对智能工业与石油化工技术的变革进行了具体的研究,首先阐述了石油与化工的现状,提出了智能工业为目标的变革措施,从空间维度和分布式应用两方面对技术框架进步进行了论述,最后提出了在工艺过程中无线化和无人化的实际应用。 关键词:智能工业;石油化工;技术变革 石油化工工业的转型是当前的一个重要趋势,主要因为石油石化工业受到新能源革命和页岩气技术以及化学反应工程新变化的影响。有关碳链变化的工业是石油化工工业的本质,石油化工就是对新物质和新应用进行创造和发展,石油化工技术的变革真正开启了新能源材料、新结构和功能材料的时代。 1石油与石化工的现状 将原油和天然气从陆地或海洋的油井中进行提取,然后利用各种方法将其运输到炼油厂。之后炼油厂通过各种物理和化学变化对原油和天然气进行处理。蒸馏是整个工业处理过程的核心[1]。CDU和VDU是蒸馏的两个进程,其中将有价值的馏分和汽油从原油原料中提取出来是CDU的主要目的。炼油厂裂解的原料就是石化行业应用的材料:天然气的组成部分就是提取出的石脑油和丁烷。更轻和更宝贵的部分是通过对重油分子进行裂解得到的。蒸汽裂解和催化裂解是两种分解的过程。当前全球提出的100%新能源计划是最大的挑战,石油化工工业传统的框架将会被全电动和太阳能汽车所改变,因此石化可能会被新能源全面代替,新能源将会成为能源新的提供者者,而将在非传统能源方面集中石油化工的主要产品,如经过创新的有机高分子材料。 2技术框架的进步 2.1空间维度的进步 目前从空间上来说。石油化工行业要从人类居住的核心区迁移到非适合人口生活的边缘区域,这是石油化工行业发展的一个重要趋势[2]。同时海上或陆地上的油井要从传统获取原油过度到对原油产品进行制造的方向。石油化工技术进步最直观的反应就是微型化的石化工业生产的过程,这个生产过程也是与地球表面的分布具有联系。反应过程空间尺寸的缩小受到纳米技术对催化反应贡献的影响,这也从侧面说明石化企业要从技术上对自己的工业空间进行重新设计。新石油石化工业空间的形态就是垂直工厂,当前的油井都是将陆地或者海洋内部的原油向陆地表面和海平面上进行提升,但是在未来要在陆地内部和海洋底部直接实验整合石油反应过程的目标,因此石油工厂发展的基本方向在地球表面上是不应该出现的。根据当前的开采技术相应的油气资源乐意在页岩层上进行获取,但是未来相应物质成份的转化可以直接在地下进行。其本质就是将转化与获取的过程融合在一起。 2.2分布式的应用 石油石化工业趋管线化是改变当前油气管线在地球表面遍布的一种必然趋势。所谓的管线就是支撑流体力学服务的系统,如果转化物质的过程在产油区本地进行,则会大大降低对管线的依赖程度[3]。从保护环境的方面来说,输油管线也是一种重要的潜在污染源,所以管线化的实现也是在一定程度上进行环境的保护。 3工艺过程的无线化和无人化 工业自动化技术发展基础结构的主要代表形式就是工业无线化,无人工厂和机器人服务真正意义上的实现都是由无线化来完成的。本文主要是对无线网络如何覆盖全工艺的过程以及普及无线应用如何用创新的商业模式进行促进这两方面进行重点研究。无线网线技术的演进速度对无线网络服务外包有着决定性的影响,这并不是用简单的投资回报问题就可以说明的[4]。传统工业企业自身无法实现运营无线工业网的主要原因是传统工业企业的本质是在有线通讯的基础上进行建立的,其在管理理念和应用创新方面没有积累有关无线化工艺过程的知识,对于处理无线化所产生的数据的能力也不具备。在传统的概念中就存在无人工厂,但是随着智能工业框架的发展对于当前各种技术挑战带来的需求无人工厂的本身已经无法使其得到满足,主要是因为在传统的概念中无人工厂主要是工业过程完成以后预置管理流和过程控制流的总称。但是在智能工业的框架中,需要对面向定制和迅速响应服务的系统进行建立,传统的无人工厂模式对于这种实时的影响过程难以使其实现。在无人工厂模式为未来的发展过程中,其管理平台的策略主要是利用模块化的功能来实现的,其不同工艺过程的安排和实施的共线或则制造平台化主要多是利用人工智能来实现的。 4结语 综上所述,随着我国经济和技术的发展,对新能源的利用越来越重视,而石油化工传统的框架将会受到新能源利用的巨大冲击,因此石油化工的技术框架也要进行变革和进步,如对纳米技术进行利用、对垂直工厂进行建造以及分布式的应用等,另外随着我国技术的不断进步石油化工的工业过程也会逐渐实现无线化和无人化,而且当前的石油石化工业对环境也会造成巨大的压力,这些都加快了石油石化工技术框架的转型,因此石油石化工技术的发展在一定程度上也是由环境决定的。 作者:赵云 单位:中国石油抚顺石化公司北天集团生产部 石油化工技术论文:石油化工技术论文 1中国石化工业现状 在我国社会主义市场经济发展建设的过程中,石油化工产业的发展有着十分重要的意义,这不仅满足了人们日常生活和社会生产的相关要求,还有效的保障了社会经济的稳定发展。但是从当前我国石油化工行业发展的实际情况来看,由于我国石油化工行业起步得比较晚,而且其生产工艺在实际应用的过程中,也存在着一定的局限性,这就使得人们在石油化工生产的过程中还存在着许多的问题。不过,随着我国社会经济的不断发展,人们也将许多先进的生产技术应用到其中。根据相关的数据统计,在2003年年底,我国的原油加工量已经达到了3亿吨,在全世界原油加工中排行第二位,而在其他产品,比如树脂、乙烯、橡胶等产品中,其生产量也位居世界前十。但是,由于我国人口众多,这就使得其人均占有率比较少,因此还是无法满足现代化人们日常生活的相关要求。为此我们就应该采用相应的技术手段来对其进行相应的创新改进,进而满足现代化石油化工行业发展的相关要求。石油化工的范畴主要是以石油及天然气生产的化学品品种极多、范围极广。石油化工原料主要为来自石油炼制过程产生的各种石油馏分和炼厂气,以及油田气、天然气等。石油馏分(主要是轻质油)通过烃类裂解、裂解气分离可制取乙烯、丙烯、丁二烯等烯烃和苯、甲苯、二甲苯等芳烃,芳烃亦可来自石油轻馏分的催化重整。石油轻馏分和天然气经蒸汽转化、重油经部分氧化可制取合成气,进而生产合成氨、合成甲醇等。从烯烃出发,可生产各种醇、酮、醛、酸类及环氧化合物等。 2石化工业技术新进展 目前在我国石油化工行业发展的过程中,人们也在传统的石油化工技术的基础上,来对其进行相应的创新改进,这不仅使得石油化工生产的质量得到进一步的提高,还很好的满足了现代化经济发展的相关要求。而且在一些比较特殊的生产工艺当中,人们在对其进行相应的创新改进,从而使其生产技术达到了国际领先水平。 2.1顺丁橡胶技术 在石油化工行业发展的过程中,顺丁橡胶技术的运用有着十分重要的意义,这也是我国合成橡胶生产技术中应用得最为成熟的一种。近年来,在我国石油化工行业发展的过程中,人们为了使得顺丁橡胶技术的应用效果得到进一步的提高,人们就在其原本的生产工艺上来对其进行相应的改进和完善,尝试不采用终止剂来对其进行相应的加工,这样急速使得合成橡胶生产的效益和质量得到了有效的保障。而随着社会的不断发展,人们也在对该技术进行不断的完善和改进,这就使得顺丁橡胶技术的应用效果得到有效的提升,促进了我国石油化工采用的发展。 2.2丙烯腈技术 生产丙烯腈有多种方法。如环氧乙烷法。乙炔法、丙烯氨氧化工艺、Petrox氨氧化一再循环工艺。20世纪60年代初期我国开始研究丙烯腈技术,经过科研工作者的努力探索,取得了大量的工业化成果,特别是催化剂、流化床反应器,复合萃取精馏新工艺,新型空气分布板、丙烯氨分布板、PV型旋风分离器,负压脱氰等技术在丙烯腈装置上应用成功。随着市场上对丙烯腈需求量的不断增加,丙烯腈生产技术的研究重点应放在扩能减排、工艺优化和催化剂研发等方面。但新的生产方法如丙烷氨氧化法和Petrox氨氧化一再循环工艺也将成为丙烯腈生产原料多元化趋势中的又一亮点。 2.3甲苯歧化与烷基转移技术 甲苯歧化与烷基转移工艺是芳烃之间相互转化的一种技术,通过这种技术来调节苯、甲苯、二甲苯和C9芳烃之间的供求平衡关系。甲苯歧化与烷基转移技术各种工艺的工艺过程的不同主要表现在专利催化剂上。也就是丝光沸石、ZSM-5沸石及HAT系列这三种催化剂体系。在国内已经研制成功了ZA系列和HAT系列等六个牌号的甲苯歧化催化剂,其中ZA23和ZA290催化剂在20世纪80年代国际同类催化剂处于先进水平,ZA292、ZA294在当今催化剂领域中处于国际先进水平,属目前国际领先水平的催化剂是HAT2095和HAT2096。 2.4聚丙烯技术 在我国五大合成树脂中增长速度最快,自1996年起,总产量超过聚氯乙烯成为仅次于聚乙烯的第二大通用合成树脂品种。20世纪90年代,一大批连续聚合装置投产,其中仅1997-1999年即投产了10套,增加生产能力83×104t/a。在成套技术开发方面,具备了自行设计环管聚丙烯装置的能力,具有自主知识产权的聚丙烯成套技术。目前,上海石化建成的20万吨/年工业装置采用了第二代环管聚丙烯技术,作为实验装置并进行了气相聚丙烯催化剂、醚类高活性新型催化剂和聚丙烯新牌号的开发。我国研究开发聚丙烯催化剂的历史已有40多年,先后研制成功的催化剂有常规TiCl3、络合型催化剂、高效催化剂,高效催化剂已工业化的主要有N型催化剂、CS型催化剂、DQ型催化剂,等等。近年来,石油化工技术的研究开发虽然取得了较大的进展,新技术、新工艺的开发和应用也推动石油化学工业持续发展,同时也获得可观的经济效益。但是我国现在具有自主知识产权的石化技术与国际先进水平仍有一定的差距。我们只有立足于科技创新、降低生产成本、提高产品质量,才能使中国的石化工业立于不败之地。 3结束语 由此可见,在现代化石油化工行业发展的过程中,传统的石化生产技术已经无法满足现代化社会经济发展的相关要求,因此我们在对其化工技术进行开发的过程中,就要在原生产技术的基础之上,来对其进行相应的创新改进,这样不仅使得石油化工采用的经济效益得到有效的保障,还促进了我国社会经济的发展。而且随着时代的不断竞争,人们也将许多先进的科学技术应用到其中,这就使得石油化工技术的应用效果得到进一步的完善,进而满足人们日常生活和社会生产的相关要求。 作者:杨鹏 单位:哈尔滨石油化工设计院 石油化工技术论文:国内石油化工技术进展探索 1我国石油化工产业的发展和面临的问题 目前,我国的石油化工产业正在蓬勃发展,在石油化工产业的发展过程中也出现了很多问题阻碍其顺利进行。这些问题渗透于石油化工行业的各个方面,需要政府和有关部门,包括普通大众的共同努力来找到克服这些问题的方法。 1.1石油化工行业技术革新缓慢 石油化工行业的发展最关键的就是石油化工的技术,石油的提炼和加工是最关键的技术环节。但是现行的一些石油化工行业标准并不科学合理,存在一些技术落后的问题,年头久远的生产设备得不到维护和更新,令我国石油化工行业的发展受到了一定程度上的制约,技术的发展如果跟不上时代的进步,那么注定是要被淘汰的。新型环保型的石油化工技术手段将成为石油化工行业发展的趋势和定理。我国目前的一些技术手段和仪器器材都与发达国家先比存在一定的差距,这个是制约我国石油化工行业发展的障碍之一。 1.2我国石油化工业的管理监察力度不严 我国石油化工行业管理过程中,有些石油化工企业对于石油化工产品的生产过程和石油化工产品质量的监察力度不严,没有做到定期的管理和监察,这样不仅仅造成了一定的安全隐患,如果出现问题得不到发现和解决,那么安全问题就永远得不到解决,更加不可能保证我国石油化工行业的安全有序的进行下去。我国的石油资源由于得不到合理的利用也会遭受到一定程度上的损失。 1.3我国石油化工行业的规章制度不健全 我国石油化工行业安全问题是所有石油化工企业和单位工作生产的重中之重,俗话说的好“没有规矩,不成方圆”。目前中国的很多石油化工企业并没有成文的“我国石油化工行业管理条例”“、我国石油化工行业安全方案”等法律和法规,甚至对于一些施工单位内部的有关我国石油化工行业的注意事项和施工标准都很不明确,还有一点值得我们担忧的就是,对于我国石油化工行业的施工人员并没有给出行之有效的培训方案。这种无组织的管理更加是谈不上我国石油化工行业的安全施工了。 1.4我国石油化工行业对环境的污染问题严重 我国石油化工行业发展到了一定的阶段,石油等化工产品的生产也取得了一定的成就,石油化工行业也已经成为国民经济的命脉。但是发展石油化工必定会对资源造成浪费,环境造成污染,这些对于地球来说都是不可逆转的伤害。我们发展了经济,却以失去良好的生活环境为代价。这是我国目前发展石油化工行业面临的最艰难的问题。 2解决我国石油化工行业问题的措施和展望 2.1政府鼓励支持我国石油化工行业技术的研发和应用 在发展我国石油化工行业的时候,我们必须有一个清醒的认识。科学技术是第一生产力。我们要从科技的层面上解决我国石油化工行业发展过程中出现的难点和问题,必须革新石油化工产业的技术手段,让技术的发展跟上时代进步的潮流,鼓励科研工作者研发环保又节约能源的石油化工技术,让石油化工行业健康积极的发展。 2.2做到我国石油化工行业的规范化 一个明确的科学有效的我国石油化工行业的制度是一项至关重要的工作,在充分调研和学习的基础上,制定出行之有效的我国石油化工行业安全制度,并且制定出明确的我国石油化工行业施工过程中各级管理人员与施工人员的职责,并且要有明确的奖惩措施来激励我国石油化工行业施工人员的积极性和工作热情。只有这样责任到人,将任务落到实处,才能解决我国石油化工行业安全施工管理中存在的问题,更好的实现施工单位我国石油化工行业安全施工的发展和经营。 2.3建立健全我国石油化工行业的规章制度 我国的石油化工行业发展出现的种种问题,归根结底是法律法规不健全,我国的相关法律法规,对于某些领域并没有进行明确的规定,有些领域的法律法规的规定也是很模糊的,这对于一些不法分子来说,无非是找到了可乘之机。要想解决我国石油化工行业出现的问题,必须在充分调查研究,听取民众意见的基础上,建立健全相关的法律法规,在执法过程中做到执法必严。 作者:宫艳波 胡毓婕 单位:鹤岗市清华紫英力农化有限公司 石油化工技术论文:石油化工模块化施工技术探讨 1模块化施工的特点 (1)模块化施工能够最大限度地做到工厂化预制,其施工条件的优越性是现场施工无法比拟的,良好的工装设施,对于保证产品质量,降低安全风险有很大的益处。(2)模块化施工可根据安装顺序进行流水作业,同时工厂、现场大部分作业可同步进行,极大地缩短施工工期。(3)模块化施工可大量减少施工资源和材料、设备在现场的占用时间,有效地加大了现场作业空间,创造了良好的作业环境,保证了施工工期。(4)模块化施工尽可能地做到地面组装,减少了高空作业,有效化解了高空施工带来的安全、质量、降效等方面的风险。(5)模块化施工为现场文明施工管理创造了便利条件。(6)模块化施工要求设计图纸提前送达、设计标准统一、设计质量高,这样既加快了设计交图进度,又减少了后期现场变更工作量。(7)模块化施工的最大优势在于其综合、系统化的管理理念,它涵盖了吊装、运输一体化、工程建设标准化及施工专业化的许多工作内容,同时也延伸了吊装、运输一体化管理工作的范围,提升了项目标准化建设的水平,促进了专业化施工的发展,也是项目建设节能降耗的一种有效途径。 2石油化工建设项目模块化施工现状与案例 2.1模块化施工现状随着石化装置规模的大型化,于工程建设方对工期、质量及安全的要求越来越高,模块化施工已成为确保项目按期、高标准建成的一个非常重要的手段。由于起重、运输机械的超大型化,构件、设备加工制造能力的快速发展,实施模块化施工的客观条件越来越成熟,模块化施工由过去单一材料的装配方式变成了多专业复合式的模块组合安装。由于建设环境、项目管理模式等不同,石化建设项目的模块化施工模式也不尽相同,主要有三种模式:第一种为基本模式,施工单位接到图纸后,根据现场作业环境、施工进度安排,自行安排预制,将单根构件做成片或框架,这种模块较为简单,一般不超过三个专业的结合,如塔器在吊装前,安装完劳动保护构件、附塔管道、保温结构;管廊分段预制时将结构框架和管道固定在一起等。第二种为单体模式,对装置中某一个部分或某一个单体进行模块化设计,目前国内比较典型的如加热炉的模块化施工,整个加热炉按多个模块在制造厂预制好,然后运到现场组装。第三种为集成式功能模块,这种模块将一个小型装置或装置中某一个单元的所有相关专业在预制厂或制造厂全部装配成型并调试后,运到现场只进行简单的固定安装碰头即可投入使用,目前这种施工模式在国内应用较少,而在国外许多大型石化企业和工程公司已作为一种普遍应用的建设模式,如由多个功能模块组装而成的海上作业平台、小型天然气液化处理装置集成模块等。 2.2石化项目加热炉模块化施工案例国内石化建设模块化施工由最初的施工单位独自设计制作,发展为由设计部门牵头多方协作,经历了由简单到复杂,由初级到高级的发展过程。下面仅以石化项目加热炉施工为例,反映模块化施工的发展过程。 2.2.1案例一2007年,在某施工现场重整装置四合一炉辐射炉管施工中,施工人员采用模块化流水作业方式,使施工质量、工效得到极大提高,见图1。 2.2.2案例二2012年,在某石化炼油二期改造180万t/a加氢处理装置改造项目的两台加热炉施工过程中,采用模块结构形式,制造和施工合理分工,保证了模块化施工的顺利进行。 2.2.2.1反应加热炉依据厂区运输通过条件,反应加热炉(方炉)主体结构通过管架的最低高度只有4.5m,这是本模块化施工的最大制约因素,因此将加热炉分为:辐射室模块一(2件)、辐射室模块二(2件)、辐射室模块三(2件)、集合烟道模块(1件),见图2。这7件模块均为长方体,长度14m、高度2.5m,宽度约3.2m,最大质量14t(辐射室模块一),最大安装标高10.7m(集合烟道模块)。施工中,在加热炉基础完工后,将预先制作的模块根据安装标高由低至高的顺序分别运到现场,使用200t汽车吊依次安装,模块与模块之间使用螺栓连接。模块组装完成后,最后进行内部炉管的安装及耐火隔热块施工。 2.2.2.2分馏进料加热炉分馏进料加热炉(圆炉),直径8122mm,高度31300mm,整个加热炉共分为26个模块,见图3。具体施工步骤如下:(1)炉底柱脚及环梁分为3个环型模块,现场安装就位后拼接成环型,在拼接好的环梁上安装两块半圆型炉底板模块。(2)辐射段筒体分为8个弧型模块,在炉底板上依次安装,拼接成一个整体。辐射段筒体安装完成后,进行内部隔热块及炉内附件的施工,并在胎具上将炉管预制成4个弧型模块,待内部隔热保温施工完成后成块吊入安装(见图4),各块炉管模块安装完成后,仅需两道焊口即可完成整个辐射段炉管的安装。炉管安装完成后,拼装辐射段顶部结构。(3)安装好对流段框架,开始吊装对流段模块。对流段模块有4个(见图5),其箱体结构长6.4m、宽3.5m、高3.2m,模块内部管板、炉管及隔热安装均在厂家完成,运到现场后分块吊装安装,然后焊接各模块之间的炉管,并与辐射段炉管通过转油线连接在一起,这样整个炉管得以贯通。总共只有12道焊缝需要现场焊接。(4)对流段模块安装完成后,安装加热炉的热烟道系统,热烟道系统也是预制好的模块,现场只需吊装此模块就位,然后用螺栓连接即可。在整个分馏进料加热炉施工过程中,最大安装模块质量约30t,最高安装高度为31.3m,使用吊车最大吨位为300t。 3石油化工建设项目模块化施工存在的问题 (1)项目建设条块分割,各自独立,没有形成总体规划。在20世纪末以前,我国工程建设的结构模式是横向分割,勘探、设计、制造、施工、试车等单位分属不同的建设主体,虽然从本世纪初开始出现了部分纵向整合的建设主体单位以及诸如EPC、PMC等先进的管理模式,但即便是这些纵向整合过的单位,因组建时间较短,多数设计人员仍然不太熟悉施工,对便于模块化施工的结构形式综合考虑不足。(2)制造厂家受自身利益驱动,加之其多数技术人员对现场施工也不太熟悉,使得结构设计更多的是考虑方便制作,而对现场的施工条件未给予足够重视,甚至出现由于结构形式考虑不周使得现场工作量和难度不但没有减小、反而增加的情况,增大了建设成本。本文介绍的某石化项目加热炉模块化施工由于前期在业主的组织下,经设计、制造、施工各方针对现场模块施工多次对接沟通,较好地解决了这一问题。(3)物资供应方一味考虑自身便利,致使到货次序混乱,出现先安装的后到、后安装的先来的情况,增加了现场施工准备工作量;而且由于到货的部件长时间不能安装,也使得施工现场场地被长期占用,增加了不安全因素。本文介绍的加热炉模块化施工由于对现场到货进度进行动态管理、协调,甚至仔细到掌握每一件梯子、平台的到货情况,所以保证了现场整体施工安装有序进行。(4)设计、制造、施工三方结合不够,对模块化施工认识深度不够,未能充分发挥模块化施工的优势。本文介绍的加热炉模块化施工由于充分结合了施工现场,以现场安装便利作为主要考虑因素,较好地发挥了模块化施工的特点。(5)由于近年来物价指数上涨,造成施工成本不断增加,特别是人工成本上涨极快,施工定额的更新跟不上市场价格的变化。模块化施工相对于现场散件安装节省了大量的现场作业成本、加快了施工进度、降低了作业风险,但是还需要尽快出台和完善模块化施工统一、标准、可接受的费用定额,否则由于设计、采购、制作、安装费用的分配不均或不合理会影响模块化施工的工作进程。 4实施石油化工建设项目模块化施工的途径 4.1模块的组装原则(1)稳定性原则。框(块)结构、集合多专业的结构一般优先组装,易成框的片结构为其次,尽量减少高空组对片结构。(2)可施工性原则。综合考虑吊装能力(以自有吊车为主)、运输能力、道路通过能力、结构形式、施工场地(包括预制厂的加工能力)等条件。(3)综合效益原则。总体效率优先,如按照现场安装次序到货等。 4.2模块化设计要真正实现模块化施工,仅仅从制造、施工角度来考虑是难以做到的,主要原因是设计决定了装置布局、结构型式、采购的原材料种类,以及不同系统之间的衔接关系、连接方式和后续的开车工作等。因而决定模块化施工的主要因素是模块化的设计、标准化的采购,首先必须从基础设计开始,来确定设计“可模块化”结构需要达到的基本条件:(1)工程项目的可施工性研究与周边的地理环境条件结合,找出适用于模块化施工的条件,主要是考虑道路通过能力、吊装能力、设计成大型模块的可能性等。(2)实施模块化施工时,在成本、质量、安全等方面都能满足要求。(3)对于模块化施工已达成一致意见,设计、采购标准适用于模块化的施工。其次在项目实施阶段,将模块化施工程序纳入到设计管理的一个主要部分去执行和完成。例如,将一个化工装置的不同单元进行模块化设计,增加其“集中度”,调整支撑的结构体系,使建造后便于长、短途运输和吊装;将管道工程的调节阀组统一为一个标准尺寸,便于“橇装”出厂;将系统管廊钢结构、附属管道工程和电气、仪表工程等进行模块化,改变目前的结构型式,形成在工厂内制造“管廊”的主体结构;将支撑部分进行分解,便于运输和吊装等。近年来在中石化已开工和即将开工的许多建设项目中,明确提出了模块化、标准化和专业化施工的建设标准和要求,在项目建设中也产生了许多先进的模块化设计理念和思想,其中做得最好的就是加热炉模块化施工。目前应用在石化行业的加热炉,基本上已经达到了模块化预制、现场组装的程度,从最初的加热炉对流室的模块化,发展到炉体和钢结构的联合模块化、炉管的模块化供货等。这些进步大大加快了工程的建设速度,也提高了工程的施工质量,减少了劳动强度,改善了现场的操作环境,更加有利于HSE的管理。 4.3模块化施工的保障措施大型模块化施工对于运输、吊装能力的要求较高,石油石化行业大型施工企业随着近年来起重、运输装备的配置更新,基本都具备这方面的能力。石油化工建设中已推行十年的大型设备吊装、运输一体化管理办法,也有力地保证了模块化施工的顺利实施。关于模块化施工的制造能力,以现有的结构、管道的工厂化预制能力而言都是可以达到的,只要根据项目规模要求,建设以模块化施工为条件的大型预制工厂,特别是可灵活拆卸组装的工厂化车间,就具备了适应模块化施工的最有效手段。此外,预制场地到安装现场的运输通过能力也是非常关键的因素,在国内新建的许多大型项目,一般都有极好的运输通过能力。 5结束语 模块化施工是目前国际工程建设的一种发展趋势,特别是海上钻井平台等都大量采用了模块化预制技术。目前国外许多工程公司在石化装置施工中,已设计开发出以单元为模块的集合模块化施工技术,代表了模块化施工向更高层次的发展方向。 作者:岳敏单位:中石化第五建设有限公司 石油化工技术论文:浅谈石油化工技术创新与展望 摘要:在资源开发与环境保护方面,企业首先是考虑利益。由于没有意识到环境保护工作的重要性,在长时间的积累下环境问题出现了集中爆发趋势。对于石化工业而言,不仅面临着资源开采方面的问题,同时也有环境保护方面的挑战。开采必然会对已有环境造成破坏,如何将破坏降到最低,实现发展与自然之间和谐相处是石化工业需要考虑的问题。本文就面向资源和环境的石油化工技术创新与展望作简要阐述。 关键词:资源和环境;石油化工技术;创新与展望 石化行业对于国民经济发展有重要的促进作用,同时也是国家能源安全保障。在新时期我国石化行业无论是在技术还是在规模上都已经取得了可喜的成绩。某些方面在世界名列前茅,为经济社会发展提供了基础。但是另一方面也要看到与发达国家相比,我国石化行业还有提升改进的空间。体现在产品结构与经济效益方面。需要企业继续努力。 1石化行业创新的方向 (1)清洁油气生产工艺的创新随着国家对环境保护工作力度的加强,国民环保意识的增强,对油品质量要求也越来越高。原油中重油成分也越来越高。常规工艺已经无法满足清洁油生产技术要求。基于此,新技术工艺重点在于提升油品的性质与重油转换的能力。(2)催化材料与工艺集成新催化材料与反应工程集成会带来集成新石化催化技术。如中石化,以新催化材料研发为核心,集成工艺创新,技术创新方面有化学品芳烃,烯烃,绿色选择氧化。作为重要的化工原料,二甲笨在医药,溶剂,农药方面都有广泛用途。与人民生活有密切关系。传统生产方法中,催化剂选择的是丝光沸石。通过技术创新,实现了甲笨高选择性制备。制备出的新材料成功开发了新的工艺技术。在工艺创新方面,有甲笨选择性歧化与面含歧化组合[1]。(3)烯烃生产技术作为重要的大宗化学品,传统生产方法主要是催化裂解或者是蒸气裂解,其采用的原料主要是石油。而新的工艺则主要是碳四烯烃转化,合成气转化,甲醇转化等。其中裂解工艺是利用有酸性与独特选择性的分子作为催化剂,将炼厂中富含烯烃的产品选择性转化。 2石油化工行业发展的趋势 当前我国的石油产量远远不能满足需要,依赖于国外进口。随着社会经济发展,对石油的依赖程度也在相应上升,供求不平衡性导致了对外依赖程度增大,对于国家安全十分不利。能源缺乏会影响到社会经济发展。要解决此问题,一方面要加大对新的资源勘查力度,寻找规模大而质量优的新资源。另一方面要从传统陆地资源向海洋资源方向发展。除过石油资源外,还要大力发展新能源,增强能源可替代性。从多个方面入手,减少能源对外部能源的依赖程度,从而保障国家安全。我国煤炭资源丰富,可以考虑到煤化工技术。在煤化工行业已经取得并有一定发展成效的有煤制油,制烯烃,制天然气,煤制二甲醚及二乙醇等。与传统石化行业相比,煤化行业发展还有很长的路要走。同时煤化行业要将环境保护问题纳入到技术研发工作中,研发重点在于资源利用的效率高,带来的经济效益好,清洁绿色无污染其次是替代能源开发与利用,作为能源结构中重要组成部分,天然气发展与应用前景也是十分广阔。其自身优势体现在质量好,清洁环保,高能效。我国天然气消费已经步入了快速发展时期,并且在未来一段时间内。在一次能源消费结构所占的比例将会持续上升。除过天然气之外,页岩气生产也具有十分广阔的发展空间,并且在能源结构调整方面发挥的作用将会越来越大。再者,需要加强可再生能源开发力度,如生物质化工。生物质能优点体现在容易获取,存在较为普遍,清洁,可以循环利用。生物质能源已经受到了广泛关注。而在部分国家生物质能源已经得到了广泛的应用。我国生物质能源经过了数十年发展,开发与利用的技术手段呈现出了多样化特征。但是就总体水平而言,不仅与发达国家水平有较大的差距。本来的开发水平就处于一个较低的位置。技术商业化与成熟度还不够。国家在此方面要给予一定支持,政策,制度,资金,立法等,从多个方面来推动生物质能商业化发展。开发生物质能源并将其产业化,对于解决我国的能源问题有重要的作用[2]。绿化化工发展。石化行业存在高消耗与高排放的同时,技术创新速度也较快,发展潜力巨大。石化行业的发展未来重点在于环保方面,实现绿化石油化工的目标,实现资源开发与环境保护二者共同发展。要将污染从源头上消除,提升资源利用效率,将成本降下来,降低空气污染物的排放。对于资源开发对环境造成的破坏事后要开展环境恢复工作,避免传统方式下,只开发不保护,以破坏换发展的方式。 3结语 社会经济发展面对着环境与资源两方面的挑战,对于石化工业而言,要想进一步发展,就必须要朝着绿色无污染方面迈进,提高资源利用效率,将技术作为绿色发展的基础。同时也要从原料多无化方面来考虑,避免能源结构单一。在面对环境与资源问题上,需要多方合作,协同创新,从材料、产品、技术方面入手从而带动行业发展,促进能源结构调整。 作者:车娟文 郑楠 单位:陕西长之河石油工程有限公司 石油化工技术论文:石油化工技术论文 一、学院现行人才培养模式存在的问题 1.项目选取缺乏适应性 专业核心课程项目的选取大多来源于大型石化公司生产岗位,校内的生产实训装置与大型石化公司生产一线装置相比较,差距太大。导致工作任务项目化在实施过程中难度较大,有很多任务根本无法实施,最终导致项目化专业核心课程又回到了传统的授课模式。 2.专业教师缺乏实践性 高等职业教育要求教师具备“双师”素质,并不是拿到了“高级工证”或“技师证”就属于“双师”型教师。学院石油化工生产技术专业教师的结构不合理,老教师具有一定的企业生产经验,但教育理念过于传统。青年教师学历层次较高,专业理论功底较扎实,但由于从教时间短,又缺乏实践操作经验和实践技能。绝大部分教师对教育教学理论了解不深,对职业教育教学规律把握不准,对教育教学技艺应用不够熟练。 3.企业参与度不足 对学生生产实践能力的培养,只是基于企业,而企业本身并没有较好地参加到学生实践能力培养中来。目前的校企合作只局限于把企业的生产能手、技能专家等召集到一起讨论课程的开发,往往忽略了课程的实施环节。聘请的企业兼职教师并没有真正参与到教学当中去。另外企业作为“校企合作”伙伴,对项目化教学的支持也不够。有些任务的实施是需要在企业生产一线进行的,但往往由于客观原因导致学生进不了工厂。 4.学生缺乏社会责任感 化工专业毕业生的就业岗位大多需要倒班,有些工厂离市区还很远。一些毕业生下不去、扎不深、留不住、难干好,跳槽现象较严重。 二、创新人才培养模式的思考 1.职业岗位分析 从近几年的石油化工生产技术专业毕业生的就业情况来看,毕业生的就业岗位有6类:一是生产一线的操作岗位。从事化工生产的操作、调试、运行与维护,这类人员占调查人数的30%。二是生产一线的技术岗位。从事化工产品的质量监督与控制等,这类人员占调查人数的40%。三是生产管理岗位。从事生产组织、技术指导和管理工作,如,工作在企业或公司的计划科、生产科、企管办等,这类人员占调查人数的15%。四是产品的销售、售后的技术服务等岗位。这类人员占调查人数的5%。五是产品的开发、科研、制图等工作岗位。这类人员占调查人数的5%。六是行政管理和个体、其他等岗位。这类人员占调查人数的5%。以上调查结果表明,高职高专石油化工生产技术专业是培养生产、管理、服务一线需要的、具有综合能力和全面素质的技术技能型人才。毕业后,学生主要从事成熟技术与管理规范的相关工作。如,操作与维修人员、工艺技术人员和管理人员等。从学院对2011届和2012届毕业生进行调查的结果显示,毕业生认为,本专业最需要改进的地方是“实习和实践环节不够”。这可以看做是社会对高职高专化工专门人才规格要求的直接反应。 2.职业能力分析 职业能力是确定专业培养目标的依据,良好的职业道德和职业素质是学生未来做好所从事工作的前提和基础,没有良好的职业道德和职业素质不可能做好职业工作。化工行业对高职石油化工生产技术专业人才的职业能力要求包含:操作能力、认知能力、表达能力及其他的相关能力。(1)操作能力是履行岗位职责的动手能力。包括:岗位需要的职业技能。如,化工仪表、仪器的操作及使用和计算机的操作等。基本的实验能力及设计能力,要求理解石油化工生产技术工作的内容要求和操作程序,掌握应知应会的职业技术规范,具有处理生产中出现的事故,一定的维修化工设备的能力等。具体的项目是:化工现场的操作、工艺流程编制实施、工艺参数的调整规范、紧急事故的及时处理和技术改进等。(2)认知能力是指获取知识和信息的能力,观察和判断临场应变的能力,运用所学专业知识分析解决实践问题的能力,以及进行技术革新和设计的创新能力等。(3)表达能力是指语言表达、文字表达和数理计算及图表展示的能力。(4)其他相关能力主要指,组织管理能力、自我发展能力和业务交往能力及社交能力。能将工程设计转变为工艺流程,将管理规范转化为管理实效。具有学习小知识、接受新事物的本领,并能自觉开发、充分发挥自身优势。能够处理好业务关系和人际关系,善于与人合作交流,并能沟通、协调横向关系与纵向领属关系。 3.创新人才培养模式 结合新疆经济发展需要大量石油化工行业的技术技能型人才的实际,构建出适合化工生产特点,符合人才培养规律的“校企共育、教训融合”的人才培养模式,按企业岗位能力要求设置课程教学内容和教学环节。(1)优化专业核心课程体系。根据学校办学定位,炼油化工行业对专业人才培养的要求,以职业综合能力为核心,与行业企业合作进行基于工作过程的课程开发和设计,形成“工学结合”特色鲜明的专业核心课程体系(见图1)。(2)教学环节安排。第一学年进行职业基本素质能力培养,在学校主要进行英语、计算机等职业素质课程和部分职业通用技术知识的学习。第二学年、第三学年安排学生开展模拟训练和实训,并以工学结合的方式在企业顶岗实习,实现教学、实习、就业、工作的紧密结合,提高学生化工专门技能。(3)课程教学实施过程。课程教学实施过程做到“四合一”,即理论与实践融合,仿真模拟与实际操作结合,教室与实训室整合,以及教师与师傅配合等。从而强化学生石油化工生产操作能力,提高学生职业素质,实现企业与学校在石油化工技术技能型人才培养中的深度融合。 三、实施效果分析 总之,高职院校人才培养是一项艰巨而复杂的系统工程,它不仅是目前国家高等职业教育面对的一个重大课题,也是关系到每所高职院校生存与发展的重要工作。通过对石化行业特点的分析,结合新疆石油石化企业对高技能人才需求的规律,通过实施“校企共育、教训融合”的人才培养模式,实现了“企业环境育人三年不断线”的办学特色。学生的职业能力得到显著提高,成为新疆化工行业高素质、强技能、可持续发展的专业人才。毕业生除获取毕业证书外,还获取了一项或多项中级职业资格证书,“双证书”获取率达90%以上。学生就业竞争力强,在职业素质、综合能力等方面得到同行及社会的高度认可。 作者:付梅莉单位:克拉玛依职业技术学院 石油化工技术论文:石油化工技术进展思路 1我国石油化工行业的现状 我国的炼油工业主要是依靠自己的技术发展起来的,基本上能够满足国民经济和社会发展对石油产品的需要,有的产品还有出口。我国的石化工业在引进技术、装备的基础上,通过消化吸收,近年来也自行开发了一些工艺技术并在工业上得到推广应用,能够生产国内市场所需要的石化产品。在石油化工方面,也开发了一批新技术。乙烯裂解技术20世纪80年代,开发成功了CBL-工型炉和SH-工型炉两种新型裂解炉技术。CBLI型炉采用2-1型炉管、新的稀释蒸汽注人技术和二级急冷技术。90年代又发展出CBLn、m和W型炉技术,在辽化、抚顺建设了4万口aCBD且裂解炉,在燕山、辽化建设了6万口aCBIrlll、CBL-W型裂解炉,投入运行后,已创造了显著的经济效益。目前,正在开发10万口a大型裂解炉技术。丙烯睛成套技术发展的丙烯睛技术包括MB系列催化剂和成套工艺技术。MB-系列催化剂获得了国内外专利,一代一代的新催化剂还在不断开发中。聚丙烯成套技术包括催化剂和聚丙烯聚合成套技术。采用这套技术建成了长岭、武汉、九江、福建、济南等7套7万口a和大庆10万口a聚丙烯生产装置。并已相继开车成功,产品质量高,成本低,投产后成为企业的效益增长点。稀乙烯制乙苯/苯乙烯技术将催化裂化干气中的稀乙烯直接与苯烃化生产乙苯。催化剂活性好,耐杂质能力强,原料干气可不精制或简单精制,从而降低了装置投资。此项技术开辟了乙苯原料的新来源。同时,还开发了负压脱氢制苯乙烯技术,在大连建设的稀乙烯制乙苯/苯乙烯工业装置即将开车。顺丁橡胶成套技术包括DMF萃取蒸馏生产丁二烯、乙睛法生产丁二烯、丁二烯聚合技术。迄今为止,国内所有顺丁橡胶生产装置都是采用国产技术建成的。采用镍系催化剂,溶液法连续聚合生产工艺,产品质量指标已达国际同类橡胶质量水平。通过技术攻关,燕山石化顺丁橡胶装置的能耗、剂耗等技术经济指标已达国际先进水平,并开发出多种新牌号。应用基础研究和高新技术探索性研究有许多新的进展。在催化技术、化学工程新技术、生物工程和功能高分子等重点领域,开设了一批研究课题,有的已取得进展。例如非晶态合金催化新材料、异丁烷一丁烯烷基化、生物法正构烷烃制二元酸、茂金属催化剂等等。目前,正在抓紧应用基础研究和高新技术探索研究,以寻找新技术的生长点。 2我国石油化工产业的发展和面临的问题 目前,我国的石油化工产业正在蓬勃发展,在石油化工产业的发展过程中也出现了很多问题阻碍其顺利进行。这些问题渗透于石油化工行业的各个方面,需要政府和有关部门,包括普通大众的共同努力来找到克服这些问题的方法。 2.1石油化工行业技术革新缓慢。石油化工行业的发展最关键的就是石油化工的技术,石油的提炼和加工是最关键的技术环节。但是现行的一些石油化工行业标准并不科学合理,存在一些技术落后的问题,年头久远的生产设备得不到维护和更新,令我国石油化工行业的发展受到了一定程度上的制约,技术的发展如果跟不上时代的进步,那么注定是要被淘汰的。新型环保型的石油化工技术手段将成为石油化工行业发展的趋势和定理。我国目前的一些技术手段和仪器器材都与发达国家先比存在一定的差距,这个是制约我国石油化工行业发展的障碍之一。 2.2我国石油化工业的管理监察力度不严。我国石油化工行业管理过程中,有些石油化工企业对于石油化工产品的生产过程和石油化工产品质量的监察力度不严,没有做到定期的管理和监察,这样不仅仅造成了一定的安全隐患,如果出现问题得不到发现和解决,那么安全问题就永远得不到解决,更加不可能保证我国石油化工行业的安全有序的进行下去。我国的石油资源由于得不到合理的利用也会遭受到一定程度上的损失。 2.3我国石油化工行业的规章制度不健全。我国石油化工行业安全问题是所有石油化工企业和单位工作生产的重中之重,俗话说的好“没有规矩,不成方圆”。目前中国的很多石油化工企业并没有成文的“我国石油化工行业管理条例”“、我国石油化工行业安全方案”等法律和法规,甚至对于一些施工单位内部的有关我国石油化工行业的注意事项和施工标准都很不明确,还有一点值得我们担忧的就是,对于我国石油化工行业的施工人员并没有给出行之有效的培训方案。这种无组织的管理更加是谈不上我国石油化工行业的安全施工了。 2.4我国石油化工行业对环境的污染问题严重。我国石油化工行业发展到了一定的阶段,石油等化工产品的生产也取得了一定的成就,石油化工行业也已经成为国民经济的命脉。但是发展石油化工必定会对资源造成浪费,环境造成污染,这些对于地球来说都是不可逆转的伤害。我们发展了经济,却以失去良好的生活环境为代价。这是我国目前发展石油化工行业面临的最艰难的问题。 3解决我国石油化工行业问题的措施和展望 3.1政府鼓励支持我国石油化工行业技术的研发和应用。在发展我国石油化工行业的时候,我们必须有一个清醒的认识。科学技术是第一生产力。我们要从科技的层面上解决我国石油化工行业发展过程中出现的难点和问题,必须革新石油化工产业的技术手段,让技术的发展跟上时代进步的潮流,鼓励科研工作者研发环保又节约能源的石油化工技术,让石油化工行业健康积极的发展。 3.2做到我国石油化工行业的规范化。一个明确的科学有效的我国石油化工行业的制度是一项至关重要的工作,在充分调研和学习的基础上,制定出行之有效的我国石油化工行业安全制度,并且制定出明确的我国石油化工行业施工过程中各级管理人员与施工人员的职责,并且要有明确的奖惩措施来激励我国石油化工行业施工人员的积极性和工作热情。只有这样责任到人,将任务落到实处,才能解决我国石油化工行业安全施工管理中存在的问题,更好的实现施工单位我国石油化工行业安全施工的发展和经营。 3.3建立健全我国石油化工行业的规章制度。我国的石油化工行业发展出现的种种问题,归根结底是法律法规不健全,我国的相关法律法规,对于某些领域并没有进行明确的规定,有些领域的法律法规的规定也是很模糊的,这对于一些不法分子来说,无非是找到了可乘之机。要想解决我国石油化工行业出现的问题,必须在充分调查研究,听取民众意见的基础上,建立健全相关的法律法规,在执法过程中做到执法必严。结语:以上是笔者结合多年石油化工工作经验的一些想法,希望得到大家的认可和参考。 作者:宫艳波胡毓婕工作单位:鹤岗市清华紫英力农化有限公司 石油化工技术论文:石油化工技术中膜分离技术研究 [摘 要]伴随着社会经济的不断发展进步,人们的生活水平也稳步提高,这种情况促使人们对于石油的需求量越来越多。石油作为一种不可再生资源,对于人类的发展进步有着非常重要的作用,通过对石油的提炼,能够制造出丰富的用品,而且跟石油有关的产品在我们的生活中随处可见。为了能够使人们的生活水平更好,相关部门就应该对石油化工技术进行不断的改进,并将膜分离技术应用在石油化工技术当中,进而增加石油化工业的生产效率。膜分离技术就是通过在纯气体介质条件下或者纯液体介质条件下进行介质的分离,膜分离技术对比传统的分离技术具有精度高、分离效率大的特点,进而在工业生产中被大力应用,而且应用的效果非常好。 [关键词]石油;化工技术;膜分离技术;研究 引言:膜分离的研发是在上个世纪初期的时候,在上个世纪六十年代的时候膜分离技术开始进行广泛应用,并且迅速崛起。其主要原理就是利用膜具有选择性分离功能的特性,对物质进行分离,而且膜分离技术能够应用于很多行业的生产中,而且通过这种技术还能够提高生产效率,提高分离质量,节约能源,环保。在石油化工技术中应用膜分离技术能够提高石油分离的效率,而且还能够节约在石油分离过程中使用的资源、能源,为石油化工企业带来了更好的社会效益和经济效益,进而使我国的石油产业能够持续发展。 一、膜分离技术概述 膜分离技术发展的基础阶段是上世纪5O年代,该时期主要是对膜分离技术基础理论进行研究。到了上世纪60年代至7O年代,膜分离技术已经在工业化生产中得到了广泛的发展与应用。80年代为拓展深化时期,逐步提高了工业化的膜分离技术的应用水平,拓宽了应用范围,加大了对尚未实现的工业化膜分离技术的开发力度,开拓出了更多现代化新型的膜分离技术。 膜分离技术主要有以下几个优点: 1.膜分离技术发生过程一般不需要从外界加入其他物质,达到了节约能源和保护环境的目的,同时多数膜分离过程没有相变发生,其消耗的能源较低。 2.膜分离技术实现了分离与浓缩、分离与反应,大大提高了反应的效率。 3.在温和条件下,膜分离技术比较适用于热敏性物质的分离、分级、浓缩与富集。 4.膜分离技术应用比较广泛,不仅适用于病毒、细菌以及微粒等有机物或者无机物的分离,还能应用于许多特殊溶液体系的分离,比如沸物的分离。 5.膜分离技术中的膜组件十分简单,能实现连续操作,比较容易与其他分离过程和反应过程耦合,能实现自控、维修以及扩大的目的;另外膜具有高度的灵活调节性能。 现如今发展的膜分离技术也存在一定的不足,比如在膜分离过程中会出现浓差极化和污染等问题,大大缩短了膜的使用寿命。通过常规方法不能体现分离的经济性和合理性时,膜分离过程会显示其特有的优势,通过与常规分离过程相耦合为一个单元来运用,能大大提高反应的效率。 二、膜分离技术在石油化工技术中的应用 (一)膜法水处理 在天然气勘探、开采、运输、加工以及石油化工生产加工等过程中,往往需要大量不同等级的水,也需要处理不同种类的废水。因此将膜分离技术应用至此,实现成本低、水质稳定、工艺流程标准的各种用水需求。 1.海水的淡化 由于我困石油资源多数处于沙漠和深海区域,在开采过程中人员和设备用水一直是比较重要的问题,传统的勘探和开采成本高,生产生活条件恶劣等,十分不利于石油的生产。因此将膜分离技术应用于此,反渗透装置流程简单、装置集成度高、比较容易运输和使用等,将其安装在海上平台,提高了海水淡化的效率,有效的缓解了上述问题。 2.油田回注过程用水处理 我国有很多油田都会使用二次采油或次采油工艺,经过脱水处理后的原油一般情况下都会出现非常多的废水。为了确保石油开采井附近的地质保持稳定,以及能够继续进行生产,就必须用高压水泵将水向地下层进行回注,等到回注完成后,在对其进行再次使用,进而提升了对水的利用,这样一来就能够在一定程度上提高石油企业的经济利益,所以说,膜分离技术在石油化工技术中的应用前景是非常好的。 (二)膜法处理有机废气 有机废气是石油化工中最常见的污染物。废气中的有机物为挥发性有机物(VOCs),多数具有毒性,对人类健康和环境均有危害。部分有机物已被列为致癌物,如苯、多环芳烃、氯乙烯、乙腈等。由于VOCs的危害,西方发达国家均颁布法令对VOCs排放进行控制。我国的“大气污染防治法”也要求对工业产生的可燃气体进行回收利用。传统的回收技术有冷凝法和炭吸附,冷凝法是最简单的方法,炭吸附法是目前使用最广的方法。有机气体膜分离是一种高效的新型分离技术,其流程简单、回收率高、能耗低,无二次污染,是一种非常有前途的技术。利用膜分离技术还可以防止冷凝法遇到的问题,如:冷凝低浓度和低沸点VOCs时而导致的低回收率;冷凝器需定期去霜;保持低冷凝温度的高额费用等问题。 (三)膜法脱除天然气中的水蒸气 目前用于脱除天然气中水的分离方法以甘醇法吸收为主,20世纪80年代大庆天然气公司从意大利CTIP公司引进8套天然气脱水装置都采用三甘醇吸收法。在深冷、浅冷等装置中也都采用注入乙二醇的方法来防止天然气中水在冷冻过程中凝结冻堵管线。虽然甘醇脱水法具有高自动化,操作方便、脱水效果好等优点,但此法在运行中也暴露出一些问题,如甘醇耗量大,增加了天然气加工的成本。膜分离技术的应用引起了天然气脱水工艺的巨大变化,大大降低了成本,据报道,在美国路易斯安那州一个较大的气体工厂中,安装了一套膜处理系统来代替现行的胺处理和乙二醇脱水装置,该系统不需要旋转设备,操作亦无人看管。为开发这一经济效益显著的新兴技术,天然气研究所与国内有关单位合作,于1990年开发展了该项目的研究工作,并在引进的100甘醇脱水工厂进行了现场试验。实验结果表明,天然气经膜分离处理后,露点降较大,最多可达17℃。 (四)膜法脱除天然气中的酸性气体 由于开采的天然气中含有二氧化碳、硫化氢等酸性气体,这些气体的存在不仅会影响商品的质量,还会形成酸液加快装置设备的腐蚀,导致设备、管线投入成本十分巨大,大大增加了生产成本,因此脱除天然气中的酸性气体十分有必要。膜分离技术应用于酸眭气体的处理,因其方便灵活、适应性强、处理成本低等优势,取得了不错的应用效果。另外膜系统具备结构简单、操作方便、重量轻、占地少、对环境影响小等优点。 结语:通过上文中的叙述,我们能够了解到,在石油化工技术中应用膜分离技术能够提高石油的分离效率,提高分离精度,节约资源能源,还能够对环境进行保护,因此,我们应该对膜分离技术进行大力推广,并将其应用在各行各业的生产中,提高人们的生活质量,促进社会经济的发展进步,使石油化工产业能够长期发展,符合我国的科学发展观和可持续发展理念。膜分离技术的优点非常多,使用设备占地小、分离过程稳定性好、相关人员操作简单、对环境有着保护作用等等,因此,膜分离技术在化工生产中可以大力的进行使用和推广,为我国的社会建设和经济发展带来强劲的动力。 石油化工技术论文:探索国际石油化工焊接施工技术发展水平、动向和趋势 【摘要】基于国际焊接技术发展史,本文着重从焊接材料、设备以及工艺等角度,对国际石油化工焊接施工技术的现状进行了阐述,并提出了我国石油化工焊接施工技术中存在的问题,对国际上该技术的发展趋势进行了展望。 【关键词】国际 石油化工 焊接施工技术 发展趋势 为了满足和适应现代工业生产的实际需要,现代焊接施工技术得到了长足的进步和发展,它是以现代工业作为载体的重要技术。就西方发达国家而言,重工业已经发展到了一定高度,而石油化工焊接施工技术的核心材料为钢材,目前,钢材的基本性能已经得到了大幅度改善,焊接材料的质量也已经得到了提升。近年来,全球的产业结构得到了深刻变革,焊接技术已经不仅仅局限于焊钢,非铁金属以及非金属的焊接已经逐渐走进了人们的视野,作为一项新兴产业,它具有非常广阔的发展空间。 1 国内外焊接技术的发展现状 现如今,我国的焊接理论研究已经上升到了一定的高度,有相当一部分焊接技术已经与世界接轨。同时,我们也深刻地认识到:国内的焊接技术总体水平以及在各个产业的应用远远落后于国际上一些发达国家。首先,我国的焊接结构应用比例远远不足,作为衡量一个国家焊接结构应用广泛与否的重要标准之一,我国的焊接结构产量与西方发达国家存在着巨大差距,据不完全统计,我国的焊接结构用钢量仅仅占到钢材产量的四分之一,远远低于发达国家的平均水平。其次,我国的焊接技术自动化水平相对较低,距离全面实现焊接技术的自动化还有很长的一段路要走。而且,常规意义上的焊接工艺水平相对滞后,虽然一些企业引进了一些国外的先进器材,但这远远不能够满足工业生产的实际需要。其次,国内的焊接材料质量非常不稳定,品种相对单一,这些都是制约我国焊接技术发展的重要因素。由此可见,我国的焊接工业在今后相当长的一段时间里,仍需要将钢材视为焊接对象的主体,主要产品仍旧需要与传统产业的结构相适应。 2 石油化工焊接施工技术 就国内的石油化工焊接施工技术而言,该技术的发展水平与总体焊接水平十分相符,手工电弧焊仍旧是石油化工行业中应用最为广泛的一种技术,而新产生的TIG焊目前也得到了大力推广和广泛应用。由于石油化工产业的焊接施工技术具有其自身的特点,激光焊接、等离子焊接技术并没有得到应用。对石油化工焊接技术有所了解的人都知道,化工容器、化工装置以及管线现场拼装焊接是石油化工焊接工程的主要特点,石油化工焊接工程所采用的材料具有较大的变化范围,焊接位置的随机性非常强,这些特点决定了手工电弧焊在石油化工领域仍旧具有相当大的应用空间。就目前的形势而言,在国际以及国内的石油化工施工领域,手工电弧焊占到的比例均达到了一半以上。据不完全统计,在西方一些工业相对发达的国家和地区,焊条的产量呈现出了逐年下降的趋势,这与手工电弧焊的应用息息相关,反观我国,焊条的产量仍旧居高不下,焊条渣系采用的仍旧是上世纪中叶从前苏联引进的,品种非常单一。而工业发达国家所采用焊条的牌号以及系列则呈现出了多元化态势,这些焊条的性能多样,用户完全可以根据自身的需求,在各类产品中选择符合要求的焊条。当然,由于焊条的牌号不同,各自的价格也不尽相同。由此可见,国际焊接技术较从前得到了很大程度地进步,其正朝着高效率、高质量的发展方向高速前进。我国在此领域也不甘落后,相继开发了铁粉焊条、重力焊条等一些列特种焊条,并相继在石油化工焊接施工中得到了推广和应用。在最近几年,重力焊条普遍得到了人们的重视,该种类型焊条的药皮中被放入了铁粉,这大大提升了熔敷效率,如果与一些机械化焊接设备进行协调配合,将大大超出手工电弧焊的工效。目前,重力焊条已经在石油化工焊接施工中得到了大力推广,其具有广阔的可利用空间。而铁粉焊条的优势在于其耗电量少、熔敷效率高,这些优势对改善焊条的工艺性能十分有帮助。基于此,西方国家把对铁粉焊条的研发和应用作为重点项目工程。而E5028和E5018铁粉焊条的应用,预示着焊条产量将能够充分满足当今工业的生产需求,而在石油化工施工中,铁粉焊条同样发挥了不可取代的作用。通过以上的阐述,我们不难看出,高效焊条的应用,改变了当今世界工业产业的格局,更使得石油化工焊接施工技术朝着高效的方向发展。 目前,我国的弧焊发电机在直流弧焊机中占有相当大的比重,而此类焊机由于具有噪音大、高耗电量的劣势,已经基本被西方国家所淘汰,在上个世纪的美国,动焊机就已经被应用到了各类工业产业当中。此外,国内焊机的技术指标相对较低,其水平只相当于国外上世纪80年代的水平,这严重制约了我国焊机的发展。现如今,由于电子逆变技术的发展,先进的电子器件被不断地研发出来,自从人类步入了21世纪,国际的电焊机已经朝着全电子化控制的方向发展,弧变电源中越来越多地运用到了逆变技术,就现在的形势而言,不论哪一种焊接设备都与电子控制技术息息相关。电子弧焊机具有动态反应时间及时、焊接稳定、控制性能好、节能环保等诸多优势,而其重量仅仅是传统焊机的10%-20%。这些优势都奠定了电子弧焊机在电焊机领域中的牢固地位。此外,在西方发达国家,人们正试图开发管式逆变焊机,从而取代常用焊机,以弧焊变压器为核心的交流焊机,也已经被众多新型焊机所取代,而在国内,弧焊发电机仍旧占据着主体位置,但整体来说,我国弧焊机的整体发展趋势是良好的。 埋弧自动焊,成本低、效率高以及质量稳定是此类焊接技术的最主要特点,时至今日,埋弧自动焊仍旧占有非常重要的位置。特别是在石油化工施工领域里,利用埋弧自动焊可以制造一些化工装置或化工压力容器,在最近一段时间,埋弧自动焊已经朝着高效、节能的方向发展。而带极埋弧焊的效率尤为突出,效率要比其他焊接技术高出三到四倍,西方一些国家在此基础上,研制出了双带极埋弧焊技术,其熔敷效率可以达到每小时60千克,这是任何焊接技术都不能比拟的。 3 总结 当今社会,信息技术高度发达,工业领域的技术革命引领着工业产业的发展方向,我国也已经涉足于高技术领域,就石油化工焊接施工技术而言,其在工业产业发挥巨大作用的同时,更显现出其高技术特征。石油化工在我国属于传统产业,而提升焊接施工技术水平,可以有效保障石油化工产业的正常生产维护以及基本建设。对此,我国必须紧跟时代步伐,不断开发出新的焊接施工技术,与石化产业的发展状况相适应,满足社会的需要。 石油化工技术论文:石油化工技术论文:石油化工技术发展趋势初探 【摘要】随着社会的进步,高新科技的发展日新月异,石油作为我国重要的能源物质,成为我国经济建设的一项重要内容,本文以中国石化工业的现状和主要技术进展为基础,阐述了包括基本有机原料、合成纤维、合成橡胶、合成树脂、绿色化学技术和信息技术应用等在内的石油化工技术的发展趋势。 【关键词】石油化工;能源;发展趋势 一、前言 近年来,随着经济的发展,我国在能源领域也取得了一些成就,石油作为我国能源领域的重中之重,其对经济的发展举足轻重。如何更好的发展石油化工技术,从而提炼出更好的油气,从而促进能源节约和环境保护显得十分重要。因此,需要对石油化工技术进行研究,分析石油化工技术的发展趋势,这对于我国能源的发展,经济的进步意义重大。 二、中国石油发展现状 对于中国石油的开端有几种说法,如果以1921年乙烯生产工业化作为石油化工的开端,世界石化工业已走过80年历程。80年来,特别是从60年代开始,石油化工异军突起,以乙烯等基本有机原料为基础,合成树脂、合成纤维、合成橡胶等三大合成材料迅猛发展并形成庞大的现代产业。经过50多年努力,我国石化工业从无到有,从小到大,不断发展,特别是改革开放以来发展步伐加快,取得了世人瞩目的成绩。到了2000年,在世界石油化工生产能力排序中,我国的乙烯、合成树脂、合成纤维、合成橡胶分别列第7、第5、第1和第4位。 三、主要技术进展 我国先后开发成功了具有白主知识产权的乙烯裂解技术、聚丙烯、顺丁橡胶、SBS、丙烯睛、乙苯/苯乙烯、甲苯歧化与烷基转移、睛纶等成套技术,其中SBS、甲苯歧化、聚丙烯高效催化剂等技术已转让到国外。目前,国内石油化工装置生产所需的催化剂,85%以上已立足国内,甲苯歧化、二甲苯异构化、乙苯脱氢、丙烯睛、环氧乙烷、长链烷烃脱氢、聚丙烯、聚乙烯、合成氨等一批重要催化剂达到国际先进水平。 1.丙烯睛技术 我国从60年代开始研究丙烯睛技术,取得一系列工业化成果,特别是M}系列催化剂和CT-6催化剂,UL型流化床反应器,复合萃取精馏新工艺,新型空气分布板、丙爆氨分布板、PV型旋风分离器,负压脱氰等技术均在丙烯睛装置上应用成功。 2.顺丁橡胶技术 自60年代开始,我国独立白主地开发了包括镍系聚合及丁烯氧化脱氢在内的顺丁橡胶成套技术。 3.甲苯歧化与烷基转移技术 国内先后研制成功了ZA系列和HAT系列6个牌号的甲苯歧化催化剂,其中Z-3和Z-90催化剂达到80年代国际同类催化剂先进水平,Z-92, Z-94达到当今国际先进水平,HAT-095,HAT-096属目前国际领先水平。 4.乙烯裂解技术 80年代以来,我国先后开发成功SIB 1, CBL-工、II , IIIW型裂解炉,并成功地实现了工业转化,主要技术经济指标达到同期国际水平,荣获国家科技进步奖、重大装备国产化金奖等多项重大奖励。 5.SBS和洛聚丁苯技术 采用铿系催化剂,开发了具有白主知识产权的SBS和溶聚丁苯成套技术。采用此技术分别在燕山和巴陵G.w化建设了万吨级SBS生产装置并向国外进行了技术转让。 6.聚丙烯技术 在催化剂方面,先后研制成功常规T iC13催化剂、络合型催化剂、高效催化剂,已工业化的高效催化剂主要有N型催化剂、CS型催化剂、DQ型催化剂,等等。N催化剂的制备技术获得中国、美国、日本等多国专利,并转让到美国,建成了生产装置,产品应用于世界上多种聚丙烯工艺。 90年代后期,我国开发了具有白主知识产权的两步法睛纶成套技术,包括:丙烯睛水相悬浮聚合、NaSCN快速一次溶解、湿法转向高速纺丝技术,解决了聚合釜、换热器、过滤器等工程放大和第二单体替代等问题,开发了差别化新品种。 7.聚脂技术 通过研究聚酷酷化、缩聚反应机理和工艺技术,建立了工艺过程和反应器数学模型,开发出整套工艺技术软件。采用低温、低压酷化工艺,新型高效浮阀塔分离乙二醇和水的工艺技术,乙二醇蒸汽喷射真空系统技术和乙二醇全回用等工艺技术,使装置运行稳定,并保持低能耗和低原料消耗;在关键设备的设计研制方面也有所创新。 8.石油化工催化剂生产技术 开发成功了一系列石油化工催化剂,包括:丙烯睛催化剂、环氧乙烷/乙二醇催化剂、甲苯歧化与烷基转移催化剂、二甲苯异构化催化剂、乙苯脱氢催化剂、裂解汽油加氢催化剂、丁辛醇催化剂、苯配催化剂、长链烷烃脱氢催化剂、聚乙烯催化剂、聚丙烯催化剂、合成氨的耐硫变换催化剂、蒸汽转化制氢催化剂、氨合成催化剂,等等。上述催化剂性能优良,达到同期国际水平,已在工业装置上推广应用,使我国石化生产装置所需催化剂85%以上立足国内。 四、石油化工发展的趋势 1.基本有机原料 基本有机原料技术发展的趋势主要有以下几点: (一)开发采用廉价原料的新工艺路线。 基本有机原料生产中,原料占总成本的70%以上。改变原料技术路线,利用价格较低廉的原料是降低产品成本的有效途径。 (二)装置继续延大型化方向发展。由于工艺和工程技术的成熟,使工艺装置实现了大型化。例如,单套乙烯装置的规模已达100万吨/年以上。 (三)改进催化剂,提高选择性和收率仍是重要发展方向。bP,Shell等著名大石化公司推出了一代又一代的丙烯睛、环氧乙烷/乙二醇等新催化剂,使催化剂的收率和选择性不断提高。最新一代的丙烯睛催化剂的收率已经达到80%以上。 2.合成树脂 (一)催化剂仍然发挥先导作用。目前齐格勒一纳塔催化剂和茂/单中心催化剂均处于发展态势。茂/单中心催化剂的开发重点一是继续实现技术的工业化,开拓需求量大的通用产品市场;二是探索更便宜的非茂单中心催化剂。 (二)工艺技术不断创新。气相法聚乙烯冷凝、超冷凝技术继续推广应用。 3.合成橡胶 (一)新工艺与新技术不断涌现 弹性体改性与分子设计技术是合成橡胶领域技术发展的主流。 (二)主要品种向高性能化和功能化发展 丁苯橡胶在合成橡胶中仍占主导地位,溶聚丁苯橡胶将逐渐成为丁苯橡胶的发展重点。 (三)弹性体改性技术仍是发展的重点 弹性体改性技术是在现有合成橡胶品种基础上开发新品种的重要手段并且弹性体改性技将继续成为合成橡胶技术开发的热点与重点。 4.合成纤维 (一)技术发展趋势 通过装置大型化,实现成本效益的最佳化。大型生产线的柔性化,为开发品种增加了灵活性;而小规模生产装置通过开发高附加值的特殊产品实现利润的最佳化。 成纤聚合物的非纤应用研究开发受到更多的重视,已成为开拓市场、发展生产的重要途径。 (二)品种发展趋势 无论在数量、质量和品种方面,产业用合纤将成为新的消费热点。如涤纶、丙纶。 5.绿色化学技术 保护生态环境,消除环境污染,将是21世纪人类最为关注的问题。采用“环境友好”技术,实现’‘零排放”,已经成为石化技术发展的主要方向之一。可以预期,随着人们对环境越来越关注,绿色化学将会有更大的发展。 6.信息技术的应用 20世纪80年代以来,信息技术向石化工业渗透,使石化工业发生了巨大变化。信息技术在石化科研设计、过程运行、生产调度、计划优化、供应链优化、经营决策等方面的应用己经取得了重要进展,对石油化工的产业升级产生了重要影响,预计本世纪这种影响还将继续深化并对石油化工的发展产生更大的影响。 五、结束语 回望20世纪,石油化工脱颖而出,获得了重要成就并成为关注的焦点。展望21世纪,一系列石化技术的创新和突破将推动世界石油化工进一步发展。在我国,石油化工虽然发展了80余年,却仍然是朝阳产业,加人WTO以后,中国石化工业面临着机遇和挑战,中国的石化技术将产生巨大的动力。我们应该迎接挑战,抓住机遇,步步为营,为实现我国从石油化工生产大国到石油化工科技强国,实现伟大的中国梦而努力奋斗。 石油化工技术论文:我国石油化工技术的开拓者 侯祥麟,1912年4月4日生,广东汕头人。1935年毕业于燕京大学化学系,1944年12月去美国,就读于卡乃基理工学院化学工程学系,1948年获博士学位。1950年回国,历任清华大学化工系教授兼燃料研究室研究员,石油工业部技术司副司长,石油科学研究院副院长、院长。他是世界著名的石油化工科学家,我国石油化工技术的开拓者之一,我国炼油技术的重要奠基人,燃料化工专家,中国科学院资深院士、中国工程院资深院士,又是一位名副其实的社会活动家。他是一位德才兼备、贡献突出、德高望重的科学家,在世界享有很高的威望,堪称炼油科技的泰斗。 选择化学 爱国抗日信念坚 侯祥麟上小学时,意义深远的“五四”运动爆发,他读中学的时候,战火燃烧到了汕头,社会一遍混乱,学校被迫停课。极为重视子女教育的父亲,为了侯祥麟的学业,决定让他去投奔当时正在上海做生意的二哥,到上海去读中学。于是1925年冬天,还不满14岁的侯祥麟被大人送上了赴上海的轮船,独自一人远离父母和家乡。刚到上海的时候,侯祥麟去外滩公园玩,看到公园门口立个一块写着“华人与狗不得入内”的牌子,还有印度警察把门,这种场景让少年侯祥麟愤怒之极,牢记终生。 1928年,侯祥麟进入圣约翰大学附属高中,此时侯祥麟和几个要好的同学一起喜欢上了进步刊物,先是喜欢看邹韬奋主编的(《生活》杂志,后来《生活》被迫停刊后,又改了名字重新出版,多是宣传抗日救国的内容。此外侯祥麟还阅读了大量的左翼作家的小说和翻译过来的俄罗斯名著,视野越来越开阔。 中学时代的侯祥麟就开始对化学非常感兴趣。侯祥麟喜爱的化学教师叫倪怀祖,有一次倪老师讲课时讲到了原子核,说原子核中蕴藏着巨大能量,如果能释放出来将会产生极大的威力。侯祥麟听到这里非常兴奋,他开始幻想着自己将来要去研究原子弹,用原子弹来对付日本侵略者。后来,侯祥麟才真正搞清楚,原子核是物理学,并不是化学,但当时因为倪老师是化学老师,他自己就以为一定是化学内容。虽然是少年的一时幻想,但这个幻想却让他迷上了化学,并决心把研究化学作为自己终身的事业。 1931年,他考入燕京大学化学系。他刚刚迈进大学校门,“九一八事变”发生,日本侵华战争开始。国难当头,作为入学才几天的燕京新生,侯祥麟满腔激情地投入到抗日爱国运动中去。他和同学们南下请愿,要求出兵抗日,通过募捐方式筹备资金,为抗日前线的战士买了一万顶钢盔。在大学一年级的时候,侯祥麟有一个从江西来的同学,常常给他讲红军为穷苦人打土豪分田地的故事。原先以为红军专门杀人放火的侯祥麟听了之后,从根本上改变了对红军的印象。上大学三年级的时候,侯祥麟又从图书馆里看到美国共产党主办的英文杂志《NewMasses》(新群众),上面刊登了有关红军的报道,特别是红军长征开始之后的一些报道,让侯祥麟钦佩不已。随着日军的渐渐逼近,侯祥麟的大学学业也将完成。侯祥麟的毕业论文选择的是关于活性炭的题材,因为抗日战争中,为了对付日本人的毒气炸弹,需要大量的防毒面具,而防毒面具中少不了活性炭。当时中国的活性炭都是从国外进口的,原料是椰子壳,但是当时的椰子壳太少,壳太硬,难以满足需求。于是侯祥麟就尝试用撖榄核代替,经过试验,他发现橄榄核做出的活性炭吸附能力不错,最后,他把研究结果写成了论文。 大学毕业的侯祥麟考取了上海中央研究院化学研究所研究生,他工作以外花很多时间来读马列的书籍。一次侯祥麟在圣约翰大学图书馆偶然发现《资本论》和《反杜林论》的英译本,还有列宁的部分著作,侯祥麟喜出望外,开始借阅。他认清了只有坚持马列主义的中国共产党,才是真正肩负民族危难、抗日救国的政党。 1938年,侯祥麟加入中国共产党。之后不久,经同学介绍侯祥麟到学兵队干部培训班当化学教官,负责讲授毒气的成分和制造原理。 毅然回国 投身事业为祖国 1944年,党中央看到了抗战胜利的曙光,为了培养造就自己的科技干部队伍,指派一批党内的技术骨干出国深造,侯祥麟作为其中的一员远渡重洋,来到美国。1948年他获化学工程博士学位,后在波士顿麻省理工学院燃料研究室做研究工作。在美国的6年时光中,他不仅学好了自己的专业,还和其他几名赴美党员成立了党的外围组织“留美科协”,新中国成立后,“留美科协”中的300多名科学家和学者先后回国,绝大多数成为我国各个学科的开拓者或带头人,“留美科协”为新中国的科技发展先立一功。 1950年,侯祥麟回国。回国前夕,侯祥麟花费大量积蓄购买了一批科技书刊和资料,共装了13箱带回来。后来那批图书资料,全部捐给了石油科学研究院图书馆。回国之后,侯祥麟的工作日程更是排得满满的,他的一句名言成为许多中国科技工作者的座右铭:“八小时出不了科学家”,对于落后了世界先进水平几个世纪的新中国来说,要做的事情太多,而手中的时间又太少,他们要做的,是补上前面几代人欠下的“债”,让中国的科技水平站到一个不落人后的新起点上,这样的历史使命,怎能不让他们“只争朝夕”呢? 侯祥麟在清华大学燃料研究室做研究员,他们一边建设实验室,开展课题研究,一边招兵买马,组织科研队伍。燃料研究室重点搞人造石油,搞了费托法水煤气合成催化剂、煤的低温干馏、页岩油精致,以及降凝剂、添加剂等。1952年清华大学进行院系调整,化工系改成石油系,1953年在石油系基础上成立了北京石油学院。石油管理总局和清华大学协商决定停办燃料研究室,把专职科研人员调往中国科学院大连工业化学研究所。侯祥麟作为燃料工业部派出的代表毅然前往,负责组织大连工业化学研究所的炼油科研工作。1954年回北京,先后在石油管理总局和石油部任职,一直担任炼油及炼油科技的领导和管理工作。1955年,中国科学院仿照苏联模式成立了学部,侯祥麟被选为第一批技术科学部委员。侯祥麟在技术科学部一直担任常委,也是石油研究所(大连)学术委员会委员。石油工业部于1955组建,侯祥麟任技术司副司长。因为没有找到大油田,天然气原油产量不多,而增产石油的任务紧迫,所以,从炼油处到科技司,侯祥麟主要工作是抓页岩油、合成油生产,从页岩干馏炉改进,费托合成炉改进,催化剂、产品加工,到煤低温干馏及焦油利用等,为此侯祥麟经常去东北的几个厂,抚顺石油一厂、二厂搞油页岩干馏生产煤焦油,三厂搞页岩油加氢,锦州西石油五厂搞煤炭干馏生产煤焦油,锦州石油六厂搞水煤气费托合成生产合成油。侯祥麟到这些厂检查工作,与抚顺一厂、二厂的同志研究炉型改造,改进了干馏炉炉型、布料器、储热器等,使生产效率得到有效提高。侯祥麟与科技司的同事研究讨论几件事,其中之一是要扩大生产能力,必须再找一些油页岩矿。另外,侯祥麟还想进一步搞煤炼油,这就需要好的煤炭资源。 石油化工技术论文:石油化工塔基础大体积混凝土施工技术 摘要:根据规范要求,结合本工程实际,对所用混凝土施工进行热工计算,针对计算结果,明确施工工艺,并委托混凝土试配工作,控制混凝土的入模温度不超过22℃; 提出材料计划,各种技措材料应提前制作;明确施工方法以及技术措施。 关键词:大体积混凝土; 施工 一、工程概况 某石油化工厂塔区承台及基础,承台共分三个部分,共计混凝土1700余立方米,最大承台混凝土量675立方米,最大截面10.75m×2m。最小截面6.2m×1.8m;承台顶14个塔基础,其中环形基础6个,其余为圆形基础; 承台及基础混凝土强度等级C30,采用P.042.5水泥,混凝土中掺加12%水泥用量的UEA。钢筋保护层厚度为:底部150mm,其它部位为50mm; 承台底部及顶部配筋为Φ22@100及Φ22@100,侧壁横筋为Φ14@200;±0.000m标高相当于绝对标高191.87m。承台底标高-2.45m。 二、现场准备 现场障碍物处理,场地平整;临时道路和施工用水、用电线路的敷设;保证施工现场的用水10L/S,用电量300KW;施工机具、材料、构件等进场并保证其使用功能; 三、主要施工方法 1、 施工程序: (委托商品砼配合比)混凝土浇筑及振捣(试块制作)混凝土养护质量验收 2、施工方法: (1)、 配合比委托 向搅拌站委托混凝土配合比,混凝土强度等级为C30,要求混凝土缓凝时间延长4小时。 (2)、混凝土泵布管 A、混凝土浇筑时的水平、垂直运输一律采用混凝土泵。 B、 混凝土泵车采用混凝土固定泵,固定泵设于塔区南侧10轴处,混凝土泵的排料量为20~60m3/h。 c、泵管的布置必须先达到最远浇筑地点,在浇筑过程中逐渐拆除,以避免泵管堵塞。 D、泵管的前端安装软管,以便来回摆动。 E、水平管每隔5m用钢脚手架作支架固定,以便排除堵管,装拆和清洗管道。 F、管道接头卡箍处不得漏浆。 G、混凝土的泵启动后,应先泵送适量水以湿润混凝土泵的料斗、活塞及输送管的内壁等直接与混凝土接触部位。 H、经泵送水检查,确认混凝土泵和输送管中无异物,并用与混凝土同强度等级的砂浆进行润滑,确保混凝土的输送顺利。 I、 泵送时,如输送管内吸入了空气,应立即反泵吸出混凝土至料斗中重新搅拌,排出空气后再泵送,水箱或活塞清洗室中应经常保持充满水。 (3)、混凝土工程 A、混凝土浇筑前应做好以下工作: a、 在模板、测温管、螺栓固定架、钢筋支架上划好分层浇筑标志,混凝土浇筑厚度为500mm; b、测温管固定完毕,测温管必须保证下面封死,上面塞紧。测温管选用φ48薄壁钢管制作; c、预埋螺栓固定牢固并经检查(质检员)合格,螺栓丝口抹黄油并用塑料布包紧; d、浇筑前应将模板内的杂物及钢筋上的油污清除干净,并检查钢筋的水泥砂浆垫块是否垫好。 e、检查钢筋及模板的截面尺寸是否正确(质检员),支撑是否牢固(技术员)。 f、进行各种机器(机具、设备)的试运转工作,并做好记录,保证施工机器具的正常运行。 B、商品混凝土进场检查: a、有厂家提供的使用区段的混凝土施工配合比及水泥、砂石、外加剂的材质证明及复检报告,并报监理审查; b、 进场混凝土必须随车提供混凝土出厂记录,载明出场时间、强度等级、数量、出机塌落度,以防止混凝土强度等级在搅拌厂出错; c、混凝土进场卸车前进行塌落度检测,对不满足要求的混凝土在现场实行二次添加减水剂,由现场技术员确定添加数量,并在该混凝土出厂记录上记载; C、混凝土浇筑 a、浇筑顺序:混凝土每个承台沿长度方向从一侧向另一侧连续浇筑,要求保证8m3泵车每10min供应一罐,每小时48m3混凝土。 b、浇筑厚度:考虑至水泥初凝时间,混凝土浇筑每层不得超过500mm。 c、 混凝土自由下落的自由倾落高度不得超过2m,如超过时必须采用串桶或溜槽。 d、混凝土浇筑采用插入式振动器,振动器直径53mm,棒长529mm。振捣时振动棒垂直插入混凝土中,快插慢拔将混凝土中的气泡充分提出混凝土表面,并使混凝土密实。 e、浇筑混凝土时应经常观察模板、钢筋、预留孔洞、予埋螺栓、预埋件和插筋等有无移动、变形或堵塞情况,发现问题应立即停止浇灌,并应在已浇筑的混凝土凝结前修整完好。 f、对混凝土表面进行处理,在混凝土初凝前1-2小时用粒径10-20mm卵石均匀铺撒在混凝土表面,刮平、拍实,并用木抹子收光拉毛、最后压光。 D、混凝土试块制作 a 、混凝土试块模具必须符合要求并不得少于8组; b、试块制作组数每100m3不得少于1组标准养护试块及一组同条件试块。 E、混凝土养护 a、混凝土浇注至设计标高达到初凝即覆盖塑料薄膜一层,严禁浇水,其上覆盖草垫子,厚度必须保证210mm以上,最上面覆盖彩条布一层,边角压实,确保施工现场的文明施工,养护时间根据现场实际测温确定,但不得不少于14天。 b、 养护期间,控制表里温差不超过25 oC,否则应采取增加保温层厚度的措施来保证内外温差在25 oC以内。 c、 覆盖材料的拆除时间根据测温情况由技术管理人员确定,否则不准擅自拆除。 F、混凝土的测温 a、在承台顶部和承台侧面底部留设测温孔,顶部测温孔沿纵轴线处分布,测温孔深度1.2米;底部测温孔在承台两侧分布,深度0.5m。测温孔分布见附图2。管的上中下部位与附近钢筋焊牢,管底部封堵死,防止水泥浆侵入,管顶部高出基础顶面50mm混凝土施工之前应用塑料包裹严密,避免零星砼将测温管堵塞。 b、测温要求:对混凝土温度的测定应不少于20天,1-3天测温间隔时间为6h,以后每4h测温一次,以便随时掌握混凝土内部温度变化。测温人员必须固定按两班倒,设专人专责,按时填写测温记录,绘制测温曲线。 c、 测温工具:电子测温仪、普通温度计。 四、技术措施 1、正式浇筑前,应对机械设备进行试运转试验,检查各种机械性能是否正常,计量检定符合要求,否则不得施工;在施工过程中,如遇输送泵不能正常使用,应采用混凝土输送泵车进场,确保混凝土的正常浇注; 2、混凝土振捣工应严格执行工艺要求,现场有关人员应按要求做好记录,并加以保存以便追溯。质检员旁站监督,严格控制各项参数的准确性。对混凝土浇注厚度超厚的现象及时制止; 3、施工前必须做好充份的技术准备,严格执行技术交底及混凝土浇灌通知单制度,在浇灌通知单签发的同时,必须严格执行混凝土浇注卡,相关人员全部在岗,脱岗按违纪处罚; 4、施工前,对混凝土的生产厂家提出原材料温控的要求,对进场的混凝土定时、定人进行检查、测温,确保混凝土在浇筑前满足施工工艺计算要求; 5、交接班人员必须连续作业,换人不停机,确保混凝土浇注的连续性。 6、提前三天与气象部门联系好天气变化情况,避免雨天进行混凝土的浇注施工。 7、混凝土裂缝控制措施 ⑴ 掺加泵送缓凝减水剂,降低水灰比,以达到减少水泥用量,降低水化热的目的。 ⑵ 保证混凝土罐车必须保证每10min供应一罐,确保混凝土浇注连续进行。 ⑶ 混凝土浇筑前设专人(质检员)进行踏落度检测及温度测量,保证混凝土入模温度小于22℃。每班至少4h测一次,并作好记录。 ⑷ 混凝土分层浇筑,每层必须保证不大于500mm,采用平板振捣器,待最上一层混凝土浇筑完毕20-30min后进行二次复振。 ⑸ 塑料薄膜覆盖搭接严密,防止水份蒸发。 ⑹ 保证混凝土表面与内部的温差不大于25oC。
随着我们国家经济的不断发展,石油天然气化工工程也是越来越多;石油天然气化工的这个行业发展也在急剧加速。在石油天然气化工的这项工程工作中,在管道安装的施工环节中,如果不把安全问题控制到最低,就极易造成安全事故;难免会遇到很多的不可控性的难题;一但发生了安全隐患就会严重的影响整个石油天然气化工工程的施工质量及延误工期,更严重的会给工作人员带来危险的隐患,不可小觑;因此我们针对石油天然气化工工程工艺管道安装安全风险展开控制及措施。从而减少危险事故的发生甚至避免风险事故的出现。近些年来,石油天然气化工的工业工程不断的在发展,石油天然气化工在我国飞速发展的今天更是重要性在不断提升,安全风险问题不容忽视。如今在高速发展的同时石油天然气化工的管道安装以及施工过程中所容易出现的问题也是越来越多。产业的不断发展壮大在录用的施工人员年轻化安装经验不足是不可避免的;石油天然气管道质量的不合格,管理人员的疏忽导致管道焊接过程中操作不当及防腐是否规范等等一些列问题值得我们去关注去规避。这些问题及危险的存在,将会导致我们国家石油天然气化工工程的施工带来非常大的危险,我们要尽尽全力的去避免。 1石油天然气化工工程中的施工分析 石油天然气属于易燃易爆品,在石油天然气化工工程中涉及到危险动作如切割和焊接等,会出现管道爆燃爆炸的情况,若发生爆炸事故,则很有可能会造成损失。影响着工作人员的生命安全以及国家财产的安全,针对于施工人员组织参建进行安全教学以及教育培训是必不可少的。在石油天然气化工工艺的工作中管道的焊接与切割等施工作业的过程中,参与施工作业的人员必须是获得了操作资格证书或经验成熟被认可。同时对工作人员的筛选的工作更是硬性要求,应核实施工人员的工作资质及证件,看其是否符合石油天然气化工工程工作岗位的用人要求。通过评估的结论结果,来对不能胜任的人员禁止作业进行进一步的学习;这项工作的把控我们一定要做到严格的把控。专业的人做专业的事由专业人员对工作进行质量与性能的检查做测试,我们一定要在容易出现问题的地方做好严格的态度全力避免[1]。在石油天然气化工工程中,管道的安装施工过程也是重点之一,例如阀门的安装环节也是需要进行重点的风险控制的环节。在安装的过程中我们要保证细节的严重性,但是目前有很多的工作及安装人员在入岗前根本没有接受过专业的培训,严重的缺乏了专业的技术与知识,然而实际在阀门安装过程当中,出现了各式各样的问题值得深思,这些看似比较简单或普通的问题更是引起了监督部门的极大重视。必须要严格把控保证工作工艺管道安装的安全,再进行投入使用;对于不合格的工程我们及时制止或进行修复等操作并需再次检验不容小觑。另外由管道内所流动的物质还会给管道带来不同程度的腐蚀,因此要对无法达到防腐蚀要求的管道及时进行检查并进行及时的更换,并在管道安装时做好架空等技术施工。并且在安装过程中严格把控细节[3]。 2石油天然气化工工程中预防工作 石油天然气化工工程中的预防工作是整个环节中的重中之重前期我们要做好施工原料的审核同检验工作,以及施工过程中所应该设计的图纸;有了图纸就能及时的发现施工过程中所存在的问题与错误并针对问题进行解决与改善,保证在安装的过程中满足图纸及规定的要求。同时技术人员也要在施工的过程中做好技术交底与管理工作,对于工作的交底是各个单位必须重视了解其中的重要性与关键性。避免在完工后出现不合格及违规现象,这样来提升技术上的完善以及管理工作的高效;同时我们要强化管道焊接与施工检查以及作业的管理,在石油天然气工程中焊接的危险也属于常见的风险之一,因此做好加强工作的重要性是每天都要做的以及工作人员的培训及操作流程的讲解。在施工中每完成一个管道的焊接及摆设工作后,管理人员及工作人员应及时对焊接口进行质量检查与分析;并且安排工程师进行对施工的质量进行严格的检查,经过检查没有问题之后在进行质量的分析与评价来保证质量的达标,既能够正常安心的去使用。在管道安装施工前加强对图纸与材料的审核也是一个重要的环节,在审核的过程中能及时避免一些工作的失误,从而减少问题的出现;在图纸的审核过程中,需要安排经验丰富的管理人员进行图纸的审核,同时施工人员给予配合并展开对地形与现场形式的研究及策划,经深度的实地勘察后以确保下面工作的顺利完成[4]。工作的开展进行的前提采购部门也是很重要的,采购部门应该严格把控原材料的材质与质量,如发现材料有出现质量或者不符合要求的问题,采购部门应立即向所采购材料的供应商提出退换问题,及时发现及时解决;从而以最大的力度避免在施工过程中所造成的失误,对于石油天然气化工工程的质量我们必须做出保证,其关系到工作人员的生命危险同时也对国家的石油天然气工程带来延误,所以做好质量工作只能成功没有失败。 3结束语 现如今,在我们国家高速发展同世界接轨的今天;石油天然气化工工程中更是起到了决定性的作用,石油天然气化工工程的工艺管道在安装施工的过程中也在严格的把控风险,在所存在的风险中主要的因素多因施工方没有真正了解工艺管道施工的严重性危害,对相关的施工风险进行分析不够全面;缺失采取针对性的防范措施与理念。我们要充分了解这项工程的施工中所容易发生的问题及危险,对常见的风险进行严格的分析与规避,并能保证石油天然气化工工程的生产顺利并确保安全进行。首要制定出科学合理的高级防范措施避免风险,给工作人员带来一个安心放心的工作流程;避免风险、保质保量、高速生产、高速发展的理念去认真对待,为我们伟大国家的石油天然气化工工程发展作出一份贡献。作者简介:杨莉,女,高级工。 参考文献: [1]刘纪伟.石油天然气化工工程中工艺管道安装施工风险控制措施探讨[J].中国石油天然气和化工标准与质量,2018,38(03):171-172. [2]何永耀.石油天然气化工工程工艺管道安装安全风险控制措施[J].化工设计通讯,2018,44(09):85-86. [3]常彦龙.石油天然气化工工程中工艺管道安装施工风险控制措施探讨[J].中国石油天然气和化工标准与质量,2019,39(02):196-197. [4]李煜.石油天然气化工工程中工艺管道安装施工风险控制措施探讨[J].中国石油天然气和化工标准与质量,2017,37(01):34-35. 作者:杨莉 单位:中国石油兰州石化公司石油化工厂
制造技术论文:制造业数控技术的运用探析 本文作者:赵珍珍、王宇恺 单位:九江职业大学 对与食品的包装进行杀菌时,以往的人工消毒不能达到较好的效果,也会改变食物的风味、色泽以及营养成分等特性。同时还有可能导致微生物的进入,导致运输及仓储不便。采用数控技术进行食品的无菌包装技术,能够有效解决这些问题,并且数控技术已广泛运用于饮料、食品以及乳制品等行业当中,如图3所示。上图为采用数控技术的无菌包装技术机床,设备采用的是热水循环喷淋杀菌,即进行温水预冷,然后采用冷水进行冷却处理,达到杀菌的目的。主要应用在各种玻璃瓶、PET瓶以及易拉罐等饮料的杀菌,并且设备还具有外观美观、性能稳定等特点。经输送带进行传送,将物品送入杀菌机中,受到各温度的影响,使得食物的温度得到有效地调节,从而达到消毒目的。食品经过杀菌设备时,容器将受到来自不同水温的预热及加热、杀菌,最后是冷却的阶段,设备前端进行逐步的加热与后端的冷却处理,能够保持食物的风味、色泽以及营养成分,在达到杀菌的同时,还能保持食物的鲜美。总之,数控技术在工业当中的运用,不仅降低了员工的劳动强度、减少了成产成本,提高了生产的效率,确保了产品的质量。 当前,我国汽车工业的发展迅速,使得汽车的配件加工也取得较大的进步,数控技术在汽车工业当中的运用,某种程度上提高了汽车配件生产与制造的效率,促进了我国汽车工业的更大发展。在汽车工业制造当中,数控技术集加工中心与数控机床于一体,共同组成高效率的柔性生产线,满足当前汽车产品进行更新换代的要求;打破了汽车生产与制造过程的经济规模观念,较好地实现汽车的中小批量以及多品种的需求。对于汽车制造中复杂的零部件而言,运用数控技术进行加工与制造,能够减少各零部件的制造误差,提高加工的效率。与此同时,还有其他的技术:柔性制造技术与虚拟制造技术、集成制造等技术在汽车工业的当中得以推广应用,将汽车加工的制造技术与数控加工的技术紧密相连,促进汽车工业的进一步发展[2]。 宇航工业当中运用数控技术加工零部件,能够满足宇航零部件的特殊加工要求,此外少部分宇航零件的刚度性较差。因此,宇航的工业材质唯有使用数控技术进行小切削力加工,方可实现宇航工业零部件对机械的加工需求。先进的数控技术相对于传统的制造技术而言,不但能够满足零部件对加工的柔性以及精度的要求,而且还能够对铝合金的材质进行切割,有效节约能源,减少加工制造的人力、财力以及费用的支出。 在机械的机床设备加工当中引入数控技术,并借助计算机的控制技术,对机床设备的加工进行全面的有效指挥与控制,确保机床的设备具有较好的加工、生产以及控制的能力,从而可以精准、快速地进行加工。数控技术能够对机床的加工刀具、冷却泵的操作以及工件位置与主轴的变速等情况进行有效控制,从而更快地确保机床设备的生产效率满足要求。与此同时,达到了机床加工的精细化与精度的要求,为我国的机械制造行业的发展提供较好的机床控管功能,因此数控技术在机械的机床加工与制造当中,起到至关重要的作用。 我国的煤矿储量较大,但是由于受到开采技术的制约,使得我国的煤矿开采的效率与利用率不高;其次是采煤机的类型较少,不利于煤矿开采企业的选择,采,加上采煤的效率较差,只能进行小批量的生产,因此,浪费的现象普遍存在。如今引用数控技术提高了采煤的效率,确保煤矿资源的合理开采与使用。传统的煤矿制造技术对于单件下料的问题难以解决,而使用数控技术后,可借助龙骨板的程序进行下料,对套料的选用方案进行优化,有效提高了采煤机的采煤效率。此外,运用数控技术,还可对煤矿的开采过程进行精准控制,确保煤矿机械的加工质量;此外,数控机床在加工的同时,重复性好、精度高,加工的质量也较为稳定。精度要求低的在普通机床上加工,精加工要求高的在高精度的数控机床上加工,进而提高煤矿机械的整体数控化程度,更好地适应当前复杂的煤矿开采与加工需要[3]。 总之,在机械制造中引入数控技术,提高了我国机械制造工业的效率,而且还有利于实现制造业的自动化、一体化目的。随着科技的不断发展,数控技术还将会得到更加广泛的运用,同时也对经济的稳定发展起到促进作用。 制造技术论文:计算机对机械制造生产效率的作用 本文作者:杜宏 单位:青海诚鑫招标有限公司 计算机技术的应用提高了机械制造业生产效率 作为一种新的生产方式,数控技术摆脱了传统制造业的束缚,避免了人为操作的高失误率。同时,数控技术也是计算机技术与现代机械制造业的有机结合的典型代表。在实际操作中,必须合理地应用计算机技术,以保证其更好地服务于机械制造,从而形成协调的数控制造生产运作。 计算机编程技术,有两种不同的形式:手工编程与自动编程。手工编程,是指编程过程中各个阶段都由人工完成的编程方式;而自动编程则是指形状复杂的零件,结合计算机,并通过标准的数控语言进行编写、处理的加工程序。随着我国计算机技术的不断进步,以及数控机床系统的迅速更新,当下数控语言与计算机语言之间的转化,已变得越来越方便。但是,由于计算机发展速度远高于数控系统的发展速度,因此,在进行计算机编程教学时,必须要注意两者内容的一致性,只有这样才能真正满足当前数控编程的需要。 由于计算机技术的飞速发展,使得机械制造中虚拟成像技术的应用得以实现,并出现了能够对设备加工环境进行准确模拟的仿真培训系统。在实际工作中,企业、学校等教育机构,可以通过这一系统对相关制造人员进行实际操作培训,这样不但能够加速操作者熟练水平的提升,同时能够保证其安全。目前,我国许多企业已经利用这一技术,对操作人员进行技术培训,通过计算机对真实场景进行模拟仿真,从而提高操作者的工作技能,并为企业自动化创造有利条件。 机械CAD通过使用AutoCAD中的查询实体质量特征的功能,能够对实体的质量、体积等进行准确的计算。模具CAD则能够通过对CAD、CAM集成软件的运用,完成整套复杂模具的设计工作。通过CAD、CAM技术的应用,能够在计算机上绘制出零件的模型,并进行模拟装配,再通过对其他各种不同的加工工艺的准确应用,设计更为合理的刀具路径,并模拟整个加工过程,将之处理转化成数控程序,并输入到数控机床进行加工制造。 开放使数控加工主要的特征在于其适用于网络操作,要在开放式数控中运用计算机网络技术,可以借助于计算机网络中的通信与接口协议,利用网络通讯、图形显示以及动态仿真等功能,形成独立模块,并通过通信实现信息交换,从而满足其需求。随着当前计算机网络技术的飞速发展,以及数控技术的不断更新,两者之间的联系日益紧密,而对以PC平台为基础的开放式数控系统的研究,更是极大地方便了现代数控加工技术。这就要求充分地利用计算机的软硬件资源,以及高级语言对相应程序进行编制,从而将计算机网络更加全面地应用于开放式数控加工。 减少维修成本 随着科学技术的不断进步,世界各国对于设备维修技术的研究也在不断深入,如今发达国家大多数都采用了较为先进的设备维修技术。而通过与计算机技术相结合,对设备的维修效率也得到大幅度的提升。目前我们所说的设备维修,主要有BM、TBM、CBM这3种,通过与计算机技术的配合使用,维修效率可以得到很大提高。(1)BM。在设备出现故障后及时高效的进行维修;(2)TBM。通过对机械设备可能出现故障的时间进行预算,对机械设备进行定期维修;(3)CBM。通过一系列的检测、分析过程以及对设备的磨损情况的掌握,及时预测故障时间,并进行维修处理。 为了能够准确地针对机械设备故障进行维修,就必须制定科学的维修方法,针对设备的具体情况,选择不同的方法进行维修。并选择相应的计算机技术配合维修,这时可以按照故障设备的重要程度、设备的磨损故障模式以及RCM逻辑树分析法,设定不同的维修方式。其中,维修方法的设定,必须以设备的重要程度为主要依据,在进行考量时,对其重要程度要根据具体的评价项目进行评价。此外,参考机械设备的使用寿命,对机械设备的磨损故障进行确定,可以使维修方法更具备针对性。而RCM逻辑树分析法,则要求对机械设备进行专业性质更强的综合分析,并通过推测判断对设备中存在的故障进行初步的判断,并制定最终的解决办法。 由于该技术拥有灵敏度高的优势,因此能够及时发现使用设备中的故障,从而保证对机械设备的及时维修,有效避免多余费用的增加。在机械设备的使用中,主要会应用到红外测温技术,该技术是通过对红外线成像原理的应用,及时地现实机械设备表面的温度,并清晰地呈现设备内部的电阻变化、损坏情况以及散热损失等。之后在通过计算机模拟仿真技术,分析设备的受力及磨损情况,从而对设备中的异常情况进行及时维修,防止设备故障扩大而增加维修费用。 结束语 在当前世界经济信息化的大背景下,计算机技术得到了空前的广泛应用,而作为我国新兴工业的主要代表———机械制造产业,与计算机技术的有机结合,不但加快了该行业的发展速度,同时也有效确保了数控加工的顺利开展。然而,在实际操作中,还需要工作人员做好防护措施,确保计算机设备运行的安全。 制造技术论文:机械制造中测量方式的运用 本文作者:刘枫、赵放、肖飞 单位:三一重工股份有限公司 我国测量技术在机械制造中应用的问题 在机械制造领域,测量技术与机械技术、制造技术紧密相连,又相互制约,共同为机械制造业的发展提供技术基础。但是在我国,受到技术力量、测量设备等因素的影响,机械制造中应用测量技术还存在着一些问题,影响着测量技术应用质量与效率的提升。 (1)虽然我国古代已经初步应用测量技术以进行事物测量、提高生产力。但是,到了现代,我国社会发展中,在很长一段时间都重视经济的发展,而忽视了科学技术的开发,从而造成我国技术原创力不强,在测量技术应用于机械制造方面,未能很好地结合我国机械制造实际情况,创新应用测量技术,导致测量技术应用效率得不到提高; (2)测量技术达到测量目的,是需要相应的配套测量设备支持的。但是,我国测量设备的研发工作明显慢于测量技术,很多机械制造企业应用较为先进的测量技术,但是却配备了不适宜、不配套的测量设备,这样,不仅不利于提高测量质量与效率,同时对抗提高测量设备的可靠性也是不利的; (3)在机械制造过程中,有一些参数是需要技术人员应用专门的测量仪器与测量技术进行的,但我国在专业对象专业测量的研究上还有待提高,对于专业性与针对性较强的测量工作,还未找寻到专用的解决方案,这对提升测量技术在机械制造中应用效率具有制约作用,需要相关技术人员提高重视。 测量技术在机械制造中的应用方法 测量技术在机械制造中占有重要的地位,同时也起到重要的作用。因此,在机械制造过程中,相关技术人员必须提高对测量技术的重视,不断创新技术应用观念与方法,以促进测量技术应用效率与质量的提高,进而为机械制造工业的可持续发展奠定坚实的基础基础。 (1)激光器测量技术。激光是受激辐射光放大的一种现象,它主要应用于切割、焊接、打孔、测量等方面。在机械制造领域中,技术人员利用正交偏振激光器所发射的激光来测量机械设备的相关参数,这种测量技术无论是在量程,还是在线性度、精准度等方面都优于传统的测量仪器与技术。应用激光器测量技术可以有效降低甚至避免机械制造的误差,大幅度地提高精准度,保证机械制造的保质、高效进行。另外,激光传感器是在激光器基础上发展的一种材料仪器,它可以事先无接触、远距离的测量,而且精度较高、抗干扰能力较强,被称为最精准的“测量尺”。 (2)纳米位移测量技术。纳米是长度的单位,纳米技术则是一种针对细微对象操作的高科技技术。在测量领域,技术人员利用纳米技术的性质,提出纳米位移测量技术,将测量对象深入到微观世界。这种测量技术主要是根据双频激光合成的波长来干涉条纹虚细分,从而实现位移测量,提高测量的精度。但是,在机械制造中应用纳米位移测量技术需要特定的被测环境,才能保证测量的有效进行,同时也保证测量结果的精准性。另外,由于人们对纳米材料、纳米测量仪器等认识上存在不足,所以要想深入提升纳米位移测量技术的应用效率,还需要很长一段时间。 (3)石英传感器测量技术。石英具有光学、力学、电学等特性,是一种很好的传感材料,因此,技术人员利用石英制成新型的石英传感器,以测量温度、压力、位移等参数。在机械制造中,由于石英传感器操作简单、测量精准度高等特点,技术人员也可以利用石英传感器测量技术对相关机械设备进行参数测量,从而提高测量质量,保证机械制造的水平。 结语 综上所述,在机械制造工业的发展过程中,技术人员除了要加强机械制造技术的研究力度之外,还需要提高对测量技术的重视,不断创新测量技术应用方法,规范技术应用流程,以便最大化地提高测量技术应用的效率与质量,为促进机械制造效率、机械设备质量等的提高提供有效助力。目前,我国机械制造工业对测量技术的应用还处于发展阶段,相关技术人员依然需要加大研究力度,不断创新技术应用方法,以提出经济性、可靠性、安全性更高的测量技术,从而促进机械制造业的可持续发展。 制造技术论文:机械制造技术课程设计论文 一、概述 课程设计(CurriculumDesign)是大学某一课程的综合性实践教学环节。一般是对该课程的理论和实践内容的综合性应用和考察,旨在使学生获得促进其迁移的进而促使学生全面发展的具有教育性经验的计划和方案。课程设计突破了课程局限于课堂教学中的界定,把积累、迁移、促进学生创新能力培养等多方面因素作为指标,是教育过程中不可或缺的重要环节。机械制造技术基础课程设计是工科类院校机械专业针对《机械制造技术基础》这门课程展开的综合性实践教学环节,该课程整合了机械加工方法、机床、刀具、夹具和工艺规程设计等原来分属多门课程的主要内容,其涵盖内容广、理论联系实际密切,是在学生学习完理论基础课和机械专业基础课的基础上开设的一门综合性技术学科。本课程设计则是在课程理论教学的基础上展开的,是对学生理论知识进行考察、巩固和加深的非常好的实践环节,其目的是“培养学生掌握机械零件的加工工艺过程所需要的机械制造技术知识,包括机床、夹具、刀具、量具等工艺装备的选择与使用,培养学生应用现代设计方法和手段解决工程实际问题的能力”。课程设计的创新性改革是进行《机械制造技术基础》课程教学创新能力培养改革中不可或缺的一个环节。 二、课程设计主要内容 通常,机械制造技术基础课程设计采用理论教学、生产实习、课程设计分段实施,学生在经过72学时的理论基础课程学习后,由指导教师带领,深入合作企业进行为期一个月的生产实习。通过观察和学习,进一步了解和熟悉机械零件的典型加工和工艺过程,并在此过程中,对课堂学习所掌握的理论知识进行反复加深、掌握。接下来,学生们返回学校,集中三周进行课程设计,对所学习的理论、实践知识加以应用。本课程设计的主要内容按下面四个阶段进行:第一阶段,由指导教师下达设计任务,为学生提供零件图、设计要求,讲解设计过程及注意事项。第二阶段,学生针对设计题目进行零件的结构分析和工艺设计,通过分析、讨论、计算,确定毛坯结构和尺寸,并设计完成该零件的详细工艺规程,制作出工艺过程卡片及工序卡片。第三阶段,针对工艺规程设计结果,选择典型表面的加工工序进行专用夹具结构设计,通过方案分析,选取和设计定位元件、夹紧机构、导向元件、夹具体等关键部件,并做出夹具装配图、典型零件图若干。第四阶段,学生完成设计报告,提交设计成果,然后根据每个人的设计内容、平时成绩,进行成绩的评定。 三、教学问题及改革方案 近年来,随着课堂教学的改革,工科院校的扩招,计算机等相关学科的发展,传统的机械制造技术基础课程设计逐渐显现出教学质量下滑的倾向。因此,研究和探讨如何改进和加强这一环节,切实提高机械制造技术基础课程设计教学质量,充分利用课程设计培养学生的工程实践能力,成为摆在我们面前的一个重大课题。通过对机械制造技术基础课程设计的深入调查研究,并结合多年来的教学工作经验,笔者针对课程设计中存在的几方面问题提出相应改革方案。 1.充分调动学生积极性,解决学生对课程设计的重要性认识不足的现状。在进行本课程设计时,学生已进入大四上学期,很多同学进入毕业前的忙乱或茫然阶段,找工作、考研或对即将离校后的生活不知所措,对课程设计兴趣不高,学习态度不够端正,没有正确认识到课程设计对学习和培养工程师基本设计素质的重要影响,这些不良情绪往往会造成他们不能积极主动地投入课程设计工作。在以往的教学实施过程中,总有部分学生对待课程设计不负责任、敷衍了事,无法达到预期的教学要求和课程设计目的。为改善现状,本文笔者深入学生中与他们进行交流、沟通,了解学生所处的状态,积极引导、解决他们面临的问题。在课程设计开始之前集中召开动员大会,向学生讲清楚课程设计的重要性和必要性,使学生明确课程设计的作用、地位以及对今后学习和工作的影响,同时结合设计任务对学生进行讲解,使学生提高认识,端正态度,自觉地投入到课程设计工作中去。 2.注重课程设计选题的新颖性、先进性,避免选题单一,重复率高。多年来,大多数学校开设的机械制造技术基础课程设计都是针对拨叉类零件进行加工工艺设计和机床夹具设计,这类零件结构典型,大多是金属切削机床的操纵部件,可以很好地将教学和设计内容联系起来,既有助于加深对机构的理解,又易于切入设计任务。但长期重复单一设计题目,很容易使学生懒于思考、相互抄袭,限制了学生的创新设计思维。结合《机械制造技术基础》课程特点,通过参观机械制造综合实验室熟悉各类机床零部件,同时结合生产实习环节中常见的零件进行考察、分析,遴选出结构典型、难度适中的零件进行设计题目的扩充和更新,尽量做到设计选题新颖、难度适中。同时,指导教师还积极鼓励学生通过各种途径自选题目,经老师审核后选用,保证各组题目不重复,组内每人的任务各有特色。这样的设计不仅激发了学生的主动性,培养了学生创新能力,同时也减少或杜绝了抄袭现象。 3.合理安排设计时间,采用先进设计手段解决时间紧任务重、绘图手段落后问题。机械制造技术基础课程设计内容涉及大量的分析、计算和绘图工作,设计难度较之前的课程设计大大增加,这就要求学生在设计过程中要积极思考,充分运用所学结合实践来完成。而设计时间只有三周甚至是两周,这往往会使学生在设计初期不知如何下手,自我思考的时间受到限制,解决工艺参数计算和定位误差分析等问题时,为了赶进度加班加点,过于劳累。还有个别同学急于求成,照搬甚至抄袭别人的设计内容。在学生的设计中,多数仍采用手工绘图,一方面手工绘图时间长,增加设计的任务量;另一方面目前绝大多数企业均采用计算机绘图技术,且学生们在校期间也学习过多种计算机绘图方法,手工绘图手段不能很好地锻炼学生的计算机绘图能力,与实际工作脱节。如此一来,课程设计的质量大大受到影响,无法达到预期的设计效果。针对上述现象,本文从改进课程设计的时间及安排着手,将课程设计融合到《机械制造技术基础》理论课程的教学和生产实习环节中,提前下达设计题目,让学生在课程学习的过程中熟悉设计任务,引导其积极、主动地学习相关知识,并在生产实习环节安排有针对性地参观和学习,这样既可以让学生提前了解课程设计中零件的结构、特点和功用,也大大激发了学生的学习兴趣。 4.课程设计中注重创新思维的培养,避免学生限于传统陈旧的思维框架。一直以来,机械制造技术基础课程设计都是基于传统的设计模式,指导教师也是以简单练习为出发点,让学生按部就班地按照课本上的步骤、题目进行设计,虽说也可以让学生得到一定的锻炼,但也限制了学生思维的创造力。“设计”从一定意义上来说就是一种“创新”。没有“创新”的设计只能是模仿别人的一种陈旧的设计,只有创新设计才有可能超越过去,创造未来,只有创新才能在激烈的市场竞争中占有一席之地,才有可能超越对手。 5.改革成绩评定方式,进一步规范。由于设计过程中三四个学生一组,进行同一个零件的工艺分析和夹具设计,难免会有个别同学偷懒抄袭的现象,那么仅凭平时表现和设计成果由指导教师直接判定成绩难免会出现偏颇,无法达到全面、公平的评定效果。我们应该在设计过程中采取自评、互评、教师置疑、小组答辩的方式,公平、公正地对学生的设计给予合理的肯定和评定,营造良好的学风和教风。自评即在设计过程中由学生结合评分标准进行自我评价,找出不足进行改善,争取取得更好的成绩;自评结束后,让学生两两结合进行互评,给出成绩并互相学习互相促进;最后由教师组织分组答辩,结合自评、互评、答辩成绩给出最终成绩。 四、改革成效 为配合课程设计的教学改革,检验改革成效,以笔者指导的机械设计制造及其自动化专业2009~2011级本科生十五个班级为试点班级,分期分批进行改革方案的实践与应用。从实践效果来看,课程设计完成质量与往届相比有一定的提升,学生进行课程设计的积极性大大提高。课程设计结束后同学们都反映收获很大,既加深和巩固了机械制造技术基础课程知识的掌握程度,又通过课程设计拓展和提高了设计能力;同时,学生也比较认同改革后的成绩评定方法,新的成绩评定机制激励学生更加积极主动地完成设计任务。 作者:王海霞 单位:山东科技大学 制造技术论文:机械制造业数控技术论文 1计算机技术带动数控技术 上个世纪80年代,计算机技术的飞速发展带动各行各业的迅速进步,依赖计算机自动控制技术的现代机械制造业也逐步脱离传统制造,转变为高效率生产。由集成电路板支撑的数控技术为核心的数控铣床率先走进了机械制造业,然后各种数控机械迅速充斥了机械制造业。从数控车床到镗床、磨床、钻床再到大型的冲床、板材一次性成型机械、车削设备等等,CAD等机械模拟制图软件的开发利用又进一步的提高了机械制造的工程化发展。计算机已经走进了微电子的时代,数控技术也不例外,微电子技术为数控技术的更精细更准确操作提供了可能,微电子技术使得操作界面更加人性化,也更加小巧精致,实现的功能也更加丰富。不仅仅是单个制造产品,还可对成品进行计数打包装箱等后续步骤,操作工人只需在一旁监管突发情况的发生。传统的机械制造业也可以进行计算机自动控制化的改造,实现对零散的生产设备统一管理,协调一致的生产。通过计算机模拟技术,可以找到机械制造中效率和利益最高的生产状况,为企业带来更大的利益。计算机技术不仅仅是对机械生产中起到作用,在原材料的购进,原材料的加工利用,产品的后续包装销售过程中,计算机能构架一条完整的集成制造体系。 2数控技术的生产利用 在一些恶劣的生产环境中利用数控技术尤为重要,在化工生产过程中,粉尘、有毒有害气体无时不刻威胁着生产工人的人生安全,数控技术的引用不仅改善了工人的劳动条件,提供了安全保障,同时对企业来说,也提高了产品的生产效率,实现机械化。在生产加工中对环境要求非常高的加工过程中,数控技术可以摆脱人的因素,能提供更优的生产环境,例如在食品加工过程,传统的作坊式生产明显不能满足我们对食品卫生的要求,在现在化无菌化生产条件中数控技术减少了人为操作,一切由机械代替手工自动完成,保证了生产加工的质量要求。数控技术对既定的生产过程进行控制,一般采用负反馈的调节机制,利用传感器发现错误并及时采取相应的处理方法,实现全过程的智能化一体化生产。 2.1在采煤业中的应用 在传统的采煤业中,一般是由采煤工人在地下进行挖煤作业,由于地下情形的不可预知性,煤矿事故频繁发生。即使是在采用机械化采煤技术的今天人工的操作依旧存在,地下煤层环境的不同,也需要采用不同的机械。数控技术在采煤机的应用,解决了单件下料的重要难题,数字化技术能够模拟出最优的套料方案,不仅能实现采煤机械的高效率生产,还能极大的避免人工直接操作的危险性,降低甚至杜绝了煤矿事故的发生,提高煤矿生产企业的经济效益。 2.2在汽车行业中的应用 汽车行业近些年在我国发展迅猛,数控技术在汽车工业中加快了汽车零部件的标准化生产,有数控技术控制的生产中心更加智能化,不仅高效率还能满足产品更新的要求,还能制造一些极为复杂的零部件,为汽车工业的整体发展添砖加瓦。将不同零部件数字化处理后存储在计算机中,利用模拟技术可以虚拟制造出各种汽车模型同时利用各种试验软件模拟测验,了解其参数,更迅速的开发出一种产品来,缩减了汽车的研发周期。 2.3在新型机械制造领域的应用 在航天领域,许多零部件需要特殊的加工,才能满足平整度、刚度、柔韧性的要求,传统的制造也很难满足这些加工要求,这就要求数控技术对材质进行精密的微加工,不仅节约了材料还能更快的实现零部件的加工,推动了航天领域的发展。其它高精度的科学仪器亦是需要数控技术的应用。 3机械数控技术的未来发展 3.1更精确 利用数控技术完成高精度的机械操作,在微米级乃至于纳米级的操作级别上手工借助机械一般很难完成及其细微的工作,只有通过数字控制技术进行分子的自组装完成对纳米级别的加工,数控技术精确到每一步,严格控制生产环境,将各个生产环节严丝合缝的连接起来,最终完成高精度超复杂的产品生产。 3.2更大 在微观领域,数控技术可以做到微米级和纳米级,机械设备也可以做的很小。在另一方面,数控技术结合大型生产机械也成了未来发展的一种走向。利用数控技术为核心的3D打印技术可以自行一体化建设大型建筑,在对复杂机械的组装上,大型组装机械自动精确组装每一个零部件,节省时间提高效率。 3.3更快 没有最快只有更快,数控装置在未来几年内需要具备高速处理大量指令的能力,处理数据的能力和反应的时间长短决定了精确度。这不仅需要算法上的不断改进和优化,更需要硬件设施的不断提升。由于计算机运行速度的飞速提升,CPU的运行频率早已达到上千兆MHz,在微秒级别上依旧能够快速做出反应。在另一个方面,伴随着数据处理速度的提升,机械传动速度度提升也十分迅猛,主传动轴的转动速度已经达到100000转每分钟了,转速的提高对附加的进给部件的刚度和韧性也提高了很大的要求。 4小结 限于篇幅的影响,本文仅对机械数控技术作简要的探究。总而言之,现代化的机械制造依托数控技术得到长足的发展,数控技术的利用,大大促进了行业的发展,乃至增强我国综合国力。现在我国的数控技术和发达国家仍有一定的差距,但是我相信在不久的将来,我们必将追上他们的步伐,机遇与挑战并存,未来需要我们创造。 作者:吴强 单位:玉林市机电工程学校 制造技术论文:装备制造业技术创新论文 1.指标选取研究技术创新 技术产出指标选取了专利申请数(件)、新产品开发项目数(项)、新产品销售收入(万元)、新产品出口收入(万元)。技术创新效率离不开人力、物力、财力的投入。具体来说,在投入方面,R&D人员全时当量对各个创新活动起决定性的作用;R&D经费和开发新产品经费体现了企业对研发的重视程度,可以反映出企业技术创新效率的能力。在产出方面,专利申请数反映了每个企业提出专利申请的数量;新产品开发项目数反映了企业研发新产品的能力,可以较为全面地反映企业研发活动的最终结果;新产品销售收入反映了新产品受市场的欢迎程度;新产品出口收入反映了新产品在国外市场的情况。 2.实证分析 本文利用DEAP2.1软件将表2的数据代入CCR模型进行运算,得到了2012年我国七大装备制造业的技术创新投入资源的利用率θ和各决策单元的松弛变量值和冗余变量值,经整理结果如表3所示。将表2的数据代入BCC模型进行运算,结果见表4,表4中的数据是2012年我国七大装备制造业的综合技术效率、纯技术效率、规模效率和规模效益情况。对达到最佳状态。总体来说,这七大产业的资源投入产出效率大多处于最佳状态。金属制品业、专用设备制造业、交通运输设备制造业的综合技术效率值θ小于1,说明DEA无效,存在投入过多或产出不足。投入指标的松弛变量表示既定产出水平下某一投入指标相当于其在有效前沿面上投影的冗余量,而产出指标的松弛量表示某产出指标相对其在有效前沿面上投影的不足量。如在投入指标上,金属制品业在R&D人员全时当量冗余了1621.018,R&D经费冗余了170085.429。交通运输设备制造业在R&D经费冗余了468308.954,在开发新产品经费冗余了408411.546。在产出指标上,专用设备制造业在新产品开发项目数上离目标值还差87.759,在新产品销售收入上离目标值还差3558033.653,在新产品出口收入上离目标值还差3015147.663。由此可知,这些不为0的松弛量或者冗余量给出了具体的调整方向。从表4中可以看出,DEA有效的产业为通用设备制造业,电气机械和器材制造业,电子通信设备制造业,仪器仪表、办公用设备制造业。其纯技术效率值和纯规模效率值都为1,这表明这4个产业与其他产业相比,装备制造业中大中型企业的技术创新投入和产出具有相对最优性,投入资源的组合结构相对合理,不存在投入冗余和产出不足,规模效益处于最佳状态,即同时满足技术有效和规模有效。另外三个综合效率值θ不为1的产业DEA无效。影响DEA无效的因素各不相同。具体来看,金属制品业和交通运输设备制造业,其纯技术效率值都等于1,但纯规模效率S<1,因此,这两个产业规模尚未达到最佳,从而造成这两个产业综合技术效率值小于1,即DEA无效。说明这两个产业要从规模大小的角度来对研发投入和产出进行调整,由此可以提高资源的利用率。从规模效益角度来看,它们都处于规模递增阶段,因此还可以增加投入以达到目标产值。而专用设备制造业的纯技术效率值和纯规模效率值都小于1,说明该产业无论从技术角度来看还是从规模角度来看,都未达到最优状态,而且其规模效益处于递减阶段。说明投入存在冗余,所以应该减少资源投入,以提高投入产出效率,主要对产出中低的效率环节进行相应的调整,找出投入的合理比例。四个产业DEA有效,表明这些产业中的大中型企业已经调整了无效环节,有效地利用了资源,使得技术创新投入产出达到有效。 3.结论及建议 本文从CCR模型和BCC模型分析了2012年我国七大装备制造业中大中型企业的效率。发现七大装备制造业的技术创新效率各不相同。其中,通用设备制造业,电气机械和器材制造业,电子通信设备制造业,仪器仪表、办公用设备制造业达到了综合效率最佳,应予以保持。金属制品业、交通运输设备制造业、专用设备制造业尚未达到DEA有效。金属制品业和交通运输设备制造业应该增加研发投入,扩大规模,同时加强企业间的产学研合作,共享创新资源,形成创新网络,合理配置创新资源,共担研发风险,提高行业整体技术创新效率,进而达到DEA有效。专用设备制造业应该减少研发资源投入,适当缩小规模,让研发人员和研发资金处在合理的比例水平上,从而达到资源的优化配置,进而达到DEA有效。此外,中国装备制造业的大部分企业是国家投资兴建并资助,尤其是一些军工企业,有很好的技术基础。在市场经济条件下,可适当将一些军用技术改造成民用技术,提高其普适性与经济性。同时要加大科研技术的投入,注重客户与市场的需求,有针对性地研发新产品和新技术,从而提高我国装备制造业的技术创新效率。 作者:梁合 雷社平 单位:西北工业大学人文与经法学院 制造技术论文:锅炉压力容器制造自动化技术论文 1膜式壁焊机 我国的工业发展比较迅速,伴随着工业的发展,焊接技术也表现出了时代性的特征。由于人口的增加和社会需求的增加,锅炉压力容器的制造水平也获得提升。在焊接自动化技术的应用中,具有代表性的一种叫做膜式壁焊机。该设备主要有气体保护焊和埋弧焊两种工艺。在起初的阶段,我国由于技术不纯熟,因此依赖于进口。后续的研究成功后,便开始应用自己生产的设备。从现有的应用来看,哈尔滨锅炉厂、东方锅炉厂等,主要是运用膜式壁焊机中的气体保护焊;而上海锅炉厂、武汉锅炉厂等主要运用埋弧焊工艺。气体保护焊属于比较简单的焊接自动化工艺,现有的应用范围不是很大,但其稳定性和安全性较高,因此北方运用较多。埋弧焊属于高端一些的焊接自动化技术,同时效率较高,但由于在自动化方面融入的元素不是很多,因此需要在一定程度上增加人工操作,日后的提升空间较大。 2直管接长焊机 锅炉压力容器所要承受的压力是非常大的,仅仅凭借膜式壁焊机,并不能长久的满足要求。为此,技术人员通过长期的调查和研究,制定了全新的焊接自动化技术——直管接长焊机。该焊机的优势在于,其拥有的自动化程度较高,能够满足日常焊接中的较多工作,即便是应对一些技术性较强的焊接,也没有表现出较多的问题,总体上的满意度较高。比如说武汉锅炉厂就与美国的阿尔斯通展开了合作,引进了管子预处理线,该线包括管子定长切断、管端数控倒角机、管端内外磨光机、管内清理机等先进的设备和装置,采用了PLC自动化控制技术,实现了自动化生产。在所有的设备当中,管端数控倒角机是一个非常重要的设备,这一设备利用旋转及轴向进刀的过程中,可以根据管子的规格及要求编制相应的切削程序,快速、标准、优质的切割出各种坡口。由此可见,直管接长焊接的功能性较多,日后可以在锅炉压力容器制造中推广应用。 3马鞍形焊机 锅炉压力容器在现阶段的应用中,常常是为了满足一些特殊要求而设定的,为此,仅凭上述的两项技术,依然没有完全的满足需求。经过探究,技术人员还研制出了一种名为马鞍形焊机的设备。该设备能够应对较多的特殊形状或者是特殊功能的锅炉压力容器。第一,该焊接技术,利用数控技术建立数学模型,保证设备的形状和具体功能不会发生偏差。第二,主管与焊枪的同步运用,使得焊接的效率和质量稳步提升,并且有效的解决了两直径相近的相关结构焊接质量问题,总体上的焊接效果比较理想。在今后的工作中,可将上述的三种焊接技术,广泛应用与锅炉压力容器制造中,并深入研究,健全技术体系和应用方式,创造更多的效益。 4结语 本文对锅炉压力容器制造中焊接自动化技术的应用展开讨论,从目前的情况来看,焊接自动化技术变得更加多元化,且每一种技术都有自己的专属服务领域,告别了过去的恶性循环,工作水平有了很大提升。在今后的工作中,可对锅炉压力容器与焊接自动化技术进行深入研究,创新焊接自动化技术,提高生产效率和生产质量,满足社会的更多需求。 作者:柏晶晶 单位:江苏省特种设备安全监督检验研究院扬州分院 制造技术论文:机械制造中的数控技术论文 一、基于我国目前机械制造行业的现状进行分析 机械制造是直观来讲通过机械来制造成品,通过对原材料实施加工、包装处理、冷热处理、检验产品以及实施运输的整个过程。而且从我国这方面技术水平发展的实际情况来看,在企业规模与生产实力发展水平方面还处于世界先进前列,但是我们现在所制造出来的机械成品大部分都是技术含量不够高,属于中档与抵挡行列的机械成品,至于在知识产权品牌这个方面更显得比较落后,而且从目前发展的情况来看比较滞后。 目前我国机械制造行业有一个比较严重的问题:我国的机械制造产品针对外国的技术在需求方面比较高。例如:大部分消费者购买了国产机械产品过后,会发现虽然是国内机械产品,但是很多关键部位却需要国外的机械技术才能加以完成,这样的问题长时间以来就会让国内的消费者产生一种比较“畸形”的消费观念:会非常肯定的认为进口机械产品的质量一定好于国内机械产品的质量。因此,我国机械制造行业必须面对这些问题,面临这样重大的挑战,需要更加重视机械产品的生产能力与生产质量,逐步提升机械制造过程中的科技含量。从而在未来的时间,从质量方面来改善人们对于国产机械产品的偏激认识,不断增强国内机械制造行业的竞争势力,才能更好的立足于现代市场竞争的环境之中。 二、机械制造自动化 利用主控器来输入相关的数据与编码,从而来对机械进行操作来代替一些人工无法实现的速度,无法实现的制造精度,无法适应的复杂等等过程。将机械制造产品的达标率提高,在一定程度上降低了工作的难度,缩短了生产时间,是目前现代化工业生产的基本要求。 针对目前我国机械产业所存在的问题,若要改变现状,提升自身生产实力,最大限度的保障产品质量,将生产成本逐渐降低,对机械制造现代化技术的实现是我国机械制造行业的必然趋势。只有将机械自动化实现,才能真正提升自身的生产水平,才能顺应市场的需求,才能适应时代的发展。而且目前自动化极限的实现是数控技术的应用,也是推动传统机械制造产业向现代化机械制造产业过渡。 三、数控技术的分析 1.工业生产中的数控技术。在实际生产的操作过程中,需要先设计相关的程序编号,然后将这些程序编码输入到计算机中去,让计算机来进行自动控制的生产代替制造操作方面的动作。在实际的生产过程中,同时计算机也会检测到是否可能出现生产故障或者系统错误,然后制定出及时的改善措施,确保生产稳定进行。数控实际操作的过程中,也需要人工担任监督工作,从而不仅能更好的保障生产过程稳定而安全的运行,而且能提升生产效率,在出现突发情况的同时,还能及时的采取保护措施。因此,工业生产中融入数控技术不仅能更好的改善生产条件与环境,将工业生产行业所隐含的危险系数降低,还能节省更多的劳动力,缩减开支,提高产品生产效率,更好的保障了产品的质量。因为产品在生产的过程中是通过计算机进行控制操作的,所以众多产品之间不会出现传统工艺中较大差异的问题。 2.煤矿机械中的数控技术。我国煤矿行业具有一定的利润优势,采煤机械在这个因素的推动下得到了高速的发展,而且基于开采煤矿的环境存在一定的差异性,因此,机械的种类与先进设备在开发的过程中也不相同。通常一般的机械在进行生产的时候都是按小批量来的。由于开采机械的机壳是通过焊件的使用才制造毛培的。传统加工方式对于单件下料这个问题来讲是比较难的。利用数控技术进行控制切割,不仅能更好的完成采煤机械的叶片、滚筒等方面的处理工作,突破了传统的仿形法,让整个生产过程得到了优化。由此可见,在数控技术在采煤机械中使用的优势在于:利用数控技术制造采煤机械有助于将切割速度最大限度的提升,让锋利的叶片在等同的时间内,实现更多的采集目标。特别是实际操作过程中也突破传统的机械操作模式,大大降低了采煤行业的危险系数,促进了生产效率的提升。 3.汽车工业中的数控技术。随着社会经济的高速发展,汽车行业也得到了前所未有的发展,同时也注定了在汽车制造行业中,汽车部件装置的加工技术需要不断的改善来适应。在汽车行业中使用数控技术,不仅促进了复杂部件制造效率的提升,而且提升了我国汽车行业在国际竞争环境中的实力。最近几十年,汽车行业的发展突飞猛进,数控技术的诞生,提升了复杂零件制造的效率与质量。经过一系列的整合可以告诉我们通过加强柔性生产,不仅能让汽车品种多元化,而且能高效生产中低批量的汽车,更好的满足现代社会的不断需求。同时,现代化汽车工业中必不可少的重要技术是将虚拟制造技术、柔性制造技术、集成制造技术,将这些技术运用到汽车工业中才能使其行业得到质的突破。 4.机床设备中的数控技术。机械制造过程中,特别是21世纪现代界限制造行业中,机械设备才是基础,只有配置了控制能力较强的机床设备才能推动企业现代化的发展。数控技术的出现使其机床设备得到更好的发展,利用数控技术加强对机床加工进行控制,这类我们称之为数控机床数。整个过程中,数控单元非常重要,它是数控机床的大脑,控机床的实际操作过程与监控都在这个单元中来实施完成的。自动化的机床是配置了程序控制系统自动化的,利用该控制系统能够更加逻辑地将控制编码或者其他相关指令所制定的程序进行处理,而且能进一步实现译码,从而实现让机床动作数控折弯机并加工零件的目的。不仅在精度提高、加工质量、降低劳动力方面取得一定的成效,而且针对较为复杂零件处理方面也具有一定的优势,超越了传统机床操作模式。 总之,时代在变迁,科技在进步,产品竞争也越来越激烈,数控技术作为现代化科学技术,应用到机械制造行业中的是必然的趋势,并且逐步会转向为工业。数控技术是我们需要长期坚持的战略目标,并且要高度重视,从而才能更好的保障我国机械制造行业在国际中的优势。数控技术需要我们不断创新,从而为机械制造行业带来更多的发展空间与机遇。 制造技术论文:机械制造数控技术论文 1目前我国机械制造行业的现状 所谓机械制造就是机械产品,宏观上包括各种动力机械设备的制造(如农业机械、纺织机床、运输机械等等),微观上是指从原料的加工处理、检测、包装以及运输的整个过程。机械制造业的发展水平是衡量国家工业化发展程度的标志之一,为国民经济提供了技术动力支持。目前我国机械制造企业的生产实力、发展规模等等都处于世界先进行列,但是我国的机械产品技术含量较低、质量不符合国际标准,大部分高精度机床的性能还不能满足要求,产品的技术水平和质量保证都远远落后于世界标准,技术管理落后、工艺落后,研制出来的产品不能满足客户的需求,更不能迅速转变成商品,严重制约了我国机械产品的发展。现阶段,美国数控技术在机械制造企业实现了“三个三”模式,即三个星期的设计周期,三个星期的试制周期,三年的无故障运行。而我国数控技术在机械制造企业的应用与美国相差甚远,机械产品质量更是不可同日而语。我国机械产业对国外技术的依赖较大,大部分机械产品的关键部件来自于国外,所以逐渐形成了“崇洋媚外”的观念,不论什么东西,只要打上国外的标签,就能有市场。为了提升我国机械产品的竞争力,机械工业部门提出了“加强工艺管理、严格工艺纪律,提升工艺水平,全面推行质量管理”作为工艺工作的指导方针。在国民经济的发展过程中,机械制造行业起着举足轻重的作用,提升机械产品的技术含量,减少对国外技术的依赖,对提升我国在国际竞争中的地位有不容忽视的作用。总之,数控技术在机械制造的应用,给制造行业带来了巨大的变革,同时也带来了机遇与挑战,所以我们应不断提升数控技术,更好的应用到机械制造行业中,提高竞国际争力。 2数控技术的特点 数控技术(NumericalControl),即采用电脑程序控制机器的方法,按工作人员事先编好的程式对机械零件进行加工的过程,简单地说就是用数字化信号对设备运行过程等进行控制的一种先进的自动化技术,是典型的机械与电子计算机相结合的机电一体化科技。从诞生之初到现在,经历了电子数控技术、晶体管数控技术、中小规模IC数控技术、小型计算机数控技术以及微处理器数控技术五个阶段。数控技术在我国开发应用是从1958年开始,改革开放之后,数控技术在机械制造行业的应用才逐渐步入正轨,主要模式是引进国外的先进数控技术,通过消化吸收后,投入生产,总的来说,我国数控技术在制造行业的应用有了质的飞跃,许多机械制造企业从传统产品转变为数控化产品,促进了经济的发展。现阶段,由于数控技术是一种采用计算机数字实现数字程序控制的技术,所以数控技术也可以成为计算机数控技术。电子计算机数控技术采用软件模块化的体系结构,使输入数据的存储、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能得以实现,使计算机按事先存储的控制程序来执行对设备的控制功能,显示了数控技术优良的性能,具有较高的性价比(。图一为完整的数控工作示意图)总的来说,数控技术的进步与发展与计算机的发展息息相关,在数控技术的发展过程中起着基础性作用,当然数控技术的发展也离不开各种辅助技术的进步,比如说传感检测技术、光电技术、机械制造术以及通讯技术等。数控技术是实现机械制造自动化过程的基础,是现今集成制造系统的重要组成部分,在美国、日本和德国等发达国家,将数控技术应用到机床改造与生产线量产上,境地了机械制造企业的生产成本,并有效地将机械设备的功能、效率以及产品质量提升到新的高度,使传统的机械制造业发生了极其深刻的变化。 3数控技术在机械制造中的具体应用 随着信息技术、网络技术以及自动化技术的不断发展,数控技术与机械制造行业的结合越来越有效,通过计算机操作平台可以全面掌控生产产品的各项指标与基本参数,并为新产品的研发与现有产品的性能完善提供技术支持,数控技术与机械制造行业的融合,拓宽了机械制造业的范围,带动了经济发展。数控技术的应用范围也较为广泛,以下为数控技术在机械制造行业的具体应用: 3.1数控技术在煤矿机械中的应用 我国国土面积较大,各种资源比较丰富,煤炭资源更是储量大,在我国的能源系统中占据重要地位,所以如何有效开发利用煤炭资源是我国煤机企业的主要任务。企业设备自动化程度是工业化水平的象征,在市场竞争较为激烈的大环境下,煤机企业不断提升劳动效率、降低生产成本才能处于不败之地,长久发展。根据煤矿企业的生产环境以及自身特点,不适合使用大型的机床设备,更不适合投入大量的资金购置设备,所以煤炭企业可以利用现有型号的加工机床,改装成加工精度等级较高,性能较好的设备,有效地开采、加工煤矿资源。当然煤机企业充分利用现有机床产品等设备资源,并不断改造提升机床的易操作性,提升其功能和精度,不断满足较高生产环境的设备要求,提升生产效率,最终实现投入少、效率高、设备应用率高的目的,不断促进煤炭企业的发展。 3.2数控技术在汽车工业中的应用 近年来,汽车行业的发展可以说是较为迅猛的,汽车制造、零部件加工等等都随之发展,数控技术的出现,对汽车制造业来说,是一项福利,加快了复杂零部件的制造,减少了人力,提升了效率。现阶段,汽车行业对零部件和车身的要求逐渐提高,为了满足生产需求以及市场需要,各种机械设备也不断朝着精密化、自动化的方向发展。例如激光数控检测技术的应用,激光检测技术具有精度高、适用性强、可靠性高等优点,比如,激光检测技术可以应用到测量尺寸上,用激光对汽车的曲轴、凸轮轴、阀座等零件的直线度、长度、垂直度、密度等测量,所有尺寸的分辨率可达1μm,重复精度0.2μm,精确性非常高(。图二为汽车工业中采用激光技术加工的部分零件表)数控技术应用到汽车工业上,可以提高产品生产效率及产品质量。例如美国Ford汽车公司和Ingersoll机床公司合作研制成HVM800型卧式加工设备,并采用高速电主轴和直线电机,主轴最高转速为24000r/min,工作台最大进给达7612m/min,可以理解为不到1s工作台可行程1m,瞬间完成一个工作行程。在汽车工业的今后发展过程中离不开数控技术,二者的结合会越来越融洽。 3.3数控技术在工业生产中的有效运用 在工业生产的范畴中,机械设备是基础,主要由控制系统、驱动系统及执行系统构成。在现代工业在生产中,有些生产环境较为恶劣,人工操作难度大,也不能满足生产要求,造成人力资源浪费,甚至会发生工伤安全事故等等,所以应引进先进的生产技术实现自动化生产。数控技术在工业上的应用,有效地改善了这些情况,生产效率得到了提升,工作人员的人身安全也得到了保障。除此之外,数控技术也具有监管功能,在实际生产过程中,一旦发现操作错误,信息就会立刻经过传感器输送到控制单元,对错误操作进行提示,并采用一定的措施进行保护,从而实现正常化生产。 3.4数控技术在机械设备上的有效运用 在机械制造行业中先进的设备居于核心地位,机械设备是机械制造的重要组成部分,是机械制造的灵魂,在机械生产领域的地位是无可替代的,数控技术的发现应用,使得机械制造行业实现了数字化及自动化发展,实现了机电一体化。面对现代机电一体化的要求,机械制造业必须具有具备控制能力的数控机床设备。在机床上运用数控技术,主要依靠代码,其可以将产品生产的各类数据储存在介质中,之后发出指令,传达到控制系统,最终实现对整个机床生产的控制,是电脑机械相结合的产物,通过软件设置来控制主轴速度变化、选择刀具、启动冷却泵等各种繁杂的操作。数控技术在在机械设备上的应用,促进了各个行业的发展,提升了生产效率,实现了批量化生产,在经济发展中也起到了推动作用。(图三为激光检测系统原理结构图)(图三激光检测系统原理结构图) 4数控技术在机械制造中的应用的发展前景 数控技术的优越性能在机械制造领域很好的发挥出来,无论是最开始的封闭式技术,还是现代的开放式计算机数控技术,数控技术很好的发挥了他的优越性能。在以后的发展过程中,数控技术也将逐步提高其自动化和智能化的性能,更好的提升工作效率,适应市场需求。数控技术在机械制造中发展应用前期,我们并没有注重专业化需求,无论从技术上、管理上、人才选取上我们都应专业化,最终实现产品专业化的目的。提升我国制造装备行业的综合竞争能力,实现机械设备产业化发展,满足国家的战略需求,促进国民经济发展,实现制造行业飞速发展,不断提高我国的工业发展实力。 5结束语 随着科学技术的不断发展,机械制造行业对数控技术的要求也越来越严格,数控技术的应用的有效管理也是机械制造产品质量的保障,所以我们应充分重视数控技术在机械制造企业中的应用及发展问题,更好的解决现阶段数控技术在机械制造企业中技术关卡,保证数控技术在机械制造行业的快速稳定发展,生产出更好的产品,为人类提供服务。现阶段,我国的经济发展正处在一个关键阶段,在世界经济一体化的大潮下,我国的机械制造企业还需不断提高数控技术应用的有效性,将制造技术与世界接轨,最大限度的缩小与发达国家的差距,注重技术的创新,为我国的机械制造企业提供技术支持,更好的发展壮大。 作者:李军 魏星 陈韬 单位:昆明冶金高等专科学校 制造技术论文:机械制造中自动化技术论文 一、自动化技术在机械制造中的实际应用 1.智能化应用在机械制造中,系统工程技术、人工智能技术、机械制造技术以及自动化技术相互融合,进而催生出了一种新的、综合性强的应用技术——智能化技术。智能化应用实现了人机一体化,能够对生产过程中的各工艺环节进行智能化推理、分析、判断、决策。所以,机械制造技术和人工智能技术相互结合从而形成了智能机械制造技术,它在机械制造系统中加入了人工智能因素,能够模拟出专家活动,对机械制造过程进行实时的自动化监测,及时发现和处理各种问题。除此之外,随着智能化应用的广泛应用,机械制造企业能够依据外部条件的变化,及时调整自身参数,从而适应市场需求,有效提升机械产品质量。 2.虚拟化的应用在机械制造企业利用仿真技术、建立系统模型,能实现自动化技术的虚拟化应用。虚拟化应用综合了信息技术、人工智能、多媒体技术、并行工程、现代机械制造工艺以及计算机图形学的综合利用,是一项系统性技术。在信息技术和计算机仿真技术的共同支撑下,机械制造企业能对生产过程进行模拟和仿真,从而发现其存在的各种问题,切实降低企业生产成本,缩短产品开发周期,确保产品质量,提升机械产品的市场占有额。 二、自动化技术在我国机械制造中的发展前景 我国的经济发展水平以及民族的崛起,在很大程度上受机械制造行业的影响。长期以来,我国自动化水平偏低,所以企业都在寻求快速发展之路,但是要提高我国的自动化水平,必须循序渐进,有计划、有步骤的开展。在发展过程中,我们不能不加选择的照搬国外自动化技术,而要从我国具体国情出发,制定出长期有效的发展规划,逐步提升我国机械制造行业的自动化水平。相较于西方发达国家,我国机械制造业的自动化技术尚处于起步阶段,自动化水平较低,但是随着我国科学技术水平的不断发展和进步,我国自动化技术将会越来越多的应用到机械制造领域。机械制造企业要取得长远发展和进步,就要始终坚持国家的政策导向,时刻以推动国民经济发展为导向,顺应企业发展形势,坚持实事求是,引进并借鉴外国先进技术,为我国机械自动化技术的健康、稳定发展奠定基础,不断提高机械制造领域的经济效益,加快实现机械自动化的伟大目标,提升我国机械自动化技术在国际市场上的竞争力。 三、结语 总而言之,随着科学技术的不断发展,我国的自动化技术也将取得跨越式发展,这将在很大程度上提升我国的机械自动化水平。所以,我们要坚持与时俱进,加强与国际社会的交流与合作,引进外国先进技术,树立持续开发的发展理念,为我国机械自动化技术的发展奠定坚实的基础,提升机械制造行业的经济效益,推动机械制造行业的可持续发展和进步。 作者:冀阳阳单位:嘉兴学院机电工程学院 制造技术论文:绿色制造技术加工工艺论文 1机械加工中的环境影响分析 机械加工中对环境的影响主要体现在以下两个方面:一是废弃物对环境的影响。废弃物对环境的影响主要有:固体废弃物对当地环境的影响,机械加工过程中会产生大量的边角余料,而这些边角余料的摆放等有可能会破坏当地土壤的成分,造成土壤重金属超标;废液对生态环境的影响。在机械加工中所产生的废液如果处理不善不仅会给环境造成影响,还会对人体的健康形成威胁。二是噪音对环境的影响。机械加工过程中会产生大量的噪音,如果不能很好地控制噪音就会对人体产生严重的危害:干扰人们的正常生活、损害人的听觉系统等。在机械加工过程中噪音主要来源于机床设备的噪音。机床在加工工艺时因为传动齿轮、传动皮带以及轴承的不断工作而产生各种噪音,噪音的产生是机械加工过程中显著的特性;机械加工过程中也会产生噪音。机械加工过程中也会因为对原材料的切割、钻孔等工序而产生噪音,这种噪音大小与机械加工材料有直接的关系。 2绿色制造技术的优化 基于机械加工过程中对能源消耗和环境的影响,应该大力发展绿色制造技术,通过绿色制造技术改善机械加工过程中所出现的各种问题: 2.1优化绿色制造技术工艺参数。工艺参数优化是绿色制造工艺过程规划的关键技术,通过对零件加工工艺参数的优化,可以实现物料消耗最低化的目的,基于在机械加工中工艺参数对机械加工产品的质量、消耗以及噪音等方面的影响,绿色制造技术选择的工艺参数要综合考虑这些因素,并且要通过对多种参数方案进行对比、评价,选出最优化的加工工艺参数,实现机械加工的低物料消耗。 2.2绿色制造工艺路线的优化。工艺路线是机械加工环节中的重要步骤,合理的工艺路线不仅能够大大提高机械产品的生产效率,提高产品质量,还可以实现绿色生产的要求,通过优化工艺路线可以降低一些不必要的机械加工,有效地降低了能源的消耗和对环境的污染。比如在机械加工中采取少无切削生产工艺的精锻、精冲等近似成型的工艺不仅能够提高原材料的使用效益,还能降低污染物的排放,并且通过简化生产流程,降低了设备与能源的消耗。 2.3采取多工件多机床节能型调度优化技术。机械加工实现绿色制造,从根本角度讲需要改善零件加工过程的机床设备:一是要改进机床加工技术,提高机床加工设备与环境的相适应程度,满足机床加工与环境和谐发展的要求;二是要优化配置机床设备,通过采取合理的组合方式降低无功率生产,实现加工过程的绿色性目的。比如在生产过程中,有的机床加工过程会产生大量的无功率作业,造成机械设备的消耗。因此通过采取多工件多机床节能型调度优化技术,通过对工件和机床的合理调度实现总体能量消耗的降低。 2.4加强机械加工绿色制造的评价。机械加工绿色制造的关键就是实现经济效益与生态效益的最大化,而评价绿色制造技术效果的标准就是根据机械加工绿色制造评价指标体系,重点对加工时间、加工质量、加工成本、资源利用率以及环境影响进行分析与评价。 3结束语 总之,通过对机械制造过程中对能源消耗和环境的影响分析,制定出机械加工的绿色技术实施方案,通过绿色制造技术能够大大提高原材料的利用率和减少废弃物的产生。 作者:曹小强单位:五家渠职业技术学校 制造技术论文:基于虚拟制造技术的机械制造论文 1虚拟制造技术课程的教学改革和成形磨齿实验台的应用 为了便于学生更好地认识和理解虚拟制造技术,课程教学中必须结合实践教学。因此结合学校的成形磨齿机床进行教学,向学生讲解磨齿机的工作性能和用途,齿轮的磨削加工方法,以及成形磨齿法和展成磨齿法的区别,大大加深了学生对该门课程内容的理解。在实践教学中,让学生根据设计任务书自己操作成形磨齿实验台,对齿轮进行磨削加工,学生能直观地观察到整个过程,加工过程中出现的任何问题,都能便利地随时进行观察检测,从现场的上课情况看出,这个过程加深了学生对生产过程和制造系统的认识和理解,有利于对其进行理论升华,更好地指导实际生产。使学生对磨齿机的相关知识有一定的了解,对学生以后的专业课学习以及金工实习打下坚实的基础。 在课程中,应用虚拟制造技术用软件进行高阶复杂修形齿面计算、砂轮截形优化、三维磨削过程可视化、基于KBE技术的齿轮工艺参数智能化管理等技术难题,并在齿轮动态性能预测及噪声控制软件部分实现技术突破,软件可实现齿轮噪音对比预测,并能优化齿轮参数,从而达到降低齿轮运行时振动噪声的目的,此技术大大缩短了齿轮加工工艺调整周期,并具有较好的可视化功能,得到了用户一致青睐。通过此教学过程,拓宽了学生的视野,学习到了更多的虚拟制造技术的知识。 为了改善传统的教学方法,我们在课程中采用了启发式教学、互动式教学。启发式教学就是通过在教材的重点、难点、疑点处创设一种问题情境,以引起学生的兴趣和注意,并作适当启发,培养学生的创新思维,鼓励学生主动地、独立地分析问题和解决问题。在成形磨齿实践教学中,通过学生学过的知识进行引导,比如从学习过的车床、铣床等切入,进行类比讲解,使没有接触过磨齿机的学生对此有一定的了解,介绍磨齿机发展史中的一些实例,让学生了解到相关知识背景,启发学生的兴趣,激发了学生的求知欲。在互动式教学中,老师提出问题,然后把班级同学分成几组,先由小组进行讨论和查阅资料,然后再进行汇报,这样可以开阔学生的思路,有助于学生自己解决问题,学生能更多参与课堂教学中,有利于学生潜能的开发,综合素质的提高和创新能力的培养。 2总结 从学生在课堂上的表现来看,通过对虚拟制造技术课程的教学改革,采用了启发式教学、互动式教学,并结合成形磨齿实验台进行实践教学,收到了很好的教学效果,活跃了课堂气氛,调动了学生学习的积极性,增强了学生的动手实践能力,加深了学生对虚拟制造技术知识的理解、掌握和应用,对培养和提高学生的创新思维、创新能力以及动手能力起到了很好的推动作用,为后续课程的学习和从事生产技术工作打好基础。 作者:汪中厚周晓玲马雅鹤单位:上海理工大学 制造技术论文:汽车制造技术多媒体教学论文 1.课前教案制作时容易出现的问题及解决思路 1.1图片多,无层次课本上有很多图形,这些图形是黑色白描画,不够生动,也不够形象,没有层次,学生对此没有兴趣,讲解也难以生动,应在电子教案中增加多媒体素材。例如讲解到汽车零件的加工方法,里面有很多加工机床和车刀的图形,在课件中增加了很多车床、铣床的实物彩色照片,并针对性地讲解。本校有一些普通车床和铣床,学生较容易理解,可以增加一些其它型号的车床供学生比较学习,同时采用多角度的实物照片就易于学生学习其结构并理解其工作原理。这样能更透彻地了解机床的加工原理和加工过程,更加便于学生理解汽车零件的制造过程。 1.2显示多,无区分图形上的动画,一个图形整体出现,讲解其组成和结构时,仅用鼠标控制指针来指明区域不足以说明清楚,不利于学生的理解接受。想要区分出各个不同的区域,可以用不同的色彩来表示不同区域。有时仅要划分不同部分又要依然能清晰看出其内部的组成,这时可以将色彩在设计中调节成半透明的,这样即成显现出色彩又不会遮盖其它信息。例如讲解夹具的组成时,可用半透明的彩色区域标志出定位元件、夹紧元件,即不遮盖住夹具的结构组成,又能清晰区分出不同的组件。 1.3程序多,无步骤多媒体教学时板面大,计算过程如果全部显示,步骤不清,学生不易掌握计算过程,通常学生看懂了却又不知道如何下笔运算。应当计算一步,显示一步,并引导学生思考下一步,再继续讲解下一步,再依次显示出来。以尺寸链的计算为例,依次显示出基本尺寸、上下偏差的计算过程,计算过程采用动画的形式将计算过程按步骤一步一步体现出来,增加步骤和程序的清晰度,就像教师在黑板上一步一步板述。 2.课堂上教学过程中容易出现的问题及解决思路 2.1过度依赖多媒体教学课件多媒体教学课件内容形式多样,讲解详细,图文并茂,操作性强。教师过度依赖就表现为:在课堂上,教师手握鼠标,逐一“演示”课件内容。教师从以前的知识传播者变成了现在的计算机操作员,缺少与学生的交流。教师可以根据实际情况评价、肯定或部分肯定学生的回答,学生的主动性较高,成就感较强。以讲解汽车零件的加工工艺规程为例,里面包含零件从毛坯到成品的全部内容,为了体现每一次工序的内容,虽然采用多媒体动画技术将加工过程和加工表面按加工步骤一步一步体现出来,但在讲解中以提问为主,例如:加工中是如何安装工件?采用了何种刀具?加工精度是如何控制?这些问题引发了学生认真的思索,许多学生大胆回答,学生在自己的思考与回答中寻找答案,比直接提出加工工艺过程的效果更好。2.2内容讲解方式过于简单讲解相关知识点时,应将前后内容融会贯通,多媒体可以很好地实现各模块的链接,设置好链接内容,即可用控制键调出相关的知识点。以讲解各加工工艺为例,将机床与刀具的知识贯穿,同时结合具体加工过程,使得学生更容易将汽车制造技术的各类零件加工的知识点进行归类和总结。这样也就更利于学生具体分析一些刀具加工的工作原理,对新产品开发中制订工艺规程设计提供了一个可行的设计思考方向。第一课对学习兴趣的培养十分重要,不是只讲解教学安排和第一章的内容,可以播放宝马汽车的整个加工流程,有底盘和车身的组装,再到喷漆上蜡,仪表板和座椅等部件的安装,直至通过测试,完整地显示汽车组装加工过程。这样即增加了学生的学习兴趣,教学气氛热烈,又让学生直观地了解了汽车是如何制造出来的,对现今的汽车制造技术也有了直观的认识。 2.3在一定程度上削弱了学生的主观能动性多媒体课件在形式和内容上下了功夫,枯燥的文字与生动的画面相结合,意在激发学生的学习主动性。但教学又成了另一种意义上的满堂灌。教师无形中就把学生的思路限制在课件设定的固定框架内,学生缺少自主思考与学习,学生的主动性必然会受到不同程度的影响。在课堂教学中要多启发,多引导,多提问,多思考,让学生自己去发现问题、提出问题,让学生“动”起来。互动性活动较易组织,课堂气氛较为活跃,师生互动是互动教学理念中最重要的一个方面。教师将在学生自主学习、理解、钻研、观察时,积极地看,积极地听,设身处地地感受学生的所作所为、所思所想,考虑如何指导学生学习。 3.课后容易出现的问题及解决思路 3.1课后师生交流少下课后,学生和老师都急于进行下一节课,师生交流较少,对于学生的课堂学习效果,教师不能得到及时的反馈。教育实践证实,课后交流能让学生在课堂知识的基础上更上一个层次,这就要求教师和学生能够及时沟通,及时讨论。在课后的师生交流中,我们可以采用多种多样的形式.如辅导答疑、实践讨论、交流座谈、网上交谈等。这些互动都有助于多媒体课件不断完善,有助于教师更好的教,学生更好的学。 3.2作业形式单一通常课后作业形式过于单一,学生一味地抄写或计算,容易产生厌烦情绪,不利于学习积极性的培养。课后作业不仅仅是单一的书本作业,还可以有多种形式,例如推荐学生在课外参观汽车4S店或车展,对一些新车型和新技术去做一些调查和研究。在讲解汽车制造新技术的时候,就让学生自己上讲台展示并讲解自己制作的制造新技术的课件,很多同学都非常积极,他们觉得自己的成果不仅能让老师看到,还能与其他同学共享,效果非常好。从学生的展示中看出,很多同学事先都是作了充分的准备的,这无疑极大提升了学习的主动性与极积性。 4.结语 正确有效地应用多媒体技术,不仅使多媒体教学内容充实直观、重点突出,同时主次分明、层次清晰。在教学过程中充分利用多媒体高容量高效率,结合多媒体技术控制教学进程,使教学过程即做到严谨有序,又做到气氛热情活跃,较好地激发了学生的学习兴趣,教学效果也得到很大的提高,受到学生的普遍欢迎和好评。我们将进一步完善汽车制造技术课程的教学方法,为社会培养更多的能够适应时代高速发展的高素质创新型人才。 作者:旷英姬单位:九江学院机械与材料工程学院 制造技术论文:数控技术机械制造论文 1数控技术定义及其特征 数控技术是一种将计算机技术、通信技术、光机电技术以及传感监测技术等融为一体的通过数字命令信息指令对机械进行二次加工并控制的自动化技术,该技术由数字化信息设备以及控制运行设备组成,技术含量极高,在用于机械制造领域中能够大大提升生产效率,保证产品质量和精确度。数控技术的特征有以下三点:首先,数控技术可有效提高制造业的产品质量以及精确度,从而提高生产效率。例如,在机床夹具制造过程中利用数控技术,在同一时间内对多个夹具进行统一规格的加工,简化操作程序,缩短制造时间,从而提高了生产聊率,统一规格的加工操作,让机床夹具更符合标准,精确度更高。其次,提供简化工艺流程,减少投入。利用数控技术能够大大简化工艺数量和程序,以自动化的方式代替更多繁琐复杂的工艺,使生产更便利;第三,功能强大。数控技术不仅能提高生产效率,统一规格,提高精确度,还能改变生产参数,使其适用于更多规格不同、批次不同产品的要求。数控技术只需要通过电脑调整生产参数、规格就可以实现以上要求。 2数控技术在机械制造中的实际应用 2.1机床设备上的数控技术 机床设备是机械制造过程中的基础设备,绝大部分的操作程序都是在机床上面实现完成的。数控技术引入机床设备中将计算机技术以及互联网通信技术融合进机床设备中,控制生产过程中的每道工序的参数、时间、以及规格,做到统一规范化的操作,让机床设备在工作时更加稳定、安全和高效,同时完善机床的各类零部件开关控制,使操作开关系统、冷却泵系统等调节得更加精准、细致。 2.2工业生产中的数控技术 工业生产过程中的数控技术应用最为频繁,尤其是食品加工、药品加工以及印刷造纸等工业领域。数控技术的使用不仅可以有效降低工业生产中的材料损耗,提高工作环境的利用率,降低工业投入成本,将工业化生产由传统的、人工化、滞后化带入一个智能化、高效化的全新时代。比如某牛奶加工厂,从牛奶的提取、检测、加工、包装等一系列的过程中,采用数控技术,全程利用计算机控制牛奶加工生产的各个流程和环节,既保证了效率和质量,还能全程监控牛奶的生产加工包装过程,一旦发现不利因素,可及时采取应对措施解决问题,保证奶制品的安全可靠。 2.3航天器材上的数控技术 航空航天技术一直以来是属于高精密型的、技术含量超高的技术,而它所采用到的材料和零件都是经过特制而成的。以往没有出现数控技术之前,对于航天器材的制造尚处于较为粗浅的阶段,往往不能满足航空航天的高要求和高标准。当数控技术引入航天宇航工业中后,以精密的计算机技术以及超强的网络通信技术为支撑,力求将航天器材制作的更符合要求、更完美的程度,尤其是对航天器材的小部件的制作更是精益求精,坚持节约,反对能源浪费。 2.4汽车领域的数控技术 随着人们生活水平的不断提高,对生活质量的要求越来越高,汽车作为出行代步工具和显示人们财富地位的象征已经成为许多人拥有的物品之一,汽车需求量与日俱增,而由此引发的汽车行业的竞争愈演愈烈。汽车生产领域引入数控技术,可以有效提升构成汽车各个零部件的生产速率,加快汽车零部件的组装和后期测试的效率,加大汽车成品的生产量,提高汽车成品的质量,最终提高汽车从生产都投入销售过程中的经济效益。现阶段的汽车生产车间中,全部采用的是现代化、高科技的数控机床设备,生产流水线作业高效化、智能化,让汽车从零件的生产、组装到后期的试运行全程控制中,实现了高产能和高质量的要求。 2.5煤矿机械领域中的数控技术 众所周知,煤炭是人们生产和生活中必不可少的能源之一,而煤炭的开采以及运输属于一项高危险生产活动,必须要求参与者拥有较强的专业技术和高度工作警惕。采煤过程中最常使用到的就是采煤机,尤其采煤工作面的环境极为恶劣,地形地质条件复杂,通常意义上的采煤机只能完成小部分工作面的采煤工作量,无法对一整个矿料进行单独开采和整合,在这种恶劣的情况下难以正常工作并保证工作效率,倘若引入数控技术,即在采煤机添加了数控气割,利用焊接技术将采煤机功能扩展,解决传统采煤机程序单一、功能不全的缺陷,使其能在不同的采煤工作面正常快速的工作,不仅有效提升了采煤工作效率,缩短了煤炭采矿时间,还大大降低了采煤矿工的危险,值得在煤矿机械领域广泛推广。 3结论 现阶段,数控技术用于机械制造业越来越频繁,无论是在机床设备领域、工业生产领域还是汽车和航天器材领域,它的重要性显而易见。随着科学技术的不断进步,人们对数控技术的要求越来越高,因此,当我们重视数控技术在制造业中的实际应用的同时还要考虑到数控技术自身的进步和更新,弥补不足之处,才能有效解决机械制造行业中不断出现的新问题和新状况,以不断适应机械制造业生产和发展。笔者认为,今后数控技术在大家的认真、努力的研究下,尤其是对数控技术在机械制造业的应用领域的执着钻研之下,数控技术的应用价值将会得到极大的推广,为我国的机械制造业增添动力,为我国的社会主义经济的发展和进步发挥它无穷力量。 作者:廖述雨单位:湖南工贸技师学院
陶瓷材料论文:工业电子陶瓷材料的分类、应用及发展趋势 摘 要:本文针对工业用电子陶瓷材料的性能特点,研究了工业用电子陶瓷材料的应用领域,分析了工业用电子陶瓷材料的分类,并介绍了电子陶瓷产业加速研发新材料态势。同时,指出了工业用电子陶瓷技术的发展趋势。 关键词:电子陶瓷材料;分类;应用;发展趋势 1 前言 材料是人类生产和生活的物质基础,是人类进步与人类文明的标志。随着空间技术、光电技术、红外技术、传感技术、能源技术等新技术的出现、发展,要求材料必须具有耐高温、抗腐蚀、耐磨等优越的性能,才能在比较苛刻的环境中使用。传统材料难以满足目前的要求,因此,开发和有效利用高性能材料已经成为材料科学发展的必然趋势。 2 工业用电子陶瓷材料的分类 电子陶瓷按功能和用途可以分为五类:绝缘装置瓷、电容器瓷、铁电陶瓷、半导体陶瓷和离子陶瓷。绝缘装置瓷简称装置瓷,具有优良的电绝缘性能,用作电子设备和器件中的结构件、基片和外壳等的电子陶瓷。电子陶瓷按特性可分为高频和超高频绝缘陶瓷、高频高介陶瓷、压电陶瓷、半导体陶瓷、光电陶瓷、电阻陶瓷等。按应用范围可分为固定用陶瓷、电真空陶瓷、电容器陶瓷和电阻陶瓷。按微观结构可分多晶、单晶、多晶与玻璃相、单晶与玻璃相。 (1) 陶瓷基片材料 陶瓷基片材料在电子陶瓷中,占有最重要位置的是绝缘体。特别是高级集成电路用绝缘基片或封装材料,可以采用尺寸精度为微米或微米以下的高纯度致密氧化铝烧结体。高纯度致密氧化铝具有金属材料所不具备的绝缘性和高分子材料所不具备的导热性。 (2) 压电陶瓷 压电陶瓷由于是多晶材料,所以使用频率受到限制。压电元件可使电信号和机械信号相互转换。一定形状的压电陶瓷元件主要由PbTiO3-PbZrO3系烧结而制成,即使是烧结体,通过极化也可获得单晶所具有的压电性。压电元件的主要用途有火花塞和谐振器。谐振器起选择性通过特定频率电波滤器的作用,是电视(TV)、无线电等调谐电路不可缺少的元件。 (3)铁电陶瓷 铁电陶瓷以铁电性晶体为主晶相的电子陶瓷。已发现的铁电晶体不下千种,但作为铁电陶瓷主晶相的主要有钙钛矿或准钙钛矿型的铁电晶体或固溶体。在一定的温度范围内晶体中存在着可随外加电场而转变方向的自发极化,这就是晶体的铁电性。当温度超过某一临界值──居里温度TC时,其极化强度下降为零,晶体即失去铁电性,而成为一般的顺电晶体;与此同时,晶体发生铁电相到顺电相的相变。铁电体的极化强度还随电场而剧烈变化。 铁电陶瓷功能多、用途广,利用其压电特性可以制成压电器件,这是铁电陶瓷的主要应用,因而常把铁电陶瓷称为压电陶瓷。利用铁电陶瓷的热释电特性可以制成红外探测器件,在测温、控温、遥测、遥感以至生物、医学等领域均有重要应用价值。典型的热释电陶瓷有钛酸铅(PbTiO3)等。利用透明铁电陶瓷PLZT的强电光效应,可以制成激光调制器、光电显示器、光信息存储器、光开关、光电传感器、图像存储和显示器,以及激光等新型器件。 (4) 半导体陶瓷 在陶瓷中,半导体是很多的,除了元素半导体和化合物半导体外,很多种金属的氧化物也具有半导体性质,甚至还有有机高分子的半导体。而半导体陶瓷则是指采用陶瓷工艺成型的多晶陶瓷材料,它与单晶半导体不同,存在大量晶界,晶粒的半导体化也是在烧成工艺过程中完成的。因此,有丰富的材料微结构状态和多样的工艺条件,可以非常敏感的影响材料的性能,这为开辟陶瓷敏感材料的新领域提供了广阔的天地。电阻随温度而变化的性质,可用于非线性电阻。负温度系数非线性电阻随温度上升而电阻降低,具有一般的半导体特性。铁系金属的氧化物陶瓷,因为具有化学的和热的稳定性,所以可用于非线性电阻,在很宽的范围控制温度。与此相反,称为正温度系数热敏电阻(PTC热敏电阻)的元件,用的是半导体化的BaTiO3陶瓷。这种陶瓷因为在相变温度下电阻急剧增大,如果作为电阻加热元件而应用,则可在相变温度附近自动控温,是很方便的。 (5) 敏感性材料在陶瓷行业中的应用 1) 正温度系数热敏电阻材料(PTC) 这种材料的电阻和温度关系,在低于居里温度时呈现低阻抗,高于这一温度时则呈现高阻抗,电阻变化是在居里温度附近以陡变的方式实现的,组织变化的幅度可高达100~105倍。利用这种特性可以作为自控型发热元件,还可用做对特定温度敏感的元件,以及延时开关、过流保护、测温等方面的元件,因此PTC陶瓷应用领域十分广阔。PTC热敏陶瓷材料目前主要是钛酸钡,它的居里温度为120 ℃,通过添加锶、铅、锡、锆等氧化物可以大幅度改变其居里温度。 2) 负温度系数电阻器材料 除了PTC热敏电阻器外,另一类半导体热敏陶瓷就是负温度系数(NTC)热敏陶瓷电阻器,它的电阻对数值随温度升高而几乎呈线形降低。这类材料由锰、铜、铁、钴等金属的复杂氧化物组成,由于组织易于控制,随温度变化大,精度高,价格低,所以NTC热敏电阻器在民用电器、汽车、通讯等设备上用得较多。 3) 由金属氧化物组成的湿敏陶瓷 由金属氧化物组成湿敏陶瓷,如:SnO2、ZrO2基等。曾有人开发出使用钙钛矿型的陶瓷系列湿度传感器。该系列中的某一组成表现出很强的湿敏效应。湿敏的原理是基于半导体氧化物吸附水分后改变了表面导电性或电容性。湿度传感器在电子、食品、纺织工业及各种空调设备、集成电路内非破坏性湿度检测等场合应用十分广泛。 4) 压敏陶瓷 压敏陶瓷是一类应用极为广泛的敏感材料。利用材料的电流-电压非线性特性,可用于制成电压敏感器件,它的阻值不是恒定值,而是随电压增高到一定值时下降,所以也成为变阻器。这一特性特别适用于电子电路、电力系统及家电产品中的过压保护,发展前景很好。目前,氧化锌-氧化铋系材料的应用最为普遍。半导体陶瓷对环境气氛往往具有选择性的敏感特性。如氧化锡、氧化锌、氧化钛材料体系是若干碳氢化合物敏感元件氧化锆系材料是测氧分压最常用的敏感材料。其共同特征是通过有选择地吸附气体,使半导体的表面能态发生改变,从而引起电阻率的变化,确定某种未知气体及其浓度范围。 3 工业用电子陶瓷材料的应用领域 电子陶瓷是广泛用于制作电子功能元件的,多数以氧化物为主要成份的烧结体材料。电子陶瓷的制造工艺与传统的陶瓷工艺大致相同。利用陶瓷材料的高频或超高频和低频电气物理特性可制作各种不同形状的固定零件、陶瓷电容器、电真空陶瓷零件、碳膜电阻基体等等。 信息化是21世纪重要的时代特征,信息功能陶瓷材料已经成为现代电子信息技术的重要基石,在能源、家用电器、汽车等方面可以广泛应用,尤其在通信、广播、电视、雷达、仪器仪表等电子设备中是不可缺少的组成部分。另外,随着激光、计算、集成、光学等新技术的发展,电子陶瓷的用途更日益扩大。信息功能陶瓷以其高性能和应用的广泛性,日益成为许多新型电子元器件的重要关键基础材料,在国民经济和国防建设中占有十分重要的战略地位,目前应用最广的是电子信息领域。随着电子信息产品进一步向小型化、集成化、宽带化的方向发展,信息功能陶瓷的细晶化、电磁特性的高频化、低温共烧陶瓷技术等将成为发展新一代片式电子元器件的关键技术,导致一系列新型电子元件和模块的出现。信息功能陶瓷作为一大类对电、磁、光、声、热、力等信息具有检测、转换、存储、耦合和传输等功能的介质材料,广泛应用于电子信息、集成电路、计算机、自动控制、航空航天、海洋超声、通信技术、汽车和能源等近代高新技术领域。时下,压电陶瓷产品门类齐全,不仅广泛用于军事和工业领域,还渗透到了人们日常生活的每个角落,其应用领域较广。 (1) 超声换能器 近几年发展较快的有陶瓷谐振器、陶瓷滤波器,还有调谐音叉滤波器、机械滤波器、陶瓷鉴频器、陷波器和延迟线。其中,陶瓷谐振器、陶瓷滤波器产量已经占我国压电陶瓷产品的65%以上,相当引人注目。特别是陶瓷谐振器具有高稳定、无需调节、尺寸小和成本低等特点。典型的应用有:电视机、摄录像机、计算机、CD-ROM驱动器、汽车电器、VCD、电话机、复印机、语音合成器、遥控器和玩具等。压电超声换能器是发射和接收超声波的声学器件,在水和空气介质中广泛应用。在水声通信中起雷达的作用,被称为声呐,是各类舰船必不可少的重要传感器。在工业中,超声换能器已被用于超声清洗、超声精密加工、超声加湿、超声乳化、超声种子处理、超声探伤和超声诊断等。当今,压电超声换能器的另一广泛应用领域是遥测、遥控系统和报警系统。压电发声器的典型产品是压电蜂鸣器和压电送、受话器、手表、计算器、电子闹钟、小型警铃以及电话、手机的振铃都离不开蜂鸣器。计测和控制用压电器件主要有压力、加速度、角速度传感器以及超声测深、超声测厚、超声测流速、超声诊断等。 (2) 数字3C产品 近些年来,集计算机、通信等电子于一体的数字3C产品近年来得到了快速发展,3C融合产品已成为今后重要的发展方向。据预测,3C融合将创造出一个高达4000亿美元的产业。3C产业的高速发展,极大地推动着电子基础产品和元器件的同步协调发展,也对电子元器件的基础材料――信息功能陶瓷提出了严峻的挑战,同时也提供了良好的发展机遇。 (3) 电子信息产品 我国的电子信息产业,特别是一些附加价值高、技术含量高的新型电子信息产品和一些基础电子产品的生产水平与发达国家相比仍存在很大差距,不少高端产品在相当大的程度上被外资企业所控制。国外大公司,如:村田、松下、京都陶瓷、摩托罗拉等近年来长驱直入中国市场,目前已占据了国内片式元器件特别是高档片式元器件市场相当大的份额。我国信息产业正面临着产品升级换代的机遇和挑战。 4 电子陶瓷产业加速研发新材料 由于功能陶瓷材料近年来强大的市场需求和战略地位,世界各国对功能陶瓷的研究与开发都给予了足够的重视。美国、日本和西欧一些国家都将功能陶瓷作为关键技术,投入大量经费进行研究和开发。从总体上看,美、日在功能陶瓷的研究方面居领先地位。功能陶瓷电子元件发展的重要趋势是小型化、微型化、片式化、模块化和集成化。这些趋势向陶瓷材料科学和技术提出了一系列挑战。因此,围绕上述应用目标开展的功能陶瓷材料的研究及产业化目前十分活跃。 最近几年在科技人员和各企业的努力下,特别是在国家的重点扶持下,再加上外来资金的引入,中国功能陶瓷的基础研究得到加强,企业结构得到调整,企业规模不断扩大,从而使得中国的电子陶瓷市场不断发展壮大。目前,我国已经在功能陶瓷材料领域聚集了雄厚的队伍和积累,处于厚积薄发的阶段,产业发展势头很猛。在电子陶瓷及其片式电容、电感器、电阻器件、陶瓷基板、光导纤维及其陶瓷光线连接器、高温超导陶瓷纤维等应用技术和产业化方面进展都非常顺利。现在,我国已经能够生产大多数的电子陶瓷,像IC基板、瓷介电容、电阻、电感、磁性材料、蜂鸣器、滤波器等压电陶瓷无线电频率元件已能大量生产,并且还占有一定的国际市场。但大部分产品的利润并不很高,产品的技术含量和附加值都相对较低,而且目前世界上最先进的超高利润的电子陶瓷产品我们没有能够占领市场,许多电子整机中的电子陶瓷元件仍需大量进口,如手机中使用的片式压电陶瓷滤波器等,国内市场很大,但全靠进口。因此,提升产品的技术含量和附加值,加大产品的利润率是电子陶瓷发展的关键和目标。只有在这些方面做得好的企业,才有可能在将来的电子陶瓷市场中独领风骚。 功能陶瓷在小型化和便携式电子产品中占有十分重要的地位,随着世界范围经济结构的调整和转移,我国的功能陶瓷材料和元件的市场正在迅速增长。发达国家电子整机生产逐渐向中国转移,为我国功能陶瓷材料和相关电子元件产业的发展提供了前所未有的发展机遇。世界各国元器件生产企业都在电子陶瓷及其元器件的新产品、新技术、新工艺、新材料、新设备方面投入巨资进行研究开发。高投入的研发使得电子陶瓷及元器件成为一个创新活跃、竞争激烈的领域,每年都有大量新型功能陶瓷材料及元器件问世把握机遇,发展优势,提高我国信息功能陶瓷的产业技术水平和自主创新能力,对发展我国电子信息产业等许多高科技产业具有重要的战略意义。 陶瓷材料论文:陶瓷材料加工技术的研究现状 摘 要 陶瓷材料具有优良的理化性能,但属于典型的难加工材料,其加工技术已成为研究的热点。本文综合了近年来陶瓷材料的各种加工技术,为陶瓷材料加工技术的进一步研究提供参考依据。 关键词 脆性材料;工程陶瓷;陶瓷加工;特种加工 0引言 陶瓷材料具有良好的耐高温耐腐蚀性能、强度高、硬度高,是优良的高性能材料。随着陶瓷材料学的发展,其制备技术也越来越多,陶瓷材料的性能也逐步得到提高。陶瓷材料可以用到空间探测、航空航天等高技术领域中。 陶瓷材料的原子通过共价键、离子键结合,而金属材料通过金属键相结合,所以陶瓷材料与金属材料有完全不同的性质。陶瓷材料在常温下对剪切应力的变形阻力很大,且硬度很高。由于陶瓷晶体是由阳离子和阴离子以及它们之间的化学键组成的,化学键具有方向性、原子堆积密度低、原子间距大,使陶瓷显示出很大的脆性,加工产生的缺陷多,所以是典型的难加工材料。发展高效低成本的加工技术十分重要。 1陶瓷材料的车磨削加工技术 陶瓷材料的脆性极高,似乎很难将陶瓷与车削联系起来,但是陶瓷材料的压痕实验表明如果选用合适的金刚石刀具角度和切削参数仍然可以实现陶瓷材料的延性加工。相关的实验也表明采用超硬刀具材料都可以加工陶瓷材料。李湘钒超精密车削陶瓷材料的实验表明采用W-Co类硬质合金可以加工陶瓷零件。日本的原昭夫曾采用聚晶金刚石刀具车削Al2O3和Si3N4陶瓷。目前车削陶瓷材料主要选用金刚石刀具。在刃磨性能上单晶金刚石刀具优于聚晶金刚石刀具,它们都属于微量切削,去除率较低,加工质量和精度难以保证,还有待于进一步的研究。 磨削可以满足硬金属的加工要求,因而也可以成为陶瓷材料的主要加工方法,其精度和效率比较适中。磨削陶瓷材料一般选用金刚石砂轮,金刚石砂轮磨削材料时磨粒切人工件,磨粒切削刃前方的陶瓷表面材料受到挤压,当压力值超过陶瓷材料承受极限时被压溃,形成碎屑。同时磨粒切人工件时,由于压应力和摩擦热的作用,磨粒下方的材料会产生局部塑性流动,形成变形层,当磨粒切出时,由于应力的消失,引起变形层从工件上脱离形成切屑。从成屑机理上看陶瓷 材料的去除方式仍然是脆性的。磨削加工后的表面残留了大量的加工缺陷,因此深加工就成为必然的工序。为了降低深加工的成本,近年来提出了延性域磨削的概念。延性域磨削以提高磨削表面质量为主要目标,采用调整磨粒排布方式以及精密修整等技术来实现陶瓷材料的高效精密加工。陶瓷材料的磨削还存在砂轮磨损堵塞以及加工效率低等问题,这些问题有待于进一步的研究。 2陶瓷材料的特种加工技术 超声加工是在加工工具或被加工材料上施加超声波振动,在工具与工件之间加入液体磨料或糊状磨料,并以较小的压力使工具贴压在工件上。加工时,由于工具与工件之间存在超声振动,迫使工作液中悬浮的磨粒以很大的速度和加速度不断撞击、抛磨被加工表面,加上加工区域内的空化、超压效应,从而产生材料去除效果。超声加工比较适合陶瓷材料表面脆性的特点,这种方法加工的表面质量较好,容易实现加工自动化。其缺点是加工效率较低,工具寿命较低。 激光加工陶瓷材料,是利用能量密度极高的激光束照射到陶瓷材料表面上,光能被陶瓷表面吸收,光能部分转化为热能,使局部温度迅速升高产生熔化以至气化并形成凹坑。随着能量的继续吸收,凹坑中的蒸气迅速膨胀,把熔融物高速喷射出来,同时产生一个方向性很强的冲击波,这样材料就在高温、熔融、气化和冲击作用下被蚀除。激光加工高效环保,但光斑表面的温度梯度容易形成陶瓷材料表面的微裂纹,而且激光设备昂贵,使用成本较高。 电火花加工主要是通过电极间放电产生高温熔化和汽化蚀除材料。电火花加工适合于导电材料的加工。因为陶瓷材料是电绝缘体,所以必须采取特殊工艺。一种高压电火花加工方法是在尖电极与平电极间放入绝缘的陶瓷材料工件。两电极间加以直流或交流高电压,使尖电极附近的介质被击穿,发生辉光放电蚀除。另一种加工方法是在薄片陶瓷工件上压放一块薄金属网作为辅助电极,辅助电极和工具电极分别与脉冲电源的正负极相连,并放在油类工作液中,当脉冲电压施加到两极间,便在工具与辅助电极间产生火花放电;当电火花穿过工件上的辅助电极时,由于金属材料的气化喷射或溅射等作用使陶瓷零件表面导电,加工得以持续。还有一种加工方法是在陶瓷的表面涂覆导电材料进行电火花加工。电火花加工仍面临加工效率低、加工表面质量难以保证等问题,这些有待于进一步的研究。 3特种加工辅助车磨削技术 车磨削加工的效率相对较高,但其对工具的要求非常高,而且陶瓷材料的表面质量难以保证,对于成形陶瓷零件的加工也较难。为了提高陶瓷材料的加工精度以及加工范围,在车磨削加工中引入特种加工技术将会同时获得较高的加工效率和表面质量。 超声磨削加工,是在磨削加工的同时,对工具或工件施加超声频率振动,充分利用超声波的高频振动和空化作用去除材料,超声磨削加工方式较适用于陶瓷材料的加工,其加工效率随着材料脆性的增大而逐渐提高。超声磨削技术可以明显降低磨削温度、增加砂轮使用寿命、提高加工精度和表面质量。 激光辅助车削技术是将激光照射到刀具附近的陶瓷材料,在车削陶瓷材料的过程中,材料剪切区域因激光产生高温软化,减小了陶瓷材料的切削阻力,增加了陶瓷材料的加工延性,从而达到了陶瓷材料的高效延性加工。 在线电解磨削技术是将电解技术引入到磨削过程中,通过连续有限量的电解作用来蚀除砂轮表面的金属结合剂从而对砂轮进行修整以达到微粉磨粒不断出露的目的。在线电解技术是日本理化研究所研究的成果,加工陶瓷材料可以达到超精密加工的水平。 4结论 陶瓷材料在高技术领域中应用的广泛性促进了其加工技术的研究。陶瓷材料硬度高脆性大,采用传统的车磨削技术进行加工难度比较大,而特种加工技术效率低成本高,所以采用传统的车磨削技术与特种加工技术相结合的方法将是以后陶瓷加工技术研究的趋势。 陶瓷材料论文:口腔陶瓷材料与口腔金属材料摩擦性能比较及影响因素评价 【摘 要】 目的:对口腔陶瓷材料与口腔金属材料摩擦性能比较及影响因素评价进行分析。方法:资料随机选自2011年6月~2013年6月在我院进行口腔修复的患者94例,将患者按照随机数字表方法分为两组,每组47例,对照组给予陶瓷材料修复,研究组给予金属材料修复,分析患者的临床治疗效果、临床指标和不良反应情况。结果:经过不同的方案治疗后,两组患者的修复效果比较研究组优于对照组,比较差异具有统计学意义(P 【关键词】 口腔陶瓷材料;口腔金属材料;摩擦性能 牙齿若发生严重磨损,将会造成牙周组织、口颌肌肉组织、牙体组织损伤,因而需要及时进行口腔修复[1]。本文主要对口腔陶瓷材料与口腔金属材料的摩擦性能比较及影响因素评价进行分析。报告如下。 1 资料与方法 1.1 一般资料 资料随机选自2011年6月~2013年6月在我院进行口腔修复的患者94例,将患者按照随机数字表方法分为两组,每组47例。其中,对照组男女比例为24∶23;年龄19~56岁,平均年龄(37±17.26)岁。研究组男女比例为26∶21;年龄20~54岁,平均年龄(37±16.38)岁。所有患者的牙齿均曾出现大面积缺损,相关影像学检查结果显示其均不存在牙根、牙周松动、增宽变性等症状。两组患者的性别、年龄等一般资料无明显差异(P 0.05),具有可比性。 1.2 材料及设备 所有患者均选用口腔陶瓷材料与口腔金属材料。其中,口腔陶瓷材料选用的是釉质瓷,而金属材料选用的是合金类材料。选用的设备为铸造机、全瓷机、研磨仪、注塑机、激光点焊机、烤瓷炉、金沉积仪[2]。 1.3 修复方法 研究组患者长期用金属材料修复,对照组患者采用陶瓷材料修复。修复方法为:先搜集患者的病史,然后仔细检查口腔颌面的状况,做出初步的诊断。在复制患者口颌组织的形态模型时,应结合检查的结果,在模型上进行设计和诊断,并采用不同材料来制作修复体。在修复体达到相应的要求时,便可以在患者口腔内进行调试和安装,并指导患者定期复诊,以维护修复体[3]。 1.4 评价标准 所有患者修复3~9个月后,进行术后回访,根据评价指标统计数据。评价指标为:修复牙根纵裂;修复体变形;修复体脱落松动;修复牙齿破裂;其他包括牙周炎、出血、牙龈等。若出现以上一种情况,就可判定为修复失败。 1.5 观察标准 观察并统计两组患者的修复效果,随访3~9个月后,统计患者有无出现牙齿松动、脱落等情况。 1.6 统计学处理 所有数据均用SPSS 18.0软件包进行统计分析与处理,一般资料用均数±标准差表示(x±s),计量资料采用t检验,计数资料采用χ2检验,以P 2 结 果 3个月后,研究组患者的成功率为95.8%,失败率为4.2%;对照组患者的成功率为76.6%,失败率为23.4%。9个月后,研究组患者的成功率为87.2%,失败率为12.8%;对照组患者的成功率为68.1%,失败率为31.9%,研究组优于对照组,比较差异具统计学意义(P 表1 两组的临床治疗效果情况(n/%) 3 讨 论 目前,修复牙齿的材料主要有口腔树脂材料、口腔金属材料以及口腔陶瓷材料,不同的修复材料对牙齿产生的磨损情况以及摩擦性能也具有各自的特点。口腔修复材料可以替代天然牙齿咀嚼和咬合的功能,越来越多的口腔材料被广泛运用到临床实践中。根据患者的情况,选择合适的修复材料,同时还要考虑材料的摩擦性能,因其摩擦性能会直接影响到齿修复的效果、功能、使用寿命[4]。 在口腔修复过程中,常见磨损类型有黏着磨损、服饰磨损、疲劳磨损以及磨料磨损,因而选用的修复材料和抗摩擦性能很重要,它决定着口腔修复的效果。 由于陶瓷材料的挠曲强度和硬度相对较高,牙釉质的磨损量会随着陶瓷材料的粗糙程度增加而增大,加重原有牙齿的磨损,而金属材料的摩擦性能与天然牙摩擦性能接近,不易被天然牙磨损,是与天然牙匹配较好的生物材料[5]。口腔修复体在口腔内行使的功能较长,磨损相对就会越大,目前评价口腔修复材料的标准不同,影响耐磨性能的因素有很多,如何选择合适的修复材料来防止牙齿磨损,需要进一步研究,以设计有效、耐磨、合理的口腔修复材料。 本次研究表明,经过不同的方案治疗后,研究组3个月后的成功率为95.8%,失败率为4.2%;对照组的成功率为76.6%,失败率为23.4%。研究组9个月后的成功率为87.2%,失败率为12.8%;对照组成功率为68.1%,失败率为31.9%,研究组优于对照组,比较差异具有统计学意义(P 综上所述,不同的口腔修复材料产生的磨损程度不同,金属材料制成的人工牙比陶瓷牙好,再结合患者的具体情况,选用合适的修复材料,有助于延长修复材料的使用寿命,从而达到最佳的修复效果,值得在临床推广应用。 陶瓷材料论文:氧化锆陶瓷材料的抗热震性能分析 摘要:本文通过分析氧化锆陶瓷材料热膨胀性和相变特征,重点讨论了利用相变提高氧化锆材料抗热震性能的方法,对改善材料抗热震性的途径进行了探讨。 关键词:氧化锆 ,陶瓷,热震能,膨胀性 ,相变特征 1引言 陶瓷材料中热应力大小取决于材料的力学性能和热学性能,并且还受构件几何形状和环境介质等因素的影响。所以,作为陶瓷材料抵抗温度变化能力大小标志的抗热震性,也必将是其力学性能和热学性能对应于各种受热条件的综合表现。陶瓷材料抗热震能力的研究始于20世纪50年代,迄今已经提出了多种抗震性的评价理论,但都不同程度地存在着局限性和片面性。 2氧化锆陶瓷材料抗热震性的理论分析 陶瓷材料的热震破坏分为热冲击作用下的瞬间断裂和热冲击循环作用下的开裂、剥落。据此,脆性陶瓷材料抗热震性的评价理论也相应分为两点观点。一种是基于热弹性理论。它是指材料固有强度不足以抵抗热震温差引起的热应力时就导致材料“热震断裂”。根据这一理论,陶瓷材料同时具有高的强度、热导率和低的热膨胀系数、杨氏弹性模量、泊松比、热辐射系数及黏度,才能具有高的抗热震断裂的能力。此外,适度降低材料密度和热容也有利于改善陶瓷材料的抗热震性能。 另一种是基于断裂力学的概念,即材料中的热弹性应变能足以裂纹成核和扩展而新生表面所需的能量时,裂纹就形成并扩展,从而导致材料热震损伤。根据这一理论抗热震损伤性能好的材料应该具有尽可能高的弹性模量和尽可能低的强度。不难看出,这些要求与高抗热震断裂能力的要求截然相反。此外,增大陶瓷材料的断裂能、改善材料的断裂韧性,对提高其抗热震损伤能力显然是有益的。再有,适量微裂纹存在也将有助于改善抗热震损伤性能,例如气孔率为10%~20%的非致密陶瓷中,热扩展裂纹形成往往受到气孔的抵制,气孔的存在起着钝化裂纹、减小应力集中的作用。相反,致密性高的陶瓷在热震作用下则易于炸裂。 氧化锆陶瓷材料具有突出的常温力学性能,它熔点高、热稳定性和化学稳定性好。因而,它又常常在高温条件下使用,从而它的抗热震性性能又是衡量其性能的重要指标。氧化锆具有一些特殊的性质,如氧化锆可以单料、四方和立方三种晶型同时存在以及它的特殊相变特性,我们可以利用这些特性来优化它的热膨胀行为,提高其抗热震性能。 氧化锆的抗热震指标:材料的各种热学性能(如热导率、热膨胀系数等)、力学性能(如强度、弹性模量、断裂韧性和断裂能等)对陶瓷材料的抗热震性能都有影响,现在多数研究人员研究它的热膨胀性和相变特性来提高其抗热震性能。 3氧化锆陶瓷材料的热膨胀性 材料受热或冷却会发生热膨胀或收缩,这样就会在材料内部产生热应力。当材料中的晶相有可逆多型转变而伴随有大的体积改变时,将产生大的热应力。纯ZrO2就是具有这种特性的陶瓷系统的典型例子。ZrO2晶型转变温度大约为1000℃;当加热到约1100℃时,它从单斜相转为四方相(高温稳定相),反之亦然。这两种多型变体的密度相差很大。因此相转变时体积变化达0.6%或更大(线度方面)。于是产生很大的应力,并出现开裂。特别是冷却时产生的张应力更是如此。还有一种情况是,因为材料形状或传热特性,使其中的温度分布不均匀(即产生温度梯度)时产生应力。热膨胀行为是影响材料抗热震性极其重要的因素。根据热膨胀理论可对材料的热膨胀行为进行设计和调整,特别是对氧化锆的热膨胀系数的大小和稳定剂有种类以及添加量有一定的关系。这对考察它的抗热震性有重要的意义。 单斜氧化锆的热膨胀系数小,其膨胀有显著的各向导性,且存在相变问题。立方氧化锆的热膨胀系数大,并且随温度的增加而增加,因而由它构成的材料抗热震性较差。 4氧化锆陶瓷材料的相变特征 氧化锆陶瓷中较典型的马氏体相变为ZrO2中正方相单斜相(tm)转变。它是通过无扩散剪切变形实现的,因此被认为以属于马氏相变类型的固态相变,它具有以下特征。 ①无热相变。在给定温度下,相变与时间无关。 ②热滞现象。相变发生在一定范围内,单斜相转变为四方相为1170℃,而四方转变为单斜式温度在850~1000℃,相变滞后约200℃。 ③相变伴随3%~5%的体积效应和相当的剪切形变。由t-ZrO2相变成m-ZrO2体积膨胀,反之收缩。 ④相变无扩散反应发生,由于相变是瞬间完成,快于裂纹的速度,这样可以使用相变阻止裂纹扩展提高陶瓷材料的韧性,相变的体积效应可以用来缓解热应力,改善材料的抗热震性。 ⑤颗粒尺寸效应,处于一定状态下的颗粒小于某一临界尺寸时,单斜相可保留至室温而不相变。 ⑥添加剂可以抑制相变。在氧化锆中加入MgO、CaO等可以使氧化锆以单斜或立方形式存在。 ⑦相变受应力状态约束影响。处于压应力状态时,tm相变将受到抑制,反之则有利于相变。 一定温度范围内,氧化锆陶瓷的相变体积效应与膨胀效应相反,因而可以用改变氧化锆的固溶组成、受力状态和颗粒粒径及分布调整相变量和相变温度范围,来改善材料的热膨胀行为。虽不能由纯单斜相氧化锆制成可用陶瓷,但可以利用其热膨胀的各向异性来改善材料的韧性和提高材料的抗热震性能,例如对于耐火材料的抗热震往往依赖于大量气孔的存在。气孔的作用如下。 ①容纳一定的膨胀变形,缓解热应力。 ②气孔能在主裂纹尖端区域形成局部的微裂纹网,导致的弹性应变能局部减小保证了裂纹稳定扩展,从而提高材料的抗热震性。 然而气孔的存在往往是我们所不需要的,因而Garvie等提出了用单斜ZrO2多晶设计先进耐火材料的思路和方法。它是以单斜ZrO2多晶取代气孔并起到气孔的作用,所采用的单斜多晶ZrO2(MPZ)平均尺寸13μ m,其中包含有粒径为1~2μ m的微晶,把它们均匀分布在任何惰性脆体基体中,制成了接近理论密度的复合材料。它具有稳定的裂纹扩展特征,使材料的抗热震性能大大的提高。Garvie认为材料性能的改善与氧化锆的相变无关,而是由单斜ZrO2颗粒的各向异性产生热应力在基体中形成潜在的微裂纹所致。利用和控制氧化锆的相变,从宏观上改善材料的热膨胀行为,以有利相变体积效应在材料内形成适量的微裂纹,提高材料的抗热震性。 热处理对陶瓷材料的显微结构,尤其对材料中的应力分布状态有明显的影响。通过热处理促使晶界上残留的玻璃相析品,提高晶界耐火度,是晶界工程中有效提高陶瓷材料高温度的措施之一。另外,经热处理获得所需晶界状态,从而改善陶瓷的传热性能,对提高抗热震性也有重要意义。退火处理不仅能够有效的消除陶瓷材料中的内应力,而且能松弛材料中裂纹尖端附近的集中应力,减弱应力场强度因子,增加了脆断阻力,减少了热震破坏的动力,因而退火热处理还有使表面的微裂纹愈合的作用。采用合理的烧结工艺和合适的热处理工艺也是提高陶瓷材料抗热震的有效途径。但这方面的研究报道甚少。 材料的抗震性与材料的物理性能密切相关,对于选定的材质,其物理性能已经确定,我们可以根据其具体特点,通过工艺的人优化调整,提高材料的抗热震性能。对于氧化锆材料,利用相变特征来改善材料的抗热震性能还有很多工作要做。 5结束语 针对以上情况,我们还有必要对氧化锆陶瓷材料的抗热震性现象进行进一步的研究,从而为寻找合适的抗热震性措施提供理论依据。对现有的抗热震性工艺进行发展和完善,做到优化现有工艺,降低生产成本,并开发新的抗热震性工艺。 陶瓷材料论文:浅析陶瓷材料在产品设计中的运用 摘要:本文是在对陶瓷材料基本性能与美学含义进行简要概述的基础上,阐释他在现今产品设计中的重要地位,以及在未来产品设计中的发展方向与应用价值,并结合上述信息提出陶瓷产品开发与设计的过程中所应具备的民族性和地域性特征。 关键词: 陶瓷 产品 工艺 民族化 陶瓷是我们所熟知的材料,我们通常所了解的多为艺术陶瓷,它主要体现在美学意义及欣赏价值上。陶瓷的制作生产一直是由艺术家、艺人和专业工匠等为主进行设计,以手工化生产为特点。随着科学技术水平的提高,人们消费需求内容也呈多元化趋势发展,陶瓷这种被我国人民视为国粹的材料被赋予了更为宽广的设计语言,陶瓷的设计制作已不仅仅是体现在对传统陶瓷技艺上的复制与模仿,而且对其所体现出来的功能价值、应用价值及美学价值有着更为深刻的期待与要求,这既是对传统精神的继承又是在与时俱进的时代意义上的扩展。因此,陶瓷产品这种符合目的的,实用的并具有美感的产品系统设计,越来越为设计师、工程师所重视,在不断的开发与研究中以新的理念诠释着它的重要意义。 一、陶瓷产品在造型上所体现的视觉语言 陶瓷产品有其自身独特有的艺术特点,体现在造型上具有以下两个方面的表现形式,这两种形式具有同一性和关联性。他们包括,第一,陶瓷产品的造型设计是在满足人们内在物质生活需求基础上所进行的功能性、实用性设计,具有现实的意义;第二,陶瓷产品要注重对其形式美感的追求,在满足人们物质生活的基础上同时满足人们精神上、审美上的需求,具有内在的含义。这两种表现形式是在结合功能作用、工艺材料、工艺技术和艺术处理的基础上相互作用的结果。 因此,无论这种陶瓷产品是日用工具还是陈设器具,它都不是单纯的人为产品,而是在进行良好的造型表现的基础上对其精神内涵的所传达出来的外在表现。它不但具有实用价值的因素还有形式美法则所体现的美学特征,这种特征主要包括和谐、平衡、韵律、力度、风格等几个方面。这些美学特征融会贯通、相辅相成的体现在陶瓷产品中,任何一个都不可能完全孤立的存在。基于这样的特点,设计者在对陶瓷产品进行设计时,就不但要充分的理解它的物理特征、化学特性还要对它的形式美法则作为提升它精神高度的重要标杆,实现其美学意义。 二、陶瓷产品的加工工艺方法概述 陶瓷产品的设计与生产是一个复杂而又完善的体系,它的构思、设计、制作、生产都区别于传统手工业生产的陶瓷制作。陶瓷产品是用泥类,经粉碎后和水混合成的可塑性很好的泥团,用这种泥团做成的器形,再放入窑中烧制后的产品称为陶瓷。在开发新产品的过程中选择陶瓷的成型方法是确定生产工艺路线中非常关键的一步。其中最根本的是对陶瓷产品的产量、品质要求、材料性能以及经济效益等因素的综合考虑。一般情况下,结构简单的陶瓷产品可以采用的工艺成型方法为滚压法和旋压法。大件的或薄壁的陶瓷产品可采用注浆法,如果产品尺寸规格要求高就用压制法,产品尺寸规格要求不高时,用注浆法或手工刻塑成型就可以了,这种成型方法易于操作、条件好、便于前后程序的连动化。一般在陶瓷产品的制作过程中最为常用的加工成型主要以注浆法为主。注浆法的基本过程大致分为三个阶段,首先,从泥浆注入石膏模直至形成薄泥层,这是第一阶段。接下来,在形成薄泥层后,泥层渐厚形成注件,这是第二阶段。最后雏培形成后至脱模为收尾阶段。这种方法对产品设计成型的使用度较高,是陶瓷产品制作过程中常用的一种方法。 三、陶瓷在未来的发展方向与应用价值 陶瓷材料具有原料丰富,色泽亮丽,成形方便,耐酸耐碱且容易洗涤的特点,他不但清洁卫生,还会经久不变。所以,基于以上特征陶瓷产品在功能上主要以日用陶瓷(茶具,餐具等)设计;卫生洁具设计;建筑陶瓷设计;艺术瓷设计(陈设器具等)为主。但是随着时代的发展陶瓷功能也得到进一步的扩大,例如:瑞士雷达表已选用超前的材料――精细陶瓷,其抗断力和拉伸力极高且具有完满无瑕的外表和舒服亲肤的特质。碳玻璃陶瓷在制作高温化学反应堆、用于异常条件下的气体动力、轴承、有色金属铸罐的零件方面是不可替代的。还有如日本生产制造的陶瓷刀,用陶瓷菜刀切食物不会留下讨厌的铁腥味和铁锈,特别适宜于切生吃的食物和熟食;陶瓷剪刀由于不带磁性,特别适宜于剪接录音磁带和录像磁带,它的品质大大优于钢制剪刀,不生锈,十分锋利,被人们称赞为永不卷刃。除此之外,陶瓷还应用于太阳能电池、电容器、集成电路、催化剂载体、碳纤维和人体骨骼等方面对机械、能源、电子、信息、汽车、太空活动等领域做出巨大的贡献。经过研究,先进的高科技陶瓷,不易磨损,轻巧耐磨,抗酸抗碱,并能忍受高温。陶瓷这种材料被时代赋予更多和含义,应用的范围日益广泛,同时也创造着更大的价值。 另外,陶瓷产品的创新设计也应有更加深刻的理解,这种创新设计主要包括两个方面的内容:一是艺术设计上的创新,另一个则是制作工艺上的创新,即运用现有的制作工艺创作出有新意的产品。虽然陶瓷制品的用途不同,生产工艺不同,设计特点和装饰手法也有差异,但任何陶瓷产品都需要艺术设计的表现。然而陶瓷行业的模仿与跟风的现象却是影响创新设计的重要原因,这一原因同时造成了大量的产品同质化。 为了解决这样的问题,要求设计者在陶瓷设计在中体现“中国风”,将设计民族化、地域化,这一点十分重要了,如素来以温柔婉约为特质的青花瓷,如今被设计师们用来创作极具力量感的设计作品,中的手枪让作品不再带有那么冷冰冰的恐惧,且更具有趣味性。民族的才是世界的,中国陶瓷文明源远流长,陶瓷文化底蕴深厚,只要我们的企业愿意在挖掘民族特色上下功夫,我们的国际化,我们的国际竞争,将不仅仅只是融入国际大潮中,更会在国际上市场上占据一席之地,甚至引导国际潮流。这将是我国陶瓷产品设计、陶瓷产业的奋斗目标。 总结: 陶瓷是科学和艺术的综合产物,既受到科学的制约,又要具有一定的艺术形式,即达到科学与艺术的统一。又由于它是物质产品,具有使用价值和经济价值,能给人以物质和精神的享受,因此创作陶瓷产品必须与实践相结合,方能为人类的物质生活和文化生活服务。我们在深入了解陶瓷加工工艺、艺术特点的基础上要创造出属于中国自己的现代陶瓷产品,让陶瓷产业在我国再续辉煌! 陶瓷材料论文:陶瓷材料膜的现状与前景 摘 要:陶瓷膜又称无机陶瓷膜,是以无机陶瓷材料经特殊工艺制备而形成的非对称膜。陶瓷膜管壁密布微孔,在压力作用下,原料液在膜管内或膜外侧流动,小分子物质(或液体)透过膜,大分子物质(或固体)被膜截留,从而达到分离、浓缩、纯化和环保等目的。 关键词:纳米 陶瓷膜 一、前言 陶瓷材料作为全球材料业的三大支柱之一,在日常生活及工业生产中起着举足轻重的作用。但是由于存在脆性(裂纹)、均匀性差、可靠性低、韧性、强度较差等的缺陷,因而使其应用受到了一定的限制。随着纳米技术的广泛应用,纳米陶瓷随之产生,它克服了陶瓷材料的许多不足,并对材料的力学、电学、热学、磁光学等性能产生重要影响,为陶瓷材料的应用开拓了新领域使陶瓷材料跨入了一个新的历史时期。 纳米陶瓷膜便是纳米陶瓷材料的大家庭中的一种,其产生于21世纪初,具有分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、膜再生性能好、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、膜使用寿命长等众多优势,并且对GPS信号无任何屏蔽作用。纳米陶瓷隔热膜是21世纪的航天领域高科技产品,该产品起先应用于美国军事、航空、航天领域。 二、正文 1.纳米陶瓷膜简介及研发历史 陶瓷膜技术是膜技术中的翘楚,但20世纪80年达国家已在广泛应用时,中国在此领域却还是一片空白。十几年过去了,依靠自主创新,中国陶瓷膜技术从无到有,不仅打破了国外的封锁与垄断,还达到了国际领先水平。膜是一种高分子化学材料,它有无数个只能用微米甚至纳米计算的小孔,既有分离、浓缩、净化和脱盐功能,又有高效、节能、环保、分子级过滤等特征。膜技术发明之后便广泛运用于食品加工、水质净化、环境治理、制药工业、化工与石油化工等领域,用来实现产品的净化分离。陶瓷膜就是由经过高温烧结的陶瓷材料制成的分离膜。由于具有独特的耐性,其一进入市场便成为膜领域发展最为迅速、也最有发展前景的品种之一。 到1989年底,南京工业大学徐南平院士才开始了在陶瓷膜领域的艰难探索。经过二十多年的不懈奋斗与努力,中国在陶瓷膜领域不仅打破了西方的封锁与垄断,而且依靠自主创新达到了国际先进水平。 2.纳米陶瓷膜特征与原理 相较于传统聚合物分离膜材料,陶瓷膜具有化学稳定性好,能耐酸、耐碱、耐有机溶剂;机械强度大,可反向冲洗;抗微生物能力强;耐高温;孔径分布窄、分离效率高等优点,在食品工业、生物工程、环境工程、化学工业、石油化工、冶金工业等领域得到了广泛的应用,其市场销售额以30%的年增长率发展着。陶瓷膜的不足之处在于造价较高、无机材料脆性大、弹性小、给膜的成型加工及组件装备带来一定的困难。 陶瓷膜分离工艺是一种“错流过滤”形式的流体分离过程:原料液在膜管内高速流动,在压力驱动下含小分子组分的澄清渗透液沿与之垂直方向向外透过膜,含大分子组分的混浊浓缩液被膜截留,从而使流体达到分离、浓缩、纯化的目的。 陶瓷膜是由孔隙率30%~50%、孔径50nm~15μm的陶瓷载体,采用溶胶-凝胶法或其它工艺制作而成的非对称复合膜。用于分离的陶瓷膜的结构通常为三明治式的:支撑层(又称载体层)、过渡层(又称中间层)、膜层(又称分离层)。其中支撑层的孔径一般为1~20μm,孔隙率为30%~65%,其作用是增加膜的机械强度;中间层的孔径比支撑层的孔径小,其作用是防止膜层制备过程中颗粒向多孔支撑层的渗透,厚度约为20~60μm,孔隙率为30%~40%;膜层具有分离功能,孔径从0.8nm~1μm不等,厚度约为3~10μm,孔隙率为40%~55%。整个膜的孔径分布由支撑层到膜层逐渐减小,形成不对称的结构分布。 陶瓷膜根据孔径可分为微滤(孔径大于50nm)、超滤(孔径2~50nm)、纳滤(孔径小于2nm)等种类。进行分离时,在外力的作用下,小分子物质透过膜,大分子物质被膜截留,从而达到分离、浓缩、纯化、去杂、除菌等目的。 3.纳米陶瓷膜的优势 陶瓷隔热膜系是由导电性物质氮氧化物组成,具有独特的分子结构,是一种性能独特并持久耐用的复合陶瓷膜结构。因而其具有阻隔红外线、分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、膜再生性能好、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、膜使用寿命长、隔热性能好,质量稳定等众多优势,并且对GPS信号无任何屏蔽作用。能够保持最高的可见光透射率的同时,又能提供最高的红外线和远红外线的反射。 4.纳米陶瓷膜的研究现状 纳米陶瓷膜目前主要采用纳米材料淀积技术,与PET表面涂布纳米陶瓷有所不同,它是将纳米陶瓷材料混合到PET基材颗粒,从而提高产品性能,使其达到前所未有的稳定。在金属膜的技术上通过纳米陶瓷技术,采用先进的真空磁控溅射工艺,用精微的纳米状陶瓷物质来制造,从而使产品对光进行智能滤光筛选,最大限度阻隔热量,性能大大优于单纯金属薄膜。此外,纳米陶瓷膜的生产还采用了高隔热低反光技术,一方面可以使薄膜有效隔热率超过90%,提高室内舒适度和节省能源;另一方面却没有增加薄膜的反光。通常提高隔热能力的同时,总是要加强隔热膜的反光,这样会使得室内可见光大量损失,并且使得通信信号大幅减弱;强烈的内反光极易干扰视线,引起视觉疲劳。 5.纳米陶瓷膜的应用前景 随着现代科学技术的发展和生活水平的提高,人们越来越重视节能和环。建筑物门窗玻璃、顶棚玻璃、汽车玻璃和船舰玻璃对可见光的透过性有较高的要求,但在满足采光需要而使可见光透过的同时,太阳光的热量也随之传递。因此,对室内温度和空调制冷能耗产生一定程度的影响。在夏季这种影响特别显著,透过玻璃窗进入室内的太阳能量加大的了空调的载荷。通常空调的设定温度与负荷具有如下关系:设定的制冷温度提高2℃,制冷电力负荷将减少约20%;设定的制热温度调低2℃,制热电力负荷将减少约30%。为了节约能源,人们采用了金属镀膜热反射玻璃和各种热反射贴膜,用以反射部分太阳光中的能量,从而达到隔热降温的目的。但是,这种做法对产品的应用构成影响,要么达不到预定的效果,要么加大了制作工艺成本。纳米陶瓷膜出现,为透明隔热问题的解决提供了新的途径,具有广阔的应用前景及市场价值。目前在国内,研发应用此产品已经引起了不少公司的关注。 三、结论 近几十年来,陶瓷材料的应用及发展是非常迅速的,陶瓷材料作为继金属材料、高分子材料后最有潜力的发展材料之一,它在各方面的综合性能明显优于现在使用的金属材料和高分子材料。陶瓷材料的应用前景还是相当广阔的,尤其是能源、信息、空间技术和计算机技术的快速发展,更加拉动了具有特殊性能材料的应用。相信在不久的将来,陶瓷材料会有更好、更快的发展,展示出其重要的应用价值,为人类的文明发展做出重要贡献。 陶瓷材料论文:陶瓷材料在镜子裱框装饰中的运用 摘 要:在人类文明发展的长河中,镜子自问世以来就没有离开过我们的生活。经过科技的进步,镜子不但在满足人们生活需要的同时,其镜子裱框装饰也越来越多元化,这首先表现在材质的选择上。陶瓷材料的优越性在镜子裱框装饰的选用中发挥了独特的艺术魅力。 关键词:镜子;陶瓷材料;镜子裱框装饰;陶瓷工艺 镜子是人们日常生活中最不能缺少之物,追溯到古代,早在3200多年前的殷商时代就有了真正的镜子,那时常用青铜铸造方式制成古代鉴容用具,正面以光素,以利取照,背面常有装饰。经过战国、汉、唐宋等各时代对铜镜的发展,我国古人在制镜材料上也有了新的尝试,秦时的金镜、汉代的铁镜、晋时的银华镜等,直到清代以后才出现了玻璃镜。这些制镜的材料都是比较贵重的金属,古人们将其与金银首饰归属为一类,作为小件器物来装饰室内空间。在国外,镜子也同样有着悠久的历史,从以钢和水晶石为材质到利用水银和银箔的化学反应而产生映像效果的镜子,也经历了一个漫长的时期。到了现代,随着科技进步,玻璃镜的出现很快成为一种时髦的饰物,深受人们欢迎。经过漫长的探索,在解决玻璃镜的生产成本、清晰度和耐腐蚀等性能后,加之人们审美意识的提高,人们越来越意识到,镜子不但要满足我们生活的需要,更要满足于我们的审美需要,由此产生的玻璃镜装饰也越来越受到设计师们的关注,其装饰手法和材质选择也越来越广泛,各种材质的镜框装饰层出不穷,常见的有木质、石质、不锈钢、塑料及综合材料等,唯独陶瓷材质运用在镜子裱框装饰中还为之甚少。 《简明不列颠百科全书》的“设计”条目中谈到了设计在客观上所受到的制约因素:“产品的设计首先指准备制成成品的部件之间的关系,这种设计通常要受到四种因素的限制:材料的性能、材料加工方法所起的作用、整体上各部件的紧密结合、整体对于观赏者、使用者或受其影响者所产生的效果。”不难看出,材料的选择是设计表达的最关键因素,现代设计在相当大的程度上依赖于实用功能、材料、结构、经济、科技、环境、信息等大多非艺术、非审美的因素。除去产品的实用性功能外,选择什么样的材料来装饰产品则显得尤为重要。 如果说地球上有某类物质,其自然资源极为丰富,与人类物质生活和精神生活的关系特别密切,非陶瓷莫属。那么将陶瓷这一被视为不同时期人类社会现实生活的写照般珍贵的物质融入镜框装饰的设计中又是一种怎样的探索和尝试呢?陶瓷材料有粗质和细质之分,但无论哪种类型的瓷土都具有可塑性和可转换性,即可以在外力的作用下发生形态的变化,经过煅烧后可以发生质的变化,转化成具有耐高温、耐腐蚀等性能的、质地坚硬的人造器物。并且,就陶瓷材料的质地而言,其瓷胎和釉质的光泽度、透明度和滋润感则表现为胎质美、釉色美、瓷声美。通常所谓的“白如玉,薄如纸,明如镜,声如磬”便概括了瓷器质地所独有的特点。陶瓷艺术是一种独特的工艺美术,其独特性在于它是科学技术与造型艺术的统一;他既是物质产品,也是精神产品;既是艺术品,也是商品。镜框装饰既可以说是艺术品也可以说是商品,这是因为在设计镜框的过程中,设计者利用多种装饰技法,以陶瓷材料为媒介,结合创作者的审美想象将艺术以物的形式融入大众生活当中,并以美的形式诉诸人们的感官,陶冶人们的情操,又满足人们的实际生活需要。在我看来,陶瓷除了具有上述特性外,更具有物质和文化双重功能,其材料的物质功能要优越于平时我们常见的镜框装饰材料:铜、铁、铝等金属,表现为具有一定的耐酸、碱、盐等的侵蚀能力,不会与这些物质发生化学反应而生锈、变质和老化;也不会像木质材料那样容易开裂、腐烂或虫蛀等;比起塑料,更不是一个等级上可以比拟的。从陶瓷的文化性来说,人类制陶的历史,就是人类关爱自身、大众及社会的历史。同时还具有象征性,依附于一定形式的隐喻或寓意,就陶瓷镜框装饰的设计而言,这种隐喻或寓意通过形态、色彩、纹饰和釉色等形式反映出来,显露出一定的社会历史内容,象征或代表某一阶层、团体或个人的价值观、情怀与理念、等级、拥有的财富的程度等。并且通过人们巧妙地运用陶瓷材料的结构形态、色彩空间肌理和表层装饰诸方面的因素,通过对镜子的使用种类和呈现类型而展现出陶瓷独特的美。 此外,对陶瓷镜框装饰的设计还与其工艺制作流程也密不可分,从某种程度来说,镜子裱框装饰若作为满足生活之物,那么他就是产品,但当它与镜子结合作为整体被独立欣赏时又可以称其为艺术品,所以,在生产工艺上不得不遵循经济原则,考虑生产成本、便于可操作性和减少劳动时间、提高工作效率等方面。相比其他材料特性而言,陶瓷的生产更具可复制性,对生产的产量化、产品化的可能性更大,而且其制作工艺简洁,周期也比较短,由此可以通过翻模复制等方式运用到镜框的批量生产中,使其产量化,从而降低了成本,又贴近了生活,满足了大众审美的需要。 有的人认为现代生活质量的优化和物质、精神需求的提高,使得奢华、奢侈型设计产品有了发展趋势,他们是不需要计较经济因素的。而更多的人则坚持设计的大众化方向,认为与大工业机器生产相联系的现代设计在本质上是为大多数人服务的,后者的意见应当说是更为合理的。陶瓷雕塑镜框产品,若是为了满足大众生活和审美的需要而服务的,那么就要考虑经济核算问题,考虑原材料费用,生产成本,产品价格,运输、储藏、展示、推销等费用的合理,在一般情况下力求以最小的成本获得最适用、优质、美观的设计。陶瓷材料的选择和它的工艺制作流程就是在严格遵循经济原则的情况下对镜子裱框装饰材料的选择和运用上做出的尝试和探索。 镜子是千变万化的“魔术师”,其镜子与裱框装饰相结合,更能体现人们对高品质生活的追求,在此为目标的基础上,只要我们努力探索,敢于创新,就可以使其变幻出多种艺术效果,从而丰富我们的生活,陶冶我们的审美情操,更能让艺术不再高高在上,贴近大众生活。
食品安全是近年来最受国民关注的社会话题,在食品加工生产过程中,各类处理工艺、添加物质都会引起食物成分的变化,甚至可能产生衍生毒物,导致食品安全事故的发生。因此在食品行业,衍生毒物的检测工作十分必要,食品生产厂商应加强对食品研发和生产阶段的衍生毒物检测力度,将其纳入食品安全风险监管体系,确保食物不会产生毒害作用。本文参考由戴良俊编著、中国农业大学出版社出版的《粮油食品加工》一书,详细讲解公众生活所必需的各类粮油食品的加工与生产,分析其中可能产生的衍生毒物,为我国食品衍生毒物的检测与解决提供参考。全书共包括绪论和六个单元的内容。绪论部分简单介绍我国粮油食品加工的发展现状。第一单元介绍粮油食品加工的基础原料,如小麦与稻谷的加工与处理。第二单元为辅料的加工处理,主要介绍植物油、加工用水以及食品添加剂等辅料的提取与处理。第三单元讲解面制食品的加工,对方便面、挂面、馒头以及速冻水饺等食物的生产工序进行详细描述。第四单元介绍面包、饼干以及蛋糕等烘焙食品的加工工艺流程。第五单元为米制方便食品加工,包括方便米饭、汤圆、粽子等速冻食品以及油炸膨化食品的生产工艺。第六单元阐述豆类食品的加工与处理,详细描述大豆制品、绿豆制品以及其他豆类的加工处理。 在食品加工过程中,每个环节都可能会产生衍生毒物,一般来说,衍生毒物难以自行消解,因此可能会累积传递,即除却食品生产某一环节中实时产生的衍生毒物外,其成分内部可能会存储有之前环节的毒物,多重毒物的累积导致食品安全风险骤升。例如,某些食物原料需要高温处理,可能会产生氯脂、丙烯醛等化学物质,而后续添加剂中又含有亚硝酸盐等物质,这些物质不断累积,造成食物成分中毒性物质不断增加。另外,食品本身在生产环节会与环境以及其他条件相结合,导致食物成分诱变为毒物。由此可知,食物生产的整个链条都有可能会产生衍生毒物,对这些衍生毒物进行检测是加强食品安全管理的必要工作。对整个食物加工链条进行分析,可以发现衍生毒物一般有以下三个来源:第一,食品原料本身具有毒性,一方面,很多食物本身具有毒性,会对人体造成伤害,如蘑菇、黄花菜以及鲜木耳等食物中含有有毒成分,即便后续经过多次加工处理,其毒素也会累积;另一方面,有些食物原料受外界生长环境影响,可能含有重金属、激素等毒性物质,如打过农药的蔬菜、路边的野果等。第二,食物在加工生产过程中受处理工艺影响而产生的毒性物质,如高温烘焙、腌制以及冷冻、辐照杀菌等技术都可能会导致食物中的某种成分发生质变,产生微量毒性物质,像多环芳烃、杂环胺等毒性物质便是由于焙烤热解反应以及蛋白质、氨基酸等氧化分解所产生的可致癌衍生毒物。第三,食品在加工环节中会受到机械设备以及储存环境影响,导致某些毒害污染物迁移到食物上,如霉菌、细菌毒素等衍生毒物的产生便是如此。针对上述衍生毒物的来源与种类,食品生产厂商须采取有效手段进行筛查与监测,确保食物安全无害。现今常用的食物衍生毒物检测技术主要有以下几种: 第一,利用色谱法测定食物中衍生毒物的含量。色谱法是食品安全检测中最常用的方法,食品企业利用质谱-色谱联用仪、气相色谱仪等仪器对食物中的化学物质进行多次分离,测定其真实含量,来为消费者提供安全可靠的参考数据。该方法常被用于检测食物中因温度处理工艺而产生的衍生毒物,高温处理不仅会改变事物的味道与营养成分,也会产生多环芳烃、杂环胺等毒性物质,气相色谱仪便可被于鉴定此类毒性物质,如食用油、肉类经过加热处理后会产生丙烯醛、芳香胺,厂商利用固相微萃取法检测其含量,并利用同位素标记法标记食品中的毒性物质。此外,经过酸碱处理的食物中会产生氨基酸物质,这些物质又会因螯合作用加重后续生产环节中重金属的摄入量,导致衍生毒物不断累积,因此,厂商也可用色谱法监测食品生产环节中的氨基酸量,确保其不会过量而影响后续环节的处理。 第二,利用生物检测技术测定食物中微生毒物的含量。食品中的细菌毒素、重金属污染物以及添加剂等毒害物质是食品中最为常见的衍生毒物,这也是食品发酵处理工艺中经常产生的毒害物质。如酱油、醋等食物在加工过程中需对食品原料进行发酵处理,食物中的脂肪等物质会转变为生物胺、醇类以及甲酸乙酯类物质,具有致癌性,厂商可利用生物检测技术对其进行筛查检测;如蔬果肉类中的重金属污染物以及细菌毒素,厂商可利用生物酶抑制技术、传感器技术等进行检测,彻底了解食物中的衍生毒物含量,确保其不会因含量过高而导致人体健康状况受损。实际上,厂商在进行衍生毒物测定时,通常会采用几种技术联用,以便更为快速、精准地获取毒物测定结果。 经过上述食品衍生毒物来源与检测技术的分析可知,在食品加工过程中,如何减少衍生毒物的产生已成为食品企业需要思考的重要问题。在食品加工过程中,无论是原料处理、人工添加物质以及存储等环节产生的衍生毒物都会不断累积,增加食物安全风险,因此对食品生产的每个环节的安全检测进行严格把控具有重要意义。企业可在食品研发与配方设计阶段,便对食物毒物进行简单预测,在生产加工环节,厂商可具体研究每个工序中可能产生的衍生毒物,真正了解毒物的来源与危害,并确定是否进行阶段性解毒操作。同时,严格规范与控制食品加工与处理工艺,及时处理加工环境、机械设备中的污染物质,减少毒性物质由外部环境迁移到食物中,造成食物衍生毒物不断累积直至过量状况的发生。随着人们对生物学知识的深入了解,食品衍生毒物的检测技术不断提升,如何在保持食品风味的同时解决食品加工过程中的衍生毒物,已是食品安全监管工作的重要内容。 作者:钟婷 李尉玲 曹琰 单位:
0引言 沥青路面是我国高等级公路中主要的路面结构形式,具有行车舒适、施工周期短、路面养护维修较为简便等优点。但沥青路面在交通荷载和环境因素的综合作用下,通常会出现坑槽、车辙等病害,尤其在雨季,坑槽往往会集中爆发从而形成坑槽带,迫使通行车辆改变行车路线且降低行驶速度,严重影响路面行车舒适性与安全性,若未及时对坑槽进行修补,则会导致病害进一步扩展,缩短路面使用寿命。由于我国交通流量较大,超载、重载现象普遍存在,导致我国坑槽病害更为突出,因此本文为研究沥青路面坑槽病害修补技术,首先总结了沥青路面常见的坑槽修补技术与坑槽病害成因,然后采用冷补沥青修补料对某高速公路坑槽病害进行养护维修,并对其处治效果进行检测分析,为其他同类工程坑槽病害修补提供参考。 1工程概况 某高速公路通车以来交通量逐年增加,部分沥青路面先后出现各种病害,尤其在连续降雨的影响下,路面病害的扩展速度显著加快,经研究决定,采用冷补沥青修补料对该高速公路发生严重坑槽病害的路段进行修补。 2坑槽病害成因与修补措施 2.1坑槽病害成因 (1)水损害。水损害是坑槽产生的根本原因。当沥青路面路表水不能及时排出,则可能沿孔隙或裂缝下渗到路面结构中,结构层中的水分会影响沥青的裹附与黏结效果,使得沥青与集料间的黏附性明显下降。同时在行车荷载的作用下,使得结构层中滞留的水产生动水压力,冲刷集料表面的沥青,导致集料松动并被带离路面结构,最终形成坑槽病害。(2)冻融损害。冻融损害主要发生在寒冷地区的春融季节,路面结构中滞留的水在冬季环境温度作用下凝固成冰,体积膨胀,影响沥青路面的骨架结构以及沥青与石料的黏附性,导致沥青面层粒料的脱落,形成松散、麻面等病害。而当环境温度升高时,结构层中的冰融化成水,在交通荷载的重复作用下,原有的病害扩展速度加剧,最终形成坑槽。(3)施工工艺较差。沥青路面施工过程中,若存在混合料配合比设计不当(如油石比不合理、集料压碎值较低、针片状含量较高等)、混合料拌和不均匀、混合料摊铺碾压工艺不科学以及在潮湿或低温等不利环境下施工等,使得平整度和压实度不足,路面局部孔隙过大,路表积水更容易渗入路面结构中,导致沥青路面极易产生大量坑槽病害。 2.2坑槽病害修补措施 (1)冷料冷补。冷料冷补技术属于应急性修补工艺,先将坑槽病害开槽成型,再将松散物、淤泥或灰尘清理洁净,最后倒入冷补料并压实。该技术的冷补料可以长期贮存,坑槽修补快捷方便,但存在修补寿命较短,冷补料价格偏高等不足,不宜作为全线日常修补技术。(2)热料冷补。热料冷补技术施工时先将坑槽病害处旧路挖除并清理洁净,然后添加新沥青混合料并整平压实。该技术施工成本较低,适合大面积开展且修补效率较高,但存在弱接缝,受天气影响大,无法对病害进行及时快速修补。(3)热再生修补。该技术通过使用加热设备对路面进行就地热再生修补,可较好地解决接缝问题,同时提高施工质量,修补成本较低,经济效益较好。(4)喷补工艺。该工艺通过高压空气将坑槽吹净,然后喷射改性乳化沥青到坑槽表面形成黏结层,然后将改性乳化沥青与骨料通过高压喷射分层喷射到坑槽内,最后对混合料进行碾压后开放交通。该工艺具有施工设备操作简单、修补效率高、修补质量好、成本较低等特点。 3施工工艺 3.1坑槽开挖 根据“圆洞方补”,每边应进入完好路面10cm,通过人工或小型机具将坑槽处开挖成槽,确保挖除路面破损处破碎、松散旧混合料直至坚实完好部分,开挖过程中应保证坑底与壁面的平整、整齐,以便于涂抹黏层油,确保新旧料能较好地黏结成整体。 3.2坑槽清理 通过高压气流对开槽成型后的坑槽进行清扫,将开挖残留松散颗粒与粉尘清扫出坑槽外,然后将坑槽坑底与壁面进行凿毛处理,提高其摩阻力,若坑槽内含水量较大,应进行烘干处理,避免水分影响黏层油的黏结性能。 3.3喷洒黏层油 沥青路面坑槽破损部分经过开槽成型后,其坑槽壁面与坑底表面石料直接裸露在空气中,若直接填入冷补料,将导致冷补料与旧路面材料之间黏结力不足,从而形成壁面缝隙,影响修补路面的抗水损害能力。因此,坑槽在开挖与清扫结束后应喷洒适量的改性乳化沥青作为黏结层,以提高新旧料界面的黏结力。 3.4冷补料摊铺 通常采用人工进行冷补料摊铺,摊铺时可根据坑槽面积、冷补料密度与松铺系数粗略计算冷补料用量,应尽量避免材料的浪费。冷补沥青混合料具有初期强度较低的特点,为避免其产生车辙,摊铺过程中应注意:若在夏季或冷补料储存时间要求较短的情况下施工,可适当减少冷补料中稀释剂用量;松铺系数的选取应保证冷补料修补后高出原路面2~3cm;若坑槽深度大于5cm,则修补时应以3~5cm为一层,分层摊铺并逐层压实。 3.5坑槽压实与清扫 根据坑槽大小,结合实际情况选用人工夯实或小型机具压实。坑槽压实后应在表面均匀撒布一层细砂,使细砂填充表面孔隙,减少路表水的下渗,最后将修补完成的坑槽清洁干净。坑槽修补完成后,修补表面应呈中间略高于四周的弧形,以避免修补表面在行车荷载的二次碾压下形成凹槽。 4质量检测 4.1路面抗滑性能检测 在施工结束后,使用摆式摩擦仪对该高速公路7处坑槽修补路面的抗滑性能进行跟踪检测。路面经过冷补沥青修补料处治后,其抗滑性能可满足道路行车安全要求。该高速公路坑槽修补路面经过1年使用后,其表面骨料在行车荷载的作用下逐渐被磨光并趋向稳定,摩擦系数BPN均满足规范中对高速公路沥青路面摆值>45的要求。 4.2渗水系数检测 对该高速公路七处坑槽修补路面的抗渗性能进行跟踪检测,分别测定其施工结束、使用半年以及使用一年后的渗水系数。经过冷补沥青修补料处治后,路面抗渗能力较好。该高速公路各修补路面施工完毕后的渗水系数极小,且在开放交通一年后,渗水系数的变化较小,这是由于改性乳化沥青混合料具有良好的抗渗性能,能有效减缓沥青路面的水损害现象,从而避免二次坑槽病害。 5结语 本文首先总结了沥青路面坑槽病害的成因与一般修补技术,然后在某高速公路中使用冷补沥青修补料进行坑槽病害修补,并对其养护维修效果进行检测分析,结果表明:冷补沥青修补料能有效修复路面坑槽病害,修补路面的抗滑性能可满足行车安全要求,同时具有较好的抗渗性能,能有效减缓路面水损害现象,对提高道路的使用寿命具有积极意义。