Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Закономерности движения ресурсов при использовании технических средств производства
1.1 Состояние изученности проблемы 17
1.2 Машина как генерирующее звено совокупности функционирующих ресурсов 23
1.3 Длительность жизненного цикла - функция распределения ресурсов машины 37
1.4 Тенденции совершенствования техники, ее приспособленности к утилизации 45
1.5 Выводы по главе 1 69
Глава 2 Формула утилизации технических средств производства 70
2.1 Направления технологической утилизации 70
2.2 Фазы производственного процесса утилизации 76
2.3 Динамика ресурсов, подлежащих утилизации 87
2.4 Материальный состав утилизируемых ресурсов 108
2.5 Выводы по главе 2 118
Глава 3 Основы технологий утилизации технических средств производства
3.1 Методическая направленность исследования технологий и организации процессов утилизации 120
3.2 Технологические направления утилизации резинотехнических изделий 129
3.3 Методика обоснования рациональной технологии 153
3.4 Методы восстановления и утилизации картерных масел 158
3.5 Предложения к формированию концепции технологического блока утилизации 165
3.6 Выводы по главе 3 167
Глава 4 Роль «Комплексной системы техпического обслуживания и ремонта машин в сельском хозяйстве» в формировании инфраструктуры предприятий сферы утилизации 170
4.1 Теоретические основы и нормативный характер «Комплексной системы технического обслуживания и ремонта машин в сельском хозяйстве» в системе утилизации 170
4.2 Ремонт и модернизация как специфические формы начала утилизации
4.3 Ремонтно-обслуживающая база АПК - основа инфраструктуры индустриальной утилизации сельскохозяйственной техники
4.4 Выводы по главе 4
Глава 5 Организационно-экономические, экологические и правовые рамки утилизации 222
5.1 Издержки утилизации и источники их покрытия 225
5.2 Альтернативные концептуальные подходы к правовому обеспечению утилизации 233
5.3 Рециклинг и экологизация технических средств 243
5.4 Рамочные блоки «Концепции утилизации технических средств производства» 259
5.5 Выводы по главе 5
Общие выводы 270
Литература 275
Приложения 286
- Длительность жизненного цикла - функция распределения ресурсов машины
- Материальный состав утилизируемых ресурсов
- Технологические направления утилизации резинотехнических изделий
- Ремонтно-обслуживающая база АПК - основа инфраструктуры индустриальной утилизации сельскохозяйственной техники
Введение к работе
Актуальность исследования, теоретическая и практическая значимость подчеркиваются необходимостью формирования концептуальных основ утилизации технических средств с последующим их правовым оформлением в виде дополнения к «Комплексной системе технического обслуживания и ремонта машин в сельском хозяйстве», формирования проекта федерального закона об утилизации технических средств производства, его раздела, касающегося утилизации техники АПК.
Развитие технологий восстановления ресурсов для их много-
кратного использования по основному или иному назначению соизмеряются с экономической целесообразностью, которая меняется, отражая рыночную ситуацию. Такое сочетание направлений определяет комплексный характер исследования: технологические процессы утилизации рассматриваются с учетом экологических, экономических требований и последствий, формирующих их концептуальность.
Утилизация технических средств производства как практически важная проблема всегда присутствовала в деятельности предприятий АПК, была предметом исследований, проводимых учеными ГОСНИТИ, МИИСП (ФГОУ ВПО МГАУ) и других научных структур. В научном отчете «Разработать новые формы технического сервиса в условиях рыночных отношений и многоукладного ведения хозяйства», выполненном при участии автора в МИИСП в 1993 году по договору с Главмехэлектро МСХ РФ, сделан вывод, что проблема утилизации машин, сохранившихся как сырье для дальнейшего использования, требует глубокого теоретического обобщения, методической проработки и обоснований путей практической реализации. Эта проблема должна быть рассмотрена по-иному, нежели списание техники, учитывая ее огромное народнохозяйственное и практическое значение для АПК, так как списываемая машина представляет собой концентрат ремонтного фонда запасных частей. Система списания отомрет, на ее место встанет система утилизации техники, включающая многократное возобновление и использование ресурсов. Концептуальность этого утверждения требует более глубокого исследования проблемы утилизации отработавших ресурсов.
Разработки этой проблемы учеными, занятыми технологическим восстановлением деталей машин, оборотом металлоресурсов давали возможность обосновать выбраковку сборочных единиц и направление их на утилизацию, позволяли проследить металлооборот при вое-
становлении деталей и при списании техники. Глубокие исследования выполнены по экологической безопасности, подготовке к утилизации моющих растворов и отработавших нефтесодержащих жидкостей; выявлены факторы влияния на окружающую среду отработавших газов и неутилизируемых компонентов технических средств, раскрыты другие стороны утилизации ресурсов.
Однако в целом как комплексная, проблема утилизации технических средств не раскрыта в полной мере, нет концепции, определяющей ее основные блоки, отсутствуют разработки требований к утилизации технических средств производства и требований к машинам по их приспособленности к утилизации, закладываемых в период проектирования.
Многогранность проблемы, необходимость и целесообразность выбора подходов для ее комплексного решения обусловлены многообразием технических средств производства, используемых в сельском хозяйстве, обслуживающих его отраслях, рассосредоточенно-стью техники по территории, определяющей специфические условия сбора ремонтного фонда и условий концентрации машин, подлежащих утилизации.
От масштабов концентрации зависит целесообразная производственная программа предприятий по утилизации и, в свою очередь, целесообразная технология утилизации, определяющая параметры применяемого оборудования, его загрузку.
Утилизация технических средств производства агропромышленного комплекса связана с разработкой инфраструктуры совокупности предприятий, выстраиваемой в соответствии с технологической цепочкой, использованием ранее созданной сети ремонтных технических предприятий и предприятий службы материально-технического обеспечения.
Утилизация как научная проблема охватывает закономерности движения ресурсов, потребляемых машиной за жизненный цикл. Эти ресурсы с более коротким сроком функционирования подлежат утилизации по технологиям, отражающим их материальный состав, возможность повторного использования и особенностей локализации.
Все эти и многие другие проблемы должна определить «Концепция утилизации технических средств производства АПК», согласованные основные положения которой закрепляются соответствующим федеральным законом. Законом должны быть подтверждены основные блоки Концепции, которая начинает действовать в правовом поле с зафиксированными целями и направлениями технологической утилизации и природоохранными мерами.
Проблемы индустриальной утилизации технических средств не имеют отраслевого или местного локального характера проявления. Это проблемы общей народнохозяйственной значимости; с этих позиций должны выстраиваться технологические подходы, организационно-экономический и экологический механизмы их реализации, исходящие из единой концептуальной посылки. Практика уже выявила интересы сельских и городских территорий, интересы отдельных коммерческих и государственных структур. Эти интересы не всегда сочетаются, чаще находятся в сфере некоторых противоречий, которые будут возникать, если проблеме утилизации не придать всеохватывающий ореол распространения в рамках единой концепции.
Город и село, располагая техническими средствами производства и используя огромные массы потребляемой продукции производственно-технического и бытового назначения, являются двуедиными поставщиками использованных ресурсов, подлежащих технологической утилизации. В силу сложившихся обстоятельств концентрации промышленного производства в городах и отсутствия свободных тер-
риторий для переработки и утилизации отходов производственной деятельности, город перекладывает эту нагрузку на пригородные зоны, сельские территории. Индустриальные страны мира также стараются вынести часть процессов утилизации за пределы национальных границ.
Сельскохозяйственное производство, связанное с использованием значительных объемов технических средств, товаров производственного назначения, является поставщиком бывших в употреблении ресурсов в виде подлежащих утилизации машин и оборудования, предметов бытового назначения. Село имеет территорию, но не имеет технологического опыта утилизации. Предоставляя свою территорию, село должно получить возможность кооперироваться, объединиться с индустриальной инфраструктурой сферы утилизации города, формирующейся в городской и пригородных зонах, для участия в совместном равнонеобходимом процессе переработки бывших в употреблении ресурсов.
Значительным по объему поставок технических средств, подлежащих утилизации являются воинские части, дислоцирующиеся в сельской местности, располагающие большим парком разномарочных машин и механизмов, конструктивно аналогичных изделиям народнохозяйственного назначения; формальное отличие лишь подчеркивает возможность их утилизации по технологиям, разработанным и применяемым на практике. Предприятия Министерства обороны, такие как механический завод №149, утилизируют продукцию, например шины автомобилей и другие резинотехнические изделия независимо от источника поступления.
Выдвинутая и реализуемая странами Евросоюза Концепция в этом случае однонаправлено воспринимается, что процессы утилизации должны выполнять (или организовать выполнение) фирмы-
изготовители продукции, которая в части оставшейся после ее потребления подлежит утилизации.
Исходя из этого концептуального условия, сельские товаропроизводители наряду со всеми другими имеют полное право передать на утилизацию все, что они сами не производили. Это право необходимо реализовать с обоснованной технологической целесообразностью и возможностями создания общей инфраструктуры утилизации на условиях равной заинтересованности экономически самостоятельных хозяйствующих субъектов в процессе утилизации отходов производственной деятельности и извлечении возможной прибыли при этом.
Результативность, положительный эффект рационально организованной технологической утилизации проявляется в виде реальной экономии ресурсов за счет многократного использования конструктивных и неконструктивных элементов утилизируемых машин, производства и использования вторичного сырья, получаемого при переработке утилизируемых объектов; обеспечения экологического равновесия в результате своевременного освобождения территории от отработавших ресурсов.
Научная проблема утилизации охватывает разработку подходов к технологии утилизации материалов, из которых изготовлена машина. В то же время эта проблема может быть решена при ее правовом и экономическом оформлении с учетом требований экологии в системе «человек - машина - окружающая среда».
Актуальность проблемы настолько велика, что над решением вопросов утилизации работают ученые многих индустриально развитых стран мира, создавая технологии и технологическую оснастку крупных, перерабатывающих выбывающую технику, центров по утилизации. Однако специфические проблемы утилизации автотранс-
портных средств и тракторов, комбайнов и многочисленной сельскохозяйственной техники нуждаются в своем решении применительно к оптимальной загрузке имеющейся технической базы ремонтного производства.
Актуальность темы исследования, теоретическая и практическая значимость определяется необходимостью научного обеспечения разрабатываемых концептуальных основ технологической утилизации завершивших жизненный цикл технических средств производства агропромышленного комплекса.
Концепция (от латинского conceptio) - это система взглядов, определенный способ понимания и трактовки явлений, принципиальный подход к различным видам деятельности.
Применительно к рассматриваемым вопросам концепция включает в себя систему взглядов на проблемы утилизации отработавших ресурсов с позиций ресурсосбережения, систему технологических, экологических, организационно-экономических и правовых подходов к утилизации.
Лишь после разработки концепции и ее апробации начнется формирование стратегических основ и технологий осуществления намеченных мероприятий по утилизации ресурсов, отслуживших свой срок. В то же время, разрабатываемые концептуальные основы базируются на обобщении многочисленных подходов к утилизации и технологиях переработки ресурсов, зарубежном и отечественном опыте организации индустриальной утилизации.
Объект исследования. Сельскохозяйственная техника, автотранспортные средства (АТС), потребляемые ими ресурсы в стадии предельного состояния, предназначаемые к утилизации и повторному использованию конструктивных элементов с остаточной годностью.
Предмет исследования. Закономерности становления техноло-
гической утилизации, проистекающие из свойств современной ремонтопригодной машины - генерирующего звена совокупности сопутствующих ресурсов. В предмет исследования органически входят экологические, организационно-экономические и правовые проблемы, связанные с функционированием ресурсов (применительно к утилизации), концептуальные основы и научное обеспечение технологической утилизации.
Цель исследования: теоретически обосновать, что машина является генерирующим звеном совокупности параллельно функционирующих ресурсов, обладает свойством перемещения функций ресурсов, обеспечивающим приспособленность к утилизации; обосновать концептуальные проблемы и закономерности становления процесса технологической утилизации сельскохозяйственной техники, обеспечить научно-методическое сопровождение выводов и рекомендаций.
Методологическую основу исследования составляют теоретические разработки академика Селиванова А.И. по теории старения машин, теоретические обобщения научных положений других ученых, составляющие содержание теории машин. Использованы методы ретроспективного анализа и прогнозных аналитических расчетов, определяющих тенденции становления утилизации; статистические обобщения, проектирование и моделирование процессов; восхождения от абстрактного к конкретному, формализации и адаптации.
Достоверность результатов исследования обеспечивается проверкой теоретических обобщений аналитическими расчетами с использованием статистических данных; многоканальностью доказательств, подтверждающих выдвинутые теоретические положения, концептуальные посылки и практические рекомендации; сопоставлением зарубежного и отечественного подходов к утилизации; широкой апробацией результатов исследования в печати и на научно-
практических конференциях.
Научная новизна исследования состоит в разработке теоретических положений о машине как генерирующем звене совокупности параллельно функционирующих ресурсов. Теоретически обоснована возможность перемещения функций параллельно функционирующих ресурсов в ресурс машины (Rm)', на этой основе доказана целесообразность формирования фонда утилизации и его включение в ресурс машины (Rm), что обеспечивает продление жизненного цикла машины.
Сформулированы и рассмотрены некоторые концептуальные проблемы теории утилизации в системе знаний, составляющих содержание теории машин. Предложены показатели оценки процесса технологической утилизации, определено место и значение теории утилизации в виде завершающего блока теории машин.
Обоснованы концептуальные позиции завершения «Комплексной системы технического обслуживания и ремонта машин в сельском хозяйстве» блоком «Утилизация», раскрыто его технологическое, организационно-экономическое и правовое содержание применительно к утилизации сельскохозяйственной техники.
Практическая значимость и реализация результатов исследования. Рекомендовано дополнить «Комплексную систему технического обслуживания и ремонта машин в сельском хозяйстве», содержащую блоки: «Техническое обслуживание», «Текущий ремонт», «Капитальный ремонт», блоком «Утилизация». Это дает основание включить ремонтную базу сельского хозяйства в состав инфраструктуры предприятий сферы утилизации, что позволяет обеспечить значительное снижение инвестиций на создание новых предприятий по утилизации, повысить загрузку ремонтных предприятий, снизить издержки на ремонт машин за счет использования изъятых узлов и деталей списанной техники.
Рекомендовано нормативной документацией определить технологию утилизации полнокомплектных машин: «растворять» их в общем процессе ремонта на ремонтных предприятиях, выбраковывать и утилизировать конструктивные элементы не подлежащие восстановлению и использованию.
Технология механического измельчения шин для получения резиновой крошки, построенная по принципу поточного производства (модульная технология), обеспечивающая из сравниваемых технологий наименьшие энергозатраты на тонну исходного сырья, рекомендуется для широкого распространения.
Результаты исследований и рекомендации рассмотрены и одобрены секцией «Техническая политика» НТС Минсельхоза России (протокол №6 от 28.01.2004.) и разосланы для использования.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях:
в Московском государственном агроинженерном университете имени В.П. Горячкина (ФГОУ ВПО МГАУ) 2002,2003,2004 гг.;
во Всероссийском научно-исследовательском технологическом институте ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка (ГНУ ГОСНИТИ) 2003,2004 гг.;
на научной сессии Россельхозакадемии «Научно-технический прогресс в АПК России - стратегия машинно-технологического обеспечения производства сельскохозяйственной продукции на период до 2010 года» 2003г.;
на кафедре ремонта и надежности машин МГАУ 2003,2004гг.;
на кафедре войскового ремонта ФВО МГАУ 2004г.;
на механическом заводе №149 2003г.
Основные положения диссертации опубликованы в рекомендуемых ВАК РФ журналах, двух монографиях (6 п.л. и 12,5 п.л.), а
также в статьях, опубликованных в других изданиях.
Исследование выполнялось в соответствии с научными планами и программами по ресурсосбережению Россельхозакадемии, Московского государственного агроинженерного университета им. В.П. Горячкина, Всероссийского научно-исследовательского технологического института ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка, Правительства Московской области «Развитие сети организаций по сбору, утилизации и переработке автомобильной техники на территории Московской области на период 2004...2007 годов»; «Сбор и переработка свинцово-кислотных аккумуляторов и свинцовосодер-жащих отходов на территории Московской области на период 2004...2010 годов». «Стратегия машинно-технологического обеспечения производства сельскохозяйственной продукции на период до 2010 года» и «Концепция научного обеспечения развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на период до 2010 года» использованы как документы, формирующие концептуальные основы ресурсосберегающей технологической утилизации.
На защиту выносятся: некоторые проблемы теории утилизации как составной части общей теории машин, завершающей цикл знаний о машинах; теоретические основы передислокации ресурсов при совершенствовании техники и ее приспособленности к утилизации; практическое использование знаний о машине как генерирующем звене совокупности совместно функционирующих ресурсов; предложение о включении в «Комплексную систему технического обслуживания и ремонта машин в сельском хозяйстве» блока «Утилизация», замыкающего технический сервис и жизненный цикл машины; рециклинг, ремонт и модернизация машин как специфические формы утилизации; теоретическое обоснование источников формирования фонда утилизации.
Длительность жизненного цикла - функция распределения ресурсов машины
Машина, как генерирующее звено, предопределяет распределение параллельно функционирующих с ней ресурсов. Последние, в свою очередь, определяют длительность жизненного цикла машины своим постепенным включением, обеспечивающим поддержание машины в работоспособном состоянии и сохранение ее служебных функций.
Теоретически, длительность жизненного цикла машины может быть продлена на достаточно большой отрезок времени, в течение ко- торого будут сохранены служебные функции, будет выполняться необходимая работа. Однако такой процесс не может быть беспредельным, он ограничен рядом иных требований и условий, которые диктуют прекращение использования машины. Эти требования и условия специфичны для соответствующих конструкций машин, их назначения, условий эксплуатации, влияния на здоровье оператора и экологическую среду.
Применительно к поставленной цели обеспечения рационального ресурсопотребления ограничивающим параметром длительности жизненного цикла машины является критерий минимального потребления ресурсов за этот период в расчете на один час использования или на единицу произведенной продукции, работы. Такой критерий может быть выражен исходя из условия: где: RM машина как первоначальный ресурс (чел. час, руб.); П, Гг.... fn - параллельно функционирующие ресурсы, обеспечивающие выполнение машиной своих служебных функций (чел. час, руб.); YJQ - суммарный объем продукции, произведенной с использованием машины, время ее использования в течение жизненного цикла (единиц продукции, усл. эт. га, км, моточасов). Этот критерий характеризует ресурсоемкость услуг, работ, производимой продукции. Исследуем характер распределения ресурсов машины в течение жизненного цикла. Машина свой первоначальный ресурс RM расходует постепенно, но неравномерно в течение жизненного цикла. Не вдаваясь в специфику распределения ресурса, отметим лишь его характерную тенденцию - постепенное расходование, снижение начальной годности, возникновение потребности в устранении отказов для сохранения служебных свойств. Параллельно функционирующие ресурсы связаны: необходимостью возобновления утрачиваемых машиной своих служебных свойств. Эти ресурсы представлены узлами и агрегатами, деталями, и другими ресурсами, используемыми при выполнении воздействий, предусмотренных системой технического обслуживания и ремонта машин в течение жизненного цикла; S с выполнением машинной своих служебных функций, требующих затрат энергии. Это топливно-энергетические ресурсы: бензин, дизельное топливо, газ, другие виды топлива и масел; S с обеспечением предстоящей утилизации машины и ее компонентов по мере потери ими служебных свойств; V с общей организацией процессов обеспечения нормального функционирования машин в течение жизненного цикла (ремонтно-обслуживающая база). Независимо от функциональных особенностей вся совокупность параллельно функционирующих ресурсов представляет собой дополнительные по отношению к RM ресурсы, которые вовлекаются в процесс потребления в связи с возникающими потребностями в них, генерируемыми машиной в системе совокупных ресурсов Применительно к приведенной формуле (1.1) RM будет стремиться к увеличению, а г г2...гп к уменьшению. Выполнить условие устремления КТС к оптимальному для современного уровня развития научно-технического прогресса, т.е. поднять конструктивное и технологическое совершенство машины можно, если числитель дроби будет расти и опережать рост знаменателя. При этом должно быть соблюдено еще одно условие: рост ресурса RM до RMH должен обеспечить снижение доли совокупных расходов ресурсов на единицу времени использования машины или на единицу произведенной работы, продукции. Если ресурсы соизмеримы, например, выражены в единицах трудоемкости или имеют сопоставимую по времени стоимостную оценку, то формулу можно записать так: В расчете на единицу произведенной продукции или выполненной работы ресурс новой машины и дополнительно включаемые ресурсы, обеспечивающие сохранение и восстановление служебных свойств машины, распределяются по присущим им закономерностям. Ресурс новой машины в расчете на единицу работы, продукции постоянно уменьшается по мере продления жизненного цикла, подтверждая целесообразность его продления. Ресурсы, затрачиваемые дополнительно на сохранение и возобновление служебных свойств машины путем ремонтно-обслуживающих воздействий, ведут к росту ресурсоемкости выпускаемой продукции и этим самым формируют тенденцию сокращения жизненного цикла.
Рассмотренные закономерности движения ресурсов дают основание сформулировать свойство машины: модернизация машины, совершенствование ее служебных свойств, повышение уровня годности (обобщающей характеристики) представляет собой процесс переадресации части функций, ранее осуществляемых сопряженными ресурсами, непосредственно машине
Материальный состав утилизируемых ресурсов
Поскольку страны юго-востока (Китай, Корея) законодательно запретили ввоз японских подержанных машин, весь поток этой старой, но достаточно надежной техники поступает в Россию и заполняет не только зону областей Дальнего Востока, но и достаточно интенсивно проникает в центральные регионы страны.
Такое развитие японо-российского рынка подержанной техники проявилось в виде спада производства на автозаводах России, которые снизили годовой выпуск машин в 2002 году с 1 млн. до 940 тыс. шт. Конкурентоспособность японских подержанных машин весьма высокая и может быть сравнима лишь с новыми автомобилями, подготавливаемыми автомобильными фирмами США к производству на экспорт в Россию и страны СНГ.
Японские подержанные автомобили, ввозимые в Россию, как правило, имеют срок эксплуатации около 4-5 лет, что делает их весьма покупаемыми для использования и последующих продаж.
Значительное наполнение рынка идет за счет поступления новой и подержанной техники из стран Европы, Азии и частично из США. Такие марки как Volkswagen, Mercedes, Audi, BMW, Renault, Toyota, Honda и другие получили широкое распространение в России. Объем поступлений машин из Европы не значится в опубликованных источниках, однако судя по наполнению парка легковых машин в мегаполисах, он не меньше, а значительно больше, чем объем поступающих машин из Японии.
Наиболее богатая страна автомобильного мира США накопила опыт эффективного использования автотранспортных средств исходя из закономерностей старения машины. В табл. 2.3.4. приведены некоторые изменяющиеся от длительности жизненного цикла параметры автотранспортных средств. Этот же источник сообщает, что автотранспортные средства старше 10 лет не пользуются спросом на рынке, их продажная цена в большей мере отражает стоимость годных узлов и деталей машины, ее остаточную годность. [41] Машины такого возраста либо экспортируются в другие страны, либо поступают на пункты сбора для утилизации. Однако сама постановка организации сбора ремфонда свидетельствует о выгодном восстановлении узлов, агрегатов, о выгодности бизнеса утилизации. Выбытие машин из сферы эксплуатации в возрасте, приближающемся к 10 годам, обусловливается достаточно интенсивно снижающимся годовым пробегом и ростом эксплуатационных затрат. На первом году использования пробег АТС составлял почти 27 тыс. км и постепенно снижался к 9 году до 13 тыс. км, т.е. более чем в 2 раза. Падение интенсивности использования АТС совпадает с уменьшением числа индивидуальных автовладельцев, продолжающих использовать транспортное средство старше 5 лет и с пробегом свыше 130 тыс. км. Отмечается интенсивное списание автомобилей легковых между 7... 12 годами - 55%; грузовых малой грузоподъемности между 9... 14 годами - 30%; большой грузоподъемности между 8... 14 годами - 40%. Этими сроками определяется начальный период утилизации, который простирается до 20 и более лет, когда в парке еще остается 15...20% легковых и грузовых машин малой грузоподъемности и около 2% грузовых АТС большой грузоподъемности. Эти машины выбывают из эксплуатации ранее, потому, что задействованы в перевозках с большим радиусом и к ним предъявляются более жесткие требования по надежности. Для тягачей с годовым пробегом около 150 тыс. км и средней длиной ездки 1,5 тыс. км средний возраст составляет около 3 лет, что в 2,5 раза меньше среднего возраста парка грузовых автомобилей. «Coors Transportation Со» эксплуатирует тягачи на междугородних перевозках со среднегодовым пробегом 320 тыс. км через 4 года или до пробега в 1,6 млн. км. Значительная часть выбывающих из эксплуатации машин в США перепродается в другие страны. [41]
Это еще раз подтверждает, что страны-производители автомобильной техники перекладывают проблемы их дальнейшей усложняющейся эксплуатации и утилизации на территорию России, обеспечивая себе возможность организации индустриальной утилизации на чужой территории, обладающей более дешевыми материальными и трудовыми ресурсами и возможностями для захоронения отходов производства.
Таким образом, годовая численность автомобилей, подлежащих утилизации, составит к началу второго десятилетия этого века ориентировочно 2,5...3,0 млн. штук в год. При средней массе автотранспортного средства в 1 тонну, предстоит иметь мощности заводов, рассчитанные на переработку утилизируемого материала массой 2,5...3,0 млн. тонн.
Ежегодно выбывающая тракторная техника в размере 95...110 тыс. штук при средней массе трактора в 3,5 тонны увеличивает потребные мощности. С учетом объемов выбытия комбайнов и всей другой сельскохозяйственной техники, ожидаемая масса подлежащих утилизации машин ориентировочно составит 2,0 млн. тонн. Общая масса материала утилизируемых автотранспортных средств и сельскохозяйственной техники составит около 5 млн. тонн. Она определяет грузооборот транспортировки, трудоемкость переработки и производственные мощности предприятий по технологической утилизации разнообразных материальных компонентов, утилизируемых технических средств.
Наличие материалов в машине определяется конструкцией механизмов, массой и номенклатурой использованных при создании машины материалов. Развитие техники, технологии производства формирует постоянную тенденцию усложнения конструкции машин, оснащения их оборудованием, приборами, средствами автоматики, компьютерного управления процессами. Все это ведет не только к усложнению общей конструкции, но и к повышению массы машины. Последнее обстоятельство в определенной мере должно учитываться и регулироваться, так как для тракторов его сцепные характеристики зависят от массы и обуславливают сцепной вес. Для автотранспортных средств излишняя масса, как правило, менее желательна, так как увеличивает расход топлива при разгоне.
Технологические направления утилизации резинотехнических изделий
Проблемы переработки изношенных резинотехнических изделий возникли с первых лет использования технических средств с пневматическими резиновыми шинами. Экологическую озабоченность эти проблемы сформировали в связи со значительным ростом парка автомобилей и другой мобильной техники, в том числе тракторов и сельскохозяйственных машин и существенным спадом, фактической остановкой восстановления и переработки шин в последние 10...15 лет.
По материалам Ассоциации «Шиноэкология» к 1990 году общий уровень использования изношенных шин был более 30% годового объема их образования, что составило 500 тыс. тонн в год. В начале XXI века объемы переработки шин сократились до 5 % от их образования и составили 30 тыс. тонн в год. [54] Эти цифры показывают, что даже работавшие до 1990 года мощности используются в настоящее время всего на 6%, в то время как ежегодные объем выбытия шин на переработку растут и накапливают возможности возникновения экологической угрозы. По Базель-ской конвенции «О контроле за трансграничной перевозкой опасных отходов и их удалением» шины отнесены к опасным отходам, их безотлагательная переработка обусловлена экологической ситуацией.
Продукт рециклинга автошин — это прежде всего резиноби-тумные композиции для покрытия дорог, которые широко используются во многих странах мира.
Производство резиноасфальтовых смесей в США организуется на небольших асфальтобетонных заводах. Резиновая крошка составляет около 15% рабаризованного асфальта. Учитывая значительные потребности России в дорогах с твердым покрытием открываются возможности использовать этот канал для применения резиновой крошки утилизируемых шин. Потребности рынка резиновой крошки для целей дорожного строительства практически безграничны, а целесообразность его функционирования подтверждается необходимостью решения экологических проблем. Резиновая крошка грубого помола по рецептуре НИИ шинной промышленности используется в Москве для покрытия переездов трамвайных путей.
Наука и практика, озадаченная утилизацией резинотехнических изделий и особенно автомобильных и тракторных шин, интенсивно разрабатывает технологическое оборудование для измельчения шин, получения резиновой крошки с заданными параметрами. Идет поиск менее энергоемких процессов и обеспечение их недорогим технологическим : оборудованием особенно в случаях, если резиновая крошка используется в качестве добавок к смесям для покрытия дорог.Технологическая утилизация резинотехнических изделий, изношенных шин, ее заготовительная фаза берет свое начало с процессов, обеспечивающих поступление утилизируемых материалов на переработку. Ученые и практики сходятся во мнении, подтверждаемом конкретными объемами всех видов отработавших ресурсов, что за последние 10... 15 лет снижена роль государства в организации сбора и переработки отходов. И только в последние годы на региональном и федеральном уровне стали разрабатываться нормативные акты и регулирующие процесс утилизации нормативы. Применительно к процессу утилизации шин идет аналогичный процесс поиска наиболее рациональных путей рециклинга.
Негативные последствия отсутствия концептуальных подходов к утилизации шин прослеживается как в России, так и во многих странах мира, что ведет к бесконтрольному, неурегулированному накоплению экологически вредных свалок - складов шин. Это вынуждает автомобильные страны мира использовать государство, его властные структуры в формировании концептуальных подходов к утилизации, обеспечивающих экологическую безопасность страны в результате переработки накопленных объемов автомобильных шин.
Было бы целесообразно воссоздать систему заготовки и переработки важнейших и многотоннажных отработавших ресурсов металла, резины, масел под государственным контролем и попечительством, но на рыночной основе хозяйствования. Для этого надо не государственное администрирование прошлых лет, а экономическая мотивация и стимулирование воссоздаваемой инфраструктуры сферы предприятий по утилизации, рециклингу отработавших ресурсов.
Ю. Бабенко в статье «Несовершенство законодательной базы» [55] правильно утверждает, что регулировать сбор и обеспечить эффективную переработку отработавших шин можно лишь опираясь на законодательную базу. Принципиальная позиция, к сожалению, свелась к предложениям возложения издержек утилизации шин на потребителя-собственника. Эта позиция имеет широкое распространение среди ученых и практиков. Тенденция возложения бремени утилизации на собственника прослеживается во многих разрабатываемых концепциях и нормативных актах. Широкое распространение таких подходов можно объяснить отсутствием концептуальных целевых позиций к проблеме утилизации.
Концептуальная целевая позиция утилизации определяет два основных направления: экологическое - обеспечение охраны окружающей среды; технологическое - возможности индустриальной переработки выбывающих на утилизацию отработавших ресурсов. Оба направления предполагают сбор утилизируемых объектов с территорий и их транспортировка к местам переработки. Можно ли реализовать эту концептуальную позицию, если принять условие, что оплачивать утилизацию шин должны их собственники? Практика убедительно доказала массовыми засорениями обочин дорог, опушек лесных массивов и дворовых территорий отработавшими шинами. Частный сектор, владеющий 75% утилизируемых шин, будет продолжать сбрасывать на природу бесплатно, независимо от строгости административных мер. Частник в большинстве своем не намерен платить за утилизацию, тем более искать пункт приема, терять время и деньги. Даже бесплатная утилизация шин должна иметь такие организационные условия, которые бы позволяли сдавать шины по месту стоянки машин, на площадках, в гаражах. Не спасает положение об установлении залоговой цены в 10...20 руб. за шину при ее покупке и возврат залоговых средств при сдаче в утиль. Такие суммы вряд ли заинтересуют собственника. Размер залога в 10...20% от цены новой и гарантии возврата этих сумм при сдаче шин заготовителям может существенно изменить ситуацию, заинтересовать собственника сдавать (а по существу продавать) подлежащие утилизации шины. Материальный интерес побудит владельца не разбрасывать, а накапливать изношенные шины с тем, чтобы продать их и за возвращенные суммы приобрести новые. Но и в этом случае необходима продуманная организация процесса сбора утиля, соответствующая заинтересованность заготовителей и переработчиков. Финансовое сопровождение такого порядка сбора шин возможно за счет двух источников: за счет местного бюджета в пределах тех сумм, которые ранее выделялись на очистку территорий от изношенных шин; за счет накоплений от оборота сумм залога, полученного сегодня, а возвращаемого через 1...3 года, учитывая среднюю ходимость шин и годовой пробег автомобилей физических и юридических лиц.
Ремонтно-обслуживающая база АПК - основа инфраструктуры индустриальной утилизации сельскохозяйственной техники
Второй модуль получает в качестве исходного сырья продукцию первого модуля. Эта смесь резиновой стружки, текстильного и металлического корда подвергается дальнейшей переработке в резиновую крошку размером до 5 мм.
Оборудование второго модуля: роторные дефибраторы, барабанные магнитные сепараторы, система газоочистки. На втором модуле резиновая крошка освобождается (на 90%) от металлокорда магнитным сепаратором. Система газоочистки улавливает резиновую и текстильную пыль, концентрируя материал в накопительном бункере. Техническая производительность второго модуля — 3 т/ч; удельная энергоемкость - 27,7 кВтч/т. На третьем модуле резиновая крошка измельчается до размеров 3 мм, смесь освобождается практически полностью от остатков металлического корда и на 85% от текстильного корда. Оборудование третьего модуля: роторные дробилки, барабанный магнитный сепаратор, вихревой сепаратор, пневмотранспорт для подачи резиновой крошки на четвертый модуль. Техническая производительность третьего модуля - 3 т/ч; удельная энергоемкость - 32 кВтч/т. Четвертый модуль предназначен для получения тонкоизмель-ченного резинового порошка размером частиц 0,2...0,5 мм. Измельчение производится ударно-центробежными мельницами. Последовательность технологического процесса: резиновая крошка, полученная на третьем модуле пневмотранспортом, подается на ударно-центробежные мельницы, измельчается, поступает на вибросито, на котором происходит отделение крошки от текстильного корда, после чего направляется пневмотранспортом на пятый модуль. Оборудование четвертого модуля: двухкаскадные ударно-центробежные мельницы, трехъярусное вибросито. Техническая производительность четвертого модуля - 3 т/ч; удельная энергоемкость 100,0 кВтч/т. На пятом модуле производится автоматизированная расфасовка, упаковка полученной продукции, представляющей собой вторичный ресурс (формально), а фактически — новый материал для целей использования его по рассмотренным выше направлениям. Оборудование пятого модуля комплекса: бункеры-накопители, дозирующее устройство, фасующая машина. Проведенный анализ позволяет сделать следующие выводы: 1. Модули, включая блок-модуль предварительной очистки, составляют единую технологическую систему, построенную по принципу непрерывного поточного производства. 2. Модули имеют равновеликую техническую производительность - пропускную способность, обеспечивающую рациональное построение технологического процесса без необходимости иметь промежуточные накопительные склады, резервные запасы. 3. Равновеликая техническая производительность модулей обеспечивает режим управления в форме автоматизированного производства. 4. Изложенное позволяет рекомендовать рассмотренный технологический процесс к широкому распространению для целей переработки резинотехнических изделий - как процесс целесообразной рациональной утилизации. 5. Высокое качество резиновой крошки и резинового порошка дает основание рекомендовать рассмотренный технологический процесс как процесс производства нового продукта из утилизируемого сырья, продукта, обладающего возрастающим спросом для дальнейшего использования. В ряду рассмотренных ранее машин и модулей привлекает внимание разработанный ОАО «Большевик» (г. Киев) диспергатор-экструдер для переработки шин с металлокордом. [57] На основе такого технологического оборудования предполагается строительство завода для переработки шин. ООО «Поликом Траст Сервис» (г. Оренбург) предлагает мобильную установку для механического разрушения шин (минизавод) на базе тракторного прицепа 2500мм х 6340мм. Для автономной работы установка оснащена дизельным двигателем мощностью 200 кВт. Производительность установки — 200 кг/час резинового порошка с размером частиц 0,02... 1,5 мм. Анализ технологий утилизации резинотехнических изделий показал их принципиальные различия, как в способах разрушающей утилизации, так и машинно-технологическом обеспечении процессов. В то же время не установлено принципиальной разницы в свойствах конечного продукта резиновой крошки - порошка по прочности, твердости, истираемости, определяющих основное направление использования продукта как сырья для дорожных покрытий.
Это дает основание выбора наиболее целесообразной технологии переработки резинотехнических изделий из условия наименьших удельных затрат энергии или других ресурсов, затрачиваемых на получение конечной продукции. Сама процедура обоснования критерия наименьших удельных затрат нуждается в рассмотрении некоторой функции цели.
Цель утилизации двуедина. С одной стороны может быть доказана критериальная целесообразность утилизации применительно к необходимости производства конечного продукта - сырья, каким является резиновая крошка. Такой подход принципиально правильно отражает поставленную задачу, он используется во всех типовых расчетах обоснования целесообразности многих технологических воздействий. В этом случае формула целесообразности исходит из рассмотренных в предыдущих разделах работы принципиальных подходах к обоснованию процессов ресурсосбережения.
