攻克“卡脖子”关键部件的二本“学长”

攻克“卡脖子”关键部件的二本“学长”

  每逢求职季,不少应届毕业生心头难免萦绕迷茫与焦虑——学历够高吗?学校够牛吗?

  在江苏省常熟市,有这样一位“学长”,他毕业于二本院校,从技术工人做起,用了14年,一步步成为总工程师,现在领导着上百人的博士、硕士研发团队。这不是网络小说里的励志“爽文”,而是杨辉的真实人生。

  今年36岁的杨辉,是中交天和机械设备制造有限公司总经理助理兼执行总工程师。加入中交天和近十年来,他带领团队,推动超大直径盾构机多项关键技术和部件自主化,打破了外国公司的垄断,目前,多台国产盾构机已投入使用,有的还走出国门,服务“一带一路”沿线国家和地区。

  攻克“卡脖子”的关键部件

  10月12日,直径16.09米的国产盾构机“聚力一号”在江苏常熟中交天和总装车间下线。盾构机是隧道建设的利器,尤其是直径14米以上的超大直径盾构机,更是“大国重器”,过去一度被外国产品垄断,关键部件还被“卡脖子”。

  时间回到2010年,中国交建承接南京纬三路过江通道项目(现扬子江隧道),需要两台开挖直径达15米的盾构机。外商每台要价7亿元,交货时间也不能保证。

  当时整个项目的预算才50亿元,买不起也等不起,这件事促使中国交建整合盾构机研制力量,在江苏常熟成立中交天和。

  历时14个月,6700多张图纸、10万多个零部件,中交天和拿出了第一台泥水气压平衡复合式盾构机“天和号”,摆脱了对进口盾构机的依赖,但一些技术和部件仍需要外方支持。

  “师傅教徒弟,肯定会有所保留。”杨辉回忆,“直径6米级的地铁盾构设备,用的就是外方的主驱动,出了问题去现场还得带上外方专家。”

  2011年底,杨辉从振华重工调入中交天和,交给他和技术研发团队的一项重大任务,就是实现主驱动的自主化。

  如果说主驱动是盾构机的“心脏”,那轴承就是主驱动的“心脏”。因此,轴承是盾构机技术自主化之路上必须拿下的一关。

  但盾构机轴承对钢材精度要求极高,当时国内还缺乏相应的制造能力,某地曾使用过配置国产轴承的盾构机,结果在掘进中发生故障,最后别无他法,只能就地回填埋入地下,造成巨大损失。

  而当时摆在杨辉和团队面前的,不仅是钢材的问题,设计师们甚至连轴承如何选型都无从下手。杨辉带队拜访国内外高校、知名企业,但对方要么不掌握相关技术,要么只能提供上世纪七八十年代的经验。

  “虽然国外先进技术不对我们开放,也不能仅凭他们已经落后的经验来解决问题,但在学习过程中,我们的思路越来越清晰了。”杨辉说,经过两年多的集体攻关,到2018年,团队基本攻克了包括主驱动在内的各个子系统。

  2019年,用于建设南京和燕路过江通道的盾构机“振兴号”下线,它的直径达15.03米,首次集中应用了中交天和自主研发的常压换刀装置、刀盘伸缩摆动装置等国产核心部件,并且是首台应用管片智能拼装系统的国产盾构机,操作员可“一键”完成隧洞管片的自动运输、抓举和拼装,在提高效率的同时减小施工误差。

  “它标志着我们已经掌握了超大直径盾构机的设计制造技术。”杨辉自信地说。

  3年上万次试验突破核心技术

  上面提到的常压换刀,就是杨辉所说“领先于国外”的核心技术之一。

  2021年春节前夕,记者曾到南京和燕路过江通道施工现场采访,一直走到了盾构机最前端的刀盘位置,江面下近70米深处,工作人员正进行换刀作业,大家身着工作服、头戴安全盔,与在地面并无二致。

  这个看上去普普通通的作业场景,就是常压换刀技术的实际应用。

  常压换刀与带压换刀对应。盾构机如“土行孙”在地层中穿行,要顶住相当于几十甚至上百米水深的高压,而刀盘切削岩土,磨损强度很大,经过一段时间就必须拆换。

  “城市地铁盾构深度一般在20米左右,压力尚可承受;而长江隧道往往深度大于60米,带压换刀不仅要聘请身体素质好的专业潜水员来作业,还要设计一套氦氧饱和环境,人员持续在里面生活、工作,一般三个月轮换一次,综合成本高达上亿元。”杨辉说。

  而常压换刀,就是把裸露于岩土地层中的盾构机刀盘做成“实心”的,将高压隔绝在外,这样盾构机内部就能维持一个标准大气压。

  原理听上去简单,关键要研制出一套高可靠性闸门系统。

  “外国公司虽然有这个技术思路,但具体设计不对,应用上不成功。”杨辉告诉记者。

  超大直径盾构机的刀盘上有数百把刀,要实现常压换刀,一把刀就需要一个闸门,“从国外买,一个闸门要七八十万,配套维修包上百万,加起来又是上亿元。我们不想再为换刀花这么多钱。”杨辉说。

  为了保密,杨辉和团队到邻省找了一家生产普通机械的企业,在别人的厂房里做试验。“从2016年立项到2018年成功,我几乎每个节假日都过去,3年做了上万次试验。”杨辉说,这套闸门系统仅2000多万元,不仅控制了工程成本,更重要的是大大减小了工作人员的安全风险。

  面壁十年图破壁。关键技术的突破、核心部件的自主化,显著降低了整机成本,适逢国内城市地铁、隧道建设需求旺盛,盾构机产业也迎来快速发展。中国工程机械工业协会发布的数据显示,2020年国内市场工程机械自给率已达96%以上。

  一名技术工的“逆袭”

  2007年,22岁的杨辉从江苏一所二本院校毕业,通过校园招聘入职上海振华重工,成为一名现场技术工。

  “当时的想法很简单,上海那边待遇好,回家也方便,但到了岗位上还是不大适应。”杨辉回忆,自己在学校学的是汽车内饰模具设计,“来到振华重工,却要做港口机械”。

  所学专业与岗位要求不对口,必须从头学起。从一开始做实习生,亲自动手电焊、打磨,到慢慢从事复杂设计,自己画图自己加工,最后负责设计制造了出口澳大利亚的模块化标准厂房。

  “做厂房那段日子,拼命加班,最多的一个月加班近140个小时,最后累到右臂抬不起来,还以为是偏瘫了。”杨辉说,“印象最深的一次是在长江口八九十米的高空修设备,零下七八摄氏度,还刮着大风,我穿了棉袄、棉裤和雨衣,还是被吹得透心凉。”

  在杨辉记忆里,振华厂区夜里永远是灯火通明的。“我经常在凌晨两三点被叫起来去现场,因为你的设备出了问题,只能你去处理,你不处理,大家都得等你。”杨辉说。

  杨辉在振华重工度过了职业生涯的最初5年,来到中交天和以后,先是组建了工艺技术部,之后去管理生产制造,2016年开始专注设计研发。现在,他同时负责管理技术、生产、质控、采购、售后等部门。2019年,杨辉获得中国交建“十大杰出青年”荣誉称号。

  在中交天和厂区,可以发现不少年轻的面孔,这个有1300多名员工的企业,平均年龄30岁出头。和杨辉类似,不少中层干部年龄在40岁以下。“中交天和的激励机制,就是靠业绩论英雄,让能者上。”杨辉说,和一些单位根据工龄、职称“论资排辈”不同,企业看重的是成果,“当然,你能拿出成果,评职称需要的专利、论文也不是问题。”

  “不要怕吃苦”

  这些年,杨辉一直参与校园招聘,先后招进500多人。目前,中交天和上百人的研发团队,近一半是硕博学历。

  “制造型企业强调的是应用,看的是业绩,是你能不能把这个件做出来,而不是学历、考试成绩或出身。”站在“过来人”和“面试官”的角度,杨辉想对正在找工作的学弟学妹们说,“不要怕吃苦。”

  “不少来应聘的大学生报的是设计师岗,想的是穿着西装、白衬衫,在办公室里画图。”杨辉直言不讳地说,“对工科生而言,就得多去基层,去吃苦,去实践。要知道,课本上学的只是基础知识,不能在生产中照搬套用。”

  在杨辉看来,“做机械行业,关键是要深入一线。不到一线,怎么知道自己设计的装备靠不靠谱?”

  杨辉坦言,在学校时自己的成绩一般,“但我的社会实践经历比较多,寒暑假一般都在厂里实习。”他说,“在二本院校,要比别人更有求职竞争力,就得在实践经验上拉开优势。”

  脚踏实地、实事求是,这是杨辉的座右铭。“成长的路上没有捷径。”他说。(记者 陈席元)

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这个作者很懒,什么都没有留下!

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