GB/T 38819—2020《綠色熱處理技術(shù)要求及評(píng)價(jià)》解讀

董小虹, 徐躍明, 常玉敏, 李 俏, 王廣生

(1. 廣東世創(chuàng)金屬科技股份有限公司, 廣東 佛山 528313;2. 中國(guó)機(jī)械總院集團(tuán)北京機(jī)電研究所有限公司, 北京 100083; 3. 北京航空材料研究院, 北京 100095)

熱處理是裝備制造過(guò)程中十分重要的關(guān)鍵工序,是充分發(fā)揮材料潛力、保證零件與產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量和使用壽命、提高產(chǎn)品檔次的極為重要的環(huán)節(jié);同時(shí)熱處理又屬于能耗高,對(duì)環(huán)境和安全有一定影響的工藝,所以,在保證產(chǎn)品質(zhì)量和安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的綠色熱處理生產(chǎn),對(duì)提高裝備產(chǎn)品性能和質(zhì)量、降低成本、提高生產(chǎn)效率至關(guān)重要,而且對(duì)節(jié)能降耗、減少環(huán)境污染作用和貢獻(xiàn)顯著。

綠色熱處理是一種綜合考慮環(huán)境影響和資源使用效率的現(xiàn)代制造模式,是使熱處理從工藝設(shè)計(jì)、廠房、設(shè)備和工藝材料選用、生產(chǎn)、檢驗(yàn)到交付、使用的整個(gè)生命周期中,對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響最小,資源使用效率最高,并使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益協(xié)調(diào)優(yōu)化,可持續(xù)發(fā)展[1]。

本文主要結(jié)合GB/T 38819—2020《綠色熱處理技術(shù)要求及評(píng)價(jià)》,對(duì)影響綠色熱處理的企業(yè)基本要求、熱處理廠房、熱處理設(shè)備、熱處理工藝材料、熱處理工藝、管理體系、環(huán)境排放等因素的技術(shù)要求及評(píng)價(jià)條件進(jìn)行了詳細(xì)的解讀,以利于熱處理行業(yè)同仁對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步理解和應(yīng)用。

1 制定綠色熱處理技術(shù)要求及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)和指導(dǎo)思想

1.1 制定標(biāo)準(zhǔn)的必要性

我國(guó)熱處理行業(yè)能耗較高,2010年單位能耗在550～1200 kW·h/t,平均單位能耗660 kW·h/t,萬(wàn)元產(chǎn)值能耗約3870 kW·h/萬(wàn)元,是歐美國(guó)家的1.6倍,日本的2倍。到2015年,熱處理綜合平均單位能耗減少到500 kW·h/t,仍高于日本的300 kW·h/t和歐美的400 kW·h/t。熱處理生產(chǎn)過(guò)程中的主要排放物,如:廢氣、廢水、廢渣等處理或回收再利用不完善,對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生一定不良影響[2]。近年中國(guó)政府將“全面推動(dòng)綠色制造”作為戰(zhàn)略重點(diǎn)和任務(wù),明確提出要“建設(shè)綠色工廠”目標(biāo)。2020年9月,在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上中國(guó)宣布減少溫室氣體目標(biāo),二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值,努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和;隨后我國(guó)將碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)納入“十四五”規(guī)劃。2020年12月,我國(guó)宣布了更具體的目標(biāo):到2030年,單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消費(fèi)比例將達(dá)到25%左右?！吨袊?guó)熱處理與表面改性技術(shù)路線圖》提出的目標(biāo)是構(gòu)建“精密、高效、經(jīng)濟(jì)、清潔、產(chǎn)業(yè)”中國(guó)特色熱處理,推動(dòng)高端機(jī)械制造和先進(jìn)材料的創(chuàng)新發(fā)展[3]。近十多年來(lái),我國(guó)熱處理行業(yè)通過(guò)技術(shù)開(kāi)發(fā)以及對(duì)引進(jìn)技術(shù)的消化吸收,在真空熱處理、可控氣氛熱處理、等離子熱處理等具有綠色清潔生產(chǎn)特征的先進(jìn)熱處理技術(shù)方面開(kāi)發(fā)了多項(xiàng)科技成果,如真空低壓滲碳技術(shù)[4-5]、真空高壓氣淬技術(shù)[6]、底裝料立式多用爐生產(chǎn)線技術(shù)[7]、精密可控滲氮技術(shù)[8]、控制淬火冷卻技術(shù)[9]、真空清洗技術(shù)[10]等,這些技術(shù)的開(kāi)發(fā)極大地推動(dòng)了我國(guó)熱處理裝備技術(shù)的進(jìn)步和企業(yè)綠色生產(chǎn)水平的提升。我國(guó)熱處理行業(yè)一直重視標(biāo)準(zhǔn)工作,已建立了完整的熱處理標(biāo)準(zhǔn)體系,已有一些熱處理能耗、環(huán)境保護(hù)、安全衛(wèi)生、質(zhì)量控制和檢驗(yàn)等方面標(biāo)準(zhǔn),但技術(shù)要求不夠全面,技術(shù)水平不高。現(xiàn)有的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)只提出了綠色熱處理企業(yè)的某方面要求,缺少綠色熱處理綜合全面要求和評(píng)價(jià)。近年來(lái),我國(guó)熱處理行業(yè)節(jié)能減排和清潔生產(chǎn)方面有了較大進(jìn)步,積累了一定經(jīng)驗(yàn),但與國(guó)際水平仍有很大差距,存在很多問(wèn)題。這些都有利于綠色熱處理技術(shù)要求及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的制定。

1.2 制定綠色熱處理技術(shù)要求及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)思想

GB/T 38819—2020標(biāo)準(zhǔn)與綠色制造基本要求和相關(guān)政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、管理辦法協(xié)調(diào)一致,技術(shù)條款涵蓋熱處理企業(yè)生產(chǎn)的全過(guò)程、全鏈條和全要素,全面、系統(tǒng)地建立綠色熱處理企業(yè)評(píng)價(jià)體系,技術(shù)要求堅(jiān)持國(guó)際先進(jìn)水平,體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)性、全面系統(tǒng)性。

標(biāo)準(zhǔn)在編制遵循“務(wù)求實(shí)效、細(xì)化要求、技術(shù)領(lǐng)先、操作性強(qiáng)、持續(xù)改進(jìn)”的原則,立足我國(guó)熱處理企業(yè)綠色制造實(shí)際,充分考慮國(guó)內(nèi)外熱處理清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排成果和經(jīng)驗(yàn),在企業(yè)現(xiàn)有管理體系基礎(chǔ)上增加綠色企業(yè)管理要求,確保標(biāo)準(zhǔn)的可操作性。標(biāo)準(zhǔn)編制過(guò)程中,參考了我國(guó)現(xiàn)有的相關(guān)節(jié)能、減排、環(huán)保和安全等標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī),與國(guó)家綠色制造和綠色工廠要求相協(xié)調(diào)。

2 綠色熱處理技術(shù)要求

2.1 標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容及適用范圍

《綠色熱處理的技術(shù)要求及評(píng)價(jià)方法》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了綠色熱處理的術(shù)語(yǔ)和定義,提出了綠色熱處理對(duì)熱處理企業(yè)在基本要求、熱處理廠房、熱處理設(shè)備、熱處理工藝材料、熱處理工藝、管理體系、環(huán)境排放等方面的要求及評(píng)價(jià)方法。該標(biāo)準(zhǔn)適用于熱處理企業(yè)的綠色化水平評(píng)價(jià)。

2.2 基本要求

標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于基本要求,主要從企業(yè)基礎(chǔ)合規(guī)性、管理職責(zé)和人員資質(zhì)等方面提出。

標(biāo)準(zhǔn)要求企業(yè)應(yīng)依法設(shè)立,運(yùn)營(yíng)正常,近3年無(wú)重大安全、環(huán)保、質(zhì)量等事故,還要履行對(duì)利益相關(guān)方的環(huán)境要求做出承諾。這是關(guān)系到企業(yè)是否具備參加綠色熱處理企業(yè)評(píng)審資格的初步條件。

標(biāo)準(zhǔn)要求最高管理者(責(zé)任人)應(yīng)在綠色企業(yè)方面發(fā)揮領(lǐng)導(dǎo)作用和信守承諾;企業(yè)應(yīng)設(shè)有綠色企業(yè)管理機(jī)構(gòu),有開(kāi)展綠色企業(yè)的中長(zhǎng)期規(guī)劃及年度目標(biāo)、指標(biāo)和實(shí)施方案,定期為員工提供綠色制造相關(guān)知識(shí)的教育、培訓(xùn)和考評(píng)。

標(biāo)準(zhǔn)中要求企業(yè)人員應(yīng)符合GB/T 32541—2016《熱處理質(zhì)量控制體系》規(guī)定,對(duì)熱處理負(fù)責(zé)人、班組長(zhǎng)和生產(chǎn)骨干、生產(chǎn)操作人員、設(shè)備維護(hù)人員、質(zhì)量控制人員、綠色企業(yè)管理人員等的資質(zhì)提出具體要求,技術(shù)工人應(yīng)通過(guò)專業(yè)培訓(xùn),持證上崗。每年企業(yè)對(duì)職工的培訓(xùn)費(fèi)用進(jìn)行了規(guī)定。

2.3 廠房要求

熱處理廠房包括面積和布局、溫度、照明度、規(guī)范化管理等條件,這些生產(chǎn)條件不僅直接或間接影響熱處理質(zhì)量,而且關(guān)系到熱處理生產(chǎn)的安全和環(huán)境保護(hù)。所以該標(biāo)準(zhǔn)提出了對(duì)廠房條件的具體要求。

2.3.1 面積和布局

熱處理企業(yè)廠房應(yīng)有合理的生產(chǎn)面積和輔助面積。廠房應(yīng)具有良好通風(fēng),產(chǎn)生有害物質(zhì)的設(shè)備要設(shè)置專門(mén)收集和凈化處理裝置,危險(xiǎn)工序和強(qiáng)噪音作業(yè)應(yīng)有單獨(dú)房間。各種儀表應(yīng)放置在符合儀表要求的環(huán)境中,推薦采用計(jì)算機(jī)集散控制或儀表集中控制。

2.3.2 作業(yè)環(huán)境

產(chǎn)品熱處理過(guò)程的加熱和冷卻對(duì)周?chē)h(huán)境有影響,同時(shí)生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境也影響熱處理設(shè)備和人員,從而對(duì)熱處理設(shè)備的工作穩(wěn)定性、儀表的準(zhǔn)確度和工藝材料的性質(zhì)以及現(xiàn)場(chǎng)人員的身體狀況和精神狀態(tài)都產(chǎn)生影響,進(jìn)而影響產(chǎn)品熱處理工藝控制的正確性、準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性,最終影響產(chǎn)品熱處理質(zhì)量。所以本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定熱處理車(chē)間的環(huán)境溫度一般不低于10 ℃;檢驗(yàn)間(含金相室)的環(huán)境溫度規(guī)定在10～35 ℃之間。

2.3.3 照明和采光

標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定熱處理廠房的光照度應(yīng)不低于300 lx,檢驗(yàn)區(qū)域的光照度應(yīng)不低于500 lx。廠房應(yīng)備有應(yīng)急照明裝置。公共場(chǎng)所的照明應(yīng)采取分區(qū)、分組與定時(shí)自動(dòng)調(diào)光等措施。

2.3.4 規(guī)范化管理

熱處理企業(yè)生產(chǎn)流程應(yīng)單向有序、合理,工件順序流動(dòng)。各熱處理區(qū)域、各功能區(qū)域、安全通道應(yīng)有清晰和明確的標(biāo)識(shí),生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)將不同熱處理狀態(tài)的工件分類擺放并標(biāo)識(shí),避免工件錯(cuò)誤處理和批次間的混淆。安全通道應(yīng)保持通暢,不得有任何障礙物?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)行設(shè)備、物料、工裝、工具等的定置化管理,環(huán)境整潔、文明生產(chǎn)。

2.4 設(shè)備要求

從熱處理裝備采購(gòu)及舊設(shè)備改造、加熱設(shè)備性能及能耗、冷卻和計(jì)量設(shè)備、清洗及污染物處理設(shè)備和設(shè)備的信息化智能化方面提出具體要求。

2.4.1 熱處理新裝備的采購(gòu)及舊設(shè)備改造的要求

熱處理裝備應(yīng)采用國(guó)家鼓勵(lì)的熱處理設(shè)備。包括真空熱處理技術(shù)裝備、可控氣氛熱處理技術(shù)裝備、全纖維爐襯加熱爐、晶體管感應(yīng)加熱裝置、等離子熱處理設(shè)備、空氣循環(huán)電爐、計(jì)算機(jī)數(shù)字化智能化控制系統(tǒng)、可控淬火冷卻系統(tǒng)、真空清洗技術(shù)和裝備、高效節(jié)能型空氣換熱器等清潔節(jié)能熱處理裝備[11]。少無(wú)氧化的熱處理加熱設(shè)備比例應(yīng)達(dá)到80%以上。熱處理裝備不應(yīng)有國(guó)家明令淘汰的落后工藝裝備。如熱處理鉛浴爐、氯化鋇鹽浴爐、插入式電極鹽浴爐、重質(zhì)耐火磚爐襯熱處理爐、中頻發(fā)電機(jī)感應(yīng)加熱電源等。

重視設(shè)備的更新改造。具有設(shè)備更新改造的近期計(jì)劃和中長(zhǎng)期規(guī)劃,役齡在10年以上的熱處理設(shè)備應(yīng)進(jìn)行更新改造。

標(biāo)準(zhǔn)中提出了綠色真空熱處理爐、綠色可控氣氛熱處理爐及生產(chǎn)線、綠色離子滲氮爐、綠色感應(yīng)加熱淬火裝置、綠色真空清洗機(jī)等綠色熱處理設(shè)備產(chǎn)品的指標(biāo),見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)的附錄A。購(gòu)置新設(shè)備應(yīng)選用綠色熱處理設(shè)備產(chǎn)品,更新改造的熱處理設(shè)備產(chǎn)品應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)規(guī)定。

2.4.2 加熱設(shè)備

2.4.2.1 熱處理加熱設(shè)備性能要求

加熱爐應(yīng)采用雙偶控溫系統(tǒng),溫度測(cè)量系統(tǒng)在正常使用狀態(tài)下定期進(jìn)行系統(tǒng)準(zhǔn)確度校驗(yàn)?？販叵到y(tǒng)和系統(tǒng)準(zhǔn)確度校驗(yàn)按GB/T 32541—2016規(guī)定執(zhí)行?，F(xiàn)場(chǎng)使用的熱電偶和儀表應(yīng)定期檢驗(yàn)合格,并在有效期內(nèi)使用。各類熱處理爐有效加熱區(qū)溫度均勻性及其控溫儀表、記錄儀表的準(zhǔn)確度級(jí)別應(yīng)符合GB/T 9452《熱處理爐有效加熱區(qū)測(cè)定方法》和GB/T 32541—2016的要求。真空熱處理爐冷態(tài)壓升率≤0.67 Pa/h,離子熱處理設(shè)備壓升率≤7.8 Pa/h。

2.4.2.2 熱處理加熱設(shè)備可靠性要求

熱處理加熱設(shè)備可靠性要求:1年內(nèi)不應(yīng)出現(xiàn)因設(shè)備設(shè)計(jì)制造不當(dāng)造成的一類故障(在生產(chǎn)中發(fā)生必須停爐降溫檢修的故障);6個(gè)月內(nèi)不應(yīng)出現(xiàn)因設(shè)備設(shè)計(jì)制造不當(dāng)造成的二類故障(在生產(chǎn)中爐內(nèi)發(fā)生可在不影響生產(chǎn)的情況下迅速修復(fù)的故障);1個(gè)月內(nèi)不應(yīng)超過(guò)3次三類故障(在生產(chǎn)中發(fā)生屬于只需稍作堅(jiān)固或調(diào)整即可解決的故障)。

熱處理加熱設(shè)備主要元器件可靠性要求見(jiàn)表1[1]。

表1 熱處理設(shè)備主要元器件可靠性要求[1]

2.4.2.3 熱處理爐的能源消耗

熱處理爐的能源消耗是用單位產(chǎn)品能耗、爐體表面溫升、空爐升溫時(shí)間和空爐損耗功率比4個(gè)指標(biāo)來(lái)考核。

1)單位產(chǎn)品能耗

熱處理設(shè)備可比用電單耗按照GB/T 15318—2010《熱處理電爐節(jié)能監(jiān)測(cè)》要求來(lái)測(cè)評(píng)。

2)爐體表面升溫

本標(biāo)準(zhǔn)爐體表面溫升指標(biāo)引用自GB/T 30839.4—2014《工業(yè)電熱裝置能耗分等 第4部分:間接電阻爐》中的一等爐規(guī)定值。標(biāo)準(zhǔn)提出的爐體表面溫升指標(biāo)達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)值和目前國(guó)內(nèi)外比較先進(jìn)的爐型的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)。如美國(guó)軍用技術(shù)規(guī)范MIL-F-80258《箱式電阻爐》規(guī)定1093 ℃時(shí)表面溫升不超過(guò)50 ℃,本標(biāo)準(zhǔn)950 ℃時(shí)表面溫升指標(biāo)為40～65 ℃,與MIL指標(biāo)相當(dāng);MIL-F-80082A《傳送帶式可控氣氛電阻爐》規(guī)定1149 ℃表面溫升不超過(guò)83 ℃,本標(biāo)準(zhǔn)1100 ℃ 時(shí)表面溫升指標(biāo)為50～60 ℃,優(yōu)于MIL指標(biāo);MIL-F-80113B《熱處理和釬焊用真空電阻爐》規(guī)定表面溫升不超過(guò)22.2 ℃(40 ℉),本標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)定為25 ℃,與MIL指標(biāo)非常接近。

GB/T 38819—2020規(guī)定在額定溫度下工作的熱處理爐表面溫升要求如表2[1]所示。爐體表面溫升測(cè)定按GB/T 10066.4—2004《電熱設(shè)備的試驗(yàn)方法 第4部分:間接電阻爐》的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

表2 表面溫升值[1]

3)空爐升溫時(shí)間

GB/T 38819—2020規(guī)定熱處理爐空爐升溫時(shí)間要求如表3[1]所示?？諣t升溫時(shí)間測(cè)定和計(jì)算按GB/T 10066.4—2004的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行測(cè)量。

表3 空爐升溫時(shí)間[1]

4)空爐損耗功率比

GB/T 38819—2020規(guī)定空爐損耗功率比指標(biāo)引用自GB/T 30839.4—2014一等爐規(guī)定值,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和目前國(guó)內(nèi)外比較先進(jìn)的爐型的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。該指標(biāo)與目前國(guó)內(nèi)比較先進(jìn)的并已通過(guò)國(guó)家鑒定、結(jié)論達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的爐型的實(shí)際測(cè)量值,以及部分國(guó)外進(jìn)口先進(jìn)產(chǎn)品的測(cè)量數(shù)據(jù)相當(dāng)。

GB/T 38819—2020規(guī)定的熱處理爐空爐損耗功率比要求如表4[1]所示?？諣t損耗功率比測(cè)定和計(jì)算按GB/T 10066.4—2004標(biāo)準(zhǔn)要求的方法測(cè)量。

表4 空爐損耗功率比[1]

2.4.3 冷卻設(shè)備和冷處理設(shè)備

淬火冷卻系統(tǒng)通常包括淬火冷卻槽或淬火機(jī)床、淬火工件移動(dòng)裝置、循環(huán)攪拌裝置、冷卻器、加熱器,以及通風(fēng)設(shè)備、安全防火設(shè)施和除去槽中污物的裝置等。淬火冷卻設(shè)備設(shè)置應(yīng)滿足技術(shù)文件對(duì)工件淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間的規(guī)定。淬火冷卻設(shè)備的容積要適應(yīng)連續(xù)淬火和工件在槽中移動(dòng)的需要,槽液液面應(yīng)可控和顯示,按需要配置溢流裝置。

淬火冷卻設(shè)備一般應(yīng)具有安全防護(hù)、通風(fēng)排煙及防火措施。淬火冷卻設(shè)備循環(huán)攪拌裝置可選用循環(huán)泵、機(jī)械攪拌或噴射對(duì)流裝置等。壓力淬火裝置應(yīng)配置溫度、淬火壓力、流量等控制和報(bào)警裝置。不允許用空氣攪拌。淬火冷卻設(shè)備根據(jù)需要配置冷卻器、加熱器,滿足淬火冷卻介質(zhì)的使用要求,應(yīng)配備分辨力不低于3 ℃的測(cè)溫儀表。冷處理設(shè)備應(yīng)符合GB/T 25743—2010《鋼件深冷處理》要求。

2.4.4 計(jì)量和檢測(cè)設(shè)備

企業(yè)應(yīng)依據(jù)GB 17167—2006《用能單位能源計(jì)量器具配備和管理通則》、GB 24789—2022《用水單位水計(jì)量器具配備和管理通則》等要求配備、使用和管理能源、水以及其他資源的計(jì)量器具和裝置。能源及資源使用的類型不同時(shí),應(yīng)進(jìn)行分類計(jì)量。熱處理企業(yè)應(yīng)配置能耗、水耗、各種用氣的計(jì)量器具和裝置總表,每臺(tái)用能設(shè)備應(yīng)配置水、電或燃料、各種用氣的計(jì)量?jī)x表?？煽貧夥占罢婵諠B碳熱處理設(shè)備應(yīng)安裝滲劑和載氣消耗計(jì)量表。

企業(yè)應(yīng)具有保證產(chǎn)品質(zhì)量的檢測(cè)設(shè)備、檢測(cè)儀器及手段,配備金相分析和硬度檢測(cè)手段,必要時(shí)按照專業(yè)技術(shù)需要配置相應(yīng)的材料成分分析、力學(xué)性能及物理性能測(cè)試手段,按照檢定規(guī)程和檢定周期檢定合格并在有效期內(nèi)使用。

2.4.5 清洗設(shè)備及污染物處理設(shè)備

2.4.5.1 清洗設(shè)備

清洗設(shè)備不應(yīng)對(duì)熱處理工件產(chǎn)生有害影響,清洗后工件表面質(zhì)量應(yīng)符合工藝文件要求。清洗設(shè)備應(yīng)配有廢油、廢鹽、廢溶劑等廢物回收處理裝置。有溫度要求的清洗設(shè)備,應(yīng)配備分辨力不大于5 ℃ 的測(cè)溫儀表。

2.4.5.2 污染物處理設(shè)備

1)燃料加熱設(shè)備燃燒廢氣廢熱應(yīng)回收利用,預(yù)熱空氣達(dá)到300 ℃以上,或采用蓄熱式燃燒技術(shù)。采用先進(jìn)循環(huán)水冷卻系統(tǒng),冷卻用水基本不排放。采用空氣換熱器代替水冷換熱,并將換熱后空氣用于生產(chǎn)或生活中需要加熱的場(chǎng)所。

2)熱處理設(shè)備產(chǎn)生廢氣應(yīng)通過(guò)廢氣收集處理設(shè)備收集、處理,達(dá)標(biāo)后排放。滲氮或氮碳共滲廢氣應(yīng)先裂解后排放或點(diǎn)燃。對(duì)于鹽浴淬火后清洗廢水采用濃縮加熱分離法,將廢水中鹽加熱蒸餾脫水,變成固態(tài)鹽,放回鹽浴淬火槽重復(fù)使用;加熱產(chǎn)生的水蒸氣用于清洗用水的加熱,水蒸氣冷卻后變成凈水,可重新用于清洗,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了余熱回收利用和無(wú)鹽污染物排放。對(duì)油淬火清洗廢水處理推薦采用高塔溢流回收裝置,與傳統(tǒng)刮油方法相比,溢出廢油量少并且廢油中的水分較少,容易處理后再利用。

2.4.6 熱處理設(shè)備信息化與智能化

熱處理設(shè)備一般實(shí)現(xiàn)集散式控制,具有信息采集系統(tǒng)、設(shè)備工藝優(yōu)化系統(tǒng)、設(shè)備能效檢測(cè)系統(tǒng)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)測(cè)量系統(tǒng),并具有遠(yuǎn)程故障診斷功能。

2.5 熱處理工藝材料要求

熱處理工藝材料應(yīng)是環(huán)保型的,避免使用有毒有害的材料,工藝材料應(yīng)符合相關(guān)工藝材料的國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求,生產(chǎn)廠家應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)并提供合格證。重要工藝材料在使用前應(yīng)進(jìn)行復(fù)檢合格。應(yīng)制定熱處理工藝材料供應(yīng)商管理程序,定期審核供應(yīng)商的質(zhì)量保證體系并驗(yàn)證其質(zhì)量穩(wěn)定性和交付能力。

熱處理過(guò)程中應(yīng)正確使用工藝材料,建立相關(guān)的程序或過(guò)程規(guī)范,規(guī)定其化學(xué)/物理特性、采購(gòu)管理、使用方法、存貯方式、運(yùn)輸要求、應(yīng)急預(yù)案等要求。工藝材料使用時(shí)不能對(duì)熱處理工件、工裝、儀器設(shè)備、環(huán)境、操作人員等產(chǎn)生有害影響。各種槽液應(yīng)定期分析和檢驗(yàn),保證滿足使用要求。常用熱處理槽液的技術(shù)要求和分析化驗(yàn)周期見(jiàn)表5[1]。其他淬火介質(zhì)的定期分析和檢驗(yàn)應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

表5 槽液技術(shù)要求和分析周期[1]

2.6 熱處理工藝

優(yōu)先采用真空熱處理、可控氣氛熱處理、感應(yīng)熱處理、離子熱處理等少無(wú)氧化熱處理工藝,不采用鹽浴加熱熱處理,少無(wú)氧化熱處理應(yīng)達(dá)到80%以上。采用精密化學(xué)熱處理技術(shù)對(duì)爐內(nèi)氣氛和熱處理過(guò)程進(jìn)行精確控制。包括碳勢(shì)可控的滲碳、碳氮共滲及保護(hù)熱處理,氮?jiǎng)菘煽氐臐B氮和氮碳共滲等,碳勢(shì)控制精度Cp≤±0.05%,氮?jiǎng)菘刂凭菿n≤±0.1。企業(yè)精密化學(xué)熱處理工藝應(yīng)達(dá)到50%以上。

熱處理工藝對(duì)有效加熱區(qū)溫度均勻性提出不同要求,常用熱處理工藝對(duì)熱處理爐爐溫均勻性要求見(jiàn)表6[1]。使用的熱處理設(shè)備有效加熱區(qū)溫度均勻性應(yīng)滿足工藝要求。工件應(yīng)確保裝載在有效加熱區(qū)內(nèi)。熱處理工藝和過(guò)程控制應(yīng)符合GB/T 32541—2016有關(guān)規(guī)定。

表6 常用熱處理工藝對(duì)熱處理爐爐溫均勻性要求[1]

企業(yè)在節(jié)能方面應(yīng)貫徹執(zhí)行GB/T 10201—2008《熱處理合理用電導(dǎo)則》、GB/Z 18718—2002《熱處理節(jié)能技術(shù)導(dǎo)則》、GB/T 15318—2010、GB/T 17358—2009《熱處理生產(chǎn)電耗計(jì)算和測(cè)定方法》和GB/T 19944—2015《熱處理生產(chǎn)燃料消耗計(jì)算和測(cè)定方法》的規(guī)定。在保證質(zhì)量和性能要求前提下,根據(jù)節(jié)能要求優(yōu)化熱處理工藝,包括采用局部熱處理代替整體熱處理、采用中碳或高碳結(jié)構(gòu)鋼感應(yīng)淬火代替滲碳淬火、鑄鍛余熱熱處理、激光等高能束加熱熱處理代替爐內(nèi)加熱熱處理等節(jié)約熱處理。

2.7 管理體系

主要對(duì)企業(yè)取得質(zhì)量管理體系、能源管理體系和安全衛(wèi)生管理體系認(rèn)證的要求。

2.7.1 質(zhì)量管理體系

企業(yè)具有質(zhì)量管理體系和健全科學(xué)的企業(yè)管理制度,取得GB/T 19001—2016《質(zhì)量管理體系要求》或GJB 9001B—2009《質(zhì)量管理體系要求》認(rèn)證證書(shū),特種行業(yè)的企業(yè)還須取得該行業(yè)(專業(yè))的質(zhì)量管理體系認(rèn)證證書(shū),如GB/T 18305—2016《質(zhì)量管理體系 汽車(chē)生產(chǎn)件及相關(guān)服務(wù)件組織應(yīng)用GB/T 19001—2016的特別要求》等認(rèn)證證書(shū)。認(rèn)證證書(shū)應(yīng)在合格有效期內(nèi),并確保制定的質(zhì)量管理體系各項(xiàng)要求得到有效實(shí)施和持續(xù)改進(jìn)。

企業(yè)通過(guò)GB/T 32541—2016評(píng)審達(dá)標(biāo)驗(yàn)收。

熱處理批量生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量一次交驗(yàn)合格率應(yīng)達(dá)到98%以上,單件生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量一次交驗(yàn)合格率應(yīng)達(dá)到100%,廢品率不大于0.5%。

2.7.2 環(huán)境管理體系

嚴(yán)格貫徹執(zhí)行GB/T 24001—2016《環(huán)境管理體系要求及使用指南》、GB 8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》、GB 16297—1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》、GB 9078—1996《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、GB 15735—2012《金屬熱處理生產(chǎn)過(guò)程安全衛(wèi)生要求》、GB/T 27946—2011《熱處理工作場(chǎng)所空氣中有害物質(zhì)的限值》、GB/T 27945.1—2011《熱處理鹽浴有害固體廢物的管理 第1部分:一般管理》、GB/T 27945.3—2011《熱處理鹽浴有害固體廢物的管理 第3部分:無(wú)害化處理方法》和GB/T 30822—2014《熱處理環(huán)境保護(hù)技術(shù)要求》等國(guó)家和行業(yè)有關(guān)環(huán)境保護(hù)和清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn),定期開(kāi)展清潔生產(chǎn)審核并通過(guò)評(píng)估驗(yàn)收。熱處理加工企業(yè)應(yīng)通過(guò)環(huán)境管理體系認(rèn)證。熱處理企業(yè)應(yīng)配套建立廢氣、廢水、固體有害廢棄物及噪聲等收集、處理設(shè)施,達(dá)標(biāo)后排放并提供證據(jù)。

熱處理企業(yè)應(yīng)取得環(huán)保部門(mén)的環(huán)評(píng)驗(yàn)收合格報(bào)告,提供所在地區(qū)排水、環(huán)保、衛(wèi)生監(jiān)督部門(mén)或具有相應(yīng)資質(zhì)的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)測(cè)定的水排放合格報(bào)告、煙氣排放合格報(bào)告、生產(chǎn)廠房?jī)?nèi)空氣中塵毒物質(zhì)濃度合格報(bào)告、生產(chǎn)場(chǎng)所噪聲強(qiáng)度與電磁輻射強(qiáng)度合格報(bào)告等,應(yīng)按照環(huán)境影響評(píng)估報(bào)告書(shū)(表)及其批復(fù)、國(guó)家或地方污染物排放(控制)標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范的要求,制定自行監(jiān)測(cè)方案,開(kāi)展監(jiān)測(cè)工作并按要求公開(kāi)監(jiān)測(cè)信息。

2.7.3 能源管理體系

企業(yè)建立能源管理體系,通過(guò)能源管理體系認(rèn)證、能效管理認(rèn)證,建立節(jié)能計(jì)量、統(tǒng)計(jì)管理制度,企業(yè)應(yīng)設(shè)置系統(tǒng)、完善的能耗和水耗以及其他資源的計(jì)量器具和裝置,開(kāi)展實(shí)施有效的能源計(jì)量、統(tǒng)計(jì)管理。

企業(yè)應(yīng)設(shè)有能源管理員,受企業(yè)總經(jīng)理直接領(lǐng)導(dǎo),負(fù)責(zé)能源管理工作,按管理規(guī)定定期檢查、分析企業(yè)能源利用情況,并提出報(bào)告。企業(yè)應(yīng)優(yōu)化用能結(jié)構(gòu),在保證安全、質(zhì)量的前提下減少能源投入,宜使用可再生能源替代不可再生能源。

我國(guó)熱處理行業(yè)在“十三五”末期,規(guī)模以上的企業(yè)綜合平均能耗已降到400 kW·h/t以下,萬(wàn)元產(chǎn)值電耗已降到2500 kW·h以下。到2025年,規(guī)模以上的企業(yè)熱處理綜合平均能耗要降到380 kW·h/t以下,萬(wàn)元產(chǎn)值電耗要降到2000 kW·h以下。國(guó)內(nèi)熱處理先進(jìn)企業(yè),目前企業(yè)綜合平均能耗降到478 kW·h/t,萬(wàn)元產(chǎn)值電耗降到1321.5 kW·h。本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的熱處理綜合平均能耗≤480 kW·h/t,萬(wàn)元產(chǎn)值能耗≤2500 kW·h,該指標(biāo)高于熱處理行業(yè)規(guī)范條件的≤3300 kW·h/萬(wàn)元要求和國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)值,屬國(guó)內(nèi)熱處理先進(jìn)企業(yè)較高水平,達(dá)到了國(guó)外先進(jìn)的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)[3]。

企業(yè)應(yīng)使用循環(huán)水和污水處理回收利用,減少?gòu)U水排出量和補(bǔ)充新水量。目前熱處理企業(yè)水耗量平均約1 m3/t工件以下,先進(jìn)企業(yè)水耗量≤0.3 m3/t工件,所以本標(biāo)準(zhǔn)水耗量指標(biāo)規(guī)定≤0.3 m3/t工件。

2.7.4 安全衛(wèi)生管理體系

依據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、法律法規(guī),結(jié)合企業(yè)實(shí)際情況,制定并采取措施嚴(yán)格執(zhí)行保障安全生產(chǎn)、職業(yè)健康和減少污染的制度。企業(yè)的生產(chǎn)廠房、作業(yè)環(huán)境、工藝作業(yè)和裝備應(yīng)符合GB/T 28001—2011《職業(yè)健康安全管理體系要求》和GB 15735—2012等要求。企業(yè)應(yīng)建立、實(shí)施職業(yè)健康安全管理體系,職業(yè)健康安全管理體系應(yīng)滿足 GB/T 28001—2011的要求。

作業(yè)場(chǎng)所應(yīng)配備通風(fēng)除塵排煙設(shè)施和必要的廢氣、廢水治理裝置及治理效果的監(jiān)測(cè)設(shè)施,確保污染物達(dá)標(biāo)排放,制訂與實(shí)施有害危險(xiǎn)物的防護(hù)技術(shù)與措施并達(dá)到GB/T 12801—2008《生產(chǎn)過(guò)程安全衛(wèi)生要求總則》第6.1條和GB 15735—2012的要求。

熱處理設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生噪聲,如各類泵和空壓機(jī)的運(yùn)行噪聲、高壓氣體排氣產(chǎn)生的噪聲。噪聲過(guò)大影響現(xiàn)場(chǎng)各類人員的情緒和精神,容易使人煩躁不安,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致聽(tīng)力下降甚至誘發(fā)某些疾病,從而造成誤操作,甚至導(dǎo)致設(shè)備事故發(fā)生,不但影響產(chǎn)品熱處理質(zhì)量,還會(huì)出現(xiàn)人身安全事故。標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)噪聲限制予以明確規(guī)定。原衛(wèi)生部/國(guó)家勞動(dòng)總局制定的《工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(發(fā)布日期: 1979-08-31,實(shí)施日期: 1979-08-31)仍在使用,無(wú)替代標(biāo)準(zhǔn)。HB 5354—1994《熱處理工藝質(zhì)量控制》也是參照該標(biāo)準(zhǔn)制定的。GB 15735—2012規(guī)定超聲清洗設(shè)備的聲強(qiáng)超過(guò)80 dB時(shí)應(yīng)采取降低噪聲措施,所以本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定熱處理作業(yè)場(chǎng)所噪聲不大于80 dB。高頻輻射的電場(chǎng)強(qiáng)度≤20 V/m,磁場(chǎng)強(qiáng)度≤5 A/m。使用丙烷、甲醇等危險(xiǎn)化學(xué)品的企業(yè),存放和使用應(yīng)符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和法律法規(guī)并滿足GB 15603—2022《常用化學(xué)危險(xiǎn)品貯存通則》的要求。

建立生產(chǎn)責(zé)任制和消防安全責(zé)任制,按GB 2894—2008《安全標(biāo)志及其使用導(dǎo)則》規(guī)定在危險(xiǎn)場(chǎng)所設(shè)立警示牌,配備足夠數(shù)量的消防設(shè)備與器材,通過(guò)所在地區(qū)消防安全驗(yàn)收。熱處理生產(chǎn)的各類人員應(yīng)經(jīng)安全衛(wèi)生知識(shí)的培訓(xùn)教育,熟悉熱處理生產(chǎn)過(guò)程中可能存在和產(chǎn)生隱患危險(xiǎn)的有害因素,了解導(dǎo)致事故的條件,并能根據(jù)其危害性質(zhì)和途徑采取相應(yīng)的防范措施,并按GB/T 11651—2022《個(gè)體防護(hù)裝備選用規(guī)范》及有關(guān)規(guī)定正確穿戴與使用勞動(dòng)保護(hù)用品。

2.8 環(huán)境排放

2.8.1 大氣污染物

企業(yè)的大氣污染物排放應(yīng)符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及地方標(biāo)準(zhǔn)要求。

熱處理企業(yè)排放廢氣應(yīng)經(jīng)治理達(dá)標(biāo)后排放,排放廢氣應(yīng)達(dá)到GB 16297—1996中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和GB/T 30822—2014規(guī)定并提供證據(jù)。具體限制指標(biāo)如表7[1]所示。

表7 廢氣中各項(xiàng)污染物的濃度限值[1]

2.8.2 水體污染物

企業(yè)的水體污染物排放應(yīng)符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及地方標(biāo)準(zhǔn)要求。

熱處理企業(yè)排放廢水應(yīng)達(dá)到GB 8978—1996中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和GB/T 30822—2014規(guī)定并提供證據(jù)。排放廢水的pH值為6～9,其他限制指標(biāo)如表8[1]所示。廢水中亞硝酸鈉必須進(jìn)行無(wú)害化處理,通過(guò)專門(mén)處理后的廢水中亞硝酸根含量<25 mg/L時(shí)才可排放。

表8 廢水中有害物質(zhì)的最高容許排放濃度[1]

2.8.3 廢棄物

企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格控制一般性廢棄物回收、保管和處理,不應(yīng)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生超過(guò)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的影響。

2.8.4 噪聲和電磁輻射

熱處理企業(yè)的廠界環(huán)境噪聲排放應(yīng)符合GB 12348—2008《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》及地方標(biāo)準(zhǔn)要求。熱處理企業(yè)電磁輻射應(yīng)符合GB 8702—2014《電磁環(huán)境控制限值》的規(guī)定。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定熱處理作業(yè)場(chǎng)所噪聲不大于80 dB,高頻輻射的電場(chǎng)強(qiáng)度≤20 V/m,磁場(chǎng)強(qiáng)度≤5 A/m。

2.8.5 熱處理生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)有害物質(zhì)

熱處理生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)有害物質(zhì)的濃度應(yīng)符合GB/T 27946—2011的規(guī)定。

3 綠色熱處理評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法

3.1 一級(jí)指標(biāo)

綠色熱處理企業(yè)評(píng)價(jià)體系的一級(jí)指標(biāo)有7個(gè),包括基本要求、熱處理廠房、熱處理設(shè)備、熱處理工藝材料、熱處理工藝、管理體系、環(huán)境排放等。

3.2 二級(jí)指標(biāo)

評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中二級(jí)指標(biāo)主要根據(jù)熱處理企業(yè)特點(diǎn)設(shè)立,共24項(xiàng),全面覆蓋了熱處理企業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施、作業(yè)環(huán)境、設(shè)備及工藝的管理、人員管理、質(zhì)量環(huán)境能源安全管理、熱處理污染物及噪聲輻射管理等方面,每個(gè)二級(jí)指標(biāo)都對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的考核條款。二級(jí)指標(biāo)逐項(xiàng)評(píng)價(jià)分為符合、嚴(yán)重不符合、一般不符合等3個(gè)類型或不適用項(xiàng)。

4 綠色熱處理企業(yè)的審核

綠色發(fā)展,就是要發(fā)展環(huán)境友好型產(chǎn)業(yè),降低能耗和物耗,保護(hù)和修復(fù)生態(tài)環(huán)境,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和低碳技術(shù),使經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與自然相協(xié)調(diào)。構(gòu)建綠色低碳技術(shù)體系,完善綠色制造支撐體系;加快制造業(yè)綠色改造升級(jí);積極推行低碳化、循環(huán)化和集約化,提高制造業(yè)資源利用效率;強(qiáng)化產(chǎn)品全生命周期綠色管理,努力構(gòu)建高效、清潔、低碳、循環(huán)的綠色制造體系。積極構(gòu)建綠色制造體系,支持企業(yè)開(kāi)發(fā)綠色產(chǎn)品,推行生態(tài)設(shè)計(jì),顯著提升產(chǎn)品節(jié)能環(huán)保低碳水平,引導(dǎo)綠色生產(chǎn)和綠色消費(fèi)。建設(shè)綠色工廠,實(shí)現(xiàn)廠房集約化、原料無(wú)害化、生產(chǎn)潔凈化、廢物資源化、能源低碳化。

4.1 基本要求

在二級(jí)指標(biāo)中有執(zhí)行國(guó)家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)的,如果這些條款不達(dá)標(biāo)就不能進(jìn)行綠色熱處理企業(yè)的評(píng)價(jià)工作。如有環(huán)保部門(mén)認(rèn)定的不合格項(xiàng),也不能進(jìn)行綠色熱處理企業(yè)的評(píng)價(jià)工作。

4.2 考核方法

實(shí)施評(píng)價(jià)的組織應(yīng)查看報(bào)告文件、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、原始記錄,并根據(jù)實(shí)際情況,與相關(guān)人員開(kāi)展座談會(huì);采用實(shí)地調(diào)查、抽樣調(diào)查等方式收集評(píng)價(jià)證據(jù),確保證據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。

實(shí)施評(píng)價(jià)的組織應(yīng)對(duì)評(píng)價(jià)證據(jù)進(jìn)行分析,對(duì)二級(jí)指標(biāo)逐項(xiàng)評(píng)價(jià),分為符合、嚴(yán)重不符合、一般不符合等3個(gè)類型或不適用項(xiàng),見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)附錄B。評(píng)定結(jié)果沒(méi)有嚴(yán)重不符合項(xiàng)并且一般不符合項(xiàng)≤3項(xiàng),即可判定為綠色企業(yè)。

5 結(jié)語(yǔ)

綠色制造工程中提出,組織實(shí)施傳統(tǒng)制造業(yè)能效提升、清潔生產(chǎn)、節(jié)水治污、循環(huán)利用等專項(xiàng)技術(shù)改造。開(kāi)展重大節(jié)能環(huán)保、資源綜合利用、再制造、低碳技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范。制定綠色產(chǎn)品、綠色工廠、綠色園區(qū)、綠色企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系,開(kāi)展綠色評(píng)價(jià)。作為傳統(tǒng)制造業(yè)的熱處理行業(yè),更應(yīng)落實(shí)國(guó)家制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略和“全面推動(dòng)綠色制造”重點(diǎn)任務(wù),積極開(kāi)展熱處理裝備制造和加工企業(yè)的綠色生產(chǎn)評(píng)價(jià),盡早實(shí)現(xiàn)熱處理全行業(yè)的綠色制造和生產(chǎn),做到全行業(yè)“雙碳”行動(dòng)如期達(dá)標(biāo)。