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基于ECD下的轿车塑料油箱生命周期实现及探讨

放大字体  缩小字体    发布日期:2021-04-07   来源:包装机械产业网   浏览次数:2745   版权与免责声明
  目前,国内绝大多数轿车如桑塔那2000 ,帕萨特,奥迪等的油箱均采用由德国进口的改进型高密度聚乙烯(HDPE)材料生产。高密度聚乙烯材料具有较高的使用温度、硬度、机械性能和化学性能,由于它的热塑性显著,可以用吹塑、注塑和压塑法成型。然而,由于聚乙烯具有一定程度的透气性,所以对各种溶剂的耐渗透性不强,*大渗透量可达94 。因此,防止渗漏是一大关键。目前,世界上防止汽油渗漏大致有3种方法,即对聚乙烯油箱进行硫化处理、氟化处理和复合成型(聚乙烯与尼龙6复合)。国内目前大多采用的是氟化或多层(COEX)来进一步提高塑料油箱的阻隔性能。

  针对HDPE的这些特点,在安排塑料油箱生产流程时大致如下:原料检验挤吹成型修边冷却定型打孔焊接装配水下泄漏检测燃油泵阻值及电性能检测*终装配检测装箱入库而且,根据材料的性能以及油箱的功能要求,成品油箱还必须进行落地试验、落锤试验、摆锤冲击、耐压试验、热老化试验、热冷变形试验、耐燃烧性试验及耐油渗透试验后方能出厂使用。这些检验均安排在生产流程的各个相应阶段。

  按照传统的功能性设计思想,塑料油箱仅仅是用于储存燃油,并且随轿车的报废而报废,很少考虑油箱在加工及废弃方面可能对环境造成的影响以及间接的资源浪费。因此,塑料油箱的一般生命流程可以用下图简单表示:据统计资料,现在国内每年的高密度聚乙烯油箱产量已超过万只,而随着轿车报废年数的缩短(一般不到15年),每年都有大量的塑料油箱被同时报废,而通常每只塑料油箱的设计寿命为≥30年。

  油箱废弃后,其主要成分聚乙烯虽然本身无毒,但在空气(O)中降解缓慢,一般需50年以上,而且在紫外线或液体溶解或燃烧时,会释放出甲烷、苯等有毒气体,严重威胁着人类的生存环境。并且,虽然我国目前已经成为世界第6大聚乙烯生产国,但是由于对聚乙烯的性能改进方面的工艺和技术仍然落后于西方国家,所以国内轿车油箱的生产原料绝大部分还是依赖德国进口。据悉,每吨HDPE的进口价在1万元人民币以上,以每只油箱约6kg~7kg计,平均每只油箱的原料成本就高达60~70元。因此,根据上文所述,为了从环境角度出发,减少自然界中固体废弃物总量,保护生态环境,同时,提高回收和再生利用废弃高分子材料的利用率,以及从节约资源、降低成本从而为企业创造更大价值的角度出发,在塑料油箱中实施ECD不仅至关重要而且迫切需要。

  在塑料油箱的整个生命周期中应着重考虑产品质量管理和废弃油箱再生利用这两个环节,并采取相应措施:

  1、加强质量控制,提高原料利用率除了从设计角度作出改进以提高原材料的利用率外,主要从质量控制及企业内废品回收再生两方面出发来提高原料利用率,节约成本。(1)因为国内现在加工塑料油箱的设备多为进口先进成套设备,所以在质量控制方面主要是加强检验力度,保证成品油箱100 检验,每小时加强抽检,力求零缺陷,一般控制在几个PPM范围之内,降低次品率。另外,严格控制产品毛边量,根据下料多少模口大小等各种参数限制在产品毛重的一定比例内。对于油箱的防渗,尽量采用多层制造,减少氟化,有氟化要求的,要严格控制氟化车间空气中氟的浓度在环境监测部门许可的1mg/m范围以内。(2)提高企业内废品回收再生率按照加工工序和检验项目发现成品检验不合格后不应一律作为报废处理,而是分类处理。对于由加工造成的废品,除发生装配错误的可拆卸重装外,其余的均通过机械法再生,即将废品输入专用生产线,粉碎后回料,重新和新料按一定比例投入生产。不可回收类废品主要是抽检时装过试验液如燃油或冷冻试验液等或者经氟化处理的废品。但是随着清洗和分离技术的不断提高,**类不可回收废品有望通过科学分离溶剂清洗切碎、筛选烘干后重新投入生产。

  2、提高废弃油箱的回收使用率随着汽车的大量报废,各部分零部件包括塑料油箱等一些塑料件也同时报废,传统的做法是对塑料部件作深埋法处理。这种做法有两个弊端,一是报废年限往往远小于油箱使用寿命,造成资源浪费二是由于HDPE在土壤深处发生降解和分解等物理化学变化是非常复杂和漫长的过程,降解产生的甲烷和废弃物中的可溶成分会渗入地下水中,日久天长将会污染水源,是危害环境的潜在因素之一。而且深埋法浪费资源,浪费土地,成本也较高,因此,减少深埋,对报废塑料油箱进行再生循环利用具有非常重要的意义。目前主要有3种处理途径通过材料再生技术获得再生原料重新投入生产或是直接将废弃油箱经简单处理后重新进入流通环节二是通过化学再生如油化还原技术或解聚单体还原技术进行化学分解获得汽油、煤油或单体三是通过热能利用技术利用其热能或将废弃油箱经溶剂分离清洗后制成燃料利用其热能。

  综合以上分析和有关措施,即可形成初步体现ECD思想的油箱生命周期循环,如图3所示:1.直接回收/再使用2.重新加工制造可再度使用的油箱附件3.重新加工,回收材料4.单体/原材料的再生产4结语节约能源、资源和保护环境是21世纪包括汽车工业在内的机械行业可持续发展的重要内容。理论和实践均表明:ECD及其实现,是实施可持续发展战略*有效方法之一。以上对轿车塑料燃油箱的ECD分析与探讨仅是初步的,但是其理念与方法也可推广到其它机械零部件的环境意识设计中。

 

 

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