攻克“卡脖子”關鍵部件的二本“學長”
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楊輝(左二)和同事分析盾構機液壓系統部件。 受訪者供圖
每逢求職季,不少應屆畢業生心頭難免縈繞迷茫與焦慮——學歷夠高嗎?學校夠牛嗎?
在江蘇省常熟市,有這樣一位“學長”,他畢業於二本院校,從技術工人做起,用了14年,一步步成為總工程師,現在領導著上百人的博士、碩士研發團隊。這不是網絡小說裡的勵志“爽文”,而是楊輝的真實人生。
今年36歲的楊輝,是中交天和機械設備制造有限公司總經理助理兼執行總工程師。加入中交天和近十年來,他帶領團隊,推動超大直徑盾構機多項關鍵技術和部件自主化,打破了外國公司的壟斷,目前,多台國產盾構機已投入使用,有的還走出國門,服務“一帶一路”沿線國家和地區。
攻克“卡脖子”的關鍵部件
10月12日,直徑16.09米的國產盾構機“聚力一號”在江蘇常熟中交天和總裝車間下線。盾構機是隧道建設的利器,尤其是直徑14米以上的超大直徑盾構機,更是“大國重器”,過去一度被外國產品壟斷,關鍵部件還被“卡脖子”。
時間回到2010年,中國交建承接南京緯三路過江通道項目(現揚子江隧道),需要兩台開挖直徑達15米的盾構機。外商每台要價7億元,交貨時間也不能保証。
當時整個項目的預算才50億元,買不起也等不起,這件事促使中國交建整合盾構機研制力量,在江蘇常熟成立中交天和。
歷時14個月,6700多張圖紙、10萬多個零部件,中交天和拿出了第一台泥水氣壓平衡復合式盾構機“天和號”,擺脫了對進口盾構機的依賴,但一些技術和部件仍需要外方支持。
“師傅教徒弟,肯定會有所保留。”楊輝回憶,“直徑6米級的地鐵盾構設備,用的就是外方的主驅動,出了問題去現場還得帶上外方專家。”
2011年底,楊輝從振華重工調入中交天和,交給他和技術研發團隊的一項重大任務,就是實現主驅動的自主化。
如果說主驅動是盾構機的“心臟”,那軸承就是主驅動的“心臟”。因此,軸承是盾構機技術自主化之路上必須拿下的一關。
但盾構機軸承對鋼材精度要求極高,當時國內還缺乏相應的制造能力,某地曾使用過配置國產軸承的盾構機,結果在掘進中發生故障,最后別無他法,隻能就地回填埋入地下,造成巨大損失。
而當時擺在楊輝和團隊面前的,不僅是鋼材的問題,設計師們甚至連軸承如何選型都無從下手。楊輝帶隊拜訪國內外高校、知名企業,但對方要麼不掌握相關技術,要麼隻能提供上世紀七八十年代的經驗。
“雖然國外先進技術不對我們開放,也不能僅憑他們已經落后的經驗來解決問題,但在學習過程中,我們的思路越來越清晰了。”楊輝說,經過兩年多的集體攻關,到2018年,團隊基本攻克了包括主驅動在內的各個子系統。
2019年,用於建設南京和燕路過江通道的盾構機“振興號”下線,它的直徑達15.03米,首次集中應用了中交天和自主研發的常壓換刀裝置、刀盤伸縮擺動裝置等國產核心部件,並且是首台應用管片智能拼裝系統的國產盾構機,操作員可“一鍵”完成隧洞管片的自動運輸、抓舉和拼裝,在提高效率的同時減小施工誤差。
“它標志著我們已經掌握了超大直徑盾構機的設計制造技術。”楊輝自信地說。
3年上萬次試驗突破核心技術
上面提到的常壓換刀,就是楊輝所說“領先於國外”的核心技術之一。
2021年春節前夕,記者曾到南京和燕路過江通道施工現場採訪,一直走到了盾構機最前端的刀盤位置,江面下近70米深處,工作人員正進行換刀作業,大家身著工作服、頭戴安全盔,與在地面並無二致。
這個看上去普普通通的作業場景,就是常壓換刀技術的實際應用。
常壓換刀與帶壓換刀對應。盾構機如“土行孫”在地層中穿行,要頂住相當於幾十甚至上百米水深的高壓,而刀盤切削岩土,磨損強度很大,經過一段時間就必須拆換。
“城市地鐵盾構深度一般在20米左右,壓力尚可承受﹔而長江隧道往往深度大於60米,帶壓換刀不僅要聘請身體素質好的專業潛水員來作業,還要設計一套氦氧飽和環境,人員持續在裡面生活、工作,一般三個月輪換一次,綜合成本高達上億元。”楊輝說。
而常壓換刀,就是把裸露於岩土地層中的盾構機刀盤做成“實心”的,將高壓隔絕在外,這樣盾構機內部就能維持一個標准大氣壓。
原理聽上去簡單,關鍵要研制出一套高可靠性閘門系統。
“外國公司雖然有這個技術思路,但具體設計不對,應用上不成功。”楊輝告訴記者。
超大直徑盾構機的刀盤上有數百把刀,要實現常壓換刀,一把刀就需要一個閘門,“從國外買,一個閘門要七八十萬,配套維修包上百萬,加起來又是上億元。我們不想再為換刀花這麼多錢。”楊輝說。
為了保密,楊輝和團隊到鄰省找了一家生產普通機械的企業,在別人的廠房裡做試驗。“從2016年立項到2018年成功,我幾乎每個節假日都過去,3年做了上萬次試驗。”楊輝說,這套閘門系統僅2000多萬元,不僅控制了工程成本,更重要的是大大減小了工作人員的安全風險。
面壁十年圖破壁。關鍵技術的突破、核心部件的自主化,顯著降低了整機成本,適逢國內城市地鐵、隧道建設需求旺盛,盾構機產業也迎來快速發展。中國工程機械工業協會發布的數據顯示,2020年國內市場工程機械自給率已達96%以上。
一名技術工的“逆襲”
2007年,22歲的楊輝從江蘇一所二本院校畢業,通過校園招聘入職上海振華重工,成為一名現場技術工。
“當時的想法很簡單,上海那邊待遇好,回家也方便,但到了崗位上還是不大適應。”楊輝回憶,自己在學校學的是汽車內飾模具設計,“來到振華重工,卻要做港口機械”。
所學專業與崗位要求不對口,必須從頭學起。從一開始做實習生,親自動手電焊、打磨,到慢慢從事復雜設計,自己畫圖自己加工,最后負責設計制造了出口澳大利亞的模塊化標准廠房。
“做廠房那段日子,拼命加班,最多的一個月加班近140個小時,最后累到右臂抬不起來,還以為是偏癱了。”楊輝說,“印象最深的一次是在長江口八九十米的高空修設備,零下七八攝氏度,還刮著大風,我穿了棉襖、棉褲和雨衣,還是被吹得透心涼。”
在楊輝記憶裡,振華廠區夜裡永遠是燈火通明的。“我經常在凌晨兩三點被叫起來去現場,因為你的設備出了問題,隻能你去處理,你不處理,大家都得等你。”楊輝說。
楊輝在振華重工度過了職業生涯的最初5年,來到中交天和以后,先是組建了工藝技術部,之后去管理生產制造,2016年開始專注設計研發。現在,他同時負責管理技術、生產、質控、採購、售后等部門。2019年,楊輝獲得中國交建“十大杰出青年”榮譽稱號。
在中交天和廠區,可以發現不少年輕的面孔,這個有1300多名員工的企業,平均年齡30歲出頭。和楊輝類似,不少中層干部年齡在40歲以下。“中交天和的激勵機制,就是靠業績論英雄,讓能者上。”楊輝說,和一些單位根據工齡、職稱“論資排輩”不同,企業看重的是成果,“當然,你能拿出成果,評職稱需要的專利、論文也不是問題。”
“不要怕吃苦”
這些年,楊輝一直參與校園招聘,先后招進500多人。目前,中交天和上百人的研發團隊,近一半是碩博學歷。
“制造型企業強調的是應用,看的是業績,是你能不能把這個件做出來,而不是學歷、考試成績或出身。”站在“過來人”和“面試官”的角度,楊輝想對正在找工作的學弟學妹們說,“不要怕吃苦。”
“不少來應聘的大學生報的是設計師崗,想的是穿著西裝、白襯衫,在辦公室裡畫圖。”楊輝直言不諱地說,“對工科生而言,就得多去基層,去吃苦,去實踐。要知道,課本上學的只是基礎知識,不能在生產中照搬套用。”
在楊輝看來,“做機械行業,關鍵是要深入一線。不到一線,怎麼知道自己設計的裝備靠不靠譜?”
楊輝坦言,在學校時自己的成績一般,“但我的社會實踐經歷比較多,寒暑假一般都在廠裡實習。”他說,“在二本院校,要比別人更有求職競爭力,就得在實踐經驗上拉開優勢。”
腳踏實地、實事求是,這是楊輝的座右銘。“成長的路上沒有捷徑。”他說。
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