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【史鉴】国防化工助推首枚火箭升空
2020年12月16日 10:10   来源于:中国石油石化   作者:潘万峰   打印字号
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  加快发展国防新技术化工材料,科技人员无比自豪和荣光。

 

  一枚硕长挺拔的火箭脱离起落架腾空而起。1960年11月5日9时,凝聚着中国人民的志气和毅力,在苏联专家半路撤走的情况下,全凭自己的力量制造的第一枚导弹轰然而起,刺破青天。化工部部长兼国防科委委员彭涛,主管军工的副部长李苏,所有在研究开发化工新材料方面贡献了力量的人们,无不为此感到欢欣鼓舞。

  聚四氟乙烯献礼国庆

  1959年冬,聂荣臻给中共中央打报告,提出自力更生解决5600种国防新技术材料问题的意见,其中化工材料803种。报告迅即得到党中央批准。艰巨的任务落到化工部门。上海、北京、天津以及有关省市的化工厅局迅速把任务一项一项地安排到基层。所有的工厂、科研院所、高等院校纷纷投入到热火朝天的试验研究中。

  上海鸿源化学厂刚刚度过春节的假期,便又恢复了往日的繁忙。工程师高曾熙得悉国外已有聚四氟乙烯的生产,是国际军工和国民经济急需的材料。做聚四氟乙烯需要氟致冷剂作原料,而鸿源化学厂就生产氟致冷剂。他想要试验生产聚四氟乙烯,得到了领导的支持,试验小组旋即成立。

  人是齐了,但设备却连影子都没有,试验人员束手无策。还是高曾熙主意多,反正裂解必需在裂解炉的炉管中进行,没有裂解炉,管子还是能找到的。弄一根最耐燃烧的石英管,两头搭在炉灶上将炉火烧旺,通进原料气,这头进,那头出,就算进行了裂解。显然,这种没有充分准备的试验,失败是难免的。

  多次失败使高曾熙他们聪明起来。裂解管管壁的温度控制在700-800℃时,才真正实现了比较满意的裂解。经验是在多次失败中被反复验证了的。而控制裂解管管壁保持在这个温度下,困难虽然依然很多,但毕竟可以做到。经过千难万险,聚四氟乙烯单体终于被试制出来。

  裂解被攻克了,聚合试验的危险性更大,冒着生命危险,试验人员投入了聚合的试验中。聚合最大的危险是爆炸。既然有爆炸的危险,就不能不采取防范措施。聚合釜确定用一个小钢瓶来代替。把这个小钢瓶放在土壤沟里,壤沟旁的土作掩体,试验人员趴在掩体后。一根铁丝从小钢瓶一直连到土墩掩体后的试验人员手里,有节奏地拉动这根铁丝,是为了搅动瓶内的物料。

  “轰”地一声巨响,小钢瓶飞上了天!冲出掩体,找回钢瓶,大家聚在一起研究一番,是什么原因爆炸?把讨论的结果记录下来,作为改进的依据,试验继续进行。又是“轰”地一声,小钢瓶上天。再找回来,再讨论,再试验。春去秋来,试验有了进展,终于获得了一点点白色的粉末,这点粉末,确确实实是聚合物,但却不能加工成型,也就是说,还没有实用价值。

  上海市化工局根据国家技术委员会和化工部的部署,组织中国科学院化学研究所、上海有机化学研究所、北京化工设计院、北京化工研究院、复旦大学、上海化工厂等单位的人员,集中在鸿源化学厂共同攻技术难关。以后清华大学也作为一支重要的力量加入攻关会战。

  大家积极性很高,一定要自力更生拿出这种国防军工急需的而西方对我国严加封锁禁运的产品。为此,帮助鸿源化学厂解决了高压聚合釜、镍裂解管、冷冻机等关键性的试验设备。大家群策群力,9月底即研制出了可以加工成型的聚四氟乙烯样品,向国庆节献礼。

  聚三氟氯乙烯投入生产

  生产氟化氢的上海北洋化工厂,存在着设备腐蚀、毒气泄漏、环境污染的问题,职工意见很大。负责人袁垒堂满心焦虑。他想,如果能够找到些氟塑料填片,问题就好解决了。一天,他经过旧货市场时看到一堆黄色的塑料卷,捡起一片看看,软硬适中。带回厂里做酸碱和溶剂腐蚀试验,抗蚀性很好。放在酒精灯上焙烧,到很高的温度时才开始发软。这不正是资料上介绍的氟塑料吗!他像得到宝物一样,将其全部买回。

  袁垒堂把买回的塑料试用在管道阀门上做填片,防腐蚀和密封性能都很好,彻底解决了厂里长期不能解决的问题。然而,这批填片用完后又怎么办?他开始产生自己研制氟塑料的念头。于是到处搜集有关氟塑料的资料,但都以性能介绍和应用指导为主,涉及制造工艺的极少,只能靠自己摸索。制造聚三氟氯乙烯需要一种氟致冷剂作原料,而这种氟致冷剂是需用氟化氢来制造的。

  袁垒堂等在简陋的条件下开始了聚三氟氯乙烯的研制试验。厂里除有氟化氢外,没有其他原料,市场也买不到。于是试验就从制备原料的原料做起。反应釜是用一个旧氧气钢瓶改制的。为了预防反应过程中发生爆炸或废气外逸,试验在露天石棉瓦棚中进行。

  经过两个月的试验,原料研制了出来,增强了大家的信心。接着准备合成聚三氟氯乙烯单体的试验。厂里没有钱购买不锈钢设备,就尽量利用废旧设备,单体贮罐是利用从旧货市场买来的军用潜水员供氧瓶。厂里抽出力量安装了一套单体试验装置。聚三氟氯乙烯单体的制备试验虽然艰苦,但还算顺利。关键是以后的聚合试验,他们遇到了真正的技术难题。

  一次次聚合,一次次失败,多方面改进聚合配方和工艺都没有明显的效果,已经3个月,仍查不出问题在哪里,全厂的职工都焦急起来。七嘴八舌,试试改变聚合的方法。第一次第二次试验也未能成功,第三次是在一个严冬的晚上,经过10小时的反应以后,打开聚合釜,物料全变成了白色粉末。终于成功了!

  然而千辛万苦得来的聚合物含杂质多,分子量低,这是单体质量不够纯所致。大量的试验又得从头做起。一次在露天进行反应试验,在旧钢瓶改装的反应釜中加料后开始升温,当温度升到100℃时,突然一声巨响,反应釜不知去向,大家都惊呆了。几分钟后,附近的一个农民送回一块反应釜炸裂的钢片,是落在500米外田野里的。这次爆炸幸无伤亡,但惊动了地区消防队。上海市劳动局、上海市化工局和塑料工业公司,很快来人查问爆炸的原因和经过。

  坏事变好事。当上海市化工局和塑料公司领导得悉他们正在研制国防军工急需的聚三氟氯乙烯时,立即指示将研制工作正式列入计划。这一次爆炸,使聚三氟氯乙烯的研制获得了经费和装备,充实了技术力量,加强了领导,从而加速了科研开发的进程,直到投入生产。

  高压聚乙烯试验成功

  上海化工研究院20世纪50年代末开始研制高压聚乙烯。在化机室主任段纯洁的主持下,杨庆鸿设计了1500多个大气压的压缩机,高家驹负责高压密封,由院化机厂制造设备,自力更生建成了高压聚乙烯试验车间。工艺技术由张锡卿负责。试验工作克服许多困难,终于取得成功,为放大试验提供了设计依据,并生产小量产品供应国防工业的急需,但供不应求。

  吉林化学工业公司设计研究院负责建设放大的高压聚乙烯试验车间,在冶金部、一机部的各有关工厂和研究院所的大力协同下,解决了设备的钢材冶炼、热处理、金加工及高压压缩机、高压容器、管道和阀门、仪表的研制,试验车间终于建成。

  奚正煌由吉化公司化肥厂调转到公司的设计研究院高压聚乙烯试验车间担任副主任。这位天津大学化学系的毕业生,担任过高压聚乙烯试验车间的项目设计负责人和工艺设计负责人,到车间工作后,抓紧开车试验。

  试验在紧张地进行着。“阀又坏了,快停产!”不知谁喊了一声,奚正煌忙去停车。试验装置停下来,大家七手八脚更换损坏了的超高压阀门。奚正煌看看手腕上的表,自言自语地说:“这只阀也是使用不到3个小时……”

  连接聚合反应器与分离器的超高压阀门,每只平均使用寿命只有3个小时。也难怪,阀前是1500公斤的压力,阀后是300公斤的压力,如此大的压差,再加上每秒400米的流速,超高压脉冲交变负荷,使阀门损坏极快。试验生产只好随着这只阀门的寿命——3个小时左右的周期开开停停。

  卸下来的阀门堆在墙角。奚正煌一只只拆开,细细比较,发现损坏的部位全在一个地方。找出损坏的部位,也就找出了造成损坏的原因,也就有了改进的办法。他从改进阀门的结构下手,把阀头改为组装式,延长了阀门寿命一倍;把阀座改为镶装式,又延长寿命一倍;把阀头、阀座全堆焊成钴铬钨合金,阀门的难题解决了。试验生产再不因超高压阀门的寿命短而开开停停了。

  超高压阀门难题的解决,使超高压压缩机气缸寿命短的难题暴露出来。同超高压阀门损坏相似的原因,使加工困难的超高压气缸的寿命只能停留在330小时左右。奚正煌虽然不能像拆阀门那样细细分析损坏的气缸,但有阀门的经验可以借鉴,结构改造措施详尽具体,改造后的超高压压缩机运行到1188小时后,试验生产结束。

  运出液氧等产品

  1960年苏联片面撕毁协议,停止供应原材料,使钢丝编织的耐高压的航空胶管的生产陷于困境。事关重大,国防工办副局长宋良甫、三机部副司长油江、化工部军工局副局长陈自新立即组成联合工作组,到生产胶管及组装和使用胶管的工厂现场调查产品出现问题的原因,并协同解决问题。

  生产厂经过仔细分析研究,发现配方自身存在着不少矛盾,是胶管存在先天性毛病。于是他们跳出苏联配方的框子,结合国产原材料的生产供应情况,从实际出发设计了新配方。新胶料的性能指标比原苏联配方优越。胶管使用装配单位也从金属接头的制作和组装方法上进行了改进。因胶管缘故使飞机面临停飞的问题得到了较好的解决。

  对祖国的忠诚和对社会主义的热爱,迸发出巨大干劲和钻劲。吉林化学工业公司化肥厂运出了第一车30吨液氧,为近程地地导弹的地面试验创造了条件;兰州化工厂为发射试验提供了液氧。天津、河北制药厂研制出符合技术条件的高浓度过氧化氢产品;北京化工研究院研制出高锰酸钾催化剂……

  责任编辑:陈尔东

  znchenerdong@163.com

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