托举航天的使命传承
2020-01-02常晓波山西航天清华装备有限责任公司
常晓波 /山西航天清华装备有限责任公司
山西航天清华装备有限责任公司作为航天地面设备研制生产基地,各型号火箭发射平台是企业的重要产品。滚道表面中频感应淬火是多种型号发射平台研制生产的最关键工序,正是滚道面薄薄几毫米的淬硬层承受了庞大的火箭质量和运转之力,尤其“长征”三号火箭发射台滚道淬火以其庞大的身躯、系统的复杂,特别是不可预测的风险性,在国内同类技术中居于独一无二的地位,曾被誉为“天字第一号任务”。1989 年在“长二捆”活动发射平台滚道淬火当晚,时任航天工业部副部长的刘纪原曾深夜赶往现场,滚道淬火团队交出了满意的答卷。
作为需要几十个人大力协同操作的系统工程,在30 年前没有多少经验可以借鉴的情况下,第一代创业者自力更生、艰苦奋斗,开发出整套滚道淬火体系,他们严谨务实、勤奋敬业的精神值得敬佩。在任务实施过程中,主操作者仅凭肉眼观察就可以准确判断钢铁加热温度的绝技,广大参与淬火人员无论连续工作至凌晨、还是在寒风中操作,都毫无怨言表现出了高度的航天使命感。这种使命感代代相传,经历不断的创新,为托举近年来航天密集发射任务的成功提供了坚实保障。
从艰苦奋斗、白手起家的创业者,到特别能吃苦、特别能奉献的传承人,再到当前勇于攀登、创新攻关的后起之秀,都将传承和优化滚道淬火技术作为自己永恒的使命,他们锲而不舍的坚守、执着、追求,为一次次任务成功提供了最坚实的保障,他们的精神和故事完美体现了航天精神的内涵。
一、创业的源泉
滚道淬火是一项繁复的系统工程,是多个工艺种类的复合体,是需要数十人乃至上百人紧密协同操作的体系。作为后来人,我们赞叹和好奇,系统的滚道淬火技术是如何设计开发的?虽然第一代创业者都已经离开工作岗位,但从对他们并不遥远的深刻的记忆和印象中,特别是他们的代表刘奇武身上看到了他们创业的源泉所在。
刘奇武,老一代技术人员的典范,今年已75 岁。早期的“长征”二号捆绑式火箭活动发射平台、“长征”三号甲火箭发射台、某产品小滚道、某产品钢丝滚道等多种型号、不同工艺方式滚道淬火的成套的淬火方案、工艺以及所需的上百种辅料、几十种工装都是以他为主设计开发的,而刘师傅能够主持滚道淬火系统开发的基础,同时也是他首先为大家所称道的就是全面扎实的技术功底,不仅精通本专业热处理,还对电气、机加、材料等相关专业有着深刻的认识,这使得他成为了当之无愧的技术权威。他的扎实工作为滚道淬火这一专业性极强的工艺操作奠定了坚实的基础,让传承50 年的团队受益至今,如对滚道面施加电磁感应的感应器,在常人看来也许很普通,却是整个系统中的关键部件,虽然是强度较低的纯铜制成,且每一型号均仅有一套实物,却历经数10 年水与火的考验沿用至今,从未发生故障。很多人不知道的是,每一型号的感应器都经历了反复的设计、修改、完善,直至达到最佳状态,至今感应器实物上还清晰可见切割后再焊接的痕迹。
刘师傅为大家所称道的还有他严谨的学术作风和细致的工作态度,他对每一次任务实施、每一因素、每一细节都慎之又慎、全面周到地予以考虑,因为滚道淬火的高风险容不得一丝失误。面对直径达10 余米的“长征”三号乙火箭发射台滚道,在回火时机的选择上,他甚至将淬火后用蒸汽清理完滚道面时蒸汽遇冷凝结成细小水珠的可能影响考虑在内。2014 年,他深夜独自拿着放大镜长时间弯腰观察每一寸滚道面的单薄身影更为大家所感动,当时他已是70 岁高龄的老人。
刘师傅最为大家所称道的则是他高尚的职业道德情操,他的子女分别在北京和南京事业有成,本已于2002 年退休、可享受天伦之乐的他获悉企业需要时,义无反顾舍弃了舒适的生活环境,从北京赶回生产一线,一干又是10 余年。
二、奋斗的坚持
习近平总书记指出,幸福都是奋斗出来的。虽然现在滚道淬火技术已经十分成熟,但曾经的奋斗和付出却不能忘记,1996 年起担任滚道淬火主操作者的谢福昌以行动证明了今天的幸福来自于奋斗的坚持。
滚道淬火是一项繁杂而又细致的工作,一次成功绝不是一句简单的口号,因为淬火过程中没有中途停止进行调整的机会,必须一次完成,是实实在在对操作者的考验,不容有任何闪失。在长达数个小时不停顿的淬火过程中,在感应器与零件做相对运动的情况下要保证直径10 余米、周长30 余米的圆形滚道面加热温度均匀一致,而又没有任何仪器设备可以测量温度,并指挥10 余个分系统近百人准确协同操作,其难度可想而知。严峻的考验面前,谢福昌毫不退缩,因为他有绝活:他的眼睛就是温度测量和控制仪器,从200~1000 摄氏度以上的范围,看一眼钢铁加热的颜色就知道准确温度;他的手就是温度调节装置,可以精确控制中频感应器与滚道面的间隙,保证误差不超过±0.1 毫米,进而将温度误差控制在±10 摄氏度范围内。“台上一分钟,台下十年功”,钢铁随着加热温度的升高,其颜色从暗处可见红色、昏暗处可见红色、白天可见红色……直到各种樱桃红,再到橘红、橘黄,也即温度从400 摄氏度逐渐过渡到1200 摄氏度,要单凭肉眼准确观察变化中的颜色并判断其对应温度,难度可想而知,可以说他的自信和绝活源自于“台下”长年累月的奋斗和坚持。
在滚道淬火任务的实施过程中, 谢 福 昌 在展示技能绝活的同时,也展示了他的另一项“绝活”,那就是奉献精神与耐心。淬火及随后的数遍回火,通常需要一个晚上的时间,整个晚上必须弯着腰目不转睛地盯着被加热部位,长时间保持同一姿势,对眼力和体力都是另一项严峻考验,即便是年轻人也难以做到,而患有腰椎间盘突出的谢福昌在年过50 岁时硬是以对工作的执著和对航天事业的热爱做到了。
三、坚持与喜悦
程军,原热处理组组长。10余年来,这位滚道淬火的主操作者时常被传颂“一双铁手”的故事,其中的喜悦他与大家共享,其中的坚持他在心里回味。
2007 年,“长征”三号乙火箭滚道淬火开始不久,淬火介质喷头突发故障,无法对滚道面进行喷射冷却,而滚道淬火与其它工艺操作不同,绝对不允许中途停机。危急时刻,作为淬火主操作者的程军来不及多想,以最快速度拆除介质喷头,用手紧紧握住介质输送胶管对淬火部位实施冷却。参加协调保障的兄弟单位人员无不惊叹他动作之快;现场直接参与淬火的人员心里无不“咯噔”一下,因为蒸汽胶管里面是将近100 摄氏度的淬火介质,整个淬火过程需要3 个小时,他能坚持下来吗?更重要的是会影响到他的判断和操作吗?
他的岗位最关键,整个滚道淬火操作都是以他为中心运转的。大家虽然都在焦虑,但是都必须谨守自己的岗位,无法伸出援助之手。就这样,时间一分一秒慢慢过去,整整3 个小时程军用双手代替机械装置,一只手忍受着灼热介质输送胶管钻心般疼痛的煎熬,眼睛紧盯加热带位置和颜色的变化,另一只手仍然完成了复杂而精准的操作。凭借着过人的毅力和高度的使命感,程军在疼痛中的坚持保障了滚道淬火再一次圆满成功的喜悦,为滚道淬火文化再添新的篇章。
四、创新永无止境
滚道淬火作为技术密集型工艺,创新与提高之路永无止境,一代代滚道淬火人50 年来持续的技术储备形成了如今的厚积薄发之势。
对创新最有感触的莫过于介质制作人员,由于淬火介质使用状态为加热到90 摄氏度以上,如何对几个立方乃至几十个立方的淬火介质进行加热就成为了一个难题。20 世纪90 年代以前,加热淬火介质的方式为原始的炭火烘烤,即在介质槽下方烧起炭火进行加热,为保证淬火介质充分融化,操作者每天天不亮就要开始生火,尤其“长征”三号甲系列滚道淬火必须是室外操作,无论数九寒冬还是炎炎夏日都是如此。一身的煤烟、冬日里寒风中紧裹军大衣,夏天烈日下炭火边大汗淋漓,他们在艰苦奋斗中享受着苦与乐。而今,该项操作实现了电加热方式,不仅清洁、安全、可靠,更可以精确控制介质温度。
最关键的创新则是工艺参数的不断优化,高风险是滚道淬火最大的特点,最大的风险来自于巨大的淬火应力引起的开裂隐患,而淬火又必然产生应力,降低淬火应力和保证淬火效果就成为必然的矛盾。通过长期的探索和试验,优化变压器匝比、各项电参数、感应器与滚道面的间隙和角度的最佳参数匹配,找到降低淬火应力和保证淬火效果之间达到平衡的理想支点。在此过程中,获得了滚道面理想的淬硬层分布,即与滚道面受力状态相适应的“月牙形”,为进一步降低淬火应力、降低淬火风险提供了指导。
“长征”三号发射台滚道淬火最大的创新点是:2007 年起摒弃了传统的整圆淬火方式,采取了淬火分2 次进行,每次只淬半圆的新模式。通过淬火与回火的时间间隔,避免人员疲劳,在降低淬火风险的同时首次实现了无软带淬火。此外,淬火过程中采取对导磁体的冷却措施,防止导磁体过热后状态改变引起加热效率改变。对于淬火后开始回火时机的把握,做到了既保证完全的组织转变,又不致出现与淬火时间间隔过长或回火起始温度不同的情况。在诸多创新的累积效应下,该型号滚道淬火任务实施的现场准备时间由几个月降低到不足一个星期。
“长征”二号发射台滚道淬火,从2006 年起回火采取了测温纸和滚道面微涂机油的综合测温方式,解决了夜晚难以通过观察颜色变化来判断温度的不足;某产品钢丝滚道淬火,针对钢丝因表面状态改变在暴露空气环境中加热极易氧化的问题,采取了改进参数设置以缩短易氧化的高温加热冲击时间、在钢丝表面喷涂防氧化剂等措施,进一步保证了钢丝表面质量;某产品小滚道淬火,在工装与工件之间增加了石棉绝缘层,有效避免了对工件的电击烧伤。
如今,公司滚道淬火技术已进入系列化、低风险、高效率的新阶段,在我国航天事业大发展的新时期,滚道淬火团队不忘初心,牢记航天使命,面对密集发射形势下的新要求,正在瞄准行业发展前沿技术继续前进。