1955 年中國的核工業(yè)揚(yáng)帆起航,在滾滾歷史潮流,從無到有,從小到大,核工業(yè)在發(fā)生滄桑巨變,核工業(yè)中核電材料的老化與延壽一直伴隨期間,站在新的歷史起點(diǎn)上,核工業(yè)作為國防科技工業(yè)中的戰(zhàn)略力量,在夢想與光榮中沉淀著砥礪的銳氣,核工業(yè)中核電材料的防腐蝕在發(fā)展中探索。
許維鈞研究員,作為核工業(yè)領(lǐng)域中第一代防腐人,他鑄劍為犁,為核工業(yè)材料的老化與腐蝕,殫精竭慮,為推動(dòng)核工業(yè)材料的防腐蝕留下了時(shí)代發(fā)展的烙印。
勞動(dòng)競賽讓暗紅色布料煥發(fā)出亮紅色
1925 年出生的許維鈞研究員,在12 歲時(shí)經(jīng)歷了抗日戰(zhàn)爭,他跟隨家人從江蘇無錫逃難到貴陽,期間歷經(jīng)過十幾次的大轟炸,當(dāng)1948 年許維鈞研究員從浙江大學(xué)化學(xué)工程系畢業(yè)時(shí),他懷著滿腔的熱情參加了革命,來到了東北工業(yè)部上海辦事處,每天一早就去倉庫裝運(yùn)棉紗、化工原料等東北需要的物資,然后裝船沿水路航行,一個(gè)禮拜后運(yùn)到南京,在南京把物資再裝上火車,半個(gè)月后再到達(dá)沈陽,兩個(gè)月往返于上海、沈陽之間3 次。
半年后,許維鈞研究員來到了東北工業(yè)部化工局從事有機(jī)合成及高壓加氫方面的研究,許維鈞研究員回憶道:“作為剛畢業(yè)的大學(xué)生,我成為了車間長相當(dāng)于現(xiàn)在的車間主任,守著兩棟空房子,一張辦公桌,一把辦公椅是全部的辦公用品。我的工作要解決2:3 酸(萬能燃料中間體)合成研究中有材料設(shè)備選擇及腐蝕問題的攻關(guān)、要研究高壓加氫實(shí)驗(yàn)室建設(shè)及苯胺加氫研究中腐蝕問題、還要還原染料合成中有材料腐蝕問題。當(dāng)時(shí)的東北剛剛解放,百廢待興,手頭的資料或者是俄文的、或者是日文的、或者是英文的。為了研究這些資料,許維鈞研究員每天晚上去上一位俄羅斯家庭老太太開辦的俄語補(bǔ)習(xí)班,要研究日文資料,則要去跟一位日本的工程師補(bǔ)習(xí)日語,研究英文資料,就是自己在大學(xué)里學(xué)到的英文做基礎(chǔ),查英文字典來解決。
科研設(shè)備更是無從談起,飯碗做量杯、溫度計(jì)需要親手設(shè)計(jì)制作,要搞一個(gè)合成試驗(yàn),那么就需要從制作原材料開始,先要研究透了原材料的化學(xué)成分和腐蝕情況、再研究透了設(shè)備的構(gòu)成結(jié)構(gòu)和腐蝕情況,最后才能做合成試驗(yàn)。講到這里,許維鈞研究員笑了笑:”如今國家鼓勵(lì)大學(xué)生創(chuàng)業(yè),當(dāng)年的我們何嘗又不是在創(chuàng)業(yè)!
“盡管處于”上無片瓦,下無插針之地“的窘?jīng)r,但是在”理想主義“”國家情懷“的激勵(lì)下,許維鈞研究員的心中卻有著”四化宏圖美千般美,九州山河萬里春“的憧憬。他圍繞著”2:3 酸合成研究中有材料設(shè)備選擇及腐蝕問題“,為了能在新中國成立時(shí)染出亮紅色的國旗紅,他不分晝夜地在實(shí)驗(yàn)室里。
在實(shí)驗(yàn)的初始階段,許維鈞研究員發(fā)現(xiàn)每次的布料都會(huì)呈現(xiàn)出黑紅色,為什么紅里會(huì)帶黑呢?而且會(huì)出現(xiàn)五種不同的黑色,經(jīng)過反復(fù)地研究,他又發(fā)現(xiàn)這是因?yàn)闄C(jī)器設(shè)備的腐蝕造成了紅色布料中會(huì)有黑色的現(xiàn)象,許維鈞研究員又把攻關(guān)重點(diǎn)放到了解決染布設(shè)備的腐蝕問題上。如何解決這一問題,當(dāng)時(shí)沈陽是日本占領(lǐng)區(qū),而許維鈞研究員使用的染布設(shè)備是日本人留下的機(jī)器,關(guān)于設(shè)備的所有資料都是日文,他找來郭沫若的大兒子郭和夫做翻譯著手研究染布的機(jī)械設(shè)備,他用紗布把機(jī)器里面擦干凈,然后用鹽酸再把機(jī)器打亮,之后出來的顏色就是亮紅色了。那天晚上當(dāng)他剛做出這樣的實(shí)驗(yàn)效果,在他還未為這一實(shí)驗(yàn)效果興奮時(shí),電話鈴響了起來,時(shí)任化工局副局長,后成為石油部副部長的張定一打來電話詢問實(shí)驗(yàn)結(jié)果。許維鈞在電話中說:“出現(xiàn)亮紅色了。”電話剛放下,張定一就到了實(shí)驗(yàn)室,握著許維鈞研究員的手說:“我們在延安就希望看到亮紅色!”又經(jīng)過5 次小試生產(chǎn)、5 次中試生產(chǎn)和5次擴(kuò)大生產(chǎn),終于生產(chǎn)出了亮紅色的布料,在連續(xù)5 次在生產(chǎn)競賽中取得第一名的成績后,許維鈞研究員被評選為沈陽市先進(jìn)勞動(dòng)者。
對于許維鈞老一代的研究人員來說,他們一直在艱苦中進(jìn)行著頑強(qiáng)的奮斗,堅(jiān)持不懈的奮斗是他們工作中的一面旗幟,這面旗幟成為他們這一代人的精神動(dòng)力,不懈追求,成為一種敢為天下先的思想,一種不屈不撓、敢于奮爭的精神。
亮紅的國旗紅向新中國的成立獻(xiàn)上一份滿意的答卷。接著許維鈞研究員又接到了另一項(xiàng)任務(wù),要把白布染出像藍(lán)天一樣藍(lán)的天藍(lán)色布料,許維鈞研究員稱之為陰丹士林天藍(lán),又經(jīng)過一番摸索,他成功地解決了設(shè)備的硫酸腐蝕問題,染出了天藍(lán)色的布料,又經(jīng)過五次小試、中試和大試,又是五次質(zhì)量過關(guān),許維鈞研究員被評為重工業(yè)部先進(jìn)生產(chǎn)者代表并參加代表大會(huì)。
1956 年4 月30 日,北京體育館,全國先進(jìn)工作者代表大會(huì)正在舉行,毛澤東、劉少奇、周恩來、朱德等出席會(huì)議,整個(gè)會(huì)場群情激昂,處處充滿著奮發(fā)向上的氣息。與會(huì)的代表有5556 人,全國先進(jìn)生產(chǎn)者有4703 人,年僅31 歲的許維鈞作為全國先進(jìn)生產(chǎn)者坐在會(huì)場中與各條戰(zhàn)線上的勞動(dòng)模范歡聚一堂,交流經(jīng)驗(yàn)。在這次代表大會(huì)中,許維鈞研究員獲得了兩樣?xùn)|西,一枚全國先進(jìn)生產(chǎn)者代表會(huì)議紀(jì)念章,一本全國先進(jìn)生產(chǎn)者代表會(huì)議紀(jì)念冊。在采訪中,已經(jīng)91 歲的許維鈞對當(dāng)時(shí)的情景記憶猶新,他說:“這是我一生中的第一次勞動(dòng)競賽,在對有機(jī)中間體及有機(jī)合成燃料研究及制造中,我成功地解決了設(shè)備材料腐蝕與防護(hù)制造出了優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品,并連續(xù)5 年都拿到第一名,由此也獲得先進(jìn)勞動(dòng)生產(chǎn)者榮譽(yù)稱號,參加了沈陽市先進(jìn)生產(chǎn)者代表會(huì)議及全國先進(jìn)生產(chǎn)者代表大會(huì)。”
1956 年恰好是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的第一個(gè)五年計(jì)劃結(jié)束的第二年,全國各條戰(zhàn)線上涌現(xiàn)出了大批勞動(dòng)模范、技術(shù)革新能手和先進(jìn)工作者,正是許維鈞這些普普通通的勞動(dòng)者,撐起了新成立不久的共和國建設(shè)的藍(lán)天。也正是在這個(gè)勞動(dòng)競賽中的優(yōu)秀表現(xiàn),特別是攻克了2:3酸制備過程中的嚴(yán)重腐蝕問題,1959 年他被選入原子能科學(xué)研究院腐蝕研究所,參加了他生命中的第二個(gè)勞動(dòng)競賽——“核能工業(yè)中防腐蝕”。
第二次勞動(dòng)競賽, 在原子科學(xué)城里成為一代拓荒人
中國原子能科學(xué)研究院位于房山區(qū)北坊,這里是中國核科學(xué)技術(shù)的發(fā)祥地,也是中國重要的不可替代的從事先導(dǎo)性、基礎(chǔ)性、前瞻性核科學(xué)技術(shù)研究的綜合性研究基地。許維鈞研究員與一批批核工業(yè)人在這里兢兢業(yè)業(yè),度過了他人生中的第二個(gè)勞動(dòng)競賽。
在進(jìn)入中國原子能科學(xué)研究院后,許維鈞研究員從事核材料的腐蝕與防護(hù)研究工作,他根據(jù)部領(lǐng)導(dǎo)的指示,在錢三強(qiáng)院長的秘書組織的小組中,進(jìn)行有關(guān)工廠材料設(shè)備腐蝕與防護(hù)情況的調(diào)查研究,為以后進(jìn)一步開展工作做準(zhǔn)備。后來他被派往參加社會(huì)主義國家在前民主德國召開的國際會(huì)議,會(huì)議之后,他動(dòng)手籌建堆材料腐蝕與防護(hù)的研究工作,不斷地提高核材料性能不斷提高,在攻關(guān)中因?yàn)槠湄暙I(xiàn),被中國原子能科學(xué)研究院評委勞動(dòng)模范。
采訪中,許維鈞充滿感慨地說,進(jìn)入中國核科學(xué)技術(shù)研究的基礎(chǔ)條件是“自己動(dòng)手,一切從零開始”。作為第一代從事核工業(yè)防腐人,他也是從自力更生開始了研究,在沒有任何文獻(xiàn)材料,沒有精密的檢測儀器,沒有質(zhì)量好的試劑的情況下,就像電影《紅旗飄飄》中的情節(jié)那樣,當(dāng)原子彈、氫彈列入國家重大科研項(xiàng)目時(shí),他便和其他人一樣熱火朝天地加入了這場在當(dāng)時(shí)無人知曉、無人喝彩的“勞動(dòng)競賽”中,真刀真槍地干了起來,干出了具有國際水平的產(chǎn)品,這就是他們第一代核材料防腐蝕人的特點(diǎn),自力更生不甘落后。
為核電向安全發(fā)展奮勇攀登
1979 年11 月,中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)第一次全國代表大會(huì)后,學(xué)會(huì)下設(shè)有十多個(gè)專業(yè)委員會(huì)。1983 年5 月,能源工程專業(yè)委員會(huì)成立大會(huì)在武漢鍋爐廠舉行,專業(yè)委員會(huì)的成立得到了學(xué)會(huì)的張文奇理事長的直接關(guān)懷和具體指導(dǎo)。許維鈞研究員被選為主任委員,專業(yè)委員會(huì)下設(shè)了兩個(gè)學(xué)科組——核能學(xué)科組和煤炭學(xué)科組。63 名代表出席了大會(huì),會(huì)議期間就煤炭、核電工程、太陽能和地?zé)嶂械母g與防護(hù)問題研討。許維鈞向大會(huì)作了三年多來籌委會(huì)的籌備和組織工作報(bào)告。
當(dāng)時(shí),國家正在發(fā)展核電。首先在秦山建了核電站,后來又在大亞灣建設(shè)核電站。建核電站是好事,但核電事故從來沒有停止過,在長達(dá)數(shù)十年的壓水堆核電站的運(yùn)行中,曾經(jīng)發(fā)生過三次極為嚴(yán)重的事故。第一次是1979 年3 月28 日美國三喱島核電站二號堆出現(xiàn)反應(yīng)堆堆芯失水核放射性外逸到環(huán)境的重大事件。這件核事故的起因是二回路的給水泵出現(xiàn)故障,工人檢修后未將事故給水系統(tǒng)打開,致使此系統(tǒng)無法工作,遂使反應(yīng)堆內(nèi)溫度升高核壓力上升。由于操作人員的判斷失誤,關(guān)閉了應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng),導(dǎo)致了一次嚴(yán)重的失水事故,造成部分燃料元件包殼溫度過高而氧化破裂,帶有放射性的污水進(jìn)入安全殼外的輔助廠房,因水分的蒸發(fā)而使放射性物質(zhì)釋放到大氣中,周圍環(huán)境的放射性劑量有所增加。這是一次材料失效事故,包殼材料鋯合金嚴(yán)重失效,顯示了研制新的、更加防腐蝕的包殼材料的必要性,特別是在短時(shí)間內(nèi)包殼材料必須更加耐腐蝕和抵抗得住更加高溫的侵蝕。
除了關(guān)注核材料的安全,能源委員會(huì)圍繞著包括化石燃料( 煤、石油、天然氣、油頁巖) 和水電等常規(guī)能源, 亦包括核能、太陽能、地?zé)岬刃滦湍茉粗械脑O(shè)備材料由于選材或使用不當(dāng)而引起腐蝕, 從而造成過早破壞問題進(jìn)行研討。每隔兩年召開學(xué)術(shù)交流會(huì),交流設(shè)備管道的腐蝕經(jīng)驗(yàn)。每次交流會(huì),許維鈞研究員都很忙碌,他和陳鶴鳴、白新德一起不斷地推動(dòng)能源領(lǐng)域里防腐蝕發(fā)展,不遺余力孜孜不斷地推動(dòng)著能源領(lǐng)域里設(shè)備防腐蝕的研究。
質(zhì)量立國 延長材料的使用壽命
退休后,許維鈞研究員一直住在西城區(qū)展覽路的北露園小區(qū),這是一個(gè)普通的居民小區(qū)。一個(gè)轟轟烈烈數(shù)十載、習(xí)慣濃墨重彩書寫人生的事業(yè)強(qiáng)人,歸于了普通老百姓的平淡生活。對于自己的生活,他很坦然地接收目前的一切,但作為一名91 歲高齡的老人,關(guān)注國內(nèi)外核工業(yè)發(fā)展的那份激情還在,憂思也在。
采訪中,許維鈞研究員拿出了一本書《核電材料老化與延壽》,這是他退休后與白新德教授共同主編的一本書籍,這本書籍的封面赫然四個(gè)大字:“質(zhì)量立國”—道出了核材料發(fā)展的精髓。采訪中,許維鈞研究員解釋道:“要實(shí)現(xiàn)核材料制成品的可靠性、安全性、耐久性和經(jīng)濟(jì)性那就是要延長材料的使用壽命。”“老化與延壽”,是兩個(gè)相對立的概念。中國目前正在建造多座第三代壓水堆核電站,第三代壓水堆核電站已經(jīng)超越了第一、第二代,但是仍然面臨著“老化與延壽”的問題。壓水堆核電站通常有三個(gè)回路,一回路是把核裂變釋放出的熱量傳給二回路,并由二回路產(chǎn)生蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電,三回路把流經(jīng)汽輪機(jī)后的蒸汽降溫冷凝為水以在二回路中繼續(xù)循環(huán),我國建成或者在建的核電站大多位于海邊,均用海水作為循環(huán)冷卻水,因此三回路系統(tǒng)環(huán)境主要為海水、大氣和土壤。
在海洋環(huán)境中涉及海洋大氣、海水、海泥、潮汐、海流、海洋生物等復(fù)雜環(huán)境,與材料發(fā)生或者是化學(xué)的、或者是物理的或者是生物的作用到時(shí)在海水環(huán)境中產(chǎn)生腐蝕與老化行為,盡管在現(xiàn)代核電站中,一般都有三道安全屏障,它們是核燃料包殼、一回路壓力邊界和安全殼,但是腐蝕對它們的完整性都能產(chǎn)生影響,使得第一、二道屏障直接破壞掉而發(fā)生核事故,甚至可能是災(zāi)難性事故。
針對海水腐蝕的控制,許維鈞研究員認(rèn)為:要根據(jù)使用環(huán)境合理選用各類金屬材料或非金屬材料;在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的時(shí)候就應(yīng)該考慮防腐蝕問題,特表是電偶腐蝕、應(yīng)力腐蝕、縫隙腐蝕以及焊接件的腐蝕;在實(shí)際工作要應(yīng)用電化學(xué)保護(hù)技術(shù),應(yīng)用磷化、氧化、鈍化核表面轉(zhuǎn)化膜等表面處理技術(shù),應(yīng)用應(yīng)用熱噴涂、熱浸鍍、化學(xué)鍍、金屬襯里或包覆等技術(shù),也可以使用如防腐涂料、防銹油脂、防污損涂料等應(yīng)用非金屬防護(hù)圖層等等。
針對大氣環(huán)境對核電廠的腐蝕也很顯著的,許維鈞研究員認(rèn)為大氣的腐蝕以其含水量來說可分為干大氣腐蝕、潮濕大氣腐蝕核濕大氣腐蝕。大氣污染是大氣腐蝕的重要因素。不銹鋼在大氣中很耐蝕,影響不銹鋼大氣腐蝕的主要因素有氯離子、氣溫、相對濕度、表面灰塵、缺陷等。
我國計(jì)劃到2020 年底核電站總數(shù)將超過40 座,裝機(jī)容量將達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的40,000 兆瓦。因此保證這些核電站的安全長壽運(yùn)行已成為我國核電工作者所面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。采訪中,許維鈞研究員擲地有聲地說:“核電會(huì)讓中國的天更藍(lán)、山更綠、水更清,核材料延壽才是根本。”
后記
采訪中,91 歲高齡的許維鈞研究員翻出一份報(bào)紙,讀著一份報(bào)道,“國家能源局牽頭制定的核電”十三五“規(guī)劃已有初步方案,規(guī)劃涉及核電發(fā)展中長期展望,預(yù)計(jì)2030 年核電裝機(jī)規(guī)模達(dá)1.2-1.5 億千瓦,核電發(fā)電量占比提升至8%-10%。”足見其胸懷核電行業(yè)的發(fā)展。是的,作為第一代核工業(yè)領(lǐng)域里的防腐人,他一生兢兢業(yè)業(yè)、孜孜不倦,以身許國是他國家至上、魂?duì)繅艨M的愛國情懷,科技報(bào)國、科技興國是他心中遠(yuǎn)大理想,為了實(shí)現(xiàn)這份家國情懷,他敢為人先、勇挑重?fù)?dān),他敢想敢干、勇于開拓;過往歲月中,他在艱苦歲月中的無私奉獻(xiàn)和頑強(qiáng)拼搏的精神足以成為今天從業(yè)者們不斷發(fā)展的思想動(dòng)力和寶貴的精神財(cái)富!電裝機(jī)規(guī)模達(dá)1.2-1.5 億千瓦,核電發(fā)電量占比提升至8%-10%。“足見其胸懷核電行業(yè)的發(fā)展。是的,作為第一代核工業(yè)領(lǐng)域里的防腐人,他一生兢兢業(yè)業(yè)、孜孜不倦,以身許國是他國家至上、魂?duì)繅艨M的愛國情懷,科技報(bào)國、科技興國是他心中遠(yuǎn)大理想,為了實(shí)現(xiàn)這份家國情懷,他敢為人先、勇挑重?fù)?dān),他敢想敢干、勇于開拓;過往歲月中,他在艱苦歲月中的無私奉獻(xiàn)和頑強(qiáng)拼搏的精神足以成為今天從業(yè)者們不斷發(fā)展的思想動(dòng)力和寶貴的精神財(cái)富!
人物簡介
許維鈞,男, 1925 年4 月生人,1948 年浙江大學(xué)化工系畢業(yè),研究員級高級工程師,享受國務(wù)院特殊津貼。曾擔(dān)任東北化工局研究室技術(shù)員工程師,期間被評選為全國先進(jìn)生產(chǎn)者,1956 年參加全國先進(jìn)工作者代表大會(huì);核工業(yè)部中國原子能科學(xué)研究院研究員級高級工程師,擔(dān)任研究室主任;中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)第一、二、三屆常務(wù)理事,能源工程專業(yè)委員會(huì)第一、二、三屆主任委員。長期從事核反應(yīng)堆材料腐蝕與防護(hù)方面的科研工作。參加過社會(huì)主義國家在前民主德國召開的國際會(huì)議,籌建堆材料腐蝕與防護(hù)研究室工作,進(jìn)行有關(guān)工廠的材料腐蝕問題調(diào)查;長期從事鋁合金、不銹鋼等核反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料腐蝕問題攻關(guān)。
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