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第31章 放大效應(1 / 1)

工程代號521!

解決工程方麵的實際問題,理論固然重要,但經驗也很關鍵,二者缺一不可,隻有將理論和經驗集合起來,才能成為專家,陳耀華既具有紮實的理論基礎,又有豐富的實踐經驗,每當遇到棘手的工程問題,他總能找到解決辦法,雖然有些辦法可能是臨時性的,卻保證了工作進度不被耽誤。

麵對材料合成反應釜的密封問題,陳耀華提出了自己的解決方案,幾位助手聽了後覺得豁然開朗,紛紛表示方案可行。陳耀華告誡他們,該方案僅僅指出了解決問題的大方向,具體如何實施,還希望助手們發揮各自的聰明才智。

具體實施過程中,涉及三方麵問題,其一,ts材料如何熔化;第二,塗布方法;第三,對單片石棉墊圈塗布,還是數層墊圈疊在一起塗布?哪種形式密封性能更好?這些問題都需要逐個得到解決。

幾位助手各抒己見,每個人都提出了自己的建議,陳耀華沒有評論孰優孰劣,他強調,沒有克服不了的困難,關鍵是腳踏實地的行動。

這就是陳耀華培養鍛煉年輕人的方法,讓他們大膽設想,大膽實踐,不怕犯錯,勇於探索。這一過程也許會耗費一點原材料,或者耽誤一點時間,但通過這樣的過程不僅使年輕人得到鍛煉成長,而且也在探索實踐中解決了實際問題。事實證明,這是一套行之有效的辦法,綜合效益很顯著。

誰都知道用加熱的方法可以使ts材料融化,但實踐過程中發現,隨著加熱溫度的升高,ts材料在熔化時,顏色逐漸加深,陳耀華跟助手們分析判斷,這是ts材料被高溫氧化的結果,這樣的材料塗布於石棉墊圈表麵,不僅沒有彈性,失去了密封作用,而且性能變脆,根本沒有實用價值。

“高溫氧化,看來這是必須解決的問題,否則,ts作為密封材料,將來在加工成型過程中,將會受到極大限製。”助手們相互看著,自言自語道。

陳耀華若有所思地說“高溫氧化,在材料合成過程中沒有發生這種現象,,嗯,對了,材料合成時,反應釜內除了各種原料液體,就是各種原料的蒸汽,整個體係實際上處於跟空氣隔絕的狀態,如果在熔化過程中,也讓體係跟空氣隔絕呢?”

“還真是這個原因。可是,熔化ts的過程,怎麼才能使體係跟空氣處於隔絕狀態?”助手們紛紛問道。

“用惰性氣體保護,就可以達到這個目的。”陳耀華顯得胸有成竹。

“惰性氣體保護,好主意!還是主任有辦法。但是采用哪種惰性氣體呢?氮氣還是二氧化碳?”對於這位領導和老師,助手們從內心佩服。

“我認為氮氣的保護效果更好,畢竟二氧化碳在高溫條件下,其活潑性也在增加,雖然氮氣的成本更高一些。”

在接下來的熔化過程中,采用了氮氣保護工藝,出現了立竿見影的效果,ts熔化的難題迎刃而解。正是陳耀華想到的這套方案,成了ts材料多個型號在將來加工成型工藝中的標準方法。

至於塗布方式,雖然陳耀華和他的助手們想出了多種方案,因為當時條件的限製,都一一作罷,最終選擇了非常原始的手工刷塗方法。儘管這種操作方式速度慢,塗布厚度不好掌握,但卻簡單實用,隨著操作工人的經驗積累,速度和塗布質量也得到了穩步提高。

為了增加密封墊圈的可靠性和耐用性,他們決定先對單層石棉墊片進行塗布,再將數層墊片摞在一起進行整體塗布,這樣處理後,既能保證密封墊圈的強度,又可以增強墊圈的密封性能。

不要小看這一係列臨時舉措,這些突發奇想似的暫時性方法,都是ts材料實際應用的雛形,為ts材料的加工和向各應用領域大規模推廣打下了方向性基礎。

因為設備的密封墊圈事關試驗操作的安全風險,在頭幾批試驗中,從上午八點開始投料,到晚上十一點左右合成反應結束,一連數天,陳耀華全程不離現場,試驗過程中他密切關注設備墊圈在高溫高壓下的表現情況。

結果出人意料,試驗過程中密封墊圈不僅經受住了高溫高壓的考驗,沒有出現泄露現象,而且可以多次重複使用,這不僅證明了這種塗布密封方式的可行性,更說明了ts材料具有優異的耐溫耐壓性能。

但是,這種密封方式畢竟沒有經過有關專業部門的正式檢驗,陳耀華告誡助手們,為了保險起見,一旦發現密封墊圈的表麵塗層失去彈性,就要毫不猶豫地更換新墊圈。

解決了密封問題,陳耀華和助手們在工業化試驗設備上,一一驗證了小試期間的各種試驗條件,並對其進行修正。總體而言,工業化試驗取得的結果,跟實驗室的結果在趨勢上是基本吻合的,但也有幾方麵問題存在較大差距,需要進一步用試驗確認最終的工藝條件。

首先,如果按照小試過程中引發劑的用量,在工業化試驗裝置中得到的試驗結果,不僅產品收率有所減少,而且幾項性能指標也有不同程度的降低。

另外,材料合成時間普遍延長,如果按照小試所用的反應時間,原料的轉化根本到不了終點。

陳耀華認為,在工業化實驗裝置中出現這些現象不難理解,因為裝置體積擴大數倍,引發劑跟其他原料的混合程度不可能像小設備裡麵那麼均勻,如果增加一定的引發劑用量,也許可以克服引發劑局部不均的問題。

合成反應時間延長,也跟裝置體積擴大有關,其根源還是因為原料濃度局部不均。

這就是所謂的放大效應,如果將實驗室成果直接應用於工業生產,幾乎都會因為放大效應出現意想不到的各種問題,進行工業化試驗的目的,就是要在介於小試規模和工業生產規模之間進行試驗驗證,從而發現問題,解決問題,在設備和工藝上提出更接近於工業化大生產的條件。

助手們按照陳耀華的建議,將引發劑用量在原有基礎上增加百分之三十,在此條件下進行試驗,產品收率倒是有所提升,但得到的樣品色澤卻有所加深,檢測結果顯示,性能不僅沒有得到提高,其柔韌性(彈性)甚至還有所下降。

“這是什麼原因呢?”麵對很不理想的實驗結果,陳耀華也非常困惑。

“主任,樣品顏色加深和彈性降低,可能跟引發劑用量增加,發生局部過度聚合有關。”周玉明學的是高分子材料,他從專業角度分析道。

521工程彙聚了多個專業的技術精英,陳耀華的原則就是廣泛聽取各種意見,最大限度吸收集體智慧,所以,他曆來鼓勵和重視助手們的觀點和建議。

“嗯,有可能發生了局部過度聚合。”陳耀華讚同周玉明的分析。

“增加引發劑用量,容易發生過度聚合,問題是不增加引發劑用量,怎麼保證原料的全部轉化呢?”田海濤也是陳耀華的得力助手,他學的是有機專業,很重視原料轉化率。

“是啊,既要關注原料轉化率,更要重視產品質量。”陳耀華認為助手們提出的問題都很重要,他思索一番後繼續說道“也許,小試過程中的引發劑用量原本沒有問題,隻不過咱們在工業化試驗中的具體操作方式存在不當之處。”

“哦,主任,能詳細解釋一下你的觀點嗎?”幾位助手一起看向陳耀華,就像在大學課堂跟老師討論問題一樣,異口同聲地問道。

“從理論上講,引發劑用量跟設備大小應該沒有關係,所以,小試期間經過反複試驗,確定的引發劑用量是合適的,否則,當時就會發現問題。為什麼我說咱們現在有可能存在操作不當呢?既然按照小試確定的引發劑用量沒有問題,而試驗結果卻不儘人意,我覺得還是因為設備體積放大後,存在引發劑跟原料混合不均勻的弊端。”陳耀華分析道。

“歸根到底,還是放大效應引起的問題。隨著合成反應的開始,生成物濃度越來越高,設備內物料的粘度將越來越大,如果混合不均勻,即使按照小試確定的引發劑用量,也有可能出現局部過度聚合的現象。”周玉明提醒道。

“現在看來,在工業化試驗中,原料混合倒成了一個難題,這有點出乎預料,要想解決這個問題,難道要在合成反應器中增加攪拌設備?”這是許巍的一種建議。

“加裝攪拌設備,倒是解決問題的一種方法,但攪拌軸在高溫高壓下的密封問題怎麼解決呢?”唐建林雖然學的是無機專業,但作為陳耀華的助手,同樣喜歡分析問題。

“在現有設備上加裝攪拌裝置是不可能的,一方麵攪拌軸的密封無法解決,另外現有設備的結構也不允許那麼做。”陳耀華思慮片刻,繼續說道“其實,要解決這個問題也不難,如果各種原料在進入合成釜之前,讓他們先在另一台設備裡混合均勻,一樣可以達到這個目的。”

“主任的意思,加裝一台預混合設備?”許巍反應很快。

“對,就是這個意思,加裝一台預混合設備,先把包括引發劑在內的各種原料全部加入預混合設備,在常溫常壓下混合均勻,然後再進入合成釜。”陳耀華解釋道。

“這是個好辦法!對現有設備和管路不進行任何改動,隻在旁邊增加一台帶攪拌的容器即可。”助手們紛紛讚同。

陳耀華跟幾名助手一致認為,一旦解決了原料混合問題,出現在工業化試驗中的兩種不利情況,都能得到克服。他當即對下一步工作做了詳細部署,試驗暫停,由他親自聯係預混合設備,周玉明負責聯係具體施工事宜。

“主任,負責521工程工業化試驗項目安裝施工的單位早就撤走了,就這麼點小事,也沒法把他們再找回來呀!”



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