固體火箭發(fā)動機科研生產(chǎn)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化分析與研究

張立武

（中國航天科技集團公司第四研究院，西安，710025）

固體火箭發(fā)動機科研生產(chǎn)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化分析與研究

張立武

（中國航天科技集團公司第四研究院，西安，710025）

文 摘：分析國內(nèi)固體火箭發(fā)動機科研生產(chǎn)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀及其存在的問題，研究加強環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的重要意義，本著環(huán)保優(yōu)先指導(dǎo)思想，對當(dāng)前型號研制設(shè)計、工藝及試驗中的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化提出具體改進措施。

固體火箭發(fā)動機；工業(yè)污染物；環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化。

標(biāo)準(zhǔn)化重要作用之一就是保護人類的健康、安全和環(huán)境[1]。 “十三五”期間，國家經(jīng)濟發(fā)展全面進入轉(zhuǎn)型期，對環(huán)境保護提出了更高要求，各行業(yè)加大工作力度，努力提高綠色制造標(biāo)準(zhǔn)化水平。然而，國防工業(yè)企業(yè)由于其產(chǎn)品的技術(shù)復(fù)雜性和特殊性，提高環(huán)境保護動力不足，致使該方面的標(biāo)準(zhǔn)化工作滯后。目前，航天、航空、兵器和船舶等集團公司下屬固體火箭發(fā)動機各專業(yè)企業(yè)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)是薄弱環(huán)節(jié)，該方面標(biāo)準(zhǔn)化工作與國家要求有很大差距。因此，在固體火箭發(fā)動機標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)中，應(yīng)強化環(huán)境保護力度，采取積極措施，努力提高固體火箭發(fā)動機環(huán)境保護（環(huán)保）標(biāo)準(zhǔn)化水平。

1 固體火箭發(fā)動機污染物與環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀

1.1 污染物的產(chǎn)生

固體火箭發(fā)動機由含有化學(xué)元素的燃料燃燒提供動力，其研制生產(chǎn)、試驗過程對環(huán)境有一定影響，其研制生產(chǎn)過程中一般會產(chǎn)生如下污染物。

a）有害氣體及粉塵，產(chǎn)生于發(fā)動機復(fù)合材料殼體纏繞成型及切削加工、絕熱層成型、噴管喉襯成型、產(chǎn)品表面噴漆、金屬殼體焊接、裝藥混合、推進劑配方試驗及發(fā)動機點火試車等工序中，主要成分有苯化合物、硫化物、三氧化二鋁、含有金屬揮發(fā)氣體、碳纖維及化合物粉塵。

b）水污染物，主要產(chǎn)生于發(fā)動機試車消防用水、廢料水切割用水和六價鉻電鍍液。

c）固體廢物，主要包括發(fā)動機工藝過程產(chǎn)生的廢品、廢藥和假藥 （專門為軍隊官兵訓(xùn)練彈用發(fā)動機配制的固體推進劑，在工藝過程中為了試驗工藝參數(shù)減少了推進劑中貴重元素等配制的推進劑統(tǒng)稱假藥）。

d）放射性射線，主要產(chǎn)生于發(fā)動機內(nèi)部缺陷檢測時用的x射線和α射線。

e）其他，如發(fā)動機意外爆炸產(chǎn)生沖擊波、點火試驗噪音等造成的污染。

1.2 環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀

目前，有關(guān)企業(yè)編制的發(fā)動機環(huán)保企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要有： 《環(huán)境保護管理辦法》、 《發(fā)動機廢料處理管理規(guī)定》、 《大型固體火箭發(fā)動機報廢燃燒室高壓水清理通用工藝規(guī)范》以及職業(yè)健康安全管理體系文件中部分職工工作環(huán)境保護內(nèi)容，要求制定有害氣體職業(yè)防護有關(guān)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，建立職業(yè)健康標(biāo)準(zhǔn)體系并通過了認(rèn)證機構(gòu)審核。但在實際生產(chǎn)試驗過程中，仍存在推進劑配方試驗、小型固體火箭發(fā)動機點火試驗燃料氣體直接排放，部分發(fā)動機清理用水也直接排放，工業(yè)溶劑、 粉塵污染、 電鍍標(biāo)準(zhǔn)低等問題[2]。

a）高新武器工程研制初期，型號任務(wù)驟增，在固體火箭發(fā)動機研制中，部分管理層人員產(chǎn)生“不惜一切代價保飛行試驗成功”觀念，因此對環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化工作要求不高。抽查國內(nèi)固體火箭發(fā)動機制造4個骨干企業(yè)后發(fā)現(xiàn)，涉及有關(guān)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量較少，甚至只有一二項，且標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容簡單，修訂并不及時。而固體火箭發(fā)動機的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)普遍存在未融入環(huán)保要求等問題。

b）對相近行業(yè)先進的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)研究重視不夠，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)落后于國內(nèi)相近行業(yè) （如電鍍），技術(shù)攻關(guān)特種環(huán)保先進工藝不能及時形成標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)更新慢。

c）型號研制隊伍對固體火箭發(fā)動機設(shè)計、生產(chǎn)、試驗過程環(huán)保工作不深入，管理人員對固體火箭發(fā)動機環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)修訂、執(zhí)行、監(jiān)督監(jiān)察不到位[3]。

2 固體火箭發(fā)動機環(huán)保生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化工作

標(biāo)準(zhǔn)化在促進生產(chǎn)力發(fā)展的同時，按照有序性原理，能夠合理有效地利用資源，保護人類的健康、安全和環(huán)境。航天科技集團公司實施了第二期標(biāo)準(zhǔn)化工程，編制企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系，逐步建立健全企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作機構(gòu)，將提高企業(yè)綠色發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化水平作為一項應(yīng)盡的責(zé)任。

航天科技集團公司六院實施綠色發(fā)展戰(zhàn)略，建立了航天推進劑水污染物排放國家標(biāo)準(zhǔn)[4]，現(xiàn)研制的液體火箭發(fā)動機使用液氧煤油燃料取代偏二甲肼、液體烷烴等有毒燃料，其產(chǎn)品及生產(chǎn)試驗過程中的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化水平大幅提高，其產(chǎn)品在市場中也具有很強的競爭力，是典型的綠色發(fā)展成功案例。

在國內(nèi)，固體火箭發(fā)動機研制已形成競爭態(tài)勢，除了航天、航空、兵器和船舶集團公司等有關(guān)固體火箭發(fā)動機研制單位外，民用企業(yè)甚至私有企業(yè)已進入固體火箭發(fā)動機產(chǎn)品研制領(lǐng)域，未來該領(lǐng)域競爭愈來愈激烈，綠色發(fā)展將成為發(fā)動機企業(yè)獲得競爭優(yōu)勢的有效途徑。

固體火箭發(fā)動機企業(yè)提高環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化水平是一項緊迫的任務(wù)。大部分發(fā)動機燃料、零部組件生產(chǎn)過程及試驗過程是有毒的，這幾年固體火箭發(fā)動機多型號批量生產(chǎn)，任務(wù)增長幅度大，點火試驗、演習(xí)飛行頻繁。這種情況，一是對社會環(huán)境有影響，二是企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)及試驗過程對職工健康有影響。例如，某發(fā)動機制造企業(yè)曾發(fā)生多名職工體檢血液中同一化學(xué)元素超標(biāo)問題，給職工健康帶來了嚴(yán)重的傷害，給企業(yè)形象帶來不良影響。對自然環(huán)境的破壞和對職工健康的危害應(yīng)該引起我們足夠的重視，必須盡快改善。

提高企業(yè)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化水平是國家的號召，也是國防企業(yè)的戰(zhàn)略問題，是企業(yè)自身發(fā)展的需要，必須引起企業(yè)管理者高度重視。企業(yè)要正確處理好經(jīng)濟效益與綠色發(fā)展之間的關(guān)系，選擇高標(biāo)準(zhǔn)的綠色發(fā)展戰(zhàn)略。短期來看，企業(yè)要進行部分設(shè)備改造及工藝創(chuàng)新方面的投入，這對經(jīng)濟效益會有短期影響。而從長遠來看，企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)不僅僅是經(jīng)濟效益，還有社會效益，加強環(huán)保建設(shè)是企業(yè)應(yīng)盡的社會責(zé)任，環(huán)保方面的投入必將產(chǎn)生良好的社會效益。同時，將營造企業(yè)與地方政府、群眾的友好關(guān)系，為企業(yè)發(fā)展創(chuàng)造良好條件。

3 實施固體火箭發(fā)動機環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化的措施

3.1 轉(zhuǎn)變觀念，梳理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)中體現(xiàn)環(huán)保要求

在固體火箭發(fā)動機標(biāo)準(zhǔn)化工作中，企業(yè)要轉(zhuǎn)變觀念，確立環(huán)保優(yōu)先，強制與指導(dǎo)、引進與自研、創(chuàng)新與發(fā)展相結(jié)合，完善體系，創(chuàng)一流的固體火箭發(fā)動機環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化的指導(dǎo)思想。

● 轉(zhuǎn)變觀念，環(huán)保優(yōu)先就是要求各級領(lǐng)導(dǎo)，在企業(yè)轉(zhuǎn)型期，更要高度重視環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化工作，加強頂層設(shè)計，將環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化與型號研制工作同規(guī)劃、同建設(shè)、同檢查，將其作為企業(yè)核心競爭力來建設(shè)。當(dāng)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化工作與生產(chǎn)、經(jīng)濟發(fā)生矛盾時，堅持環(huán)保優(yōu)先原則，絕不能以任務(wù)重、成本高為借口，輕視環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化工作。

● 對現(xiàn)行的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)進行梳理，將較成熟的企業(yè)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)上升為行業(yè)內(nèi)強制性標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格管理強制性標(biāo)準(zhǔn)的實施。對指導(dǎo)性的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要定期實施評價、補充和升級。

● 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化管理人員在標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)中，要對化工行業(yè)以及其他相近行業(yè)的先進環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)進行研究，有些行業(yè)成熟的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)可直接引進來，而禁用的標(biāo)準(zhǔn)一定要淘汰，不能以固體火箭發(fā)動機產(chǎn)品特殊性為由，繼續(xù)使用國家和行業(yè)禁用的標(biāo)準(zhǔn)與工藝。同時，每年要根據(jù)企業(yè)自身情況，開展環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)課題研究和技術(shù)攻關(guān)，已經(jīng)完成了有關(guān)環(huán)保的技術(shù)攻關(guān)課題的要及時形成標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。固體火箭發(fā)動機企業(yè)在現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)體系中，環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)還是薄弱環(huán)節(jié)，要將環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化作為重點加以建設(shè)，結(jié)合固體火箭發(fā)動機產(chǎn)品及工藝過程實際充實其內(nèi)容，行業(yè)已淘汰的以及不符合環(huán)保要求的工藝必須淘汰，盡快完善一批急需的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 加強型號環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化工作，完善型號環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化工作機制

在型號研制隊伍中設(shè)立專職標(biāo)準(zhǔn)化員，明確其環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化職責(zé)，在型號研發(fā)與生產(chǎn)的各轉(zhuǎn)階段，把好環(huán)保關(guān)，要最大限度地限制有害原材料及有害工藝的采用，禁止采用國家環(huán)保部門已明確禁用的原材料及工藝，優(yōu)先選用先進環(huán)保原材料及工藝規(guī)范。

型號研制標(biāo)準(zhǔn)化大綱中要注重環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化問題，將環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化工作作為一項重要內(nèi)容進行安排和實施。

3.3 加大環(huán)保技術(shù)研究力度，建立環(huán)保的設(shè)計和選用規(guī)范，清理不符合國家環(huán)保要求的標(biāo)準(zhǔn)

固體火箭發(fā)動機生產(chǎn)、試驗企業(yè)要加大對環(huán)保先進技術(shù)研究力度，采用先進工藝，形成規(guī)范或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，提高生產(chǎn)過程環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化水平。

a）完善發(fā)動機內(nèi)絕熱層體外預(yù)成型技術(shù)、機械人自動貼發(fā)動機絕熱層技術(shù)，大大減少貼片工人在發(fā)動機殼體內(nèi)工作時間，改善工人工作環(huán)境，同時編制典型工藝規(guī)范。

b）發(fā)動機金屬殼體復(fù)雜空間曲面焊接中，利用密閉或機械人焊接系統(tǒng)取代手工鎢極氬弧焊，改善員工工作環(huán)境，減少電弧燃燒含重金屬氣體揮發(fā)對員工身體健康的影響，并盡快形成規(guī)范。

c）發(fā)動機外表面具有防熱防靜電等要求，需噴涂涂料，現(xiàn)涂料中仍含有一定量的二甲苯、環(huán)己烷等有毒溶劑，要用環(huán)保的溶劑取代之。

d）在發(fā)動機裝藥混合工藝中，對細(xì)氧化劑加料可采用機械人或密閉加料技術(shù)，減少細(xì)氧化劑粉塵對工人身體健康的損害。

e）在發(fā)動機熱試車過程中，廢氣處理要盡快形成標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)動機意外爆炸對環(huán)境有一定影響，在爆炸學(xué)理論的基礎(chǔ)上，以機理分析、計算和數(shù)值仿真為手段，開展爆炸場中的污染物、沖擊波、熱、碎片、地震波和噪聲對環(huán)境影響研究，建立各種破壞因素的有效評定方法。通過沖擊波、熱、碎片、地震波和噪聲綜合表征發(fā)動機爆炸環(huán)保危害性，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合發(fā)動機在各種刺激下的反應(yīng)過程及劇烈程度研究，設(shè)計發(fā)動機爆炸環(huán)保防控方法，并通過分析與試驗，確定防控技術(shù)的有效性，形成環(huán)保防控技術(shù)規(guī)范。

f）盡快形成發(fā)動機固體廢物處理企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

g）在發(fā)動機固體推進劑配方研制中，建立優(yōu)先選用環(huán)保的組分明細(xì)表，并形成規(guī)范，供發(fā)動機設(shè)計人員選用。如，固體火箭發(fā)動機連接用30CrMnSiNi2超高強度鋼緊固件，現(xiàn)廣泛采用鍍鉻表面保護工藝和標(biāo)準(zhǔn)，由于鍍鉻溶液含有六價鉻不環(huán)保，應(yīng)改用環(huán)保部推廣的鎳鎢合金鍍層，化工部已編制了標(biāo)準(zhǔn) HT/T 4318-2012《鎳鎢合金電鍍液》和HG/T 4319-2012《鐵鎳鎢合金電鍍液》，固體火箭發(fā)動機領(lǐng)域可以借鑒，或者在設(shè)計上選用同等強度的不銹鋼取代30CrMnSiNi2。再如，固體火箭發(fā)動機鋁合金零件表面進行陽極化處理，現(xiàn)設(shè)計規(guī)定采用重鉻酸鉀方法，其溶液也含六價鉻不環(huán)保。而民用行業(yè)已廣泛采用環(huán)保的封閉劑處理鋁合金表面，這在產(chǎn)品設(shè)計時要堅持環(huán)保理念。

同時，要積極將環(huán)保的先進技術(shù)，技術(shù)攻關(guān)成果盡快形成標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)已完成的技術(shù)攻關(guān)，要盡快形成企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在行業(yè)里推廣應(yīng)用，解決固體火箭發(fā)動機環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化一些難點問題。

“十八大”報告提出經(jīng)濟建設(shè)轉(zhuǎn)型要求，在建設(shè)生態(tài)文明方針指導(dǎo)下，國家 “十三五”發(fā)展規(guī)劃中明確提出綠色發(fā)展理念，綠色發(fā)展成為轉(zhuǎn)型期主旋律。航天科技集團公司航天標(biāo)準(zhǔn)化工程中明確提出綠色發(fā)展要求，可以說綠色發(fā)展是時代的必然要求，犧牲環(huán)境搞國防已成為過去式，綠色發(fā)展是國防工業(yè)企業(yè)發(fā)展的必由之路。

［1］楊育中．標(biāo)準(zhǔn)化專業(yè)工程師手冊 ［M］.企業(yè)管理出版社，1997.

［2］沈愛華．關(guān)于航天電鍍及轉(zhuǎn)化膜標(biāo)準(zhǔn)的思考［J］.航天標(biāo)準(zhǔn)化，2014 （3）.

［3］于魯平．市場化轉(zhuǎn)型中航天企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的探索與創(chuàng)新［J］.航天標(biāo)準(zhǔn)化，2014（3）.

［4］劉海濤．航天節(jié)能與環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)化工作初探［J］.航天標(biāo)準(zhǔn)化，2009 （4）.

張立武 （1957年—）， 男， 院標(biāo)準(zhǔn)化總師，研究員級高級工程師，現(xiàn)從事固體火箭發(fā)動機制造工藝及標(biāo)準(zhǔn)化管理工作。