河钢邯钢“航天氙”助推实践二十号卫星“遨游”太空

河钢邯钢“航天氙”助推实践二十号卫星“遨游”太空
2020-01-13 22:37 邯郸新闻网 编辑:白云峰

河钢邯钢“航天氙”助推实践二十号卫星“遨游”太空

继2017年助推实践十三号成功飞天打破进口氙气长达40多年垄断之后,高品质“航天氙”提取技术持续保持了世界领先水平,产品纯度99.9999%,微水含量指标降至0.1ppm

新年伊始,我国航天领域传来重大令人振奋的喜讯:2020年1月5日,我国研制的发射重量最重、技术含量最高的高轨卫星——实践二十号卫星,经历7次轨道机动后,在36000公里高度的地球同步轨道成功定点,标志着东方红五号卫星公用平台首飞成功。成功的背后,是实践二十号卫星搭载双模式推进系统首次在轨运行,而双模式推进系统所需要的高品质、高纯度稀有气体——氙气是由河钢集团邯钢公司研制生产提供的。

氙气属于稀有气体,在空气中的含量为0.087ppm(约为空分总组份的百万分之零点零八七)。在航天领域,氙气具有非常重要的作用,担负着在太空中调整卫星姿势、转变轨道的重任。长期以来,我国航天卫星发射中电推进领域所用的氙气一直依赖进口。发展氙气技术、推进“航天氙”国产化是多年来的一项刻不容缓的重大课题。2017年4月12日,我国实践十三号通信卫星成功发射。作为该卫星在轨推进的推进剂“氙气”,首次由中国企业河钢集团邯钢公司提供,一举打破国外进口氙气在我国航天领域长达40年的垄断,产品填补了国内空白,“邯钢氙气”被誉为航天产品国产化的新壮举,是民族的争气“氙”。

在此后的几年中,河钢集团邯钢公司以振兴民族气体工业为使命,不断推进技术创新,攻克高品质“航天氙”提取技术。据介绍,“航天氙”这样的高端稀有气体产品也要经过焙烧、浓缩、吸附、精馏、纯化等多道工序才能“锻造”过硬品质。国标中高纯氙气一等品的微水指标要求只有1ppm。然而北京航天大学、中国航天集团502所等高端客户,要求氙气产品微水指标必须达到0.1ppm以下。

为了攻克这一技术难题,河钢集团邯钢公司气体厂成立了专门的技术攻关团队,所有成员“头脑风暴”一起查阅资料,多次与国内外专家沟通、交流,反复思考、试验,在操作方式、分析检验方法、检验流程改进方面提出了10多项改进建议,制定出了气瓶干燥环节的细化标准,改进了二次净化的工作周期,创新实行了微水分析前用干燥氮气预吹的操作方法,做了100多次试验。通过一系列改进措施的实施,检验1瓶1.2立方米的氙气产品质量仅用时5分钟,较之前缩短了30多分钟,而且质量稳定,微水指标降至0.1ppm以下。

与此同时,气体厂稀有气体作业区专项攻关小组还围绕提高稀有气体产品纯度,开展了去除产品中氧氮、二氧化碳含量等课题攻关。他们优化生产工艺,加强充装设备检查维护,并将吸附气体切换周期由3个月缩短到2个月,最终使稀有气体产品氧氮含量由0.5ppm降至0.1ppm以下、二氧化碳含量几乎为零。目前,气体厂稀有气体作业区生产的氪、氙、氖、氦稀有气体产品纯度均提至99.9999%。

据河钢集团邯钢公司气体厂厂长李耀介绍说,经过这些年坚持不断的技术创新与突破,目前我们已经掌握一大批具有自主知识产权的核心技术,生产出近200种气体产品,这些产品已经广泛应用于新能源、国防、航空航天等12个国家重大工程和民生领域,我们还开发出高纯氦气、超纯氢气、“氙氩氖”准分子激光混合气等高端气体产品15个。制订国家级标准4项,其中获批主持《电推进氩气规范》的编制,成为《电推进氙气规范》、《电推进氙气推进剂安全使用准则》和国家标准《气体分析等离子发射气相色谱法》的编制单位。

通讯员 吴兆军 王维刚 边爱国

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