大家都看过这段画面,我们都管这枚质子火箭叫做 “毒发”,因为它的贮箱里装的燃料是有剧毒的偏二甲肼,只要接触皮肤就可能让人昏迷。
可是你知道吗?装在火箭贮箱里有毒的东西可不止这个。比如美国的德尔塔火箭,燃料贮箱在装液氢之前,居然还装过一种高铬酸钾溶液,也是剧毒,接触以后会造成皮肤灼伤、眼睛失明。
这里的高铬指的是六价铬,是致癌物质,在我国的标准里是不能直接排放的,只有把六价铬还原成三价铬,才允许进入废水处理。很多人都会好奇:既然这么毒,为什么非要用它?
原因其实很简单,火箭贮箱做好以后,必须做质量检测,其中一个关键步骤就是常温液体压力检测。说白了,就是给贮箱灌满液体,加压到火箭飞行时的最大压力,测试它够不够坚固。做这个测试时,用的就是高铬酸钾溶液。
有人会问:液压就液压,干嘛非得用剧毒的,直接用水不行吗?这事还真没那么简单,和火箭贮箱的制作过程直接相关。
现代火箭贮箱一般用铝合金,铝很容易被腐蚀,所以使用前必须做阳极氧化:把铝材放进硫酸里通电,铝合金正极会析出氧气和铝元素,反应后生成一层氧化铝保护膜,起到防腐作用。
很多人了解到这一步就结束了,ULA 公司老板带大家参观工厂时,也只大大方方拍了放硫酸的池子,后面的处理却没提。
其实到这还没完,阳极氧化出来的氧化膜并不完美,防腐能力还差一截。这层膜分两层:一层是阻挡层,一层是多孔层,上面布满小孔。腐蚀物质很容易钻进孔里,侵蚀里面的铝合金,所以必须做最后一步 —— 封孔,把这些小孔堵上。
常用封孔技术有两种:一种是用沸水煮,让孔膨胀自己封住;另一种是主动用材料把孔填上。工业上最常见、防侵蚀效果最好的填充剂,就是高铬酸钾。
这下大家就明白了:如果压力测试用水,在高压下,水依然可能腐蚀贮箱内表面。反正封孔本来就要用高铬酸钾,压测时再用一遍,既顺理成章,又能避免二次腐蚀,一举两得。
而且还有一个关键问题:液体灌进贮箱后,怎么检查哪里漏了?
主要有两种方法。第一种是目测,看每条焊缝有没有漏液。高铬酸钾溶液是黄色的,一旦渗漏,一眼就能看出来,特别方便。
第二种是抽干液体后,做着色渗透探伤。先在表面涂带颜色的渗透剂,如果压测时出现裂纹,渗透剂会顺着毛细现象钻进裂缝里。洗掉表面多余的渗透剂,裂缝里的还会留在里面,肉眼看不见。最后喷上显影剂,显影剂能把颜色从裂缝里 “拽” 出来,裂纹位置立刻清清楚楚,是不是很神奇?
所以,火箭里用剧毒的高铬酸钾,不是故意冒险,而是工业生产里最实用、最稳妥的选择。从防腐、封孔到检测,一环扣一环,剧毒液体其实是整个流程里不可替代的一环。
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