“飛揚”引領(lǐng)人們一起向未來上海石化研制冬奧火炬紀(jì)實

2022年2月2日，舉世矚目的北京冬奧會火炬?zhèn)鬟f儀式拉開帷幕。1 200名“不平凡的普通人”組成的火炬?zhèn)鬟f隊伍，手持造型別致的“飛揚”火炬，傳遞“更快更高更強更團結(jié)”的奧運精神，傳遞愛好和平崇尚運動的不變情懷。

上海石化冬奧火炬團隊全程參與北京冬奧會火炬?zhèn)鬟f，負(fù)責(zé)現(xiàn)場火炬拆裝服務(wù)。上海石化碳纖維事業(yè)部副總經(jīng)理李鵬作為火炬手在奧林匹克森林公園跑道區(qū)完成第85棒火炬接力任務(wù)。

“飛揚”火炬的背后，是石化人不斷創(chuàng)新、追求卓越的故事

緣起：堅決履行央企責(zé)任擔(dān)當(dāng)，讓“黑黃金”變身冬奧火炬。

2018年，上海石化迎來了一個特殊的訪問團，其中包括體育界人士。上海石化副總經(jīng)理、碳纖維專家黃翔宇在介紹碳纖維技術(shù)時驕傲地說：“碳纖維的質(zhì)量只有鋼的1/4左右，但是強度是鋼的7～9倍。我們的碳纖維不僅能做奧運會火炬，而且更輕、更堅固。”

說者無意，聽者有心。就是這么一句不經(jīng)意的話，開啟了上海石化和冬奧火炬的緣分。

2020年4月，北京冬奧組委面向全社會公開征集火炬外觀設(shè)計方案。他們第一時間想到了上海石化的碳纖維技術(shù)，開始尋求合作的可能性。

時間緊、任務(wù)重、要求高，行還是不行？“不僅行，而且一定要干好！”上海石化如此表示。憑借多年深耕碳纖維領(lǐng)域掌握的先進(jìn)技術(shù)，承擔(dān)起冬奧火炬外殼研制任務(wù)。

上海石化第一時間成立由公司黨委書記、董事長吳海君為總負(fù)責(zé)人、黃翔宇為技術(shù)負(fù)責(zé)人的攻關(guān)團隊，并牽頭組織相關(guān)合作團隊開展火炬外殼用碳纖維的研發(fā)，排定任務(wù)書、時間表、責(zé)任人。

吳海君強調(diào)，時間緊、任務(wù)重，上海石化必須要把研制工作作為一項重要的政治任務(wù)抓緊抓好，切實增強責(zé)任感、使命感，確保高質(zhì)量完成這一光榮任務(wù)。

“當(dāng)時火炬設(shè)計方案還沒出來，為了搶工期，我們提前演練，參照2008年北京奧運會火炬樣式，制作了好幾把火炬。實踐證明，碳纖維火炬除了能夠還原樣式，還做到了更輕更堅固，大家都覺得這事兒成了！”項目主要負(fù)責(zé)人之一、上海石化先進(jìn)材料創(chuàng)新研究院總經(jīng)理林生兵介紹。

2020年9月22日，經(jīng)北京冬奧組委主席辦公會研究決定，名為“飛揚”的作品，成為北京冬奧會、冬殘奧會的火炬設(shè)計方案。由此，上海石化肩負(fù)起產(chǎn)業(yè)鏈鏈長責(zé)任，牽頭進(jìn)行冬奧火炬研發(fā)攻關(guān)和量產(chǎn)工作，實現(xiàn)全球首次以碳纖維復(fù)合材料制作奧運火炬外殼，助力綠色奧運。

萬事俱備，各方就位，火炬“飛揚”呼之欲出

攻關(guān)：打響協(xié)同創(chuàng)新攻堅戰(zhàn)，用“黑科技”讓火炬“輕、固、美”。

由于前期試驗成功，上海石化火炬攻關(guān)團隊信心滿滿。然而，現(xiàn)實卻給他們潑了一盆冷水。

“2020年10月，我們拿到設(shè)計團隊3D打印出來的火炬樣品時，全都傻眼了?！鄙虾Ｊ虆⑴c項目攻關(guān)的沈海娟如是說。

設(shè)計師手中的“飛揚”，不僅形狀飄逸，還分為內(nèi)飄帶和外飄帶，需要將二者完美地卡在一起。如何使碳纖維的火炬外殼既能接受形狀不規(guī)則的挑戰(zhàn)，又能經(jīng)受耐火抗高溫的考驗，同時小巧輕便。如何讓儲氫罐、燃燒器“螺螄殼里做道場”，既確保氫氣燃燒系統(tǒng)呈現(xiàn)出飽滿耀眼的火焰狀態(tài)，又確保小巧的儲氫罐里的氫氣有足夠的燃燒時間。困難挑戰(zhàn)接踵而至，火炬攻關(guān)團隊兩路人馬分別擺開“戰(zhàn)場”。

一路由上海石化總牽頭，組織東華大學(xué)、云路復(fù)材公司三維編織團隊，負(fù)責(zé)火炬外殼三維編織技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)，噴涂上色、組裝，最大程度還原火炬靈動的外形；與中核集團核八所、庫貝化學(xué)公司合作，研發(fā)碳纖維復(fù)合材料，滿足火炬耐高溫、耐火燒的需求。另一路，由航天科技、航天科工集團抽調(diào)研發(fā)單位，分別研發(fā)氫氣火炬、丙烷火炬的內(nèi)飄帶和燃燒系統(tǒng)。

一場協(xié)同創(chuàng)新的攻堅戰(zhàn)，圍繞“飛揚”火炬全面展開。

在火炬外殼研制的3個月內(nèi)，攻關(guān)團隊逐一攻克多項技術(shù)難題，形成了從碳纖維生產(chǎn)、復(fù)合材料制備到產(chǎn)品終端應(yīng)用的一站式解決方案。

用碳纖維做火炬又輕又堅固，與鋁合金做的火炬相比，可以保證火炬在冬季低溫下傳遞時有更好的手感。然而，碳纖維本身并不耐高溫，更不耐火燒，這是主要難題之一。為了解決該問題，上海石化與中核集團核八所攜手攻關(guān)，引入高性能樹脂，與碳纖維一起做成碳纖維復(fù)合材料，最后通過工藝調(diào)整，把火炬上半段燃燒端在1 000℃以上高溫中進(jìn)行特殊處理，有效解決了在高溫制備過程中火炬外殼起泡、開裂等難題，實現(xiàn)了在燃燒溫度大于800℃時氫氣燃燒環(huán)境中正常使用。

以碳纖維復(fù)合材料制作奧運火炬外殼，不僅是世界首創(chuàng)，而且創(chuàng)新實現(xiàn)了火炬外殼質(zhì)量較鋁合金外殼輕20%以上，呈現(xiàn)出“輕、固、美”的特點。

最終，經(jīng)專家鑒定和實踐檢驗，碳纖維氫能火炬安全可靠性高，可抗10級大風(fēng)和暴雨，能在極寒天氣中使用。在解決復(fù)雜難題的同時，兼顧了輕量化、小型化、外形匹配要求。

量產(chǎn)：肩負(fù)產(chǎn)業(yè)鏈鏈長職責(zé)，確保冬奧火炬“翻山過海”傳遞。

歷經(jīng)“九九八十一難”，總算交出了完美答卷，上海石化火炬攻關(guān)團隊還來不及喘息慶祝，新的任務(wù)又已到達(dá)：2021年3月，北京冬奧組委提出，中國石化以北京冬奧會官方合作伙伴的身份，承擔(dān)手持火炬量產(chǎn)項目。

2021年4月28日，中國石化集團公司領(lǐng)導(dǎo)到上海石化檢查指導(dǎo)工作，專門對火炬量產(chǎn)作出指示。上海石化為更好地落實中國石化的要求，確保完成量產(chǎn)任務(wù)，成立由總經(jīng)理和三位副總經(jīng)理擔(dān)任正副組長的項目領(lǐng)導(dǎo)小組，設(shè)立綜合協(xié)調(diào)、商務(wù)運作、生產(chǎn)督造三個工作組，全力推進(jìn)火炬量產(chǎn)工作。

“作為科研團隊，一開始我們以為只需要負(fù)責(zé)火炬外殼的工藝研究和制作，但當(dāng)?shù)弥薪恿慨a(chǎn)任務(wù)時，壓力真的非常大?！鄙虾Ｊ偨?jīng)理、冬奧火炬項目領(lǐng)導(dǎo)小組組長管澤民說，“從制作一把火炬外殼到制作成千上萬把全形態(tài)火炬，其中的困難不亞于火炬外殼的研發(fā)。”

經(jīng)過北京冬奧組委、中國石化、上海石化聯(lián)合組織的企業(yè)現(xiàn)場考察和樣品測試驗證，最終確定了冬奧火炬各部件加工企業(yè)，一個集火炬外殼、內(nèi)飄帶、燃燒系統(tǒng)、火種燈、終端檢測到交付產(chǎn)品為一體的總流程，在上海、北京、江蘇、廣東、河北等五大基地迅速建立并快速運轉(zhuǎn)起來。

仔細(xì)觀察“飛揚”火炬，會發(fā)現(xiàn)它與2008年北京奧運會開幕式主火炬塔形態(tài)相呼應(yīng)，以祥云紋樣“打底”，自下而上從祥云紋逐漸過渡到象征冬奧會的雪花圖案，最后在頂端化身為飛揚的火焰。如此精美的火炬，不僅僅是工藝品，更是藝術(shù)品。

“飛揚”火炬在北京冬奧組委會交接

藝術(shù)品的量產(chǎn)，會遭遇效率、質(zhì)量、成本等重重挑戰(zhàn)，而其中首當(dāng)其沖的就是效率問題。為保質(zhì)保量及時完成量產(chǎn)任務(wù)，上海石化堅持邊對接、邊完善、邊驗收、邊量產(chǎn)的工作方案，制訂量產(chǎn)實施計劃，從火炬內(nèi)外飄帶各部件的外形，到氫氣瓶樣件、控氫閥、燃燒效果，再到火種燈外觀、操作便捷性等不斷進(jìn)行完善。

2021年9月中旬，用于冬奧火種采集的丙烷火炬量產(chǎn)樣品順利通過了北京冬奧組委組織的兩次現(xiàn)場檢測和第三方驗證驗收。9月22日，上海石化向北京冬奧組委正式交付115支丙烷火炬及火種燈、引火棒等部分周邊產(chǎn)品，順利完成北京冬奧組委交付的首批量產(chǎn)任務(wù)，1 200支火炬在2022年1月中旬運抵北京。

2022年2月4日晚，北京鳥巢，第24屆冬奧會主會場，在萬眾矚目下，凝結(jié)著上海石化人心血的主火炬順利點燃，“飛揚”火炬引領(lǐng)著人們“一起向未來”。