Karbon lifli kompozit material karbon lifindən və qatrandan, metaldan, keramikadan və digər matrislərdən hazırlanmış liflə gücləndirilmiş materialdır. Yüngül çəkisi, yüksək möhkəmliyi, yüksək temperatura davamlılığı və s.-yə görə son illərdə aerokosmik, idman və istirahət, yüksək sürətli dəmir yolunda geniş istifadə olunur. Avtomobil və inşaat mühəndisliyi sahələrində. Karbon lifli kompozit materiallar yüksək gücü və yüksək gücü sayəsində əla yorğunluq müqavimətinə, korroziyaya davamlılığa və əla tikinti performansına malikdir, bu da onu material xüsusiyyətlərinə xüsusi tələblər olan dəniz tətbiqləri üçün uyğun edir. üçün baxın. Son illərdə karbon lifli kompozitlər gəmiqayırma, dəniz enerjisinin inkişafı və dəniz mühəndisliyi təmirində getdikcə daha mühüm rol oynamışdır.
1. Bortda tətbiq
Karbon lifli kompozitlər ənənəvi gəmiqayırma materialları ilə müqayisədə təbii üstünlüyə malikdir. Birincisi, karbon lifli kompozitlər yaxşı mexaniki xüsusiyyətlərə malikdir. Gövdə yüngül çəki və aşağı yanacaq istehlakı xüsusiyyətləri ilə istehsal olunur və tikinti prosesi nisbətən sadədir, dövr qısadır və qəlibləmə rahatdır, buna görə tikinti və texniki xidmət dəyəri polad gəmininkindən çox aşağıdır. Eyni zamanda, karbon lifi və qatran matrisi arasındakı interfeys çatlaqların yayılmasının qarşısını effektiv şəkildə ala bildiyi üçün material yaxşı yorğunluq müqavimətinə malikdir; əlavə olaraq, karbon lif səthinin kimyəvi təsirsizliyinə görə, gövdə su orqanizminin çətin epifitik və korroziyaya davamlı olması xüsusiyyətlərinə malikdir, bu da gəmi quruluşudur. Material seçimində ən vacib amillərdən biri. Buna görə də, karbon lifli kompozit materiallar gəmiqayırmada unikal hərtərəfli performans üstünlüklərinə malikdir və indi bu sahədə geniş istifadə olunur. Eyni zamanda, tətbiq sahəsinin genişlənməsindən karbon lif sənayesinin inkişafı təşviq edilmişdir.
1.1 Hərbi gəmilər
Karbon lifli kompozitlər yaxşı akustik, maqnit və elektrik xüsusiyyətlərinə malikdir: şəffaf, səs keçirici və qeyri-maqnitdir, buna görə də döyüş gəmilərinin gizli performansını yaxşılaşdırmaq üçün istifadə edilə bilər. Gəminin üst quruluşunda kompozit materialların istifadəsi gövdənin çəkisini azaltmaqla yanaşı, həm də düşmənin radar elektromaqnit dalğalarından qorunmaq üçün interlayerə daxil edilmiş tezlik seçici təbəqəsini qoruyaraq, əvvəlcədən müəyyən edilmiş tezlikdə elektromaqnit dalğalarını ötürür və qəbul edir. . Məsələn, 1999-cu ildə Norveç Hərbi Dəniz Qüvvələri tərəfindən tikilmiş “skjold” sinifli kreyserdə polivinilxlorid köpük əsas təbəqəsi, şüşə lifi və karbon lifi ara qatından ibarət sendviç kompozitindən istifadə edilmişdir. Bu dizayn nəinki gücün çəkiyə nisbətini yaxşılaşdırır, həm də yaxşı təsir müqavimətinə malikdir. Performans həmçinin aşağı maqnit, antiinfraqırmızı və anti-radar skanının xüsusiyyətlərini xeyli artırır. 2000-ci ildə istismara verilən İsveçin Visby sinifli freqatlarının hamısı çəki azaltma, radar və infraqırmızı ikiqat gizlilik kimi xüsusi funksiyaları olan karbon lifli kompozit materiallardan istifadə edir.
Karbon lifi ilə gücləndirilmiş kompozit dirəklərin gəmilərdə tətbiqi tədricən ortaya çıxdı. 2006-cı ildə Birləşmiş Ştatlarda istismara verilən LPD-17 gəmisi karbon lifi/Balsa nüvəli qabaqcıl kompozit kompozit mastdan istifadə edir. Orijinal açıq mastdan fərqli olaraq, LPD-17 yeni tam qapalı mast/hissetmə sistemindən istifadə edir. (AEM/S), bu karbon lifli kompozit mastın yuxarı hissəsi müəyyən tezlikli dalğaların keçməsinə imkan verən tezlik seçici səth materialını (FSS) əhatə edir, aşağı hissəsi isə radar dalğalarını əks etdirə və ya radar udma materialları tərəfindən udula bilər. . Buna görə də yaxşı radar gizli və aşkarlama funksiyalarına malikdir. Bundan əlavə, müxtəlif antenalar və əlaqəli avadanlıqlar konstruksiyada vahid şəkildə birləşdirilir ki, bu da korroziyaya məruz qalmaq asan deyil və avadanlıqların saxlanması üçün daha əlverişlidir. Avropa Hərbi Dəniz Qüvvələri armatur olaraq karbon lifi ilə birləşdirilmiş nanofiberdən hazırlanmış şüşə lifdən hazırlanmış oxşar qapalı inteqrasiya edilmiş sensor mast hazırlayıb. O, müxtəlif radar şüalarının və rabitə siqnallarının bir-biri ilə pozulmadan keçməsinə imkan verir və itki son dərəcə azdır. 2006-cı ildə bu qabaqcıl texnologiya mast bankomatı Britaniya Hərbi Dəniz Qüvvələrinin "Royal Ark" təyyarə gəmisində istifadə edilmişdir.
Karbon lifli kompozitlər gəminin digər aspektlərində də istifadə edilə bilər. Məsələn, gövdənin vibrasiya təsirlərini və səs-küyünü azaltmaq üçün sevk sistemində pervane və hərəkət valları sistemi kimi istifadə edilə bilər və daha çox kəşfiyyat gəmilərində və sürətli kruiz gəmilərində istifadə olunur. Maşın və avadanlıqlarda, bəzi xüsusi mexaniki cihazlarda və boru sistemlərində sükan kimi istifadə edilə bilər. Bundan əlavə, yüksək güclü karbon lifli iplər dəniz döyüş gəmilərinin kabellərində və digər hərbi əşyalarda da geniş istifadə olunur.
1.2 Mülki yaxtalar
Böyük yaxtalar ümumiyyətlə özəldir və bahalıdır, yüngül çəki, yüksək möhkəmlik və davamlılıq tələb edir. Karbon lifli kompozitlər yaxtaların alət siferblatlarında və antenalarında, sükanlarda və göyərtə, kabin və gəmi arakəsmələri kimi möhkəmləndirilmiş strukturlarda istifadə oluna bilər. Ənənəvi kompozit yaxta əsasən FRP-dən hazırlanır, lakin kifayət qədər sərtlik olmadığı üçün gövdə çox vaxt sərtlik dizayn tələblərinə cavab verdikdən sonra çox ağır olur və şüşə lifi tədricən xaricdə qadağan olunan kanserogendir. Bugünkü kompozit yaxtalarda istifadə edilən karbon lifli kompozitlərin nisbəti əhəmiyyətli dərəcədə artdı və bəziləri hətta karbon lifli kompozitlərdən istifadə etdilər. Məsələn, Baltikin super yaxtası "Panama" ikiqat barjı, gövdəsi və göyərtəsi karbon lifi/epoksi qatran qabığı, Nomex pətək və CorecellTM struktur köpük nüvəsi ilə sendviçlənib, gövdənin uzunluğu 60 m-dir. Lakin ümumi çəkisi cəmi 210 tondur. Polşa katamaranının Sunreef Yachts şirkəti tərəfindən hazırlanmış karbon lifli katamaranı olan Sunreef 80 Levante vinil ester qatranlı sendviç kompozitləri, PVC köpük və karbon lifli kompozitlərdən istifadə edir. Mast bumları xüsusi karbon lifli kompozitlərdir və gövdənin yalnız bir hissəsi FRP istifadə edir. . Yüksüz çəkisi cəmi 45 tondur. Sürətli sürət, aşağı yanacaq sərfiyyatı və əla performans.
2014-cü ildə tikilmiş “Zhongke·Lianya” yaxtası hazırda Çində yeganə tam karbon lifli yaxtadır. Bu, karbon lifi və epoksi qatranının birləşməsindən hazırlanmış yaşıl yaxtadır. O, eyni tipli fiberglas yaxtadan 30% yüngüldür və daha yüksək gücə, daha sürətli sürətə və daha az yanacaq sərfiyyatına malikdir.
Bundan əlavə, yaxtanın kabel və kabellərində təhlükəsizliyi təmin etmək üçün yüksək möhkəmliyə malik karbon lifli iplərdən istifadə edilir. Karbon lifi poladdan daha yüksək bir dartılma moduluna və bir neçə dəfə və hətta onlarla dəfə dartılma gücünə malik olduğundan və lifin toxunma xüsusiyyətinə malik olduğundan, karbon lif ipi polad məftil və üzvi polimer ipi əvəz edə bilən əsas material kimi istifadə olunur. Yetərsiz.z
2. Dəniz enerjisinin inkişafında tətbiqi
2.1 Sualtı neft və qaz yataqları
Son illərdə karbon lifli kompozit materiallar dəniz neft və qaz işlənməsi sahəsində getdikcə daha geniş istifadə olunur. Dəniz mühitində korroziya, yüksək kəsmə və suyun aşağı axını nəticəsində yaranan güclü kəsilmə materialın korroziyaya davamlılığına, möhkəmliyinə və yorğunluq xüsusiyyətlərinə ciddi tələblər qoyur. Karbon lifli kompozitlər dəniz neft yataqlarının işlənməsində yüngül, davamlı və korroziyaya qarşı açıq üstünlüklərə malikdir: 1500 m dərinlikdə olan qazma platforması təxminən 6500 t kütləsi olan polad kabelə malikdir, karbon lifli kompozit sıxlığı isə adi poladdır. 1/4, karbon lifli kompozit material poladın bir hissəsini əvəz etmək üçün istifadə olunarsa, qazma platformasının yük qabiliyyəti əhəmiyyətli dərəcədə azalacaq və platformanın tikinti dəyərinə qənaət ediləcəkdir. Sorma çubuğunun qarşılıqlı hərəkəti, dəniz suyu ilə boru içərisindəki təzyiq arasındakı balanssız təzyiq səbəbindən asanlıqla maddi yorğunluğa səbəb olacaqdır. Karbon lifli kompozit materialın qırılması və istifadəsi bu problemi həll edə bilər; dəniz suyu mühitinin korroziyaya davamlılığına görə dəniz suyunda xidmət müddəti poladdan daha uzundur və istifadə dərinliyi daha dərindir.
Karbon lifli kompozitlər neft mədənlərinin qazma platformalarında hasilat quyusu boruları, sorma çubuqlar, saxlama çənləri, sualtı boru kəmərləri, göyərtələr və s. kimi istifadə edilə bilər. İstehsal prosesi pultrusion prosesinə və yaş sarma prosesinə bölünür. Pultrusion ümumiyyətlə ümumi borularda və birləşdirici borularda istifadə olunur. Sarma üsulu ümumiyyətlə saxlama tankının və təzyiq qabının səthi kimi istifadə olunur və həmçinin karbon lifli kompozit materialın sarıldığı və zireh təbəqəsində müəyyən bir açı ilə düzüldüyü anizotrop çevik boruda da istifadə edilə bilər.
Karbon lifli kompozit materialın davamlı sorma çubuğu filmə bənzər lentə bənzər bir quruluşdur və yaxşı elastikliyə malikdir. 1990-cı illərdə ABŞ tərəfindən istehsal edilmiş və tətbiq edilmişdir. O, möhkəmləndirici lif kimi karbon lifindən və əsas material kimi doymamış qatrandan hazırlanır. Yüksək temperaturda çarpaz bağlanma ilə müalicə edildikdən sonra pultrusion prosesi ilə istehsal olunur. 2001-ci ildən 2003-cü ilə qədər Çin pilot düzəltmək üçün təmiz tir neft yatağında karbon lifli əmzik çubuğundan və adi bir polad sorma çubuğundan istifadə etdi. Karbon lifli əmzik çubuğunun istifadəsi yağ istehsalını əhəmiyyətli dərəcədə artıra və daha çox enerjiyə qənaət edən mühərrikin yükünü azalda bilər. Bundan əlavə, karbon lifli kompozit sorma çubuq polad sorma çubuqdan daha yorğunluğa və korroziyaya davamlıdır və sualtı neft yataqlarının işlənməsində tətbiq üçün daha uyğundur.
2.2 Dəniz külək enerjisi
Dənizdəki bol külək enerjisi ehtiyatları gələcək inkişaf üçün mühüm sahə və külək enerjisi texnologiyasının ən qabaqcıl və tələbkar sahəsidir. Çinin sahil xətti təxminən 1800 km-dir və 6000-dən çox ada var. Cənub-şərq sahilləri və ada rayonları külək ehtiyatları ilə zəngindir və asanlıqla inkişaf etdirilir. Son illərdə dəniz külək enerjisinin inkişafının təşviqi səyləri müvafiq idarələr tərəfindən dəstəklənmişdir. Külək enerjisi bıçaqlarının çəkisinin 90%-dən çoxu kompozit materiallardan ibarətdir. Dənizdə böyük küləklər və yüksək enerji istehsalı daha böyük bıçaqlar və daha yaxşı xüsusi güc və davamlılıq tələb edir. Aydındır ki, karbon lifli kompozit materiallar geniş miqyaslı, yüngül, yüksək performanslı, aşağı qiymətli enerji istehsalı bıçaqlarının inkişafı tələblərinə cavab verə bilər və şüşə lifli kompozit materiallardan daha çox dəniz tətbiqləri üçün uyğundur.
Karbon lifli kompozitlər dəniz külək enerjisi istehsalında əhəmiyyətli üstünlüklərə malikdir. Karbon lifli kompozit bıçaq aşağı keyfiyyətli və yüksək sərtliyə malikdir və modul şüşə lif məhsulundan 3-8 dəfə çoxdur; dəniz mühitində rütubət böyükdür, iqlim dəyişkəndir və ventilyator 24 saat işləyir. Bıçaq yaxşı yorğunluq müqavimətinə malikdir və pis hava şəraitinə davamlıdır. O, bıçağın aerodinamik performansını yaxşılaşdırır və qüllə və oxun yükünü azaldır ki, fanın çıxış gücü daha hamar və balanslı olsun və enerji səmərəliliyi artır. Xüsusi konstruktiv dizayn vasitəsilə keçirici performans, bıçaqda ildırım vurması nəticəsində yaranan zərərin qarşısını effektiv şəkildə ala bilər; külək turbininin qanadının istehsalı və daşınması xərclərini azaltmaq; və vibrasiya sönümləmə xüsusiyyətlərinə malikdir.
3. Dəniz mühəndisliyi tətbiqləri
Karbon lifli kompozit materiallar dəniz mühəndisliyi binalarında istifadə olunur. Onlar əsasən yüngül çəki, yüksək gücü və korroziyaya davamlılıq xüsusiyyətlərindən istifadə edirlər və dəniz suyu eroziyasından polad və daşınmanın yüksək daşınma dəyəri problemini həll etmək üçün tendonlar və struktur hissələri şəklində ənənəvi polad tikinti materiallarını əvəz edirlər. O, dənizdəki ada rifləri binalarına, doklara, üzən platformalara, işıq qüllələrinə və s. üçün tətbiq edilmişdir. Mühəndislik bərpası üçün karbon lifli kompozitlərdən istifadə 1980-ci illərdə başlamış və Yaponiyanın Mitsubishi Chemical Corporation şirkəti karbon lifli kompozitlərin mexaniki xassələrinin və onların mühəndislik möhkəmləndirilməsində tətbiqinin tədqiqində aparıcı mövqe tutmuşdur. İlkin tədqiqat diqqəti daha sonra müxtəlif inşaat mühəndisliyinin möhkəmləndirilməsi və möhkəmləndirilməsinə çevrilən karbon lifli kompozitlərdən istifadə edərək dəmir-beton tirlərin möhkəmləndirilməsinə yönəldilmişdir. Dəniz neft platformalarının və limanlarının karbon lifli kompozitlərlə təmiri onun tətbiqinin yalnız bir aspektidir. Çoxlu əlaqəli sənədlər var. Qeyd edək ki, ABŞ-ın DFI şirkəti Navy Pearl Harbor terminalını təmir etmək üçün karbon lifli çubuqlardan istifadə edib. O zaman texniki işçilər armaturun təmiri üçün innovativ karbon lif çubuqlarından istifadə edirdilər. Karbon lifli çubuqla təmir edilmiş dok 2,5 m hündürlükdən 9 ton poladına tab gətirə bilər. O, zədələnmədən yıxılır və gücləndirici təsir göz qabağındadır.
Karbon lifli kompozitlərin dəniz mühəndisliyində tətbiqinə gəldikdə, sualtı boru kəmərlərinin və ya sütunların təmiri və möhkəmləndirilməsi növü də mövcuddur. Qaynaq, qaynaq yaxşılaşdırılması, qısqaclar, grouting və s. kimi ənənəvi texniki xidmət üsullarının öz məhdudiyyətləri var və dəniz mühitində bu üsulların istifadəsi daha məhduddur. Karbon lifli kompozitlərin təmiri əsasən karbon lifli parça və epoksi qatran kimi yüksək möhkəmlikli və yüksək yapışqanlı qatran materiallarından hazırlanır ki, bu da təmir səthinə yapışdırılır, ona görə də nazik və yüngül, yüksək möhkəmliyə malikdir, davamlıdır, tikinti baxımından əlverişlidir və müxtəlif formalara uyğunlaşır. Əhəmiyyətli üstünlüyə malikdir.
Göndərmə vaxtı: 23 mart 2019-cu il