Koalstoffiberkompositmateriaal is in glêstriedfersterke materiaal makke fan koalstoffiber en hars, metaal, keramyk en oare matriks. Fanwegen syn lichte gewicht, hege sterkte, hege temperatuerresistinsje, ensfh., is it de lêste jierren in soad brûkt yn loftfeart, sport en frije tiid, hege-snelheidstreinen. Op it mêd fan auto's en sivile technyk. Koalstoffiberkompositmaterialen hawwe poerbêste wurgensresistinsje, korrosjeresistinsje en poerbêste konstruksjeprestaasjes troch hege sterkte en hege sterkte, wat it geskikt makket foar marine tapassingen mei spesjale easken oan materiaaleigenskippen. Yn 'e lêste jierren hawwe koalstoffiberkompositen in hieltyd wichtiger rol spile yn skipsbou, offshore enerzjyûntwikkeling en marine technykreparaasje.
1. Applikaasje oan board
Koalstoffiberkompositen hawwe in natuerlik foardiel boppe tradisjonele skipsboumaterialen. Earst hawwe koalstoffiberkompositen goede meganyske eigenskippen. De romp wurdt makke mei de skaaimerken fan licht gewicht en leech brânstofferbrûk, en it bouproses is relatyf ienfâldich, de syklus is koart, en it foarmjen is handich, sadat de bou- en ûnderhâldskosten folle leger binne as dy fan it stielen skip. Tagelyk, om't de ynterface tusken de koalstoffiber en de harsmatrix effektyf de fersprieding fan barsten kin foarkomme, hat it materiaal in goede wurgensresistinsje; derneist, troch de gemyske inertheid fan it koalstoffiberoerflak, hat de romp de skaaimerken dat it wetterorganisme lestich epifytysk en korrosjebestindich is, wat ek de skipsbou is. Ien fan 'e wichtichste faktoaren by it selektearjen fan materialen. Dêrom hawwe koalstoffiberkompositmaterialen unike wiidweidige prestaasjesfoardielen yn 'e skipsbou, en wurde no breed brûkt yn dit fjild. Tagelyk is de ûntwikkeling fan 'e koalstoffiberyndustry befoardere fanút de útwreiding fan it tapassingsfjild.
1.1 Militêre skippen
Koalstoffiberkompositen hawwe goede akoestyske, magnetyske en elektryske eigenskippen: se binne transparant, lûdsdoorlatend en net-magnetysk, sadat se brûkt wurde kinne om de stealth-prestaasjes fan oarlochsskippen te ferbetterjen. It gebrûk fan kompositmaterialen yn 'e boppebou fan it skip ferminderet net allinich it gewicht fan' e romp, mar stjoert en ûntfangt ek elektromagnetyske weagen op in foarôf bepaalde frekwinsje troch de frekwinsjeselektive laach dy't yn 'e tuskenlaach ynbêde is te beskermjen om de radar fan' e fijân elektromagnetyske weagen te beskermjen. Bygelyks, de "skjold" -klasse kruser boud troch de Noarske Marine yn 1999 brûkte in sandwichkomposit besteande út in polyvinylchloride-skuimkearnlaach, glêstried en koalstoffiber-tuskenlaach. Dit ûntwerp ferbetteret net allinich de sterkte-gewichtferhâlding, mar hat ek in goede ynfloedresistinsje. De prestaasjes ferbetterje ek de skaaimerken fan leechmagnetysk, anty-ynfraread en anty-radar-scannen sterk. De Sweedske fregatten fan 'e Visby-klasse, dy't yn 2000 yn gebrûk nommen waarden, brûke allegear koalstoffiberkompositmaterialen, dy't spesjale funksjes hawwe fan gewichtsreduksje, radar en ynfraread dûbele stealth.
De tapassing fan koalstoffiberfersterke kompositmasten op skippen is stadichoan ûntstien. It LPD-17-skip, dat yn 2006 yn 'e Feriene Steaten yn gebrûk naam waard, brûkt in avansearre kompositmast mei koalstoffiber/balsakearn. Oars as de orizjinele iepen mast brûkt de LPD-17 in nij folslein sletten mast/deteksjesysteem (AEM/S). It boppeste diel fan dizze koalstoffiberkompositmast bedekt it frekwinsjeselektive oerflakmateriaal (FSS), wêrtroch weagen mei in spesifike frekwinsje troch kinne gean, en de ûnderste helte kin radarweagen reflektearje of opnommen wurde troch radarabsorberende materialen. Dêrom hat it goede radarstealth- en deteksjefunksjes. Derneist binne ferskate antennes en relatearre apparatuer unifoarm kombineare yn 'e struktuer, dy't net maklik korrodearret, en better is foar it ûnderhâld fan 'e apparatuer. De Jeropeeske Marine hat in ferlykbere sletten-yntergreare sensormast ûntwikkele makke fan nanofiber-makke glêstried kombineare mei koalstoffiber as fersterking. It lit ferskate radarstrielen en kommunikaasjesignalen ûnfersteurd mei-inoar trochgean, en it ferlies is ekstreem leech. Yn 2006 waard dizze avansearre technology mast pinautomaat brûkt op it fleantúchdrager "Royal Ark" fan 'e Britske Marine.
Koalstoffiberkompositen kinne ek brûkt wurde yn oare aspekten fan it skip. Bygelyks, it kin brûkt wurde as in propeller- en oandriuwingsassysteem yn it oandriuwsysteem om de trillingseffekten en it lûd fan 'e romp te ferminderjen, en wurdt meast brûkt yn ferkenningsskippen en snelle cruiseskippen. It kin brûkt wurde as in roer yn masines en apparatuer, guon spesjale meganyske apparaten en piipsystemen. Derneist wurde hege sterkte koalstoffibertouwen ek in soad brûkt yn kabels foar marine-oarlochsskippen en oare militêre items.
1.2 Boargerlike jachten
Grutte jachten binne oer it algemien partikulier eigendom en djoer, en fereaskje in licht gewicht, hege sterkte en duorsumens. Koalstoffiberkompositen kinne brûkt wurde yn 'e ynstrumintenskiven en antennes fan jachten, roeren, en yn fersterke struktueren lykas dekken, kabinen en skotten fan skippen. It tradisjonele kompositjacht is benammen makke fan FRP, mar troch ûnfoldwaande styfheid is de romp faak te swier nei't it foldocht oan 'e easken foar styfheidsûntwerp, en de glêstried is in karsinogeen, dat stadichoan yn it bûtenlân ferbean wurdt. It oandiel koalstoffiberkompositen dat brûkt wurdt yn 'e hjoeddeiske kompositjachten is flink tanommen, en guon hawwe sels koalstoffiberkompositen brûkt. Bygelyks, it superjacht "Panama" fan Baltic, mei dûbele barge, binne de romp en it dek ynklemd mei koalstoffiber/epoxyharshûd, Nomex huningraat en CorecellTM strukturele skomkearn, de romp is 60m lang. Mar it totale gewicht is mar 210t. De Sunreef 80 Levante, in koalstoffiberkatamaran boud troch de Poalske katamaran Sunreef Yachts, brûkt vinylesterhars sandwichkompositen, PVC-skuim en koalstoffiberkompositen. De mêstgieken binne oanpaste koalstoffiberkompositen, en mar in diel fan 'e romp brûkt FRP. It gewicht sûnder lading is mar 45t. Hege snelheid, leech brânstofferbrûk en poerbêste prestaasjes.
It jacht "Zhongke·Lianya" boud yn 2014 is op it stuit it ienige jacht yn Sina dat folslein fan koalstoffiber makke is. It is in grien jacht makke fan in kombinaasje fan koalstoffiber en epoxyhars. It is 30% lichter as itselde type glêsfiberjacht en hat in hegere sterkte, in hegere snelheid en in leger brânstofferbrûk.
Derneist brûke de kabels en kabels fan it jacht hege sterkte koalstoffibertou om feiligens te garandearjen. Om't de koalstoffiber in trekmodulus hat dy't heger is as dy fan stiel en in treksterkte fan ferskate kearen of sels tsientallen kearen, en de weefde eigenskip fan 'e glêstried hat, wurdt it koalstoffibertou brûkt as basismateriaal, dat kin kompensearje foar it stielen triedtou en it organyske polymeertou. Unfoldwaande.z
2. Tapassing yn ûntwikkeling fan marine-enerzjy
2.1 Underseeske oalje- en gasfjilden
Yn 'e lêste jierren binne koalstofvezelkompositmaterialen hieltyd faker brûkt op it mêd fan marine oalje- en gasûntwikkeling. Korrosje yn 'e marine omjouwing, hege skuorkrêft en sterke skuorkrêft feroarsake troch ûnderstreaming fan it wetter stelle strange easken oan 'e korrosjebestriding, sterkte en wurgenseigenskippen fan it materiaal. Koalstofvezelkompositen hawwe dúdlike foardielen yn ljocht, duorsumens en anty-korrosje by de ûntwikkeling fan offshore oaljefjilden: in boarplatfoarm op wetterdjipte fan 1500m hat in stielen kabel mei in massa fan sawat 6500t, wylst de tichtheid fan koalstofvezelkomposit gewoan stiel is. 1/4, as it koalstofvezelkompositmateriaal brûkt wurdt om in diel fan it stiel te ferfangen, sil de draachkapasiteit fan it boarplatfoarm signifikant wurde fermindere, en de boukosten fan it platfoarm sille wurde besparre. De heen en wer bewegende beweging fan 'e sûchstang sil maklik liede ta materiaalwurgens troch de ûnbalansearre druk tusken it seewetter en de druk yn 'e buis. Brekken en it brûken fan koalstofvezelkompositmateriaal kin dit probleem oplosse; troch de korrosjebestriding fan seewetteromjouwing is syn libbensdoer yn seewetter langer as stiel, en de djipte fan gebrûk is djipper.
Koalstoffiberkompositen kinne brûkt wurde as produksjeputpipen, sûchstangen, opslachtanks, ûnderseeboatpipen, dekken, ensfh. yn oaljefjildboarplatfoarms. It produksjeproses is ferdield yn in pultrusjeproses en in wiet wikkelproses. Pultrusje wurdt oer it algemien brûkt op gewoane pipen en ferbiningspipes. De wikkelmetoade wurdt oer it algemien brûkt as it oerflak fan 'e opslachtank en it drukfet, en kin ek brûkt wurde yn in anisotropyske fleksibele piip wêryn it koalstoffiberkompositmateriaal yn in spesifike hoeke yn 'e pânserlaach wikkele en regele is.
De trochgeande sûchstang fan koalstofvezelkompositmateriaal hat in lintfoarmige struktuer dy't fergelykber is mei film en hat goede fleksibiliteit. Produsearre en tapast troch de Feriene Steaten yn 'e jierren '90. It is makke fan koalstofvezel as fersterkjende fezels en ûnfersêde hars as basismateriaal. It wurdt produsearre troch pultrusjeproses nei crosslinking-genêzing by hege temperatuer. Fan 2001 oant 2003 brûkte Sina in koalstofvezel-sûchstang en in gewoane stielen sûchstang yn it suvere beam-oaljefjild om in pilot te meitsjen. It gebrûk fan koalstofvezel-sûchstang kin de oaljeproduksje signifikant ferheegje en de lading fan 'e motor ferminderje, wat enerzjysuniger is. Boppedat is de koalstofvezelkomposit-sûchstang better bestand tsjin wurgens en korrosje as de stielen sûchstang, en is geskikter foar tapassing yn 'e ûntwikkeling fan ûnderseeske oaljefjilden.
2.2 Offshore wynenerzjy
De oerfloedige wynenerzjyboarnen op see binne in wichtich gebiet foar takomstige ûntwikkeling en it meast avansearre en easken fjild fan wynenerzjytechnology. De kustline fan Sina is sawat 1800 km en d'r binne mear as 6.000 eilannen. De súdeastkust en eilânregio's binne ryk oan wynboarnen en maklik te ûntwikkeljen. Yn 'e ôfrûne jierren binne ynspanningen om de ûntwikkeling fan offshore wynenerzjy te befoarderjen stipe troch relevante ôfdielingen. Mear as 90% fan it gewicht fan wynenerzjyblêden bestiet út gearstalde materialen. Grutte winen op see en hege enerzjyopwekking sille grif gruttere blêden en bettere spesifike sterkte en duorsumens fereaskje. Fansels kinne koalstoffiberkompositmaterialen foldwaan oan 'e easken fan it ûntwikkeljen fan grutskalige, lichtgewicht, hege prestaasjes, goedkeape enerzjyopwekkingsblêden, en binne se geskikter foar marine tapassingen as glêstriedkompositmaterialen.
Koalstoffiberkompositen hawwe wichtige foardielen yn 'e opwekking fan marine wynenerzjy. It koalstoffiberkompositblêd hat lege kwaliteit en hege styfheid, en de modulus is 3 oant 8 kear dy fan it glêsfezelprodukt; de fochtigens is grut ûnder de marine omjouwing, it klimaat is feroaretber, en de fentilator wurket 24 oeren. It blêd hat goede wurgensresistinsje en kin it minne waar wjerstean. It ferbetteret de aerodynamyske prestaasjes fan it blêd en ferminderet de lading op 'e toer en de as, sadat it útfierfermogen fan 'e fentilator glêder en lykwichtiger is, en de enerzjy-effisjinsje wurdt ferbettere. De geliedende prestaasjes, troch spesjaal struktureel ûntwerp, kinne de skea feroarsake troch bliksemynslach op it blêd effektyf foarkomme; de produksje- en transportkosten fan it wynmûneblêd ferminderje; en hawwe trillingsdempende skaaimerken.
3. Marine yngenieursapplikaasjes
Koalstoffiberkompositmaterialen wurde brûkt yn marine-yngenieursgebouwen. Se brûke benammen de skaaimerken fan licht gewicht, hege sterkte en korrosjebestriding, en ferfange tradisjonele stielen boumaterialen yn 'e foarm fan pezen en strukturele ûnderdielen om it probleem fan hege transportkosten fan seewettereroazje stiel en ferfier op te lossen. It is tapast op offshore eilânrifgebouwen, dokken, driuwende platfoarms, ljochttuorren, ensfh. It gebrûk fan koalstoffiberkompositen foar yngenieursrestauraasje begon yn 'e jierren '80, en Mitsubishi Chemical Corporation fan Japan naam it foartou yn it ûndersyk nei de meganyske eigenskippen fan koalstoffiberkompositen en har tapassing yn yngenieursfersterking. De earste ûndersyksfokus lei op 'e fersterking fan fersterke betonbalken mei koalstoffiberkompositen, dy't letter evoluearre ta fersterking en fersterking fan ferskate sivile technyk. De reparaasje fan offshore oaljeplatfoarms en havens troch koalstoffiberkompositen is mar ien aspekt fan syn tapassing. D'r binne in protte relatearre dokuminten. It is it neamen wurdich dat it Amerikaanske DFI-bedriuw koalstoffiberstangen brûkte om de Navy Pearl Harbor-terminal te reparearjen. Yn dy tiid brûkten de technici ynnovative koalstoffiberstangen om de fersterking te reparearjen. De reparearre dok mei koalstoffiberstangen kin 9t stiel fan 2,5m heech wjerstean. It falt ôf sûnder skansearre te wurden, en it ferbetteringseffekt is dúdlik.
Wat de tapassing fan koalstofvezelkompositen yn marinetechnyk oanbelanget, is d'r ek in soarte fan reparaasje en fersterking fan ûnderseeske pipelines of kolommen. Tradisjonele ûnderhâldsmetoaden lykas lassen, lasferbettering, klemmen, grouting, ensfh. hawwe har eigen beheiningen, en it gebrûk fan dizze metoaden is beheinder yn 'e marine-omjouwing. De reparaasje fan koalstofvezelkompositen wurdt benammen makke fan hege sterkte en hege kleefkracht harsmaterialen lykas koalstofvezeldoek en epoxyhars, dy't oan it reparaasje-oerflak wurde hechte, sadat it tin en ljocht is, hege sterkte, goed yn duorsumens, handich yn konstruksje, en oanpasber oan ferskate foarmen. Hat in wichtich foardiel.
Berjochttiid: 23 maart 2019