Көмүртек була курама материалы көмүртек буласынан жана чайырдан, металлдан, керамикадан жана башка матрицадан жасалган була бекемделген материал. Анын жеңил салмагы, жогорку күч, жогорку температурага туруштук берүү, ж.б., анткени, ал көп акыркы жылдары аэрокосмостук, спорт жана эс алуу, жогорку ылдамдыктагы темир жол колдонулат. автомобиль жана граждандык курулуш тармактарында. Көмүртек буласынан жасалган композиттик материалдар жогорку күчкө жана жогорку күчкө байланыштуу эң сонун чарчоого, коррозияга туруштук берүүгө жана мыкты курулуш көрсөткүчүнө ээ, бул материалдык касиеттерге өзгөчө талаптар менен деңиз колдонмолору үчүн ылайыктуу кылат. карагыла. Акыркы жылдары көмүртектүү була композиттери кеме курууда, деңиздеги энергетиканы өнүктүрүүдө жана деңиз инженериясын оңдоодо барган сайын маанилүү роль ойноп жатат.
1. Борттогу колдонмо
Көмүртек буласынан жасалган композиттер салттуу кеме куруу материалдарынан табигый артыкчылыкка ээ. Биринчиден, көмүртек була композиттери жакшы механикалык касиеттерге ээ. Корпус жеңил салмак жана аз күйүүчү май керектөө өзгөчөлүктөрү менен өндүрүлгөн, ал эми курулуш жараяны салыштырмалуу жөнөкөй, цикл кыска жана калыптандыруу ыңгайлуу, ошондуктан курулуш жана тейлөө наркы болот кемеге караганда алда канча төмөн. Ошол эле учурда, көмүртек була жана чайыр матрицанын ортосундагы Interface натыйжалуу жарака таралышын алдын алат, анткени, материалдык жакшы чарчоо каршылык бар; Мындан тышкары, көмүртек буласынын бетинин химиялык инерттүүлүгүнөн улам корпустун суу организминин эпифиттик жана коррозияга туруктуулугу кыйын болгон өзгөчөлүктөргө ээ, бул да кеменин курулушу. Материалдарды тандоодо эң маанилүү факторлордун бири. Ошондуктан, көмүртек була курама материалдар кеме курууда уникалдуу комплекстүү аткаруу артыкчылыктарга ээ, жана азыр көп бул тармакта колдонулат. Ошол эле учурда, көмүртек була өнөр жайын өнүктүрүү өтүнмө талааны кеңейтүү өбөлгө түзүлдү.
1.1 Аскердик кемелер
Көмүртек буласынан жасалган композиттер жакшы акустикалык, магниттик жана электрдик касиеттерге ээ: алар тунук, үн өткөрүүчү жана магниттик эмес, ошондуктан алар согуштук кемелердин жашыруун иштөөсүн жакшыртуу үчүн колдонулушу мүмкүн. Кораблдин үстүнкү түзүлүшүндө композиттик материалдарды колдонуу корпустун салмагын гана азайтпастан, ошондой эле душмандын радардын электромагниттик толкундарын коргоо үчүн аралык катмарга киргизилген жыштыктын тандалма катмарын коргоо аркылуу алдын ала белгиленген жыштыктагы электромагниттик толкундарды өткөрүп жана кабыл алат. . Мисалы, 1999-жылы Норвегиянын Аскер-деңиз флоту тарабынан курулган "скжолд" классындагы крейсерде поливинилхлорид көбүк өзөк катмарынан, айнек буласынан жана көмүртек буласынан жасалган аралашмадан турган сэндвич композициясы колдонулган. Бул дизайн күч-салмак катышын жакшыртбастан, ошондой эле жакшы таасирге туруштук берет. аткаруу, ошондой эле абдан төмөн магниттик, анти-инфракызыл жана анти-радар сканерлөө өзгөчөлүктөрүн жакшыртат. 2000-жылы ишке киргизилген шведдик Visby классындагы фрегаттардын бардыгы көмүртек буласынан жасалган композиттик материалдарды колдонушат, алар салмакты азайтуу, радар жана инфракызыл кош стелс өзгөчө функциялары бар.
Кемелерде көмүртек буласы менен бекемделген композиттик мачталарды колдонуу акырындык менен пайда болду. LPD-17 кемеси, 2006-жылы Кошмо Штаттарда пайдаланууга берилген, көмүртек була / Balsa негизги өнүккөн курама курама мачта колдонот. Баштапкы ачык мачтадан айырмаланып, LPD-17 жаңы толугу менен жабык мачта/сезүү тутумун колдонот. (AEM/S), бул көмүртектүү композициялык мачтанын үстүнкү бөлүгү жыштыктын тандалма беттик материалын (FSS) жаап, белгилүү бир жыштыктагы толкундардын өтүшүнө мүмкүндүк берет, ал эми төмөнкү жарымы радар толкундарын чагылдыра алат же радар сиңирүүчү материалдар менен сиңет. . Ошондуктан, ал жакшы радар стелс жана аныктоо функцияларына ээ. Мындан тышкары, ар кандай антенналар жана ага тиешелүү жабдуулар структурада бир калыпта айкалышкан, бул дат басууга оңой эмес жана жабдууларды тейлөөгө көбүрөөк ыңгайлуу. Европанын Аскер-деңиз флоту нанобуладан жасалган айнек буласынан жасалган окшош жабык интегралдык сенсордук мачтаны бекемдөөчү катары көмүртек буласы менен айкалыштырган. Бул ар кандай радар нурларынын жана байланыш сигналдарынын бири-бири менен үзгүлтүксүз өтүшүнө мүмкүндүк берет жана жоготуу өтө аз. 2006-жылы бул алдыңкы технологиялык банкомат Британиянын деңиз флотунун "Royal Ark" учак конуучу кемесинде колдонулган.
Көмүртек буласынан жасалган композиттер кеменин башка аспектилеринде да колдонулушу мүмкүн. Мисалы, корпустун титирөө эффекттерин жана ызы-чууларын басаңдатуу үчүн кыймылдаткыч системасында винт жана кыймылдаткыч вал системасы катары колдонулушу мүмкүн жана көбүнчө чалгындоо кемелеринде жана ылдам круиздик кемелерде колдонулат. Ал машиналарда жана жабдууларда, кээ бир атайын механикалык түзүлүштөрдө жана түтүк системаларында рул катары колдонулушу мүмкүн. Мындан тышкары, жогорку бекем көмүр була аркандары, ошондой эле көп аскер кеме кабелдер жана башка аскердик буюмдар колдонулат.
1.2 Жарандык яхталар
Чоң яхталар жалпысынан жеке менчик жана кымбат, алар жеңил салмакты, жогорку күчтү жана туруктуулукту талап кылат. Көмүртек буласынан жасалган композиттер яхталардын приборлорунда жана антенналарында, рульдеринде жана палубалар, кабиналар жана кемелердин капталдары сыяктуу бекемделген конструкцияларда колдонулушу мүмкүн. Салттуу композициялык яхта негизинен FRPден жасалган, бирок катуулугу жетишсиз болгондуктан, корпустун катуулугу дизайн талаптарына жооп бергенден кийин көбүнчө өтө оор болот, ал эми айнек була канцероген болуп саналат, ал акырындык менен чет өлкөдө тыюу салынган. Бүгүнкү композит яхталарында колдонулган көмүртек була композиттеринин үлүшү бир топ көбөйдү, ал тургай кээ бирлери көмүртектүү була композиттерин колдонушту. Мисалы, Балтиканын супер яхтасы "Панама" кош баржасы, корпусу жана палубасы көмүртек буласынан/эпоксиддик чайырдан жасалган тери, Nomex бал жана CorecellTM структуралык көбүк өзөгү менен камтылган, корпустун узундугу 60м. Бирок жалпы салмагы болгону 210 тоннаны түзөт. Sunreef 80 Levante, поляк катамаранынын Sunreef Yachts компаниясы тарабынан жасалган көмүртек була катамараны винил эфир чайырынан жасалган сэндвич композиттерин, ПВХ пено жана көмүртек буласынын композиттерин колдонот. Мастаны штангалары атайын көмүртек буласынын композиттери болуп саналат жана корпустун бир бөлүгү гана FRP колдонот. . жүк жок салмагы болгону 45 тоннаны түзөт. Тез ылдамдык, аз күйүүчү май керектөө жана мыкты аткаруу.
2014-жылы курулган "Zhongke·Lianya" яхтасы учурда Кытайдагы жалгыз толук көмүртектүү яхта болуп саналат. Бул көмүртек буласы менен эпоксиддик чайырдын айкалышынан жасалган жашыл яхта. Бул айнек буласынан жасалган яхталардын бир түрүнө караганда 30% жеңил жана күчтүүрөөк, ылдамыраак жана күйүүчү май азыраак керектелет.
Кошумчалай кетсек, яхтанын кабелдеринде жана кабелдеринде коопсуздукту камсыз кылуу үчүн күчтүү көмүртек була жиптери колдонулат. Көмүртек була болоттон жогору жана бир нече эсе, атүгүл ондогон жолу созуу күчү жана буладан токулган касиетке ээ болгондуктан, көмүртек була жип негизги материал катары колдонулат, ал болот зым аркан жана органикалык полимер жипти түзөт. Insufficient.z
2. Деңиз энергиясын өнүктүрүүдө колдонуу
2.1 Суу астындагы мунай жана газ кендери
Акыркы жылдары көмүртектүү була композиттик материалдар деңиз мунай жана газды иштетүү тармагында көбүрөөк колдонула баштады. Деңиз чөйрөсүндөгү коррозия, суунун аз агымы менен шартталган жогорку жылыш жана күчтүү кыркылышы материалдын коррозияга туруктуулугуна, бекемдигине жана чарчоо касиеттерине катуу талаптарды коет. Көмүртек була композиттери деңиздеги мунай кендерин иштетүүдө жеңил, бышык жана коррозияга каршы ачык артыкчылыктарга ээ: 1500 м суу тереңдиктеги бургулоо платформасында массасы 6500 т жакын болот кабели бар, ал эми көмүртек буласынын композиттик тыгыздыгы жөнөкөй болот. 1/4, көмүртек була курама материал болоттун бир бөлүгүн алмаштыруу үчүн колдонулган болсо, бургулоо аянтчанын жүк кубаттуулугу кыйла кыскарган, жана аянтчанын курулуш наркы сакталат. Соргуч таякчанын кайра кыймылы деңиз суусу менен түтүктүн ичиндеги басымдын тең салмактуу эмес басымынан улам оңой эле материалдык чарчоого алып келет. Бузулуу, жана көмүртек була курама материалды колдонуу бул көйгөйдү чече алат; деңиз суусу чөйрөсүнүн коррозияга туруктуулугунан улам, деңиз суусунда анын кызмат кылуу мөөнөтү болоттон узунураак жана колдонуу тереңдиги тереңирээк.
Көмүртек буласынын композиттери мунай кендерин бургулоо аянтчаларында өндүрүштүк скважина түтүктөрү, соргуч штангалар, сактоочу резервуарлар, суу астындагы түтүктөр, палубалар ж.б. Өндүрүш процесси пултрузия процессине жана нымдуу ороо процессине бөлүнөт. Pultrusion көбүнчө жалпы түтүктөрдө жана туташтыруучу түтүктөрдө колдонулат. Ороо ыкмасы жалпысынан сактоочу резервуардын бети жана басым идиш катары колдонулат, ошондой эле анизотроптук ийкемдүү түтүктө колдонулушу мүмкүн, анда көмүртек буласынан жасалган композиттик материал оролуп, соот катмарында белгилүү бир бурчта жайгашкан.
Көмүртек буласынан жасалган композиттик материалдын үзгүлтүксүз соргуч таякчасы тасмага окшош лента сымал түзүлүш жана жакшы ийкемдүүлүккө ээ. 1990-жылдары Америка Кошмо Штаттары тарабынан чыгарылган жана колдонулган. Ал бекемдөөчү була катары көмүртек буласынан жана негизги материал катары тойбогон чайырдан жасалган. Ал жогорку температурада айыктыруудан кийин пултрузия процесси аркылуу өндүрүлөт. 2001-жылдан 2003-жылга чейин, Кытай учкуч жасоо үчүн көмүртек буласынан жасалган соргуч таякчаны жана таза устун мунай кенинде кадимки болот соргуч таякчаны колдонгон. Көмүртек буласын соргуч таякчаны колдонуу мунайдын көлөмүн бир топ жогорулатат жана мотордун жүгүн азайтат, бул энергияны үнөмдөөчү. Мындан тышкары, көмүртек буласынан жасалган композициялык соргуч таяк болоттон жасалган соргучка караганда чарчоо жана коррозияга туруктуураак жана суу астындагы мунай кендерин иштетүүдө колдонууга ылайыктуу.
2.2 Деңиздеги шамал энергиясы
Деңиздеги шамал энергетикасынын мол ресурстары келечектеги өнүгүү үчүн маанилүү аймак жана шамал энергетикасы технологиясынын эң өнүккөн жана талап кылынган тармагы болуп саналат. Кытайдын жээк сызыгы болжол менен 1800 км жана 6000ден ашык арал бар. Түштүк-чыгыш жээги жана арал аймактары шамал ресурстарына бай жана өнүгүүгө оңой. Акыркы жылдары деңиздеги шамал энергетикасын өнүктүрүүгө көмөктөшүү аракеттери тиешелүү ведомстволор тарабынан колдоого алынган. Шамалдын электр линияларынын салмагынын 90%дан ашыгы композиттик материалдардан турат. Деңиздеги чоң шамалдар жана жогорку энергия өндүрүү үчүн чоңураак бычактарды жана жакшыраак өзгөчө күчтү жана туруктуулукту талап кылат. Албетте, көмүртек була курама материалдары ири масштабдуу, жеңил, жогорку өндүрүмдүүлүктү иштеп чыгуу талаптарына жооп бере алат, арзан электр энергиясын өндүрүү бычак, жана айнек була курама материалдарга караганда деңиз колдонмолор үчүн ылайыктуу болуп саналат.
Көмүртек була композиттери деңиз шамал энергиясын өндүрүүдө олуттуу артыкчылыктарга ээ. көмүртек була курамдуу бычак төмөн сапаты жана жогорку катуулугу бар, ал эми модулу айнек була продуктунун 3 8 эсеге чейин; нымдуулук деңиз чөйрөсүндө чоң, климат өзгөрүп турат жана желдеткич 24 саат бою иштейт. Бычак жакшы чарчоого туруштук берет жана жаман аба ырайына туруштук бере алат. Ал бычактын аэродинамикалык көрсөткүчтөрүн жакшыртат жана мунара менен октун жүгүн азайтат, ошентип желдеткичтин чыгуу кубаттуулугу жылмакай жана тең салмактуу болуп, энергиянын эффективдүүлүгү жакшырат. өткөргүч аткаруу, атайын структуралык долбоорлоо аркылуу, натыйжалуу бычак чагылган соккусунан келип чыккан зыян качууга болот; шамал турбинасын даярдоо жана ташуу наркын төмөндөтүү; жана титирөөнү басаңдатуучу өзгөчөлүктөргө ээ.
3. Marine инженерия колдонмолору
Көмүртек була курама материалдары деңиз инженердик имараттарда колдонулат. Алар, негизинен, жеңил салмагы, жогорку күч жана коррозияга каршылык мүнөздөмөлөрүн колдонуу, жана деңиз суусу эрозиясы болоттон жана ташуу жогорку транспорттук наркы көйгөйүн чечүү үчүн тарамыштары жана структуралык бөлүктөрүндө түрүндө салттуу болот курулуш материалдарын алмаштыруу. Ал деңиздеги аралдын рифтеринин имараттарына, докторго, сүзүүчү платформаларга, жарык мунараларына жана башкаларга колдонулду. Инженердик калыбына келтирүү үчүн көмүртектүү була композиттерин колдонуу 1980-жылдары башталган жана Япониянын Мицубиси химиялык корпорациясы көмүртектүү була композиттеринин механикалык касиеттерин изилдөөдө жана аларды инженердик бекемдөөдө колдонууда жетекчиликти колго алган. Алгачкы изилдөөлөр көмүртектүү була композиттерин колдонуу менен темир-бетон устундарды бекемдөөгө багытталган, алар кийинчерээк ар кандай курулуш инженериясынын арматурасына жана бекемдөөгө айланган. Көмүртектүү була композиттери менен деңиздеги мунай платформаларын жана портторун оңдоо аны колдонуунун бир гана аспектиси болуп саналат. Буга байланыштуу көптөгөн документтер бар. Белгилей кетсек, АКШнын DFI компаниясы Navy Pearl Harbor терминалын оңдоо үчүн көмүртек була таякчаларын колдонгон. Ошол убакта техниктер арматураны оңдоо үчүн инновациялык көмүртек була таякчаларын колдонушкан. Көмүртек була таякчасы оңдолгон док 2,5 метр бийиктиктен 9 т болотка туруштук бере алат. Ал бузулбастан кулап түшүп, күчөтүү эффекти айкын көрүнүп турат.
Деңиз инженериясында көмүртектүү була композиттерин колдонууга келсек, суу астындагы түтүктөрдү же мамыларды оңдоо жана бекемдөө түрү да бар. Ширетүү, ширетүүнү өркүндөтүү, кычкачтар, грутинг ж. Көмүртек буласынан жасалган композиттерди оңдоо, негизинен, көмүртектүү була кездеме жана эпоксиддик чайыр сыяктуу жогорку бекем жана жогорку жабышчаак чайыр материалдарынан жасалат, алар оңдоочу бетке жабышат, ошондуктан ал жука жана жеңил, күчтүү, бышык, курулушта ыңгайлуу жана ар кандай формаларга ылайыкташкан. олуттуу артыкчылыгы бар.
Билдирүү убактысы: 23-март-2019