Bahan komposit serat karbon nyaéta bahan bertulang serat anu didamel tina serat karbon sareng résin, logam, keramik sareng matriks sanés. Kusabab beurat hampang, kakuatan tinggi, résistansi suhu luhur, sareng sajabana, éta parantos seueur dianggo dina aeroangkasa, olahraga sareng luang, rel-speed tinggi dina taun-taun ayeuna. Dina widang mobil jeung rékayasa sipil. Bahan komposit serat karbon gaduh résistansi kacapean anu saé, résistansi korosi sareng kinerja konstruksi anu saé kusabab kakuatan anu luhur sareng kakuatan anu luhur, anu matak cocog pikeun aplikasi laut kalayan syarat khusus dina sipat bahan. lalajo pikeun. Dina taun-taun ayeuna, komposit serat karbon parantos maénkeun peran anu langkung penting dina ngawangun kapal, pamekaran énergi lepas pantai, sareng perbaikan rékayasa laut.
1.Application on dewan
Komposit serat karbon gaduh kaunggulan alami tina bahan galangan kapal tradisional. Kahiji, komposit serat karbon boga sipat mékanis alus. Hull ieu dijieun kalayan ciri beurat hampang tur konsumsi bahan bakar low, sarta prosés konstruksi kawilang basajan, siklus pondok, sarta molding nyaeta merenah, jadi biaya konstruksi jeung pangropéa leuwih handap tina kapal baja. Dina waktu nu sarua, saprak panganteur antara serat karbon jeung matrix résin bisa éféktif nyegah rambatan retakan, bahan ngabogaan résistansi kacapean alus; Sajaba ti éta, alatan inertness kimiawi permukaan serat karbon, awak boga ciri yén organisme akuatik hese epiphytic sarta tahan korosi, nu oge konstruksi kapal. Salah sahiji faktor pangpentingna dina milih bahan. Ku alatan éta, bahan komposit serat karbon boga kaunggulan kinerja komprehensif unik dina shipbuilding, sarta ayeuna loba dipaké dina widang ieu. Dina waktu nu sarua, ngembangkeun industri serat karbon geus diwanohkeun ti ékspansi widang aplikasi.
1.1 Kapal militér
Komposit serat karbon gaduh sipat akustik, magnét sareng listrik anu saé: aranjeunna transparan, permeabel sareng non-magnét, ku kituna tiasa dianggo pikeun ningkatkeun kamampuan kapal perang siluman. Pamakéan bahan komposit dina superstructure kapal teu ukur ngurangan beurat awak, tapi ogé transmits sarta narima gelombang éléktromagnétik dina frékuénsi predetermined ku shielding lapisan selektif frékuénsi study dina interlayer pikeun tameng radar gelombang éléktromagnétik musuh. . Contona, dina "skjold" kelas kapal keur pelesir diwangun ku Angkatan Laut Norwegia di 1999 dipaké hiji komposit sandwich diwangun ku lapisan inti busa polyvinyl klorida, serat kaca jeung serat karbon interlayer. Desain ieu henteu ngan ukur ningkatkeun rasio kakuatan-ka-beurat, tapi ogé gaduh résistansi dampak anu saé. Kinerja ogé ningkatkeun pisan ciri-ciri scanning magnét low, anti infra red sareng anti radar. Kapal frigates kelas Visby Swedia, anu ditugaskeun di 2000, sadayana nganggo bahan komposit serat karbon, anu ngagaduhan fungsi khusus pikeun ngirangan beurat, radar sareng siluman ganda infra red.
Aplikasi tihang komposit anu diperkuat serat karbon dina kapal laun-laun muncul. Kapal LPD-17, anu ditugaskeun di Amérika Serikat dina taun 2006, ngagunakeun tiang komposit komposit maju serat karbon / Balsa inti. Beda sareng tihang kabuka anu asli, LPD-17 nganggo sistem tihang / sensing anu pinuh katutup. (AEM / S), bagian luhur tihang komposit serat karbon ieu nyertakeun bahan permukaan selektif frékuénsi (FSS), sahingga gelombang kalawan frékuénsi husus ngaliwatan, sarta satengah handap bisa ngagambarkeun gelombang radar atawa diserep ku bahan nyerep radar. . Ku sabab éta, éta ngagaduhan fungsi siluman sareng deteksi radar anu saé. Salaku tambahan, rupa-rupa anteneu sareng alat anu aya hubunganana sacara seragam digabungkeun dina struktur, anu henteu gampang karat, sareng langkung kondusif pikeun pangropéa alat. Angkatan Laut Éropa parantos ngembangkeun tihang sénsor terpadu katutup anu sami anu didamel tina serat gelas buatan nanofiber digabungkeun sareng serat karbon salaku tulangan. Hal ieu ngamungkinkeun rupa-rupa radar balok jeung sinyal komunikasi ngaliwatan undisturbed saling, sarta leungitna pisan low. Dina taun 2006, ATM tiang téknologi canggih ieu dipaké dina pamawa pesawat "Royal Ark" Angkatan Laut Inggris.
komposit serat karbon ogé bisa dipaké dina aspék séjén kapal. Salaku conto, éta tiasa dianggo salaku sistem propeller sareng propulsion shafting dina sistem propulsion pikeun ngirangan épék geter sareng bising tina awak, sareng seueur dianggo dina kapal pangintipan sareng kapal pesiar gancang. Ieu bisa dipaké salaku setir dina mesin jeung alat, sababaraha alat mékanis husus sarta sistem piping. Sajaba ti éta, tali serat karbon-kakuatan tinggi ogé loba dipaké dina kabel kapal perang angkatan laut jeung item militér lianna.
1.2 Parahu keur pelesir sipil
Yachts badag umumna milik pribadi tur mahal, merlukeun beurat hampang, kakuatan tinggi na durability. Komposit serat karbon tiasa dianggo dina dial instrumen kapal pesiar sareng anteneu, setir, sareng dina struktur bertulang sapertos dek, kabin, sareng sekat kapal. Parahu keur pelesir komposit tradisional utamana dijieunna tina FRP, tapi alatan rigidity cukup, Hull mindeng beurat teuing sanggeus minuhan sarat design rigidity, sarta serat kaca mangrupa karsinogén, nu laun ngalarang mancanagara. Proporsi komposit serat karbon anu dianggo dina kapal pesiar komposit ayeuna parantos ningkat sacara signifikan, sareng sababaraha ogé parantos nganggo komposit serat karbon. Contona, kapal kapal super Baltik "Panama" ganda-tongkang, awak jeung dek diapit ku serat karbon / kulit résin epoxy, Nomex honeycomb jeung inti busa struktural CorecellTM, awakna panjangna 60m. Tapi total beurat ngan 210t. The Sunreef 80 Levante, a catamaran serat karbon diwangun ku catamaran Polandia urang Sunreef Yachts, ngagunakeun vinyl éster résin komposit sandwich, PVC busa jeung serat karbon composites. Booming tihang mangrupikeun komposit serat karbon khusus, sareng ngan ukur bagian tina awak nganggo FRP. . Beurat tanpa beban ngan ukur 45t. speed gancang, konsumsi bahan bakar low jeung kinerja alus teuing.
Parahu keur pelesir "Zhongke·Lianya" anu diwangun dina 2014 ayeuna hiji-hijina parahu keur pelesir serat karbon pinuh di Cina. Ieu mangrupakeun parahu keur pelesir héjo dijieunna tina kombinasi serat karbon jeung résin epoxy. Éta 30% langkung hampang tibatan kapal pesiar fiberglass anu sami sareng gaduh kakuatan anu langkung luhur, laju anu langkung gancang sareng konsumsi bahan bakar anu langkung handap.
Salaku tambahan, kabel sareng kabel kapal layar nganggo tali serat karbon anu kuat pikeun mastikeun kasalametan. Kusabab serat karbon gaduh modulus tensile langkung luhur tibatan baja sareng kakuatan tensile sababaraha kali atanapi bahkan puluhan kali, sareng gaduh sipat anyaman serat, tali serat karbon dianggo salaku bahan dasar, anu tiasa ngadamel tali kawat baja sareng tali polimér organik. Teu cukup.z
2. Aplikasi dina ngembangkeun énergi laut
2.1 Widang minyak sareng gas kapal selam
Dina taun anyar, bahan komposit serat karbon geus jadi beuki loba dipaké dina widang ngembangkeun minyak jeung gas laut. Korosi di lingkungan laut, geser tinggi, sarta shearing kuat disababkeun ku aliran undercurrent cai maksakeun syarat ketat dina résistansi korosi, kakuatan sarta sipat kacapean bahan. Komposit serat karbon gaduh kaunggulan anu jelas dina lampu, awét sareng anti korosi dina pamekaran lapangan minyak lepas pantai: platform pangeboran jero cai 1500m gaduh kabel baja kalayan beurat sakitar 6500t, sedengkeun dénsitas komposit serat karbon nyaéta baja biasa. 1/4, upami bahan komposit serat karbon dianggo pikeun ngagentos bagian tina baja, kapasitas beban platform pangeboran bakal dikirangan sacara signifikan, sareng biaya pangwangunan platform bakal disimpen. Gerak bolak-balik tina rod sucker bakal gampang ngakibatkeun kacapean material alatan tekanan henteu saimbang antara cai laut jeung tekanan di jero tabung. Megatkeun, sarta ngagunakeun bahan komposit serat karbon bisa ngajawab masalah ieu; Kusabab résistansi korosi lingkungan cai laut, umur jasana dina cai laut langkung panjang tibatan baja, sareng jerona pamakean langkung jero.
komposit serat karbon bisa dipaké salaku pipa sumur produksi, rod sucker, tank gudang, pipelines kapal selam, dek, jsb dina platform pangeboran oilfield. Prosés manufaktur dibagi kana prosés pultrusion jeung prosés pungkal baseuh. Pultrusion umumna dianggo dina pipa umum sareng pipa panyambung. Metoda pungkal umumna dipaké salaku beungeut tank gudang jeung bejana tekanan, sarta ogé bisa dipaké dina pipe fléksibel anisotropic nu bahan komposit serat karbon tatu sarta disusun dina sudut husus dina lapisan armor.
Batang mamat kontinyu tina bahan komposit serat karbon mangrupikeun struktur sapertos pita anu sami sareng pilem sareng gaduh kalenturan anu saé. Dihasilkeun sareng diterapkeun ku Amérika Serikat dina taun 1990-an. Éta dijieun tina serat karbon salaku serat reinforcing sareng résin teu jenuh salaku bahan dasar. Ieu dihasilkeun ku prosés pultrusion sanggeus cross-linking curing dina suhu luhur. Ti 2001 nepi ka 2003, Cina ngagunakeun serat karbon mamat rod jeung baja biasa rod mamat dina widang minyak beam murni pikeun nyieun pilot. Pamakéan rod sucker serat karbon tiasa sacara signifikan ningkatkeun kaluaran minyak sareng ngirangan beban motor, anu langkung éfisién énergi. Leuwih ti éta, rod mamat komposit serat karbon téh leuwih tahan ka kacapean sarta lalawanan korosi ti rod mamat baja, sarta leuwih cocog pikeun aplikasi dina ngembangkeun widang minyak subsea.
2.2 Daya angin lepas pantai
Sumberdaya tanaga angin anu seueur di laut mangrupikeun daérah anu penting pikeun pangwangunan masa depan sareng widang téknologi kakuatan angin anu paling maju sareng nungtut. Garis basisir Cina sakitar 1800km sareng aya langkung ti 6,000 pulo. Wewengkon basisir tenggara sareng pulo beunghar ku sumber daya angin sareng gampang dikembangkeun. Dina taun-taun ayeuna, usaha pikeun ngamajukeun pangwangunan kakuatan angin lepas pantai parantos dirojong ku departemén anu relevan. Langkung ti 90% beurat wilah kakuatan angin diwangun ku bahan komposit. Angin ageung di laut sareng pembangkit listrik anu luhur pasti peryogi bilah anu langkung ageung sareng kakuatan sareng daya tahan khusus anu langkung saé. Jelas, bahan komposit serat karbon bisa minuhan sarat tina ngamekarkeun badag skala, lightweight,-kinerja tinggi, wilah generasi kakuatan béaya rendah, sarta leuwih cocog pikeun aplikasi laut ti bahan komposit serat gelas.
Komposit serat karbon gaduh kaunggulan anu signifikan dina pembangkit listrik angin laut. Agul komposit serat karbon boga kualitas lemah sareng rigidity tinggi, sarta modulus nyaeta 3 nepi ka 8 kali tina produk serat kaca; kalembaban anu ageung di handapeun lingkungan laut, iklim tiasa robih, sareng kipas tiasa dianggo 24 jam. sabeulah ngabogaan résistansi kacapean alus sarta bisa nolak cuaca goréng. Ieu ngaronjatkeun kinerja aerodinamis tina sabeulah sarta ngurangan beban dina munara jeung as, ku kituna kakuatan kaluaran kipas téh smoother tur leuwih saimbang, sarta efisiensi énergi ningkat. Kinerja conductive, ngaliwatan desain struktural husus, éféktif bisa nyingkahan karuksakan disababkeun ku panarajangan kilat dina sabeulah; ngurangan biaya manufaktur sarta transportasi tina sabeulah turbin angin; sarta mibanda ciri damping geter.
3. Aplikasi rékayasa laut
Bahan komposit serat karbon dianggo dina gedong rékayasa laut. Aranjeunna utamana ngagunakeun ciri beurat hampang, kakuatan tinggi na lalawanan korosi, sarta ngaganti bahan wangunan baja tradisional dina bentuk tendons jeung bagian struktural pikeun ngajawab masalah ongkos angkutan tinggi baja erosi seawater jeung angkutan. Geus dilarapkeun ka wangunan karang lepas pantai, darmaga, platform ngambang, munara lampu, jsb Pamakéan komposit serat karbon pikeun restorasi rékayasa dimimitian dina 1980s, sarta Mitsubishi Chemical Corporation of Japan mingpin dina nalungtik sipat mékanis tina komposit serat karbon jeung aplikasi maranéhanana dina tulangan rékayasa. Fokus panalungtikan awal nyaéta kana tulangan balok beton bertulang ngagunakeun komposit serat karbon, anu saterusna mekar jadi tulangan jeung tulangan rupa-rupa rékayasa sipil. Perbaikan platform minyak lepas pantai sareng palabuhan ku komposit serat karbon ngan ukur hiji aspék aplikasina. Aya seueur dokumén anu aya hubunganana. Perlu disebatkeun yén perusahaan DFI AS nganggo batang serat karbon pikeun ngalereskeun terminal Navy Pearl Harbour. Waktu éta, teknisi ngagunakeun rod serat karbon inovatif pikeun ngalereskeun tulangan. The rod serat karbon repaired darmaga bisa tahan baja 9t ti 2.5m tinggi. Éta ragrag tanpa ruksak, sareng pangaruh paningkatan atra.
Sedengkeun pikeun aplikasi komposit serat karbon dina rékayasa laut, aya ogé jenis perbaikan sarta tulangan pipa kapal selam atawa kolom. Metoda pangropéa tradisional kayaning las, pamutahiran weld, clamps, grouting, jsb gaduh watesan sorangan, sarta pamakéan métode ieu leuwih diwatesan di lingkungan laut. Perbaikan komposit serat karbon utamana dijieunna tina-kakuatan tinggi jeung bahan résin tinggi-napel kayaning lawon serat karbon jeung résin epoxy, nu anut kana beungeut repairing, jadi éta ipis jeung lampu, kakuatan tinggi, alus dina durability, merenah dina konstruksi, sarta adaptable kana wangun béda. Mibanda kaunggulan signifikan.
waktos pos: Mar-23-2019