سمندر میں کاربن فائبر مرکب مواد کا اطلاق

کاربن فائبر جامع مواد کاربن فائبر اور رال، دھات، سیرامکس اور دیگر میٹرکس سے بنا ایک فائبر سے تقویت یافتہ مواد ہے۔ اس کے ہلکے وزن، اعلی طاقت، اعلی درجہ حرارت کی مزاحمت، وغیرہ کی وجہ سے، یہ حالیہ برسوں میں ایرو اسپیس، کھیلوں اور تفریحی، تیز رفتار ریل میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے. آٹوموبائل اور سول انجینئرنگ کے شعبوں میں۔ کاربن فائبر مرکب مواد میں اعلی طاقت اور اعلی طاقت کی وجہ سے بہترین تھکاوٹ مزاحمت، سنکنرن مزاحمت اور بہترین تعمیراتی کارکردگی ہے، جو اسے مادی خصوصیات پر خصوصی ضروریات کے ساتھ سمندری ایپلی کیشنز کے لیے موزوں بناتی ہے۔ کے لئے دیکھو. حالیہ برسوں میں، کاربن فائبر مرکبات نے جہاز سازی، غیر ملکی توانائی کی ترقی، اور میرین انجینئرنگ کی مرمت میں تیزی سے اہم کردار ادا کیا ہے۔

1. بورڈ پر درخواست
کاربن فائبر مرکبات روایتی جہاز سازی کے مواد پر قدرتی فائدہ رکھتے ہیں۔ سب سے پہلے، کاربن فائبر مرکب اچھی میکانی خصوصیات ہیں. ہل ہلکے وزن اور کم ایندھن کی کھپت کی خصوصیات کے ساتھ تیار کیا گیا ہے، اور تعمیراتی عمل نسبتاً آسان ہے، سائیکل چھوٹا ہے، اور مولڈنگ آسان ہے، اس لیے تعمیر اور دیکھ بھال کی لاگت اسٹیل جہاز کی نسبت بہت کم ہے۔ ایک ہی وقت میں، چونکہ کاربن فائبر اور رال میٹرکس کے درمیان انٹرفیس کریک کے پھیلاؤ کو مؤثر طریقے سے روک سکتا ہے، اس لیے مواد میں تھکاوٹ کی اچھی مزاحمت ہے۔ اس کے علاوہ، کاربن فائبر کی سطح کے کیمیائی inertness کی وجہ سے، ہل کی خصوصیات ہیں کہ آبی حیاتیات epiphytic اور سنکنرن مزاحم کرنے کے لئے مشکل ہے، جو جہاز کی تعمیر بھی ہے. مواد کے انتخاب میں سب سے اہم عوامل میں سے ایک۔ لہذا، کاربن فائبر مرکب مواد جہاز سازی میں منفرد جامع کارکردگی کے فوائد ہیں، اور اب اس میدان میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے. ایک ہی وقت میں، کاربن فائبر صنعت کی ترقی کو ایپلی کیشن فیلڈ کی توسیع سے فروغ دیا گیا ہے۔

1.1 فوجی جہاز

کاربن فائبر مرکبات میں اچھی صوتی، مقناطیسی اور برقی خصوصیات ہیں: یہ شفاف، آواز کے قابل اور غیر مقناطیسی ہیں، اس لیے انہیں جنگی جہازوں کی اسٹیلتھ کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ جہاز کے سپر اسٹرکچر میں جامع مواد کا استعمال نہ صرف ہل کا وزن کم کرتا ہے بلکہ دشمن کے ریڈار برقی مقناطیسی لہروں کو بچانے کے لیے انٹر لیئر میں سرایت شدہ فریکوئنسی سلیکٹیو پرت کو شیلڈ کرکے پہلے سے طے شدہ فریکوئنسی پر برقی مقناطیسی لہروں کو منتقل اور وصول کرتا ہے۔ . مثال کے طور پر، 1999 میں نارویجن بحریہ کے ذریعہ بنائے گئے "skjold" کلاس کروزر میں پولی وینیل کلورائیڈ فوم کور لیئر، گلاس فائبر اور کاربن فائبر انٹرلیئر پر مشتمل ایک سینڈوچ کمپوزٹ استعمال کیا گیا تھا۔ یہ ڈیزائن نہ صرف طاقت سے وزن کے تناسب کو بہتر بناتا ہے بلکہ اس میں اثر مزاحمت بھی اچھی ہوتی ہے۔ کارکردگی کم مقناطیسی، اینٹی انفراریڈ اور اینٹی ریڈار اسکیننگ کی خصوصیات کو بھی بہت زیادہ بڑھاتی ہے۔ سویڈش ویزبی کلاس فریگیٹس، جو 2000 میں شروع کیے گئے تھے، تمام کاربن فائبر مرکب مواد استعمال کرتے ہیں، جن میں وزن کم کرنے، ریڈار اور انفراریڈ ڈبل اسٹیلتھ کے خصوصی کام ہوتے ہیں۔

بحری جہازوں پر کاربن فائبر سے تقویت یافتہ جامع ماسٹ کا اطلاق آہستہ آہستہ سامنے آیا ہے۔ LPD-17 جہاز، جو 2006 میں ریاستہائے متحدہ میں شروع کیا گیا تھا، کاربن فائبر/بالسا کور ایڈوانسڈ کمپوزٹ کمپوزٹ مستول استعمال کرتا ہے۔ اصل کھلے مستول کے برعکس، LPD-17 ایک نیا مکمل طور پر بند مستول/سینسنگ سسٹم استعمال کرتا ہے۔ (AEM/S)، اس کاربن فائبر مرکب مستول کا اوپری حصہ فریکوئنسی سلیکٹیو سرفیس میٹریل (FSS) کا احاطہ کرتا ہے، جو ایک مخصوص فریکوئنسی والی لہروں کو گزرنے دیتا ہے، اور نچلا حصہ ریڈار کی لہروں کی عکاسی کر سکتا ہے یا ریڈار جذب کرنے والے مواد کے ذریعے جذب ہو سکتا ہے۔ . لہذا، اس میں ریڈار اسٹیلتھ اور پتہ لگانے کے اچھے افعال ہیں۔ اس کے علاوہ، مختلف انٹینا اور متعلقہ آلات کو ڈھانچے میں یکساں طور پر ملایا جاتا ہے، جس کو خراب کرنا آسان نہیں ہوتا، اور یہ سامان کی دیکھ بھال کے لیے زیادہ موزوں ہے۔ یوروپی بحریہ نے اسی طرح کا بند مربوط سینسر مستول تیار کیا ہے جو نانوفائبر سے بنے شیشے کے ریشے سے بنا ہے جو کاربن فائبر کے ساتھ مل کر ایک کمک کے طور پر ہے۔ یہ مختلف ریڈار بیم اور کمیونیکیشن سگنلز کو ایک دوسرے کے ساتھ بغیر کسی رکاوٹ کے گزرنے دیتا ہے، اور نقصان انتہائی کم ہے۔ 2006 میں اس جدید ٹیکنالوجی کے مستول اے ٹی ایم کو برطانوی بحریہ کے "رائل آرک" طیارہ بردار بحری جہاز پر استعمال کیا گیا۔

کاربن فائبر مرکبات کو جہاز کے دیگر پہلوؤں میں بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، یہ ہل کے کمپن اثرات اور شور کو کم کرنے کے لیے پروپلشن سسٹم میں پروپیلر اور پروپلشن شفٹنگ سسٹم کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے، اور زیادہ تر جاسوسی جہازوں اور تیز کروز جہازوں میں استعمال ہوتا ہے۔ اسے مشینری اور سازوسامان، کچھ خاص مکینیکل آلات اور پائپنگ کے نظام میں ایک رڈر کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، اعلی طاقت کاربن فائبر کی رسیاں بحری جنگی جہاز کی کیبلز اور دیگر فوجی اشیاء میں بھی بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہیں۔

1.2 سول یاٹ

بڑی کشتیاں عموماً نجی ملکیت میں ہوتی ہیں اور مہنگی ہوتی ہیں، جن کے لیے ہلکے وزن، زیادہ طاقت اور استحکام کی ضرورت ہوتی ہے۔ کاربن فائبر مرکبات یاٹ کے آلے کے ڈائل اور اینٹینا، رڈرز، اور مضبوط ڈھانچے جیسے ڈیک، کیبن، اور جہاز کے بلک ہیڈز میں استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ روایتی کمپوزٹ یاٹ بنیادی طور پر FRP سے بنی ہوتی ہے، لیکن ناکافی سختی کی وجہ سے، سختی کے ڈیزائن کی ضروریات کو پورا کرنے کے بعد ہل اکثر بہت زیادہ بھاری ہوتی ہے، اور شیشے کا ریشہ ایک کارسنجن ہے، جس پر بیرون ملک بتدریج پابندی لگا دی گئی ہے۔ آج کی جامع یاٹ میں استعمال ہونے والے کاربن فائبر مرکبات کے تناسب میں نمایاں اضافہ ہوا ہے، اور کچھ نے تو کاربن فائبر مرکبات کا بھی استعمال کیا ہے۔ مثال کے طور پر، بالٹک کی سپر یاٹ "پاناما" ڈبل بارج، ہل اور ڈیک کاربن فائبر / ایپوکسی رال جلد، Nomex  شہد کامب اور CorecellTM ساختی فوم کور کے ساتھ سینڈوچ کیے گئے ہیں، ہل 60 میٹر لمبی ہے۔ لیکن کل وزن صرف 210t ہے۔ Sunreef 80 Levante، پولش کیٹاماران کی Sunreef Yachts کے ذریعے تیار کردہ کاربن فائبر کیٹاماران، ونائل ایسٹر ریزین سینڈویچ کمپوزٹ، PVC فوم اور کاربن فائبر مرکبات استعمال کرتا ہے۔ مستول بوم اپنی مرضی کے مطابق کاربن فائبر مرکبات ہیں، اور ہل کا صرف ایک حصہ FRP استعمال کرتا ہے۔ . بغیر لوڈ کا وزن صرف 45t ہے۔ تیز رفتار، کم ایندھن کی کھپت اور بہترین کارکردگی۔

2014 میں بنائی گئی "Zhongke·Lianya" یاٹ اس وقت چین میں واحد مکمل کاربن فائبر والی یاٹ ہے۔ یہ ایک سبز کشتی ہے جو کاربن فائبر اور ایپوکسی رال کے امتزاج سے بنی ہے۔ یہ اسی قسم کی فائبرگلاس یاٹ سے 30% ہلکی ہے اور اس میں زیادہ طاقت، تیز رفتار اور کم ایندھن کی کھپت ہے۔

اس کے علاوہ، یاٹ کی کیبلز اور کیبلز حفاظت کو یقینی بنانے کے لیے اعلیٰ طاقت والی کاربن فائبر رسیاں استعمال کرتی ہیں۔ چونکہ کاربن فائبر کا ٹینسائل ماڈیولس سٹیل سے زیادہ ہوتا ہے اور کئی گنا یا دسیوں گنا زیادہ ٹینسائل طاقت ہوتی ہے، اور اس میں فائبر کی بُنی ہوئی خاصیت ہوتی ہے، اس لیے کاربن فائبر کی رسی کو بیس میٹریل کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، جو سٹیل کی تار کی رسی اور نامیاتی پولیمر رسی کے لیے بنا سکتا ہے۔ ناکافی۔ز
2. سمندری توانائی کی ترقی میں درخواست

2.1 سب میرین آئل اور گیس فیلڈز

حالیہ برسوں میں، کاربن فائبر مرکب مواد سمندری تیل اور گیس کی ترقی کے میدان میں زیادہ سے زیادہ وسیع پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے. سمندری ماحول میں سنکنرن، اونچی قینچ، اور پانی کے زیر اثر بہاؤ کی وجہ سے مضبوط مونڈنا مواد کی سنکنرن مزاحمت، طاقت اور تھکاوٹ کی خصوصیات پر سخت تقاضے عائد کرتا ہے۔ کاربن فائبر مرکبات کے آف شور آئل فیلڈز کی ترقی میں ہلکے، پائیدار اور اینٹی سنکنرن میں واضح فوائد ہیں: 1500 میٹر واٹر ڈیپتھ ڈرلنگ پلیٹ فارم میں تقریباً 6500t کے بڑے پیمانے پر اسٹیل کیبل ہے، جبکہ کاربن فائبر کمپوزٹ کثافت عام اسٹیل ہے۔ 1/4، اگر کاربن فائبر مرکب مواد کو سٹیل کے حصے کو تبدیل کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، تو ڈرلنگ پلیٹ فارم کی بوجھ کی گنجائش نمایاں طور پر کم ہو جائے گی، اور پلیٹ فارم کی تعمیراتی لاگت کو بچایا جائے گا۔ سمندری پانی اور ٹیوب کے اندر کے دباؤ کے درمیان غیر متوازن دباؤ کی وجہ سے چوسنے والی چھڑی کی باہمی حرکت آسانی سے مادی تھکاوٹ کا باعث بنے گی۔ کاربن فائبر مرکب مواد کو توڑنے اور استعمال کرنے سے یہ مسئلہ حل ہو سکتا ہے۔ سمندری پانی کے ماحول کی سنکنرن مزاحمت کی وجہ سے، سمندری پانی میں اس کی سروس لائف سٹیل سے زیادہ لمبی ہے، اور استعمال کی گہرائی زیادہ ہے۔

کاربن فائبر مرکبات کو آئل فیلڈ ڈرلنگ پلیٹ فارمز میں پروڈکشن کنویں کے پائپوں، سکر راڈز، اسٹوریج ٹینکوں، آبدوزوں کی پائپ لائنوں، ڈیکوں وغیرہ کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ مینوفیکچرنگ کے عمل کو pultrusion کے عمل اور گیلے سمیٹنے کے عمل میں تقسیم کیا گیا ہے۔ پلٹروشن عام طور پر عام پائپوں اور منسلک پائپوں پر استعمال ہوتا ہے۔ سمیٹنے کا طریقہ عام طور پر سٹوریج ٹینک اور پریشر برتن کی سطح کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، اور اسے ایک انیسوٹروپک لچکدار پائپ میں بھی استعمال کیا جا سکتا ہے جس میں کاربن فائبر مرکب مواد کو زخم اور آرمر کی تہہ میں ایک مخصوص زاویہ پر ترتیب دیا جاتا ہے۔

کاربن فائبر مرکب مواد کی مسلسل چوسنے والی چھڑی فلم کی طرح ربن کی طرح کا ڈھانچہ ہے اور اس میں اچھی لچک ہوتی ہے۔ 1990 کی دہائی میں ریاستہائے متحدہ کے ذریعہ تیار اور لاگو کیا گیا۔ یہ کاربن فائبر سے بنا ہوا ہے فائبر کو تقویت دینے والے اور غیر سیر شدہ رال کو بنیادی مواد کے طور پر۔ یہ اعلی درجہ حرارت پر کراس لنکنگ کیورنگ کے بعد پلٹروژن کے عمل سے تیار ہوتا ہے۔ 2001 سے 2003 تک، چین نے پائلٹ بنانے کے لیے خالص بیم آئل فیلڈ میں کاربن فائبر سیکر راڈ اور ایک عام اسٹیل سیکر راڈ کا استعمال کیا۔ کاربن فائبر چوسنے والی چھڑی کا استعمال تیل کی پیداوار میں نمایاں اضافہ کر سکتا ہے اور موٹر کے بوجھ کو کم کر سکتا ہے، جو زیادہ توانائی کی بچت ہے۔ مزید برآں، کاربن فائبر جامع چوسنے والی چھڑی اسٹیل سکر راڈ کے مقابلے میں تھکاوٹ اور سنکنرن کے خلاف زیادہ مزاحم ہے، اور ذیلی سمندری تیل کے شعبوں کی ترقی میں استعمال کے لیے زیادہ موزوں ہے۔

2.2 سمندری ہوا کی طاقت

سمندر پر ہوا سے بجلی کے وافر وسائل مستقبل کی ترقی کے لیے ایک اہم علاقہ اور ونڈ پاور ٹیکنالوجی کا سب سے جدید اور مطالبہ کرنے والا شعبہ ہے۔ چین کی ساحلی پٹی تقریباً 1800 کلومیٹر ہے اور یہاں 6000 سے زائد جزیرے ہیں۔ جنوب مشرقی ساحل اور جزیرے کے علاقے ہوا کے وسائل سے مالا مال ہیں اور ترقی کرنے میں آسان ہیں۔ حالیہ برسوں میں، آف شور ونڈ پاور کی ترقی کو فروغ دینے کی کوششوں کو متعلقہ محکموں کی مدد حاصل رہی ہے۔ ونڈ پاور بلیڈ کا 90 فیصد سے زیادہ وزن جامع مواد پر مشتمل ہوتا ہے۔ سمندر میں بڑی ہوائیں اور زیادہ بجلی پیدا کرنے کے لیے بڑے بلیڈ اور بہتر مخصوص طاقت اور استحکام کی ضرورت ہوتی ہے۔ ظاہر ہے، کاربن فائبر مرکب مواد بڑے پیمانے پر، ہلکا پھلکا، اعلی کارکردگی، کم لاگت پاور جنریشن بلیڈ تیار کرنے کی ضروریات کو پورا کر سکتا ہے، اور گلاس فائبر مرکب مواد کے مقابلے سمندری ایپلی کیشنز کے لیے زیادہ موزوں ہے۔

کاربن فائبر مرکبات سمندری ہوا سے بجلی پیدا کرنے میں اہم فوائد رکھتے ہیں۔ کاربن فائبر مرکب بلیڈ کم معیار اور اعلی سختی ہے، اور ماڈیولس گلاس فائبر کی مصنوعات سے 3 سے 8 گنا ہے؛ سمندری ماحول کے تحت نمی بہت زیادہ ہے، آب و ہوا قابل تبدیلی ہے، اور پنکھا 24 گھنٹے کام کرتا ہے۔ بلیڈ میں تھکاوٹ کی اچھی مزاحمت ہے اور یہ خراب موسم کا مقابلہ کر سکتی ہے۔ یہ بلیڈ کی ایروڈینامک کارکردگی کو بہتر بناتا ہے اور ٹاور اور ایکسل پر بوجھ کو کم کرتا ہے، تاکہ پنکھے کی آؤٹ پٹ پاور ہموار اور زیادہ متوازن ہو، اور توانائی کی کارکردگی بہتر ہو۔ کوندکٹو کارکردگی، خصوصی ساختی ڈیزائن کے ذریعے، بلیڈ پر بجلی گرنے سے ہونے والے نقصان سے مؤثر طریقے سے بچ سکتی ہے۔ ونڈ ٹربائن بلیڈ کی تیاری اور نقل و حمل کی لاگت کو کم کرنا؛ اور کمپن ڈیمپنگ خصوصیات ہیں.

3. میرین انجینئرنگ ایپلی کیشنز

کاربن فائبر مرکب مواد میرین انجینئرنگ عمارتوں میں استعمال ہوتا ہے۔ وہ بنیادی طور پر ہلکے وزن، اعلی طاقت اور سنکنرن مزاحمت کی خصوصیات کا استعمال کرتے ہیں، اور سمندری پانی کے کٹاؤ کے اسٹیل اور نقل و حمل کی اعلی نقل و حمل کی لاگت کے مسئلے کو حل کرنے کے لئے کنڈرا اور ساختی حصوں کی شکل میں روایتی اسٹیل کی تعمیراتی مواد کو تبدیل کرتے ہیں۔ اس کا اطلاق آف شور آئی لینڈ ریف عمارتوں، ڈاکس، فلوٹنگ پلیٹ فارمز، لائٹ ٹاورز وغیرہ پر کیا گیا ہے۔ انجینئرنگ کی بحالی کے لیے کاربن فائبر کمپوزٹ کا استعمال 1980 کی دہائی میں شروع ہوا، اور جاپان کی مٹسوبشی کیمیکل کارپوریشن نے کاربن فائبر کمپوزٹ کی میکانکی خصوصیات کی تحقیق اور انجن میں ان کے استعمال کو تقویت بخشی۔ ابتدائی تحقیقی توجہ کاربن فائبر مرکبات کا استعمال کرتے ہوئے مضبوط کنکریٹ کے شہتیروں کی مضبوطی پر تھی، جو بعد میں مختلف سول انجینئرنگ کی کمک اور کمک میں تیار ہوئی۔ کاربن فائبر کمپوزٹ کے ذریعہ آف شور آئل پلیٹ فارمز اور بندرگاہوں کی مرمت اس کے اطلاق کا صرف ایک پہلو ہے۔ بہت سے متعلقہ دستاویزات ہیں۔ یہ امر قابل ذکر ہے کہ امریکی ڈی ایف آئی کمپنی نے نیوی پرل ہاربر ٹرمینل کی مرمت کے لیے کاربن فائبر راڈز کا استعمال کیا۔ اس وقت، تکنیکی ماہرین نے کمک کی مرمت کے لیے جدید کاربن فائبر کی سلاخوں کا استعمال کیا۔ کاربن فائبر راڈ کی مرمت شدہ گودی 2.5m اونچائی سے 9t اسٹیل کا مقابلہ کر سکتی ہے۔ یہ بغیر کسی نقصان کے گر جاتا ہے، اور اضافہ کا اثر واضح ہے۔

جہاں تک میرین انجینئرنگ میں کاربن فائبر مرکبات کے استعمال کا تعلق ہے، آبدوز پائپ لائنوں یا کالموں کی مرمت اور کمک کی ایک قسم بھی ہے۔ دیکھ بھال کے روایتی طریقوں جیسے ویلڈنگ، ویلڈ کی بہتری، کلیمپ، گراؤٹنگ وغیرہ کی اپنی حدود ہیں، اور ان طریقوں کا استعمال سمندری ماحول میں زیادہ محدود ہے۔ کاربن فائبر مرکبات کی مرمت بنیادی طور پر اعلی طاقت اور اعلی چپکنے والی رال مواد جیسے کاربن فائبر کپڑے اور ایپوکسی رال سے بنی ہے، جو مرمت کرنے والی سطح پر لگی ہوئی ہے، اس لیے یہ پتلی اور ہلکی، اعلیٰ طاقت، پائیداری میں اچھی، تعمیر میں آسان، اور مختلف شکلوں کے لیے موافق ہے۔ ایک اہم فائدہ ہے.