Karbonli tolali kompozit material - bu uglerod tolasi va qatronlar, metall, keramika va boshqa matritsalardan tayyorlangan tolali mustahkamlangan material. Engil vazni, yuqori quvvati, yuqori haroratga chidamliligi va boshqalar tufayli u so'nggi yillarda aerokosmik, sport va dam olish, tezyurar temir yo'lda keng qo'llanilmoqda. Avtomobilsozlik va qurilish muhandisligi sohalarida. Uglerod tolali kompozit materiallar yuqori quvvat va yuqori quvvat tufayli mukammal charchoqqa chidamlilik, korroziyaga chidamlilik va mukammal qurilish ko'rsatkichlariga ega, bu esa uni moddiy xususiyatlar bo'yicha maxsus talablarga ega bo'lgan dengiz ilovalari uchun mos qiladi. uchun tomosha qiling. So'nggi yillarda uglerod tolasi kompozitlari kema qurish, dengiz energiyasini rivojlantirish va dengiz muhandisliklarini ta'mirlashda tobora muhim rol o'ynadi.
1. Bortda ilova
Karbon tolali kompozitlar an'anaviy kema qurish materiallariga nisbatan tabiiy afzalliklarga ega. Birinchidan, uglerod tolasi kompozitlari yaxshi mexanik xususiyatlarga ega. Korpus engil va kam yonilg'i iste'moli xususiyatlari bilan ishlab chiqariladi va qurilish jarayoni nisbatan sodda, tsikl qisqa va qoliplash qulay, shuning uchun qurilish va texnik xizmat ko'rsatish qiymati po'latdan yasalgan kemaga qaraganda ancha past. Shu bilan birga, uglerod tolasi va qatronlar matritsasi o'rtasidagi interfeys yorilish tarqalishini samarali ravishda oldini olishi mumkinligi sababli, material yaxshi charchoq qarshiligiga ega; bundan tashqari, uglerod tolasi yuzasining kimyoviy inertligi tufayli, korpus suvda yashovchi organizmning epifitik va korroziyaga chidamliligi qiyin bo'lgan xususiyatlarga ega, bu ham kema qurilishi. Materiallarni tanlashda eng muhim omillardan biri. Shu sababli, uglerod tolali kompozit materiallar kema qurishda noyob keng qamrovli ishlash afzalliklariga ega va hozirda bu sohada keng qo'llaniladi. Shu bilan birga, qo'llash sohasini kengaytirishdan uglerod tolasi sanoatining rivojlanishi rag'batlantirildi.
1.1 Harbiy kemalar
Karbon tolali kompozitlar yaxshi akustik, magnit va elektr xususiyatlarga ega: ular shaffof, ovoz o'tkazuvchan va magnit bo'lmagan, shuning uchun ular harbiy kemalarning yashirin ishlashini yaxshilash uchun ishlatilishi mumkin. Kema ustki tuzilishida kompozit materiallardan foydalanish nafaqat korpusning og'irligini kamaytiradi, balki dushmanning radar elektromagnit to'lqinlarini himoya qilish uchun interlayerga kiritilgan chastotali selektiv qatlamni himoya qilish orqali elektromagnit to'lqinlarni oldindan belgilangan chastotada uzatadi va qabul qiladi. . Misol uchun, 1999 yilda Norvegiya dengiz floti tomonidan qurilgan "skjold" sinfidagi kreyserda polivinilxlorid ko'pikli yadro qatlami, shisha tolasi va uglerod tolasi oraliq qatlamidan iborat sendvich kompozitsiyasi ishlatilgan. Ushbu dizayn nafaqat kuch va vazn nisbatini yaxshilaydi, balki yaxshi zarba qarshiligiga ham ega. Ishlash, shuningdek, past magnit, infraqizil va radarga qarshi skanerlash xususiyatlarini sezilarli darajada yaxshilaydi. 2000-yilda foydalanishga topshirilgan Shvetsiyaning Visby toifasidagi fregatlarining barchasida og‘irlikni kamaytirish, radar va infraqizil ikki tomonlama yashirinlik kabi maxsus funksiyalarga ega bo‘lgan uglerod tolali kompozit materiallardan foydalaniladi.
Kemalarda uglerod tolasi bilan mustahkamlangan kompozit ustunlarni qo'llash asta-sekin paydo bo'ldi. 2006 yilda Qo'shma Shtatlarda foydalanishga topshirilgan LPD-17 kemasi uglerod tolasi / Balsa yadroli ilg'or kompozit kompozit mastdan foydalanadi. Asl ochiq ustundan farqli o'laroq, LPD-17 yangi to'liq yopiq mast/sezgi tizimidan foydalanadi. (AEM/S), bu uglerod tolali kompozit ustunning yuqori qismi chastotali tanlangan sirt materialini (FSS) qoplaydi, bu ma'lum bir chastotaga ega to'lqinlarning o'tishiga imkon beradi va pastki yarmi radar to'lqinlarini aks ettirishi yoki radar yutuvchi materiallar tomonidan so'rilishi mumkin. . Shuning uchun u yaxshi radar yashirin va aniqlash funktsiyalariga ega. Bundan tashqari, turli xil antennalar va tegishli uskunalar strukturada bir xilda birlashtiriladi, bu esa korroziyaga tushishi oson emas va uskunaga texnik xizmat ko'rsatish uchun qulayroqdir. Yevropa harbiy-dengiz kuchlari mustahkamlovchi sifatida uglerod tolasi bilan birlashtirilgan nanofiberdan tayyorlangan shisha toladan tayyorlangan xuddi shunday yopiq integral sensorli ustunni ishlab chiqdi. Bu turli xil radar nurlari va aloqa signallarining bir-biri bilan buzilmagan holda o'tishiga imkon beradi va yo'qotish juda kam. 2006 yilda ushbu ilg'or texnologiya mast bankomati Britaniya Harbiy-dengiz kuchlarining "Royal Ark" samolyot tashuvchi kemasida ishlatilgan.
Karbon tolali kompozitlar kemaning boshqa jihatlarida ham qo'llanilishi mumkin. Misol uchun, u korpusning tebranish ta'sirini va shovqinini yumshatish uchun qo'zg'alish tizimida pervanel va qo'zg'atuvchi milya tizimi sifatida ishlatilishi mumkin va asosan razvedka kemalarida va tez sayohat kemalarida qo'llaniladi. Mashina va uskunalarda, ba'zi maxsus mexanik qurilmalarda va quvur tizimlarida rul sifatida ishlatilishi mumkin. Bundan tashqari, yuqori quvvatli uglerod tolali arqonlar dengiz harbiy kemalari kabellari va boshqa harbiy buyumlarda ham keng qo'llaniladi.
1.2 Fuqarolik yaxtalari
Katta yaxtalar odatda xususiy mulkdir va qimmat bo'lib, engil vazn, yuqori quvvat va chidamlilikni talab qiladi. Uglerodli tolali kompozitlar yaxtalarning asbob-antennalari va antennalarida, rullarida, shuningdek, kemalar, kabinalar va kemalar to‘siqlari kabi mustahkamlangan konstruksiyalarda qo‘llanilishi mumkin. An'anaviy kompozit yaxta asosan FRP dan tayyorlangan, ammo etarli darajada qattiqlik tufayli qattiqlik dizayni talablariga javob berganidan keyin korpus ko'pincha juda og'ir bo'ladi va shisha tolasi asta-sekin chet elda taqiqlangan kanserogen hisoblanadi. Bugungi kompozit yaxtalarda ishlatiladigan uglerod tolali kompozitlarning ulushi sezilarli darajada oshdi va ba'zilari hatto uglerod tolali kompozitlardan foydalangan. Misol uchun, Boltiqbo'yining "Panama" super-yaxtasi ikki barjasi, korpusi va palubasi uglerod tolasi / epoksi qatroni po'stlog'i, Nomex ko'plab chuqurchalar va CorecellTM konstruktiv ko'pikli yadro bilan qoplangan, korpus uzunligi 60 m. Ammo umumiy og'irligi atigi 210 tonnani tashkil qiladi. Polsha katamaranining Sunreef Yachts kompaniyasi tomonidan qurilgan Sunreef 80 Levante uglerod tolali katamaranda vinil efir qatronli sendvich kompozitlari, PVX ko'pik va uglerod tolali kompozitlardan foydalaniladi. Mast bomlari maxsus uglerod tolali kompozitlardir va korpusning faqat bir qismi FRP dan foydalanadi. . Yuksiz og'irligi atigi 45 tonnani tashkil qiladi. Tez tezlik, kam yonilg'i iste'moli va mukammal ishlash.
2014-yilda qurilgan “Zhongke·Lianya” yaxtasi hozirda Xitoydagi yagona to‘liq uglerod tolali yaxta hisoblanadi. Bu uglerod tolasi va epoksi qatroni birikmasidan tayyorlangan yashil yaxta. U bir xil turdagi shisha tolali yaxtadan 30% engilroq va yuqori quvvatga, tezroq tezlikka va kam yoqilg'i sarfiga ega.
Bundan tashqari, yaxta kabellari va kabellari xavfsizlikni ta'minlash uchun yuqori quvvatli uglerod tolali arqonlardan foydalanadi. Uglerod tolasi po'latdan yuqori kuchlanish moduliga va bir necha marta yoki hatto o'nlab marta kuchlanish kuchiga ega va tolaning to'quv xususiyatiga ega bo'lganligi sababli, uglerod tolasi arqon po'lat simli arqon va organik polimer arqonni to'ldirishi mumkin bo'lgan asosiy material sifatida ishlatiladi. yetarli emas.z
2. Dengiz energetikasini rivojlantirishda qo'llanilishi
2.1 Suv osti neft va gaz konlari
So'nggi yillarda uglerod tolali kompozit materiallar dengiz neft va gazni rivojlantirish sohasida tobora ko'proq foydalanilmoqda. Dengiz muhitida korroziya, yuqori kesish va suvning past oqimi tufayli kuchli kesish materialning korroziyaga chidamliligi, mustahkamligi va charchoq xususiyatlariga qattiq talablar qo'yadi. Dengizdagi neft konlarini o'zlashtirishda uglerod tolali kompozitlar engil, bardoshli va korroziyaga qarshi aniq afzalliklarga ega: 1500 m chuqurlikdagi burg'ulash platformasi taxminan 6500 t massali po'lat simga ega, uglerod tolasi kompozit zichligi esa oddiy po'latdir. 1/4, agar uglerod tolasi kompozit materiali po'latning bir qismini almashtirish uchun ishlatilsa, burg'ulash platformasining yuk hajmi sezilarli darajada kamayadi va platformaning qurilish narxi tejaladi. So'rg'ichning o'zaro harakatlanishi dengiz suvi va trubka ichidagi bosim o'rtasidagi muvozanatsiz bosim tufayli osongina moddiy charchashga olib keladi. Uglerod tolali kompozit materialni sindirish va ishlatish bu muammoni hal qilishi mumkin; dengiz suvi muhitining korroziyaga chidamliligi tufayli dengiz suvida xizmat qilish muddati po'latdan ko'ra uzoqroq va foydalanish chuqurligi chuqurroqdir.
Karbon tolali kompozitlar neft konlarini burg'ulash platformalarida ishlab chiqarish quduqlari quvurlari, so'rg'ichlar, saqlash tanklari, suv osti quvurlari, pastki va boshqalar sifatida ishlatilishi mumkin. Ishlab chiqarish jarayoni pultrusion jarayoni va nam o'rash jarayoniga bo'linadi. Pultrusion odatda umumiy quvurlar va ulash quvurlarida qo'llaniladi. O'rash usuli odatda saqlash tankining yuzasi va bosimli idish sifatida ishlatiladi va shuningdek, uglerod tolasi kompozit materiali o'ralgan va zirhli qatlamda ma'lum bir burchak ostida joylashgan anizotropik moslashuvchan quvurda ham qo'llanilishi mumkin.
Uglerod tolali kompozit materialning uzluksiz so'rg'ich tayoqchasi plyonkaga o'xshash lentaga o'xshash tuzilishga ega va yaxshi moslashuvchanlikka ega. 1990-yillarda Qo'shma Shtatlar tomonidan ishlab chiqarilgan va qo'llanilgan. U mustahkamlovchi tola sifatida uglerod tolasidan va asosiy material sifatida to'yinmagan qatrondan qilingan. U yuqori haroratda o'zaro bog'langan qattiqlashuvdan so'ng pultrusion jarayoni orqali ishlab chiqariladi. 2001 yildan 2003 yilgacha Xitoy uchuvchi qilish uchun sof nurli neft konida uglerod tolali so'rg'ich va oddiy po'lat so'rg'ichdan foydalangan. Uglerod tolali so'rg'ichdan foydalanish yog 'ishlab chiqarishni sezilarli darajada oshirishi va motorning yukini kamaytirishi mumkin, bu esa energiya tejamkorroq. Bundan tashqari, uglerod tolali kompozit so'rg'ich po'lat so'rg'ichga qaraganda charchoq va korroziyaga chidamliroqdir va dengiz osti neft konlarini rivojlantirishda qo'llash uchun ko'proq mos keladi.
2.2 Dengizdagi shamol energiyasi
Dengizdagi mo'l-ko'l shamol energetikasi resurslari kelajakdagi rivojlanish uchun muhim soha va shamol energetikasi texnologiyasining eng ilg'or va talabchan sohasidir. Xitoyning qirg'oq chizig'i taxminan 1800 km va 6000 dan ortiq orollar mavjud. Janubi-sharqiy qirg'oq va orol hududlari shamol resurslariga boy va rivojlanishi oson. So'nggi yillarda dengizda shamol energetikasini rivojlantirishga qaratilgan sa'y-harakatlar tegishli idoralar tomonidan qo'llab-quvvatlandi. Shamol quvvati pichoqlari og'irligining 90% dan ortig'i kompozit materiallardan iborat. Dengizdagi katta shamollar va yuqori energiya ishlab chiqarish kattaroq pichoqlar va yaxshiroq o'ziga xos kuch va chidamlilikni talab qiladi. Shubhasiz, uglerod tolali kompozit materiallar keng ko'lamli, engil, yuqori samarali, arzon energiya ishlab chiqarish pichoqlarini ishlab chiqish talablariga javob berishi mumkin va shisha tolali kompozit materiallarga qaraganda dengiz ilovalari uchun ko'proq mos keladi.
Uglerod tolali kompozitlar dengiz shamol energiyasini ishlab chiqarishda muhim afzalliklarga ega. Uglerod tolali kompozit pichoq past sifatli va yuqori qattiqlikka ega va modul shisha tolali mahsulotdan 3 dan 8 baravar ko'p; dengiz muhitida namlik katta, iqlim o'zgaruvchan va fan 24 soat ishlaydi. Pichoq yaxshi charchoqqa chidamliligiga ega va yomon ob-havoga bardosh bera oladi. Bu pichoqning aerodinamik ish faoliyatini yaxshilaydi va minora va o'qdagi yukni kamaytiradi, shuning uchun fanning chiqish quvvati silliq va muvozanatli bo'ladi va energiya samaradorligi yaxshilanadi. Supero'tkazuvchilar ishlash, maxsus konstruktiv dizayn orqali, pichoqqa chaqmoq urishi natijasida etkazilgan zararni samarali oldini oladi; shamol turbinasi pichog'ini ishlab chiqarish va tashish xarajatlarini kamaytirish; va tebranishlarni yumshatish xususiyatlariga ega.
3.Dengiz muhandislik dasturlari
Karbon tolali kompozit materiallar dengiz muhandislik binolarida qo'llaniladi. Ular asosan engil vazn, yuqori quvvat va korroziyaga chidamlilik xususiyatlaridan foydalanadilar va dengiz suvi eroziyasi po'latini va tashishning yuqori transport xarajatlari muammosini hal qilish uchun an'anaviy po'latdan yasalgan qurilish materiallarini tendonlar va strukturaviy qismlar shaklida almashtiradilar. U dengizdagi orol riflari binolari, docklar, suzuvchi platformalar, yorug'lik minoralari va boshqalar uchun qo'llanilgan. Muhandislik restavratsiyasi uchun uglerod tolali kompozitlardan foydalanish 1980-yillarda boshlangan va Yaponiyaning Mitsubishi Chemical Corporation kompaniyasi uglerod tolali kompozitlarning mexanik xususiyatlarini va ularni muhandislik mustahkamlashda qo'llashni tadqiq qilishda yetakchilik qilgan. Dastlabki tadqiqot e'tibori uglerod tolali kompozitlardan foydalangan holda temir-beton nurlarni mustahkamlashga qaratilgan bo'lib, keyinchalik ular turli qurilish muhandisliklarini mustahkamlash va mustahkamlashga aylandi. Dengizdagi neft platformalari va portlarini uglerod tolasi kompozitlari bilan ta'mirlash uni qo'llashning faqat bir tomonidir. Ko'plab tegishli hujjatlar mavjud. Eslatib o‘tamiz, AQShning DFI kompaniyasi Navy Pearl Harbor terminalini ta’mirlashda uglerod tolali tayoqlardan foydalangan. O'sha paytda texniklar armaturani ta'mirlash uchun innovatsion uglerod tolali tayoqlardan foydalangan. Uglerod tolali novda ta'mirlangan dock 2,5 m balandlikdan 9 t po'latga bardosh bera oladi. U shikastlanmasdan yiqilib tushadi va kuchaytirish effekti aniq.
Dengiz muhandisligida uglerod tolasi kompozitlarini qo'llashga kelsak, suv osti quvurlari yoki ustunlarini ta'mirlash va mustahkamlash turi ham mavjud. Payvandlash, payvandlashni yaxshilash, qisqichlar, grouting va boshqalar kabi an'anaviy parvarishlash usullari o'z cheklovlariga ega va bu usullardan foydalanish dengiz muhitida ko'proq cheklangan. Uglerod tolali kompozitsiyalarni ta'mirlash, asosan, ta'mirlash yuzasiga yopishtirilgan uglerod tolali mato va epoksi qatroni kabi yuqori quvvatli va yuqori yopishqoq qatronlar materiallaridan tayyorlanadi, shuning uchun u nozik va engil, yuqori quvvatli, chidamliligi yaxshi, qurilishda qulay va turli shakllarga moslashadi. Muhim ustunlikka ega.
Yuborilgan vaqt: 2019-yil 23-mart