碳纖維復合材料生產的“飛揚”火炬成為萬眾矚目的焦點后,上海石化又與中國中車強強合作,使國產碳纖維“登上”廣州高速地鐵“灣區藍”列車。這是繼成功應用于機場航站樓改造加固工程、管道補強、碳纖維纏繞儲氫氣瓶等之后,中國石化碳纖維在應用領域獲得的又一突破。
碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量新型纖維材料,因其耐腐蝕、力學性能優異的特點,被譽為“黑黃金”、21世紀“新材料之王”,具有廣闊的應用領域和發展前景。
使用碳纖維復合材料的車頭罩,與同等模塊的鋁合金材料相比,可減重35%~40%。最新運行數據顯示,“灣區藍”列車車頭罩(開閉罩)使用的碳纖維復合材料性能完全符合運行條件。
被譽為“粵港澳大灣區”最快地鐵、最高時速可達160千米的廣州地鐵18號線,于2021年9月28日首通段正式開通運營。擔任運營任務的“灣區藍”高速地鐵列車,不僅采用了高鐵動車的子彈頭駕駛艙,而且車頭頭罩采用了輕質高強碳纖維復合材料,這在國內尚屬首列。
從2019年開始,上海石化和中國中車開展協同創新,雙方決定,以需求牽引研制,以研制推動應用,以突破碳纖維復合材料在軌交領域規模應用關鍵核心技術為主線,逐步形成世界領先的“一站式”輕量化技術解決方案。
中國中車采用由上海石化自主開發生產、并由其改制企業鑫荻良公司織造的碳纖維布為原料,開展一系列技術研發,并最終在“灣區藍”列車上得到應用。
碳纖維復合材料具有成型工藝一體化、低成本的優勢,這將引領下一代高速列車復合材料前端模塊的技術革新,為我國碳纖維及其復合材料應用開辟更廣闊的領域。
目前,上海石化1.2萬噸/年48K大絲束碳纖維項目正在緊張建設中,預計一期項目將于今年底建成投產。48K大絲束最大的優勢,就是在相同的生產條件下,可大幅提高碳纖維單線產能和質量性能,并實現生產低成本化,從而打破碳纖維價格高昂帶來的應用局限。該項目建成投產后,將一舉改變我國大絲束碳纖維依賴進口、長期供不應求的局面,碳纖維產業將迎來更加廣闊的應用前景,助力中國“智造”。