碳纤维复合材料在油气运输管道补强中的应用

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碳纤维复合材料的特点和应用

碳纤维复合材料（Carbon Fiber Reinforced Composites）是一种由碳纤维和树脂（通常是环氧树脂）混合制成的高性能复合材料。

它具有许多独特的特点和广泛的应用领域：特点：高强度和轻质：碳纤维本身具有极高的强度和刚度，与其质量相比，它比许多金属更轻。

这使得碳纤维复合材料非常适合在需要高强度和轻质的应用中使用。

卓越的刚性：碳纤维复合材料具有卓越的刚性，可以在高强度负载下保持形状和结构稳定性。

抗腐蚀性：碳纤维不会腐蚀，这使得碳纤维复合材料在恶劣环境下具有耐久性。

设计自由度：制造碳纤维复合材料的过程可以根据设计要求进行定制，具有很高的灵活性，可用于各种形状和尺寸的零部件。

疲劳寿命：碳纤维复合材料通常具有良好的疲劳寿命，能够在循环负载下长时间保持性能。

电导率：碳纤维是导电的，这在一些应用中可以派上用场。

应用：航空航天领域：碳纤维复合材料广泛用于飞机和宇宙飞船的结构部件，以减轻飞机的重量，提高燃料效率，并增加飞行性能。

汽车工业：碳纤维复合材料在汽车制造中用于减轻汽车的重量，提高燃油效率和电池电动汽车的续航里程。

体育用品：用于制造高性能的自行车框架、高尔夫球杆、网球拍、滑雪板和其他体育用品，以提高强度和性能。

建筑业：在建筑结构中使用碳纤维复合材料以增强强度和耐久性，例如在桥梁、地震防护装置和建筑材料中。

能源行业：用于制造风力涡轮机叶片和油井钻具，以提高强度和耐久性。

医疗领域：用于制造医疗设备和假体，如人工心脏瓣膜、骨科植入物等。

体育和休闲：用于制造高性能自行车、高尔夫球杆、滑雪板、网球拍等体育器材。

船舶制造：在船体和船载设备中使用碳纤维复合材料，以降低船只重量并提高性能。

总之，碳纤维复合材料的高强度、轻质、刚性和耐久性使其成为多个领域的理想选择，尤其是需要高性能、低重量和高强度的应用。

在未来，随着技术的不断进步，碳纤维复合材料的应用领域还将不断扩大。

碳纤维管道补强施工及验收规范

/
胶体抗压强度（MPa） ≥50
主要用途
修补钢管表面缺陷
表 3 ANKO 碳纤维复合材料性能
项目名称
指标
性能指标
抗拉强度（MPa）弹性模量（MPa）
伸长率（%）弯曲强度（MPa）层间剪切强度（MPa）
≥3400 ≥2.4×105
≥1.7 ≥700 ≥45
3.2.1 材料的保存本规范所用材料在阴凉干燥处储存，储存期限为 12 个月，若超过 12 个月，则应按相关标准检测，如各项物理力学性能达到标准要求，则仍可继续使用。
地址：北京市海淀区北四环中路 229 号海泰大厦 1227 号网址：电话：010-82884166
-1-
邮编：100083 传真：010-82884299
北京安科管道工程科技有限公司
Beijing Safetech pipeline Co., Ltd
1. 总则
1. 1 为了规范碳纤维复合材料维修补强对油气输运管线的施工技术要求，保证工程施工质量，特制定本规范。 1. 2 本规范适用于采用AnkoWrapTM碳纤维复合材料维修补强技术对油气输运管管道的免焊不动火不降压修复补强施工及验收。
3.3.1 管道原始资料调查
3.3.1.1 管道材质、管径、壁厚及使用年限 3.3.1.2 管道运行记录
管道输送介质，压力，温度，流速等 3.3.1.3 管道维修或改造资料
管道维修记录和竣工资料
3.3.2 补强方案制定
3.3.2.1 在甲方对需要补强点进行定点、挖坑和缺陷尺寸测试的基础上，核实缺陷的大小和类型，包括缺陷的长度、宽度和深度。
3.2 材料
3.2.1 材料的性能施工用补强材料为 ANKO 碳纤维、填平树脂和粘结树脂。补强材料及其各种性能

碳纤维及复合材料的战略意义

碳纤维及复合材料的战略意义引言碳纤维及复合材料在现代工业领域中扮演着重要的角色，其独特的性能和广泛的应用领域使其具备了战略意义。

本文将介绍碳纤维及复合材料的定义、特点以及其在不同领域中的战略应用。

碳纤维的定义和特点碳纤维是由碳元素纤维构成的一种材料，具有高强度、高模量和低密度的特点。

其具体特点如下：-高强度：碳纤维的强度比钢高几倍，是传统金属材料的几倍甚至上百倍，具备良好的抗拉强度和抗压强度。

-高模量：碳纤维的模量比钢高2-7倍，质量轻、刚度高，能够有效抵抗变形。

-低密度：碳纤维的密度只有钢的1/4，是铝和玻璃纤维的1/2，非常轻便，有利于减少结构负荷和提高整体性能。

碳纤维及复合材料在航空航天领域中的应用航空航天领域是碳纤维及复合材料的重要应用领域之一，其战略意义表现在以下几个方面：1.提高飞机性能使用碳纤维及复合材料可以显著降低飞机的自重，提高载荷能力和航程，减少燃油消耗，从而降低运营成本和环境污染。

2.增强飞机结构安全性碳纤维具有优异的抗冲击性和耐久性，能够有效吸收和分散冲击能量，在飞机遭受外界撞击时起到保护作用，提高了飞行安全性。

3.提升航天器性能碳纤维及复合材料具有良好的耐高温性能，超高速飞行时能够承受热辐射和气动热载荷，有利于航天器在极端环境下的稳定运行。

碳纤维及复合材料在汽车制造领域中的应用汽车制造业是碳纤维及复合材料另一个重要的应用领域，其战略意义如下：1.减轻汽车车身重量使用碳纤维及复合材料可以显著减轻汽车车身的重量，提高燃油经济性和续航里程，降低排放，符合节能减排的要求。

2.提高汽车安全性能碳纤维具有良好的吸能能力和抗冲击性，能够有效防止车身变形，在碰撞事故中起到保护作用，减少乘员伤亡风险。

3.优化车辆外观设计碳纤维及复合材料的加工性好，能够实现自由造型，满足汽车外观设计的多样化需求，提升产品竞争力。

碳纤维及复合材料在体育器材领域中的应用碳纤维及复合材料在体育器材领域中的战略意义主要体现在以下几点：1.提升运动员竞技水平碳纤维及复合材料制成的轻量化器材，如高尔夫球杆、网球拍等，具有良好的挥动性能和手感，能够提高运动员的击球力和控制力，提升竞技水平。

管道碳纤维复合材料修复补强技术施工作业规范(工艺流程)

管道碳纤维复合材料修复补强技术施工作业规范(工艺流程) 1总则本规范规定了管道碳纤维复合材料修复补强所必须的操作程序、基本要求和注意事项。

本规范适用于碳纤维复合材料修复补强技术用于管道作业的管理。

采用碳纤维复合材料修复补强产品时，须由设计软件进行设计，并由专业施工队伍进行施工或者由培训合格的技术人员进行施工。

2施工用材料和技术施工用补强材料为碳纤维布、基体树脂、底漆和专用修补剂，补强施工后采用的用防腐材料为聚乙烯胶粘带或其它防腐材料。

其中具有代表性的碳纤维布的规格性能如表1所示，其他规格请详见产品说明书。

表1碳纤维布的规格性能项目性能指标纤维种类：双向碳纤维面积重量：380g/m2宽度：200mm300mm复合材料设计厚度：0.50mm/单层复合材料环向抗拉强度(设计)740MPa复合材料轴向抗拉强度(设计)382MPa环向弹性模量70.5GPa轴向弹性模量36.4GPa延伸率>1.5%碳纤维复合材料修复系统不同的产品型号配有不同的粘结树脂，具体树脂根据树脂配比使用说明书确定。

其中具有代表性的环氧树脂基体的性能如表所示。

树脂基体材料的性能指标项目性能指标典型固化时间(25℃)2小时黏度3000mPa·s/25℃可操作时间30min/25℃碳纤维复合材料修复系统不同的产品型号配有不同的专用修补剂，用于修补缺陷，其中具有代表性产品性能参数如表所示:专用修补剂性能指标项目性能指标典型固化时间25min/25℃可操作时间15min/25℃形态胶泥状钢-钢粘结抗剪强度钢-钢粘结抗拉强度胶体抗压强度性能指标≥21MPa≥17MPa≥100MPa主要用途填补钢管表面缺陷3原始信息与补强方案3.1调查管道原始资料进行管道修复之前，须对管道原始资料进行调查，如表所示，应根据管道情况调查核实如下数据:所需确认的管道原始资料项目数据管道材质管径/名义壁厚/实际壁厚/使用年限/输送介质/运行压力/运行温度/介质流速/以前维修的状况/3.2制定补强方案3.2.1核实缺陷点信息在甲方对需要补强点进行定点、挖坑和缺陷尺寸测试的基础上，核实缺陷的大小和类型，包括缺陷的长度、宽度和深度。

浅析海洋环境原油输送管线材料的选择

浅析海洋环境原油输送管线材料的选择摘要：随着原油的深度开采，原油输送的要求逐渐提高。

为了提高我国当前原油输送效率，要保证管线材料具有抗腐蚀性和高稳定性。

文章通过分析原油输送管线的运行参数，结合复合材料在海上钻井平台中的应用，进一步探讨了管线材料的具体选择方法以及运行保障措施，以供相关人士参考。

关键词：海洋原油输送；管线材料；选择1原油输送管线运行参数1.1材质管线的材质是保证输油管道预定效果的重要因素，针对海洋环境的复杂化，物料的腐蚀以及海洋盐雾环境，目前深海钻井平台中常用的材料主要有不锈钢和碳钢这两种。

铜镍材料因为价格昂贵，而且材料的采办周期较长，不符合经济效益的原则，所以通常不会选择考虑铜镍这种材料作为管线的基础材料。

再加上管道内部的原油已经经过脱硫脱水处理，所以说还是碳钢这种材料最具有经济效益。

1.2流速油气资源在管道内的流速也会对腐蚀产生一定影响。

这种影响主要体现在两个方面，首先油气流动会加速腐蚀反应中物质的交换速度，其次可以阻止腐蚀保护膜的形成，从而使得管道腐蚀过程更加复杂。

研究表明，当油气的流速较高时，可使管道内形成空蚀现象。

［1］国内学者方晓君等人的研究结果显示，管道内油气在流动状态下比静止状态具有更高的腐蚀性能，使得管道的腐蚀速率成倍加快。

例如X65钢管，当管道内油气资源处于静止状态时，管道的腐蚀速率约为0.002mm/a；当流速达到0.742m/s时，管道的腐蚀速率将增加2~3倍，约为0.0045mm/a；当流速达到1.484m/s时，管道的腐蚀速率将增加10倍，约为0.02mm/a。

油气流速和腐蚀速率之间呈现出了非线性关系。

当油气流速增大时，管道的腐蚀状况将由均匀腐蚀变为局部腐蚀，如果油气流速持续增大，则腐蚀状况会由局部腐蚀再变为均匀腐蚀。

同时，随着油气流速的变化，管道表面的腐蚀保护膜形态也会发生变化，腐蚀保护膜的厚度将不断减小，当流速达到一定数值后，管道内将不会有腐蚀保护膜的存在。

管道缺陷碳纤维修复补强技术规范

管道缺陷碳纤维修复补强技术规范篇一：管道补强技术管道补强技术“管道补强”是通过某种手段对管道进行修复,以起到增加管道强度、恢复管道安全运行的目的。

管道的维修补强技术是保证管道完整性和延长管道使用寿命的重要手段。

为此国内外对于管道维修补强技术研究和开发非常重视。

迄今国内外用于管道维修补强的方法大致可以归结为三大类型和七小类型：（1）焊接类型：a.堆焊；b.打补丁；c.打套袖（2）夹具类型：d.夹具；e.夹具注环氧（3）纤维复合材料类型：f.玻璃纤维复合材料修复；g.碳纤维复合材料修复目前的玻璃纤维复合材料补强技术由于玻璃纤维的强度低，多制成一定厚度的半成品，在施工现场进行干法缠绕施工。

玻璃纤维复合材料补强技术：预成型法Clock Spring修复预成型法（Full cure）是美国的Clock Spring公司最先开发并工程化的，在管道外腐蚀缺陷修复作业中已成功应用了逾20年。

预成型法采用不饱和聚酯和玻璃纤维在工厂中预先根据含缺陷管道的管径制备复合套筒，然后在修补现场通过强力胶将复合套筒粘结于管道表面，从而起到恢复管道强度的目的。

图1为Clock Spring修复管道现场照片。

图1 Clock Spring修复管道缺陷这种技术的优点有：修复过程无需降压、无需动火、修复时间短；复合材料工厂预制成型，无需现场配胶，产品质量稳定，修复效果好；主要技术缺点有：1、复合套筒自身刚度较大，不易变形，只能修复直管，不能用于修复异型件（弯头、三通等）；2、一般选用纤维模量和强度较低的玻璃纤维，对管体强度的恢复效率有限；3、复合套筒在加工中经过挤压、烘干、热处理及固化等一系列生产过程，其成本较高。

复合材料修复技术具有“不动火&不停输”的优点,在过去的，10 年内逐步兴起, 在管道缺陷修复中得到越来越多的应用。

通过对管道进行复合材料修复补强,可以起到如下三种主要作用(根据ASME 做出的定义):(一) 降低缺陷处的应力(二) 降低缺陷处的应变(三) 恢复管道的承压能力管道复合材料补强示意图(说明:碳纤维复合材料厚度很小,平均厚度约为0.5mm~0.8mm/层)复合材料修复技术利用树脂基纤维增强复合材料在管道外形成复合材料修补层,分担管道承受的载荷,降低管壁的应力并且限制管道缺陷处的应力集中,从而达到对管道补强的目的,恢复管道的正常承压能力。

碳纤维复合材料在城镇燃气管道维修补强中的应用

天然气管道抢修项目作为工程案例．阐述了碳纤维复合材料管道修复技术在城镇燃气管道维修补强中的应用。关键词燃气管道碳纤维复合材料维修补强
１背景
随着我国经济的快速发展，市建设十分迅速。城第三方损害及防腐层破损引起的腐蚀缺陷是威胁在役城镇燃气管道安全运行的主要风险因素。目前．针对机械损伤或腐蚀缺陷而尚未泄漏的燃气管道．主要的修复技术包括：接、管、焊换夹具、纤维复合材料
２碳纤维复合材料修复技术
纤维复合材料修复技术使用填平树脂对管道缺陷进行填平处理．然后配合专用粘结剂在需要补强的管道外缠绕纤维材料．成纤维复合材料补强层。形补强层固化后．与管道形成一体．替管道材料承载代
管内压力．而达到恢复管道设计运行压力的目的。从
碳纤维材料是一种在航空航天、军工、压管道高
修复等【】１。对于中、压燃气管线．以在管道降压或停输低可
之后采用焊接修复或换管．实施取决于管道能否停输及停输造成的社会影响采用焊接方法对中高压燃气管道修复具有很大的危险性。由焊接引起的燃
下技术优点：
纤维复合材料修复补强技术做为一种高效快捷
的新型修复技术．已经在油气管道维护和大修中得

碳纤维复合材料的研究进展及其应用

碳纤维复合材料的研究进展及其应用碳纤维复合材料是一种由高强度的碳纤维与树脂基体组成的复合材料。

由于具有高强度、低密度、优异的耐高温性能以及良好的耐腐蚀性等特点，碳纤维复合材料在航空航天、汽车、船舶、体育器材等领域有着广泛的应用。

本文将对碳纤维复合材料的研究进展及其应用进行探讨。

首先，碳纤维复合材料的研究进展主要集中在材料的改性与强化方面。

目前的研究包括改进纤维表面处理技术、改善树脂基体的改性方法以及提高复合材料界面结合强度等方面。

例如，通过改进氧化法和表面改性方法，可有效提高碳纤维的表面活性，增加与树脂基体的相容性，提高界面结合强度。

同时，研究人员还通过添加纳米颗粒等方法，实现了对碳纤维复合材料性能的进一步增强。

其次，碳纤维复合材料在航空航天领域具有重要的应用价值。

碳纤维复合材料的低密度和高强度使其成为制造飞机和航天器的理想材料。

目前的研究主要集中在开发高性能、轻质碳纤维复合材料结构件，以减轻飞机和航天器的重量、提高燃油效率和载重能力。

比如，碳纤维复合材料可以应用于飞机机身、机翼、尾翼等部件的制造，能够显著提高航空器的综合性能。

此外，碳纤维复合材料在汽车制造领域也有广泛的应用。

由于碳纤维复合材料具有轻质、高强度和良好的耐腐蚀性能，它可以减轻汽车重量，提高车辆的燃油经济性和行驶性能。

目前的研究主要集中在开发碳纤维复合材料车身结构的制造工艺和材料设计。

例如，研究人员正在探索如何将碳纤维复合材料应用于汽车车身各个部位，设计出更轻、更坚固的车身结构。

此外，碳纤维复合材料还在船舶制造、体育器材制造等领域有着广泛的应用。

在船舶制造领域，碳纤维复合材料可以替代传统金属材料，减轻船舶重量，提高船舶的速度和燃油效率。

在体育器材制造领域，碳纤维复合材料可以制造出更轻、更坚固的高尔夫球杆、网球拍等器材，提高运动员的竞技水平。

总之，碳纤维复合材料的研究进展及其应用前景广阔。

随着材料科学和工艺技术的不断发展，碳纤维复合材料将在更多的领域得到广泛应用，推动相关产业的发展。

碳纤维复合材料在深海油气开发中的应用

于修补、抗冲击性强、热膨胀系数和导
热性低、质量轻又无浮力等诸多优点，
一
碳纤维及其复合材料的特
碳纤维是一种性能优异的新材
性和应用
料，最大的特点就是轻质高强，密度不
避的技术难题。使用传统钢质材料无
是目前最先进的复合材料之一，可被
到钢的１／４，但拉伸强度是普通钢的７
新囊】ｌ斛产业ＮＯ．１１２０１３—ｊ盈
ｌ
Ｅ重【ＦＯＣＵＳ
～
９５。碳纤维一般不单独使用，而是
综上可知，ＣＦＲＰ具有以下特点：首先，它的比强度和比模量非常高，也就是说在同等强度和同等模量
系缆可用于开采深度为３０００ｍ以上
分巨大，但与陆地石油勘探相比，我国
的深海油气勘探整体上还处于早期阶
的深海作业平台，且耐腐蚀性优异，工
作寿命可达２５年。可见在深海油气开发领域，尽快研发和产业化应用轻质高强、性能优异的ＣＦＲＰ构件是非常必要的，也是产业急需的。
关注的一个方面。对比ＣＦＲＰ和深海油气开采中经常使用的合金钢材料，
作为增强材料，添加到树脂、金属、陶瓷或者是混凝土当中构成复合材料，其中应用最多的是碳纤维增强树脂。碳纤维从诞生到现在，已经广泛

复合材料管道

复合材料管道1. 简介复合材料管道是由不同材料组成的管道系统，常用于工业领域的输送和处理各种流体。

相比传统的金属管道，复合材料管道具有更优异的性能和更广泛的应用范围。

2. 复合材料管道的优势2.1 轻质和高强度复合材料管道通常由纤维增强树脂制成，纤维可以是玻璃纤维、碳纤维或其他的增强纤维。

这些纤维具有轻质和高强度的特点，使得复合材料管道在承受高压和重载时能够有更好的表现。

2.2 耐腐蚀和耐磨损复合材料管道可以有效抵抗腐蚀和磨损，相比金属管道更耐用。

这是因为复合材料管道的树脂基体通常具有良好的抗腐蚀性能，而增强纤维可以提供额外的保护层。

2.3 良好的绝缘性能复合材料管道具有良好的绝缘性能，可以有效阻隔热量和电流的传导。

这使得复合材料管道可以在高温或高电压的环境下安全运行。

2.4 容易加工和安装相对于金属管道来说，复合材料管道更容易进行加工和安装。

复合材料管道可以根据具体需求进行定制，同时由于其轻质性质，也能减轻搬运和安装的工作负荷。

2.5 良好的设计灵活性复合材料管道可以实现各种复杂的设计要求。

通过调整树脂基体和纤维的比例，可以获得不同的性能和特点。

这使得复合材料管道能够适应不同工业领域的需求。

3. 复合材料管道的应用领域3.1 石油和天然气行业复合材料管道在石油和天然气行业中广泛应用于输送和处理油气的管道系统。

其耐腐蚀和抗磨损的性能使其成为首选材料，同时其轻质性质也能减少运输和安装的成本。

3.2 化工行业复合材料管道在化工行业中用于输送各种化学品和溶剂。

其耐腐蚀性能使其能够在腐蚀性环境下安全运行。

3.3 水处理行业复合材料管道在水处理领域中广泛应用于输送和处理水的管道系统。

其耐腐蚀和抗磨损的性能使其能够长期稳定运行。

3.4 食品和饮料行业复合材料管道可以满足食品和饮料行业对卫生性能的要求。

其绝缘性能能够确保食品和饮料的质量和安全。

4. 复合材料管道的发展趋势4.1 高性能纤维的应用随着科技的进步，新型的高性能纤维材料被应用于复合材料管道中。

纤维复合材料在管道修复中的应用

纤维复合材料在管道修复中的应用摘要：如何经济、高效、快捷地恢复管道并且保证管道安全运行受到了极大的关注，因此管道修复技术的研究具有十分重要的意义。

本文通过对比输水管道焊接修复，指出了纤维复合材料的应用在管道修复中的优势。

关键词：修复技术；管道；复合材料前言各种输送管道经过多年的运行，由于管道腐蚀，运营管理不善等原因，管道本体会出现一些缺陷。

在输送过程中，不可避免的会造成泄露，这将造成巨大的经济损失。

而全线更换管道不仅工程量巨大，而且耗资高工期长。

因此，管道修复引起了广泛的关注，而纤维复合材料的性能特点在管道修复中体现出了极大的优势。

1管道在役焊补1.1在役焊补施工工艺1.1.1 焊前准备①焊机的选择焊机的选择首选焊接性能要好，另外管道修复现场在户外，且流动性大，首先考虑便于搬运携带。

②焊条的选择大部分管路采用的是低合金结构钢，且泄漏的位置随机性较大，在焊条的选择上，需要考虑成本，又要保证焊接性能。

③焊前勘查用打磨机对钢管破损处四周清理干净，不得有锈蚀、氧化皮、油污等，使其露出金属光泽。

并对泄漏严重情况，泄漏处的位置，泄漏处管壁厚度等等进行判别，为制定抢修方案做准备。

1.1.2焊补工艺①锈蚀造成的点状渗漏对于个别点状渗漏采用楔补法，根据漏水部位的形状及尺寸，将一小段焊条或钢筋头的顶端打成尖状后用手锤打入漏水孔中，越紧越好，并立即用手工进行焊接。

施焊时电流要适中，过大易烧穿，会形成更大的漏洞；过小易造成夹渣或熔合不良。

施焊过程中采用划弧法引弧，焊条沿楔入的焊条头做划圈式运条，以断弧法一点一点地快速焊接，掌握好焊接温度，防止烧穿。

对于集中点状泄漏采用套管加固法，焊前勘察中，发现泄漏处周围锈蚀严重，管壁变得非常薄，容易被电弧烧穿而形成更大的漏洞时，可采用套管加固法。

先用胶布或自行车内胎一层压一层地紧缠泄露处，使其不再泄漏。

然后将能套住缠绕部位的钢管纵向割成两半，用气焊（割）炬将套管两端烧红，用手锤收口，尽量与管道紧密贴合。

碳纤维复合材料的应用及其发展趋势

碳纤维复合材料的应用及其发展趋势碳纤维复合材料是由碳纤维和树脂基体组成的复合材料。

由于其轻质、高强度、高刚度和耐腐蚀等优点，广泛应用于航空航天、汽车、体育器材和建筑等领域。

在未来，碳纤维复合材料的应用将继续增加，且发展趋势主要包括以下几个方面。

首先，碳纤维复合材料在航空航天领域的应用将进一步扩大。

由于碳纤维复合材料的高强度和轻质特性，可以减少航空器的自重，提高燃油效率。

未来，碳纤维复合材料将在飞机机身、翼面和发动机部件等方面得到更广泛的应用，从而实现飞机的结构轻量化。

其次，碳纤维复合材料在汽车领域的应用将逐渐增加。

随着汽车工业的不断发展，对车辆轻量化的需求日益增加。

由于碳纤维复合材料具有较高的强度和刚度，并且重量轻，可以减少汽车的燃油消耗和排放量。

未来，碳纤维复合材料将在汽车车身、底盘和内饰等方面得到广泛应用，从而实现汽车整体的轻量化和节能减排。

此外，碳纤维复合材料在体育器材领域的应用也将持续增加。

碳纤维复合材料具有优异的强度和刚度，可以提高体育器材的性能，如高尔夫球杆、网球拍和自行车等。

未来，碳纤维复合材料将在体育器材制造中得到更广泛的应用，从而提高运动员的竞技水平和运动性能。

最后，碳纤维复合材料在建筑领域的应用也将逐渐增多。

由于碳纤维复合材料具有良好的抗拉性能和耐腐蚀性能，可以用于加固混凝土结构和制造轻型建筑材料。

在未来，碳纤维复合材料将在建筑工程领域得到更广泛的应用，从而提高建筑结构的安全性和耐久性。

总之，碳纤维复合材料的应用将在航空航天、汽车、体育器材和建筑等领域继续拓展。

随着科学技术的不断进步和人们对环境保护和能源节约的要求日益增加，碳纤维复合材料的发展趋势将更加明显。

未来，碳纤维复合材料将在材料科学领域起着至关重要的作用。

油气管道碳纤维复合材料修复技术及应用

２０１３焦
管
设备技术５
２０１３
Ｎｏ．２
第２期
ＰｉｐｅｌｉｎｅＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔ
油气管道碳纤维复合材料修复技术及应用
李枢一，张建兴，赵丽恒，张宇坤，辛成庆
０引言
艺简单、施工迅速、操作安全、可实现不停输修复，并
且成本相对较低等优势，已被管道行业普遍接受。１９９７年，国外成功地将碳纤维复合材料修复技术应用在埋地钢质管道上＿４ｊ。
随着对油气资源需求的不断增加，国内油气管道事业快速发展。然而随着管道总长度的增加，由于外
ｇａｓｐｉｐｅｌｉｎｅｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｏｉｌａｎｄｇａｓｐｉｐｅｌｉｎｅ；ｃａｒｂｏｒｔｉｆｂｅｒ；ｓｔｒｅｎｇｔｈｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ；ｒｅｐａｉｒ
ＲｅｐａｉｒＴｅｃｈｎｉｑｕｅｔｏＯｉｌａｎｄＧａｓＰｉｐｅｌｉｎｅ
ＬＩＳｈｕ — ｙｉ，ＺＨＡＮＧＪｉａｎ．ｘｉｎｇ，ＺＨＡＯＬｉ．ｈｅｎｇ，ＺＨＡＮＧＹｕ－ｋｕｎ，ＸＩＮＣｈｅｎｇ — ｑｉｎｇ。
到了保证。
关键词：油气管道；碳纤维；补强；修复

碳纤维复合补强技术在石化设备和管道带压堵漏施工中的应用

技术研究
2019年第5期
碳纤维复合补强技术在石化设备和管道带压堵漏施工中的应用
王懿峰李晓波
大连石化建筑安装工程有限公司辽宁大连 116031 摘要：带压堵漏作业主要是对装置内各类管道和设备出现的异常泄漏进行在线封堵。为了保证封堵后的效果长期并且可靠使用，引入新的工艺技术，用碳纤维和助剂缠绕形成的复合修复层对封堵效果进行加强。本文着重讲述了某炼厂使用的碳纤维复合补强技术在带压堵漏施工中的具体应用，所有施工实例现运行效果良好。关键词：带压堵漏碳纤维
1 概述
碳纤维复合补强修复技术是20世纪90年代以后发展起来的一种高效快捷的新型补强技术。该技术性能优越，近年来在管道、设备修补方面有很多的运用。带压堵漏技术是20世纪70年代发展起来的设备维修在线处理漏点的技术。在泄漏部位装上夹具，通过专用工具把密封剂注入夹具内，进而消除泄漏[1]。碳纤维复合补强技术在某炼厂内的使用是在已经带压堵漏封堵之后进行的补强，均是在设备设施已经不泄漏的工况下使用。
78
虑。
3.2 碳纤维复合补强技术的特点
1）碳纤维弹性模量高，与钢的弹性模量较接近，有利于复合材料尽可能的承载管道压力，补强层与泄漏管道的变形协同性好。
2）碳纤维复合材料和修补剂的耐腐蚀性能、耐温性能、抗老化性能优异。
3）碳纤维复合材料的抗蠕变性能优异，强度随着服役时间的增加基本保持不变化。
Dalian Petrochemical Construction and Installation Engineering Company Limited，Dalian116031 Abstract：The main purpose of pressure leak plugging operation is to plug the abnormal leaks of pipelines and equipment online.In order to ensure the long-term and refect，new technology was introduced，and the plugging effect was strengthened by the composite repair layer formed by winding carbon fibers and additives.This paper focuses on the application of carbon fiber composite reinforcement technology in the construction of leak stoppage under pressure in a refinery. All construction examples show that the operation effect is good. Keywords：Plugging under pressure；carbon fibre；

碳纤维复合材料在桥梁补强加固工程中的应用

２调配、）搅拌粘贴材料粘结剂（使用方法与底胶相同）然后，在搭接、凝土拐角等部位要多涂刷混两端每侧粘贴２０Ⅱｎ宽、０ Ⅱ 间距６０１＂的Ｕ型箍５，０１１１１１道每道３均匀涂抹于待粘贴的部位，些。涂刷厚度要比底胶稍厚。严禁出现漏刷现象，特别注意要层，以增加梁的抗剪能力。碳纤维布粘贴形式，设计要求将梁底粘贴的３０Ⅱｎ５ Ⅱ 宽碳纤粘贴碳纤维的边缘部位。３粘贴碳纤维布，）在确定所粘贴部位无误后，特制工具反用维布粘贴在梁两端Ｕ型粘贴的碳纤维片布内侧，以增加梁底碳纤复沿纤维方向滚压，去除气泡，并使粘结胶充分浸透碳纤维布；并维布的锚固。Ｕ型粘贴的碳纤维布的粘贴高度至梁翼下侧，在并使之均匀。多层粘贴应重复上梁端５Ｕ型粘贴的碳纤维布的上端，梁两侧沿纵向粘贴宽用刮板刮涂碳纤维布表面粘结胶，道在
碳纤维复合材料在桥梁补强加固工程中的应用
杨庆亮陶明德
摘要：归纳了碳纤维布加固修补结构技术的优点，结合具体工程概况，介绍了加固设计方法，详细阐述了加固施工过程中的施工工艺，出了有关质量要求，出粘贴碳纤维复合材料新技术是加固钢筋混凝土结构的有效方法。提指
在航空航天、汽车、、化工能源、交通、建筑、电子、运动器材等众多面，方可进行下一步处理。领域得到了广泛的应用。３１基底处理．采用碳纤维布加固具有以下几个优点：１混凝土表面出现剥落、）空鼓、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位１抗拉强度高，）是普通钢材的１倍；０应予以凿除，对于较大面积的劣质层在凿除后应用环氧砂浆进行２加固后能大大提高结构的耐腐蚀性及耐久性；）修复。３自重轻（２０ｇｍ２，）约０／）密度只有普通钢材的１４基本不增／；２混凝土角磨机、）砂纸等机具除去混凝土表面的浮浆、污、油加结构自重及截面尺寸；柔性好，易于裁剪，适用范围广，适合任粉尘等杂质，构件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸起何形状；部位要磨平，凹坑要用环氧砂浆补平，角粘贴处要进行倒圆角转４施工简便（）不需大型施工机构及周转材料）没有湿作业，，处理并打磨光滑（Ｒ≥２ｍ）０ｒ。ａ易于操作，经济性好；３用风机将混凝土表面清理干净，）并保持干燥。５适用范围广，）施工工期短。３２涂底胶．１按配合比配置底胶。将环氧树脂与固化剂先后置于容器）连云港港口集团东联分公司立交桥，始建于２世纪７００年代中，用弹簧秤计量，电动搅拌器均匀搅拌。根据现场实际气温决定初，桥面承重结构为预应力钢筋混凝土翼梁结构，最大跨度２用量并严格控制使用时间，４ｍ。一般情况下２ｉ－３ｎ内用完。０ｒｎ０ｍｉａ２将底胶均匀涂刷于混凝土表面，）待胶固化后（固化时间视最大通过载重量３。此桥经过三十多年的使用和沿海地区潮现场气温而定，０ｔ以指触干燥为准）再进行下一道工序施工。一般湿空气中氯离子的侵蚀，成了桥梁、造板结构预应力钢筋严重锈固化时间为６ｈ２。－４ｈ蚀，使梁、构件两端底面混凝土保护层大面积剥离脱落。特别３３找平板．・是近十多年来车辆载重量的大幅度增加，更加剧了此桥梁的损坏１混凝土表面凹陷部位应用修补剂填平，接头等出现高）模板程度，留下了严重的安全隐患。为了消除安全隐患，复桥梁的度差的部位应用修补剂填补，减小高度差。恢尽量通货能力，经过方案论证和经济技术可行性比较，决定采用碳纤２转角处也应用修补剂修补成光滑的圆弧，）半径不小于２ｌｏ０／ｔｎ维复合材料对桥梁进行补强加固。待修补剂表面指触干燥后方可进行下一道工序施工。

碳纤维复合材料补强技术在输油管道维修中的应用

管件修复 ⑦可以用于腐蚀、械损伤和机
图２管道凹陷的有限模型
在有限元模型中钢材的弹性模
量取２７ａ泊松比为０３屈服强度０ＧＰ，．为４ＯＰ。道内的运行压力设定为５Ｍａ管
３５０ＭＰ０ａ
．
远远大于钢材和玻璃纤维的
抗拉强度。纤维复合材料的弹性模量碳
采用焊接方法对输油管道修复具有与钢材的弹性模量（０ｘ０ＭＰ）２７ｌ。ａ几乎完很大的危险性由焊接引起的管道安全全相同，强层与钢管具有非常好的变补事故屡见不鲜。换管的经济成本和社会形协同性。强层能够替代管道缺陷处补成本都非常高．交通流量较大或人口在承担管道的内压。稠密地区受到严重制约。具包覆在缺陷管道外恢复管道承压能力。碳纤维复合材料补强技术用于管道夹具修复方法的原理是使用金属夹补强具有如下技术优点：
一
软件对该方案进行验证计算。
图１碳纤维复合材料补强方案示意图
补强方案确立后，用有限元分析使首先对无缺陷管道承受内压时管壁应力分布进行计算。管道完好无损情在
承ＭＰ的内压时，道内环向应管 ① 免焊不动火在带压运行状态况下．受３ａ可力为８．５ａ建立有限元模型对该方３８ＭＰ。特点是能够在不破坏原有管道的情况下进下修复 ② 施工简便快捷操作时间短在有限元模型中．凹陷进对行增强。夹具方法操作复杂，但在＿定条件 ③ 碳纤维弹性模量与钢的弹性模量十分案进行分析。为便于建立模型．仅取管道接近．有利于复合材料尽可能多的承载管行模拟计算。的八分之一建立模型．图２见。限而对于没有泄漏的管道，其造价高、操作道压力降低含缺陷管道的应力水平，下用于处理泄漏的管道具有明显的优势．复杂、难以施工的弱点十分明显。制管道的膨胀变形；碳纤维的抗拉强 ④ 纤维复合材料修复补强技术作为一度高，用于管道修复具有极高的安全性；种高效快捷的新型修复技术已经在油并且碳纤维复合材料的抗蠕变性能优

碳纤维复合材料技术的发展与应用

碳纤维复合材料技术的发展与应用近年来，碳纤维复合材料技术在工业、航空航天、汽车、体育器材等领域的广泛应用，成为了创新科技和高技术领域中备受关注的重要技术。

本文将从碳纤维复合材料技术的定义、历史、特点、应用以及发展趋势等方面进行探讨和分析。

一、碳纤维复合材料技术的概述碳纤维复合材料是一种由高强度、高韧性的碳纤维和树脂、金属等复合而成的工程材料。

碳纤维作为一种高强度、低密度、高模量的未来材料，其轻量化和高强度的特性使得其在水、陆、空和密闭环境等各种场合中都有着极为广泛的应用前景。

二、碳纤维复合材料技术的历史碳纤维的发现最早可以追溯到1958年，当时美国公司发现了一种具有高强度低密度的碳纤维，但由于碳纤维的生产成本高，使得其在很长一段时间里只是被用在军事领域里。

直到1980年代，随着碳纤维生产工艺的不断改进，碳纤维材料逐渐成为民用领域的材料，例如体育用品、高档汽车、航空航天、建筑、医疗器械等。

到了21世纪初，碳纤维复合材料的应用趋势明显。

它在飞机制造、航天航空、汽车制造、体育用品、军事装备等领域中的广泛应用，都成为了碳纤维复合材料技术大力发展的重要推动因素。

三、碳纤维复合材料技术的特点1、质轻高强碳纤维复合材料最显著的特点就是轻量、高强。

因为碳纤维材料的比重只有传统材料的1/4，因此在保证其强度的前提下，可以大大降低材料的重量，提高机器的运行效率。

2、机械性能优异碳纤维复合材料具有优异的机械性能，不仅在强度上表现非常突出，而且抗压性、抗弯性、耐腐蚀性等指标也均优于不少金属材料。

因此，碳纤维复合材料的应用范围非常广泛。

3、高耐久性、寿命长碳纤维复合材料在使用过程中，不仅极少发生疲劳破坏现象，而且因其拥有非常好的耐久性，所以其寿命过长，经久耐用。

4、加工性强碳纤维复合材料可以在不同环境下进行各种加工和成型，其应用场合也十分广泛。

碳纤维复合材料的加工过程简单方便，经济效益较高。

四、碳纤维复合材料技术的应用1、航空航天领域飞机的外壳、机翼、弹射器等部分，都使用了碳纤维复合材料，因为它们比金属材料更轻、更坚固，能够提高飞行器的稳定性，并提高飞机的耐久性和使用寿命。

沥青基碳纤维应用案例

沥青基碳纤维应用案例沥青基碳纤维是一种新型的复合材料，由沥青基体和碳纤维增强材料组成。

它具有高强度、轻质化、耐腐蚀、耐磨损等优点，在各个领域都有广泛的应用。

以下是10个沥青基碳纤维应用案例：1. 道路修复：沥青基碳纤维可用于道路修复中的补强，通过将其添加到沥青混合料中，可以增强道路的承载能力和耐久性，延长道路的使用寿命。

2. 桥梁建设：沥青基碳纤维可以用于桥梁的建设中，用作桥梁的加固材料。

其高强度和轻质化特性可以有效地提高桥梁的承载能力和抗震能力。

3. 隧道衬砌：沥青基碳纤维可以用于隧道衬砌的加固，通过将其添加到混凝土中，可以增强隧道的抗裂性能和耐久性。

4. 管道修复：沥青基碳纤维可用于管道的修复和加固，通过将其包裹在管道表面，可以提高管道的耐腐蚀性和抗压能力。

5. 污水处理：沥青基碳纤维可以用于污水处理设备的制造，通过将其纺织成过滤材料，可以提高污水处理效率和净化效果。

6. 汽车制造：沥青基碳纤维可以用于汽车制造中的零部件，如车身、座椅等。

其轻质化和高强度可以提高汽车的燃油效率和安全性能。

7. 航空航天：沥青基碳纤维可以用于航空航天领域，制造航空器的结构件。

其轻质化和高强度可以减轻航空器的重量，提高飞行性能。

8. 建筑防水：沥青基碳纤维可以用于建筑防水材料的制造，通过将其添加到防水涂料中，可以提高防水层的耐久性和抗裂性能。

9. 石油化工：沥青基碳纤维可以用于石油化工设备的制造，如储罐、管道等。

其耐腐蚀性和耐高温性能可以提高设备的使用寿命。

10. 水利工程：沥青基碳纤维可以用于水利工程中的加固和修复，如水坝、堤坝等。

其高强度和耐久性可以提高水利工程的安全性和稳定性。

以上是沥青基碳纤维的10个应用案例，沥青基碳纤维在各个领域都有广泛的应用前景，可以为我们的生活和工作带来更多的便利和安全。