本報記者 胡擁軍

日前，上海石化生產(chǎn)的碳碳復(fù)合新材料成功用于制造抗酸防腐風(fēng)機(jī)葉輪。5月14日，記者在上海石化煉油部烷基化裝置現(xiàn)場，看到這臺尚未安裝的黑色風(fēng)機(jī)葉輪?！叭~輪直徑75厘米、厚度20厘米，看上去不起眼，卻能抗沖刷、耐強(qiáng)酸?！毖b置主任陶嶸說，“很快裝置要停車檢修，新的葉輪更換上去進(jìn)行上機(jī)驗(yàn)證?！?/p>

陶嶸帶記者來到烷基化裝置控制室，指著工藝流程圖中的風(fēng)機(jī)K-8300介紹，因涉酸工況，K-8300又稱酸霧風(fēng)機(jī)，原設(shè)計是不銹鋼SS316L材質(zhì)，壽命一般不超過3個月。后來對葉輪進(jìn)行防酸涂層，但5個月左右涂層會出現(xiàn)局部起皮剝離，甚至腐蝕開裂。

制造這臺碳纖維葉輪，有什么技術(shù)含量？記者來到上海石化先進(jìn)材料創(chuàng)新研究院尋求答案。

在研究院實(shí)驗(yàn)室，碳纖維專家黃勝德正為客戶量身定制碳纖維筋。只見由不同規(guī)格、不同性能碳纖維組成的絲束通過模具，一條碳纖維筋緩緩拉擠成型，類似鋼筋，但比鋼筋強(qiáng)度更高。

“碳纖維最廣泛的應(yīng)用，是采用‘碳纖維+樹脂’傳統(tǒng)工藝制備成碳纖維樹脂復(fù)合材料。”黃勝德介紹，“而碳纖維葉輪采用的是碳碳復(fù)合新材料，是由碳纖維和基體碳組成的多相材料，技術(shù)含量高、制備工藝難?！?/p>

黃勝德與設(shè)備動力部、煉油部相關(guān)人員共同參與了K-8300風(fēng)機(jī)葉輪技術(shù)攻關(guān)。針對生產(chǎn)難題，攻關(guān)小組與科研單位、制造企業(yè)協(xié)同，創(chuàng)造性地將高性能碳碳復(fù)合新材料應(yīng)用到葉輪領(lǐng)域?！疤继紡?fù)合新材料在風(fēng)機(jī)葉輪領(lǐng)域應(yīng)用，是碳纖維深化應(yīng)用的又一次創(chuàng)舉，再拔頭籌。”先進(jìn)材料創(chuàng)新研究院總經(jīng)理沈偉說。

據(jù)了解，中國石化系統(tǒng)內(nèi)有6家企業(yè)建有烷基化裝置，均存在風(fēng)機(jī)K-8300葉輪腐蝕問題。有的企業(yè)對葉輪進(jìn)行防腐涂層處理，有的企業(yè)對葉輪材料進(jìn)行更換，但前者運(yùn)行時間短，后者材料價格高?！疤祭w維葉輪使用壽命是現(xiàn)有材料的10倍以上，性價比高?！鄙騻フf，這將解決烷基化裝置因風(fēng)機(jī)葉輪腐蝕造成運(yùn)行時間短的難題，為國內(nèi)同類裝置提供借鑒。

從碳纖維樹脂復(fù)合材料應(yīng)用，到碳纖維碳碳復(fù)合新材料應(yīng)用，上海石化在多個應(yīng)用領(lǐng)域拔得頭籌。在上海石化碳纖維展示館，專利墻上數(shù)百張專利證書，勾畫出碳纖維產(chǎn)業(yè)迭代升級和產(chǎn)品應(yīng)用的足跡。

——碳纖維復(fù)合材料抽油桿，工藝技術(shù)達(dá)到領(lǐng)先水平，可綿延數(shù)千米，推進(jìn)到地層深處。油田采油工表示，這不僅解放了幾十年來將金屬套桿一根根連接起來的重體力活，而且碳纖維耐腐蝕、質(zhì)量輕，降低了采油成本。

——采用大絲束碳纖維筋制作的碳纖維吊桿，成功應(yīng)用于青島?？诼房顼L(fēng)河大橋，成為我國首個應(yīng)用大絲束碳纖維索錨體系的橋梁工程。

——采用輕質(zhì)高強(qiáng)碳纖維復(fù)合材料制成的車頭罩，為廣州高速地鐵“灣區(qū)藍(lán)”列車減重，在國內(nèi)尚屬首列。

——吉林通榆風(fēng)場，采用碳纖維復(fù)合材料制成的全球最長的陸上風(fēng)電葉片，于2024年進(jìn)行掛機(jī)試驗(yàn)，一個風(fēng)電機(jī)組的掃風(fēng)面積就相當(dāng)于8個標(biāo)準(zhǔn)足球場。

“在碳纖維市場激烈的競賽中，只有深化創(chuàng)新應(yīng)用才能拔得頭籌?！鄙騻フf。2024年，上海石化投用碳纖維復(fù)合材料實(shí)驗(yàn)基地，滿足實(shí)驗(yàn)需求且具備批量生產(chǎn)能力，形成從復(fù)合材料開發(fā)到應(yīng)用的系列解決方案，進(jìn)一步發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研用一體化優(yōu)勢，為打造世界一流碳纖維產(chǎn)業(yè)基地提供技術(shù)支撐。

“今年4月，上海石化年產(chǎn)3萬噸大絲束碳纖維異地建設(shè)項(xiàng)目在內(nèi)蒙古鄂爾多斯開工建設(shè)。我們將以建設(shè)國內(nèi)頭部碳纖維公司為目標(biāo)，加快項(xiàng)目建設(shè)步伐。隨著碳纖維產(chǎn)能規(guī)模擴(kuò)大，公司將持續(xù)開拓產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域，提升品牌效應(yīng)和市場占有率，為下游企業(yè)提供更為豐富的應(yīng)用場景。”上海石化副總經(jīng)理黃翔宇說。