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上海石化碳纖維應用前景廣闊
在11月舉辦的第二屆中國國際進口博覽會上，以上海石化碳纖維材料制成的自行車、皮劃艇、齒輪等產品亮相品牌館，令參觀者嘖嘖贊嘆：“自行車用一兩根手指就能抬起來，碳纖維材料真的神了。”
這種神奇的新材料由上海石化生產，采用的是自行開發的國內獨有的NaSCN(硫氰酸鈉)濕法工藝和具有自主知識產權的成套技術，擁有3000噸聚合物、3000噸原絲、500噸碳纖維(1000噸在建)的工業化生產能力。當前，該碳纖維的每個絲束由1.2萬根絲組成，即12K小絲束。
經過聚合、紡絲、再進入氧化碳化，一身黑亮的碳纖維“破爐而出”，成為一種含碳量在95%以上的高強度、高模量新型纖維材料。其力學性能優異，比重不到鋼的四分之一，強度卻是鋼的7至9倍，并且還具有耐腐蝕、高模量的特性，被稱為“新材料之王”，也被稱為“黑黃金”，在各行各業有著廣泛的應用前景。
據上海石化副總工程師黃翔宇介紹，該公司碳纖維自問世以來，短短幾年間，新材料已經在多個領域得到應用，并改變了一些領域的傳統做法，助力于“中國制造”。
碳纖維抽油桿，油田采油大顯身手
在今年9月舉辦的第二十一屆中國國際工業博覽會上，由上海石化、勝利油田、勝利油田新大管業三家共同申報的“以碳纖維及其連續抽油桿研制為核心的新型高效機采系統”，獲工博會首次設立的中國國際工業博覽會大獎，成為一個以開發、應用碳纖維新材料提升傳統采油產業的成功案例。
據了解，應用碳纖維增強復合材料生產的連續抽油桿，最長可達5000米，成功克服了過去抽油桿需要套桿連接、起下工作時間長，金屬桿易腐蝕、使用壽命短，運行中耗電大等缺點。目前，已在國內五大油田94個區塊545口井進行產業化應用。在深抽增油、節能降耗、防腐延壽三個方向應用效果顯著，是油田采油系統革命性的技術升級，將對我國采油行業的發展和技術水平提升起到很大的推動作用。
碳纖維耐磨制件，性能卓越替代進口
今年2月，由上海石化研制開發的碳纖維耐磨片被應用到腈綸紡絲機械設備上，并通過了設備高速轉動耐磨實驗。這是該公司繼碳纖維齒輪問世之后，碳纖維復合材料在工業領域的又一成功應用，并且，將打破耐磨制件長期依賴進口的被動局面。
據工程技術人員介紹，高速轉動的工業機械設備，對材料的耐磨性、耐熱性及抗化學腐蝕性有著極為嚴格的要求。該領域長期來采用進口材質制件，但磨損快、使用周期短的問題始終無法有效解決。
上海石化工業用耐磨片以碳纖維增強聚醚醚酮(PEEK)樹脂復合材料為基礎，采用先進造粒技術和擠出成型工藝加工制成，具有耐磨耐熱、抗腐蝕和自潤滑等優異性能，使用壽命可增加3~4倍。耐磨片在該公司腈綸設備上應用之后，有效減少了生產過程中的絲束損傷，提高了生產連續性，保證了腈綸絲束質量。
碳纖維補強技術，加固領域獨樹一幟
去年底，上海石化碳纖維補強材料首次成功應用于南京機場改擴建項目。項目建設單位在對機場航站樓改造加固工程中，針對航站樓的結構特點和改造要求，使用“碳布”對其屋頂、梁、柱、樓板等次、主承力結構進行加固補強。“碳布”加固方法簡便，十分易于航站樓內部混凝土曲面、受彎構件等復雜部位的施工作業，不僅加快了工期，而且降低了工程造價。
據了解，近年來，上海石化與哈爾濱工業大學等院校在碳纖維復合材料補強領域攜手攻關，目前，碳纖維補強技術已經被廣泛應用于公路、立交橋、高鐵、隧道等存在病險的基礎設施維修工程，以及石油石化管道修復等領域，形成了豐富的應用經驗，具有良好的示范作用。在此基礎上，由該公司和哈工大共同制訂的《碳纖維復合材料加固修復化工管道技術規范》，于今年3月通過中國復合材料工業協會復核程序，標志著國內碳纖維行業在石油化工管道加固修復領域的首個技術規范正式建立。
上海石化碳纖維項目經過3年攻關，于2018年成功開發出48K大絲束碳纖維，由于每個絲束由4.8萬根絲組成，單絲強度達到高性能。
48K大絲束碳纖維的面世，使該公司碳纖維技術有了支撐產業發展的強大動力，在軌道交通、新能源汽車、民用航空、風電等領域，將迎來更加廣闊的應用前景，助力“中國智造”。
