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行业报告

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​复合材料终端应用市场之公共基础设施领域

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WEAV3D公司第一个商业应用就是U型玻璃纤维/热塑性塑料格子预制件。其采用纤维增强复合材料格子自动编织系统,用于加固混凝土公共设施沟渠。 

在美国,由于复合材料具有良好的耐用性、耐腐蚀性以及其它优异性能,使其在各种公用事业基础设施应用中越来越受欢迎,比如电线杆、管道、电缆和用于运输和分配电力、水力和其他公共事业服务系统中均有复合材料的身影。尤其在2021年这种特殊的年份下(德克萨斯州能源网在本年度异常严重的冬季风暴中出现故障,以及拜登总统的基础设施计划和拟议法案正在有序推进),复合材料在基建的广泛应用已是大势所趋。下面就基建领域中比较典型比较新颖的案例来阐述复材的应用现状。


玻璃钢电线杆和输电电缆

传统电力和电信线路的电线杆采用木材建造,但根据美国钢铁协会展露的数据表明,在北美,预计每年有250万根木杆因老化、腐烂或损坏而被更换。可替换的选材有钢,以及自20世纪60年代以来进入大众视线的纤维增强聚合物(FRP)。FRP具有相对更长的使用寿命,最低的维护成本,以及最轻的重量和便于安装的钻孔能力。此外复合材料电线杆得到应用的另一原因是其良好的耐火性。例如,2019年RS技术公司的电线杆和FRP防火盾保护产品已被证明可以通过各种防火测试。2020年,该公司宣布在美国犹他州圣乔治市建立一个新的复合电线杆生产基地,以应对美国对FRP电线杆需求的增加。同样, 在2020年欧洲市场,技术纤维产品公司宣布,其Tecnofire系列膨胀无纺布材料,可为各种领域应用提供防火保护,现已被用于Valmont工业公司生生产的防火复合电线杆。Creative Composites Group也在市场上销售带有阻燃添加剂的拉挤玻璃纤维杆。

此外,复合材料的高强特性也推动了输电电缆市场的增长。例如,用于输电线路的铝导体复合芯(ACCC)电缆由CTC Global生产。截至2020年3月,CTC Global表示,大约10万公里的ACCC导体已经安装在50多个国家的750多个项目中。


公用设施保护:复合材料沟渠盖、储水设施等

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Soling的巨型盖每个重达705磅,保护哥伦比亚波哥大的卡萨布兰卡储水箱。该储水箱可容纳3800万加仑的水,是该国最大的储水系统。

公共设施领域相关公司也在转向使用耐用、耐候的复合材料来保护公共事业线路和管道。例如,Fibrelite公司是复合材料井盖和公用事业沟盖的若干供应商之一。此外,初创公司WEAV3D Inc.已开发出一种自动化的复合材料格子编织工艺,并首次在商业上应用于生产玻璃纤维/热塑性复合材料预制件,用于加固聚合物混凝土沟渠(如文章开头所述)。

为了保护水务基础设施,复合材料制造商Solin使用树脂传递模塑(RTM)工艺来建造复合材料穹顶,以保护哥伦比亚波哥大的一个大型混凝土储水设施。同样在这个市场上,2021年,专门生产脱模剂和防腐蚀产品的FCI-Marbocote公司推出了自己的涂料,用于储存饮用水的水箱。该产品被命名为Ycon CS Acqua,是应模块化复合罐制造商Vantare的要求而开发。

 

抗腐蚀管道和水净化系统

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海水反渗透脱盐系统中的复合压力容器

复合材料还可以通过提供耐腐蚀、耐用和持久的地下管道解决方案,在翻修老化的地下饮用水基础设施方面发挥重要作用。一个真实案例:中东的一个供水项目。该项目选用的管道是Aiantit欧洲公司的管道产品Flowtite Grey,用于水、污水、废物和原料管理。

绕丝玻璃纤维/聚酯复合材料在海水反渗透(SWRO)脱盐的几个阶段也有广泛的应用。例如,在美国加利福尼亚州,使用玻璃纤维/环氧树脂压力容器的SWRO工厂为该州日益严重的缺水问题提供了一个解决方案。复合材料压力容器也被用于污水处理设施,以净化水的再利用。

除了上述典型案例,在其它基础设施领域也能看到复合材料的身影,且应用前景更为宽广。比如在我国,以碳纤维、芳纶为代表的高性能纤维及其复合材料作为国家高新技术产业的关键基础材料,正在不断推动高速列车等轨道交通、新能源汽车及充电桩、特高压输电线路等新兴产业以及新型基础设施的技术进步和产业升级。



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中车青岛四方机车车辆股份有限公司发布的新一代碳纤维地铁“CETROVO” 

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世界首条全线路采用碳纤维复合芯导线的“内蒙古锡盟—山东”特高压配套工程

 

 本文由中国复合材料工业协会综编,文章不用于商业目的,仅供行业人士交流。转载请注明来自中国复合材料工业协会。

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