“只有深化创新应用才能拔得头筹”——解码上海石化碳纤维创新密码

　　5月14日，上海石化炼油部烷基化装置现场，装置主任陶嵘指着即将安装的黑色风机叶轮说：“叶轮直径75厘米、厚度20厘米，看上去不起眼，却能抗冲刷、耐强酸。”

　　据介绍，此前因涉酸工况，风机K-8300叶轮是不锈钢SS316L材质，寿命一般不超过3个月，后来技术人员给叶轮加上了防酸涂层，但5个月左右涂层会出现局部起皮剥离，甚至腐蚀开裂。上海石化针对该情况，将碳碳复合新材料成功用于制造抗酸防腐风机叶轮，助力解决烷基化装置风机叶轮腐蚀难题。

　　制造这台碳纤维叶轮，有什么技术含量?

　　在研究院实验室，碳纤维专家黄胜德正为客户量身定制碳纤维筋。只见由不同规格、不同性能碳纤维组成的丝束通过模具，一条碳纤维筋缓缓拉挤成型，类似钢筋，但比钢筋强度更高。

　　“碳纤维最广泛的应用，是采用碳纤维和树脂传统工艺制备成碳纤维树脂复合材料。”黄胜德介绍，“而碳纤维叶轮采用的是碳碳复合新材料，是由碳纤维和基体碳组成的多相材料，技术含量高、制备工艺难。”

　　为攻克难题，黄胜德与设备动力部、炼油部相关人员组成攻关小组共同攻关，将高性能碳碳复合新材料应用到叶轮领域。“碳碳复合新材料在风机叶轮领域应用，是碳纤维深化应用的又一次创举。”先进材料创新研究院总经理沈伟说。

　　中国石化系统内有6家企业建有烷基化装置，均存在风机K-8300叶轮腐蚀问题。有的企业对叶轮进行防腐涂层处理，有的企业对叶轮材料进行更换，但前者运行时间短，后者材料价格高。“碳纤维叶轮使用寿命是现有材料的10倍以上，性价比高。”沈伟说，这将解决烷基化装置因风机叶轮腐蚀造成运行时间短的难题，为国内同类装置提供借鉴。

　　从碳纤维树脂复合材料应用，到碳纤维碳碳复合新材料应用，上海石化在多个应用领域拔得头筹。在上海石化碳纤维展示馆，专利墙上数百张专利证书，勾画出碳纤维产业迭代升级和产品应用的足迹。

　　碳纤维复合材料抽油杆，工艺技术达到领先水平，可绵延数千米，推进到地层深处;采用大丝束碳纤维筋制作的碳纤维吊杆，成功应用于青岛海口路跨风河大桥，成为我国首个应用大丝束碳纤维索锚体系的桥梁工程;采用轻质高强碳纤维复合材料制成的车头罩，为广州高速地铁“湾区蓝”列车减重，在国内尚属首列;吉林通榆风场，采用碳纤维复合材料制成的全球最长的陆上风电叶片，于2024年进行挂机试验，一个风电机组的扫风面积就相当于8个标准足球场。

　　“在碳纤维市场激烈的竞赛中，只有深化创新应用才能拔得头筹。”沈伟说。2024年，上海石化投用碳纤维复合材料实验基地，形成从复合材料开发到应用的系列解决方案，进一步发挥产学研用一体化优势，为打造世界一流碳纤维产业基地提供技术支撑。

　　“今年4月，上海石化年产3万吨大丝束碳纤维异地建设项目在内蒙古鄂尔多斯开工建设。我们将以建设国内头部碳纤维公司为目标，加快项目建设步伐。随着碳纤维产能规模扩大，公司将持续开拓产品应用领域，提升品牌效应和市场占有率，为下游企业提供更为丰富的应用场景。”上海石化副总经理黄翔宇说。