碳纤维当补丁！日本东丽真空辅助树脂传递模塑 (VaRTM) 工艺获美国船级社

上月中旬，日本东丽工业公司(Toray Industries, Inc.)官网宣布，由该公司开发的用于船舶原位修复的真空辅助树脂转移成型(vacuum-assisted resin transfer molding，简写VaRTM)工艺技术获得了美国船级社（American Bureau of Shipping，以下简写“ABS”）型式认证。该技术针对海上浮式生产储运装置（FPSO：Floating Production，Storage and Offloading system）及海洋浮式储油卸油装置（FSO：Floating Storage and Offloading system），通过使用碳纤维增强塑料（carbon fiber reinforced plastic，CFRP）作为对因腐蚀造成的设备厚度减小部位的标准船舶维修方法，据悉，该工艺方法也使得日本东丽公司成为全球第一家获得了ABS型号认证的公司。

什么是FPSO？

浮式生产储卸油装置（FPSO）是海上石油和天然气工业用于生产、加以及储存石油的浮式船舶。配有天然气液化装置及液化天然气储罐等装备，在深水海域的应用将有效地避免深水海域管道铺设所面临的技术难题，同时也为海上边际油气田的开发提供了经济有效的方案。

由于海上部署的困难性，在维护过程中装置还需要兼顾生产为修复的研发提出了新的要求。

因此，MODEC和东丽从 2020 年便开始了联合开发工作，发明了一种通过称为真空辅助树脂传递模塑（“VaRTM”）的工程方法，将船体强度恢复到必要的水平。通过这种新方法，碳纤维增强树脂CFRP可以固定在船体的钢材上，用于修复受到海水腐蚀的钢材。（阅读链接）该工艺需要将东丽的TORAYCA™碳纤维织物应用于现有钢结构的表面。这种织物具有优异的强度和模量，碳纤维织物用于金属表面后会使用薄膜覆盖织物，然后用真空泵进行真空密封，注入环氧树脂，然后使之固化从而形成CFRP和钢结构的一体化，从而完成修复。

早期的工艺非常适合修复大面积腐蚀区域，但在点腐蚀修复上显得有些捉襟见肘。在这种情况下，新的 CFRP 修补技术是一种更直接、更有效的解决方案。只需将预制CFRP补片平板粘接在点蚀上即可，从而减少一半的劳动力并缩短修复时间。

该技术消除了对真空泵和其他设备的需求，并简化了船上运输加固材料和施工工具的过程。此外，该技术消除了高温作业的需要，从而确保对石油和天然气生产的干扰最小化。

来源：赛奥碳纤维技术（化工新材料、东丽、碳纤维研习社、碳纤维及其复合材料技术等综合整理）