Атомная промышленность
Повышение надёжности и безопасности атомных станций нового поколения
Индустрия
Альтернативные источники получения энергии в условиях невозобновляемости таких ресурсов, как нефть, газ и уголь, делают атомную энергетику одной из важнейших отраслей российской промышленности.
Большое внимание в атомной промышленности уделяется безопасности, именно поэтому использование современных материалов очень важно при строительстве и ремонте надёжных атомных электростанций. Этого можно достичь за счет высокой прочности углеродных нитей, из которых создано полотно, а также благодаря исключительной адгезии связующего.
Преимущества применения углекомпозитов
Композиты на основе углеродного волокна привлекательны для атомной энергетики потому, что они не подвержены коррозии, магнитоинертны и не теряют своих свойств при сверхнизких температурах. Именно благодаря последнему свойству углеволокно можно использовать на атомных электростанциях в любой части света независимо от климатических условий.
Основным преимуществом углеволокна является его невероятная прочность и лёгкость.
- Весовые качества
- Высокие усталостные характеристики
- Высокая прочность
- Низкая способность к деформации
Преимущества композитных материалов на основе углеволокна перед металлическими конструкциями
Армирование углепластиком железобетонных и кирпичных конструкций более чем на 100% увеличивает прочность конструкций
Углепластик не подвержен коррозии
Сравнительные характеристики углеволокна и других материалов
| Тип волокна |
Прочность при растяжении, МПа | Модуль упругости при растяжении, ГПа | Удлинение при разрыве, % | Плотность, г/см3 | |
|---|---|---|---|---|---|
| Углеродное (на основе ПАН-прекурсора) | высокопрочное со стандартным модулем | 3500-5000 | 200-280 | 1,4-2,0 | 1,75-1,80 |
| высокопрочное среднемодульное | 4500-7000 | 280-325 | 1,7-2,1 | 1,73-1,81 | |
| высокомодульное | 3500-5000 | 325-450 | 0,7-1,4 | 1,75-1,85 | |
| сверхвысокомодульное | 2500-4000 | 450-600 | 0,7-1,0 | 1,85-1,95 | |
| Стеклянное | E-стекло | 2500-3800 | 70-75 | 4,5-4,7 | 2,5-2,7 |
| S-стекло | 4000-4500 | 80-90 | 5,0-5,3 | 2,5 | |
| Органическое | Арамидное | 3000-3600 | 60-180 | 2,4-3,6 | 1,45 |
| Полиэтиленовое | 200-3000 | 5-170 | 3-80 | 0,96 | |
| Стальное | высокопрочное | 1200-2800 | 200 | 3,5 | 7,8 |
| нержавеющее | 800-2000 | 190 | 3,0 | 7,8 | |
| Базальтовое | 3000-4800 | 90-110 | 3,0 | 2,6-2,8 | |
| Борное | 3500-4000 | 350-400 | 0,5-0,7 | 2,6 | |
Применение
Углеволокно в атомной энергетике применяется при ремонте промышленных зданий и сооружений (усиление различных конструкций).
Одна из отраслей применения углеволокна в атомной энергетике — это производство газовых центрифуг по обогащению урана. Ранее данное оборудование производилось из различных сплавов алюминия, но углеволокно оказалось значительно прочнее и легче.
Со временем планируется использование углеволоконных композитов при строительстве АЭС: производство и монтаж железобетонных конструкций, применение композитных труб в градирнях.
Историческая справка
После сильнейшего землетрясения в Японии в 2011 году выстояли и получили меньше всего разрушений те АЭС, которые были укреплены с помощью арматуры из углеволокна.
Таким образом, можно сделать вывод о перспективности использования углеродного волокна для укрепления зданий на атомных электростанциях.
Вывод
У углеродного волокна большое будущее в строительстве и ремонте АЭС, так как материал обладает отличными прочностными характеристиками, которые позволят снизить расходы на последующую эксплуатацию зданий и сооружений.