参与此次试用任务的碳纤维齿轮共有5组10个,均由上海石化自产碳纤维经注塑、模压成型后制成,具有高强度、高精度、耐高温等优点。它们大小不一,从“克”级直径3.5厘米,到“公斤”级直径达20厘米。
据上海石化研究人员邓文彬介绍,碳纤维复合材料齿轮具有自润性,使用过程中无需加入润滑油,腈纶南装置减少污水产生近万吨,大幅削减COD(化学需氧量)排放。同时,碳纤维比重不及铸铁的六分之一,制作的齿轮代替铸铁齿轮,可有效减少设备的运行负荷,促进节能。此外,使用碳纤维制成的碳尼齿轮,使用期间磨损产生的粉末,回收后经过处理,还可作为原材料继续制作齿轮,实现循环利用,减少固废产生。
不仅如此,使用碳纤维复合材料齿轮也有助于企业降低生产成本,促进装置稳定运行。上海石化早前已尝试使用了3组“克”级碳尼材料齿轮,替代传统纯尼龙齿轮,并平稳运行两周年,期间,装置平均备件使用量由每年140只断崖式下降到6-12只。碳纤维复合材料齿轮比重轻,又耐腐耐磨,安装和拆卸比较方便,容易做到严丝合缝,可有效保护齿轮传动轴,促进设备安稳运行,提升产品质量。
据了解,碳纤维复合材料齿轮凭借其诱人的潜能,已经吸引了风力发电、化工等齿轮应用行业的重点关注,许多企业、装置也有意全面投用碳纤维复合材料齿轮,并为碳醚等复合材料齿轮的应用打基础,进一步推进碳纤维的后加工应用技术研究和产业化应用。上海石化通过一年的工业化试用,也为接下来的推广使用积累了丰富的理论依据和实践基础。