Преимущества композитных материалов для морских и глубоководных работ по разведке ресурсов 

Преимущества композитных материалов для морских работ
Суда, подводные аппараты, морские сооружения и другие морские конструктивные элементы – все они сталкиваются с экологическими проблемами. Поэтому часто рассматриваются материалы с высокой прочностью, которые практически не требуют технического обслуживания в течение длительного времени. Кроме того, судам необходимы легкий вес и устойчивость к коррозии, чтобы они соответствовали проектным требованиям и работали быстро и надежно. Композитные материалы, в частности армированные волокнами полимеры (FRP), широко использовались в судостроении с момента их первого применения после Второй мировой войны, когда они были разработаны для решения проблем коррозии стали, алюминия и дерева. Снижение веса было и остается ключевым аспектом, особенно для коммерческих судов с большим весом. На протяжении многих лет композитные материалы развивались в соответствии с растущими и меняющимися потребностями морского сектора и по-прежнему находят актуальное применение в производстве композитных компонентов, таких как решетки, трубы, шахты, воздуховоды и обшивка корпусов. На сегодняшний день композиты используются во всех областях морского сектора и в широком спектре компонентов и конструкций, а именно в корпусах, подшипниках, гребных винтах, крышках люков, выхлопных трубах, надстройках, обтекателях, кожухах гидролокаторов, ограждениях судов всех типов, клапанах и других конструкциях подводных лодок.
Применение композитных материалов при разведке глубоководных ресурсов
1. Соединительные кабели и тумбы: Композитные материалы из углеродного волокна (углепластик) обладают такими преимуществами, как высокая жесткость при изгибе, высокий предел прочности и высокая коррозионная стойкость, которые могут быть использованы для изготовления конструктивных элементов морских нефтяных платформ, таких как соединительные кабели и тумбы. По сравнению со стальными канатами и трубами он имеет меньший вес, уменьшает размеры плавучей платформы и расход топлива, а также устраняет необходимость в периодическом капитальном ремонте и техническом обслуживании.
2. Стояки: В то время как традиционные стальные стояки сталкиваются с проблемами коррозии и утяжеления в глубоководных условиях, углепластиковые стояки способны адаптироваться к суровым условиям глубоководья благодаря своей лучшей коррозионной стойкости и легким, высокопрочным свойствам.
3. Наматываемая композитная труба: Эта труба является гибкой и устойчивой к коррозии, что позволяет легко прокладывать ее и использовать в глубоководных операциях.
4. Датчики формы: их можно использовать для мониторинга и определения изменений формы глубоководных сооружений, что помогает быстро выявлять потенциальные проблемы.
5. Бурильные трубы: например, насосные штанги непрерывного действия, изготовленные из углепластиковых композитов, решают проблему усталостного разрушения стальных насосных штанг, вызванную дисбалансом между давлением морской воды снаружи трубы и давлением внутри трубы во время эксплуатации. Его срок службы в морской воде больше, он более устойчив к коррозии и подходит для разработки нефтяных месторождений на подводных лодках.
6. Композитный контейнер: он может использоваться для хранения и транспортировки глубоководных ресурсов, устойчив к высокой температуре и высокому давлению, а также обладает высокой безопасностью и надежностью.
7. Подводный робот: Подводные роботы, изготовленные из композитных материалов, такие как автономный подводный робот “Insight”, обладают небольшими размерами и высокой выносливостью. Он оснащен технологическим модулем глубоководного адаптивного выравнивания плавучести и глубоководной камерой, которые позволяют эффективно перемещаться на большие расстояния под водой и гибко выполнять задачи придонных изысканий, что может повысить эффективность исследований полезных ископаемых на морском дне и биологического распределения.
Кроме того, при строительстве морских платформ композитные материалы могут противостоять коррозии морской воды и эрозии морского климата, продлевать срок службы морских платформ и снижать затраты на техническое обслуживание. Ожидается, что с непрерывным развитием технологий применение композитных материалов в области разведки глубоководных ресурсов будет расширяться и углубляться, обеспечивая более надежные и эффективные решения для глубоководной разведки и разработки месторождений. В то же время разработка таких технологий, как мембраны, упрочненные нановолокном, также поможет улучшить эксплуатационные характеристики композитов и повысить их эффективность в глубоководных условиях. Однако при применении композитных материалов также необходимо в полной мере учитывать их стоимость, производственный процесс, долгосрочную стабильность и другие факторы, чтобы обеспечить безопасность и экономию при разведке глубоководных ресурсов.