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  千钧一发不是梦,超高分子量聚乙烯纤维丝吊起港珠澳大桥           
千钧一发不是梦,超高分子量聚乙烯纤维丝吊起港珠澳大桥
[ 作者:佚名    转贴自:http://www.cclycs.com/s1039233.html    点击数:28    更新时间:2018/9/6    文章录入:LA ]
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港珠澳大桥,世界上最长的跨海大桥,全长近50千米,主桥全长约29.6千米,宛如一条巨龙横卧在珠江与香港之间的海面上,谁也不曾想到,吊起这条“巨龙”的竟然是14万根超高分子量聚乙烯纤维丝。

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港珠澳大桥:4分40秒~12分30秒

港珠澳大桥竣工
2018年2月6日,港珠澳大桥岛隧工程正式竣工了。这意味着大桥已基本具备全线通车的能力。这座耗时七年建造的全世界最长的跨海大桥,建成后20年内将为港珠澳三地带来400亿的直接经济效益。

 

港珠澳大桥隧道接头吊装对接
14万根高强度纤维丝制成“吊带”
在连接珠海与香港的伶仃洋海面上,一条美丽的白色丝带徐徐展开,它就是港珠澳大桥,是一座由6.7公里的海底隧道,两座约10万平方米的离岸深水人工岛,和22.9公里的跨海大桥,共同形成的桥、岛、隧超大型海上通道,是世界最长的跨海大桥。


它最有技术难度的沉管隧道,没有采用深海挖掘的方式,而是先在陆地上完成制造,再沉放到深海下进行安装。要将33根平均重量76000吨左右,相当于一艘航空母舰体量的巨型沉管在海底安装在一起,技术难度在全世界前所未有。
2017年5月2日,港珠澳大桥岛隧工程海底隧道的最终接头——重约6000吨的钢结构混凝土预制件在伶仃洋主航道吊装下沉对接完成,意味着港珠澳大桥主体工程即将全线贯通。
然而很多人并不知道,在海上吊装6000吨的“大家伙”,靠的竟然是靠的“一根丝”。
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这一根丝惊艳了全世界!因为港珠澳大桥海底隧道要实现全线贯通,需要将一个重约6000吨的钢筋混凝土接头,又稳又准地吊装进海底28米深处一个相同长度的空间,就像一个楔子一样卡进去。

生产车间

对于这次吊装来说,任何倾斜都是灾难性的,最终工程师采用由14万根高强度纤维丝组成的吊带,它不只要承受得住相当于22架空客A380重量的沉管隧道,还要在整个吊装过程中确保绝对的平衡,最终,“这根丝”不负众望,出色地完成了任务。


吊起港珠澳大桥预制件的这些“丝线”,其实就是超高分子量聚乙烯纤维。



每根纤维丝细如头发
但一根就能吊起一个人
超高分子量聚乙烯纤维,商品名为“力纶”。超高分子量聚乙烯纤维与碳纤维、芳纶,并称为三大高性能纤维,是目前世界上强质比最高的纤维,在国防军工和民用工业上都有广泛的应用,是强国强军的战略物资。
最近美军使用也在使用其替代凯夫拉弹性纤维,使陆军头盔减重24%并保持同样的强度。


超高分子量聚乙烯纤维,直径只有0.5毫米,相当于头发丝般细小,但强度是普通尼龙绳的20倍。别小看这样一根细丝线,它的承重力能达到35公斤,相当于可以吊起一个小孩的重量。港珠澳大桥所用的吊带,一条就由十几万根这样的丝线组成的。


打破了西方的技术封锁
中国纤工业坚持自主创新
超高分子量聚乙烯纤维(简称UHMWPE),又称高强PE纤维,是当今世界三大高科技纤维(碳纤维、芳纶和超高分子量聚乙烯纤维)之一,也是世界上最坚韧的纤维。
轻薄如纸、坚硬如钢,强度是钢铁的15倍,比碳纤维和芳纶1414(凯夫拉纤维)还要高2倍,是目前制造防弹衣的主要材料。
超高分子量聚乙烯纤维的耐磨耐弯曲性能、张力疲劳性能是现有高性能纤维中最强的,具有突出的抗冲击和抗切割韧性。一根只有头发四分之一粗的超高分子量聚乙烯纤维,用剪刀都难以剪断。加工完成的纺织物必须用特殊机器才能切割。
高性能纤维的生产技术过去一直被西方国家封锁,对别国实行禁运。随着我国国防军工和国民经济的发展,对高性能纤维的需求量愈来愈大,国际价格却不断上涨,国内高性能纤维在国防和特殊领域上的应用还受制于国外供应。因此,大力发展高性能纤维产业,打破国外封锁与垄断,进一步提升我国的军事装备实力和国民经济的产业升级,成为我国化纤工业推进自主创新、转型升级的一个主攻方向。
国家发改委发布增强制造业核心竞争力三年行动计划:
“十三五”末,将在轨道交通装备、高端船舶和海洋工程装备、智能机器人、智能汽车、现代农业机械、高端医疗器械和药品、新材料、制造业智能化、重大技术装备等重点领域,组织实施关键技术产业化专项。
其中,新材料产业是国民经济发展的重要基础。加快培育和发展新材料产业,对于促进产业转型升级,保障重大工程实施,提升制造业核心竞争力具有重要战略意义。
加快先进金属及非金属关键材料产业化
加快先进有机材料关键技术产业化
提升先进复合材料生产及应用水平
针对提升先进复合材料生产及应用水平也是专门提出,重点发展高性能碳纤维、对位芳纶、超高分子量聚乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、碳化硅纤维等高性能纤维及其应用,新型溶剂法纤维素纤维、聚乳酸纤维、聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维、生物基聚酰胺纤维等生物基化学纤维及其应用等。
我国于上世纪八十年代开始对UHMWPE纤维进行研究开发。目前已成为UHMWPE纤维生产量第三大国。东华大学化学纤维研究所的科研成果使我国将这种超高强度纤维应用于“神舟”飞船的回收系统,其开发的UHMWPE纤维产品广泛应用于防弹、头盔等国防军工领域,同时,东华大学开发了高浓度原液纺丝技术,建成单线年产250 t的生产线,使我国成为继美国、荷兰之后拥有自主知识产权生产UHMWPE纤维的国家。


目前国内有数十家生产UHMWPE纤维的企业,其中规模较大的有山东爱地高分子材料有限公司(DSM合资公司)、北京同益中特种纤维技术开发有限公司、宁波大成新材料股份有限公司和湖南中泰特种装备有限公司等。在上述4家企业当中,北京同益中特种纤维技术开发有限公司,经过近十年的技术发展,已建成年产600 t的UHMWPE纤维生产基地。
2008年,山东爱地高分子材料公司采用自主技术建设的UHMWPE一期工程完工,标志着我国首次采用自主技术实现了UHMWPE的工业化生产。该公司已陆续建成了7条UHMWPE纤维生产线,总产能达到2000t/a。到2010年年产量达5000 t。

宁波大成至2009年底已形成年产高强聚乙烯纤维1500t,防弹衣、防弹头盔20万套,各类防弹装甲板材300t,防切割手套600万双,高强度绳索300t,高性能复合材料用基布200t的生产规模,其产品大部分用于出口。湖南中泰研制开发UHMWPE纤维,已建成千吨级的UHMWPE纤维和UD材料工厂。
其他生产企业方面,中纺投资发展公司和浙江耀江集团,改变了以前主要靠引进美国冻胶废丝进行后加工而生产出合格丝的状态,经过改进和学习研究,现在该公司能够从制备聚乙烯溶液开始到生产出性能优异的成品丝,具有整套的合理的生产工艺。
2009年仪征化纤公司率先实现干法纺丝工艺路线的产业化;杭州东南化纤有限公司与东华大学合作,开发了碳纳米管增强的超强聚乙烯纤维,在一定程度上改进了原纤维的耐热性、抗蠕变性和界面性能。
此外,杭州翔盛纺织有限公司、上海斯瑞聚合体科技有限公司、北京威亚高性能纤维有限公司等在高强聚乙烯纤维生产、开发方面也取得一定突破。


中石化仪征化纤有限公司超高分子量聚乙烯纤维是国内唯一一家采用干法生产工艺路线生产的高性能纤维,企业拥有自主知识产权。产品广泛应用于国防及公安装备、舰艇船舶、海洋石油、远洋渔业、劳动保护等领域等等。
2016-2017年期间,中国石化公司已有20多家企业一线员工用上了仪征化纤的防切割手套,防切割手套已出口欧美、亚洲10多个国家。该手套采用仪化超高分子量聚乙烯纤维商品名为“力纶”的与其他合成纤维包覆后织造而成,耐磨性能是棉纱手套的70倍,手感柔软、透气吸湿性能好,佩戴舒适灵活,具有耐摩擦、抗切割、抗撕裂、防穿刺等优异性能,寿命是普通棉纱手套的6倍以上,颜色更美观,综合性价比较高。
仪征化纤公司防切割手套适用于机械加工、设备检修、钻井采油、包装物流、建筑施工、汽车制造和船舶远洋等多种行业操作锋利和粗糙物件的劳动保护。目前在欧美地区已经得到广泛应用,国内使用该产品的企业也逐年增加。
由“聚烯烃人”整理发布


 

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