復合材料管道的案例
數字工程助力石油天然氣運營商降低復合材料管道成本
管體復合材料層壓板示例
利用仿真估算M管的使用壽命，我們讓客戶對其產品更有信心。他們不僅共享結構分析結果，包括應力和應變圖，而且還與挪威船級社(DNV)進行交流，以便獲得船級社批準。仿真有助于Magma生產出石油和天然氣領域中最堅固可靠的熱塑性復合材料管道。盡管使用盡可能少的材料，這些管道仍然可以應對石油和天然氣組件所要求的極端工作條件。這有助于降低產品成本，使企業能夠在與其他供應商的競爭中立于不敗之地。
Magma的CAE流程
雖然復合材料管道的概念看似相對簡單，但在實際過程中，數值模型卻非常復雜。層壓材料可包含超過50層，每一層的方向都是為了優化結構性能，同時還要達到制造參數要求。金屬端接頭固定在管道的任一端，以便與第三方設備實現牢固連接。在分析流程中，工程師對產品的使用壽命（包括存儲、運輸、測試、安裝和運行）進行了仿真。
第一步通常是使用Orcaflex（面向海底系統的動態分析軟件）進行研究，以確定系統的全局響應。提取局部力和力矩，并將其應用于管體和端部接頭FEA模型。此外，Orcaflex還可用于對Magma現場周圍管道的轉運作業（從制造卷盤卸到存儲卷盤上，或進行提吊作業）進行仿真。
管體有限元分析
我們開發了專屬的管體“Magma Ansys前處理與后處理器”(MAPPS)接口，該接口通過Microsoft Excel接口驅動，以便創建Ansys參數化設計語言(APDL)腳本。MAPPS可為Magma的所有工程師（即使是沒有深入了解Ansys軟件的工程師）提供一款易于使用的設計工具。
展開 Arkema和Barrday聯手為石油和天然氣市場制造復合材料解決方案
Barrday是復合材料市場的參與者，而Arkema宣布成立一家合資企業，為不斷增長的石油和天然氣工業市場生產和銷售碳纖維和特種聚合物膠帶。
這家名為Barrflex TU的新合資企業將為石油和天然氣工業市場的各個參與者提供最有效的熱塑性復合材料解決方案。這些膠帶將在減重（更換金屬）方面取得實質性改進，并在深海和以后的陸上作業中使用的柔性管道具有耐腐蝕性。 Barrday（熱塑性復合材料制造方面的成熟經驗）和Arkema系列特種聚合物和樹脂（PVDF，聚酰胺11和12，PEKK等）的補充產品將使Barrflex TU充分利用石油和天然氣的增長市場營銷全新的綜合解決方案。BarrflexTU將專注于使用任何樹脂，纖維以及產品和工藝技術的開發來滿足客戶復合膠帶的要求。
Barrday公司首席執行官邁克爾·巴克斯坦表示：“與阿科瑪的合作為我們提供了為該領域提供的獨特而廣泛的成熟聚合物解決方案?！遍L期以來，阿科瑪一直是含有Kynar的含氟聚合物的創新和知名企業PVDF，采用Rilsan PA11的特種聚合物，最近采用新的Kepstan PEKK樹脂。我們很高興與Arkema合作，為這一激動人心的石油和天然氣機會“。
“Barrday是為石油和天然氣行業提供服務的復合材料管道市場的創新型一流熱塑性復合材料供應商”，Arkema先進材料執行副總裁ChristopheAndré表示。“我們各自的能力和專業知識是高度互補的，這種新的綜合產品將為我們的管道制造客戶以及主要石油集團帶來高附加值”。
（來源：JEP)
展開 上海石化突破碳纖維復合材料加固修復技術應用空間
日前，中國石化上海石化股份公司投發檢驗公司在缺陷減薄達到50%的嚴重腐蝕管道上成功實施碳纖維復合材料加固修復技術，突破了該公司之前在缺陷減薄小于30%的管道上應用此技術的“禁錮”，標志著該公司在碳纖維復合材料加固修復化工管道方面具備了國內領先技術和競爭力。
碳纖維復合材料修復化工管道技術具有工期短、操作簡便、施工時不影響管道設備正常運行等優點，并可規避電焊、動火等特殊作業帶來的安全隱患和停車風險。上海石化投發檢驗公司于2014年開始應用該項修復技術。2016年，該公司首次利用自產碳纖維復合材料成功包覆修復了該公司丙烯循環線管道外腐嚴重段，打通了新材料、新技術集成應用的上下游流程，創下了此領域內部資源利用最大化、合作共贏、降本增效的先例。同年，該公司向周邊企業提供該技術服務。至2019年4月，該公司在不停車的情況下共成功修復了3000余平方米外腐蝕嚴重的管道，且返修率為零。鳳凰環氧樹脂ab膠https://m.hongyantu.com/goodlist/sz/48233.html
為進一步推動這一新材料、新技術的集成、規?；蜕疃葢茫ツ晟虾Ｊ栋l檢驗公司嘗試運用該項技術對管道缺陷減薄小于80%的嚴重腐蝕管道進行反復實驗，得出了可應用此技術的結論。近期，該公司首次成功包覆修復了缺陷減薄達到50%的外腐蝕管道，為此項技術進一步打開了應用空間，也標志著該公司在碳纖維復合材料加固修復化工管道技術方面已處于國內領先地位。
展開 干貨 | ANSYS ACP在復合材料鋪層設計中的應用
復合材料憑借其重量輕、強度高、加工成型方便、彈性優良、耐化學腐蝕和耐候性好等優點，廣泛應用于航空航天、汽車、電子電氣、建筑、健身器材等領域，已逐步取代木材及金屬合金，在近幾年更是得到了飛速發展。對復合材料產品力學性能（結構強度和疲勞壽命等）的計算評估目前比較流行的解法是CAE分析法。
ANSYS ACP是一款專用的復合材料前后處理工具，在前處理鋪層信息定義和后處理結果查看環節中都有著簡潔高效和人性化的設置操作。本文主要介紹ANSYS ACP在復合材料鋪層設計中的操作流程和ACP工具的一些重要功能，希望對復合材料行業的工程師們能夠有所幫助。
1.ANSYS ACP分析流程
ANSYS ACP分析流程一般分為三個環節，即前處理（鋪層信息定義）、邊界載荷設置和后處理（包括失效模式定義和結果查看）。分析流程如圖1.1所示，Workbench中的分析流程如圖1.2所示。
展開 
主動變形智能復合材料設計與變形模擬報告
主動變形智能復合材料
設計與變形模擬報告
主動變形智能復合材料
設計與變形模擬報告 ￥19.89
在通電條件下，MFC發生電能-機械能轉換，驅動結構復合材料發生變形。主動變形智能復合材料的變形能力與MFC的性能、結構復合材料的厚度、鋪層方向等因素有關。復合材料的優勢是其結構包括鋪層的可設計性，因此，需進行鋪層設計及變形模擬方面的工作，為后續實驗研究提供理論指導。
二、研究內容
本項目以復合材料層合板+MFC復合后的材料為研究對象，以復合材料層合板的力學性能、MFC的基本性能為輸入，以復合材料層合板+MFC復合后的材料最大彎曲角度為2°為目標，進行鋪層設計和變形仿真模擬。建立厚度、鋪層方式與變形角度的關系，篩選出優化的鋪層和厚度，為下一步進行縮比典型試驗件的設計和研制提供理論指導。
展開 基于ABAQUS二次開發的復材管道埋管參數化仿真
1、背景說明
當前大部分油氣通過埋地管道運輸。管道施工時，一般過程為挖土、放管、埋管，該過程中土壤應力改變，管道受到土壤重力作用產生位移；管道使用過程中，管道內部介質產生壓強，對管道產生影響；當有車輛經過管道上方時，車輛通過接觸地面產生的壓強對管道產生影響；同時，隨著管道的材料、直徑、厚度、埋地深度、管內壓強的不同，管道受影響的程度不同；復合材料材管道因其輕量、壽命長等特點，可被用于工程項目，而復合材料受載特點與傳統管道有一定差異。
綜上所述，對埋地復合材料管道的分析具有較大意義。
2、仿真分析流程
分析流程如下圖左側所示，相關技術應用如下圖右側所示，并以此為基礎進行了ABAQUS-GUI二次開發。
3、仿真流程說明
1）模型建立
2）材料參數賦予及鋪層查看，該參數可根據用戶實際情況更改；
3）裝配模型
4）多步分析步
其中第一步為挖開土壤，第2-10步為分九塊將土壤掩埋，分析步數和土塊數均可通過二次開發參數化。
5）生死單元，在第一分析步時候將不同集合deactive，在modified處reactive，
可用python二次開發實現，實現程序如下圖所示。
6）載荷及邊界條件
底部固定，兩側施加對稱約束，第一步施加重力載荷，最后一步施加管內壓強。
7）網格劃分
泥土采用實體單元，管道為連續殼單元。
8）創建job及重啟動
創建job-pipe及job-pipe-car，其中后者為重啟動，在job-pipe計算完成后提交，job-pipe-car分析步為分析車輛對路面施加壓強時管道的應力分布；運算結束后可查看泥土、管道受載的位移，泥土的應力分布情況，管道各鋪層的應力分布情況。
展開 一文帶你了解復合材料：復合材料的種類、加工及應用
液體復合材料成型：
液體復合材料模塑成型，如樹脂轉移模塑和真空輔助樹脂灌注模塑，幾十年來一直被用來制造復合材料層壓板，現在仍然在使用。這些技術具有高質量、可再現性和可重復性、易于清潔處理、可擴展性、靈活性以及減少揮發性有機化合物等綜合優勢。這些技術利用真空和環境壓力之間的壓力差，將預制件壓縮并固定在模具上，并將樹脂注入預制件。通過這些技術生產的復合材料可應用于海洋、航空航天、國防和汽車領域。
紡織復合材料的應用：
復合材料由于其性能的改善，長期以來被用于汽車、航空航天、民用基礎設施、耐用品和國防等各個領域。下面列出了纖維增強復合材料的一些應用。
航空航天：
復合材料在第二次世界大戰期間首次用于軍用飛機，從那時起，幾種類型的復合材料被開發出來并被用于航空航天工業。由于其各種改進的性能，如重量輕、強度高、能夠承受高溫和熱膨脹，纖維增強聚合物復合材料已成為建造飛機和航天器的流行材料。
民用建筑：
纖維增強聚合物復合材料因其優越的性能，如高熱力學性能、優良的耐腐蝕性和高的強度重量比，被作為21世紀的材料推向市場。在過去的幾十年里，先進的纖維增強復合材料的應用已經被研究用于隔音和隔熱建筑、公路和橋梁、海洋和海軍結構的甲板、電線桿、可再生能源采集、管道、綠色建筑的天然復合材料等。
體育：
復合材料的改進特性使其不僅適用于汽車、航空航天和其他工業領域，也適用于體育設備。為了獲得性能更好的體育用品，人們主要是采用玻璃纖維或碳纖維對聚合物基復合材料進行增強。
生物醫學：
在過去幾年中，醫療部門對纖維增強聚合物復合材料的各種應用產生了興趣，如核磁共振成像掃描儀和C型臂X射線沙發的部件、掃描儀、手術目標工具和設備等。
展開 SD Mines的復合材料在復合材料比賽中展示
SD Mines的復合材料在復合材料比賽中展示。礦業和技術學院（美國南達科他州拉皮德市）于8月14日宣布，學生在材料和工藝工程促進協會 （SAMPE，Diamond Bar，CA，US）2018年學生橋比賽中獲得第二名通過設計一個重量僅為12.5盎司的橋梁，可承載2,000磅的載荷。
礦業學生使用由Mines復合材料和納米復合材料先進制造中心（CNAM）以及復合材料和聚合物工程（CAPE）實驗室的研究人員團隊發明的專有復合材料板材設計橋梁設計。 通過將稱為不連續纖維熱塑性薄板（DiFTS）的獨特CNAM材料以適當的厚度比粘合到輕質蜂窩芯的頂部和底部，學生們能夠設計層壓夾層結構的性能以滿足負載要求競爭對手，同時保持較低的整體密度。 DiFTS材料采用嵌入熱塑性基體中的短碳纖維，可實現均勻的纖維分布，顯著的纖維排列，有效的纖維長度保持和徹底的纖維封裝，從而使用低成本工藝實現高性能。
“CNAM并沒有開發出超級材料; 我們開發了一種低成本，高性能，環保的復合材料，可以經過精心設計，滿足苛刻的承重要求，并且與傳統的高成本碳纖維復合材料競爭非常有利，“團隊顧問David教授說。 Salem，博士，CNAM中心和CAPE實驗室主任。
橋梁團隊包括Matthew Phillips，數學和機械工程高級; 施密德，博士 納米科學與工程專業的學生; 和Krishnan Veluswamy，博士 材料工程和科學計劃的學生，也獲得了2018年SAMPE國際大學領導經驗獎。 “令人興奮的是，這座橋是由礦山開發的內部材料制成的，”Veluswamy說。 “這種材料具有全面的工業應用，從體育用品到汽車再到飛機，因為它制造堅固，重量輕，價格低廉。”
展開 SD Mines的復合材料在復合材料比賽中展示
SD Mines的復合材料在復合材料比賽中展示。礦業和技術學院（美國南達科他州拉皮德市）于8月14日宣布，學生在材料和工藝工程促進協會 （SAMPE，Diamond Bar，CA，US）2018年學生橋比賽中獲得第二名通過設計一個重量僅為12.5盎司的橋梁，可承載2,000磅的載荷。
礦業學生使用由Mines復合材料和納米復合材料先進制造中心（CNAM）以及復合材料和聚合物工程（CAPE）實驗室的研究人員團隊發明的專有復合材料板材設計橋梁設計。 通過將稱為不連續纖維熱塑性薄板（DiFTS）的獨特CNAM材料以適當的厚度比粘合到輕質蜂窩芯的頂部和底部，學生們能夠設計層壓夾層結構的性能以滿足負載要求競爭對手，同時保持較低的整體密度。 DiFTS材料采用嵌入熱塑性基體中的短碳纖維，可實現均勻的纖維分布，顯著的纖維排列，有效的纖維長度保持和徹底的纖維封裝，從而使用低成本工藝實現高性能。
“CNAM并沒有開發出超級材料; 我們開發了一種低成本，高性能，環保的復合材料，可以經過精心設計，滿足苛刻的承重要求，并且與傳統的高成本碳纖維復合材料競爭非常有利，“團隊顧問David教授說。 Salem，博士，CNAM中心和CAPE實驗室主任。
橋梁團隊包括Matthew Phillips，數學和機械工程高級; 施密德，博士 納米科學與工程專業的學生; 和Krishnan Veluswamy，博士 材料工程和科學計劃的學生，也獲得了2018年SAMPE國際大學領導經驗獎。 “令人興奮的是，這座橋是由礦山開發的內部材料制成的，”Veluswamy說。 “這種材料具有全面的工業應用，從體育用品到汽車再到飛機，因為它制造堅固，重量輕，價格低廉?！?/span>
展開 恭喜CF/PEEK復合材料論文在纖維復合材料雜志發表！
恭喜CF/PEEK復合材料論文在纖維復合材料雜志發表！
鎳基合金復合管道脈沖鎢極 氬弧焊打底怎么焊？
將焊絲端部用氬弧焊加熱后快速放進管道內部，用來檢查背面充氬氣保護濃度，當焊絲端部呈現銀白色時，說明管道內部保護氬氣的濃度已經達到焊接要求。檢測管道內部充氣合格如圖1所示。
圖1 檢測管道內部充氣合格
脈沖鎢極氬弧焊打底過程中，焊槍角度應該隨著焊接位置的變化而變換，并且為了能夠更好的熔合，焊槍要與母材保持合適的后傾角度。焊接過程中焊槍做輕微擺動，減小焊接熱輸入對熱影響區的影響，防止焊道晶粒組織變大，提高焊接接頭的塑韌性，降低出現熱裂紋的傾向。脈沖鎢極氬弧焊打底焊接時要在脈沖高峰值出現并打開熔孔時續送焊絲，續送的焊絲量要充足，主要根據間隙和熔孔大小而定，以保證背面兩側融合良好和足夠的背面穿透高度。采用點續送方式，送進焊絲的端部不得脫離氬氣保護區域，以防焊絲端部產生氧化現象，再次送進時氧化雜質溶進到液態熔池中。用于送進焊絲的手應找到牢固可靠的支撐點，以免手腕抖動造成焊絲送進不良，產生內部焊縫凹陷、焊縫金屬連接不良、焊縫夾鎢等缺陷。停弧時，應把?；√幚侥覆牡钠驴谔?，熄弧采用電弧衰減法或熄弧前點送焊絲增加收弧處的厚度，防止產生弧坑裂紋及縮孔。再次起弧前對停弧處進行砂輪打磨，修出斜面的接頭形式，待接頭部位處充分熔孔后方可繼續送焊絲，保證背面接頭處熔合良好。
脈沖鎢極氬弧焊固定口打底焊接時，由于鎳基合金材料下墜和流動性較差的原因，在6點位置焊絲端部的送進位置應在坡口根部，并適當增加焊絲送進量，以保證坡口背面焊接質量。在3、9點位置焊接時應適當加快焊接速度、點送絲速度，以降低熔池高溫停留時間，減少晶粒粗大傾向。打底焊接過程中，盡量減少使用磨光機打磨焊道，過多使用砂輪打磨會破壞管道內部充氬氣保護的氣體濃度，造成背面保護不良。根焊打底成形如圖2所示。
圖2 根焊打底成形
根焊打底層的正面厚度不得超過3mm，以防止基層材料對根部焊道的稀釋。
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君華又一篇CF/PEEK復合材料論文收錄于《纖維復合材料》期刊
江蘇君華特種工程塑料制品有限公司工程技術研究中心的復合材料研發部門于2022年3月在《纖維復合材料》期刊雜志上刊登發表了《連續碳纖維織物增強PEEK熱塑性復合材料匹配性研究》的文章。
連續碳纖維織物增強PEEK熱塑性復合材料匹配性研究<<<<
論文聚焦行業熱點，采用科學準確的研究方法，利用公司先進的研究設備和科研環境，經過耐心細致的反復試驗，得出精確詳實的實驗數據，收獲創新成果匯總成文。
該文對比了國內外七大碳纖維廠家的T300 3K纖維織物，分別與PEEK樹脂復合，從碳纖維性能、外觀、復合材料產品性能、復合材料破壞斷面和浸潤效果等方面綜合評估，考察碳纖維和PEEK樹脂材料的匹配性。通過驗證匹配，篩選出組合性能較好的四種，其中兩種組合的效果更好。篩選匹配方法可為行業應用材料選型和工業化生產提供借鑒和參考。
關于我們<<<<
江蘇君華特種工程塑料有限公司主導產品為 PEEK聚醚醚酮樹脂、型材及其制品，具有良好的耐溫性、韌性和耐疲勞性，以及自潤滑、阻燃、可植入性和可回收等特點，符合航空航天、軍工、醫療、特殊機械行業的要求，應用領域逐漸拓寬。該主導產品屬于江蘇省發展的先進制造業高端新材料集群和產業鏈“先進碳材料”復合材料及“化工新材料”，產業導向上屬于制造業“核心關鍵基礎材料”，已有16年的研發生產經驗。
PEEK聚醚醚酮是醫療骨科關節修復替代、運動醫學與軍工、航空航天產業關鍵領域發展替代進口的重要一環，屬于國家高新技術產業鏈及關鍵領域“強鏈、補鏈”的核心關鍵基礎材料，從根本上解決我國醫用PEEK材料依賴進口、臨床急需的相關創新產品開發缺乏基礎原料支撐、特殊領域被國外“卡脖子”等問題，打破國外壟斷，實現進口替代。
展開 美國宇航局先進復合材料技術之3D打印碳纖維復合材料
技術概述
美國宇航局格倫研究中心（NASA Glenn Research Center）的創新者與路易斯維爾大學和美國空軍合作，開發了一種增材制造技術，使用熱固性聚酰亞胺樹脂生產具有高溫性能的復合材料零件。
該工藝使用選擇性激光燒結（SLS）來熔融加工NASA新型RTM370酰亞胺樹脂的粉末狀產品，該樹脂填充有精細研磨的碳纖維。隨后可以對所得復合材料零件進行后固化，為高溫航空航天應用做準備，從而提供可承受300°C以上溫度的3D打印復合材料零件。
這是增材制造聚合物技術的重大進步，通過提供一種需要相對較低熔融溫度的SLS工藝，創建得到具有高溫能力的復合材料，從而能夠對具有復雜幾何形狀的零件進行3D打印，以實現高性能應用。
? 3D科學谷白皮書
技術特征
NASA的這項技術是首個成功實現高溫碳纖維填充熱固性聚酰亞胺復合材料的3D打印技術。對碳纖維填充的RTM370進行選擇性激光燒結后進行后固化，以實現更高的溫度性能，從而獲得玻璃化轉變溫度為370℃的復合材料部件。
▲NASA 通過SLS 工藝3D打印的熱固性聚酰亞胺復合材料，打印完成后需進行后固化。
SLS工藝通常使用熱塑性聚合物粉末，所得零件的有效溫度范圍為150-185°C，但與傳統加工材料相比，通常較弱。最近，高溫熱塑性塑料已經通過高溫SLS工藝制造成3D零件，需要380°C的熔化溫度，但這些部件的可用溫度范圍仍低于200°C。
NASA的熱固性聚酰亞胺復合材料在150-240°C之間可熔融加工，允許使用常規SLS 3D打印設備。隨后，使用多步驟循環對所得零件進行后固化，將材料緩慢加熱至略低于其玻璃化轉變溫度，同時避免在過程中發生尺寸變化。
展開 彈丸侵徹碳化硅陶瓷/纖維復合材料靶板，對稱模型、復合材料鋪層、材料方向、粘結接觸、無反射邊界設置 ￥9.9
Abaqus在飛機復合材料中的應用 附abaqus官方復合材料教材下載
復合材料的應用
復合材料有許多特性：
? 制造工藝簡單
? 比強度高，比剛度大
? 具有靈活的可設計性
? 耐腐蝕，對疲勞不敏感
? 熱穩定性能、高溫性能好
由于復合材料的上述優點，在航空航天、汽車、船舶等領域，都有廣泛的應用。在下一代飛機設計中，復合材料的大量應用對分析技術提出新的挑戰。例如在某客機各種材料的使用狀況，其中復合材料的比例約為50%。
借助于多層殼、實體殼及實體單元可以建立復雜的復合材料模型，這些單元允許疊加各向同性或各向異性材料層，材料方向允許變化。Abaqus提供的失效準則有最大應變失效準則、最大應力失效準則和Tsai—Wu失效準則等，用戶也可以通過用戶子程序來定義自己的失效準則。Abaqus的復合材料功能特別適合于大量應用復合材料的新型飛行器。
Abaqus/CAE中復合材料的建模技術
在Abaqus/CAE中，有專門的復合材料設計模塊plyup。應用該模塊可對復合材料進行鋪層設計。對于每一個鋪層，可以選擇鋪層應用的區域、使用的材料、鋪層的鋪設角度、厚度等。對于鋪層較多的結構件，Abaqus/CAE提供了很方便的檢查手段，可顯示鋪層沿厚度方向將每一層分離展示，一目了然，這也是數字化設計的一大優點。
后處理模塊中，可以顯示每一個鋪層厚度方向上的應力、位移、損傷云圖，也可以顯示復合材料厚度方向上變量的變化曲線。
復合材料建模模塊（CMA）
通常情況下，在進行仿真分析中，復合材料鋪層都是按照理想設計進行分析的。而在復合材料實際的加工制造過程中，纖維鋪層不可避免地會發生折疊、交錯，因此纖維的方向以及鋪層的厚度都會發生變化。如果再按照理想設計的復合材料鋪層去進行分析計算，就得不到真實結構的力學性能。
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