Cijevi od karbonskih vlakana otporne na visoke -temperature specijalizirane su kompozitne strukture dizajnirane za održavanje mehaničkog integriteta i stabilnosti dimenzija u okruženjima u kojima bi se standardna karbonska vlakna razgradila.
Otpornost na toplinu cijevi od karbonskih vlakana gotovo je u potpunosti određenamatrica (smola)nego sama karbonska vlakna, jer karbonska vlakna mogu izdržati temperature preko2000 stupnjevau inertnim atmosferama.
Dok standardne cijevi od karbonskih vlakana obično koriste epoksidne smole koje podnose do 80 stupnjeva – 120 stupnjeva, visoko-temperaturne varijante koriste napredne sustave smola kako bi te granice pomaknule znatno više.
Sustavi smole
Epoksid visoke -Tg:Specijalizirani epoksidi s visokom temperaturom staklenog prijelaza (Tg) mogu postojano raditi na150 stupnjeva – 180 stupnjeva.
Ester cijanata:Nudi izvrsna dielektrična svojstva i toplinsku stabilnost, pogodan za200 stupnjeva – 250 stupnjeva.
BMI (Bismaleimid):Industrijski standard za-aerospace aplikacije visokih performansi, sposoban za rukovanje250 stupnjeva – 300 stupnjeva.
Poliimid:Korištene u ekstremnim uvjetima, ove smole mogu izdržati kratko-izlaganje do400 stupnjevaili više.
Procesi proizvodnje cijevi od ugljičnih vlakana
Proizvodnja ovih cijevi zahtijeva preciznu kontrolu kako bi se osiguralo da smola potpuno očvrsne i postigne svoj maksimalni toplinski potencijal.
Namotaj žarne niti:Kontinuirana vlakna namotavaju se pod napetostima na trn. Ovo je idealno za tlačne posude ili cijevi koje zahtijevaju veliku čvrstoću obruča.
Umatanje rolade:Prethodno-impregnirane ("prepreg") ploče od karbonskih vlakana omotane su oko trna. To omogućuje složene orijentacije vlakana (0 stupnjeva, +/- 45 stupnjeva, 90 stupnjeva) za optimizaciju savijanja i momenta.
Kalup za prešanje:Kako bi se postigla potrebna visoka Tg, ove se cijevi često stvrdnjavaju pod visokim tlakom i temperaturom u autoklavu kako bi se uklonile šupljine i osigurale visoke frakcije volumena vlakana.
Cijevi od karbonskih vlakana otporne na visoke -temperature kritične su u industrijama u kojima komponente moraju preživjeti ekstremnu toplinu bez gubitka oblika ili čvrstoće. Budući da su ugljična vlakna sama po sebi "otporna-na puzanje" (ne istežu se niti deformiraju pod dugotrajnim-naprezanjem), nadmašuju većinu metala u okruženjima visoke-topline, visokog-opterećenja.
Ispod su primarne aplikacije kategorizirane prema industriji i specifičnom slučaju upotrebe.
1. Industrija i proizvodnja
Visoko{0}}temperaturne cijevi često se koriste za zamjenu teških čeličnih ili aluminijskih dijelova u tvornicama radi povećanja brzine i preciznosti.
Peći za toplinsku obradu: Koriste se kao valjci ili potporne šipke za pokretne dijelove kroz industrijske pećnice. Za razliku od čelika, neće se iskriviti ili "spustiti" na visokim temperaturama.
Robotski završni-efektori: U ljevaonicama ili proizvodnji stakla, robotske ruke koriste cijevi od karbonskih vlakana za rukovanje vrućim materijalima. Lagana priroda omogućuje robotu da se kreće brže, dok otpornost na toplinu štiti strukturni integritet ruke.
2. Automobilizam i moto sport
U-vozilima visokih performansi smanjenje težine je od vitalnog značaja, ali mnoge komponente nalaze se u blizini motora ili ispuha.
Ispušni toplinski štitovi: Cijevi ili polu{0}}cijevi koje se koriste za pokrivanje ispušnih sustava, štiteći osjetljive elektroničke komponente od toplinskog zračenja. Turbopunjač
Odvođenje kanala: Cijevi od ugljičnih vlakana prenose komprimirani, zagrijani zrak od turba do međuhladnjaka.
Pogonske osovine: Visoko{0}}pogonska vratila mogu generirati unutarnju toplinu kroz visoko-trenje o/min. Visoko-Tg smole sprječavaju omekšavanje osovine tijekom dugotrajnih-velikih brzina.
3. Energija i istraživanje
Vodikove gorivne ćelije: Koristi se u konstrukcijskim kućištima i cjevovodima gdje je upravljanje toplinom stalni izazov.
