江蘇博實科技:鋼管是一種廣泛應用于工業制造的經濟型鋼材,可用于輸送流體和粉末固體,交換熱能,制造機械零部件和容器。碳纖維管是復合材料中典型的先進產品,由碳纖維和樹脂制成,廣泛應用于無人機、工具檢測、導輥等部件。那么,碳纖維管與鋼管相比的性能如何呢?它能取代鋼管嗎?
江蘇博實碳纖維科技有限公司掌握成熟高效的復合成型、袋壓、充氣、纏繞、熱壓罐等成型工藝。擁有碳纖維管、板、成型、熱壓罐、數控加工等生產線,可生產不同規格的碳纖維圓管、方管、彎管、異形管等。今天,博世的李工將分析碳纖維管和鋼管的性能比較。
碳纖維方管
在強度方面,碳纖維的抗拉強度為3萬MPa,碳纖維管與樹脂基質復合后的抗拉強度約為1500MPa,鋼的抗拉強度只有300-600MPa,鋼管(如Q235)抗拉強度只有370MPa-500MP。對比結果顯而易見,碳纖維管的抗拉荷載能力遠強于鋼管。
碳纖維管的密度只有1.6g/cm三、鋼管密度為7.8g/cm3.密度越小,重量越清晰,減肥效果越明顯。碳纖維管的應用有助于提高無人機、機械臂、醫療器械等產品或設備的工作效率。由于鋼管重量過大,會對產品的使用效果、準確性和工作效率產生一定的影響。例如,傳統的機械臂由鋼或鋁合金等金屬材料制成。在操作過程中,由于機械臂重量過大,經常會出現定位偏差、產品返工率等現象,從長遠來看,會造成材料浪費和產品成本增加。
碳纖維圓管
在耐疲勞性方面,鋼管等金屬材料的疲勞強度極限為自身抗拉強度的30%-50%,而碳纖維管的疲勞強度極限為自身抗拉強度的70%-80%。碳纖維管在長期交替載荷下工作時,性能更穩定,使用壽命更長。此外,管道主要用于結構部件,可發揮支撐作用。鋼管等金屬管產生裂紋后,損壞程度會繼續加重,可能導致突然斷裂,導致事故。碳纖維管的斷裂通常經歷一系列的過程,如基體損傷、開裂、界面脫粘和纖維斷裂。當少數纖維斷裂時,載荷將通過基體的傳遞分散到其他完好無損的纖維上,以確保安全。
從上面可以看出,與鋼管相比,碳纖維管具有明顯的性能優勢,在大多數應用中仍能滿足替代條件。但由于成本和技術限制,碳纖維管不能形成大規模生產,價格昂貴,普及應用相對困難,鋼管生產技術和工藝相對成熟,成本相對較低,市場普及率相對較高。
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