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2022年2月4日,举世瞩目的北京冬奥会在国家体育场“鸟巢”盛大开幕。经过约1200名火炬手传递的北京冬奥会火炬“飞扬”点燃了国家体育场“主火炬”,至此,中国石化圆满完成冬奥会火炬生产保障任务。
北京冬奥火炬外壳采用了中国石化上海石化研发的碳纤维复合材料制成,解决了氢燃料燃烧时火炬需要耐高温的技术难题。这是全球首次实现以碳纤维复合材料制作奥运火炬外壳,助力“绿色奥运”。中国石化上海石化迎难而上,把火炬量产当作光荣使命,通过发挥上下游产业链优势,加强与火炬设计团队和燃烧系统研制单位的协同,圆满完成了冬奥火炬生产任务。
此外,本次北京冬奥会首次使用氢能作为火炬燃料,也成为一大亮点。往届奥运会大量使用液化天然气或丙烷等气体作为火炬燃料,本次冬奥会开幕式上,由中国石化燕山石化提供的氢气作为燃料点燃了冬奥赛场的“主火炬”,充分体现了北京冬奥会绿色、低碳理念。为保障冬奥会主火炬氢气供给,中国石化燕山石化成立了保障小组,从氢气充装、测试、运输保障等各环节,制定了详细的工作方案和保障措施,确保了所供氢气的高质量安全。
中国石化为火炬“飞扬”披上碳纤维“外衣”。火炬是奥运会中备受关注的元素之一。在北京冬奥组委的组织协调下,中国石化肩负产业链链长责任,牵头负责火炬外壳碳纤维复合材料研发及火炬量产工作。在协作团队的鼎力支持下,共同打通了集火炬外壳、内飘带、燃烧系统、火种灯、终端检测到交付产品为一体的全流程,按时、保质、保量完成了冬奥火炬的量产任务。中国石化上海石化有幸承制美丽的“飞扬”火炬筒身,利用自主研发的产品和技术,采用“黑科技”新材料碳纤维复合材料制作,使“飞扬”集“轻、固、美”等特点于一身,既轻巧又耐高温,能够实现在高于800摄氏度的氢气燃烧环境中正常使用。
据了解,1月18日,由中国石化上海石化牵头研发、量产的1200支“飞扬”火炬在全程专职护卫的护送下安全抵京;1月27日,在北京2022年冬奥会开幕倒计时8天之际,这1200支碳纤维火炬“飞扬”,正式交付北京冬奥组委,并于2月2日开始传递,拉开了北京冬奥会的序幕。
碳纤维是一种力学性能优异的新材料,其质量是钢的四分之一,强度却是钢的七至九倍,被誉为材料中的“黑黄金”。中国石化拥有自主知识产权开发的碳纤维技术,申请专利居国内第一、全球第三,并且是国内第一家、全球第四家大丝束碳纤维生产企业。
此次冬奥会火炬采用了三维编织技术,这是碳纤维成型当中的一个技术突破。生产车间里,一条条黑色丝束,每一束都包含着1.2万根碳纤维丝。经过三维立体编织,最终就像“织毛衣”一样织成了火炬外壳,看不出任何接缝与孔隙,整个造型浑然一体。此外,中国石化上海石化与协作单位一起攻关,引入高性能树脂与碳纤维一起制成碳纤维复合材料,有效解决了在高温制备过程中火炬外壳起泡、开裂等难题,达到了既能够耐温又能够耐火的要求,实现了在燃烧温度大于800℃的氢气燃烧环境下正常使用。
中国石化用“洁净能源,为冬奥加油”。作为“双奥企业”,中国石化始终致力于服务冬奥、保障冬奥、推广冬奥,以洁净能源,为冬奥加油。能源保障方面,在北京、河北布局了49座油品保供站、29座LNG加气站、4座加氢站,在燕山石化建成了氢气纯度达到99.999%的高纯氢生产装置,保障北京冬奥会期间“油气氢”能源供应。同时,中国石化在北京全面销售京六B清洁油品,专门研发了车辆适应性更好、动力性能更为优异的“爱跑98”汽油,环保绿色的东海牌沥青产品,以及长城品牌节能型发动机油等系列绿色新品,助力“绿色奥运”。此外,冬奥会安保民警防寒衣装的保暖“内芯”70%是采用中国石化仪征化纤研发生产的新材料制成,为冬奥加油“保暖”。冬奥文化活动方面,启动了“洁净加油团”行动,让境内外员工有机会成为服务冬奥的一员;把3万座加油站打造成服务绿色奥运的平台,全力为冬奥奉献洁净产品、提供洁净服务;策划开展了“加油冬奥、圆梦冰雪——中国石化点亮希望行动”,把贫困地区的孩子们带到北京、走进奥运场馆,让他们了解冬奥、了解奥林匹克精神,体验冬季体育运动的魅力。
【延伸素材】
什么是碳纤维?
碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度新型纤维材料,力学性能优异,质量是钢的四分之一,强度却是钢的七至九倍,并且还具有耐腐蚀的特性,被称为“新材料之王”,也被称为“黑黄金”,可广泛应用于飞机部件、轨道交通原材料、车身制造等,在各行各业有着广泛的应用前景。
碳纤维技术有着森严的技术壁垒,此前只有日本、美国等少数发达国家拥有并掌握,中国石化上海石化是国内较早研发碳纤维并进行产业化生产的企业。早在2012年,该公司采用自主研发的碳纤维成套技术,生产12K小丝束碳纤维。2018年,该公司成功试制出了具有国际先进水平的48K大丝束碳纤维。2021年1月,国内首个48K大丝束碳纤维项目在该公司开工建设,该项目投产后将一举改变我国大丝束碳纤维全部依赖进口、长期供不应求的局面,预计今年一期工程建成投产。中国石化拥有自主知识产权开发的碳纤维技术,目前申请专利居国内第一、全球第三,并且是国内第一家、全球第四家大丝束碳纤维生产企业。
据了解,国内每束碳纤维基本处于0.1万根-1.2万根之间,称为小丝束碳纤维,而每束碳纤维根数大于4.8万根(简称48K)的称为大丝束碳纤维。48K大丝束最大的优势,就是在相同的生产条件下,可大幅度提高碳纤维单线产能和质量性能。