إطلاق أول قطار أنفاق تجاري في العالم مصنوع من ألياف الكربون

في السادس والعشرين من يونيو، تم تدشين قطار الأنفاق المصنوع من ألياف الكربون "CETROVO 1.0 Carbon Star Express" رسميًا في مدينة تشينغداو، وهو أول قطار أنفاق في العالم مصنوع من ألياف الكربون يُستخدم للتشغيل التجاري. وقد طورته شركة CRRC Sifang Co., Ltd ومجموعة مترو تشينغداو لصالح خط مترو تشينغداو رقم 1. يتميز هذا القطار بخفة وزنه بنسبة 11% مقارنةً بقطارات الأنفاق التقليدية، ما يمنحه مزايا هامة كخفة الوزن وكفاءة استهلاك الطاقة، ويساهم في تطويره ليصبح أكثر استدامةً وصديقًا للبيئة.

في مجال تكنولوجيا النقل بالسكك الحديدية، يعتبر تخفيف وزن المركبات، أي تقليل وزن الهيكل قدر الإمكان مع ضمان أداء المركبات وخفض استهلاك الطاقة للتشغيل، هو التقنية الرئيسية لتحقيق جعل مركبات السكك الحديدية صديقة للبيئة ومنخفضة الكربون.

تستخدم مركبات مترو الأنفاق التقليدية بشكل رئيسيالفولاذ، وسبائك الألومنيوم، ومواد معدنية أخرى،نظراً لقيود خصائص المواد، ومواجهة معضلة تقليل الوزن، تُعرف ألياف الكربون بـ"ملك المواد الجديدة" لما تتمتع به من خفة وزن، وقوة عالية، ومقاومة للإجهاد والتآكل، وغيرها من المزايا. فقوتها تفوق قوة الفولاذ بأكثر من خمسة أضعاف، بينما يقل وزنها عن ربع وزن الفولاذ، مما يجعلها مادة ممتازة لمركبات السكك الحديدية خفيفة الوزن.

قامت شركة CRRC Sifang المحدودة، بالتعاون مع مجموعة مترو تشينغداو ووحدات أخرى، بمعالجة التقنيات الرئيسية مثل التصميم المتكامل لـألياف الكربونالهيكل الرئيسي الحامل للأحمال، والتشكيل والتصنيع الفعال ومنخفض التكلفة، والفحص والصيانة الذكية الشاملة، وحل مشاكل التطبيق الهندسي بشكل منهجي، مما أدى إلى تطبيق مادة ألياف الكربون المركبة على الهيكل الرئيسي الحامل للأحمال لمركبات المترو التجارية لأول مرة في العالم.

يتكون هيكل قطار الأنفاق وإطار العربة وغيرها من الهياكل الحاملة الرئيسية منمواد مركبة من ألياف الكربون، مما يحقق ترقية جديدة لأداء المركبة، مع وزن أخف وكفاءة أعلى في استهلاك الطاقة، وقوة أكبر، ومرونة بيئية أقوى، وانخفاض تكاليف التشغيل والصيانة طوال دورة الحياة، ومزايا تقنية أخرى.

أخف وزناً وأكثر كفاءة في استهلاك الطاقة

من خلال استخداممواد مركبة من ألياف الكربونحققت المركبة انخفاضًا ملحوظًا في الوزن. فمقارنةً بمركبات الأنفاق المعدنية التقليدية، انخفض وزن هيكل مركبة الأنفاق المصنوعة من ألياف الكربون بنسبة 25%، ووزن إطار العربة بنسبة 50%، وانخفض وزن المركبة بالكامل بنحو 11%، وانخفض استهلاك الطاقة التشغيلية بنسبة 7%. وبذلك، يُمكن لكل قطار أن يُقلل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنحو 130 طنًا سنويًا، أي ما يُعادل تشجير مساحة 101 فدان.

قوة أعلى وعمر هيكلي أطول

يعتمد قطار الأنفاق على أداء جديد أعلىمواد مركبة من ألياف الكربونيُحقق ذلك خفة الوزن مع تحسين قوة الهيكل. وفي الوقت نفسه، بالمقارنة مع استخدام المواد المعدنية التقليدية، تتمتع مكونات إطار عربة ألياف الكربون بمقاومة أقوى للصدمات، ومقاومة أفضل للإجهاد، مما يطيل عمر خدمة الهيكل.

مرونة بيئية أكبر

يُتيح الهيكل الأخف وزنًا للقطار أداءً أفضل أثناء القيادة، ما يُلبي متطلبات الحد الأقصى لوزن المحور الأكثر صرامة للخطوط، ويُقلل أيضًا من تآكل العجلات والسكك الحديدية. كما يعتمد القطار تقنية شعاعية نشطة متطورة، تُتيح التحكم الفعال في عجلات القطار لاجتياز المنحنى في الاتجاه الشعاعي، ما يُقلل بشكل ملحوظ من تآكل العجلات والسكك الحديدية والضوضاء.أقراص فرامل من السيراميك الكربونيتُستخدم هذه المواد، التي تتميز بمقاومة أكبر للتآكل والحرارة، لتحقيق تقليل الوزن مع تلبية متطلبات أداء الكبح الأكثر صرامة.

انخفاض تكاليف التشغيل والصيانة طوال دورة حياة المنتج

مع تطبيقمواد خفيفة الوزن من ألياف الكربونبفضل التقنيات الحديثة، انخفض تآكل عجلات وسكك قطارات المترو المصنوعة من ألياف الكربون بشكل ملحوظ، مما قلل بشكل كبير من صيانة المركبات والسكك. في الوقت نفسه، ومن خلال تطبيق تقنية التوأم الرقمي، حققت منصة التشغيل والصيانة الذكية SmartCare لقطارات ألياف الكربون الكشف الذاتي والتشخيص الذاتي لسلامة وسلامة الهيكل وأداء التشغيل للمركبة بأكملها، مما حسّن كفاءة التشغيل والصيانة وخفض تكاليفهما. وقد انخفضت تكلفة صيانة دورة حياة القطار بالكامل بنسبة 22%.

في مجال تكنولوجيا ألياف الكربون لمركبات السكك الحديدية، قامت شركة CRRC Sifang المحدودة، مستفيدةً من نقاط قوتها الصناعية، ببناء منصة متكاملة للبحث والتطوير والتصنيع والتحقق من خلال أكثر من 10 سنوات من تراكم البحث والتطوير والابتكار التعاوني "الصناعة - الجامعة - البحث - التطبيق"، مما يشكل مجموعة كاملة من القدرات الهندسية منألياف الكربونمن التصميم الهيكلي والبحث والتطوير إلى التشكيل والتصنيع، مروراً بالمحاكاة والاختبار وضمان الجودة، وصولاً إلى توفير حلول متكاملة لدورة حياة المركبة بأكملها.

في الوقت الحالي،ألياف الكربونأكمل قطار الأنفاق اختبارات النوع في المصنع. ووفقًا للخطة، سيتم تشغيله تجريبيًا لنقل الركاب على خط مترو تشينغداو رقم 1 خلال هذا العام.

في الوقت الراهن، يُعدّ تقليل استهلاك الطاقة وخفض انبعاثات الكربون وإنشاء نظام سكك حديدية حضرية خضراء عالية الكفاءة ومنخفضة الكربون أولوية قصوى لتطوير قطاع النقل بالسكك الحديدية الحضرية في الصين. وهذا بدوره يُولّد طلباً متزايداً على تقنيات خفيفة الوزن لمركبات السكك الحديدية.

إدخال التجارةألياف الكربونسيساهم قطار الأنفاق في تطوير الهيكل الرئيسي لعربات الأنفاق من الفولاذ وسبائك الألومنيوم وغيرها من المواد المعدنية التقليدية إلى ألياف الكربون، مما يكسر عقبة تقليل وزن الهيكل المعدني التقليدي، ويحقق نقلة نوعية في تكنولوجيا قطارات الأنفاق الصينية خفيفة الوزن، ويعزز التحول الأخضر والمنخفض الكربوني لقطاع النقل بالسكك الحديدية الحضرية في الصين، ويساعد صناعة السكك الحديدية الحضرية على تحقيق هدف "النقل المزدوج الكربوني".

شركة شنغهاي أوريسين لتكنولوجيا المواد الجديدة المحدودة
رقم الهاتف: +86 18683776368 (واتساب أيضاً)
هاتف: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
العنوان: رقم 398، طريق نيو جرين، بلدة شينبانغ، مقاطعة سونغجيانغ، شنغهاي