إطلاق أول قطار مترو أنفاق تجاري مصنوع من ألياف الكربون في العالم

في 26 يونيو، أُطلق رسميًا في تشينغداو قطار مترو "CETROVO 1.0 Carbon Star Express" المصنوع من ألياف الكربون، والذي طورته شركة CRRC Sifang المحدودة ومجموعة تشينغداو مترو، والمخصص لخط مترو تشينغداو الأول، وهو أول قطار مترو مصنوع من ألياف الكربون في العالم يُستخدم تجاريًا. يتميز هذا القطار بأنه أخف وزنًا بنسبة 11% من عربات المترو التقليدية، ويتميز بمزايا مهمة، منها خفة وزنه وكفاءته العالية في استهلاك الطاقة، مما يُمكّنه من تحقيق نقلة نوعية في مجال الاستدامة البيئية.

في مجال تكنولوجيا النقل بالسكك الحديدية، يعد تخفيف وزن المركبات، أي تقليل وزن الجسم قدر الإمكان تحت فرضية ضمان أداء المركبات وخفض استهلاك الطاقة أثناء التشغيل، هو التكنولوجيا الرئيسية لتحقيق الخضرة وانخفاض انبعاثات الكربون من المركبات السكك الحديدية.

تستخدم مركبات المترو التقليدية بشكل أساسيالفولاذ وسبائك الألومنيوم والمواد المعدنية الأخرى،تُقيّد خصائص المواد، وتواجه صعوبة في خفض الوزن. تُعرف ألياف الكربون، بفضل خفة وزنها ومتانتها العالية وقدرتها على مقاومة التعب والتآكل ومزايا أخرى، بأنها "ملكة المواد الجديدة". تتجاوز قوتها خمسة أضعاف قوة الفولاذ، لكن وزنها أقل من ربع وزن الفولاذ، وهي مادة ممتازة لمركبات السكك الحديدية خفيفة الوزن.

قامت شركة CRRC Sifang المحدودة، بالتعاون مع مجموعة Qingdao Metro ووحدات أخرى، بمعالجة التقنيات الرئيسية مثل التصميم المتكاملألياف الكربونهيكل تحمل الحمل الرئيسي، والتشكيل والتصنيع الفعال ومنخفض التكلفة، والتفتيش والصيانة الذكية الشاملة، وحل مشاكل التطبيقات الهندسية بشكل منهجي، وتحقيق تطبيق مادة ألياف الكربون المركبة على هيكل تحمل الحمل الرئيسي لمركبات المترو التجارية لأول مرة في العالم.

يتكون جسم قطار المترو وإطار العربة والهياكل الحاملة الرئيسية الأخرى منمواد مركبة من ألياف الكربونتحقيق ترقية جديدة لأداء المركبات، مع أخف وزنا وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة، وقوة أعلى، ومرونة بيئية أقوى، وتكاليف تشغيل وصيانة أقل لدورة الحياة الكاملة وغيرها من المزايا التقنية.

أخف وزنًا وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة

من خلال استخداممواد مركبة من ألياف الكربونحققت هذه المركبة انخفاضًا ملحوظًا في الوزن. مقارنةً بمركبات المترو المعدنية التقليدية، انخفض وزن هيكلها المصنوع من ألياف الكربون بنسبة 25%، ووزن هيكل العربة بنسبة 50%، ووزن المركبة بالكامل بنحو 11%، وقل استهلاك الطاقة بنسبة 7% أثناء التشغيل. يمكن لكل قطار خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بحوالي 130 طنًا سنويًا، أي ما يعادل 101 فدان من التشجير.

قوة أعلى وعمر هيكلي أطول

يعتمد قطار المترو على أداء جديد أعلىمواد مركبة من ألياف الكربونتحقيق خفة الوزن مع تحسين قوة الجسم. في الوقت نفسه، بالمقارنة مع استخدام المواد المعدنية التقليدية، تتميز مكونات إطار عربة ألياف الكربون بمقاومة أكبر للصدمات والتعب، مما يطيل عمر الهيكل.

مرونة بيئية أكبر

يُمكّن الهيكل الأخف وزنًا القطار من تحقيق أداء قيادة أفضل، مما يُلبي متطلبات قيود وزن المحور الأكثر صرامة للخطوط، ويُقلل أيضًا من تآكل العجلات والمسارات. كما تعتمد المركبة على تقنية شعاعية نشطة متطورة، تُمكّنها من التحكم النشط في عجلات المركبة لتمريرها عبر المنحنى على طول الاتجاه الشعاعي، مما يُقلل بشكل كبير من تآكل العجلات والسكك الحديدية والضوضاء.أقراص الفرامل المصنوعة من الكربون والسيراميكيتم استخدام إطارات الفرامل ذات المكابح الدوارة، والتي تتمتع بمقاومة أكبر للتآكل والحرارة، لتحقيق خفض الوزن مع تلبية متطلبات أداء الكبح الأكثر تطلبًا.

انخفاض تكاليف التشغيل والصيانة طوال دورة الحياة

مع تطبيقمواد خفيفة الوزن من ألياف الكربونبفضل التقنيات الحديثة، انخفض تآكل عجلات وقضبان قطارات المترو المصنوعة من ألياف الكربون بشكل ملحوظ، مما قلل بشكل كبير من صيانة المركبات والمسارات. وفي الوقت نفسه، وبفضل تطبيق تقنية التوأم الرقمي، حققت منصة التشغيل والصيانة الذكية SmartCare لقطارات ألياف الكربون الكشف والتشخيص الذاتي لسلامة المركبة وسلامتها الهيكلية وأدائها التشغيلي، مما حسّن كفاءة التشغيل والصيانة، وخفض تكاليف التشغيل والصيانة. كما انخفضت تكلفة صيانة القطار طوال دورة حياته بنسبة 22%.

في مجال تكنولوجيا ألياف الكربون لمركبات السكك الحديدية، استفادت شركة CRRC Sifang المحدودة من نقاط قوتها الصناعية، وقامت ببناء منصة كاملة للبحث والتطوير والتصنيع والتحقق من خلال أكثر من 10 سنوات من تراكم البحث والتطوير والابتكار التعاوني لـ "الصناعة والجامعة والبحث والتطبيق"، مما شكل مجموعة كاملة من القدرات الهندسية منألياف الكربونمن التصميم الهيكلي والبحث والتطوير إلى التشكيل والتصنيع والمحاكاة والاختبار وضمان الجودة، وغيرها، لتوفير حلول شاملة لدورة حياة المركبة بأكملها.

في الوقت الحاضر،ألياف الكربونأكمل قطار مترو الأنفاق اختباره التجريبي. ووفقًا للخطة، سيبدأ تشغيله التجريبي لنقل الركاب على خط مترو تشينغداو الأول هذا العام.

في قطاع النقل بالسكك الحديدية الحضرية في الصين، يُعدّ تقليل استهلاك الطاقة، وخفض انبعاثات الكربون، وإنشاء سكك حديدية حضرية خضراء عالية الكفاءة ومنخفضة الكربون، من أهم أولويات تطوير هذه الصناعة. وهذا يُبرز تزايد الطلب على تقنيات خفيفة الوزن لمركبات السكك الحديدية.

مقدمة تجاريةألياف الكربونسوف تلعب دورًا مهمًا في تعزيز التحول الأخضر والمنخفض الكربون للنقل بالسكك الحديدية الحضرية في الصين ومساعدة صناعة السكك الحديدية الحضرية على تحقيق هدف "الكربون المزدوج".

شركة شنغهاي أوريسين لتكنولوجيا المواد الجديدة المحدودة
م: +86 18683776368 (واتساب أيضًا)
ت:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
العنوان: رقم 398، طريق نيو جرين، مدينة شينبانج، منطقة سونغجيانغ، شنغهاي