Das Fackelteam von Shanghai Petrochemical hat denKohlenstofffaserDie Herstellung des Fackelgehäuses bei 1000 Grad Celsius stellte eine schwierige Herausforderung dar und führte zur erfolgreichen Produktion der Fackel „Flying“. Sie ist 20 % leichter als herkömmliche Gehäuse aus Aluminiumlegierung und zeichnet sich durch ihre Leichtigkeit, Robustheit und Ästhetik aus.
Im Januar 2022 installierte das Forschungsteam von Shanghai Petrochemical für die Fackel „Flying“ Wasserstofftanks in Peking.
Shanghai PetrochemicalKohlenstofffaserProduktionslinie
Yongjun Hu
Die Olympischen Spiele 2024 in Paris stehen kurz bevor, die Athleten sind startbereit, die Fans voller Vorfreude. In diesem Zusammenhang denken wir unweigerlich an die Olympischen und Paralympischen Winterspiele 2022 in Peking zurück. Als offizieller Partner dieser Spiele hat SINOPEC seine Aufgaben und Verpflichtungen aktiv wahrgenommen, sich an den Vorbereitungsarbeiten beteiligt und sich dem Bau der Sportstätten, der Energieversorgung, dem Materialschutz und den Freiwilligendiensten gewidmet. Unter anderem übernahm SINOPEC die Federführung bei der Forschung, Entwicklung und Serienproduktion der Olympischen Winterfackel und realisierte damit die weltweit erste ihrer Art.KohlenstofffaserVerbundwerkstoff zur Herstellung der olympischen Fackelhülle, was den „Grünen Olympischen Spielen“ zugutekommt.
Herkunft
Die Verantwortung der zentralen Unternehmen konsequent wahrnehmen, damit die „schwarze Gold“-Kohlenstofffaser zur Fackel der Olympischen Winterspiele wird
Im Jahr 2018 empfing Shanghai Petrochemical eine Delegation, der auch einige Sportler angehörten. Huang Xiangyu, stellvertretender Geschäftsführer von Shanghai Petrochemical, stellte stolz die Kohlenstofffasertechnologie von SINOPEC vor: „Kohlenstofffasern wiegen nur ein Viertel der Masse von Stahl, sind aber sieben- bis neunmal stärker. Unsere Kohlenstofffasern eignen sich nicht nur für die Herstellung der olympischen Fackel, sondern sind auch leichter und stabiler.“
Es war eine solch beiläufige Bemerkung, die den Beginn der Beziehung zwischen Shanghai Petrochemical und der Fackel der Olympischen Winterspiele markierte.
Im April 2020 rief das Organisationskomitee der Olympischen Winterspiele in Peking die gesamte Gesellschaft öffentlich dazu auf, Designvorschläge für das Aussehen der Fackel einzureichen. Man dachte sofort an die Kohlefasertechnologie von SGPC und sondierte die Möglichkeiten einer Zusammenarbeit.
Die Zeit drängt, die Aufgabe ist umfangreich und die Anforderungen sind hoch – wird es funktionieren oder nicht?
„Wir können es nicht nur, wir müssen es auch gut machen!“ Shanghai Petrochemical nimmt die Verantwortung eines zentralen Unternehmens nach jahrelanger harter Arbeit entschlossen wahr.KohlenstofffaserNachdem das Feld die fortschrittliche Technologie beherrschte, ergriff es die Initiative, die Aufgabe der Entwicklung der Fackel für die Olympischen Winterspiele in Angriff zu nehmen.
„Die Parteigruppe des Konzerns misst dem Konzern große Bedeutung bei und hat wiederholt angeordnet, dass die olympische Winterfackel mit modernster Technologie ausgestattet sein muss, um die Stärke der wissenschaftlichen und technologischen Innovationskraft von SINOPEC zu demonstrieren und das Unternehmensimage von SINOPEC als politisch orientiertes, die Gesamtsituation berücksichtigendes und verantwortungsbewusstes Unternehmen zu unterstreichen“, erinnerte sich Huang Xiangyu. „Unser gesamtes Team war hochmotiviert und voller Kampfgeist!“
Shanghai Petrochemical hat zum ersten Mal ein Team für den Einsatz von Fackeln aufgestellt und dabei die Federführung bei der Organisation des entsprechenden Kooperationsteams übernommen, um Forschung und Entwicklung von Kohlenstofffasern für die Fackelhülle durchzuführen. Es gibt ein klares Leitbild, einen Zeitplan und die Verantwortung, die hohe Qualität bei der Erfüllung dieser großartigen Aufgabe sicherzustellen.
„Da das Designprogramm für die olympische Fackel noch nicht veröffentlicht war, haben wir, um den Termin einzuhalten, im Vorfeld anhand des Designs der Fackel der Olympischen Spiele 2008 in Peking geübt und mehrere Fackeln angefertigt. Die Praxis hat gezeigt, dass die Kohlefaserfackel nicht nur den Stil beibehält, sondern auch leichter und stabiler ist. Wir alle betrachten das als Erfolg!“, erklärte Lin Shengbing, Geschäftsführer des Shanghai Petrochemical Advanced Materials Innovation Research Institute.
Am 22. September 2020 beschloss das Büro des Vorsitzenden des Organisationskomitees der Olympischen Winterspiele in Peking, die Fackel für die Olympischen und Paralympischen Winterspiele in Peking unter dem Namen „Flying“ zu entwerfen. Um das Konzept der „Grünen Olympischen Spiele“ besser umzusetzen, wird die Winterfackel innovative Wasserstoff- und Kohlenstofffasertechnologie nutzen. Am 23. September 2020 hielt das Organisationskomitee der Olympischen Winterspiele in Peking eine Sitzung ab, an der neben den Designern auch Experten von Shanghai Petrochemical Carbon Fiber Materials und Aerospace Science and Technology Hydrogen Combustion teilnahmen.
Tackle
Der Kampf um gemeinschaftliche Innovation beginnt mit „schwarzer Technologie“, um die olympische Winterfackel „leicht, robust und schön“ zu gestalten.
Aufgrund des erfolgreichen Vortests war das Team des Brandanschlags bei Shanghai Petrochemical voller Zuversicht. Doch die Realität holte sie schnell ein.
„Als wir im Oktober 2020 die vom Designteam 3D-gedruckten Brennermuster erhielten, waren wir alle verblüfft“, sagte Shen Haijuan, Direktorin der Forschungs- und Entwicklungsabteilung des Shanghai Petrochemical Advanced Materials Innovation Research Institute.
Die Designer der Hände des „Flyer“, die Form des fließenden, in inneren und äußeren Riemen unterteilten Riemens, müssen perfekt zusammenpassen. Wie man das machtKohlenstofffaserKann die Fackelhülle die unregelmäßige Form der Herausforderung annehmen und gleichzeitig den Feuer- und Hitzetests standhalten? Obwohl der „Flyer“ größer ist als die olympische Fackel von Peking 2008, ist er immer noch recht klein. Wie lässt sich im beengten Raum des Wasserstoffspeichers und des Brenners eine volle und helle Flamme gewährleisten und gleichzeitig sicherstellen, dass der Wasserstoff ausreichend lange brennt?
Schwierigkeiten und Herausforderungen folgten Schlag auf Schlag, woraufhin sich das Fackelteam in zwei Lösungsansätze aufteilte. Zum einen leitete ein Team der Donghua-Universität und der Yunlu Composite Company die Entwicklung und Produktion der 3D-Stricktechnologie für das Fackelgehäuse, einschließlich Lasergravur, Farbbeschichtung und Montage, um die dynamische Form der Fackel bestmöglich wiederherzustellen. Zum anderen forschte und entwickelte die Nuclear Group Nuclear Eight und die Kubei Chemical Company Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoffe, um die Anforderungen an Hochtemperatur- und Feuerbeständigkeit der Fackel zu erfüllen. Zum anderen kooperierten wir mit der Aerospace Science and Technology Group und der Aerospace Science and Industry Group, um den inneren Flatterriemen bzw. das Verbrennungssystem für Wasserstoff- und Propangasfackeln zu entwickeln.
Ein gemeinsamer Innovationswettbewerb rund um den „Flyer“ ist in vollem Gange. Innerhalb von drei Monaten hat das Entwicklerteam bei der Entwicklung des Brennergehäuses eine Reihe technischer Probleme nacheinander gelöst und dabei von der Kohlefaserproduktion über die Herstellung des Verbundmaterials bis hin zur finalen Produktanwendung eine Komplettlösung geschaffen.
Die Kohlefaser-Taschenlampe ist leicht und robust und bietet im Vergleich zu früheren Modellen aus Aluminiumlegierung auch bei niedrigen Wintertemperaturen ein besseres Handling. Allerdings ist Kohlefaser selbst nicht hitzebeständig, geschweige denn feuerbeständig, was eine der größten Herausforderungen darstellt. Um dieses Problem zu lösen, haben Shanghai Petrochemical und die China National Nuclear Corporation gemeinsam eine Hochleistungs-Kohlefaser-Taschenlampe entwickelt.Harzeund Kohlenstofffasern aus Kohlenstofffaserverbundwerkstoffen, und durch den Anpassungsprozess wird die obere Hälfte des Brennerbrenners einer Hochtemperatur von mehr als 1.000 Grad Celsius ausgesetzt, wodurch die bei der Hochtemperatur-Herstellung auftretenden Probleme wie Blasenbildung, Rissbildung und andere Schwierigkeiten der Brennerhülle effektiv gelöst werden.
Die Verwendung von Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoffen für die Herstellung des olympischen Fackelgehäuses ist nicht nur eine Weltneuheit, sondern auch eine Innovation, die es ermöglicht, das Gewicht des Fackelgehäuses um 20 % gegenüber einem Gehäuse aus Aluminiumlegierung zu reduzieren und so die Eigenschaften „leicht, robust und schön“ zu demonstrieren.
Nach fachlicher Begutachtung und praktischen Tests erwies sich die Kohlenstofffaser-Wasserstofflampe als sicher und zuverlässig, widerstandsfähig gegen Wind- und Regenstürme der Stärke 10 und einsetzbar bei extremen Kältebedingungen. Bei der Lösung komplexer Probleme wurden die Anforderungen an geringes Gewicht, Miniaturisierung und Formgenauigkeit berücksichtigt.
Nach der offiziellen Vorstellung der „fliegenden“ Fackel, der Winterolympiafackel, die traditionelle Merkmale der chinesischen Nation mit moderner Technologie verbindet, wurde sie hoch gelobt.
Massenproduktion
Die Massenproduktion von Handfackeln soll aufgenommen werden, um die reibungslose Weitergabe der olympischen Winterfackel „über die Berge und über das Meer“ zu gewährleisten.
Nach „991 Schwierigkeiten“ lieferte das Fackelteam eine perfekte Lösung. Doch bevor die Feierlichkeiten richtig losgehen konnten, wartete bereits die nächste Herausforderung: Im März 2021 beauftragte das Organisationskomitee der Olympischen Winterspiele in Peking SINOPEC, als offiziellen Partner der Spiele, mit der Serienproduktion der Handfackel.
Zu diesem Zweck richtete Shanghai Petrochemical ein Projektteam für die Massenproduktion ein und schuf drei Arbeitsgruppen für die umfassende Koordination, den Geschäftsbetrieb sowie die Produktionsüberwachung und -fertigung, um die Massenproduktion des Brenners umfassend voranzutreiben.
„Als wissenschaftliches Forschungsteam dachten wir zunächst, wir müssten uns nur um die Prozessforschung und die Produktion des Brennergehäuses kümmern. Als wir dann erfuhren, dass wir auch die Massenproduktion übernehmen mussten, war der Druck enorm.“ Guan Zemin, Geschäftsführer von Shanghai Petrochemical, sagte: „Von der Herstellung eines einzigen Brennergehäuses bis hin zu Tausenden von fertigen Brennern – die damit verbundenen Schwierigkeiten sind nicht geringer als bei der Forschung und Entwicklung von Brennergehäusen.“
Nach den Unternehmensbesuchen, der Musterprüfung und der Verifizierung wurden schließlich die Fertigungsbetriebe für die verschiedenen Teile der Olympischen Winterfackel ausgewählt. Ein Komplettprozess, der Fackelgehäuse, inneres Leuchtband, Brennsystem, Zündlampe, Endkontrolle und Auslieferung des Produkts umfasst, wurde in Shanghai, Peking, Jiangsu, Guangdong und Hebei schnell aufgebaut und in Betrieb genommen.
Bei genauer Betrachtung der „Fliegenden“ Fackel erkennt man die Ähnlichkeit zur Form des Hauptfackelturms der Eröffnungsfeier der Olympischen Spiele 2008 in Peking: Ein glückverheißendes Wolkenmuster am unteren Ende geht allmählich in ein Schneeflockenmuster über, das die Olympischen Winterspiele symbolisiert, und mündet schließlich in eine hoch aufsteigende Flamme an der Spitze. Diese kunstvolle Fackel ist nicht nur ein handgefertigtes Kunstwerk, sondern ein wahres Kunstwerk.
Die Massenproduktion von Kunstwerken birgt Herausforderungen hinsichtlich Effizienz, Qualität, Kosten usw., wobei die Effizienz das Hauptproblem darstellt. Um die Massenproduktion termingerecht und in der geforderten Qualität und Menge zu gewährleisten, verfolgt Shanghai Petrochemical den Arbeitsplan „Anlieferung, Optimierung, Abnahme und Massenproduktion“. Der Umsetzungsplan für die Massenproduktion wird erstellt und jedes einzelne Teil – vom inneren und äußeren Flatterband des Brenners über das Muster der Wasserstoffflasche, das Wasserstoffregelventil und den Verbrennungseffekt bis hin zum Aussehen der Flammenlampe und der Bedienfreundlichkeit – schrittweise optimiert.
Mitte September 2021 haben die Serienmuster der Propangasbrenner für die Anzündholzsammlung der Olympischen Winterspiele zwei Vor-Ort-Inspektionen sowie eine externe Prüfung und Abnahme durch das Organisationskomitee der Olympischen Winterspiele in Peking (BOCOG) erfolgreich bestanden. Am 22. September 2021 lieferte Shanghai Petrochemical offiziell 115 Propangasbrenner sowie weitere Zubehörteile wie Anzündlampen und Zündstäbe an das BOCOG und schloss damit die erste Charge der Serienproduktion für das BOCOG erfolgreich ab. Geplant ist, bis Mitte Januar 2022 weitere 1.200 Brenner nach Peking zu liefern.
Am 18. Oktober 2021 wurde die olympische Winterflamme von Peking erfolgreich in Olympia auf dem Peloponnes, Griechenland, der Wiege der Olympischen Bewegung, entgegengenommen. Zwei Mitarbeiter von Shanghai Petrochemical gehörten zum Team, das die Flamme in Athen begleitete und die Willkommenszeremonie für die Flamme in Peking durchführte.
„Als Petrochemikerin weiß ich sehr wohl, welche Bedeutung und Ehre diese Fackel trägt, und ich freue mich sehr, die Anzündholzsammlung und die Begrüßungsmission erfolgreich abgeschlossen zu haben.“ Fu Xiaoqing, Fachkraft für Petrochemie in Shanghai, sagte: „Um die reibungslose Überführung der Fackel am nächsten Tag ‚über die Berge und über das Meer‘ zu gewährleisten, haben wir die ganze Nacht vor der Anzündholzsammlung durchgearbeitet und stündlich die Verbrennungsvorrichtung überprüft, um sicherzustellen, dass alles in Ordnung ist.“
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
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Veröffentlichungsdatum: 23. Juli 2024