日前，中国石化上海石化股份有限公司生产的碳碳复合新材料成功用于制造抗酸防腐风机叶轮。5月14日，记者在上海石化炼油部烷基化装置现场，看到这台尚未安装的黑色风机叶轮。“叶轮直径75厘米、厚度20厘米，看上去不起眼，却能抗冲刷、耐强酸。”装置主任陶嵘说，“很快装置要停车检修，新的叶轮更换上去进行上机验证。”

   陶嵘带记者来到烷基化装置控制室，指着工艺流程图中的风机K-8300介绍，因涉酸工况，K-8300又称酸雾风机，原设计是不锈钢SS316L材质，寿命一般不超过3个月。后来对叶轮进行防酸涂层，但5个月左右涂层会出现局部起皮剥离，甚至腐蚀开裂。

   制造这台碳纤维叶轮，有什么技术含量？记者来到上海石化先进材料创新研究院寻求答案。

   在研究院实验室，碳纤维专家黄胜德正为客户量身定制碳纤维筋。只见由不同规格、不同性能碳纤维组成的丝束通过模具，一条碳纤维筋缓缓拉挤成型，类似钢筋，但比钢筋强度更高。

   “碳纤维最广泛的应用，是采用‘碳纤维+树脂’传统工艺制备成碳纤维树脂复合材料。”黄胜德介绍，“而碳纤维叶轮采用的是碳碳复合新材料，是由碳纤维和基体碳组成的多相材料，技术含量高、制备工艺难。”

   黄胜德与设备动力部、炼油部相关人员共同参与了K-8300风机叶轮技术攻关。针对生产难题，攻关小组与科研单位、制造企业协同，创造性地将高性能碳碳复合新材料应用到叶轮领域。“碳碳复合新材料在风机叶轮领域应用，是碳纤维深化应用的又一次创举，再拔头筹。”先进材料创新研究院总经理沈伟说。

   据了解，中国石化系统内有6家企业建有烷基化装置，均存在风机K-8300叶轮腐蚀问题。有的企业对叶轮进行防腐涂层处理，有的企业对叶轮材料进行更换，但前者运行时间短，后者材料价格高。“碳纤维叶轮使用寿命是现有材料的10倍以上，性价比高。”沈伟说，这将解决烷基化装置因风机叶轮腐蚀造成运行时间短的难题，为国内同类装置提供借鉴。

   从碳纤维树脂复合材料应用，到碳纤维碳碳复合新材料应用，上海石化在多个应用领域拔得头筹。在上海石化碳纤维展示馆，专利墙上数百张专利证书，勾画出碳纤维产业迭代升级和产品应用的足迹。

   ——碳纤维复合材料抽油杆，工艺技术达到领先水平，可绵延数千米，推进到地层深处。油田采油工表示，这不仅解放了几十年来将金属套杆一根根连接起来的重体力活，而且碳纤维耐腐蚀、质量轻，降低了采油成本。

   ——采用大丝束碳纤维筋制作的碳纤维吊杆，成功应用于青岛海口路跨风河大桥，成为我国首个应用大丝束碳纤维索锚体系的桥梁工程。

   ——采用轻质高强碳纤维复合材料制成的车头罩，为广州高速地铁“湾区蓝”列车减重，在国内尚属首列。

   ——吉林通榆风场，采用碳纤维复合材料制成的全球最长的陆上风电叶片，于2024年进行挂机试验，一个风电机组的扫风面积就相当于8个标准足球场。

   “在碳纤维市场激烈的竞赛中，只有深化创新应用才能拔得头筹。”沈伟说。2024年，上海石化投用碳纤维复合材料实验基地，满足实验需求且具备批量生产能力，形成从复合材料开发到应用的系列解决方案，进一步发挥产学研用一体化优势，为打造世界一流碳纤维产业基地提供技术支撑。

   “今年4月，上海石化年产3万吨大丝束碳纤维异地建设项目在内蒙古鄂尔多斯开工建设。我们将以建设国内头部碳纤维公司为目标，加快项目建设步伐。随着碳纤维产能规模扩大，公司将持续开拓产品应用领域，提升品牌效应和市场占有率，为下游企业提供更为丰富的应用场景。”上海石化副总经理黄翔宇说。