深海潛水器的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一直使用鈦制造耐壓外殼,因此“泰坦號”的碳纖維復(fù)合材料耐壓殼體備受質(zhì)疑。羅德島的一家專門為潛水器建造碳纖維壓力容器的公司(Composite Energy Technologies,CET)編制了一份安全性和可靠性記錄,稱只要容器設(shè)計(jì)和測試得當(dāng),這種材料就可以用于深海潛水器的應(yīng)用。
該公司稱,碳纖維的抗拉性能比抗壓性能好,但只要設(shè)計(jì)和制造得當(dāng),碳纖維在抗拉和抗壓方面都是一種有效的材料。特別需要關(guān)注的是循環(huán)疲勞,因?yàn)樘┨固柺窃诙啻螡撍蟀l(fā)生的事故。據(jù)測試,該公司建造的其他船只在深海壓力下循環(huán)使用了200次,然后發(fā)生了內(nèi)爆。
深海潛水器用的材料在制造過程中面臨一些重要因素,包括所用碳纖維的布局和纖維方向。制造差異可能會破壞預(yù)期結(jié)果,也會決定其最終強(qiáng)度。
碳纖維壓力容器的壁厚
CET稱,有碳纖維無人潛水器在6000米以下的海底運(yùn)行超過6000小時(shí)的例子,是經(jīng)過多次循環(huán)后的真實(shí)環(huán)境。與此同時(shí),OceanGate公司表示,該公司也正在進(jìn)行嚴(yán)格的安全測試。
除了碳纖維船體可能發(fā)生故障外,泰坦號的內(nèi)爆也可能是由于船體和將乘客栓在里面的鈦帽之間的連接處發(fā)生故障,兩種不同的材料以不同的速度膨脹和收縮。
盡管對碳纖維深海潛水器持樂觀態(tài)度,CET也有嚴(yán)格的測試制度,該公司還不準(zhǔn)備讓人進(jìn)入其壓力容器,稱載人碳纖維深海潛水器還有很長一段路要走。
來源:Carbontech