江苏博实科技:2013年5月30日,法国圣丹尼,一列巴黎至里昂的高速火车发生火灾;2015年8月2日法国南部,一辆高铁起火,造成了300人的紧急疏散;日本等国也曾发生过高铁火灾。2018年1月25日,由青岛开往杭州东的G281次列车运行至定远站停车,2号车厢冒烟,导致京沪高铁6趟列车停运。一系列的事故引发了人们对轨道交通车辆安全性的反思。那么,碳纤维复合材料在轨道交通车辆领域应用能否解决这个问题呢?
首先,碳纤维若要应用在轨道交通车辆上,除了满足强度、刚度、减重方面的要求,安全性能是否能够满足高铁的使用需求。安全性的核心在于防火,高铁车厢是一个密闭的空间,如果发生火灾,乘客是不能够及时逃避的。材料阻燃性能的优劣是决定安全事故程度的关键。
碳纤维复合材料应用于轨道交通领域中,防火性能是关键。所谓的防火,要涉及四个方面的内容,阻燃性、烟密度、熔滴性、烟毒性。
一、阻燃性
首先阻燃性,指材料具有明显推迟火焰蔓延的特性。也就是火焰烧到到复合材料部件上,无法继续向前蔓延。通常用产品燃烧破坏长度或者燃烧熄灭时间来判断阻燃性的好坏。例如德国铁路车辆防火标准D5510-2对阻燃性分为 S2-S5(S2/S3/S4/S5)四个等级,分别要求:
DIN5510-2 S2级要求:产品燃烧破坏长度不超过30cm。
DIN5510-2 S3级要求:产品燃烧破坏长度不超过25cm且后燃烧时间不超过100s。
DIN5510-2 S4级要求:产品燃烧破坏长度不超过20cm且后燃烧时间不超过10s。
DIN5510-2 S5级要求:产品燃烧破坏长度:无且后燃烧时间:无。
二、烟密度
烟密度就是指在火焰蔓延的时候,产生的烟雾量是多少。一般来讲,烟雾量少,对人体的危害就越小,反之,则危害越大。烟密度主要是利用光线通过烟雾时的衰减程度进行评判。光线衰减越大,烟密度越大,光线衰减越小,烟密度越小。D5510-2将烟密度分为3个等级,未达到SR1,SR1,SR2,分别要求:
未到SR1的光衰减大于100(%*min)
SR1的光衰减≤100(%*min)
SR2的光衰减≤50(%*min)
三、熔滴性
熔滴性其实很容易就能理解。比如烧塑料制品,塑料被烧成液体,并伴随着火苗往下滴,这就是熔滴。熔滴性差的制品,会加速火势的发展,造成不可挽回的局面。对熔滴性的判定,只有两个标准,产生熔滴和不产生熔滴现象。
D5510-2标准将熔滴性分为2个档次,具体要求如下:
ST1:燃烧有融滴滴落现象;
ST2:无滴落现象。
四、烟毒性
地铁/高铁等车辆的火灾的伤亡中,浓烟引起的窒息死亡远远大于火灾本身造成的死亡,因此对地铁/高铁等材料的烟雾毒性的测试十分必要。D5510-2标准设置毒性指数FED指标来评判烟毒性,通常要求烟毒性指数FED≤1。
江苏博实碳纤维专注碳纤维应用,所定制产品包括JG、航空航天、轨道交通、高端医疗等领域,为国内多家大型企业和研究院所提供碳纤维产品定制。江苏博实碳纤维认为,随着更高时速磁悬浮列车的研发,贴地飞行对车辆减重提出了更高的要求,碳纤维复合材料替换铝合金是大势所趋。