石油与天然气行业有望成为推动碳纤维复合材料高速增长又一引擎

在现如今技术不断进步的时代，无处不在的复合材料已经取得了重大的发展。然而，它很有可能将会取得进一步的进展，而推动这一进展的则归功于石油和天然气以及建筑行业。对于石油和天然气行业，碳钢合金是该行业使用的主要材料，但是复合材料已经有了可以替代碳钢合金的新用途。

除立管外，碳纤维（CF）复合材料还可在陆上和海上碳钢管道的维修中发挥作用，这些管道随着使用年限的增加更容易出现缺陷和故障。CF复合材料维修不涉及动火作业，不关闭管线，与传统金属解决方案相比，交货时间更短。目前已实现将CF复合材料应用于无钻机表面套管维修，从而加快了周转时间，迅速恢复了油井完整性，并实现了显著的成本节约。

为了降低生命周期成本和提高耐腐蚀性，位于沙特阿拉伯达兰的全球能源公司阿美石油公司在其管网中部署了约10000公里的非金属管道，用于水、石油和天然气应用。

这些非金属管道包括增强热塑性管（RTP）、增强热固性树脂管（RTR）和热塑性内衬管。该公司于2016年开始大规模部署非金属管道，又于2018年首次部署了另一种非金属材料——CF，事实证明这可能是CF复合材料向前发展的一个重要组成部分。

沙特阿美部署的热塑性复合材料管的一部分

由于安装速度更快、抗腐蚀性更强、维护和运营成本更低，从而实现了广泛的实际效益和成本节约。

因此，从2018年起阿美公司开始在其运营的多个应用中使用碳纤维复合材料。

此外，长度1.5公里的碳纤维增强热固性树脂（reinforced thermosetting resin，RTR）管道已成功为一家工厂供应柴油。这种嵌入碳纤维的导电RTR管道采用层压连接方法安装，以安全地消散任何静电积聚。RTR管道有助于确保完整性，因为它不会遇到任何内部或外部腐蚀。

碳纤维制造属于能源密集型，但其有益的特性弥补了这一点：碳纤维复合材料管重量轻，可缠绕，对于腐蚀管理和检查的需求也相当有限。虽然高生产成本限制了碳纤维在某些行业的使用，但是在过去八年中，日益增长的需求致使碳纤维价格有所下降——根据订单规模和合同条款，标准级碳纤维的价格从2012年的每公斤30美元降至今天的每公斤20美元左右。

放眼石油和天然气之外，科学家和研究人员正在探索进一步降低成本和扩大碳纤维复合材料在各个市场广泛应用的机会的方法。虽然降低成本仍然是提高碳纤维潜力的关键，但采用新的生产方法可能会在以前无法企及的细分市场开拓复合材料的潜力。