VaRTM是一种创新的船舶维修技术，它能够实现在船只停泊的情况下进行原位维修，大大节省了维修时间和成本，提高了船只的运行效率。这种技术的广泛应用将对船舶制造业产生深远影响，推动其向更加智能化、高效化的方向发展。
近日，日本东丽(Toray)宣布，其用于船舶原位维修的真空辅助树脂转移成型(VaRTM)工艺最近获得美国船级社(ABS)型式认证。该工艺也使东丽成为世界上第一家获得ABS型式认证的公司。
这一技术此前已于2021年获得ABS批准，主要应用于海上浮式生产、储存和卸载(FPSO)和海洋浮式储油卸油装置(FSO)，涉及将碳纤维增强塑料(CFRP)应用于修补船舶腐蚀区域。这一技术的突破性在于其能够在船舶现场进行修复，大大缩短了维修时间，降低了维修成本。
ABS是一家全球领先的船舶和海洋工程设备认证机构，其型式认证是对其产品安全性、性能和质量的认可。此次东丽获得ABS型式认证，意味着其VaRTM工艺已经达到了国际先进水平，具有较高的市场竞争力。
图源：东丽
传统的FPSO和FSO维护作业较为繁琐。这其中通常涉及使用钢材进行焊接修补，需要较多的人工和设备支持，且热作业一定程度上也影响石油和天然气的连续生产。
为解决这一痛点，在2020年，东丽和日本这一领域唯一的专业公司MODEC合作联合开发了VaRTM修复工艺，用于FPSO和FSO的不停机维护作业。
据公开信息，上述工艺步骤与传统真空辅助转移成型类似，主要涉及：
①将东丽TORAYCATM碳纤维编织织物应用于需要修补的现有钢结构表面，这种织物具有出色的强度和弹性。
② 用塑料薄膜覆盖织物，真空密封，注入环氧树脂，然后通过将CFRP固化粘合到钢结构上以完成修复。
这一原位工艺的优势在于：便于运输、维修方便;此外由于不涉及热作业，可最大限度地减少了对油气生产的影响。
为该技术提供认证的美国船级社(ABS)是世界领先的船级社之一，全球约半数的FPSO及FSO是ABS认证船。此次东丽新技术的通过认证使这些船舶能够采用上述VaRTM工艺，从而可减少船舶维修工程审查和验证所需的时间。
图源：东丽
不过从工艺原理可知，该技术在修复大面积腐蚀方面效果出色，但对于另一种常见的点蚀腐蚀修复则不太适用。
针对点蚀修复，东丽去年也开发了贴片技术。2023年12月18日，日本东丽联合MODEC宣布，他们共同开发了一种用于海上船舶及作业设备点蚀修复的CFRP贴片技术，适用于MODEC旗下FPSO及FSO系统修复业务。
贴片技术可更简便的解决点腐蚀的修复问题。通过将预制的CFRP贴片粘接到点蚀腐蚀处，无需真空泵等设备辅助的情况下可将修复工作人员减少一半，同时缩短修复时间。
事实上碳纤维复合材料由于其独特性能，十分适用于加固修复应用，且已有多年历史。
从结构加固性能考量，一般采用的是聚丙烯腈(PAN)基碳纤维，可符合承重结构的加固和安全耐久性需求。此外相对而言12K及以下小丝束碳布的抗拉强度较为稳定，因此更适合用作修复。
从性能来看，CFRP的抗拉强度远高于钢筋和混凝土等，弹性模量、密度等也有较大优势，可在不影响原有结构的情况下起到保护和加固作用。此外CFRP对比金属也具备更好的抗腐蚀和抗疲劳等耐久性能。
从加工方面来看，无论是采用涂布、真空辅助浸渍、预浸料贴片等多类形式，大部分工艺工序简单、所需人工少、应用范围广泛、施工工期短。对比常规修复或加固工艺流程和设备需求而言都有较大优势。
据悉除上述海洋防腐应用外，东丽的原位VaRTM修复技术目前已应用于输电塔腐蚀修复，此外也正在推进应用于修复和加固钢桥、钢结构建筑和其他结构。
对于此次获得ABS认证，东丽公司表示非常高兴。他们表示，这不仅证明了VaRTM技术的卓越性能，也显示了他们在研发和创新方面的坚持和努力。未来，东丽公司将继续致力于提升技术水平，为客户提供更优质的产品和服务。
我们期待看到VaRTM技术在船舶行业的广泛应用，相信它将为推动船舶制造业的发展做出重要贡献。同时，也期待看到更多来自日本和全球的优秀技术和创新在中国市场得到认可和应用。
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