近年来国内碳纤维产业得到迅猛发展,相关产业初具规模。拉挤成型技术作为最成熟和普及的复合材料制备技术,具有快速的生产效率和极高的原料利用率,可以最大限度的发挥纤维沿轴向方向上优异的力学性能,近几年逐步形成一系列标准的工业化产品,尤其是在能源、建筑领域,出现了用于电力输送的碳纤维复合芯导线,油田开采用的碳纤维抽油杆,风力发电叶片用碳纤维加强筋梁等制品。这些应用领域均为连续长度使用,少则数十米,多则成百上千米,甚至是要求高达数千米而不能有任何形式的接头,因此对拉挤制品在轴向方向上各项性能的连续和稳定性上有极为严苛的要求。本文对能源领域中的碳纤维复合芯导线、油田用抽油杆和风电叶片加强筋板的轴向拉挤-环向缠绕-玻纤带包覆一体化成型技术和工程化应用关键技术上开展了研究。对影响复合材料连续拉挤成型过程中质量不稳定因素及影响规律进行了研究。讨论了树脂特性变化以及固化反应的差异性对拉挤产品微观组织结构及宏观性能的影响形式;研究了拉挤产品裂纹、形变等缺陷产生的机理及消除方法;对连续拉挤中、高温树脂体系反应动力学与拉挤工艺控制关系进行了研究,实现了树脂体系在连续拉挤过程中均一、连续稳定固化;研究了影响连续拉挤稳定成型的各项因素以及相互之间的关联关系,对各关键因素实现了可调可控,有效抑制了各种产品制备过程中内部缺陷的产生,实现了拉挤制品的连续稳定化制备。对多层功能复合型碳纤维增强光纤探测杆和电信号缆开展了研制工作。以环向缠绕层对内芯功能部位实现生产过程中的居中定位,以环向包覆高强玻璃纤维带层实现对制品径向的保护和性能的提升。开发了轴向拉挤-环向纤维缠绕-包覆玻纤带一体化成型技术。通过优化成型工艺,改进生产装备,配套各项保障体系,实现生产过程中制品内外结构稳定,高温树脂体系均一固化,并进一步验证制品性能的连续稳定,达到设计要求。实现两个系列产品超长距离连续稳定化制备。对碳纤维复合芯导线和抽油杆工程应用关键技术开展了研究。包括实现长距离力学性能传递的连接金具及配套安装技术,安全施工用的导向装置,连续长度应用所需的抗扭转、防偏磨、断裂保护以及临时夹持装置。根据纤维材料的各项异性以及径向方向性能的差异,对抽油杆施工作业车进行了设计,并在实际现场验证了设备的各项功能,实现了稳定的施工作业工序。在新疆克拉玛依油田、胜利油田以及延长油田开展科研项目并对碳纤维抽油杆进行推广应用,对现场各项采油数据进行汇总和分析,对杆柱设计和采油工艺优选进行了分析和总结,提出了合理化的应用和设计方案,以提高采油效益和并实现能耗控制。在连续拉挤制品施工应用过程中最重要的环节即是连接金具的制作,安装质量直接影响施工的安全性以及产品的综合寿命。而在施工放线作业各项环节中,不可避免的会对杆体径向造成挤压、扭转、弯折或冲击损伤,但此类产品通常表面被包覆金属绞线或有油污,难以通过肉眼发现内部损伤;另一方面在系列产品服役周期过程中,还需要对其进行定期维护和保养,判定产品质量并预测寿命。因此施工质量验收和产品运营维护均需要专业配套的无损检测技术。本文基于X射线成像机理,开发了一款便携式无损探伤仪,系统研究了不同成像手段及其影响因素,利用图像增强技术,实现了对绞合拉挤产品复合材料芯棒以及关键连接部位缺陷的清晰识别;基于振动频谱响应原理,开发了一款长距离拉挤复合产品缺陷识别便携装备,通过振动扫频和频谱识别,建立了复合拉挤产品缺陷探测和谱图识别方法;实现了拉挤产品施工以及运营维护过程中损伤局部检测和长距离缺陷探测,并在实际工程应用中得到了验证。