Cáp hợp kim nhôm đã không được sử dụng từ lâu ở nước ta, nhưng đã có những trường hợp cho thấy tiềm ẩn những nguy hiểm, rủi ro rất lớn trong việc ứng dụng cáp hợp kim nhôm ở các thành phố, nhà máy, hầm mỏ. Hai trường hợp thực tế sau đây và tám yếu tố dẫn đến nguy cơ tai nạn của cáp hợp kim nhôm sẽ được thảo luận.
Trường hợp 1
Cáp hợp kim nhôm được sử dụng theo lô trong nhà máy thép. Hai vụ cháy xảy ra trong một năm, khiến nhà máy phải ngừng hoạt động nửa tháng và thiệt hại trực tiếp về kinh tế 200 triệu nhân dân tệ.
Đây là cây cầu cáp đã được sửa chữa sau vụ cháy. Dấu vết của vụ cháy vẫn còn rõ ràng.
Trường hợp hai
Cáp hợp kim nhôm được sử dụng trong hệ thống phân phối chiếu sáng của một thành phố ở tỉnh Hồ Nam. Trong vòng một năm sau khi lắp đặt, cáp hợp kim nhôm bị ăn mòn mạnh, dẫn đến hư hỏng các mối nối cáp và dây dẫn, đồng thời gây mất điện trên đường dây.
Qua hai trường hợp này, chúng ta có thể thấy rằng việc phổ biến rộng rãi cáp hợp kim nhôm ở các thành phố, nhà máy, hầm mỏ ở Trung Quốc đã để lại những mối nguy hiểm tiềm ẩn cho các thành phố, nhà máy, hầm mỏ. Người dùng thiếu hiểu biết về các tính chất cơ bản của cáp hợp kim nhôm và do đó phải chịu tổn thất rất lớn. Nếu người dùng hiểu trước các đặc tính của cáp hợp kim nhôm về độ tin cậy và khả năng bảo vệ chống cháy thì sẽ phải chịu tổn thất lớn. Tình dục, những tổn thất như vậy có thể tránh được trước.
Theo đặc tính của cáp hợp kim nhôm, cáp hợp kim nhôm có khuyết tật tự nhiên về khả năng chống cháy và chống ăn mòn. Nó được thể hiện ở tám khía cạnh sau:
1. Khả năng chống ăn mòn, hợp kim nhôm 8000 Series kém hơn hợp kim nhôm thông thường
Bảng tiêu chuẩn GB/T19292.2-2003 1 Lưu ý 4 nói rằng khả năng chống ăn mòn của hợp kim nhôm kém hơn hợp kim nhôm thông thường và kém hơn so với đồng, vì cáp hợp kim nhôm có chứa các nguyên tố magie, đồng, kẽm và sắt, vì vậy chúng dễ bị ăn mòn cục bộ như nứt ăn mòn ứng suất, ăn mòn lớp và ăn mòn giữa các hạt. Hơn nữa, hợp kim nhôm 8000 Series thuộc công thức dễ bị ăn mòn, cáp hợp kim nhôm rất dễ bị ăn mòn. Thêm quá trình xử lý nhiệt, dễ gây ra trạng thái vật lý không đồng đều, dễ bị ăn mòn hơn cáp nhôm. Hiện nay, các hợp kim nhôm được sử dụng ở nước ta về cơ bản là dòng hợp kim nhôm 8000.
2. Khả năng chịu nhiệt độ của hợp kim nhôm khác nhiều so với đồng.
Điểm nóng chảy của đồng là 1080 và của nhôm và hợp kim nhôm là 660 nên dây dẫn bằng đồng là lựa chọn tốt hơn cho cáp chịu lửa. Hiện nay, một số nhà sản xuất cáp hợp kim nhôm tuyên bố có thể sản xuất cáp hợp kim nhôm chịu lửa và vượt qua thử nghiệm tiêu chuẩn quốc gia liên quan, nhưng không có sự khác biệt giữa cáp hợp kim nhôm và cáp nhôm về mặt này. Nếu nhiệt độ cao hơn nhiệt độ nóng chảy của hợp kim nhôm và cáp nhôm ở trung tâm chữa cháy (ở trên), cho dù cáp có áp dụng biện pháp cách nhiệt nào thì cáp cũng sẽ nóng chảy trong thời gian rất ngắn và mất đi chức năng dẫn điện. Do đó, nhôm và hợp kim nhôm không nên được sử dụng làm dây dẫn cáp chịu lửa hoặc trong mạng lưới phân phối đô thị đông dân cư, các tòa nhà, nhà máy và hầm mỏ.
3. Hệ số giãn nở nhiệt của hợp kim nhôm cao hơn nhiều so với đồng, và hệ số giãn nở nhiệt của hợp kim nhôm AA8030 thậm chí còn cao hơn so với hợp kim nhôm thông thường.
Qua bảng có thể thấy hệ số giãn nở nhiệt của nhôm cao hơn nhiều so với đồng. Hợp kim nhôm AA1000 và AA1350 đã được cải thiện một chút, trong khi AA8030 thậm chí còn cao hơn nhôm. Hệ số giãn nở nhiệt cao sẽ dẫn đến tiếp xúc kém và vòng tròn luẩn quẩn của dây dẫn sau khi giãn nở nhiệt và co lại. Tuy nhiên, luôn có những điểm cao và thấp trong nguồn điện, điều này sẽ gây ra thử thách rất lớn đối với hiệu suất của cáp.
4. Hợp kim nhôm không giải quyết được vấn đề oxy hóa nhôm
Hợp kim nhôm hoặc hợp kim nhôm tiếp xúc với không khí sẽ nhanh chóng tạo thành một lớp màng cứng, liên kết nhưng dễ vỡ có độ dày khoảng 10 nm, có điện trở suất cao. Độ cứng và lực liên kết của nó gây khó khăn cho việc hình thành các tiếp điểm dẫn điện. Đây là lý do tại sao lớp oxit trên bề mặt nhôm và hợp kim nhôm phải được loại bỏ trước khi lắp đặt. Bề mặt đồng cũng bị oxy hóa nhưng lớp oxit mềm và dễ vỡ thành chất bán dẫn, tạo thành tiếp xúc kim loại-kim loại.
5. Cáp hợp kim nhôm có khả năng giảm ứng suất và khả năng chống dão được cải thiện nhưng kém hơn nhiều so với cáp đồng.
Đặc tính rão của hợp kim nhôm có thể được cải thiện bằng cách thêm các nguyên tố cụ thể vào hợp kim nhôm, nhưng mức độ cải thiện rất hạn chế so với hợp kim nhôm và vẫn còn một khoảng cách rất lớn so với đồng. Việc cáp hợp kim nhôm có thực sự cải thiện khả năng chống rão hay không có liên quan chặt chẽ đến công nghệ, công nghệ và trình độ kiểm soát chất lượng của mỗi doanh nghiệp. Bản thân sự không chắc chắn này đã là một yếu tố rủi ro. Nếu không có sự kiểm soát chặt chẽ của công nghệ trưởng thành, việc cải thiện hiệu suất leo của cáp hợp kim nhôm không thể được đảm bảo.
6. Cáp hợp kim nhôm không giải quyết được vấn đề về độ tin cậy của kết nối nhôm
Có năm yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy của khớp nhôm. Hợp kim nhôm chỉ cải thiện được một vấn đề chứ chưa giải quyết được vấn đề về mối nối nhôm.
Có năm vấn đề trong việc kết nối hợp kim nhôm. Khả năng giảm dão và giảm ứng suất của hợp kim Nhôm 8000 Series chỉ được cải thiện nhưng không có cải tiến nào được thực hiện ở các khía cạnh khác. Vì vậy, vấn đề kết nối vẫn sẽ là vấn đề lớn ảnh hưởng đến chất lượng của hợp kim nhôm. Hợp kim nhôm cũng là một loại nhôm chứ không phải là vật liệu mới. Nếu không giải quyết được khoảng cách giữa các tính chất cơ bản của nhôm và đồng thì hợp kim nhôm không thể thay thế đồng.
7. Khả năng chống rão kém của hợp kim nhôm trong nước do kiểm soát chất lượng (thành phần hợp kim) không nhất quán
Sau thử nghiệm POWERTECH ở Canada, thành phần hợp kim nhôm trong nước không ổn định. Sự khác biệt về hàm lượng Si trong cáp hợp kim nhôm Bắc Mỹ là dưới 5%, trong khi hàm lượng Si trong cáp hợp kim nhôm trong nước là 68% và Si là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tính chất rão. Điều đó có nghĩa là khả năng chống rão của cáp hợp kim nhôm trong nước vẫn chưa được hình thành bởi công nghệ trưởng thành.
8. Công nghệ nối cáp hợp kim nhôm rất phức tạp và dễ để lại những nguy hiểm tiềm ẩn.
Các mối nối cáp hợp kim nhôm có nhiều quá trình hơn ba mối nối so với các mối nối cáp đồng. Việc loại bỏ hiệu quả lớp oxit và lớp phủ chất chống oxy hóa là chìa khóa. Trình độ xây dựng trong nước, yêu cầu chất lượng không đồng đều, tiềm ẩn những nguy cơ. Hơn nữa, do thiếu hệ thống bồi thường trách nhiệm pháp lý nghiêm ngặt ở Trung Quốc, hậu quả tổn thất cuối cùng trên thực tế về cơ bản do chính người dùng gánh chịu.
Ngoài các yếu tố trên, cáp hợp kim nhôm còn không có tiêu chuẩn thống nhất về dòng cắt, đầu nối không đi qua, dòng điện dung tăng lên, khoảng cách đặt của cáp hợp kim nhôm ngày càng hẹp hoặc không đủ khả năng chống đỡ do tăng tiết diện, khó khăn trong thi công là do tiết diện cáp tăng, không gian rãnh cáp phù hợp, chi phí bảo trì và rủi ro tăng nhanh. Một loạt các vấn đề chuyên môn, chẳng hạn như chi phí vòng đời ngày càng tăng và việc thiếu các tiêu chuẩn để các nhà thiết kế tuân theo, chẳng hạn như xử lý không đúng cách hoặc cố ý bỏ qua bất kỳ vấn đề nào trong số đó, đủ để khiến người dùng phải chịu những tổn thất và tai nạn nặng nề không thể khắc phục được.
Thời gian đăng: 20-04-2017