Cáp hợp kim nhôm chưa được sử dụng ở nước ta trong một thời gian dài, nhưng đã có những trường hợp cho thấy rằng có những nguy hiểm và rủi ro tiềm ẩn rất lớn trong việc ứng dụng cáp hợp kim nhôm trong các thành phố, nhà máy và hầm mỏ. Sau đây là hai trường hợp thực tế và tám yếu tố dẫn đến tai nạn rủi ro của cáp hợp kim nhôm được thảo luận.
Trường hợp 1
Cáp hợp kim nhôm được sử dụng theo lô trong một nhà máy thép. Hai vụ cháy đã xảy ra trong một năm, khiến nhà máy phải đóng cửa nửa tháng và thiệt hại kinh tế trực tiếp là 200 triệu nhân dân tệ.
Đây là một cây cầu cáp đã được sửa chữa sau vụ cháy. Dấu vết của vụ cháy vẫn còn rõ nét.
Trường hợp thứ 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 mối nối cáp và dây dẫn, 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 tại các thành phố, nhà máy và hầm mỏ ở Trung Quốc đã để lại những nguy hiểm tiềm ẩn cho các thành phố, nhà máy và hầm mỏ. Người dùng thiếu hiểu biết về các tính chất cơ bản của cáp hợp kim nhôm, do đó phải chịu tổn thất rất lớn. Nếu người dùng hiểu trước các đặc điểm của cáp hợp kim nhôm về độ tin cậy và khả năng bảo vệ chống cháy, họ sẽ phải chịu tổn thất lớn. Giới tính, những tổn thất như vậy có thể tránh được trước.
Theo đặc điểm của cáp hợp kim nhôm, cáp hợp kim nhôm có khuyết tật tự nhiên về phòng cháy và chống ăn mòn, thể hiện ở tám khía cạnh sau:
1. Khả năng chống ăn mòn, hợp kim nhôm Series 8000 kém hơn hợp kim nhôm thông thường
Tiêu chuẩn GB/T19292.2-2003 Bảng 1 Chú thích 4 nêu rằng khả năng chống ăn mòn của hợp kim nhôm kém hơn hợp kim nhôm thông thường và kém hơn đồng, vì cáp hợp kim nhôm chứa các nguyên tố magiê, đồng, kẽm và sắt, nên 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 loại 8000 thuộc công thức dễ bị ăn mòn và cáp hợp kim nhôm dễ bị ăn mòn. Thêm vào đó là 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 loại hợp kim nhôm 8000.
2. Khả năng chịu nhiệt của hợp kim nhôm rất khác so với đồng.
Điểm nóng chảy của đồng là 1080 và của nhôm và hợp kim nhôm là 660 nên ruột 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 các thử nghiệm tiêu chuẩn quốc gia có liên quan, nhưng không có sự khác biệt giữa cáp hợp kim nhôm và cáp nhôm về mặt này. Nếu nhiệt độ cao hơn điểm nóng chảy của hợp kim nhôm và cáp nhôm trong trung tâm chữa cháy (ở trên), bất kể cáp áp dụng biện pháp cách điện nào, cáp sẽ nóng chảy trong thời gian rất ngắn và mất chức năng dẫn điện. Do đó, không nên sử dụng nhôm và hợp kim nhôm làm ruột cáp chịu lửa hoặc trong các mạng lưới phân phối đô thị đông dân, các tòa nhà, nhà máy và 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.
Có thể thấy từ bảng rằng hệ số giãn nở nhiệt của nhôm cao hơn nhiều so với đồng. Hợp kim nhôm AA1000 và AA1350 đã 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 luẩn quẩn của các dây dẫn sau khi giãn nở và co lại vì nhiệt. Tuy nhiên, luôn có những đỉnh và thung lũng trong nguồn điện, điều này sẽ gây ra thử thách 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 hình 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 khiến việc hình thành các tiếp điểm dẫn điện trở nên khó khăn. 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 bị phá vỡ thành chất bán dẫn, hình thành tiếp xúc kim loại-kim loại.
5. Cáp hợp kim nhôm có khả năng giãn ứng suất và chống biến dạng tốt hơn, nhưng kém hơn nhiều so với cáp đồng.
Tính chất biến dạng của hợp kim nhôm có thể được cải thiện bằng cách thêm các thành phần cụ thể vào hợp kim nhôm, nhưng mức độ cải thiện rất hạn chế so với hợp kim nhôm và vẫn còn khoảng cách rất lớn so với đồng. Cáp hợp kim nhôm có thực sự có thể cải thiện khả năng chống biến dạng hay không có liên quan chặt chẽ đến công nghệ, kỹ thuật và trình độ kiểm soát chất lượng của từng doanh nghiệp. Bản thân sự không chắc chắn này là một yếu tố rủi ro. Nếu không kiểm soát chặt chẽ công nghệ trưởng thành, hiệu suất biến dạng của cáp hợp kim nhôm không thể được đảm bảo.
6. Cáp hợp kim nhôm không giải quyết được vấn đề độ tin cậy của kết nối nhôm
Có năm yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy của mối nối nhôm. Hợp kim nhôm chỉ cải thiện được một vấn đề, nhưng vẫn chưa giải quyết được vấn đề của mối nối nhôm.
Có năm vấn đề trong kết nối hợp kim nhôm. Độ rão và giãn ứng suất của hợp kim nhôm 8000 Series chỉ được cải thiện, nhưng không có cải thiện nào được thực hiện ở các khía cạnh khác. Do đó, vấn đề kết nối vẫn sẽ là vấn đề lớn ảnh hưởng đến chất lượng hợp kim nhôm. Hợp kim nhôm cũng là một loại nhôm chứ không phải là vật liệu mới. Nếu khoảng cách giữa các tính chất cơ bản của nhôm và đồng không được giải quyết, hợp kim nhôm không thể thay thế đồng.
7. Khả năng chống biến dạng kém của hợp kim nhôm trong nước do kiểm soát chất lượng không nhất quán (thành phần hợp kim)
Sau khi thử nghiệm POWERTECH tại Canada, thành phần của 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 đó hợp kim nhôm trong nước là 68%, và Si là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tính chất biến dạng. Nói cách khác, khả năng chống biến dạng 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 phức tạp và dễ tiềm ẩn nguy cơ gây hại.
Mối nối cáp hợp kim nhôm có ba quy trình nhiều hơn mối nối cáp đồng. Loại bỏ hiệu quả lớp oxit và phủ chất chống oxy hóa là chìa khóa. Trình độ xây dựng trong nước, yêu cầu chất lượng không đồng đều, để lại nguy hiểm tiềm ẩn. Hơn nữa, do thiếu hệ thống bồi thường trách nhiệm pháp lý nghiêm ngặt ở Trung Quốc, hậu quả mất mát cuối cùng trong thực tế về cơ bản do chính người dùng tự gánh chịu.
Ngoài các yếu tố trên, cáp hợp kim nhôm cũng không có tiêu chuẩn thống nhất về lưu lượng cắt, đầu nối không được thông qua, dòng điện dung tăng, khoảng cách lắp đặt cáp hợp kim nhôm trở nên hẹp hơn hoặc không đủ để hỗ trợ do tiết diện tăng, 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 tăng cao và thiếu các tiêu chuẩn để các nhà thiết kế tuân theo, chẳng hạn như xử lý không đúng cách hoặc cố ý bỏ bê bất kỳ vấn đề nào trong số đó, đủ để khiến người dùng phải chịu tổn thất và tai nạn nặng nề và không thể khắc phục được.
Thời gian đăng: 20-04-2017