戴洪琦
(湖北工業(yè)大學(xué),湖北 武漢 430068)
鋁合金憑借其耐腐蝕、環(huán)保、導(dǎo)電性強(qiáng)等特點(diǎn)成為重工業(yè),機(jī)械制造業(yè)及物理化學(xué)工業(yè)等領(lǐng)域的熱門(mén)選手。在新能源制造的經(jīng)濟(jì)發(fā)展大趨勢(shì)下,鋁合金的地位將會(huì)愈加顯著,其優(yōu)勢(shì)也會(huì)在不斷精進(jìn)的科學(xué)技術(shù)的發(fā)掘下全面體現(xiàn)?,F(xiàn)階段,我國(guó)已將鋁合金電纜的發(fā)展納入國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容,這將為我國(guó)電力電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的普及建設(shè),加快供給側(cè)改革腳步,重構(gòu)國(guó)際電纜工業(yè)新格局提高保障。
耐腐蝕是鋁合金的招牌之一[1]。與鐵的氧化物結(jié)構(gòu)松散,容易脫落破壞物質(zhì)本身質(zhì)地;銅的氧化物含有有害物質(zhì)不同,鋁在大氣中與氧接觸,會(huì)在其表面形成一層緊密的隔離膜,保護(hù)鋁的原有成分不被侵?jǐn)_。其次,雖然鋁的電極電位與銅、鉛、鐵等相比負(fù)值較大,但由于其表層的氧化膜外衣的存在,即使在水或其他電解質(zhì)環(huán)境下,也可確保不被輕易腐蝕[2]。此外,安全性能高也是鋁合金電纜打敗銅芯電纜等成為電纜界一番的關(guān)鍵。由于電子流動(dòng)的過(guò)程中會(huì)使得電纜溫度升高,電纜制作需要使用絕緣性能較高的材料。交聯(lián)聚乙烯能抗熱,散熱快,易阻燃,是延長(zhǎng)絕緣壽命的絕佳選擇[3]。再者,鋁合金電纜中鐵、稀土等元素的加盟,有效緩解了大多數(shù)金屬在高溫或低溫等條件下易永久變形發(fā)生蠕變的問(wèn)題,確保電纜的順暢運(yùn)行與平穩(wěn)連接[4]。
擴(kuò)大電纜鋪設(shè)的面積,克服地形的限制,保證工程作業(yè)安全與維修方便,是我國(guó)電纜鋪設(shè)施工的規(guī)定,擁有良好機(jī)械性能的鋁合金很好地適應(yīng)了這些要求。首先,鋁合金的伸長(zhǎng)率比較高,不管是對(duì)于拉扯的承受程度還是延展長(zhǎng)度都優(yōu)于鋁制電纜本身。其次,鋁合金對(duì)于扭轉(zhuǎn)的忍耐度較高,這一特性降低了安裝電纜對(duì)電工技能的要求,提高了裝備效率,也從一定程度上規(guī)避了由于易折易裂導(dǎo)致的安全隱患。同時(shí),因?yàn)殇X合金電纜的安裝可彎曲半徑的下限比鋁或銅更低,延伸了電纜安裝的施工空間,減少了時(shí)間與經(jīng)濟(jì)成本。此外,鋁合金是一種無(wú)記憶的金屬材料,回彈角度上限較低,保證了安裝與連接時(shí)的精準(zhǔn)與穩(wěn)定。
普遍來(lái)看,鋁合金電纜尚未以壓倒性的優(yōu)勢(shì)贏過(guò)銅芯電纜,在我國(guó)并沒(méi)有形成一定的氣候。
我國(guó)的大部分建筑、地區(qū)電纜建設(shè)的規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)均是以銅芯電纜為對(duì)象制定的。對(duì)于鋁合金電纜沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)化的調(diào)研與考察,這也造成了很多建筑工程不得不選擇銅芯電纜。甚至在國(guó)家統(tǒng)一規(guī)定的消防安全系統(tǒng)中,鋁合金電纜是沒(méi)有登臺(tái)資格的。
此外,耐火性低是鋁合金電纜的七寸,為了達(dá)到一定的耐火級(jí)別,不少?gòu)S家在生產(chǎn)電纜時(shí)不得不采用銅制。在對(duì)高溫的忍耐度方面,鋁合金目前一直屈居于銅之下。由于我國(guó)對(duì)鋁合金的耐火級(jí)別沒(méi)有明確的規(guī)定與劃分,這就使得鋁合金的廣泛普及與運(yùn)用受到了極大的阻礙。
不可否認(rèn),鋁合金電纜在我國(guó)的電氣電纜領(lǐng)域依舊沒(méi)有足夠的話語(yǔ)權(quán)。但是,鋁合金電纜壽命長(zhǎng)、安全性能高;靈活穩(wěn)定延展性強(qiáng);具有極高經(jīng)濟(jì)價(jià)值與環(huán)保意義的優(yōu)越性使得其越來(lái)越被市場(chǎng)廣泛接納。目前,鋁合金電纜在我國(guó)基礎(chǔ)性電網(wǎng)工程中占據(jù)愈加重要的位置。鋁合金作為一種經(jīng)濟(jì)環(huán)保的材料也已運(yùn)用到了各行各業(yè)。我們?cè)诜治鲣X合金電纜的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)的同時(shí),也應(yīng)由點(diǎn)及面,認(rèn)識(shí)到鋁合金這一金屬材料對(duì)于我國(guó)鋁加工業(yè)與產(chǎn)品研發(fā)的重要意義。交通工具、醫(yī)療、家用電器等領(lǐng)域都能找到鋁合金材料的身影。質(zhì)量輕、抗壓能力強(qiáng)的鋁合金可用作交通工具的制作主料;柔韌度好、不易被侵蝕的特性也使其備受?chē)o(hù)欄桿等公共安全基礎(chǔ)設(shè)施的青睞。
節(jié)約資源,保護(hù)環(huán)境是我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策。為了確保資源的有效利用與可持續(xù)發(fā)展,我國(guó)鋁合金電纜的普及與推廣進(jìn)程也在不斷加快。隨著鋁合金電纜在成分結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)裝配等方面技術(shù)的持續(xù)升級(jí),鋁合金市場(chǎng)的規(guī)?;c鋁合金電纜鋪設(shè)的全面實(shí)現(xiàn)也不再遙遠(yuǎn)。目前,鋁合金電纜工程已被提高到了國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略化層面。加快電網(wǎng)升級(jí)與改造,是我國(guó)“去產(chǎn)能、去庫(kù)存、去杠桿、降成本、補(bǔ)短板”的經(jīng)濟(jì)改革發(fā)展的需要。
鋁合金作為一種新興熱門(mén)資源逐漸打開(kāi)了自己的市場(chǎng),鋁合金電纜也成為各國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)優(yōu)化的突破口。未來(lái)的世界格局構(gòu)建除了科技實(shí)力與經(jīng)濟(jì)實(shí)力的博弈外,可持續(xù)發(fā)展的情況與能力也成為衡量一個(gè)國(guó)家整體實(shí)力與發(fā)展前景的重要指標(biāo)。作為發(fā)展中國(guó)家的領(lǐng)頭羊,我國(guó)需要穩(wěn)中求進(jìn),兼顧科技進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)等多重因素,依據(jù)國(guó)情,從實(shí)際出發(fā),調(diào)整生產(chǎn)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),均衡發(fā)展,提高資源與產(chǎn)能利用率,將“過(guò)剩”轉(zhuǎn)變?yōu)椤捌胶狻?,真正?shí)現(xiàn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的良性運(yùn)轉(zhuǎn),對(duì)內(nèi)為人民謀福利,對(duì)外打破發(fā)達(dá)國(guó)家在資源開(kāi)發(fā)、技術(shù)利用以及工業(yè)生產(chǎn)等方面壟斷的局面,提高中國(guó)在國(guó)際舞臺(tái)上的地位。