Los cables de aleación de aluminio no se han utilizado durante mucho tiempo en nuestro país, pero ya existen casos que demuestran los enormes peligros y riesgos ocultos que conlleva su uso en ciudades, fábricas y minas. A continuación, se analizan dos casos prácticos y ocho factores que contribuyen al riesgo de accidentes con cables de aleación de aluminio.
Caso 1
Se utilizaban cables de aleación de aluminio en lotes en una acería. Dos incendios ocurrieron en un año, lo que provocó una parada de medio mes y una pérdida económica directa de 200 millones de yuanes.
Este es un puente de cables que fue reparado tras el incendio. Las huellas del incendio aún son visibles.
Caso dos
Se utilizan cables de aleación de aluminio en el sistema de distribución de iluminación de una ciudad de la provincia de Hunan. Un año después de su instalación, se produjo una fuerte corrosión en los cables, lo que provocó daños en las uniones y conductores de los cables, y un corte de suministro eléctrico.
A través de estos dos casos, podemos observar que la popularización a gran escala del cable de aleación de aluminio en ciudades, fábricas y minas de China ha generado riesgos ocultos para estas ciudades. Los usuarios desconocen las propiedades básicas del cable de aleación de aluminio, lo que provoca grandes pérdidas. Si los usuarios comprenden de antemano las características de fiabilidad y protección contra incendios del cable de aleación de aluminio, sufrirán grandes pérdidas. Sin embargo, estas pérdidas pueden evitarse con antelación.
Según las características de los cables de aleación de aluminio, estos presentan defectos naturales en la prevención de incendios y corrosión. Esto se refleja en los siguientes ocho aspectos:
1. Resistencia a la corrosión: la aleación de aluminio de la serie 8000 es inferior a la aleación de aluminio común.
La norma GB/T19292.2-2003, Tabla 1, Nota 4, indica que la resistencia a la corrosión de las aleaciones de aluminio es inferior a la de las aleaciones de aluminio comunes y a la del cobre. Esto se debe a que los cables de aleación de aluminio contienen magnesio, cobre, zinc y hierro, lo que los hace propensos a la corrosión local, como la corrosión por tensión, la corrosión en capas y la corrosión intergranular. Además, la aleación de aluminio de la serie 8000 es propensa a la corrosión, por lo que los cables de aleación de aluminio son propensos a la corrosión. El tratamiento térmico puede provocar irregularidades en el estado físico, lo que facilita su corrosión. Actualmente, las aleaciones de aluminio utilizadas en nuestro país son principalmente de la serie 8000.
2. La resistencia a la temperatura de la aleación de aluminio es muy diferente a la del cobre.
El punto de fusión del cobre es de 1080 y el del aluminio y sus aleaciones es de 660, por lo que el conductor de cobre es una mejor opción para cables refractarios. Ahora bien, algunos fabricantes de cables de aleación de aluminio afirman ser capaces de producir cables de aleación de aluminio refractarios y pasar las pruebas de las normas nacionales pertinentes, pero no hay diferencia entre los cables de aleación de aluminio y los cables de aluminio en este aspecto. Si la temperatura es superior al punto de fusión de la aleación de aluminio y del cable de aluminio en el centro del incendio (arriba), independientemente de las medidas de aislamiento que adopten los cables, se fundirán en muy poco tiempo y perderán su función conductora. Por lo tanto, el aluminio y sus aleaciones no deben utilizarse como conductores de cables refractarios ni en redes de distribución urbanas, edificios, fábricas y minas densamente pobladas.
3. El coeficiente de expansión térmica de la aleación de aluminio es mucho mayor que el del cobre, y el de la aleación de aluminio AA8030 es incluso mayor que el de la aleación de aluminio común.
La tabla muestra que el coeficiente de expansión térmica del aluminio es mucho mayor que el del cobre. Las aleaciones de aluminio AA1000 y AA1350 han mejorado ligeramente, mientras que el AA8030 es incluso mayor. Un coeficiente de expansión térmica alto provocará un mal contacto y un círculo vicioso en los conductores tras la expansión y contracción térmica. Sin embargo, siempre existen picos y valles en la fuente de alimentación, lo que supone una gran prueba para el rendimiento del cable.
4. La aleación de aluminio no resuelve el problema de la oxidación del aluminio.
Las aleaciones de aluminio, o las aleaciones de aluminio expuestas a la atmósfera, forman rápidamente una película dura, adherente pero frágil, de unos 10 nm de espesor y alta resistividad. Su dureza y fuerza de adhesión dificultan la formación de contactos conductores. Por ello, es necesario eliminar la capa de óxido de la superficie del aluminio y sus aleaciones antes de la instalación. La superficie del cobre también se oxida, pero la capa de óxido es blanda y se rompe fácilmente en semiconductores, formando contacto metal-metal.
5. Los cables de aleación de aluminio tienen una mejor relajación de la tensión y resistencia a la fluencia, pero mucho menos que los cables de cobre.
Las propiedades de fluencia de las aleaciones de aluminio pueden mejorarse añadiendo elementos específicos, pero el grado de mejora es muy limitado en comparación con las aleaciones de aluminio, y aún existe una gran diferencia con respecto al cobre. La capacidad de los cables de aleación de aluminio para mejorar realmente la resistencia a la fluencia depende estrechamente de la tecnología y del nivel de control de calidad de cada empresa. Esta incertidumbre en sí misma constituye un factor de riesgo. Sin un control estricto de la tecnología consolidada, no se puede garantizar la mejora del rendimiento de los cables de aleación de aluminio.
6. El cable de aleación de aluminio no resuelve el problema de confiabilidad de la conexión de aluminio.
Hay cinco factores que afectan la fiabilidad de las uniones de aluminio. Las aleaciones de aluminio solo han mejorado en un aspecto, pero no han solucionado el problema de las uniones de aluminio.
Existen cinco problemas en la conexión de las aleaciones de aluminio. Solo se han mejorado la fluencia y la relajación de tensiones de la aleación de aluminio de la serie 8000, pero no se han realizado mejoras en otros aspectos. Por lo tanto, el problema de la conexión seguirá siendo un problema importante que afecta la calidad de la aleación de aluminio. La aleación de aluminio es un tipo de aluminio y no un material nuevo. Si no se soluciona la brecha entre las propiedades básicas del aluminio y el cobre, la aleación de aluminio no podrá reemplazar al cobre.
7. La baja resistencia a la fluencia de las aleaciones de aluminio nacionales debido a un control de calidad inconsistente (composición de la aleación).
Tras la prueba POWERTECH en Canadá, la composición de la aleación de aluminio nacional es inestable. La diferencia en el contenido de silicio en los cables de aleación de aluminio norteamericanos es inferior al 5 %, mientras que en los de aleación de aluminio nacional es del 68 %, y el silicio es un elemento importante que afecta a las propiedades de fluencia. En otras palabras, la resistencia a la fluencia de los cables de aleación de aluminio nacionales aún no se ha desarrollado con tecnología madura.
8. La tecnología de unión de cables de aleación de aluminio es compleja y es fácil que presente peligros ocultos.
Las uniones de cables de aleación de aluminio se someten a tres procesos más que las de cobre. La eliminación eficaz de la capa de óxido y el recubrimiento antioxidante son clave. El nivel de construcción nacional y los requisitos de calidad son desiguales, lo que conlleva riesgos ocultos. Además, debido a la falta de un sistema estricto de compensación por responsabilidad legal en China, las consecuencias de las pérdidas en la práctica recaen básicamente sobre los propios usuarios.
Además de los factores mencionados, el cable de aleación de aluminio carece de un estándar unificado de flujo de corte, no se pasa el terminal de conexión, aumenta la corriente capacitiva, la distancia de tendido del cable se reduce o es insuficiente debido al aumento de la sección transversal, la dificultad de construcción se debe al aumento de la sección transversal del cable, la adaptación del espacio de la zanja para cables, el rápido aumento de los costos de mantenimiento y los riesgos. Una serie de problemas profesionales, como el aumento del costo del ciclo de vida y la falta de estándares que los diseñadores deben seguir, como el manejo inadecuado o la negligencia intencional de alguno de ellos, son suficientes para causar a los usuarios pérdidas y accidentes graves e irreparables.
Hora de publicación: 20 de abril de 2017