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      淺談電纜橋架材質的應用

      本文從電纜橋架的材質要求談起,分析了各種材質在電纜橋架上的適用特點,指出了各種橋架材料的適用范圍和存在問題,提出了解決的方向。

      關鍵詞:橋架材質 應用現狀 特點分析 存在問題

      一、電纜橋架材質要求概述:

      在各種項目中,電纜橋架比起造價昂貴的主要設備,顯得很不起眼,也很少為人關注,但它卻是動力傳輸中不可缺少的部分。通過電纜橋架的敷設,原本雜亂無章的線纜不再形如蛛網;原本高低電壓以及電磁干擾造成的各種隱患,基本消除。如今,發電、化工、制藥等行業,甚至小區物業,都在廣泛使用電纜橋架。

      一般,在電纜橋架設計選型過程中,首先要考慮的就是橋架的材質。根據不同的行業需要、建設規模、資金能力、以及載荷、環境、防腐、阻燃等特定要求,電纜橋架的材質有不同的適用性。例如:制藥企業對環境衛生要求較高,可選不銹鋼材質,但造價極高;煉油企業為甲級易燃易爆單位,優選碳鋼材質,但必須嚴格表面防腐。

      二、我國電纜橋架材質應用現狀:

      目前我國電纜橋架材質分類情況如下:

      碳鋼類電纜橋架

      根據防腐措施又分為:鍍鋅橋架、浸鋅橋架、粉末噴涂橋架、鍍鋅噴涂橋架等;

      根據鋼板種類又可分為:冷軋鋼板橋架、熱軋鋼板橋架、帶鋼橋架。

      不銹鋼電纜橋架

      按照不銹鋼牌號,可分為: 304、201等。

      鋁合金電纜橋架

      按材質牌號常用的有1000系列、5000系列、6000系列;

      按表面處理情況分表面噴涂系列和不作處理系列。

      玻璃鋼類電纜橋架

      按照樹脂種類分為酚醛樹脂系列,環氧樹脂系列。

      復合型橋架

      主要是鋼板骨架復合環氧樹脂橋架。

      金屬類橋架已經能夠自動化大批量流水線生產,典型集中地區是江蘇揚中。玻璃鋼類橋架也依靠擠拉機械實現了大批量生產,比較集中地區是河北棗強。環氧樹脂復合型電纜橋架還處在發展和完善之中,主要生產地為河北衡水。

      三、各種材質電纜橋架特點分析

      載荷能力分析:

      通過采用不同板厚、不同規格的材料來制造橋架,能滿足相應載荷要求。為進行有效比對分析,我們用市場上通用橋架試驗,不提特殊生產要求,用最大允許均布載荷變形和實測達到允許變形施加載荷進行比對來說明不同材質橋架承受載荷能力。實驗數據見下表:

      不同材質不同跨距托盤式電纜橋架允許均布載荷變形數據

      A:允許最大勻布載荷變形

      B:達到最大允許變形施加勻布載荷

      通過以上實測數據可以得出結論:在上表板厚規格情況下:復合型橋架承受載荷能力最好,其次依次是不銹鋼、碳鋼、鎂鋁合金、酚醛樹脂。但值得注意的是,無論哪種材質,改變板厚和幾何形狀的情況下,得到數據都會有所變化。

      2、防腐及涂裝分析:

      碳鋼橋架必須進行防腐處理。常用的處理方式有電鍍鋅、熱浸鋅、靜電噴涂、防火涂裝等方式。靜電噴涂是最近10年才開始應用的,由于表面化學性質穩定、成型美觀、顏色任選、漆膜硬度較高、工藝成熟,所以廣為采用。電鍍鋅后進行靜電噴涂,使用戶內或戶外型粉末,已經成為碳鋼橋架的首選表面涂裝工藝。

      不銹鋼橋架是最近幾年發展起來的,由于價格昂貴,使用范圍有限,但在制藥等行業,仍然存有市場。

      玻璃鋼橋架材料主要是酚醛樹脂添加玻璃纖維做增強材料,加著色劑而呈紅、黃、黑、綠、棕、藍等顏色。酚醛樹脂具有良好的耐酸性能、力學性能、耐熱性能,通過各種改性,廣泛應用于防腐蝕工程、膠粘劑、阻燃材料等行業。由于質量輕,強度高,很早就成為電纜橋架制造材料,通用工藝為擠拉熱固。此種材料在抗紫外線方面有弱點,一般適用于室內。由于可以制造成不同顏色,一般不再涂裝。

      鋁合金電纜橋架具有外觀漂亮、結構簡單、式樣獨特、荷載能力大、重量輕等特點。因為鋁合金密度低,但強度比較高,接近或超過優質鋼,塑性好,可加工成各種型材,具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性。鋁合金電纜橋架表面陽極氧化后,它不但抗腐蝕、還有抗電 磁干擾,尤其是抗屏蔽干擾,這是鋼制橋架不可替代的。適用于電廠、化工、石化等各個領域,特別適用于具有高腐蝕環境的場所。

      環氧樹脂復合型橋架是最近幾年才發展起來的。結合了碳鋼的強度和環氧樹脂的化學穩定性能。骨架一般為碳鋼板拋丸除銹,外層復合環氧樹脂,以玻璃纖維做增強材料,添加阻燃劑提高防火等級,外表添加抗紫外線膜以提高抗紫外線能力。由于環氧樹脂的超穩定性,這種橋架正逐步發展起來。

      3、比重與造價分析:

      盡管多種材質橋架存在較大的載荷能力差別,但通過調整材料厚度、尺寸大小、幾何形狀等因素,都會起到彌補和增強的作用。然而一旦調整,就會產生造價變化,這種變化主要發生在原材料增加、生產模具更換、安裝費用增加等方面,同時,各種材料的比重相差很大。這些往往不是采購和使用單位所關注的,但招標方和采購方又必須了解這些,否則會導致一系列的問題。

      橋架的銷售和采購,一直沿用“噸“來做計量單位,因為幾乎所有的原材料都是以噸為計量單位采購,并且使用方可能提出改變常規截面導致單位長度重量變化的要求。而使用者則是按照“延長米”來安裝和使用,這是因為布線長度是固定的,采購計劃上的單位就是延長米。這就出現一個問題,例如鋁合金橋架貴,但是同樣重量的情況下,延長米數多;而環氧樹脂復合橋架也較貴,但同樣重量的情況下,延長米數就很少;而同樣重量的情況下,玻璃鋼橋架不但價格較低而且延長米數量很多。

      綜合分析材料密度與延長米數的關系,能夠為同等使用的條件下,進行投資優化提供很大的幫助。以H200/W400常規厚度不含蓋板托盤式電纜橋架為例,碳鋼和不銹鋼橋架約90米/噸、玻璃鋼橋架約98米/噸、鋁合金橋架約170米/噸、環氧樹脂復合型電纜橋架約41.5米/噸。

      四、各種材質橋架存在問題

      盡管有上述這么多種材質的電纜橋架可供選擇,但每種材質橋架存在的不適用性和制造生產方面不穩定性通常被忽略。

      不銹鋼和鋁合金橋架,由于強度、防腐、外觀等方面的要求都由材質本身提供,故較易把握質量,只要檢驗元素含量就可以鑒別是否符合要求;碳鋼橋架存在的普遍問題是防腐等級較低以及防腐層脫落問題,例如鍍鋅層厚度達不到要求、厚度不均勻、靜電噴涂脫落等,究其原因為大量使用帶鋼作為母材,其材質脆性大、不均勻、表面處理不干凈;玻璃鋼橋架多為酚醛樹脂,抗紫外線能力較弱,同時擠拉線生產后鉚接或栓接成槽,強度不如金屬焊接穩定;環氧樹脂復合型橋架生產工藝不夠完善,目前全部為手工操作,接頭以及復合層容易開裂,在實踐中已多次發生。

      五、總結

      本文對生產制造電纜橋架的各種材質進行了簡要分析,比對了載荷、防腐、造價等方面的不同,從我國電纜橋架生產應用現狀的角度,進行了比較全面的總結。分析了電纜橋架材質選用時應該考慮到的主要因素,為電纜橋架生產制造和設計選用提供了很好的參考。

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