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浅谈电缆桥架材质的应用

本文从电缆桥架的材质要求谈起,分析了各种材质在电缆桥架上的适用特点,指出了各种桥架材料的适用范围和存在问题,提出了解决的方向。


关键词:桥架材质 应用现状 特点分析 存在问题


一、电缆桥架材质要求概述:


在各种项目中,电缆桥架比起造价昂贵的主要设备,显得很不起眼,也很少为人关注,但它却是动力传输中不可缺少的部分。通过电缆桥架的敷设,原本杂乱无章的线缆不再形如蛛网;原本高低电压以及电磁干扰造成的各种隐患,基本消除。如今,发电、化工、制药等行业,甚至小区物业,都在广泛使用电缆桥架。


一般,在电缆桥架设计选型过程中,首先要考虑的就是桥架的材质。根据不同的行业需要、建设规模、资金能力、以及载荷、环境、防腐、阻燃等特定要求,电缆桥架的材质有不同的适用性。例如:制药企业对环境卫生要求较高,可选不锈钢材质,但造价极高;炼油企业为甲级易燃易爆单位,优选碳钢材质,但必须严格表面防腐。


二、我国电缆桥架材质应用现状:


目前我国电缆桥架材质分类情况如下:


碳钢类电缆桥架


根据防腐措施又分为:镀锌桥架、浸锌桥架、粉末喷涂桥架、镀锌喷涂桥架等;


根据钢板种类又可分为:冷轧钢板桥架、热轧钢板桥架、带钢桥架。


不锈钢电缆桥架


按照不锈钢牌号,可分为: 304、201等。


铝合金电缆桥架


按材质牌号常用的有1000系列、5000系列、6000系列;


按表面处理情况分表面喷涂系列和不作处理系列。


玻璃钢类电缆桥架


按照树脂种类分为酚醛树脂系列,环氧树脂系列。


复合型桥架


主要是钢板骨架复合环氧树脂桥架。


金属类桥架已经能够自动化大批量流水线生产,典型集中地区是江苏扬中。玻璃钢类桥架也依靠挤拉机械实现了大批量生产,比较集中地区是河北枣强。环氧树脂复合型电缆桥架还处在发展和完善之中,主要生产地为河北衡水。


三、各种材质电缆桥架特点分析


载荷能力分析:


通过采用不同板厚、不同规格的材料来制造桥架,能满足相应载荷要求。为进行有效比对分析,我们用市场上通用桥架试验,不提特殊生产要求,用最大允许均布载荷变形和实测达到允许变形施加载荷进行比对来说明不同材质桥架承受载荷能力。实验数据见下表:


不同材质不同跨距托盘式电缆桥架允许均布载荷变形数据


A:允许最大匀布载荷变形


B:达到最大允许变形施加匀布载荷


通过以上实测数据可以得出结论:在上表板厚规格情况下:复合型桥架承受载荷能力最好,其次依次是不锈钢、碳钢、镁铝合金、酚醛树脂。但值得注意的是,无论哪种材质,改变板厚和几何形状的情况下,得到数据都会有所变化。


2、防腐及涂装分析:


碳钢桥架必须进行防腐处理。常用的处理方式有电镀锌、热浸锌、静电喷涂、防火涂装等方式。静电喷涂是最近10年才开始应用的,由于表面化学性质稳定、成型美观、颜色任选、漆膜硬度较高、工艺成熟,所以广为采用。电镀锌后进行静电喷涂,使用户内或户外型粉末,已经成为碳钢桥架的首选表面涂装工艺。


不锈钢桥架是最近几年发展起来的,由于价格昂贵,使用范围有限,但在制药等行业,仍然存有市场。


玻璃钢桥架材料主要是酚醛树脂添加玻璃纤维做增强材料,加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色。酚醛树脂具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能,通过各种改性,广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂、阻燃材料等行业。由于质量轻,强度高,很早就成为电缆桥架制造材料,通用工艺为挤拉热固。此种材料在抗紫外线方面有弱点,一般适用于室内。由于可以制造成不同颜色,一般不再涂装。


铝合金电缆桥架具有外观漂亮、结构简单、式样独特、荷载能力大、重量轻等特点。因为铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性。铝合金电缆桥架表面阳极氧化后,它不但抗腐蚀、还有抗电 磁干扰,尤其是抗屏蔽干扰,这是钢制桥架不可替代的。适用于电厂、化工、石化等各个领域,特别适用于具有高腐蚀环境的场所。


环氧树脂复合型桥架是最近几年才发展起来的。结合了碳钢的强度和环氧树脂的化学稳定性能。骨架一般为碳钢板抛丸除锈,外层复合环氧树脂,以玻璃纤维做增强材料,添加阻燃剂提高防火等级,外表添加抗紫外线膜以提高抗紫外线能力。由于环氧树脂的超稳定性,这种桥架正逐步发展起来。


3、比重与造价分析:


尽管多种材质桥架存在较大的载荷能力差别,但通过调整材料厚度、尺寸大小、几何形状等因素,都会起到弥补和增强的作用。然而一旦调整,就会产生造价变化,这种变化主要发生在原材料增加、生产模具更换、安装费用增加等方面,同时,各种材料的比重相差很大。这些往往不是采购和使用单位所关注的,但招标方和采购方又必须了解这些,否则会导致一系列的问题。


桥架的销售和采购,一直沿用“吨“来做计量单位,因为几乎所有的原材料都是以吨为计量单位采购,并且使用方可能提出改变常规截面导致单位长度重量变化的要求。而使用者则是按照“延长米”来安装和使用,这是因为布线长度是固定的,采购计划上的单位就是延长米。这就出现一个问题,例如铝合金桥架贵,但是同样重量的情况下,延长米数多;而环氧树脂复合桥架也较贵,但同样重量的情况下,延长米数就很少;而同样重量的情况下,玻璃钢桥架不但价格较低而且延长米数量很多。


综合分析材料密度与延长米数的关系,能够为同等使用的条件下,进行投资优化提供很大的帮助。以H200/W400常规厚度不含盖板托盘式电缆桥架为例,碳钢和不锈钢桥架约90米/吨、玻璃钢桥架约98米/吨、铝合金桥架约170米/吨、环氧树脂复合型电缆桥架约41.5米/吨。


四、各种材质桥架存在问题


尽管有上述这么多种材质的电缆桥架可供选择,但每种材质桥架存在的不适用性和制造生产方面不稳定性通常被忽略。


不锈钢和铝合金桥架,由于强度、防腐、外观等方面的要求都由材质本身提供,故较易把握质量,只要检验元素含量就可以鉴别是否符合要求;碳钢桥架存在的普遍问题是防腐等级较低以及防腐层脱落问题,例如镀锌层厚度达不到要求、厚度不均匀、静电喷涂脱落等,究其原因为大量使用带钢作为母材,其材质脆性大、不均匀、表面处理不干净;玻璃钢桥架多为酚醛树脂,抗紫外线能力较弱,同时挤拉线生产后铆接或栓接成槽,强度不如金属焊接稳定;环氧树脂复合型桥架生产工艺不够完善,目前全部为手工操作,接头以及复合层容易开裂,在实践中已多次发生。


五、总结


本文对生产制造电缆桥架的各种材质进行了简要分析,比对了载荷、防腐、造价等方面的不同,从我国电缆桥架生产应用现状的角度,进行了比较全面的总结。分析了电缆桥架材质选用时应该考虑到的主要因素,为电缆桥架生产制造和设计选用提供了很好的参考。


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