Проводниковый кабель ACCR с композитным сердечником от компании 3М обладает композитным сердечником из волокна алюминиевой керамики (оксид алюминия AL2O3) в алюминиевой матрице, в обертке провода из алюминий-циркония (Al-Zr). Композитный сердечник и обертка оба вносят вклад в прочность кабеля и проводимост . Источник: 3М Наружные пряди Al-Zr являются температурностойким сплавом, который позволяет непрерывно работать при 2100С, с пиковыми нагрузками до 2400С, сконструированным для поддержания прочности и стойкости к отжигу. Хотя и являющиеся традиционным алюминием, провода с композитным сердечником приблизительно в 9 раз прочнее алюминия и в 3 раза жестче, по словам Трэйси Андерсон (Tracy Anderson), руководителя отдела развития программы композитного проводника компании 3М. Сердечник в половину легче соответствующего стального сердечника, обладает более высокой электропроводностью, и имеет коэффициент теплового расширения 6 x 10-6/0C – половина такой же величины для стали. В противоположность кабелям ACCC от компании CTC, кабели ACCR от 3М могут быть соединены вместе при использовании стандартных, традиционных техник, таких как предварительно созданные разделки кабеля или компрессионные методы, используя коммерческие приспособления, свободно доступные от поставщиков кабельного оборудования по всему миру. 3М завершила полевые испытания установкой в шести штатах, каждый из которых измерил отклик проводника ACCR в специфических полевых условиях. Коммерческие установки включают в себя линию протяженностью 10 миль для компании Xcel Energy (Minneapolis, Minn.). «Xcel избежала установки новых башен, сохранила территорию от застройки и была впечатлена скоростью внедрения решения на основе композитного сердечника», объясняет Андерсон. Компания Pacific Gas & Electric (PG&E) установила кабель ACCR от 3М на коротком сегменте линии в южной Калифорнии в Санта-Клара. 3М с тех пор подписала соглашения на линию 10 миль для Alabama Power Co. и на 80 миль в Аризоне, для компании Western Area Power Admin. Чтобы конкурировать на этом консервативном, хорошо установившемся рынке, CTC и 3М отмечают, что все испытания должны быть полными и законченными, что является трудной задачей из-за отсутствия проверенных методов испытаний. Хотя некоторые ASTM, IEEE, ANSI и Ассоциация алюминия устанавливают стандарты для кабельной промышленности, они были написаны для проводников с стальным сердечниками и должны быть модифицированы, чтобы быть приспособленными к отличиям продуктов на основе композитного сердечника. Например, Андерсон отмечает, что большинство стандартных тестов измеряют производительность верхних проводников при 1000С, но проводники и 3М, и СТС сконструированы для непрерывной работы при температурах в диапазоне от 1800С до 2100С. Таким образом, должны быть установлены стандарты для производства проводников с композитными сердечниками, чтобы помочь убедить осторожных инженеров компаний, что они могут полагаться на долгосрочную производительность этой новой технологии. МОРСКИЕ КАБЕЛИ Уже несколько лет, как операторы оффшорных нефтяных платформ широко используют композиты выше уровня воды, заменяя подверженную коррозии сталь легко оправдывающими затраты стеклопластиковыми трубопроводами, настилами, лестницами, поручнями, ступенями, опорными структурами и даже жилыми помещениями. Но замена стали композитами ниже уровня воды имело многообещающую, но неосуществленную историю. Конечно, есть и доказанная необходимость для погруженных в воду композитов. Так как газовые и нефтяные компании ищут новые резервы, буровые платформы двигаются от мелководья в открытое море с глубинами около 2-х миль, где вес стали стал серьезным недостатком. И существовало небольшое сомнение в том, что композиты будут лучше стали в подводных строениях, начиная с малого веса. Высокое отношение жесткости/прочности к весу углепластиковых композитов является ключевым моментом: стержень на основе углеволокна типично имеет приблизительно одинаковую со сталью жесткость, но всего лишь 20% от ее веса, плюс более длинное растяжение. Более того, почти нейтральная плавучесть, долговременная усталость, стойкость к коррозии и более высокие изоляционные свойства делают углеволокно более подходящим к использованию в часто холодной и всегда агрессивной окружающей соленой воде. Однако, две основные проблемы замедлили развитие. Первое – оффшорные операторы несклонны платить значительно более высокую цену за углеволокно, даже когда его использование является очевидно более эффективным по затратам. Второе – они сталкиваются с техническими сложностями, вызванными соединениями анизотропных, усиленных волокнами композитных материалов и стандартных присоединительных устройств, сконструированных для работы с стальными и алюминиевыми кабелями. |
