الصناعة متفائلة بشأن اتجاه تطور «توفير النحاس باستخدام الألمنيوم».

«الاتجاه العام نحو «توفير النحاس باستخدام الألمنيوم» هو اتجاه دولي. ومع ذلك، وفقًا للظروف الوطنية والتقدم العلمي والتكنولوجي في مختلف البلدان، توجد بعض الاختلافات. ويتمثل الاتجاه العام في التطور التدريجي نحو الأمام، والآفاق بشكل عام واضحة. وعلى المستخدم النهائي والمهندس المختص أن يقررا ما إذا كان ينبغي استخدام أسلاك وكابلات نحاسية أم أسلاك وكابلات ألمنيومية، وذلك بالنظر إلى التأثيرات الاقتصادية والتقنية الشاملة.» قال هوانغ تشونغتشي، عضو الأكاديمية الصينية للهندسة ونائب كبير المهندسين في معهد شنغهاي لأبحاث الكابلات، خلال «المنتدى رفيع المستوى لتعزيز تطبيق الألمنيوم» الذي نظمته بشكل مشترك مكتب المستشارين التابع لمجلس الدولة وجمعية صناعة المعادن غير الحديدية الصينية في 25 أغسطس.

لا يزال تطبيق الموصلات الكهربائية المصنوعة من الألمنيوم هو التركيز الرئيسي.

يتجاوز استهلاك الصين السنوي من النحاس في صناعة الكابلات 5 ملايين طن، ما يمثل 60% من الاستهلاك المحلي للنحاس. ولتلبية هذا الطلب، يلزم توفير كمية كبيرة من العملات الأجنبية لاستيراد مواد النحاس سنويًا، تمثّل حوالي ثلاثة أخماس استهلاك النحاس. تمتلك الصين موارد وافرة من خامات الألمنيوم، إذ تبلغ احتياطياتها نحو 8% من القشرة الأرضية. يتمتع الألمنيوم بموصلية تبلغ 61% من موصليّة النحاس، لكن قوته الميكانيكية منخفضة، وهو عرضة للأكسدة والزحف، مما يحدّ من ترويج استخدامه وتطبيقه. ومع ذلك، فقد تمكنت كابلات الموصلات المصنوعة من سبائك الألمنيوم من حلّ المشكلة التقنية المتمثلة في «استبدال النحاس بالألمنيوم».

مبدأ «استخدام الألمنيوم لتوفير النحاس» للموصلات يعني استخدام النحاس في منتجات الكابلات التي ينبغي أن تستخدم النحاس. أما بالنسبة للمنتجات التي يمكن أن تستخدم كلاً من النحاس والألمنيوم كموصلات، فيلزم إجراء تجارب علمية وتجارب عملية ناجحة قبل الترويج لها وتطبيقها. يُعارض الترويج الأعمى، إذ قد يؤدي ذلك إلى تراجع جودة المنتجات وتقلبات كبيرة في الإنتاج.

إن تطبيق الألمنيوم وسبائك الألمنيوم في الصين محدود جدًا، وغالبًا ما يكون مستوى الجهد أقل من 35 كيلوفولت، خاصةً في الكابلات ذات الجهد المنخفض. وتتميز آفاق التطبيق باتساعها، مما يترك مجالًا كبيرًا لتوسيع نطاق التطبيقات. حاليًا، سيزداد استخدام الموصلات الكهربائية المصنوعة من سبائك الألمنيوم، وهو ما تم الاتفاق عليه مع قطاع الطاقة. ويستند البحث والتطوير في مجال الموصلات الهوائية إلى الابتكار وتطبيق مواد جديدة، وليس إلى تصميم ولفّ الموصلات الجاهزة، كما أوضح هوانغ تشونغتشي.

أُبلغ عن نجاح تصنيع أول كابل صيني من الألمنيوم عالي الجهد، بقطاع كبير، وموصل بصري كهربائي، يبلغ جهد تشغيله 230 كيلوفولت، ومساحة مقطعه 1800 مليمتر مربع، ويحمل الرمز YJLLWO31 × 1800. وبعد اجتياز الكابل وملحقاته للفحص الذي أجرته المركز الوطني لمراقبة وفحص جودة الأسلاك والكابلات التابع لمعهد شنغهاي لأبحاث الكابلات، تبيّن أنّه يلبي متطلبات الفحص وفقًا للمعيار IEC6207:2011.

في الواقع، بلغت نسبة استخدام كابلات الألمنيوم وسبائك الألمنيوم في الدول الأجنبية نسبًا ذات خانتين، وشملت تطبيقاتها مستويات جهد مختلفة مثل الجهد المنخفض والمتوسط والمرتفع. وقد شاع استخدام كابلات الألمنيوم ذات النواة الصلبة على نطاق واسع، حتى أن الكابلات البحرية ذات النواة الصلبة (التي تصل مساحة المقطع العرضي للألمنيوم فيها إلى 1600 مليمتر مربع كحد أقصى) باتت تُستخدم أيضًا. كما أن سلك سبائك الألمنيوم من السلسلة 8000 المخصص للتلدين الكهربائي والمعالجة الحرارية المتوسطة يستخدم منذ فترة طويلة في أمريكا الشمالية، ويتم الآن الترويج له وتطبيقه في الصين. وقد تمّ تطوير سلك سبائك الألمنيوم وحزم أسلاك سبائك الألمنيوم المستخدمة في السيارات في اليابان بنجاح، وتتميز هذه الأسلاك بموصلية عالية وقوة شد وتمدد متحكم بهما.

لا تزال كابلات الطاقة المصنوعة من أسلاك الألمنيوم المكسوة بالنحاس تواجه صعوبات كبيرة في الترويج. فما السبب الجذري وراء هذه الصعوبة في الترويج؟ برأي هوانغ تشونغتشي، هناك سببان رئيسيان: أولاً، مستوى تصنيع الأسلاك الألمنيومية المكسوة بالنحاس منخفض، ويقلق المستخدمون بشأن الجودة؛ ثانياً، كابلات الطاقة المكسوة بالنحاس والأسلاك ذات النواة الألمنيومية منافستان لبعضهما البعض، وكثيراً ما يفضل المستخدمون استخدام كابلات الطاقة ذات النواة الألمنيومية التي تكون أرخص وأقل تكلفة، وتفي بالغرض بنفس الدرجة، بدلاً من كابلات الطاقة المكسوة بالنحاس.

المحول الإلكتروني «من النحاس إلى الألمنيوم» سيُدشن الربيع.

سنواصل تدريجيًا تعزيز تطبيق مفاعلات التسوية من النوع الجاف في الأجهزة المنزلية والمحولات الإلكترونية وخطوط نقل الجهد الفائق والجهد الفائق بالتيار المستمر. يتحلّى هوانغ تشونغتشي بالثقة الكاملة في عملية التحول من النحاس إلى الألومنيوم في صناعة المحولات الإلكترونية. ومع ترويج تقنيات ومواد وعمليات جديدة، ستشهد عملية التحول من النحاس إلى الألومنيوم في صناعة المحولات الإلكترونية فصل الربيع.

من المفهوم أن المحولات الإلكترونية تشمل أنواعًا مختلفة مثل محولات التردد المتوسط، والصوتية، والنبضية، والطاقة، ومحولات الرقائق. يمثل إنتاج الصين من المحولات الإلكترونية أكثر من 20% من الإنتاج العالمي ككل، ويُستخدم 60% منه لتزويد السوق الدولية. أصبح تحويل المحولات الإلكترونية من النحاس إلى الألمنيوم أمرًا لا رجعة فيه.

في الوقت الحالي، يتطلب كل مفاعل تسوية من النوع الجاف أكثر من 40 طنًا من أسلاك اللفّ الألومنيوم. وكمثال على ذلك، فإن خطَّي نقل الكهرباء في شيلودو ونووزهادو اللذين يجري تنفيذهما حاليًا، يحتاجان إلى ما مجموعه 44 مفاعل تسوية من النوع الجاف، تتراوح كمياتها بين 1760 طنًا و2000 طن. ومع تطور صناعة نقل الطاقة في الصين، سيشهد هذا النوع من أسلاك اللفّ مستقبلًا واعدًا.

من أجل تحسين أداء الأسلاك المطلية بالألمنيوم، يتمثل اتجاه البحث في تطوير «جيل جديد من الأسلاك المطلية بسبائك الألمنيوم» تتمتع بخصائص ميكانيكية عالية في درجتي الحرارة العادية وعالية، وبدرجة حرارة إعادة التبلور عالية، وقابلية أفضل للتمديد مقارنةً بأسلاك الألمنيوم النقية. يضمن ذلك أن تكون أسلاك اللف المستخدمة في السحب والطلاء وتصنيع المكونات الكهربائية ذات سلوك مناسب.

في الواقع، إن استبدال الكابلات النحاسية بكابلات الألمنيوم لا يقلل التكاليف فحسب، بل له أيضًا مزايا كبيرة في التركيب والوزن وتخفيض استهلاك الطاقة. ومن منظور الأعمال على نطاق عالمي، باتت كابلات الألمنيوم حلاً يمكن أن يقلل بشكل كبير الاستثمار في الأصول الثابتة ويحل محل الكابلات النحاسية.

من أجل تنظيم السوق، تم صياغة وتقديم المعيار الصناعي لقضبان النحاس المغلفة بالألمنيوم المستخدمة في الأغراض الكهربائية.

تعتمد جودة قضبان الألمنيوم المكسوة بالنحاس وعائد المنتج والتكلفة والربح على الترابط المعدني بين النحاس والألمنيوم، تمامًا مثل أسلاك الألمنيوم المكسوة بالنحاس. لذلك، لا يزال هناك مجال للتحسين في عملية الإنتاج والمعدات وكفاءة الإنتاج والعائد وهامش الربح لهذا المنتج.

يتمتع تطور الألمنيوم الكهربائي وسبائك الألمنيوم في صناعة الكابلات الصينية بإمكانات تقنية، لكن معدات الإنتاج بحاجة ماسة إلى التحديث؛ وإلا فسيؤثر ذلك على تطوير أنواع المنتجات واستقرار الجودة، مما سيؤثر بدوره على تعزيز استخدامها وتطبيقها.

حاليًا، توسّع صناعة الكابلات في الصين نطاق استخدام الألمنيوم، مع التركيز على سبائك الألمنيوم الكهربائية. يكمن جوهر وقاعدة البحث والتطوير في سبائك الألمنيوم الكهربائية في منتجات مواد السبائك (القضبان)، والأسلاك الفردية، وملحقات التوصيل التي تتمتع بابتكار مستقل حقيقي، بدلاً من الأسلاك أو النوى الجاهزة المجدولة. ويتجلى توسع نطاق الاستخدام في استقرار تنوع المواد وأدائها وجودتها. وقد قدّم هوانغ تشونغتشي اقتراحات لتوسيع استخدام الألمنيوم في صناعة الكابلات.

البريد الإلكتروني:

rlt666@outlook.com/ hbrlt@126.com

العنوان:

الجادة رقم 1 تشوانغ يي، الحديقة الصناعية هونغ شان، منطقة شي شوي للتنمية الاقتصادية، مقاطعة هوبي