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铜管经久耐用铜的化学性能稳定,将耐寒、耐热、耐压、耐腐蚀和耐火(铜的熔点高达摄氏1083度)等特性集于一身,可在不同的环境中长期使用。铜管的使用寿命可以与建筑物寿命一样长,甚至更长,例如北京协和医院上世纪20年代安装的铜水暖件历经70余年,至今依然性能良好。由此可见,铜管是经百年以上时间和实践经验充分检验过的管材。铜管可靠铜管集金属管材与非金属管材的优点于一身。它比塑料管材坚硬,具有一般金属的高强度(冷拔铜管的强度与相同壁厚的钢管相当);它又比一般金属易弯曲,韧性好且延展性高,具有优良的抗振、抗冲击及抗冻胀性能。铜管可以承受极冷和极热的温度,从-196度到250度适用范围大,且适应温度剧烈变化(—高温—低温—高温—),使用性能不会因长期使用和温度的剧烈变化而降低,不会产生老化现象。这是普通管材所不能及的。铜管的线形膨胀系数很小,是塑料管的1/10,可抗疲劳。在温度变化时不会产生过度的热胀冷缩而导致应力疲劳破裂。这些特点使得铜管在寒冷地区的应用极具优势。严寒地区早晚温差大,普通管材的线形膨胀系数大且强度低,极易产生因热胀冷缩产生的应力疲劳破裂。有的号称-20度不脆,但其实不能承受工作压力,并且使用寿命很短,不具备实际意义,虽然可以采用保温措施,但在运输、保管及安装过程遭遇低温是难以避免的,而铜管的性能在-183度与常温时是相同的。
山东太航金属材料电力输送:电力输送中需要大量消耗高导电性的铜,主要用于动力申.线电缆、汇流排、变压器、开关、接插元件和联接器等。在电线电缆的输电过程中,由于电阻发热而白白浪费电能。从节能和经济的角度考虑,目前世界上正在推广" 电缆截面"标准。过去流行的标准,单纯地从降低一次安装投资的角度出发,为了尽量减小电缆截面,以在设计要求的额定电流下,不至出现危险过热,来确定电缆的 允许尺寸。按这种标准铺设的电缆,虽然安装费低了;但是在长期使用过程中,电阻能耗却比较大。" 电缆截面"标准,则兼顾一次安装费用和电能消耗这两个因素,适当放大电缆尺寸,以达到节能和 综合经济效益的目的。按照新的标准,电缆截面往往要比老标准加大一倍以上,可以获得50%左右的节能效果。我国在过去一段时间内,由于钢供不应求,考虑到铝的比重只有铜的 30%,在希望减轻重量的架空高压输电线路中曾采取以铝代铜的措施。目前从环境保护考虑,空中输电线将转为铺设地下电缆。在这种情况下,铝与铜相比,存在导电性差和电缆尺寸较大的缺点,而相形见绌。
电机制造:在电机制造中,广泛使用高导电和高强度的铜合金。主要用铜部位是定子、转子和轴头等。在大型电机中,绕组要用水或氢气冷却,称为双水内冷或氢气冷却电机,这就需要大长度的中空导线。电机是使用电能的大户,约占全部电能供应的60%。一台电机运转累计电费很高,一般在初工作5 00小时内就达到电机本易的成本,一年内相当于成本的4~ 16倍,在整个工作寿命期间可以达到成本的200倍。电机效率的少量提高,不但可以节能;而且可以获得显著的经济效益。开发和应用电机,是当前世界上的一个热门课题。由于电机内部的能量消耗,主要来源于绕组的电阻损耗;因此,增大铜线截面是发展电机的一个关键措施。近年来己率先开发出来的一些电机与传统电机相比,铜绕组的使用量增加25~ 。目前,美国能源部正在资助一个开发项目,拟采用铸入铜的技术生产电机转子
紫铜管的应用比纯铁广泛得多,每年有50%的铜被电解提纯为纯铜,用于电气工业。这里所说的紫铜,确实要非常纯,含铜达99.95%以上才行,极少量的杂质,特别是磷、砷、铝等,会大大降低铜的导电率。铜中含氧(炼铜时容易混入少量氧)对导电率影响很大,用于电气工业的铜一般都必须是无氧铜。另外,铅、锑、铋等杂质会使铜的结晶不能结合在一起,造成热脆,也会影响纯铜的加工。这种纯度很高的纯铜,一般用电解法精制:把不纯铜(即粗铜)作阳极,纯铜作阴极,以硫酸铜溶液为电解液。当电流通过后,阳极上不纯的铜逐渐熔解,纯铜便逐渐沉淀在阴极上。这样精制而得的铜;纯度可达99.99%。紫铜是比较纯净的一种铜,一般可近似认为是纯铜,导电性、塑性都较好,但强度、硬度较差一些。铜管质地坚硬,不易腐蚀,且耐高温、耐高压,可在多种环境中使用。与此相比,许多其他管材的缺点显而易见,比如过去住宅中多用的镀锌钢管,极易锈蚀,使用时间不长就会出现自来水发黄、水流变小等问题。还有些材料在高温下的强度会迅速降低,用于热水管时会产生不隐患,而铜的熔点高达摄氏1083度,热水系统的温度对铜管微不足道。 考古学家在埃及金字塔内发现了距今4500年前的铜水管,至今还能使用。
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