کابل تابیده شده مسی

کابل‌ تابیده‌ شده مسی (پیچه) 1

هادی های مورد استفاده در ساختار کابل‌ آبگرد کوره‌ الکتریکی ذوب فلزات، از رشته‌ های تابیده‌ شده مسی تشکیل شده‌ اند. جنس (گرید) مورد استفاده، ضخامت و میزان انعطاف‌ پذیری تک‌ رشته‌ های مورد استفاده در ساختار کابل‌ ها، نوع پوشش و سطح مقطع آن‌ ها پارامترهای اساسی کابل‌ ها می‌ باشد که در زیر به‌ تفکیک و بطور مشروح به توضیح هر یک از این مسائل می‌ پردازیم.

جنس (گرید) کابل‌ ها

تک‌ کابل‌ های مورد استفاده برای ساخت کابل‌ های آبگرد از جنس مس گرید ETP2 تحت استاندارد ASTM-C11000 می‌ باشد. مطابق استاندارد مذکور خلوص این گرید از مس حداقل 99.95% و میزان رسانایی آن حداقل معادل 100% مقدار تعریف شده پایه توسط IACS3 (استاندارد جهانی مس آنیل‌ شده) برابر با 58 مگازیمنس بر متر می‌ باشد.

ضخامت تک‌ رشته‌ ها 4

برخلاف رشته‌ های بکار رفته در ساختار کابل‌ های افشان روکش‌ دار که در ضخامت (قطر) های زیر 0.20 میلیمتر مورد استفاده قرار می‌ گیرند، ضخامت تک‌ رشته‌ های مورد استفاده در کابل‌ های آبگرد مقدار بیشتری باید داشته باشد. در غیر اینصورت، برخی از تک‌ رشته‌ های موجود در پیچه‌ ها بمرور زمان بر اثر فشارهای کششی ناشی از تحرک کابل‌ ها و ضربات الکترومکانیکی وارده بر آن‌ ها کنده‌ شده و مقاومت الکتریکی کابل بدون آنکه در ظاهر امر بنظر برسد،  بمرور زمان بیشتر خواهد شد. جدول زیر ضخامت پیشنهادی برای تک‌ رشته‌ ها در کابل تابیده شده مسی مورد استفاده در ساخت کابل‌ های آبگرد را بر حسب نوع کابل‌ آبگرد مورد نظر نشان می‌ دهد:

ضخامت (قطر) تک‌رشته‌ها

نوع کابل آبگرد مورد استفاده

0.25 mm

کابل‌های سکوندر5

0.40 – 0.45 mm

کابل‌های آبگرد مورد استفاده در کوره‌های القایی

0.50 – 0.60 mm

کابل‌های آبگرد مورد استفاده در کوره‌های قوس‌الکتریکی و پاتیلی

انعطاف‌ پذیری

میزان انعطاف‌ پذیری کابل‌ تابیده شده مسی دورنی مورد استفاده در ساختار کابل‌ های آبگرد از اهمیت بسزایی برخوردار است. در صورتی‌ که میزان سختی کابل‌ های مورد استفاده بالا باشد، احتمال گسستگی و پاره‌ شدن آن‌ ها بر اثر فشارهای کششی ناشی از تحرک کابل‌ ها و ضربات الکترومکانیکی وارده بر آن‌ ها بالا بوده و تاثیری مشابه نازک بودن تک‌ رشته‌ ها را خواهد داشت. از اینرو کابل‌ های مورد نظر بایستی تا حد لازم در پروسه ساخت آنیل شده باشند.

نوع پوشش

تک‌ رشته‌ های موجود در ساختار پیچه‌ ها هم بصورت بدون پوشش (لخت7) و هم بصورت قلع‌ اندود8 شده مورد استفاده قرار می‌ گیرند، پیچه‌ های قلع‌ اندود شده مقاومت بیشتری در برابر خوردگی‌ های شیمیایی ناشی از تماس با آب در طول زمان خواهند داشت، بدیهی است که در صورتی‌ که کیفیت آب در حال جریان داخل کابل‌ ها به لحاظ شیمیایی مطلوب نباشد، در طول زمان باعث واکنش‌ های شیمیایی در سطح بیرونی تک‌ رشته‌ هایی که بر اثر عبور جریان گرم‌ شده‌ اند، خواهند شد و سبب خوردگی و به‌ تبع آن تغییر رنگ و نهایتا از دست دادن ضخامت و پارگی خواهند شد. البته شایان ذکر است که پیچه‌ تابیده شده مسی قلع‌ اندود به لحاظ هزینه نسبت انواع بدون پوشش بطور محسوسی گران‌ تر بوده، فلذا در صورتی که کیفیت آب و شرایط محیطی کابل در حد بسیار نامطلوبی نباشد استفاده از پیچه‌ های قلع‌ اندود شده چندان مورد توصیه نمی‌ باشد.

کابل تابیده شده مسی

همچنین بدلیل آن‌ که میزان تحرک کابل‌ آبگرد کوره‌ قوس‌ الکتریکی و پاتیلی بسیار زیاد است، برای جلوگیری از سایش پیچه‌ ها به‌ یکدیگر حین حرکت های ناگهانی، ترجیحا سطح بیرونی پیچه‌ ها بصورت تمام و یا یک‌ درمیان توسط روکش‌ های ویژه از یکدیگر ایزوله می‌ شوند.

روکش‌ های مذکور از جنس LS0H9 (پلاستیک کم‌ دود و بدون هالوژن) می‌ باشند، این ماده همان جنس مورد استفاده برای ساخت روکش‌ مشکی رنگ کابل‌ های معمولی می‌ باشد که در صورت حرارت بالا و سوختن اولا دود بسیار کمی تولید می‌ کند، ثانیا موجب تشکیل گازهای سمی نمی‌ گردد. شایان ذکراست که روکش‌ های مذکور جهت جلوگیری از محبوس شدن آب در داخل پیچه‌ ها و دفع حرارت بصورت پانچ‌ شده ساخته‌ می‌ شوند.

سطح مقطع

یکی از مهمترین پارامترهای تعریف شده برای کابل تابیده شده مسی داخلی یک کابل آبگرد، میزان سطح مقطع آن و تعداد و ترکیب تک‌ رشته‌ های آن‌ ها می‌ باشد. میزان سطح مقطع کل کابل‌ ها بستگی به میزان چگالی جریان عبوری در نظرگرفته‌ شده برای کابل دارد، این میزان برای کابل‌ آبگرد کوره‌ القایی برابر با 10 الی 15 آمپر بر میلیمترمربع می‌ باشد. این در حالی‌ است که بدلیل وجود پیک‌ های ناگهانی و گذرای بسیار بالا در شکل موج جریان های عبوری از کابل‌ های آبگرد کوره‌ های قوس‌ الکتریکی، چگالی جریان عبوری از آن‌ ها به‌ میزان 4.5 الی 6 آمپر بر میلیمترمربع در نظر گرفته می‌ شود.

گذشته از میزان سطح‌ مقطع پیچه‌ ها، تعداد و ترکیب تک‌ رشته‌ های تشکیل‌ دهنده آ‌ن‌ ها طبق استاندارد ASTM-B172، مطابق جدول زیر در نظر گرفته می‌ شود:

 

سطح مقطع نامی (mm2)

ضخامت تک‌رشته‌ها (mm)

ترکیب تک‌رشته‌ها

سطح مقطع واقعی (mm2)

مورد استفاده برای ساخت‌کابل‌های آبگرد سکوندر

25

0.25

19 × 28

26

مورد استفاده برای ساخت‌کابل‌های آبگرد کوره‌های القایی (IF)

0.40

7 × 25

22

50

0.40

19 × 21

50

100

0.45

19 × 33

100

مورد استفاده برای ساخت‌کابل‌های آبگرد کوره‌های قوس‌الکتریکی و پاتیلی (EAF & LF)

200

0.50

7 × 7 × 20

193

400

0.50

19 × 7 × 15

392

500

0.50

19 × 7 × 19

496

                                                                                                                                                                                    

نکته دیگری که در این خصوص حائز اهمیت و توجه می‌ باشد، جهت پیچش لایه‌ های طبقات مختلف پیچه‌ ها می‌ باشد. برای جلوگیری از بازشدگی رشته‌ ها بایستی جهت پیچش در طبقات مجاور پیچه بصورت معکوس یکدیگر باشد.

1- Copper Rope

2- Electric Tough Pitch Copper

3- International Annealed Copper Standard (مقدار استاندارد برای رسانایی مس معادل 58 مگازیمنس بر متر)

4- Filament

5- Secondary Cables

6- Annealing Process

7- Bare Wire

8- Tin Coated Wire

9- Low Smoke Zero Halogen