انتخاب انواع مواد اولیه سینی کابل و بررسی ساختارمواد آن
مواد اولیه سینی کابل معمولاً از فلز مقاوم در برابر خوردگی یا از فلزی با پوشش مقاوم در برابر خوردگی ساخته می شوند. انتخاب مواد اولیه مناسب اساسا یک ملاحظه اقتصادی است.
در نصب هر سیستم سینی های کابلی، مشخصات مکانیکی موادی که از آن ساخته شده است مورد توجه قرار میگیرد. این خصوصیات بر فاصله قطعات پشتیبانی کننده و سهولت نصب تأثیر می گذارند. با توجه به آنچه که نیاز است نصب شود، ممکن است انتخاب مواد به خصوصیات الکتریکی (رسانایی) ، فیزیکی (ظاهری) یا شیمیایی (مقاومت در برابر خوردگی) نیز وابسته باشد.
اگرچه فلزات زیادی در دسترس است که می تواند نیازهای اساسی ساخت سینی ها را برآورده کند، آلیاژهای آلومینیوم فرفورژه و فولادهای کم کربن این نیازها را از لحاظ اقتصادی برآورده می کنند.
آلیاژهای آلومینیوم فرفورژه
آلومینیوم خالص، نرم و منعطف است. با این حال، بیشتر موارد استفاده تجاری به مقاومت بیشتری نسبت به آلومینیوم خالص نیاز دارند. این مقاومت با افزودن عناصر دیگر برای تولید آلیاژهایی حاصل می شود که به تنهایی یا به طور ترکیبی مقاومت به فلز را ایجاد می کنند. این آلیاژها با توجه به ترکیب شیمیایی آنها در هفت دسته طبقه بندی شده اند و برای هر سری از آلیاژهای 1000 تا 7000 از طرف Aluminium Assoc به آنها عددی داده شده است. علاوه بر آلیاژ آلومینیوم خالص، تقویت بیشتر با عملیات حرارتی امکان پذیر است.
آلیاژهای قابل تقویت با حرارت
مقاومت اولیه آلیاژهای این گروه با افزودن عناصر آلیاژی مانند مس، منیزیم، روی و سیلیسیم افزایش یافته و به عنوان سری 2000 ، 6000 و 7000 تعیین می شوند. از آنجا که این آلیاژها به تنهایی، یا در ترکیبات مختلف، افزایش حلالیت جامد در آلومینیوم با افزایش دما را نشان می دهند، می توان آنها را تحت حرارت قرار داد که باعث تقویت آنها می شوند.
آلیاژهای غیرقابل تقویت با حرارت
مقاومت اولیه آلیاژهای این گروه به اثر سخت شدن عناصری مانند منگنز، سیلیکون، آهن و منیزیم، به تنهایی یا در ترکیبات مختلف بستگی دارد.
آلیاژهای غیر قابل تقویت با حرارت به صورت سری های 1000 ، 3000 ، 4000 و 5000 تعیین می شوند. از آنجا که این آلیاژها قابل سخت شدن در کار هستند، تقویت بیشتر با درجات مختلف کار سرد امکان پذیر است، که با سری “H” مشخص می شود.
به آلیاژهای حاوی مقادیر قابل توجهی منیزیم هنگام تهیه در فشار سخت شده، معمولاً دمای بالا “تثبیت” نهایی داده می شود تا ثبات خواص را تضمین کند.
در تعیین آلیاژ آلومینیوم مناسب برای کاربردهای ساختاری، مانند سیستم های سینی، مهندس طراح باید مزایای ذاتی استفاده از آلیاژهای قابل حرارت زدایی و ساخت ساختار از موادی را که دارای حداقل مقادیر شناخته شده مقاومت هستند، تشخیص دهد.
محصولات سینی های برق به طور گسترده ای از آلیاژهای سری 6000 تشکیل شده اند. آلیاژهای این گروه به نسبت تقریبی حاوی سیلیسیم و منیزیم هستند تا سیلیکون منیزیم را تشکیل دهند و در نتیجه آنها را قادر به عملیات حرارتی می سازد. آلیاژهای اصلی این سری 6061 و 6063 هستند که از همه کاره ترین آلیاژهای قابل تقویت با گرما هستند.
آلیاژهای منیزیم، سیلیسیم (یا سیلیکون منیزیم) اگرچه به اندازه اکثر آلیاژهای 2000 یا 7000 قوی نیستند ولی دارای فرم پذیری و مقاومت در برابر خوردگی مناسب هستند.
اعضای ساختاری اساسی سیستم های سینی آلومینیومی را می توان از اکستروژن آلومینیوم تهیه کرد، ماده ای که از نظر اقتصادی نیازهای اکثر تاسیسات را برآورده می کند. این آلیاژ مقاومت کافی در برابر خوردگی دارد. وزن آن سبک و بدون نیاز به تعمیر و نگهداری است و به دلیل خاصیت غیر مغناطیسی آلومینیوم، تلفات الکتریکی را به حداقل می رساند.
فولاد
سینی های کابل ساخته شده از فولاد فولاد عمدتا در محیط هایی استفاده می شوند که نسبتاً عاری از هرگونه عوامل خورنده هستند. آنها با انواع مختلفی از مواد مقاوم در برابر خوردگی در دسترس هستند که معمولا گالوانیزه گرم می شود. مزایای اصلی استفاده از فولاد در ساخت سینی ها مقاومت بالا و کم هزینه بودن آن است.
از معایب آن می توان به افزایش وزن سازه، مقاومت در برابر خوردگی ضعیف و هدایت الکتریکی کم اشاره کرد. این تصور که همه فولادها یکسان هستند نادرست است.
فولادهای کربنی ممکن است در ترکیبات شیمیایی (کربن، منگنز، فسفر، گوگرد و سیلیکون) در محدوده های مشخص شده از یک درجه مشخص تولید شوند و هنوز دارای ویژگی هایی هستند که به طور گسترده ای متفاوت نیستند.
هر درجه و تنوع کیفیت، بسته به کاربرد نهایی و روشهای ساخت، جایگاه مفیدی دارد. اجزای اصلی سینی های کابل فولادی معمولاً از نوارهای فولادی نورد گرم یا سرد با کیفیت تجاری ساخته می شوند. فولاد پیش گالوانیزه مطابق با ASTM A-653 است.
فولاد ضد زنگ
امروزه، صدها ترکیب مختلف آلیاژ برای انواع برنامه هایی که از فولادهای ضد زنگ و مقاوم در برابر حرارت استفاده می کنند، وجود دارد.
عناصر اصلی اضافه شده برای بدست آوردن خواص مختلف مورد نیاز در فولادها شامل کروم، نیکل، منگنز، سیلیکون، مولیبدن و عناصر تثبیت کننده تیتانیوم کلمبیوم و تانتالیم هستند. فولاد ضد زنگ حاوی حداقل 10 درصد کروم به همراه سایر عناصر برای ایجاد خواص است.
بسته به کیفیت عناصر موجود در یک آلیاژ ضدزنگ، این ساختار متالورژی خواهد داشت که مشخصه گروههای اساسی فولاد ضد زنگ خواهد بود.
متالورژیست ها از این گروه ها به عنوان فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی، فریتی، آستنیتی و سخت کننده رسوب یاد می کنند. به همه آلیاژهای آستنیتی استاندارد در سری های “200” و “300” اعداد داده می شود، در حالی که آلیاژهای مارتنزیتی و فریتی در سری “400” شماره گذاری شده اند.
هنگامی که کروم برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی افزایش می یابد، نیکل نیز باید حفظ شود تا ساختار آستنیتی را حفظ کند.
304 فولاد ضد زنگ دارای کروم و نیکل افزایش یافته و کربن نیز کاهش می یابد تا باعث کاهش کاربید و افزایش مقاومت در برابر خوردگی شود. کاهش میزان کربن نیز جوشکاری را آسان می کند.
316 فولاد ضد زنگ دارای مولیبدن اضافه شده برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر درجه حرارت بالا است. محتوای کربن نیز برای بهبود عملکرد جوشکاری کاهش می یابد.
ورق گالوانیزه
گالوانیزه از طریق فرآیند غوطه وری گرم (گالوانیزه داغ) ساخته می شود و یک لایه مات خاکستری بسیار ظریف می دهد. پوشش بسیار ظریف مات مانند یک آغازگر عمل می کند و رنگ به راحتی به سینی می چسبد.
ضد زنگ زدگی و خوردگی است، در صورت تماس با آب فقط علائم سفید یا خاکستری تیره ظاهر می شود. ورق های گالوانیزه قابلیت رنگ پذیری، قابلیت جوش پذیری، مقاومت در برابر خوردگی و شکل پذیری مناسب را دارند. این ماده به طور گسترده ای در صنعت خودرو، علامت گذاری، تجهیزات الکتریکی و سایر صنایع که به رنگ آمیزی خوب و طول عمر مفید قابل اطمینان نیاز دارند استفاده می شود.
فایبرگلس
سیستم های سینی های کابل فایبرگلاس از مواد اولیه اشکال پلاستیکی تقویت شده با پشم شیشه ساخته شده اند و ظرفیت بارگذاری فولاد را فراهم می کنند، به علاوه ویژگی های ذاتی ارائه شده توسط فناوری Pultrusion، غیر رسانا، غیر مغناطیسی و مقاوم در برابر خوردگی نیز هستند.
با اینکه وزن کمی دارد، اما نسبت مقاومت به وزن از محصولات فولادی معادل فراتر می رود. سینی فایبرگلاس زنگ نمی زند و هرگز به نقاشی احتیاج ندارد. این ماده در هر دو سیستم رزین پلی استر و وینیلستر موجود است که با توجه به نیازهای ASTM D-635 و ASTM E-84 ، Class 1 Flame مطابقت دارد.
