لا، النحاس الموجود في الكابلات ليس متماثلًا
النحاس هو الموصل في الغالبية العظمى من كابلات الطاقة والاتصالات، ولكن النحاس نفسه ليس مادة واحدة. يقوم صانعو الكابلات بشراء قضبان النحاس المنتجة بطريقتين مختلفتين، وتوفر هذه الطرق محتويات مختلفة من الأكسجين، وهياكل داخلية مختلفة وسلوك رسم مختلف. يكون الفرق غير مرئي في الكابل النهائي حتى يحدث خطأ ما على خط الرسم أو أثناء الخدمة.
الطريقان هما الصب والدحرجة المستمرة، مما ينتج عنه قضبان نحاس منخفضة-الأكسجين، والصب المستمر لأعلى، والذي ينتج قضبان نحاس خالية من الأكسجين-. يبدأ كلاهما من كاثود النحاس المكرر وينتهي كلاهما كقضيب بنفس القطر الاسمي، لذا يجب أن يتم التمييز من خلال المواصفات وشهادة المطحنة وليس من خلال المظهر وحده.
انخفاض-قضيب النحاس الأكسجين
يعتبر الصب والدرفلة المستمران هو الطريق ذو الحجم الأعلى. يتم صهر المعدن في عمود أو فرن عاكس، ونقله من خلال فرن احتجاز ومغسلة، ثم يُسكب في تجويف قالب مغلق حيث يتم تبريده بكثافة عالية لتشكيل قضيب صب. يمر القضيب بعد ذلك عبر مطحنة درفلة متعددة-تقوم بتقليله إلى قطر القضيب النهائي في تسلسل واحد مستمر.
إن تقليل التدحرج يكسر هيكل الصب الأصلي ويحوله إلى هيكل مشغول على الساخن، مما يعطي القضيب أداء سحب جيد. نظرًا لعدم إزالة الأكسدة من المصهور بشكل كامل، يحتفظ القضيب بكمية متحكم فيها من الأكسجين، عادةً في حدود 200 إلى 500 جزء في المليون، وأحيانًا أعلى. يوجد الأكسجين على شكل جزيئات دقيقة من أكسيد النحاس موزعة عبر النحاس. يتميز القضيب من هذا الطريق بسطح لامع، ولهذا السبب يتم وصف المنتج أحيانًا في التجارة على أنه قضيب خفيف أو قضيب أكسجين منخفض-. إنها المادة الخام القياسية لبناء الأسلاك وكابلات الطاقة وإنتاج الموصلات للأغراض العامة.
الأكسجين-قضيب النحاس الحر
يتم إنتاج القضيب الخالي من الأكسجين عن طريق الصب المستمر لأعلى. يتم صهر المعدن وحفظه في فرن الحث، ثم يتم سحب القضيب لأعلى من المصهور من خلال قالب الجرافيت وترتيب التبريد بحيث يحدث التصلب تحت جو وقائي. لا يتبع ذلك أي تمريرة متدحرجة، لذا يحتفظ القضيب بهيكل مصبوب ذو حبيبات خشنة-.
يتم الاحتفاظ بمحتوى الأكسجين في هذا المسار عند 10 أجزاء في المليون أو أقل، وهو مستوى منخفض بما يكفي لوصف المنتج بأنه خالي من الأكسجين-. إن غياب جزيئات أكسيد النحاس يجعل القضيب أكثر تحملاً لتخفيضات الرسم الشديدة ومعالجة درجات الحرارة العالية، وهو مفضل للأسلاك الدقيقة، وأسلاك اللف المطلية بالمينا، والمكونات الإلكترونية والفراغية، وأي تطبيق يكون فيه مستوى منخفض جدًا من الشوائب غير المعدنية-مهمًا. ونظرًا لغياب جزيئات الأكسيد، تكون المادة أيضًا أكثر ليونة في حالة الصب-.
مقارنة بين طريقي رود
| غرض | قضيب أكسجين منخفض- (الصب والدحرجة المستمرة) | قضيب خالٍ من الأكسجين- (صب متواصل لأعلى) |
|---|---|---|
| محتوى الأكسجين | عادة 200 إلى 500 جزء في المليون، وأحيانا أعلى | 10 جزء في المليون أو أقل |
| بناء | تم العمل على الساخن من خلال التمريرات المتعددة-، وتم تقسيم هيكل الصب الأصلي | تم الاحتفاظ بهيكل الزهر |
| سطح | مشرق، ومن هنا الاسم التجاري قضيب الضوء | سطح مصبوب مشرق |
| المواد الخام النموذجية | كاثود النحاس المكرر | كاثود النحاس المكرر عالي النقاء |
| الاستخدام الرئيسي | سلك البناء، كابل الطاقة، الموصل العام | الأسلاك الدقيقة والأسلاك المطلية بالمينا والإلكترونيات وأجهزة التفريغ |
| سلوك الرسم | جيد لجداول الرسم العادية | تحمل أفضل للتخفيضات الكبيرة ومعالجة درجات الحرارة العالية |
لماذا يهم محتوى الأكسجين
الأكسجين الموجود في النحاس موجود على شكل جزيئات أكسيد النحاس. أثناء الرسم، تعمل هذه الجسيمات بمثابة انقطاعات ويمكن أن تبدأ الشقوق الداخلية الصغيرة التي تنتهي بانقطاع الأسلاك، خاصة عندما يكون التخفيض لكل تمريرة شديدًا. كما أنها تؤثر أيضًا على قابلية التلدين، لأن توزيع الأكسيد يغير طريقة إعادة بلورة المادة. بالنسبة لأسلاك البناء العادية، يكون التأثير قابلاً للتحكم ويكون مسار الأكسجين المنخفض-مرضيًا تمامًا، ولهذا السبب فهو يزود معظم الأسواق.
بالنسبة للأسلاك الرقيقة المطلية بالمينا، والأسلاك التي يجب أن تتحمل الثني المتكرر، أو لأي منتج حيث يشكل الضجيج الكهربائي الناتج عن الشوائب مصدرًا للقلق، فإن المسار الخالي من الأكسجين-هو الخيار الأكثر أمانًا. في كلتا الحالتين، يجب أن يفي الموصل النهائي بمتطلبات التوصيلية القياسية المطبقة، معبرًا عنها بحد أدنى لنسبة IACS، أي ما يعادل الحد الأقصى للمقاومة، المقتبسة عند درجة الحرارة المرجعية. يتم طلب القضبان المخصصة للأغراض الكهربائية وفقًا لمعايير مثل ASTM B49 أو GB/T 3952، والتي تحدد الدرجة والأبعاد ومتطلبات التوصيل.
ما الذي يختلف بين الكابلات
شكل الموصل: صلب، مجدول، مضغوط أو مرن، مما يغير كلاً من المقاومة والتعامل
مزاج السلك: صلب ناعم للكابل المرن، ومرسوم بقوة للموصلات المعزولة العلوية والعلوية
المعالجة السطحية: عارية أو معلبة أو مطلية بشكل إضافي، مما يؤثر على مقاومة التآكل وقابلية اللحام
مادة عازلة وغلاف، تحدد معدل درجة الحرارة والأداء الناري للكابل
مادة الموصل: يتم استخدام موصلات الألومنيوم والألومنيوم المغطاة بالنحاس في بعض أنواع الكابلات ولا تتصرف مثل النحاس الصلب
ومن الجدير أن نكون محددين بشأن هذه النقطة الأخيرة. قد يحتوي الكابل الموصوف فقط من خلال المقطع العرضي الاسمي-على الألومنيوم أو الألومنيوم المغطى بالنحاس بدلاً من النحاس، وستكون المقاومة لكل كيلومتر أعلى بالمثل. يجب أن توضح الكابلات المخصصة للموصلات النحاسية متطلبات درجة النحاس والحد الأقصى للمقاومة بدلاً من المقطع العرضي - وحده.
نقاط التفتيش والطلب
حدد مسار القضيب والحد الأقصى لمحتوى الأكسجين عندما تكون هناك حاجة إلى مادة خالية من الأكسجين.
تأكد من الموصلية أو المقاومة على شهادة المطحنة، مصححة لدرجة الحرارة المرجعية.
تحقق من تحمل القطر والبيضاوية وفقًا لمتطلبات آلة السحب المستمر.
افحص سطح القضيب بحثًا عن مقياس الأكسيد واللفات والتعامل مع الضرر قبل الرسم.
التحقق من خصائص الاستطالة والشد للسلك النهائي مقابل الحرارة المحددة.
الخطأ الأكثر شيوعًا في المواصفات هو طلب قضبان نحاسية فقط ثم التساؤل عن سبب حدوث فواصل في جدول سحب الأسلاك الدقيقة. تؤدي إضافة حد محتوى الأكسجين ومعيار القضيب المطبق إلى أمر الشراء إلى إزالة الغموض دون أي تكلفة إضافية تقريبًا.
التعليمات
س: هل النحاس الموجود في جميع الكابلات هو نفسه؟
لا. يتم توفير قضبان النحاس على شكل قضبان أكسجين منخفضة- تحتوي عادة على 200 إلى 500 جزء في المليون من الأكسجين أو على شكل قضبان خالية من الأكسجين- تحتوي على 10 أجزاء في المليون أو أقل، ويتصرف الاثنان بشكل مختلف في الرسم وفي المعالجة بدرجة حرارة عالية.
س: ما المقصود بقضيب النحاس-المنخفض الأكسجين؟
يتم إنتاج القضيب عن طريق الصب والدرفلة المستمرين، مع محتوى أكسجين يمكن التحكم فيه في حدود 200 إلى 500 جزء في المليون تقريبًا وبنية مشغولة على الساخن من ممرات الدرفلة.
س: لماذا يعتبر النحاس الخالي من الأكسجين-أكثر تكلفة؟
يعمل مسار الصب المستمر التصاعدي بإنتاج أقل ويحتاج إلى تحكم أكثر صرامة في الذوبان والجو الوقائي، وبالتالي فإن تكلفة التحويل للطن تكون أعلى.
س: هل يغير محتوى الأكسجين التوصيل الكهربائي للكابل؟
يكون التأثير على الموصلية صغيرًا بمجرد تلدين المعدن بالكامل. التأثير العملي الرئيسي هو على قابلية السحب والليونة والسلوك عند درجة حرارة عالية.
س: هل يمكن استخدام قضيب الأكسجين المنخفض- للأسلاك الدقيقة؟
يمكن ذلك، من خلال جداول الرسم التي يتم التحكم فيها بعناية، ولكن القضيب الخالي من الأكسجين-يكون أكثر تحملاً للتخفيضات الكبيرة ويفضل حيث يجب تقليل فواصل الأسلاك إلى الحد الأدنى.
س: كيف يتم التحقق من محتوى الأكسجين؟
من خلال التحليل الروتيني الذي يجريه المنتج للمصهور والمنتج المصبوب، والذي يتم الإبلاغ عنه في شهادة المطحنة بالإضافة إلى نتيجة اختبار التوصيلية الكهربية.
