مقاطع (پروفیل) مسی

مقاطع مسی۱

مقاطع مسی، مقاطعی هستن که از نورد و فرآوری آن‌ها بخش ‌های اکتیو و گاه حتی بخش کولینگ کویل ساخته می‌شود. لذا اهمیت خواص و ویژگی‌های آن‌ها امری غیرقابل انکار است. در خصوص مقاطع مسی توجه به سه نکته حائز اهمیت می‌باشد:

جنس مقاطع

جنس مس مورد استفاده در مقاطع بکار رفته در بخش اکتیو پارت کویل بایستی حداکثر خلوص (حداقل ۹۹.۹۰%) و رسانایی الکتریکی (حداقل معادل ۵۸ مگا زیمنس بر متر) ممکن را داشته و به لحاظ ناخالصی حاوی کمترین میزان عناصر مزاحم از قبیل فسفر، اکسیژن و آهن باشد، وجود درصد بالای هریک از عناصر یاد شده در بخش ناخالص مس بترتیب سبب افت شدید میزان رسانایی، خطر انفجار و گرم شدن اضافی کویل خواهد شد. جدا از ترکیب و ویژگیهای شیمیایی مس بکاررفته در مقاطع اکتیوپارت کویل این مقاطع حتما بایستی پس از اتمام مراحل شکل‌دهی درشرایط ویژه خلا تحت عملیات حرارتی بطور کامل تنش‌گیری شده و آنیل شوند، در غیر اینصورت حین پروسه تولید کویل و به هنگام نورد مقاطع و یا در اثر تنش‌های مکانیکی بوجود آمده حین بهره‌برداری از کویل، ترک‌های مویی در سطح آنها ایجاد شده و رفته­رفته با بازشدن این ترک‌ها شاهد نشتی‌های عمیق و طویل و گاه پوسیدگی سطح مقاطع و به اصطلاح پدیده موریانه شدن خواهیم بود.لذا با توجه به توصیفات مطرح شده در این خصوص شرکت آراز ترانس برای برآورده کردن کلیه شروط لازم در خصوص انتخاب جنس مقاطع بکاررفته دربخش اکتیوپارت کویل­های خود، عموما از مس تصفیه شده گرید ETP2-ASTM C11000  و گاه در سفارشات ویژه از گرید OFC3-ASTM C10100استفاده می‌نماید.

شکل مقاطع

از بین موارد موثر در کیفیت مقاطع بکار رفته در ساخت کویل شکل و سطح مقطعِ آن­ها بیشترین تاثیر را در بهره‌وری و طول عمر اکتیوپارت کویل دارد. شایان ذکراست که علاوه بر میزان مساحت سطح مقطع هادی‌های اکتیوپارت که بایستی به میزان کافی جهت عبور دادن جریان الکتریکی از کویل باشد، شکل­هندسی مقطع نیز بسیار حائز اهمیت می‌باشد که البته معمولا به این مساله توجه کمتری می‌گردد. شکل هندسی مقاطع باید بگونه‌ای باشد که فضای کافی برای عبور جریان الکتریکی کویل را با رعایت دو موضوع اولا میزان عمق نفوذ جریان۴ در داخل هادی در نتیجه پدیده مجاورتی۵ (که کاملا تابع فرکانس است) و ثانیا کیفیت کولینگ و جریان عبور آب از داخل هادی‌ها برآورده نماید، عموما در مقاطعی که بخش آبرو گوشه‌های تیز و ۹۰ درجه دارد گرفتگی و تشکیل رسوب و به تبع آن خوردگی بیشتری در آن نواحی مورد انتظار می‌باشد و این موضوع در مواقعی که کیفیت آب کویل در حد نامناسب می‌باشد بیش از پیش خود را نشان خواهد داد. لذا توصیه می‌گردد برای اجتناب از این مورد در ساخت بخش اکتیو کویل از مقاطعی استفاده شود که بخش آبرو آن گوشه‌های حدالمکان خمیده‌ای داشته باشد.

در خصوص میزان عمق نفوذ جریان در داخل هادی در نتیجه پدیده مجاورتی، گفتنی است که با عبور جریان الکتریکی از هادی‌های کویل، میدان مغناطیسی بوجود آمده توسط کویل، جریانهای گردابی6 در کناره‌های بخش ذوب کوره القا می‌نماید که جهت این جریان‌ها دقیقا در تقابل با جریان اصلی کویل می‌باشد. حال با توجه به اثر مجاورتی وجود آمده میان هادی‌های کویل و واحد ذوب جریان در هر دو بخش بصورت همگرا به سطوح مجاور هم کشیده خواهد شد.

نتیجتا با توصیفات مطرح شده، چگالی جریان الکتریکی۷ عبوری از وجه داخلی هادی‌های کویل (وجه جانب بسمت ذوب)، از دیگر وجوه مقطع مسی بیشتر بوده فلذا بیشتر بودن ضخامت این وجه از مقطع مسی در مقایسه با سایر وجوه باعث بهره‌وری بیشتر کویل خواهد شد. مطابق توصیه منابع علمی بهتر است ضخامت وجه مجاور به داخل کوره در هادی مسی حداقل دوبرابر میزان عمق نفوذ میدان جریان در داخل هادی در نتیجه پدیده مجاورتی باشد.

روابط و جدول زیر عمق نفوذ جریان در داخل هادی در اثر پدیده مجاورتی و نیز حداقل مقدار مطلوب برای ضخامت وجه جانب به ذوب مقطع مسی را نشان می‌دهد.

نتایج روابط حاکی از آن است که تاثیر پدیده مجاورتی در هادیها با فرکانس جریان الکتریکی عبوری از آن رابطه عکس دارد. هر چه فرکانس جریان الکتریکی کویل کمتر شود به ضخامت بیشتری برای وجه جانب به ذوب پروفیل مسی نیاز است.

دلیل استفاده از پروفیل‌های مقطع D شکل درکویل‌های کوره‌های فرکانس شبکه برخی سازندگان اروپایی نیز همین مطلب است.

مقطع شکل مورد استفاده
چهار گوش با

آب‌روی چهارگوش

اکتیوپارت اکثر

کوره‌های چینی،هندی و ترک

چهارگوشبا

آب‌روی گرد

Ajax-TOCCO

اکتیوپارت کوره‌های

ساخت شرکت

چهارگوش با

آب‌روی بیضوی

اکتیوپارت کوره‌های

فرکانس متوسط شرکت‌های

آلمان Otto-Junket و ABP

شکل با آب‌روی

گرد D مقطع

اکتیوپارت کوره‌های

فرکانس متوسط شرکت‌های

آلمان Otto-Junket و ABP

گرد با آب‌روی

گرد (لوله)

اکتیوپارت برخی از

کوره‌های چینی و

کولینگ پارت برخی

از کوره‌های آلمانی

چهارگوشنامتقارن

با آب‌روی

چهارگوش گرد

طرح ابداعی

شرکت آرازترانس‌ برای

ساخت اکتیوپارت

کوره‌های فرکانس متوسط

با توصیفات داده‌شده در خصوص کیفیت و الزامات لازم در انتخاب و تامین مقاطع مسی مورد استفاده در ساخت کویل‌های کوره‌های القایی، در این بخش یک جمع‌بندی کلی از مقاطع مورد استفاده و قابل تامین شرکت آراز ترانس طی جدول زیر نمایش داده شده است.

تمامی این مقاطع مسی با کیفیت و الزامات مطرح‌شده از طرف این شرکت،  قابل تامین می‌باشند.

1 – Copper Sections (Tubes)

2 – Electric Tough Pitch Copper

3 – Oxygen Free Copper

4 – Current Penetration Depth

5 – Proximity Effect

6 – Eddy Current

7 – Current Density

مشتریان

نمایش همه