دستگاه میکسر و هم زن

چرا آلومینیویم

جمعه ۲۷ مهر ۱۳۹۷
Friday, October 19, 2018
behafarinco

 


چرا آلومينيوم؟

 

تاريخچه

آلومينيوم فلزي است كه مصارف بسيار زياد و متنوعي در صنايع به ويژه در صنايع فضايي، كشتي سازي، ماشين سازي، حمل و نقل، الكترونيك، لوازم خانگي، بسته بندي و ... دارد. اين فلز به علت خواص ويژه الكتريكي و مكانيكي و بويژه سبك بودن، ” فلز قرن “‌ لقب گرفته است.

در سال 1807، شخصي به نام ديوي هامفري سعي كرد تا آلومينيوم را به روش الكتروليز جدا نمايد، اما موفق نشد.

در سال 1812 سنگ معدن آلومينيوم در ناحيه Les Baux در كشور فرانسه كشف شد. از آن پس سنگ معدن آلومينيوم، صرف نظر از تركيبات و محل كشف، بوكسيت نامگذاري گرديد.

در سال 1825، كرستد موفق به توليد ذرات ريز آلومينيوم گرديد.

به دنبال اين مسئله، تحقيقاتي كه توسط وهلر3  در سال 1845، دويل4 در سال 1854 و ماير5 در سال 1888 انجام گرفت، منتشرشد. فرآيندهاي امروزي توليد آلومينيوم در سال 1892 در فرانسه توسط هرالت6 و در آمريكا توسط هال7 به كار گرفته شد.

اولين كاربردهاي آلومينيوم به عنوان ماده هادي در صنعت برق به شرح ذيل بود:

در سال 1895، هادي هاي آلومينيومي تابيده شده جهت خطوط هوايي در آمريكا و فرانسه به كار رفت.

در سال 1908، هادي آلومينيومي تقويت شده توسط رشته هاي فولادي ( ACSR) در خطوط هوايي مورد بهره برداري قرار گرفت.

در سال 1910 هادي آلومينيومي در كابل هاي زيرزميني با غلاف سربي و عايق كاغذي در شهرهاي بوستون و ايلينگ به كار گرفته شد.

در سال 1917، ترانس هايي با سيم پيچ آلومينيوم ساخته شد.

در سال 1920، موتورهايي با روتور قفس سنجابي از جنس آلومينيوم ساخته شد.

 

آلومينيوم به عنوان ماده اي هادي در صنايع كابل سازي و انتقال انرژي

انرژي الكتريكي كه در نيروگاه ها از انواع مختلف انرژي نظير انرژي حرارتي، آبي و هسته اي توليد مي شود، بايد انتقال داده شود تا مورد مصرف قرار گيرد.

معمولاً انتقال انرژي الكتريكي از نيروگاه ها، در فواصل نسبتاً طولاني صورت مي گيرد. اين انرژي نهايتاً در شهرهاي كوچك و بزرگ و مناطق صنعتي توزيع مي گردد.

هادي هاي لخت، شينه ها، كابل هاي هوايي عايق شده، كابل هاي قدرت زيرزميني و اتصالات آنها همگي اجزاء اصلي سيستم انتقال و توزيع انرژي الكتريكي هستند.

اولين خط هوايي با هادي آلومينيومي، در حدود 100 سال پيش نصب گرديد. امروزه، استفاده از هادي آلومينيومي در انواع كابل ها و خطوط هوايي شبكه هاي الكتريكي به طور وسيعي گسترش يافته است.

پيش از اين، مس شاخص ترين ماده هادي مورد استفاده در توزيع و انتقال انرژي الكتريكي بوده، چرا كه اين عنصر داراي قابليت هدايت الكتريكي بالا، خواص فيزيكي و مكانيكي بسيار خوب بود.

 

چرا آلومينيوم؟ 

دلايل بسيار زياد و مستحكمي در مورد استفاده از فلز آلومينيوم به جاي مس، در اكثر كشورها به عنوان مؤلفه اصلي سيستم هاي توزيع و انتقال انرژي الكتريكي وجود دارد. در زير به برخي از اين دلايل اشاره مي شود:

· آلومينيوم بسيار سبك تر از مس مي باشد. چگالي آلومينيوم حدود 30% چگالي مس است. سبكي فلز آلومينيوم به ويژه در خطوط هوايي، عامل بسيار مهمي به شمار مي رود، چرا كه افزايش وزن هادي باعث بالا رفتن وزن و قيمت دكل هاي نگهدارنده مي شود. از طرف ديگر سبكي وزن آلومينيوم باعث كاهش وزن كابل شده و لذا حمل و نقل و جا به جايي آنها در مقايسه با كابل هاي با هادي مسي بسيار آسان تر است. نهايتاً سبكي وزن آلومينيوم داراي مزاياي بسيار زياد مي باشد.

·  آلومينيوم فلزي است كه در طبيعت به وفور يافت مي شود. اين فلز 8% فلزات سطح زمين را تشكيل مي دهد. با توجه به محدود بودن ذخيره معادن مس و روند رو به كاهش آن، قيمت اين فلز همواره بالا بوده و روندي صعودي را پيموده است. در حالي كه فلز آلومينيوم با توجه به فراواني آن در طبيعت، داراي بهاي كمتري بوده و قيمت آن در سال هاي مختلف، صرف نظر از برخي افزايش ها، ثبات نسبي داشته است. جدول زير(شماره 1) مقايسه قيمت فلزهاي مس و آلومينيوم را در طي سال هاي 1993 تا اكتبر 2002 نشان مي دهد. اين قيمتها بر اساس LME استخراج شده است. به دليل سبك بودن آلومينيوم، قيمت كابل هاي با هادي آلومينيومي، به مراتب پايين تر از كابل هاي با هادي مسي مي باشد.

                           

بورس فلزات لندن

جدول 1. قيمت ميانگين سالانه مس و آلومينيوم(دلار / تن)

سال

 

آلومينيوم

 

(دلار / تن)

 

مس

 

(دلار / تن)

 

            2002            

 

339/1

 

548/1

 

2001

 

446/1

 

582/1

 

2000

 

539/1

 

815/1

 

1999

 

386/1

 

573/1

 

1998

 

358/1

 

661/1

 

1997

 

599/1

 

276/2

 

1996

 

507/1

 

302/2

 

1995

 

806/1

 

936/2

 

1994

 

477/1

 

307/2

 

1993

 

139/1

914/1

 

در طي 25 سال اخير روش هاي توليد و نصب تا حد زيادي توسعه يافته اند، به گونه اي كه مشكلات مربوط به روش هاي نصب كابل هاي آلومينيومي تا حدودي رفع شده است.

 

ارزيابي فني آلومينيوم در برابر مس

اكنون طراحي و نصب هادي هاي آلومينيومي و كابل هاي با هادي آلومينيومي كه شامل اتصالات و ترمينال هاي مربوطه مي باشند، چون گذشته مشكل تر از مس نخواهد بود؛ اما بايد توجه داشت كه خواص الكتريكي و مكانيكي آلومينيوم با مس متفاوت است ضروري است.

جدول 2 برخي خواص فيزيكي مس(E-Cu) و آلومينيوم(E-Al) را كه رايج ترين مواد جهت هادي كابل ها هستند را به همراه آلياژي از آلومينيوم (نوع AlMgSi) كه در برخي هادي هاي هوايي و كابل هاي هوايي كاربرد دارد، نشان مي دهد.

 

جدول 2. خواص فيزيكي مس و آلومينيوم

خواص

مس

آلومينيوم

آلياژ

واحد

وزن مخصوص

9/8

7/2

7/2

kg/dm3

مقاومت كششي

240 ... 450

80 ... 180

310

N/mm2

نقطه شكست

35 ... 1

35 ... 2

3

%

مدول الاستيسيته

120

70

70

KN/mm2

نقطه ذوب

1083

658

658

šC

ضريب انبساط حرارتي

6/16

8/23

23

šC/106

ضريب حرارتي مقاومت

0039/0

0040/0

0036/0

šC/1

رسانايي در   š 20 سانتيگراد

IACS

100 ... 97

62 ... 61

53

%

مقاومت در š    20 سانتيگراد

01786/0

02857/0

03280/0

mm2/m

 

 

 

جدول3. هم ارزي و تطابق مشخصات الكتريكي Cu و Al

افت ولتاژ يكسان

       

مقاومت يكسان

 

 

طول يكسان

 

 

 

 

 

جدول شماره 3

برابري مس و آلومينيوم از نظر سطح مقطع

با توجه به تساوي هاي فوق (يكسان بودن طول، مقاومت و افت ولتاژ) سطح مقطع Al معادل با سطح مقطع مس از رابطه زير به دست مي آيد.

 

جدول4

مقاومت ويژه مس

مقاومت ويژه آلومينيوم

 

 

   

 

 

نتيجه: سطح مقطع هادي آلومينيوم، 1.6 برابر بزرگتر از سطح مقطع هادي مسي به ازاي طول و مقاومت و افت ولتاژ يكسان خواهد شد.

 

جدول 5. تطابق و برابري Cu و Al از نظر وزني

وزن مخصوص مس

وزن مخصوص آلومينيوم

 

 

   

 

 

نتيجه: وزن هادي آلومينيومي، نصف وزن هادي مسي خواهد شد (در شرايطي كه طول، مقاومت و افت ولتاژ براي هر دو هادي يكسان باشد).

اگر مقايسه اي بين كابل هاي مسي و آلومينيومي صورت بگيرد، مقادير به دست آمده به ساختار و سايز كابل بستگي خواهد داشت.

اگر خواص هادي مسي 1 فرض شود، جدول 6 را خواهيم داشت:

 

جدول 6

شرايط

مس

آلومينيوم

مقاطع همسان

وزن

رسانايي

قابليت حمل جريان

1

1

1

1

1

3/0

625/0

8/0

همسان رسانايي

سطح مقطع

قطر

وزن

1

1

1

1

1

6/1

3/1

49/0

همسان افزايش حرارت

سطح مقطع

قطر

وزن

1

1

1

1

1

4/1

17/1

42/0

 

 

هم ارزي و تطابق مس و آلومينيوم از نظر اقتصادي

همان گونه كه توضيح داده شد در شرايط يكسان بودن طول و مقاومت و افت ولتاژ براي  هر دو هادي مسي و آلومينيومي، وزن هادي آلومينيومي جايگزين شده، نصف وزن هادي مسي خواهد شد. حال اگر چنان چه بپذيريم كه قيمت مس و آلومينيوم برابر است،  از نظر اقتصادي حداقل 50%  صرفه جويي خواهد شد.

با مقايسه قيمت هاي مس و آلومينيوم در طول مدت بيش از 20 سال در جدول شماره 1، مي توان مشاهده كرد كه قيمت مس پيوسته بيشتر از قيمت آلومينيوم بوده است.

وقتي نسبت قيمت مس و آلومينيوم بزرگتر از”يك“ باشد، در اين حالت بيش از50%  صرفه جويي خواهد شد.

براي كشورهايي كه مس و آلومينيوم را وارد مي كنند، مشاهده مي گردد كه با جايگزيني آلومينيوم با مس، صرفه جويي ارزي زيادي ايجاد خواهدشد.

 

و نهايتاً چرا آلومينيوم؟؟؟

 آلومينيوم مطمئن تر، ايمن تر و از نظر اقتصادي با صرفه تر است.

 

 

 

 

دیدگاه خود را بیان کنید
ثبت سفارش

تماس با ما

آدرس: کیلومتر20 جاده قدیم کرج، شهرقدس،
بلوار 45 متری انقلاب، انتهای خیابان چمن، خیابان صنعت

تلفن:          46897086 -021

فکس:         46862890 -021

ایمیل:         info@behafarinco.ir

SANADATA | SanaCMS 7.3

بسته بندی,دستگاه های بسته بندی,سازنده دستگاه,بستهبندی,ماشین سازی به آفرین ,سازنده ماشین آلات,ماشین آلات صنعتی