مراقب مصرف آلومينيوم غيراستاندارد در صنعت سيم وكابل باشيم

مهندس غلامرضا فلاح نژاد- نشريه صنعت سيم و كابل
بيش از چندين دهه از نصب خطوط انتقال هوايي و توزيع كه عموماً بر پايه استفاده از هادي هاي آلومينيوم تقويت شده با مغز فولاد با هادي هاي تمام آلومينيوم قرار دارد مي گذرد. همچنين مصرف كابل هاي آلومينيومي معادل كابل هاي مسي و كابل هاي هوايي خود نگهدار به دليل مزاياي ارزشمند اقتصادي و فني آنها بسيار رايج شده است. آنچه در اين ميان بايد مورد توجه قرار گيرد استفاده از آلومينيوم استاندارد در مراحل توليد سيم و كابل آلومينيومي است. همان طور كه مي دانيم از پارامترهاي مؤثر در توليد هادي هاي الكتريكي انتقال برق، محدوديت مقاومت الكتريكي هادي است و اين پارامتر رابطه مستقيم با تلفات اهمي سيم و كابل داشته و از نگاه مصرف كننده و شركت توانير بسيار حائز اهميت است.
يادآوري مي شود كه توليد كليه هادي ها و كابل هاي آلومينيومي مانند خودنگهدار كه از مبدأ مصرف شمش آلومينيوم شروع و در نهايت به محصول ختم مي شود، متأسفانه امروزه به علت سودجويي بيشتر و عدم نگا ملي بعضي از توليدكنندگان، استفاده از آلومينيوم نامرغوب و غيراستاندارد رايج شده است و اين توليدكنندگان به قول معروف از هول حليم در ديگ افتاده اند. فرق كلي دو نوع آلومينيوم مذكور هزينه حذف يا كاهش ناخالصي موجود در آن بوده ( هزينه تكنولوژي تصفيه مذاب آلومينيوم ) كه باعث افزايش مقاومت الكتريكي محصول سيم و كابل مي شود. هدايت الكتريكي آلومينيوم استاندارد ( نوع 1350 ) حدود 62 درصد مس خالص آنيل شده است كه به ميزان ناخالصي هاي موجود در آن بستگي دارد. طبق تئوري كلاسيك فيزيك و نظريه الكترون هاي آزاد، هدايت هر فلز به چگونگي حركت الكترون هاي آزاد لايه آخر ( والانس ) آنها بستگي دارد. حركت اين اتم ها توسط اصطكاك شبكه اتمي فلز محدود مي شود. اين اصطكاك در اثر برخورد متوالي اين الكترون ها به يكديگر و به اتم هاي شبكه فلزي ايجاد مي شود. با افزايش ناخالصي هاي يك فلز خالص، هدايت الكتريكي آن كاهش مي يابد. كه طبيعتاً در اثر ايجاد اختلال در حركت الكترون هاي آزاد توسط اتم هاي محلول در فاز زمينه است.
مطابق استاندارد آلومينيوم مصرفي در صنعت سيم و كابل ( ASTM B233 )، حد مجاز كليه ناخالصي ها تعريف شده است و مقادير بيش از حد مجاز ، حتي به مقدار ppm ، باعث توليد سيم و كابل آلومينيوم غيراستاندارد شده و به عبارت ديگر باعث افزايش تلفات اهمي محصول مي شود، مانند ناخالصي هاي Mn , Ti , V , Zr , Cr ( كرم ، زيركونيم ، واناديم ، تيتانيوم ، منگنز ) .
براي مثال واناديم در حالت محلول 0138/0 درصد وزني، تيتانيوم در حالت محلول 0175/0 درصد وزني و كرم در حالت محلول0126/0 درصد وزني مذاب آلومينيوم هر كدام به تنهايي هدايت الكتريكي محصول را IACS 1% كاهش مي دهند، يعني تلفات اهمي كابل خودنگهدار توليدي از اين نوع آلومينيوم بسيار بالاتر از حد مجاز بوده و از نظر استاندارد ملي مردود است.