آلومینیوم، فایبرگلاس، فولاد و فولاد ضد زنگ همه موادی هستند که برای تولید سینی کابل استفاده می شوند؛ در این مقاله با انواع سینی کابل بر اساس جنس آنها آشنا می‌شوید.
به گزارش رافل افزار و به نقل از eaton، این مواد در دمای محیط (0 درجه فارنهایت تا 100 درجه فارنهایت) عملکرد بسیار خوبی از خود نشان می دهند. با این حال، هنگامی که از این دماها بالاتر با پایین تر بروید، این مواد شروع به واکنش متفاوتی می‌کنند.
با کاهش دما، استحکام کششی یک ماده افزایش می‌یابد، در حالی که طول آن معمولاً کاهش می‌یابد.
به عبارت دیگر با کاهش دما، فلزات قوی تر می شوند؛ اما انعطاف پذیری کمتری خواهند داشت. قابلیت اطمینان، مواد سینی کابل در زیر به ترتیب کم اثرترین تا موثرترین لیست شده است.
مواد سینی کابل/ حداقل دمای توصیه شده
- فولاد ضد زنگ -300 درجه فارنهایت (-184 درجه سانتیگراد)
- آلومینیوم -200 درجه فارنهایت (-129 درجه سانتیگراد)
- فایبرگلاس -100 درجه فارنهایت (-73 درجه سانتیگراد)
- فولاد کم کربن -20 درجه فارنهایت (-29 درجه سانتیگراد)
انواع سینی کابل بر اساس جنس آنها
سینی کابل از جنس فولاد
سینی های کابل فولادی در محیط هایی استفاده می‌شود که نسبتاً عاری از شرایط خورندگی هستند. آنها با انواع مختلف پوشش های مقاوم در برابر خوردگی در دسترس هستند.
معمولاً گالوانیزه گرم استفاده می شود. مزیت اصلی استفاده از فولاد در ساخت سینی کابل، استحکام بالا به نسبت هزینه کم است، با این حال، معایب استفاده از فولاد افزایش وزن ساختاری، مقاومت در برابر خوردگی ضعیف و هدایت الکتریکی کم است.
با کاهش دما، سینی کابل فولادی کم کربن به آرامی شکل‌پذیری خود را از دست خواهد داد تا زمانی که در یک محدوده دمایی بسیار پایین، شکل‌پذیری به سرعت بیش از 50 درصد کاهش می یابد.
این نقطه انتقال شکل پذیر به شکنندگی نام دارد و در تمام فولادهای بدون آلیاژ و کم کربن رخ می دهد.
بسته به کیفیت فولاد، این نقطه انتقال می تواند در هر نقطه از دمای +32 درجه فارنهایت تا -40 درجه فارنهایت رخ دهد.
این امر وزن و هزینه قابل توجهی را به یک سیستم سنگین اضافه می کند. اگر قطعه در معرض بارهای ضربه‌ای یا ارتعاش نباشد، ممکن است در دماهای پایین عملکرد خوبی داشته باشد، اما کنترل این نوع بار دینامیکی می‌تواند بسیار دشوار باشد.
به دلیل این پدیده انتقال، توصیه ما این است که از سینی های کابل فولادی کم کربن در دمای زیر 0 درجه فارنهایت (18- درجه سانتیگراد) که ممکن است بارهای ضربه ای وجود داشته باشد استفاده نشود.
عایق مورد استفاده در کابل های برق در دماهای سرد ویژگی های مشابه فولاد کم کربن را از خود بروز می دهند.
بسیاری از کابل ها را می توان در دمای بسیار پایین خم کرد؛ اما در دمای بسیار پایین تر در اثر ضربه متلاشی می‌شود.
سیم ساختمانی با روکش PVC مثال خوبی برای این امر است. بسته به اندازه هادی، می توان آن را از 22- تا 40- درجه فارنهایت خم کرد قبل از اینکه ترک بخورد.
توانایی کابل برای مقاومت در برابر ضربه در دمای پایین عامل اصلی است که در هنگام نصب سینی کابل باید در نظر گرفته شود
سینی کابل فایبرگلاس
اگرچه فایبرگلاس با کاهش دما انعطاف پذیری کمتری پیدا می کند، اما مانند فولاد کم کربن دوره انتقال و شکنندگی را نشان نمی دهد. به همین دلیل، سینی کابل فایبرگلاس به افزایش جزئی (10%) در استحکام نیاز دارد و آن را برای آب و هوای سرد مناسب تر می‌کند.
سینی کابل آلومینیومی
سینی کابل آلومینیومی دارای مزیت استحکامی مشخصی نسبت به سینی کابل فولادی کم کربن در محیط های بسیار سرد است.
در دمای 121- درجه فارنهایت، آلومینیوم کاهش 6 درصدی استحکام با افزایش 1 درصدی در ازدیاد طول را نشان می‌دهد. این انعطاف پذیری بسیار بیشتری نسبت به فولاد کم کربن است.
سردترین دمای طبیعی ثبت شده روی زمین 129- درجه فارنهایت (89- درجه سانتیگراد) در سال 1983 در پایگاه روسی وستوک در قطب جنوب است. سینی کابل آلومینیومی با پوشش فولاد ضد زنگ می تواند به راحتی در این نوع محیط دوام بیاورد.
آلیاژ های آلومنیوم
وقتی آلومینیوم خالص باشد، نرم و انعطاف پذیر است. با این حال، بیشتر مصارف تجاری به استحکام بیشتری از آلومینیوم خالص نیاز دارند. این استحکام با افزودن سایر عناصر آلیاژی به دست می آید.
این آلیاژها بر اساس ترکیب شیمیایی برای هر سری از آلیاژهای 1000 تا 7000 به هفت دسته طبقه بندی شده‌اند.
علاوه بر آلیاژ کردن آلومینیوم با عناصری مانند مس، منگنز، سیلیکون و روی، تقویت بیشتر با فرآیند عملیات حرارتی امکان پذیر است.
آلیاژهای قابل عملیات حرارتی
استحکام اولیه آلیاژهای این گروه با افزودن عناصر آلیاژی مانند مس، منیزیم، روی و سیلیکون افزایش می‌یابد و به آنها سری‌های 2000، 6000 و 7000 می‌گویند.
آلیاژهای غیر قابل عملیات حرارتی
استحکام 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 عملیات حرارتی سری های 1000، 3000، 4000 و 5000 نامگذاری شده اند.
در تعیین آلیاژ آلومینیوم مناسب برای کاربردهای سازه‌ای مانند سیستم سینی کابل تهویه‌شده، مهندس باید مزایای استفاده از آلیاژهای قابل عملیات حرارتی و توانایی ساخت از موادی با حداقل مواد را بشناسد.
سینی کابل فولادی ضد زنگ
امروزه صدها ترکیب آلیاژی برای کاربردهای متنوع وجود دارد که از فولادهای ضد زنگ و مقاوم در برابر حرارت استفاده می‌کنند.
عناصر اولیه اضافه شده در فولادهای زنگ نزن شامل کروم، نیکل، منگنز، سیلیسیم، مولیبدن و عناصر تثبیت کننده، تیتانیوم کلمبیوم و تانتالیم است.
فولاد ضد زنگ حاوی حداقل 11 درصد کروم، همراه با مجموعه ای از عناصر دیگر برای ایجاد خواص ویژه مواد مورد نیاز برای یک برنامه است. خواص مواد یک آلیاژ به توزیع هر نوع عنصر بستگی دارد و به هر آلیاژ وزن، استحکام، سختی، خوردگی و ویژگی‌های خاص می‌دهد.
فولاد ضد زنگ موثرترین ماده برای مقابله با دماهای بسیار پایین است. در دمای -320 درجه فارنهایت، فولادهای ضد زنگ نوع 304 و 316 AISI تقریباً 9٪ از استحکام تسلیمی را با کاهش 46٪ در ازدیاد طول به دست می آورند.
فولاد ضد زنگ (نوع 304 یا 316) در دماهای پایین (حتی تا -400 درجه فارنهایت) تغییر شکل و شکنندگی را نشان نمی‌دهد و یک ماده عالی برای دماهای سرد است.
در انتخاب مواد سینی کابل مناسب برای استفاده در دماهای پایین باید بسیار دقت شود. با تجزیه و تحلیل دقیق محیط و مواد موجود، می‌توانید یک سیستم سینی کابل مناسب پیدا کنید.