Медные шины: характеристики, применение и цены
Многие люди не знают, что такое медная шина, хотя она присутствует в любой энергообеспечивающей системе и широко используется в радиотехнике и электротехнической промышленности. В электрощитах промышленных и жилых зданий можно увидеть медные шины заземления.
Медные шины так популярны благодаря высокой электрической проводимости и отличным эксплуатационным характеристикам меди. Они могут выдерживать рабочие температуры от -55°C до +280°C, а их максимальное рабочее напряжение может достигать 1000 В.
Медные шины являются важным элементом в электротехнических устройствах. Их изготовление осуществляется путем холодной прокатки высококачественной меди. Характеристики меди такие, как высокая теплопроводность, низкое сопротивление, коррозионная устойчивость и прочность делают ее образующей материалом для шин.
Теплопроводность меди составляет 401 Вт/м × К, что значительно превосходит алюминий и сталь. Медные шины крайне устойчивы к коррозии при нормальных температурах и в различных средах, однако при взаимодействии с химически активными субстанциями, такими как аммиак, хлористый аммоний и минеральные кислоты, коррозионная устойчивость может ухудшаться.
Для производства медных шин используются сырьевые материалы, отвечающие требованиям марки меди М1 согласно ГОСТ 859-2014. В зависимости от технических условий допускается использование меди других марок, например, М2.
Нормативно-технические требования к медным шинам, используемым в электротехнических целях, регулируются ГОСТ 434-78. В таблице 4 указаны нормативные значения размеров шин по стороне A и B, а также их расчетных сечений. Для шин в ГОСТ 434-78 прописаны номинальные значения радиусов закругленных углов, а также предельные отклонения от нормы закругления. Длина полосы шины должна быть от 3 до 6 м, но при согласовании с заказчиком допускается изготовление шин длиной от 2 до 6 м.
Поверхность медных шин не должна иметь повреждений, которые превышали бы предельные отклонения размеров. По ГОСТ 26877-2008 определяется серповидность полос шин. Важным аспектом являются механические свойства шин. Для мягких шин относительное удлинение должно быть не менее 34%, для твердых шин минимальная величина временного сопротивления к разрыву — 637 МПа (65 кгс/мм2) по Бринеллю.
Медные шины должны иметь маркировку и упаковку в соответствии с ГОСТ 18690-2012. Гарантийный срок хранения продукции с момента производства для ШМТ и ШМТВ составляет полгода, для ШММ — год. Важно соблюдать условия транспортирования и хранения медных шин с учетом климатических факторов. При выборе твердой или мягкой шины следует обращать внимание на марку меди.
В Европе имеется множество известных производителей медных шин. Среди них можно назвать такие компании, как МКМ (Германия), VBS (Сербия), GD (Франция), Gindre (Франция), LUVATA (Финляндия), SofiaMED (Болгария). Для изготовления медных шин в Европе используется чистая катодная медь, без добавления лома. Это, в свою очередь, положительно сказывается на качестве продукции, однако существенно повышает ее цену. Такие шины, как правило, закупаются для работы с высокой точностью.
Несмотря на разнообразие крупных производителей в Европе, на рынке все еще пользуются популярностью отечественные медные шины. Они выгодны потребителям из-за удобства поставок и более низкой цены, которую они предлагают.
Медные шины: какова их цена?
Обратившись за медными шинами, вы скорее всего зададитесь вопросом, какова их цена. В первую очередь, стоимость зависит от производителя, марки меди, геометрических размеров, формы и наличия изоляции.
Цена может быть назначена за вес, за штуку или за погонный метр. Например, отечественная неизолированная медная шина может быть продана по цене, начинающейся от 220 рублей за погонный метр, 530 рублей за килограмм или 860 рублей за штуку длиной в 4 метра.
Но стоит отметить, что иностранные медные шины могут быть более дорогими - примерно в 1,5-2 раза. Однако, при покупке их поштучно, не забудьте сравнить длину. Французские медные шины, например, могут быть приобретены за 1200 рублей за штуку размером в 2 метра.
Исходя из технологии производства, марки меди для изготовления шин отличаются друг от друга составом и количеством примесей. ГОСТ 859-2014 устанавливает 12 химических элементов для литой и деформированной меди, 19 для катодной меди и 22 для сверхчистой меди. Нахождение примесей в металле, состоящем более чем на 99,99% из меди, изучается с помощью атомно-спектрального, химико-атомно-эмиссионного, фотометрического и других сложных видов анализа. Давайте рассмотрим, как примеси влияют на эксплуатационные, механические и технологические характеристики меди.
В стандартных условиях эксплуатации наличие примеси кислорода, содержащегося в форме закиси меди (Cu2O) в количестве от 0,08 до 0,001%, не играет практически никакой роли. Однако, его пагубное воздействие проявляется при высоких температурах, поэтому бескислородные марки меди, такие как М1р, М2р и М3р, требуются лишь для изделий, которые используются в особых высокотемпературных эксплуатационных режимах, производятся под конкретный заказ и стоят дорого.
Примеси кислорода (O), висмута (Bi), свинца (Pb), цинка (Zn), кадмия (Cd) и другие легкоплавкие элементы создают трудности при паяных и сварочных работах, формируя зоны хрупкости в процессе нагрева. Бескислородная медь предпочтительна с технологической точки зрения. Однако содержание серебра на уровне 0,05% повышает температуру рекристаллизации меди, а с позиции механических свойств уменьшает ее «ползучесть» и размягчение при нагреве, без падения электропроводности.
Наличие фосфора (Р), железа (Fe), мышьяка (As), сурьмы (Sb) и олова (Sn) на электропроводность меди сер
Одно из важнейших решений, которые необходимо принять при выборе медных шин, связано с типом проката. Как правило, выбор этого параметра основывается на целях использования и требованиях к монтажу.
Существует несколько типов проката, используемых для изготовления медных шин. Каждый из них задает определенную форму и размеры изделия, а также влияет на его технические характеристики. Все это необходимо учитывать при выборе оптимального варианта.
Сравнение нескольких параметров позволит определиться с выбором. Во-первых, необходимо определиться с типом листа меди. Он может быть твердым, полутвердым или мягким. Каждый из них имеет особенности в производстве и эксплуатации. Во-вторых, следует учитывать параметры сечения шины, такие как ее ширина и толщина. Они влияют на мощность, которую может выдержать изделие. Наконец, необходимо учитывать требования к монтажу. Некоторые типы проката необходимо специально обрабатывать для достижения оптимальных результатов.
Таким образом, выбор медных шин зависит от многих факторов. Однако, учитывая тип проката и несколько других параметров, можно найти оптимальный вариант для конкретной задачи.
< p >Пластичность – это важное свойство медных шин, которое имеет решающее значение при выборе материала для конкретной задачи. Существуют два типа медных шин – мягкие и твердые, которые отличаются друг от друга своими характеристиками и областями применения.< /p > < p >Мягкие медные шины, обозначаемые буквами ШММ, являются наиболее распространенным типом медных шин и находят применение во всех отраслях промышленности, начиная от авиастроения и заканчивая металлургией. Их пластичность позволяет легко изгибать их в нужную форму, что очень удобно при монтаже и эксплуатации, а также обеспечивает надежный контакт с оборудованием.< /p > < p >Твердые медные шины, обозначаемые буквами ШМТ, имеют меньшую проводимость, чем мягкие медные шины. Однако они обладают высокой прочностью и не деформируются под воздействием внешних сил. Именно поэтому они используются для создания неподвижных и прочных шинопроводов, где пластичность не требуется. Как правило, твердые медные шины применяются в тяжелой промышленности, где требования к надежности и безопасности особенно высоки.< /p > Формы поставки шин: полосы и бухты. Полосы могут быть длиной от 2 до 6 метров и они могут быть закуплены на конкретные потребности. Бухты включают в себя шины малой толщины длиной 10 метров и их удобно заказывать в случаях, когда нужны небольшие куски шин время от времени.Форма медных шин имеет не меньшее значение, чем их размеры и характеристики. Различают несколько типов шин, каждый из которых предназначен для конкретной задачи.
Первый тип - жесткие и гибкие. Жесткие медные шины используются в качестве кабеля, где требуется замена сверхгибких кабелей. Гибкие же шины разработаны для облегченной установки монтажных сетей и распределительных линий.
Второй тип - плетеные. Они изготавливаются из тонких медных проводов и обладают улучшенной гибкостью по сравнению с обычными медными шинами. Они популярны в областях с высокими вибрациями, таких как трансформаторные мосты.
Третий тип - с изоляцией или без нее. В условиях повышенной влажности, высокой температуры или в агрессивной среде, рекомендуется использование изолированных медных шин. Нагрузки же большой мощности предпочтительно передавать через двух- или трехполосные шины.
Четвертый тип - сплошные и перфорированные. Сплошные шины более распространены, в то время как перфорированные шины используются в выносных электротехнических шкафах. Это обусловлено их легкостью в монтаже и сборке.
Пятый тип - круглого сечения и прямоугольного. Круглые медные шины встречаются довольно редко, так как их производство требует большого расхода металла. Однако они обладают большей прочностью при том же сечении, чем шины прямоугольного сечения. В основном используются прямоугольные шины, поскольку сварка и пайка круглых шин более сложна.
Шестой тип - с закругленными углами. Прямоугольные медные шины должны обязательно иметь закругленные углы, при этом ГОСТ 434-78 содержит таблицы со значениями радиуса скругления.
Самым универсальным типом медных шин считаются сплошные прямоугольные шины без изоляции. Они наиболее подходят для широкого спектра задач, связанных с передачей электроэнергии.
Медные шины позволяют экономить электроэнергию и используются для монтажа магистральных и троллейных шинопроводов. Эти простые, надежные и долговечные шины имеют широкое применение в различных отраслях. Шины из бескислородной меди, например, применяются в таких областях, как вакуумная техника, медицина, авиация, военное дело и космическая техника. Из них изготавливают распределительные устройства, линейные ускорители, сверхпроводники и электронные приборы. Медные шины также используются в микроэлектронике, атомной энергетике, строительстве и ювелирной промышленности.
Российские производители медных шин столкнулись с трудностями в занимаемом объеме рынка по сравнению с иностранными конкурентами, но благодаря устойчивому развитию электротехнической отрасли в России, конкуренция стала более жесткой. Таким образом, доля отечественной медной шины в потреблении выросла с 7% до 84% за последние годы. Более того, отечественная продукция, при сохранении высокого качества, оказалась на 1,5-2 раза дешевле, чем зарубежные аналоги. Экспорт также вырос с 3,7% в 2009 году до 29,4% в 2015 году.
Медные шины производятся несколькими отечественными компаниями, такими как МК «Норильский никель», ОАО «УГМК», ЗАО «Русская медная компания», Каменск-Уральский ОЦМ, Кольчугинский ОЦМ и другие. Однако, в России процесс изготовления медных шин отличается относительно использования медного лома. Это может оказать влияние на качество медных шин. Крупные отечественные производители стремятся применять новейшее оборудование и технологии, что делает возможным производство медных шин европейского качества. Иногда, в случаях, когда необходимо сохранить высокую электро- или теплопроводность меди и дополнительно повысить ее жаропрочность или износостойкость, Kаменск-Уральский ОЦМ использует специальную технологию легирования меди серебром.
Фото: freepik.com