دانش نامه تجهیزساختمان

اصطلاحات سیم و کابل

صنعت سیم و کابل

صنعت سیم و کابل زبان خاص خود را دارد. زبانى که براى توصیف جنبه هاى گوناگون تجهیزات در قالب واژگانى که کیفیت محصولات را بیان مى کنند به کار گرفته مى شود. یکی از عواملی که موجبات رشد و توسعه صنایع را فرآهم میآ ورد مساله تحقیق است. نگاهی به ساختار و فعالیت های شرکت های موفق جهان (R&D) و توسعه نشانگر این واقعیت است که این شرکت ها بخش عظیمی از سودآوری، محبوبیت و موفقیت خود را مدیون فعالیت های تحقیق و توسعه هستند، تحقیقاتی که نهایتا منجر به نوآوری ها و خلاقیت هر چه بیشتر در تولید می گردد و رضایت مشتریان را فرآهم میآ ورد. به این ترتیب تنگاتنگ بودن ارتباط مساله علم، سودآوری تجاری، رفاه انسان و شرایط مساعد زیست- محیطی، به امری ناگریز بدل شده است. صنعت سیم و کابل نیز از این قاعده مستثنی نیست و صاحبان این صنعت و صنایع وابسته باید دستیابی خود به مرزهای دانش در این گستره وسیع را با سرعت و سهولت بیشتری همراه سازند. اکنون تولیدکنندگان و کارشناسان صنعت سیم و کابل در عرصه وسیعی که شامل نوآوری ها، بهره گیری از تجربیات کشورهای پیشرفته و مشارکت در همایش های جهانی است مشغول فعالیتا ند.

مى توان سالها در صنعت سیم و کابل کار کرد بدون آنکه چیز زیادى درباره خاستگاه هاى آن دانست.

سیم

طول نازک، انعطاف پذیر و پیوسته اى از فلز که به طور معمول مقطع آن گرد است و از طریق کشیدن از میان قالب ، نوردکارى یا آهنگرى سرد ساخته مى شود. سیم ها را به دو گروه آهنى ( آهن، فولاد کربن دار، فولاد ضد زنگ) یا غیر آهنى ( مس، برنج، برنز، روى، آلومینیوم، نیکل، طلا، نقره، پلاتین، تنگستن) دسته بندى مى کنند. آلیاژهاى فلزى معین و خاص را مى توان به طور مستقیم با ریختن فلز مذاب به داخل آب در حال چرخش که شکل گرد مطلوب را به
سیم مى دهد ، ریخته گرى کرد. ۲) طول پیوسته اى از هادى الکتریکى یکپارچه فلزى . براى تشکیل کابل چند هادى تکى را مى توان به روش تاب دادن ۱ یا دسته کردن ۲ به یکدیگر تاباند. ۳) محصول نوردى با مقطع تقریبا هندسى ، معمولاً به شکل مستطیل ، مربع ، بیضى یا سه گوش اما باریکتر از تسمه است که همه سطوح آن نوردکارى شده یا بدون هرگونه برشکارى غلطکى، برشکارى باقیچى یا اره کارى از پیش، از میان قالبهاى شکل دهنده کشیده شده باشد . چنین سیمى را اغلب سیم “تخت” یا “شکلدار” مى نامند.

ساخت سیم

تاریخ سیم سازى (کشش) از حدود ۵۰۰۰ سال پیش از میلاد یا حتى قبل از ۳۹ )، دومین کتاب عهد عتیق که : آن آغاز شده است. در کتاب خروج ( ۳ به ۱۵۰۰ سال پیش از میلاد باز مى گردد به صنعتى باستانى به نام سیم سازى
اشاره شده است . اما کشفیات باستان شناسى آغاز صنعت سیم سازى را حتى پیش از آن زمان تعیین مى کنند. گردن بندى شامل صفحات بیضى شکل از طلا که توسط زنجیرى زمخت از سیم هاى طلا به هم وصل شده است متعلق به یکى از فراعنه مصر است که تقریبا ۲۷۵۰ سال پیش از میلاد مسیح فرمانروایى مى کرده است. آشورى ها و بابلى ها سیم را حدوداً ۱۷۰۰ سال پیش از میلاد ساخته اند که احتمالاً براى جواهر و زینت آلات بکار مى رفته است.
ستفاده هاى غیر تجملى از سیم به سرعت رواج یافت. قطعه اى از طناب سیمى ( سیم بکسل ) که در شهر نینوا تقریباً ۸۰۰ سال پیش از میلاد ساخته شده در موزه انگلستان( بریتیش موزیوم ) به نمایش گذاشته شده است. این طناب شامل سیم هاى موازى است که با نوارهایى از فلز کارشده به هم بسته شده اند که مشابه کابل هاى مربوط به پلهاى معلق امروزى است. سه سیم برنزى به هم تابیده شده براى تشکیل کابل در خرابه هاى شهر قدیمى پمپه ۱در جنوب ایتالیا پیدا شده است. طى قرن ها، سیم توسط چکش کارى، فلزى نرم و شکل پذیر از جنس طلا یا برنز و تبدیل آن به ورق هاى نازک و سپس برش این ورق ها به صورت نوارهاى باریک ساخته مى شد. از چکش و سوهان براى درست کردن قطعه هاى گرد و کوتاه استفاده مى شد، سپس این طول هاى کوتاه را براى تشکیل سیم هاى بلندتر به یکدیگر چکش کارى یا لحیم مى کردند.

تشکیل سیم هاى بلندتر به یکدیگر چکش کارى یا لحیم مى کردند. کشیدن سیم نیز کاملاً به دوران باستان باز مى گردد. سیم بکار رفته براى طناب سیمى در پمپه، از طریق کشیدن فلز از میان سوراخى مخروطى درون قالب حدود ۵۰۰ سال پیش از میلاد ساخته شده بود. مورخان اطمینان دارند که صنعتگران مصرى لوله هاى طلا را از میان سوراخهاى مخروطى با اندازه کاهش یابنده که در صفحه هاى برنزى ایجاد شده بودند، مى کشیدند. باستان شناسان سنگهاى مشبکى را یافته اند که به منزله قالب براى کشش سیم بکار مى رفته اند. دست ساخته هاى آهنى شناسایى شده که به منظور قالبهاى کشش سیم بکار رفته اند به ۳۰۰ سال پس از میلاد بازمى گردند و در مرکز فرانسه یافت شده اند و قالب هایى که در گورهاى وایکینگ ها پیدا شده مربوط به حدود سال ۷۰۰ میلادى است. اولین مرجع فنى در مورد صفحه هاى قالب آهنى تقریباً در همین زمان توسط راهبى به نام تئوفیلوس و به زبان لاتین منتشر شده است. او چنین نوشته است: “دو قطعه آهن نسبتاً نازک به عرض ۳ تا ۴ انگشت که در بالا و پایین کوچک تر و سه یا چهار سوراخ در آن است که سیم از میان آن کشیده مى شود”. ساخت سیم به وسیله کشیدن از میان قالب ها حدود سال ۱۰۰۰ میلادى معمول شده و تا قرن ۱۳ و ۱۴ کشنده هاى سیم به خوبى در فرانسه و انگلستان جا افتاده بودند. در قرون وسطى سیم را با دست مى کشیدند، به طور مثال، صنعتگرى در آلمان، سیمى را که باید کشیده مى شد به وسیله انبرک هایى که به کمربندش بسته شده بود به خود مى بست. قالب یا صفحه کشش به کنده اى سه پایه یا کنده درخت یا قطعه اى از چوب محکم مى شد. شخص کشنده سیم بر روى تاب مى نشست و به سمت جلو حرکت مى کرد، سیم را در نقطه اى که نزدیک به سوراخ قالب بود با انبرک هایش محکم مى گرفت و از صفحه کشش دور مى شد. در هر بار تاب خوردن حدود یک فوت از سیم کشیده مى شد. اگر سیم ظریف ترى مورد نیاز بود سیم را از میان قالب هایى که پى در پى کوچک تر مى شدند مى کشیدند تا این که اندازه مناسب را به دست آورد و سپس آن را روى قرقره یا ماسوره مى پیچیدند. این نوع فرآیند کشش سیم در بخش هایى از روسیه و سوئد تا اواسط قرن هجدهم بکار مى رفت.

در آلمان در حدود سالهاى ۱۳۵۰ میلادى نیروى آب جانشین نیروى دست براى کشش سیم شد، اگرچه هم محرک آبى و هم عملیات دستى بخوبى تا قرن ۱۹ ادامه یافت. تقریباً در سال ۱۶۵۰ میلادى صنعتگرانى نزدیک دوسلدورف
به مزیت استفاده از روان کننده براى کشش فولاد سخت پى بردند. پیش از آن فقط آهن کار شده( آهن نرم) را مى توانستند به صورت سیم بکشند. از ادرار و آبجوى کهنه و مانده، به عنوان روان کننده هاى اولیه کشش استفاده مى شد. صنعت سیم سازى در ایالات متحده آمریکا در اثناى جنگ هاى استقلال که دیگر تهیه سیم از طریق انگلستان میسر نبود، بنا نهاده شد. در سال ۱۸۳۴ تنها سه دستگاه نورد سیم سازى در ایالات متحده وجود داشت که تولید آنها نزدیک به ۱۵ تن در سال بود.
روش اصلى ساخت سیم ، یعنى کشیدن فلزى نرم و چکش خوار از میان قالبى سخت و غیرقابل فشرده کردن طى قرنها بدون تغییر باقى ماند. فنآورى امروزى کشش سیم امکان تولید بیشتر و با کیفیت بهتر سیم را در دستگاههاى کشش سیم فراهم مى آورد. ساخت سیم با فلز مذاب شروع مى شود. تا اواسط قرن بیستم، فولاد مذاب از کوره اکسیژن قلیایى یا از کوره زیمنس مارتن به داخل قالبهاى شمش ریخته مى شد، این شمش ها را به صورت شمش هایى مى بریدند و در کوره هاى همدما ساز همگن مى کردند و در دستگاه نورد شمشه (قطار نورد) به صورت شمشال (بیلت) در مى آوردند. در نیمه دوم قرن بیستم با تکامل کوره هاى الکتریکى قوسى، ریخته گرى پیوسته فلزات آهنى مذاب به صورت شمشال ها توسعه یافت. این فناورى از نظر
مصرف انرژى، کاراتر و اقتصادى تر بود. در دستگاه نورد آهنى، شمشال ها را در کوره همدما ساز به منظور اطمینان از ایجاد ترکیب شیمیایى یکنواخت در سراسر شمشال، براى تولید سیم فولادى، گرم مى کنند. شمشال هاى همگن شده با عبور از میان غلتکهاى خشن کارى و تکمیل کارى به صورت گرم نورد مى شوند تا اندازه مطلوب مفتول سیم به دست آید. سیم گرم نورد شده به صورت کلاف در مى آید و براى ایجاد ریزساختار، خواص مکانیکى و تشکیل اکسید مناسب بر روى کف استلمور ۱ به صورت سرد کنترل مى شود.

کلاف هاى مفتول سیم به نورد سیم سازى برده مى شوند. در این دستگاه مفتول کشیده مى شود و به صورت سیم در مى آید . اولین فرایند نورد مفتول، برداشتن لایه اکسید آهن حاصل از نورد کارى گرم و زنگار به وجود آمده برروى مفتول در مدت انباردارى و حمل و نقل است . مفتول فولادى به دو طریق براى عملیات کشش سیم آماده مى شود. در یک فرایند مفتول را براى برداشتن لایه، در اسید کلریدریک یا اسید سولفوریک فرو مى برند، سپس آنرا با آب مى شویند و با فسفات، آهک یا بوره بوراکس به منظور خنثى کردن اسید باقى مانده، فراهم آوردن محاظت موقتى در برابر خوردگى و بکار رفتن به صورت مفتولى که حاصل مواد روانکارى براى عملیات بعدى کشش است، پوشش مى دهند و سپس آن را خشک مى کنند. فرایند دیگر لایه بردارى استفاده از زنگار زدایى مکانیکى است که مستلزم خم کارى معکوس مفتول از طریق خم کردن برروى قرقره هاى شیاردار به منظور شکستن و برداشتن لایه حاصل از دماى زیاد است. ساچمه زنى فلزى و آب با فشار زیاد نیز براى تمیز کردن سیم بکار گرفته مى شود. سپس مفتولى را که به طور مکانیکى زنگار زدایى شده است پیش از عملیات کشش سیم با روان کارى حامل مى پوشانند. هادىهاى الکتریکى غیر آهنى مربوط به اواخر سالهاى ۱۸۰۰ میلادى هستند، یعنى زمانى که تلگراف و تلفن پدید آمدند. پیش از آن، از سیم آهنى در تلگراف استفاده مى شد. تقریباً در نیمه اول قرن بیستم، روش سنتى تولید مفتول مس به همان روش پیشین در آغاز قرن بود، یعنى به صورت عملیاتى ناپیوسته و به این معنى که مس مذاب تصفیه شده را به طور افقى به صورت میل سیم هاى تکى ۱۱۳ کیلویى، ریختهگرى مىکردند. دو طرف این میل سیمها را براى ورود آسان به داخل دستگاههاى نورد، مخروطى مى کردند. ریخته گرى پیوسته و نورد کارى گرم ردیفى براى تولید مفتول به زودى تکامل یافته و به سرعت در جهان و در سراسر صنعت سیم و کابل گسترش یافت. اولین قالب پیوسته بى انتها میان چرخى گردان که در محیط خارجى خود شیارى داشت و یک تسمه فولادى انعطاف پذیر تشکیل مى شد. این روش ریخته گرى در سال ۱۸۸۲ پدید آمد اما تا سال ۱۹۴۸ که به طور موفقیت آمیزى براى تولید سرب، آلومینیوم و روى مورد استفاده قرار گرفت به صورت تجارى درنیامد. اکنون این نوع فرایند به طور گسترده اى براى ساخت بسیارى از فلزات و آلیاژهاى غیر آهنى مختلف بکار مى رود. از آن زمان تاکنون چند روش ریخته گرى پیوسته افقى و عمودى، از جمله سیستم تسمه دو قلو ابداع شده و تکامل یافته است. به علت لایه اکسیدى ضخیمى که بر روى سطح میلههاى مسى ریخته شده داغ تشکیل مى شود چند روش
مختلف تمیز کارى براى فرایند ریخته گرى پیوسته انتخاب شده است. این روشهاى درون تولیدى شامل لایه بردارى مکانیکى با استفاده از افشانه با فشار زیاد محلول نورد، اسید شویى با محلول اسید سولفوریک یا احیاى شیمیایى لایه به فلز آن از طریق غوطه ور کردن مفتول گرم در درون محلول آب حاوى افزودنى آلى، مانند الکل است. به منظور عبور دادن انتهاى مفتول پوشش دار یا روغن کارى شده از داخل مجموعه اى از قالب هاى مخروطى که قطر آنها تدریجاً کاهش مى یابد، انتهاى راهنماى مفتول را به صورت نوک تیز در مى آورند یا مقطع آن را به تدریج کاهش مى دهند. مفتول روغن کارى شده از میان مجموعه اى از قالب ها کشیده مى شود که در نتیجه، قطر آن کاهش و طول آن افزایش مى یابد. عمل کشش سیم ممکن است با یک قالب در هر بار در ماشین کشش تک سوراخه یا توسط چند قالب به صورت پى در پى با استفاده از ماشین کشش چند سوراخه انجام شود. قالبهاى کشش را براى سیم فولادى از تنگستن کارباید مى سازند، در حالى که امروزه تقریباً به طور انحصارى براى سیم هاى غیر آهنى مانند مس و آلومینیوم از قالبهاى الماس مصنوعى یا طبیعى استفاده مى کنند. قالبهاى کاربایدى در سال ۱۹۲۸ ، یعنى یک سال پیش از سازماندهى انجمن سیم، در صنعت سیم آمریکا متداول شدند. سیم در اثناى عمل کشش به “سخت شدن در اثر سردکارى” گرایش دارد،
به طورى که ممکن است نرم کردن آن در میان مراحل کشش توسط عملیات حرارتى ضرورت یابد. این عملیات حرارتى را براى سیم آهنى، پاتنت کارى ۱ و براى سیم غیرآهنى تاب کارى ۲ مى نامند.

طبقه بندى سیم گرد

قطرها و سطح مقطع هاى اسمى استاندارد مربوط به سیم هاى مسى گرد و تشریح ASTM B یکپارچه که براى هادى الکتریکى بکار مى روند در ۲۵۸
یک استاندارد آمریکایى براى ،(AWG) شده اند. مقیاس آمریکایى سیم اندازه هاى هادى سیم غیر آهنى ( به طور مثال، مس و آلومینیوم) است . این به عنوان AWG . مقیاس اشاره به قطر سیم دارد. به جدول ۱ مراجعه کنید
بر AWG نیز شناخته مى شود. سیستم (BS) مقیاس سیم براون اند شارپ ۳ ( AWG 4 و ۳۶ / مبناى قطرهاى ثابت براى دو اندازه سیم ( به ترتیب ۰
با تصاعد هندسى قطرهاى سیم براى ۳۸ اندازه میانى و اندازه هاى کوچک تر ۰ اینچ، / ۴۶۰ میل( ۴۶۰ AWG 0000(4/ است. قطر سیم ( ۰ AWG از ۳۶
۰ میلیمتر) / ۰ اینچ ، ۱۲۷ / ۵ میل ( ۰۰۵ AWG 11 میلیمتر) و قطر سیم ۳۶ /۶۸ طرح در نظر گرفته شده براى مجموعه اى معکوس است AWG . است که در آن عدد بزرگ تر اشاره بر قطر کوچک تر سیم دارد. سیم کشى خانگى است . اندازه AWG معمولاً داراى سیم مسى شماره ۱۲ یا ۱۴ از استاندارد  است. AWG سیم تلفن معمولاً در گستره ۱۹ تا ۲۶ ۲۰ درصد کاهش در / تقریباً نشانگر ۷ AWG هر افزایش در یک شماره در مورد سیم هاى غیرآهنى است. براى سیم هاى (ROA) سطح مقطع سیم
آهنى، همان گونه که در جدول ۲ نشان داده شده است، کاهش سطح مقطع
ثابت نیست. براى سیم آهنى کاهش قطر از AWG براى هر افزایشى در ۱۳ درصد مى رسد، درحالى که / با ۹۶ ROA به AWG تا ۲ AWG 1 17 درصد مى انجامد، / با ۳ ROA به AWG تا ۱۰ AWG کاهش قطر از ۹ ۱۷ درصد / با ۳ ROA به AWG تا ۱۰ AWG در حالى که کاهش قطر از ۹ منتج مى شود.

غیر آهنى) ) AWG جدول ۱ : اندازه هاى

برای امتیاز به این نوشته کلیک کنید!
[کل: ۰ میانگین: ۰]

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *