Медные шины: характеристики, применение и цены

Медная шина — понятие, которое многие люди не могут объяснить сходу. Однако, она важна в энергоснабжении, широко используется в радиотехнике и электротехнической сфере. В зданиях, как промышленных, так и жилых, можно увидеть медные шины заземления, которые помогают контролировать электрический ток.

Высокая электрическая проводимость и отличные эксплуатационные свойства меди делают медную шину одним из самых популярных компонентов. Так, медная шина может выдерживать рабочие температуры от -55 °C до +280 °C, а ее 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.

Европейские производители медных шин, такие как МКМ (Германия), VBS (Сербия), GD (Франция), Gindre (Франция), LUVATA (Финляндия) и SofiaMED (Болгария), считаются наиболее известными. В отличие от других производителей, в Европе для изготовления медных шин используется чистая катодная медь без добавления лома, что положительно сказывается на качестве, но ведет к существенному повышению цены. В результате, данные шины обычно закупаются для высокоточных работ, требующих использования качественного материала.

Стоит отметить, что отечественные производители медных шин все еще выигрывают на рынке благодаря простому пути поставки и, несомненно, более низкой цене.

Стоимость медных шин зависит от ряда факторов, таких как производитель, марка меди, геометрические размеры, форма и наличие изоляции. Цена может определяться за вес, за штуку или за погонный метр. Например, отечественная неизолированная медная шина может стоить от 220 рублей за погонный метр, от 530 рублей за килограмм или от 860 рублей за штуку, длиной 4 метра. Есть также импортные шины, которые могут быть в 1,5-2 раза дороже, но если вы решили приобрести их поштучно, обязательно сверьте длину. Например, французские медные шины могут стоить 1200 рублей за штуку, при длине 2 метра.

Марки меди отличаются технологией производства и, следовательно, составом и количеством примесей. ГОСТ 859-2014 определяет 12 химических элементов для литой и деформированной меди, 19 для катодной меди и 22 для сверхчистой меди в семействе новых стандартов ГОСТ 27981.

Несмотря на то, что поиск и измерение массовой доли химических элементов происходит в металле, состоящим на более чем 99,99% из меди, примеси оказывают влияние на механические, технологические и эксплуатационные качества меди.

При использовании меди для изготовления шин, примесь кислорода, содержащегося в форме закиси меди (Cu2O) в количестве от 0,08% до 0,001%, не играет практически никакой роли в стандартных условиях эксплуатации. Его пагубное воздействие проявляется только при высоких температурах. Бескислородные марки меди, такие как М1р, М2р и М3р, требуются только для изделий, применяемых в особых высокотемпературных эксплуатационных режимах, производятся под конкретный заказ и стоят дорого.

Однако примеси кислорода (O), висмута (Bi), свинца (Pb), цинка (Zn), кадмия (Cd) и других легкоплавких элементов создают трудности при паячных и сварочных работах, формируя зоны хрупкости в процессе нагрева. В таких ситуациях бескислородная медь оказывается предпочтительнее. Здесь следует помнить, что содержание серебра на уровне 0,05% вдвое повышает температуру рекристаллизации меди и уменьшает ее «ползучесть» и размягчение при нагреве, без падения электропроводности.

Наличие фосфора (Р), железа (Fe), мышьяка (As), сурьмы (Sb) и олова (Sn) сильно влияет на электропроводность меди. Массовая доля каждого элемента

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.

Пластичность: разновидности и область применения

Существует несколько разновидностей медных шин, которые варьируются по своей консистенции и маркировке. Их область применения также может различаться в зависимости от характеристик каждого типа.

Одним из видов являются мягкие медные шины, которые маркируются буквами ШММ. Их можно использовать в различных сферах промышленности, начиная от авиастроения и заканчивая металлургией. Благодаря своей мягкой консистенции, они отлично подходят для гибких и подвижных шинопроводов, кроме того, они более прочны и износостойки, чем многие другие материалы.

Другим типом медных шин являются твердые шины, обозначаемые маркировкой ШМТ. Они обладают меньшей проводимостью, чем ШММ, поэтому используются для создания прочных и неподвижных шинопроводов. Благодаря своей твердой консистенции, они могут выдерживать большое давление и силу тяжести, что делает их незаменимыми в некоторых областях промышленности.

Формы поставки материала

Для удобства потребителей предлагаются две формы поставки материалов.

1. Полосы могут быть длиной от 2 до 6 метров. Такую форму поставки удобно закупать под конкретные нужды.
2. Бухты - это еще одна форма поставки, заключающаяся в намотке шин малой толщины длиной от 10 метров. Такая форма поставки удобна для заказчика, когда ему требуются небольшие отрезки 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.

Многие отрасли техники и промышленности используют медные шины, такие как монтаж магистральных и троллейных шинопроводов. Они отличаются простотой, надежностью и долговечностью, а также позволяют экономить электроэнергию. Медные шины из бескислородной меди имеют широкое применение в различных сферах, включая вакуумную, медицинскую, авиационную, военную и космическую технику. Они часто используются для производства распределительных устройств, линейных ускорителей, сверхпроводников и электронных приборов. Кроме того, медные шины популярны в микроэлектронике, атомной энергетике, строительстве и ювелирной промышленности.

Производители

Ранее российские производители медных шин были не в состоянии конкурировать с иностранными компаниями на рынке. Однако стабильное развитие российской электротехнической отрасли способствовало возрастанию конкуренции, что привело к увеличению доли отечественных медных шин в потреблении с 7% в 2009 году до 84% в настоящее время. Отметим, что при этом отечественная продукция не уступает в качестве зарубежным аналогам и стоит на 1,5-2 раза дешевле. Между тем, доля экспорта отечественных медных шин в 2009-2015 годах возросла с 3,7% до 29,4%.

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