Bakır Profiller
Bakır Profiller1 (Tüpler)
Bakır profilleri, bunların hadde ve işlenmesinden aktif bölgeler ve hatta soğutma bobin kısmı yapılır. Dolayısıyla özelliklerinin ve özelliklerinin önemi inkar edilemez bir durumdur. Bakır profillerle ilgili üç önemli noktaya dikkat etmek gerekmektedir:
Profillerin Malzemesi
Bobinlerin aktif parçalarına kullanılan bakırın saflığı maksimum düzeyde olmalıdır (%99.90’dan az olmamalı) ve elektrik iletkenliği (en az 58 megasimens/metre eşdeğeri) olmalı ve kirlilik açısından fosfor, oksijen ve demir gibi en az miktarda yabancı element içermelidir. Bahsedilen her bir elementin yüksek yüzdesinin varlığı sırasıyla iletkenlik seviyesinde ciddi bir düşüşe, patlama riskine ve bobinin aşırı ısınmasına neden olacaktır.
Aktif parça bobinlerinde kullanılan bakırın kimyasal bileşimi ve özellikleri ayrı, şartlar altında tamamen gerilme giderilmiş ve tavlama işlemine tabi tutulmuş olmalıdır, aksi takdirde bobin üretim süreci sırasında ve bobin kullanımı sırasında meydana gelen haddeleme işlemleri sırasında yüzeyde çatlaklar oluşabilir ve bu çatlakların açılmasıyla derin ve uzun süreli sızıntılar ve bazen profillerin yüzey çürümesi ve tabiri caizse “mor” olma fenomeni oluşabilir.
Bu nedenle, Aras Trans Şirketi, aktif parça bobinlerinde kullanılan profil malzemesinin seçiminde gerekli tüm koşulları karşılamak için genellikle arıtılmış bakır ETP2-ASTM C11000 derecesini ve özel siparişlerde OFC3-ASTM C10100 derecesini kullanmaktadır.
Bölümlerin şekli
Şekil Kesitleri Aktif parçanın ömrü ve verimliliği üzerinde etkili olan unsurlardan biri, bobin yapımında kullanılan kesit şekli ve yüzey alanıdır. Aktif parçaların içinden elektrik akımının geçişi için yeterli alanı sağlaması gereken kesit şeklinin yanı sıra, genellikle göz ardı edilen kesit geometrisi de oldukça önemlidir.
Kesit şekilleri, elektrik akımının bobinden geçişi için yeterli alanı sağlarken aynı zamanda ilk olarak iç haddenin akımın nüfuz derinliğini4 ve sonuç olarak komşuluk etkisinin5(ki bu tamamen frekansa bağlıdır) ve ikincil olarak soğutma kalitesi ve iç haddinden su akışını karşılamalıdır. Genellikle, köşeleri keskin ve 90 derece olan kesitlerde bu bölgelerde aşınma ve tortu oluşumu ve buna bağlı olarak daha fazla korozyon beklenir ve bobin su kalitesi yetersiz olduğunda bu durum daha da belirgin hale gelir. Bu nedenle, aktif bobin bölümünün yapımında, köşeleri mümkün olduğunca kıvrımlı olan kesitlerin kullanılması tavsiye edilir.
Haddin içindeki akım nüfuz derinliğinin miktarı ve yakınlık etkisinin sonucunda, bobin içindeki haddelerden elektrik akımının6 geçişi sırasında, bobin tarafından oluşturulan manyetik alan, erime fırını bölümünün kenarlarında eddy akımlar oluşturarak ana bobin akımıyla tam karşı karşıya gelir.
Bu nedenle, bobin haddeleri ve erime birimi arasında oluşan yakınlık etkisi, her iki bölümdeki akımları7 komşu yüzeylere doğru çeker. Dolayısıyla, belirtilen açıklamalarla, bobin haddelerinden (erime yönünde olan yüz) geçen elektrik akımı yoğunluğu, diğer metal yüzeylerden daha fazla olacaktır, bu nedenle bu yüzeyin kalınlığının diğer yüzeylerle karşılaştırıldığında bobinin verimliliğini artıracağı belirtilmektedir. Bilimsel kaynakların tavsiyesine göre, metal haddenin içine bitişik olan yüzeyin kalınlığının manyetik alanın haddin içindeki akım nüfuz derinliğinin en az iki katı olması daha iyidir.
Akım derinliği içindeki akışın nüfuzunu ve bakır levha profilinin erime kesitine minimum istenen kalınlığı da komşuluk fenomeninin etkilerini ve ilişkili tabloları gösterir. İlişkilerin sonuçları, komşuluk fenomeninin tellerdeki etkisinin geçen elektrik akımının frekansıyla ters orantılı olduğunu göstermektedir. Elektrik akımının frekansı azaldıkça, bakır profil levhasının erime kalınlığı için daha fazla kalınlık gereklidir. Avrupa üreticilerinin bazıları da aynı konuyu, frekans dönüşümlü fırınların bobinlerinde D kesitli profillerin kullanılmasının nedeni olarak belirtmektedir.
f (Hz) | δ (mm) | a (mm) |
50 | 9.33 | 18.66 |
250 | 4.67 | 9.34 |
500 | 2.95 | 5.90 |
700 | 2.50 | 5.00 |
1000 | 2.09 | 4.18 |
İdüksiyon fırınların bobinlerinde kullanılan bakır kesitlerinin seçiminde ve tedarikinde gerekli kalite ve gereksinimler hakkındaki açıklamalarla, Araz Transformatör Şirketi’nin sağladığı kesitlerin genel bir özeti aşağıdaki tabloda sunulmuştur.
Bu kesitlerin tamamı, bu şirket tarafından belirtilen kalite ve gereksinimler doğrultusunda temin edilebilir.
1- Copper Sections (Tubes)
2- Electric Tough Pitch Copper
3- Oxygen Free Copper
4- Current Penetration Depth
5- Proximity Effect
6- Eddy Current
7- Current Density
