Paduan Perunggu Aluminium C61400 dalam Sistem Transmisi Tenaga

Komposisi dan Profil Properti C61400

C61400 adalah perunggu aluminium tempa dari sistem Cu-Al-Fe, yang umumnya diringkas sebagai CuAl7Fe3. Kandungan aluminium menjadi dasar ketahanan dan kekuatan korosi paduan, sedangkan penambahan besi menyempurnakan struktur butiran dan meningkatkan ketahanan terhadap keausan dan kerusakan kavitasi. Ini disediakan berdasarkan ASTM B150 untuk batang dan batangan, berdasarkan ASTM B171 untuk pelat, lembaran dan strip, dan juga diproduksi dalam bentuk tabung dan dalam profil khusus.

Batasan ini mengikuti persyaratan ASTM B150 dan B171 untuk grade tersebut. Kisaran aluminium sengaja dipersempit: di bawah sekitar 6% lapisan pelindung aluminium oksida menjadi kurang stabil, dan di atas 8% paduan menjadi semakin keras dan kurang bisa dikerjakan dalam kondisi tempa. Dalam jendela spesifikasi, material tersebut menggabungkan kekuatan tarik yang kira-kira dua kali lipat dari tembaga murni komersial dengan keuletan yang cukup untuk pembentukan panas dan pemesinan akhir.

Di Mana Paduan Ini Sebenarnya Mendapatkan Tempatnya

Campuran properti ini perlu dicermati secara tepat, karena perunggu aluminium terkadang digambarkan seolah-olah merupakan tembaga{0}}dengan konduktivitas tinggi. Tidak. Pada Standar Tembaga Anil Internasional, yang menetapkan sampel tembaga anil referensi sebagai 100% IACS, tingkat busbar dengan konduktivitas tinggi seperti C11000 mencapai sekitar 100 hingga 101% IACS, sedangkan C61400 berada pada tingkat yang lebih rendah. Paduan tersebut tidak dipilih untuk mengalirkan arus secara ekonomis dalam jarak jauh.

Yang ditawarkan C61400 adalah kinerja mekanis dan lingkungan yang tidak dapat ditandingi oleh tembaga murni:

Kekuatan dan kekerasan:beberapa kali lipat kekuatan luluh dan kekerasan tembaga anil, sehingga komponen dapat memikul beban mekanis, menahan deformasi, dan menahan ulir atau fitur mesin.

Ketahanan aus dan menyakitkan:fase-kaya besi memberikan perilaku yang baik dalam kontak geser dan bantalan, sehingga tembaga murni akan tertarik dan tersangkut.

Ketahanan kavitasi dan erosi:berharga dalam impeler pompa, trim katup, dan area aliran turbulen.

Ketahanan air laut dan klorida:lebih baik daripada kebanyakan paduan tembaga tempa lainnya dan jauh lebih baik daripada kuningan biasa, sehingga paduan ini cocok untuk instalasi di pesisir dan lepas pantai.

Perilaku non-magnetik dan memicu resistensi:relevan untuk perangkat keras di dekat switchgear dan untuk peralatan di mana komponen besi dilarang.

Komponen Sistem Transmisi dan Distribusi Tenaga Listrik

Dalam jaringan listrik, paduan ini ditemukan di tempat-perangkat keras pembawa arus juga harus tahan terhadap tekanan mekanis dan iklim, bukan di tempat yang penting-penampang konduktor sekecil mungkin:

Bagian switchgear dan pemisah:lengan, engsel, poros, dan pin pembawa arus-yang harus menggabungkan kontak listrik dengan ketahanan mekanis.

Perangkat keras dan klem pendukung bus:alat kelengkapan yang menjepit konduktor tanpa melukai, mempertahankan bentuknya di bawah siklus termal dan tahan terhadap pelapukan.

Blok kontak dan perangkat keras terminal:bagian yang mengalami operasi-dan-pengrusakan berulang dan keausan permukaan.

Transformator dan ketuk-komponen pengubah:-bantalan, batang, dan alat kelengkapan yang tahan aus pada-peralatan berisi oli.

Perangkat keras pembumian dan pembumian:konektor, batang dan klem untuk pembumian gardu induk dan menara, di mana korosi tanah dan atmosfer mendominasi.

Peralatan bantu pembangkit listrik:batang katup, dudukan, komponen pompa dan bagian penukar panas terkena air pendingin.

Fabrikasi, Penyambungan dan Bimbingan Mekanik

C61400 siap dikerjakan dengan perkakas karbida, dan kemampuan mesinnya meningkat pada kondisi yang lebih sulit. Pengerjaan panas dilakukan dalam kisaran suhu di mana paduan tetap ulet, dan pekerjaan diselesaikan dengan perlakuan panas yang sesuai; pembentukan dingin terbatas karena logam paduan-mengeras dengan cepat, sehingga reduksi dingin yang berlebihan harus dihindari. Annealing mengembalikan keuletan tetapi juga mengurangi kekuatan, sehingga operasi akhir harus dilakukan secara berurutan untuk meninggalkan temper yang diperlukan pada bagian akhir.

Penyambungan biasanya dilakukan dengan mematri, menyolder dengan fluks agresif, atau dengan pengikatan mekanis. Pengelasan fusi dapat dilakukan tetapi memerlukan kontrol yang hati-hati: oksida yang kaya akan aluminium-bersifat tahan api, paduan ini menghantarkan panas dari kolam las dengan cepat, dan struktur bantalan besi-dapat diubah oleh siklus termal. Jika pengelasan tidak dapat dihindari, lakukan kualifikasi prosedur pada ketebalan bagian sebenarnya dan pastikan bahwa sambungan mempunyai kekuatan dan ketahanan korosi yang memadai.

Dua titik desain patut mendapat perhatian karena menyebabkan sebagian besar kegagalan di lapangan. Yang pertama adalah kopling galvanik: menggabungkan aluminium perunggu langsung ke konduktor aluminium atau ke logam yang kurang mulia menciptakan sel korosi pada antarmuka. Konektor bimetalik, persiapan permukaan yang benar dan, dalam layanan terkubur, pembungkus atau pelapis yang sesuai mencegahnya. Yang kedua adalah tekanan kontak: baut pada-sambungan pembawa arus harus dikencangkan hingga torsi yang ditentukan, karena tekanan yang terlalu kecil akan meningkatkan resistensi kontak dan menghasilkan panas, sementara tekanan yang terlalu besar akan merusak bentuk perangkat keras.

Titik Seleksi dan Inspeksi

Urutan berdasarkan nomor UNS ditambah temper dan bentuk produk yang diperlukan, karena sifat mekanik jauh lebih bergantung pada temper daripada kimia dalam jangka waktu spesifikasi.

Verifikasi kandungan aluminium dan besi dengan analisis. Bahan-analisis yang tidak diolah mungkin masih terlihat benar tetapi tidak akan menghasilkan lapisan oksida atau kekerasan yang diperlukan.

Konfirmasikan sifat kekerasan dan tarik pada sampel dari panas yang sama, terutama jika bagian tersebut menahan beban.

Periksa permukaan mesin untuk mengetahui adanya porositas, putaran dan inklusi, yang dalam lingkungan basah menjadi tempat inisiasi lubang.

Jika bagian tersebut mengalirkan arus, pastikan permukaan akhir dan kerataan permukaan kontak, karena resistansi kontak bergantung pada kualitas permukaan dan bukan pada konduktivitas massal saja.

Pertanyaan Umum

T: Apakah C61400 merupakan paduan tembaga-dengan konduktivitas tinggi?
Tidak. Aluminium perunggu memiliki konduktivitas listrik yang rendah, kira-kira berada pada tingkat di bawah referensi IACS 100% yang dicapai oleh tembaga busbar dengan konduktivitas{2}}tinggi. Ini dipilih karena kekuatan, ketahanan aus, dan ketahanan korosi pada perangkat keras pembawa arus, bukan karena meminimalkan ukuran konduktor.

T: Apa komposisi C61400?
Ini adalah perunggu aluminium Cu-Al-Fe dengan sekitar 6,0 hingga 8,0% aluminium dan 1,5 hingga 3,5% besi, dengan mangan, nikel, dan seng masing-masing dibatasi hingga maksimum 1,0%, dan tembaga sebagai keseimbangan, mengikuti batas ASTM B150 dan B171.

T: Mengapa C61400 digunakan pada perangkat keras switchgear dan gardu induk?
Karena bagian-bagian tersebut harus mengalirkan arus sekaligus menahan keausan mekanis, pelapukan, dan serangan klorida. Komponen seperti pelat penjepit, blok kontak, dan perangkat keras pembumian memerlukan kekuatan dan ketahanan terhadap gesekan selain kontak listrik yang baik.

T: Bisakah C61400 dilas?
Ini dapat dilas, tetapi prosesnya sulit karena lapisan aluminium oksida tahan api dan ekstraksi panas yang cepat dari paduan tersebut. Pematrian dan pengikatan mekanis biasanya lebih disukai; jika pengelasan diperlukan, memenuhi syarat prosedur dan memverifikasi sifat-sifat sambungan.

T: Bagaimana perilaku C61400 di air laut?
Ya, asalkan kondisi aliran dan kandungan kimia airnya sesuai. Paduan ini digunakan untuk komponen pompa, katup, dan penukar panas di pembangkit laut dan pesisir. Seperti paduan tembaga lainnya, kondisi stagnan, air yang mengandung sulfida-dan kecepatan yang berlebihan dapat mengurangi kinerja.

Q: Bentuk dan temperanya apa yang harus dipesan?
Batang dan batang sesuai ASTM B150 dan pelat sesuai ASTM B171 adalah bentuk tempa yang umum, dengan temper yang dipilih sesuai kebutuhan kekuatan akhir. Tentukan bentuk produk, temper, dimensi, dan kelonggaran pemesinan apa pun sehingga perlakuan panas akhir atau pekerjaan dingin menghasilkan komponen dalam kondisi yang benar.