ما هو التطعيم بالقصدير ولماذا يُفعل
النحاس المطلي بالقصدير يبدأ كسلك نحاس مُلَدَّن نفسه المستخدم في أي كابل. وقبل التجديد يمر كل سلك منفرد بعملية تطعيم تترك طلاءً معدنياً رقيقاً من القصدير. ثم يُجدَّد الموصل ويُعزَّل كالمعتاد. ويغطي IEC 60228 كلاً من موصلات النحاس العادي والمطلي بمعدن، ويعطي حدود مقاومة منفصلة لموصلات الفئتين 5 و6 المطليّتين.
ويطال القصدير لأربعة أسباب عملية:
- الحماية من التآكل: النحاس العاري يسوَدّ ويتآكل في الرطوبة وهواء المالح وبعض الأجواء الكيميائية. والقصدير أكثر مقاومة ويحتمي النحاس تحته، خصوصاً عند الأطراف المقطوعة والإنهاءات حيث يمكن للماء الدخول.
- حماية الأسلاك الدقيقة: في موصلات الفئتين 5 و6 المرنة الأسلاك رقيقة جداً، فقليل من تآكل السطح حصة كبيرة من كل سلك. ويبقي التطعيم الخصلات لامعة موصلة على طول المسافة.
- التوافق مع العزل: بعض مركبات المطاط والمواد المتشابكة قد تتفاعل مع النحاس العاري أثناء المعالجة أو مع الوقت؛ وطبقة القصدير تفصل بينهما وتساعد العزل على التقشر بنظافة.
- اللحامية: الخصلات المطلية تقبل اللحم بسهولة، وهذا يفيد حيث تُلحم الموصلات في موصلات أو معدات.
ثمن المقاومة
القصدير يوصل أقل جودةً من النحاس، فالموصل المطلي بالمقاس الاسمي نفسه مقاومته أعلى قليلاً. ويسمح IEC 60228 لذلك بعمود حدود خاص به. والفرق صغير، كما يُظهر الجدول لمقاسات مرنة شائعة.
| الحجم الاسمي | نحاس عادي فئة 5 | نحاس مطلي فئة 5 | الفرق |
|---|---|---|---|
| 4 mm2 | 4.95 | 5.09 | أعلى بنحو 3% |
| 6 mm2 | 3.30 | 3.39 | أعلى بنحو 3% |
وبمصطلحات التصميم، نسبة قليلة من المقاومة نادراً ما تغيّر مقاس كابل، مع أنها على مسارات DC الطويلة تضيف قليلاً إلى هبوط الجهد، كما في شرح هبوط الجهد. وللتحقق من التسليم، النقطة أن الموصل المطلي يجب أن يُقاس ضد عمود المُطلي. فموصل 4 mm2 فئة 5 مطلي يقرأ 5.0 ohm/km يجتاز حده 5.09؛ وموصل 4 mm2 فئة 5 عادي يقرأ القيمة نفسها يرسب في حده 4.95؛ وواحد يقرأ 5.2 يرسب في الحالين. ولهذا يجب أن يذكر سجل الاختبار أيَّ عمود فُحص ضده.
ويؤثر التطعيم في الإنهاءات أيضاً. موصلات الكبس لكابلات الشمس والكابلات المرنة مصممة ومختبرة عادة لموصلات مطليّة أو عادية في مدى مقاسات محدد، وتقول تعليمات صانع الموصل أيّها. واستخدام أداة الكبس والماترة المطابقتين أهم من الطلاء نفسه، لكن عدم تطابق الموصِّل (connector) مع الموصل سبب شائع للوصلات الساخنة في الموقع. واطلب ورقة بيانات الموصل إلى جانب ورقة بيانات الكابل عندما يورَّد كلاهما معاً.
أين يلزم النحاس المطلي أو يكون شائعاً
كابل الطاقة الشمسية. يطلب EN 50618 وIEC 62930، معيارَي كابل الشمس H1Z2Z2-K، نحاساً مرناً مطلياً بالقصدير. والتركيبة المرجعية في صفحة كابلات الطاقة الشمسية هي H1Z2Z2-K 1x4 mm2 بموصل فئة 5 مطلي بأسلاك منفردة بقياس 0.31 mm أو أقل، وعزل وغلاف متشابكان خاليان من الهالوجين، مصنف DC 1.5 kV، قطره الكلي نحو 5.7 mm ومقاومته 5.09 ohm/km أو أقل. فكابل الشمس يقضي عمره خدمةً في الخارج على ارتفاع الوحدات، ويرى تكاثفاً داخل الموصلات، ويُقطع ويُكبس في الموقع، فطبقة القصدير تحمي الأسلاك الدقيقة الكثيرة عند كل إنهاء. والتغليف عادة لفات 100 m أو بكرات 500 m.
كابل البحر والمنشآت البحرية. مواصفات كابل السفن والمنشآت البحرية تطلب عادة موصلات نحاس مطلياً بسبب هواء المالح والتكاثف. والقواعد المنطبقة هي قواعد هيئة التصنيف والمعيار المسمّى في مواصفة السفينة أو المنصة؛ ويطلب المكتب تلك الوثيقة قبل مطابقة مصنع شريك، لأن تركيبات البحر تشمل أكثر من طلاء الموصل.
الكابلات المرنة وكابلات المعدات. أسلاك مرنة كثيرة وكابلات تحكم للمواضع الرطبة ورؤوس بطاريات وتخزين الطاقة وتمديدات المعدات تستخدم موصلات فئة 5 مطليّة لمقاومة التآكل وسهولة اللحام. وهنا التطعيم عادة خيار مشترٍ لا متطلب معيار.
| التطبيق | الموصل النمطي | السبب |
|---|---|---|
| كابل الشمس H1Z2Z2-K | فئة 5 مطلي، مطلوب | بناء EN 50618 / IEC 62930 |
| كابل السفن والمنشآت البحرية | مطلي، وفق مواصفة السفينة | هواء مالح وتكاثف |
| الرؤوس المرنة في المواضع الرطبة | فئة 5 مطلي، خيار شائع | يحمي الأسلاك الدقيقة ويسهّل اللحام |
| كابل طاقة منخفض ثابت في الداخل | فئة 2 عادي | خدمة جافة وأسلاك أكبر |
| سلك مبانٍ في مواسير | فئة 1 أو 2 عادي | خدمة جافة؛ والتطعيم كلفة بلا فائدة |
حيث يضيف التطعيم قليلاً
لكابل الطاقة الثابت في التركيبات الجافة الداخلية أو المموَّرة، النحاس المُلَدَّن العادي هو القاعدة والتطعيم يضيف كلفة بلا فائدة واضحة. فموصلات الفئة 2 الكبيرة أسلاكها سميكة، فطبقة سطحية رقيقة من الأكسدة لا تغيّر مقاومتها يُذكر، والغلاف يحميها على المسار. والكابل المرجعي 0.6/1 kV Cu/XLPE/PVC في صفحة كابلات الطاقة للجهد المنخفض يستخدم النحاس العادي لهذا السبب تماماً. وإذا اقترح مورد تطعيم كابل لا يحتاجه، فاسأل لماذا؛ وإذا طلبت مواصفة التطعيم فلا تدعه يُسقط لتوفير الكلفة.
فحص موصل مطلي
النحاس المطلي يبدو فضياً، وهذا هو لون الألومنيوم والألومنيوم المطلي بالنحاس أيضاً، فالنظرة السريعة لا تكفي. ثلاثة فحوص تفصل بينها:
- اخدش أو اقطع سلكاً: تحت طبقة القصدير الرقيقة يُظهر النحاسُ المطلي لونَ النحاس؛ والألومنيوم فضي من الداخل إلى الخارج، وCCA يُظهر جلداً نحاسياً فوق قلب فضي. ويغطي مقال CCA مقابل النحاس ذلك بالتفصيل.
- افحص المقاومة: ضد عمود الفئة 5 المطليّة في IEC 60228؛ والألومنيوم أو CCA يقرأ فوقها كثيراً.
- افحص الوزن: ضد ورقة البيانات، مثلاً نحو 55 إلى 66 kg/km لـ H1Z2Z2-K 1x4 mm2 بحسب أوراق البيانات العلنية؛ والموصل القائم على الألومنيوم أفتح بوضوح.
وفي أمر الشراء، اكتب سطر الموصل كاملاً: «موصل نحاس مُلَدَّن مطلي بالقصدير، فئة 5 وفق IEC 60228، مقطع 4 mm2، أقصى 5.09 ohm/km عند 20 درجة مئوية، يُتحقق منه لكل بكرة بتقرير اختبار». ثم تسعّر المصانع الشريكة وتختبر ضد ذلك السطر. وتقارن صفحة مواد الموصلات الخيارات، وفي نموذج عرض السعر حقل للطلاء.