Медные шины: характеристики, применение и цены

Мало кто знает, что такое медная шина, если поспросить случайных людей на улице. Однако эти детали присутствуют в любой системе энергообеспечения и широко используются в радио- и электротехнической промышленности. Медные шины для заземления можно увидеть не только в промышленных, но и в жилых зданиях.

Популярность этих изделий обусловлена высокой электрической проводимостью и достоинствами меди в эксплуатации. Медная шина может выдерживать рабочие температуры от -55 °С до +280 °С, 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), хорошо известны своими высококачественными продуктами. Они используют для производства чистую катодную медь без добавления лома, что существенно повышает качество, но также увеличивает цену. Поэтому, такие шины обычно закупаются для высокоточных работ.

В то же время, медные шины отечественного производства имеют свои преимущества. Они привлекательны своей доступной ценой и простотой поставок. Это делает их конкурентоспособными на рынке. Однако, следует отметить, что качество шин может оставлять желать лучшего.

Медные шины: каковы цены

Цена на медные шины зависит от множества факторов: производителя, марки меди, геометрических параметров, формы и наличия изоляции. Она может формироваться как за вес, так и за штуку или погонный метр. Например, неизолированная отечественная медная шина может иметь цену от 220 рублей за погонный метр, от 530 рублей за килограмм и от 860 рублей за штуку длиной 4 метра. При этом импортные шины могут быть на 1,5-2 раза дороже, поэтому, если вы собираетесь покупать их единично, обязательно сверьте длину. Например, французские медные шины могут стоить 1200 рублей за штуку, если их длина равна 2 метрам.

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.

Форма медных шин может отличаться в зависимости от их назначения и условий эксплуатации.

Шины могут быть жесткими или гибкими. Жесткие шины используются вместо кабеля, а гибкие – для облегченного монтажа распределительных сетей и установок.

Также медные шины могут быть плетеными, изготовленными из тонких медных проводов. Они отличаются более высокой гибкостью и востребованы в условиях высокой вибрации, например, в трансформаторных мостах.

Еще одно различие в форме медных шин – наличие и отсутствие изоляции. При наличии влаги, высокой температуре или в агрессивных средах используются шины в изоляции. При высоких нагрузках лучше использовать двух- или трехполосные шины.

Медные шины могут быть сплошными или перфорированными. Сплошные шины более распространены. Шины с перфорацией используются в выносных электротехнических шкафах, они легки в сборке и монтаже.

Еще одно различие – форма сечения: круглая или прямоугольная. Круглые шины используются реже из-за большого расхода металла на их изготовление. Однако они отличаются более высокой прочностью при той же площади сечения. Обычно, когда говорят о медных шинах, имеют в виду прямоугольное сечение. Это связано также с трудностью сварки и пайки круглых шин по сравнению с тонкими прямоугольными шинами того же сечения.

Наконец, прямоугольные медные шины должны иметь закругленные углы, радиусы которых приведены в таблицах ГОСТ 434-78. Считаются более универсальными сплошные ШММ в полосах, прямоугольного сечения, без изоляции.

Медные шины позволяют экономить электроэнергию и используются для монтажа магистральных и троллейных шинопроводов. Эти простые, надежные и долговечные шины имеют широкое применение в различных отраслях. Шины из бескислородной меди, например, применяются в таких областях, как вакуумная техника, медицина, авиация, военное дело и космическая техника. Из них изготавливают распределительные устройства, линейные ускорители, сверхпроводники и электронные приборы. Медные шины также используются 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%.

В России производят медные шины несколько крупных компаний, таких как МК "Норильский никель", ОАО "УГМК", ЗАО "Русская медная компания", Каменск-Уральский ОЦМ, Кольчугинский ОЦМ и другие. Однако, в процессе производства медных шин, отечественные производители используют медный лом, что может повлиять на эксплуатационные качества меди. Несмотря на это, крупные отечественные компании стремятся использовать новейшие технологии и предлагать на рынок продукции европейского качества. Например, легирование серебром применяется на Каменск-Уральском ОЦМ, когда требуется сохранить высокую электро- или теплопроводность меди, а также повысить ее жаропрочность или износоустойчивость в особых случаях.

Фото: freepik.com