شريط وألواح الألومنيوم لتسليح الكابلات

ما هو شريط الألومنيوم لتسليح الكابلات؟

شريط الألومنيوم لتسليح الكابلات (المعروف أيضاً على نطاق واسع باسم شريط الألومنيوم في قطاعات التعدين والمواد الخام) هو منتج معدني يُصنع من الألومنيوم أو سبائكه من خلال عمليات الدرفلة والتقطيع. وقد تم تصميمه خصيصاً ليكون بمثابة الطبقة الواقية المدرعة لكابلات الطاقة، وكابلات الاتصالات، وغيرها من منتجات الكابلات.

تقع طبقة التسليح بين طبقة العزل الخاصة بالكابل والغلاف الخارجي، وتعمل كـ "درع" مادي ضد الأضرار الخارجية. مقارنة بتسليح الأشرطة الفولاذية التقليدية (STA)، أصبح تسليح أشرطة الألومنيوم (ATA) أكثر انتشاراً في صناعة الكابلات الحديثة نظراً لوزنها الخفيف، وخصائصها غير المغناطيسية، وموصليتها الكهربائية الممتازة، ومقاومتها للتآكل. وقد أصبحت تدريجياً الخيار السائد، وخاصة في كابلات الطاقة أحادية النواة للجهد المتوسط والعالي.

المواصفات والمعايير

المواصفات البعدية

الخصائص الميكانيكية (بأخذ شريط الألومنيوم 1060 كمثال)

الخصائص الكهربائية

المعايير المرجعية: تحتوي معايير الصناعة مثل GB/T 12754، وIEC 60228، وYB/T 024 على لوائح واضحة بخصوص أداء الأشرطة المعدنية لتسليح الكابلات.

ما هي وظيفة شريط الألومنيوم للتسليح؟

ببساطة، يعمل شريط الألومنيوم المدرع كـ "غلاف واقٍ" للكابل، ويتولى مسؤوليات حماية متعددة:

• الحماية الميكانيكية: يمنع الأضرار المادية.
• مقاومة القوارض والنمل الأبيض: يحمي الهياكل الداخلية من الآفات.
• التدريع الكهربائي والحماية من الأعطال: يعمل كطبقة تأريض.
• مقاومة الماء والرطوبة: يحافظ على جفاف الجزء الداخلي للكابل.

الميزات الهيكلية

يعتمد التصميم الهيكلي لشريط الألومنيوم بشكل أساسي على جانبين: طريقة التغليف ومعالجة السطح.

طرق التغليف / اللف

• التغليف الحلزوني: يتم لف شريط الألومنيوم طبقة تلو الأخرى بزاوية حلزونية معينة، مع معدل تداخل للأشرطة المتجاورة يبلغ حوالي 5% إلى 15%. توفر هذه الطريقة بناءً مرناً وتناسب الكابلات ذات المقاطع العرضية الصغيرة.
• التغطية الطولية: يتم لف شريط الألومنيوم على طول محور الكابل، ويتم لحام طبقات التداخل أو ضغطها معاً. يوفر هذا ختماً أفضل ومقاومة فائقة للماء، مما يجعله مناسباً للكابلات ذات المقاطع العرضية الكبيرة أو متطلبات مقاومة الماء العالية.

معالجة السطح

تخضع بعض أشرطة الألومنيوم لعملية تمويج، مما يشكل أنماطاً منتظمة متموجة أو على شكل ماسي على السطح. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تحسين قوة الانحناء الطولي للشريط، وزيادة مرونة طبقة التسليح، وتعزيز الالتصاق بين معدن الألومنيوم وطبقة الغلاف في نفس الوقت.

لماذا نختار الألومنيوم على المواد الأخرى؟

الألومنيوم مقابل الفولاذ

لماذا لا يمكن استخدام تسليح الشريط الفولاذي في الكابلات أحادية النواة؟ عندما يمر تيار كبير عبر كابل أحادي النواة، يتولد مجال مغناطيسي متناوب قوي. ونظراً لأن الشريط الفولاذي ذو مغناطيسية حديدية، فإنه سيولد تياراً دوامياً شديداً وفقداناً للتباطؤ، مما يتسبب في انخفاض سعة تيار الكابل بنسبة 20% إلى 40%. شريط الألومنيوم غير مغناطيسي تماماً، مما يتجنب هذه المشكلة بشكل مثالي. لذلك، تستخدم كابلات الجهد العالي أحادية النواة بشكل حصري تقريباً تسليح أشرطة الألومنيوم.

الألومنيوم مقابل النحاس

في حين أن النحاس يتمتع بموصلية أفضل من الألومنيوم، فإن كثافته تبلغ 8.9 جم/سم³ (حوالي 3.3 أضعاف كثافة الألومنيوم)، وسعره عادة ما يكون أعلى بـ 3 إلى 5 مرات. بالنظر إلى الوزن والتكلفة، فإن شريط الألومنيوم هو الخيار الأكثر فعالية من حيث التكلفة لمعظم التطبيقات الهندسية.

مقارنة بين درجات سبائك الألومنيوم الشائعة (شريط المادة الخام)

شريط الألومنيوم النقي 1060

نقاء ≥99.6%، موصلية تزيد عن 61% IACS. يتمتع بليونة جيدة، ولا يكون عرضة للتشقق أثناء عملية اللف، وسعره في المتناول.

شريط سبيكة الألومنيوم والمنغنيز 3003

يحتوي على 1.0%–1.5% منغنيز. قوته أعلى بنسبة 20%–30% من الألومنيوم النقي، مع مقاومة أقوى للتآكل. مناسب للتربة الحمضية أو المناطق الساحلية الرطبة.

شريط سبيكة الألومنيوم والمغنيسيوم 5052

قوة شد تصل إلى 230 ميجا باسكال. مقاومته لتآكل مياه البحر رائعة بشكل خاص، ويستخدم بشكل أساسي في تسليح الكابلات البحرية.

شريط سبيكة الألومنيوم والحديد والسيليكون 8011

أداء متوازن، ومناسب بشكل خاص كشريط أساسي للمعالجة في الأشرطة المركبة من الألومنيوم والبلاستيك.

الأشكال الشائعة لشريط الألومنيوم للتسليح

شريط مركب من الألومنيوم والبلاستيك

هذه مادة مركبة يتم إنشاؤها من خلال الجمع بين رقائق/شريط الألومنيوم مع غشاء بلاستيكي PE من خلال الضغط الحراري. يتم استخدامه بكثافة في كابلات الاتصالات والطاقة.

المعيار	نطاق المواصفات
سمك رقائق/شريط الألومنيوم	0.008 مم – 0.05 مم
إجمالي سمك المركب	0.05 مم – 0.20 مم
مادة الألومنيوم	عادة سبائك 8011، 1235
قوة التقشير	≥ 6 نيوتن/سم

المزايا الرئيسية: مقاومة ممتازة للماء شعاعياً، خفيف الوزن للغاية، ويوفر تدريعاً كهرومغناطيسياً.

شريط الألومنيوم المموج

يُصنع هذا المنتج عن طريق ضغط أنماط منتظمة على شريط ألومنيوم قياسي باستخدام بكرات التمويج.

المعيار	نطاق المواصفات
سمك الشريط	0.3 مم – 1.5 مم
الخطوة (تباعد التمويج)	3 مم – 10 مم
عمق التمويج	0.2 مم – 1.0 مم

المزايا الرئيسية: يعطي الهيكل المموج شريط الألومنيوم "هامش تمدد"، مما يمنع التشقق عند الانحناء. تزيد صلابة الطوق بنسبة 15%–25% مقارنة بالشريط المسطح ذي السمك نفسه. مناسب لكابلات الطاقة ذات الجهد العالي (110 كيلو فولت وما فوق).

درع الألومنيوم المتشابك

يتضمن التسليح المتشابك ختم شريط الألومنيوم في مقطع عرضي "S" أو "Z" ولفه بإحكام حول الكابل بطريقة متشابكة.

المعيار	نطاق المواصفات
عرض الشريط	12 مم – 25 مم
سمك الشريط	0.5 مم – 1.2 مم
طريقة التشابك	تشابك ميكانيكي للحواف والأخاديد

المزايا الرئيسية: تشابك ميكانيكي بحت. يوفر أفضل مرونة، مما يسمح للكابل بالانحناء بحرية بنصف قطر انحناء أصغر بكثير. مثالي لأسلاك المباني الداخلية ومراكز البيانات.

مقارنة شاملة للأشكال الثلاثة

سيناريوهات التطبيق

الخصائص البارزة لتسليح شريط الألومنيوم تجعله مادة لا غنى عنها في مختلف مجالات البنية التحتية الحديثة.

شبكات الطاقة الحضرية والنقل

الكابلات البحرية

القطاعات الصناعية والكيميائية

المباني ومراكز البيانات

الاتصالات والكابلات البصرية

دليل الاختيار

نصيحة الشراء: عند استيراد شريط الألومنيوم لتسليح الكابلات، يوصى بطلب شهادات المطابقة من المصنع وتقارير اختبار من طرف ثالث من الموردين. ركز على التحقق من ثلاثة مؤشرات رئيسية: قوة الشد، والاستطالة، والموصلية الكهربائية.

خاتمة

على الرغم من أنه قد يبدو غير ملفت للنظر، إلا أن شريط الألومنيوم لتسليح الكابلات يحمل مهام حاسمة متعددة، بما في ذلك الحماية الميكانيكية، والسلامة الكهربائية، ومقاومة الماء، ومقاومة التآكل. بدءاً من اختيار سبيكة المواد الخام وصولاً إلى شكل المنتج النهائي، يتم دعم كل حل بمنطق هندسي واضح.

مع التوسع الهائل للشبكات الحضرية، وطاقة الرياح البحرية، ومراكز البيانات، سيستمر طلب السوق على مواد تسليح الكابلات في النمو. إن الفهم الصحيح واختيار شريط الألومنيوم المناسب لا يحدد فقط عمر خدمة الكابل، بل يؤثر بشكل مباشر على التشغيل الآمن والمستقر لنظام الطاقة بأكمله.