Sortenidentität und Position in der Kupferfamilie
UNS C10100 ist sauerstofffreies elektronisches Kupfer, üblicherweise als OFE-Kupfer abgekürzt. Es handelt sich um die reinste Kupfersorte, die im kommerziellen Maßstab hergestellt wird, mit einem Kupfergehalt von mindestens 99,99 %, einem auf 0,0005 % begrenzten Sauerstoffgehalt und einem streng kontrollierten Maximum für die Summe aller anderen Elemente. Leicht gezogene Rohre aus dieser Güteklasse werden dort eingesetzt, wo elektrische Leitfähigkeit und Verbindungszuverlässigkeit die obersten Konstruktionsanforderungen sind.
Die Sorte liegt an der Spitze der Gruppe mit hoher -Leitfähigkeit. C11000 zähes-Pechkupfer und C12200 Phosphor-desoxidiertes Kupfer erreichen beide 99,90 % Kupfer, aber C11000 enthält Restsauerstoff in Form von Oxidpartikeln und C12200 enthält gelösten Phosphor; Beide Merkmale verringern die Leitfähigkeit und beeinträchtigen das Verbindungsverhalten. C10100 vermeidet sie, weshalb es für elektrische Leiter spezifiziert ist, die hohen Strom führen müssen, für Vakuum- und Elektronengerätekomponenten und für alle Aufgaben, bei denen eine Verbindung mit niedrigem Widerstand und langer Lebensdauer unerlässlich ist.
Spezifikationsgrenzen und Standards
| Artikel | Erfordernis | Kommentar |
|---|---|---|
| Kupfer plus Silber | 99,99 % min | Silber wird zum Kupfer gezählt |
| Sauerstoff | 0,0005 % max | Die definierende Grenze der Note |
| Phosphor | 0,0003 % max | Kontrolliert, weil es die Leitfähigkeit senkt |
| Summe anderer Elemente | 0,0020 % max | Sehr strenger Grenzwert für die kumulative Verunreinigung |
| Amerikanische Standards | ASTM B170, ASTM B187, ASTM B188 | Sauerstoff-freies Kupfer; Sammelschiene; Busrohr und Röhre |
| Elektrische Leitfähigkeit | 101 % IACS und höher | Geglühtes Material |
ASTM B170 definiert die Zusammensetzung der sauerstofffreien Elektrolytkupferqualitäten, während ASTM B187 Kupferschienen und -formen abdeckt und ASTM B188 nahtlose Kupferschienenrohre und -rohre abdeckt. Dabei handelt es sich um die Produktnorm, die Rohre für den Bus- und Leiterbetrieb regelt. Die von ASTM B188 abgedeckte Rohrfamilie umfasst mehrere UNS-Nummern mit hoher Leitfähigkeit in verschiedenen Härtegraden, und die Wandstärke wird anhand der Druck- oder Stromtragfähigkeitsanforderungen der Installation ausgewählt.
Physikalische und mechanische Eigenschaften
| Eigentum | Typischer Wert | Kommentar |
|---|---|---|
| Dichte | 8,94 g/cm³ | Bei 20 Grad |
| Elektrische Leitfähigkeit | 101–102 % IACS | Bei 20 Grad geglüht; der höchste der kommerziellen Kupferwerte |
| Wärmeleitfähigkeit | ca. 390 W/(m·K) | Bei 20 Grad |
| Schmelzbereich | etwa 1083 Grad | Kupferbasis |
| Elastizitätsmodul | etwa 117 GPa | Spannung |
| Zugfest, geglüht | etwa 200–250 MPa | Temperamentabhängig |
| Zugfestigkeit, leicht gezogen | Typischerweise 250–320 MPa | Kaltumformung erhöht die Festigkeit und verringert die Dehnung |
| Verlängerung | 40 % und mehr geglüht; im gezogenen Zustand niedriger | Temperamentabhängig |
| Kaltverfestigung | Markiert | Beim Biegen und Umformen ist eine Berücksichtigung der Kaltverfestigung erforderlich |
Das gezeichnete Licht bezieht sich auf die Stimmung, nicht nur auf den Zeichenvorgang. Im Tempersystem für Kupferrohre bezeichnet „Licht gezogen“ einen leicht kaltverformten Zustand, der den größten Teil der Duktilität von geglühten Rohren beibehält und gleichzeitig genügend Festigkeit und Steifigkeit hinzufügt, damit das Rohr seine Form in einem geraden Verlauf beibehält. In den Spezifikationen für Kupferwasserrohre wird der entsprechende leicht{3}}gezogene Zustand mit H55 bezeichnet und liegt zwischen weichgeglühtem Rohr und hart-gezogenem Rohr. Der Härtegrad sollte immer auf der Bestellung angegeben werden, da die gleiche Nenngröße, die in einem anderen Härtegrad geliefert wird, eine andere Festigkeit, Härte und ein anderes Biegeverhalten aufweist.
Warum Leitfähigkeit in Leiterrohren wichtig ist
Kupfer wird als elektrischer Leiter gewählt, da kein anderes kommerziell erhältliches Metall seine Leitfähigkeit mit seinen Kosten, seiner Formbarkeit und seinem Korrosionsverhalten kombiniert. Bei einer Sammelschienen- oder Leiteranwendung reduziert jeder Bruchteil eines Prozents der Leitfähigkeit die Widerstandsverluste und die im Leiter erzeugte Wärme, und Wärme begrenzt den Nennstrom einer Sammelschienen- oder Sammelrohrinstallation.
C10100 wird anstelle eines günstigeren Kupfers für Anwendungen spezifiziert, bei denen die Verbindung und nicht der Leiterkörper das begrenzende Merkmal darstellt. Da die Sorte keine Oxidpartikel enthält, kann sie gelötet, geschweißt und vakuumgeglüht werden, ohne dass die Gefahr einer Wasserstoffversprödung besteht, sodass eine gelötete oder geschweißte Leiterverbindung sicher hergestellt werden kann. Bei Installationen, bei denen Leiter durch Schrauben oder Schweißen in einem Umspannwerk, einer Photovoltaikanlage oder innerhalb einer Schaltanlage verbunden werden, ist es diese Verbindungsintegrität, die den Verbindungswiderstand über Jahrzehnte thermischer Wechselwirkung stabil hält.
Abmessungen und Lieferzustand
Bus- und Leiterrohre werden durch Außendurchmesser, Wandstärke und Länge und nicht durch Stärke spezifiziert. Der üblicherweise hergestellte Größenbereich reicht von Rohren mit kleinem Durchmesser und etwa 13,7 mm Außendurchmesser bis hin zu großen Rohren mit etwa 273 mm Außendurchmesser, mit Wandstärken von etwa 1,65 mm bis 25 mm und Längen von 3 m, 6 m oder 12 m oder auf eine bestimmte Länge zugeschnitten. Sammelrohre mit großem-Durchmesser und schwerer-Wand werden für Schraubverbindungen maschinell bearbeitet und gebohrt, daher muss die Wand dick genug sein, um die Traglast des Gewindes oder der Schraube sowie den Strom zu tragen.
Leicht gezogene Rohre werden gerade in festen Längen, gereinigt und mit geschützten Enden geliefert. Geglühte Rohre werden dort geliefert, wo eine enge Biegung oder umfangreiche Umformung erforderlich ist; Es wird ein leicht gezogenes Rohr geliefert, bei dem der Leiter gerade zwischen den Stützen verläuft und eine höhere Steifigkeit sinnvoll ist. Abgeschnittene Enden werden entgratet und das Rohr wird normalerweise mit der Güteklasse, der Größe, der Schmelzenzahl und der Norm gekennzeichnet, damit das Material vor Ort zurückverfolgt werden kann.
Herstellung, Installation und Überprüfung
Biegen:Verwenden Sie einen Dornbieger mit dem für Durchmesser und Wand empfohlenen Radius. Rückfederung und Kaltverfestigung an der Außenseite der Biegung berücksichtigen.
Bearbeitung und Bohren:Verwenden Sie scharfes Werkzeug mit positivem Spanwinkel und ausreichender Kühlung. Kupfer lässt sich problemlos schneiden, wird aber -härter, wenn das Werkzeug reibt.
Löten und Schweißen:Silberlöten, Wolfram-Inertgasschweißen und andere Standardverfahren für Kupfer funktionieren alle gut, da die Sorte frei von Oxidpartikeln ist.
Untergrundvorbereitung:Vor dem Zusammenfügen reinigen und entfetten und die fertige Verbindung vor galvanischer Verbindung mit unterschiedlichen Metallen schützen.
Unterstützt und erweitert:Berücksichtigen Sie den hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten von etwa 17 × 10⁻⁶ pro Grad und verwenden Sie Stützen, die die Rohroberfläche nicht beschädigen.
Die Überprüfung umfasst normalerweise die chemische Analyse einschließlich der kumulativen Gesamtverunreinigungsmenge, eine Sauerstoffbestimmung, elektrische Leitfähigkeit, Zug- und Dehnungsprüfung, Maß- und Wanddickenprüfung sowie eine zerstörungsfreie Prüfung wie die Wirbelstromprüfung. Bei Hochstromanwendungen ist eine Überprüfung des elektrischen Widerstands am fertigen Leiter oder an der Verbindung eine nützliche abschließende Bestätigung. Alle Ergebnisse sollten auf einem Mühlentestzertifikat erscheinen, das auf die auf dem Röhrchen angegebene Schmelzennummer rückführbar ist.
Die beiden häufigsten Bestellfehler sind die Angabe eines Allzweckkupfers, bei dem die OFE-Qualität tatsächlich erforderlich ist, und die Angabe der falschen Härte. Wenn die Aufgabe Löt- oder Schweißverbindungen umfasst und eine Leitfähigkeitsanforderung von über etwa 100 % IACS erforderlich ist, ist C10100 die richtige Wahl; Wenn für die Aufgabe nur ein leitfähiges, korrosionsbeständiges Rohr benötigt wird, das gelötet werden muss, reicht in der Regel eine niedrigere Qualität zu geringeren Kosten aus.
FAQ
F: Welche Reinheit erreicht UNS C10100?
Kupfer plus Silber beträgt mindestens 99,99 %, Sauerstoff ist auf 0,0005 %, Phosphor auf 0,0003 % und die Summe aller anderen Elemente auf maximal 0,0020 % begrenzt.
F: Was ist eine leicht gezogene Temperierung in Kupferrohren?
Es handelt sich um einen leicht kaltverformten Zustand, der im Härtesystem von Kupferrohren mit H55 bezeichnet wird und einen Großteil der Duktilität von geglühten Rohren beibehält und dem Rohr gleichzeitig genügend Festigkeit verleiht, um eine gerade Form beizubehalten.
F: Wie unterscheidet sich C10100 von C10200?
C10100 erfordert 99,99 % Kupfer und maximal 0,0005 % Sauerstoff, während C10200 99,95 % Kupfer erfordert und bis zu 0,001 % Sauerstoff zulässt. C10100 ist die strenger kontrollierte elektrische Qualität.
F: Warum wird C10100 für Sammelrohre und Leiterrohre verwendet?
Es bietet die höchste Leitfähigkeit, die es bei handelsüblichem Kupfer gibt, sowie Verbindungen, die ohne Wasserstoffversprödung gelötet oder geschweißt werden können, wodurch der Verbindungswiderstand niedrig und im Betrieb stabil bleibt.
F: Welche Größen sind im C10100-Busrohr erhältlich?
Die Außendurchmesser reichen üblicherweise von etwa 13,7 mm bis 273 mm mit Wandstärken von etwa 1,65 mm bis 25 mm und werden in Längen von 3 m, 6 m oder 12 m geliefert oder auf Bestellung zugeschnitten.
F: Welche Tests gelten für eine C10100-Leiterrohrbestellung?
Chemische Analyse mit kumulativer Verunreinigungssumme, Sauerstoffbestimmung, Leitfähigkeits-, Zug- und Dehnungstests, Dimensionsprüfung und eine zerstörungsfreie Prüfung wie Wirbelstromprüfung.
