باسبار آلومینیومی

باسبار آلومینیومی یا شینه آلومینیومی، نوارها یا میله‌های آلومینیومی با سطح مقطع مشخص هستند که برای انتقال جریان الکتریکی بالا در تابلوهای برق، پست‌های توزیع و سیستم‌های صنعتی استفاده می‌شوند. این اجزا معمولاً به شکل مستطیل، مربع، دایره‌ای و لوله تولید می‌شوند و به دلیل رسانایی عالی آلومینیوم، وزن سبک و هزینه پایین، در صنایع مختلف رواج یافته‌اند. در مقایسه با باسبارهای مسی، باسبار آلومینیوم حدود ۶۰% سبک‌تر است و رسانایی آن حدود ۶۱% مس را دارد، اما با تنظیم سطح مقطع، می‌توان عملکرد مشابهی را تضمین کرد.

آلیاژهای رایج در تولید باسبار آلومینیومی شامل ۶۰۶۳، ۶۰۶۱ و به ویژه آلیاژ ۶۱۰۱ است که با عملیات حرارتی T6 (انحلال حرارتی و پیرسازی مصنوعی) به استحکام مکانیکی بالا و هدایت الکتریکی مناسب می‌رسد. اندازه‌های استاندارد شامل قطرهای خارجی ۶۰ تا ۲۵۰ میلی‌متر و ضخامت‌های ۶ تا ۱۲ میلی‌متر است، که مطابق با استانداردهای بین‌المللی مانند ASTM B317 تولید می‌شوند. این مشخصات، پروفیل آلومینیومی باسبار را برای کاربردهای سنگین ایده‌آل می‌سازد.

فرآیند تولید باسبار آلومینیومی

تولید باسبار آلومینیومی عمدتاً بر پایه فرآیند اکستروژن آلومینیوم استوار است، که یکی از کارآمدترین روش‌های شکل‌دهی فلزات محسوب می‌شود. در ادامه، مراحل کلیدی را بررسی می‌کنیم:

  1. آماده‌سازی مواد اولیه
    • شمش آلومینیومی (بیلت) با آلیاژهای استاندارد مانند ۶۱۰۱ یا ۶۰۶۳ انتخاب می‌شود. در ایران، بیلت‌های با قطر ۶ تا ۱۲ اینچ رایج هستند.
    • بیلت‌ها برای اکستروژن گرم تا دمای ۶۰۰-۳۰۰ درجه سانتی‌گراد حرارت داده می‌شوند تا نرم شوند.
  2. طراحی و ساخت قالب
    • قالب اکستروژن آلومینیوم از فولادهای مقاوم ساخته می‌شود و شکل مقطع باسبار را تعیین می‌کند. این مرحله ۳۰% هزینه تولید پروفیل آلومینیوم را تشکیل می‌دهد.
  3. اجرای فرآیند اکستروژن
    • بیلت تحت نیروی فشاری بالا (تا ۱۰۰۰ تن) توسط پیستون به سمت قالب رانده می‌شود. دو روش اصلی عبارتند از:
      • اکستروژن مستقیم: با اصطکاک بیشتر، مناسب برای تولید انبوه شینه آلومینیومی
      • اکستروژن غیرمستقیم: با اصطکاک کمتر و کیفیت سطح بهتر، ایده‌آل برای باسبارهای دقیق الکتریکی
    • نسبت اکستروژن (نسبت سطح مقطع اولیه به نهایی) می‌تواند تا ۱:۱۰۰ برسد، که برای پروفیل آلومینیومی باسبار ایده‌آل است.
  4. عملیات حرارتی و تکمیلی
    • پس از خروج از قالب، پروفیل‌ها با کوره عمودی حرارتی انحلالی (سولوشن) و کوئنچینگ خنک می‌شوند تا خواص مکانیکی بهبود یابد. عملیات حرارتی T6 برای آلیاژ ۶۱۰۱، استحکام و هدایت الکتریکی را بهینه می‌کند.
    • مراحل نهایی شامل کار سرد اکستروژن، آنادایزینگ برای افزایش مقاومت به خوردگی، جوشکاری و برش به طول دلخواه است.

این مراحل، صفر تا صد خدمات را در کارخانه‌های تولید پروفیل آلومینیوم پوشش می‌دهد و به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد تا پروفیل‌های صنعتی و اختصاصی را با دقت بالا عرضه کنند.

مزایای باسبار آلومینیومی

باسبار آلومینیومی با ویژگی‌هایی مانند سبکی آلومینیوم، مقاومت به خوردگی و هدایت حرارتی برتر، گزینه‌ای برتر برای پروژه‌های الکتریکی است. جدول زیر مقایسه‌ای مختصر ارائه می‌دهد:

ویژگی باسبار آلومینیومی باسبار مسی
وزن (چگالی) سبک (۲.۷ g/cm³) سنگین (۸.۹ g/cm³)
رسانایی الکتریکی ٪۶۱ مس (با تنظیم مقطع مشابه) ٪۱۰۰
هزینه تولید پایین (۵۰-۳۰٪ کمتر) بالا
مقاومت به خوردگی عالی (پس از آنادایزینگ) متوسط
تبادل حرارتی برتر (خاکستر کمتر در جرقه) متوسط
قابلیت بازیافت ٪۱۰۰ ٪۹۰
کاربرد در اکستروژن آسان و انعطاف‌پذیر محدودتر

مزایای کلیدی شامل کاهش وزن سیستم‌های الکتریکی، هزینه پایین تولید باسبار آلومینیومی، قابلیت جوشکاری و لحیم‌کاری مناسب و مقاومت به گوگرد هوا (تشکیل پوسته اکسید محافظ) است.

کاربردهای باسبار آلومینیومی

باسبار آلومینیومی در صنایع متنوعی کاربرد دارد و بیش از ۷۰% پروفیل‌های آلومینیومی صنعتی در ایران برای کاربردهای الکتریکی استفاده می‌شود:

  • صنعت برق: در تابلوهای توزیع، پست‌های فشار قوی، رینگ باس و باسداکت (BusDuct) برای انتقال جریان بالا
  • خودروسازی و هوافضا: به عنوان هادی‌های سبک‌وزن در سیستم‌های الکتریکی خودرو و هواپیماها
  • ساختمان‌سازی: در ترانکینگ و داکت آلومینیوم برای سیم‌کشی ساختمان‌های تجاری و مسکونی
  • صنایع سنگین: مانند فولاد، پتروشیمی، نیروگاه‌ها، ژنراتورها و ترانسفورمرها، جایی که جریان‌های بالا و ولتاژهای پایین نیاز است.

یراق آلات آلومینیوم و اتصالات دوفلزی، مکمل این پروفیل‌ها هستند و ایمنی را در تابلو برق های صنعتی تضمین می‌کنند.

چالش‌ها و نکات فنی در تولید و نصب باسبار آلومینیومی

علی‌رغم مزایا، چالش‌هایی مانند اکسیداسیون سطحی، نیاز به اتصالات ویژه (مانند بولت‌های دوفلزی برای جلوگیری از گالوانیکی) و حساسیت به جرقه‌زنی وجود دارد. برای غلبه، از عملیات حرارتی T6، پوشش‌های محافظ و عایق‌بندی پیشرفته استفاده می‌شود. همچنین، در مقایسه با کابل، باسبار ظرفیت قدرت بیشتری دارد اما نیاز به آب‌بندی در برابر رطوبت دارد.

نتیجه‌گیری

باسبار آلومینیومی، به عنوان یکی از محصولات کلیدی حاصل از فرآیند اکستروژن آلومینیوم، نه تنها در حال حاضر نقش محوری در صنایع الکتریکی و صنعتی ایفا می‌کند، بلکه آینده‌ای درخشان در پیش رو دارد. با توجه به افزایش تقاضای جهانی آلومینیوم که طبق پیش‌بینی مجمع جهانی اقتصاد (WEF)، تا سال ۲۰۳۰ میلادی حدود ۴۰ درصد رشد خواهد یافت، ایران به عنوان یکی از تولیدکنندگان عمده این فلز در منطقه، فرصت‌های بی‌نظیری برای گسترش تولید باسبار یا شینه آلومینیومی پیش رو دارد. برای مشاوره یا خرید، با تولیدکنندگان معتبر مانند صاناکو تماس بگیرید.