ALUMİNYUM-ÇELİK İLETGENLERİN MUAYENE USULLERİ

UDK : 621.315.1

Alüminyum - Çelik iletkenlerin Muayene Usulleri

A. GÖZ MUAYENESİ:

Alüminyum - ç e l i k İletkenler üzerinde fizikî ve kimyasal deneylere bağlanmadan önce bobin halinde ambalajlanmış iletkenler önce gözle muayene edilir. Gözle yapılan muayenede şu hu­ suslara dikkat edilmelidir :

1 — Bobin tamburlarının yapımında kulla­ nılan tahtalar sağlam olmalı,

2 — Bobin tamburlarında çarpıklık ve çat­ laklık bulunmamalı, kapak tahtalarının ve tam­ bur yan tahtalarının kalınlıkları norma uygun olmalı;

3 — Bobin tamburlarının saplamalarının sağlam olup olmadığı ve tambur göbeklerindeki madeni bileziklerin konulup konulmadığı ile bu bileziklerin norma uygun olup olmadığı hu­ susları iyice kontrol edilmelidir.

B. TARTI VE ÖLÇÜ :

Gözle yapılan muayeneler bittikten sonra noksan görülen hususlar tesblt edilir, bundan sonra da tartı işine geçilir. Bobin yığınları için­ den gelişigüzel 10-15 bobin ayrılarak tartılır ve bobinlerin üzerlerine yazılan miktarlara uyup uymadıkları kontrol edilir. Daha sonra bobinde­ ki iletkenin uzunluğu ölçülür ve boşalan tambu­ run da darası alınarak yine bobin üzerinde yazı­ lı miktarlarla kontrol edilir.

C. ALÜMİNYUM - ÇELİK İLETKEN ÇA­ PININ ÖLÇÜMÜ VE ÖRGÜ DURUMLARI : < a — Bobinlerden alınan örnekler deney için laboratuara getirildiklerinde önce iletkenin üze­ rine ortadan İkiye katlanmış ve tekrar açılmış bir kağıt sarılır.- Kağıdın sarılmasında katlama­ da meydana gelen çizginin iletken üzerinde düz­ gün ve iletken eksenine paralel kalmasına dik­ kat edilir. Bundan sonra siyah renkte yağlı bir tctegfrtı.'. kağıdın üzeri katlama çizgisi boyunca bovıiBir

^

'/«jtı J I J « U 4et»»V

&

Şekil: 1

İletken üzerine sarılan kâğıt çıkarıldığında görülecek durum Şekil 2 de görülmektedir. Bu kigıt tetkik edilerek alüminyum örgülerlndekl liflerin birbirlerine paralel olarak gidip gitme­ d i ) , yani örgünün bir intizam dahilinde yapılıp yapılmadığı tesblt edilir.

Yazan : Nazım DOĞAN

Y. Müh. ETÎBANK

Şekil : 2

Bu iş de bittikten sonra alüminyum - çelik iletkenin dış çapı bir kumpas yardımıyla ölçü­ lerek kaydedildikten sonra C. 49-1957 Kanada Normuna göre şu işlem yapılır :

Çapı ölçülen alüminyum - çelik iletkenin üst sarımlarında kaç adet lif varsa, yukarıda bahsi geçen kâğıt üzerinde ö kadar paralel çizgi sayı­ lır ve sayıya dahil olaü Hk ve son paralel çizgi­ lerin kâğıdın kat yerini kestiği noktalar işaret­ lenerek aralarındaki 1 uzunluğu mm. cinsinden ölçülür. Bu 1 uzunluğu kumpas ile ölçülen M İlet ken çapına bölündüğünde bir değer elde edilir. Bu değer C. 49-1957 Kanada Normunda verilen minimum ve maksimum değerler arasında kal­ malıdır. 1/ 0 nin mimimum ve maksimum de­ ğerleri ekli tablo 1 de verilmiştir.

b — Bundan sonra iletkenin birinci kat lif­ leri çıkarılır. Yukarıda bahsedilen işlem ikinci kat için de aynen tekrarlanır. Sonuç olarak alü­ minyum - çelik kablonun çapı ve sarım (örgü) şekillerinin norma uygun olup olmadığı kontrol edilmiş olur.

Bu işlem aynen çelik nüve için de uygulanır.

D. ALÜMİNYUM İLETKENE AİT HER­

DİR LİFİN ÇAP ÖLÇÜMÜ VE KOPMA DE­

NEYİ:

;

Herblr numune iletken parçasının örgüleri açılarak herbiri yaklaşık olarak 30 - 40 cm. bo­ yunda kesilir ve bu parçaların birer uçları bir mengeye sıktırılmak suretile avuç içine alınan bir bez ile tel iyice kavranarak, bir uçtan öbür uca doğru sıvazlamak suretile kaba bir doğrult­ ma yapıldıktan sonra yine el ile iyice düzeltilir.

Düzeltme işinin tamamlanmasından sonra önce çap, bir mikrometre ile ölçülerek kaydedi­ lir ve sonra bu lif üzerinde 250 mm. İlk bir uzunluk işaretlenerek, elektrikle düşey olarak çalışan sonsuz vidalı çok hassas bir çekme maklnasma takılır. İşaretlenen bu uzunluk norma göre 200 mm. veya 250 mm olarak alınır. Lifin

her iki ucu da çekme makinasına tesbit edilerek bir düzenek vasıtasıyla merkezlenir. Bu deneye ait bir resim aşağıda verilmiştir (Şekil 3.).

U•

Şekil 3

Numune Uf kopuncaya kadar kuvvet tatbik edilmek suretlle kopma sonucunda elde edilen değerler İlk önce ölçülen çap değerinin hizasına yazılır.

Çekme işi tamamlandıktan sonra, çekme makınasından çıkartılan parçalar uç uca getirilmek suretile iki işaret arasındaki boyları tekrar öl­ çülmek suretlle uzama mikdarlan tesbit edilir. Kopma kuvveti tel kesitine bölünmek suretile kg/mm* cinsinden kopma dayanımı ve yüzde cinsinden de telin uzaması hesaplanarak sonuç­ lar kaydedilir.

C. 49 -1957 Kanada Normuna göre uzama mikdarlan Tablo 2 de verilmiştir. Bu tablodan da görüleceği üzere çapı 3,051 mm ile 3,556 mm. arasında olan bir iletken lifinin uzama mikdarı yüzdesi 1,7 den aşağıya düşmemelidir.

Yaptığımız deneylerde lif uzamaları % 2 nin üstünde bulunmuştur.

Deneylerde elde ettiğimiz , sonuçlardan bazı­ larını alarak aşağıda kritiğini yapalım.

89 Elektrik Mühendisliği 103

Mikrometre Un ölçülen tel japJ mm, '

3,45 3,425 3,426 3,156 3.425

•3,430 3,4&5 3,4ü 3,445 3,43 3,42 3,425

pekine MnklnnBindu okunan koprua kuvveti kg.

IlemıL tunun köpnın dayanımı kg/mnı-

1T4

13,0

ne

19.1

ıa,o

İSO

1B.2

17C

18.1

19, a

19,6

1T5 183 181 180 172

ıa.7

19,7 19.6 19.fi 1S.Ü&

Sonuçlan onoo çap bakımından İnceleyelim :

Verilen teklife ekti teknik şartnamede, çap üzerindeki tolerans 0,025 dir. Cetvelde görülen en ufuk çap 3,43 mm. olarak ölçüldüğüne güre 3,43 -f 0,025 = 3,44ü mm olup, normal sımrlor içinde kalmaktadır.

Minimum kopma di Ly umuru şartnamede 17,677 kg/mm,1 olarak belirtilmiş otup, deneylerde bu­ lunan eü küçük dsğer iB,ts kg/mm? dir,

E. ÇELİK TELİN ELASTİK SINIR VE KOPMA GERİLMELERİNİN TAYİNİ

Çelik telin eloatlk aittir ve knpmn gerilmele­ rinin talyinl için yapılan deneyi anlatmağa geç­

yekii i

meden ence, aşağıdaki bilgiyi vermek faydalı

EUlndlğl üzere çekmeye tabi tutulan bir çubuk

görülmüştür.

uorbent bırakıldığında tekrar başlangıç durumun­ daki uzunluğu alamaz. bir mikdar uzıuıu^ kalır.

Çubttk sekilinle bir cialm, ekseni doğrultusun-

Kalıcı iLzanm'mn yüzde bir değerine kurştlık olan

da geddeti yavo^ yavaş artan bir kuvvetle çeki­

frj. ge-rl! menine r; ı, ASTI it S I K I R Ü E H I L M K -

lirse, az vüya çuk, bir miktar uzar YÜ nanunda

Sİ elenir. Elastik sınırdan aşağıda kuvvet kuidtkopar Çubuğun uzunluğu 1, çekme kuvveti p,

nldığındo çubuğun pratik olarak tekrar başlan­

çubuğun uttalaıığıç durumunda uzunluğu ıv çu­

gıç durumundaki boyunu aldığı, yani şeklini

buğun başlangıç durumunda keeltt P„ lae,

t) üs tık olaruk değiştirdiği kabul edilir.

Çelik telin çekme deneyinde elastik sınırın laylnl İçin SU telemler yapılır !

11u İki m l k d a n n birbirine güre durumu Şekil 4'de verilen diyagramla gösterilir. Eu diyagrama OEBİLMJ-: - UZAMA UtYAaHAfrU. denir. Telin kopması anında koalll p İne,

d -= F„

değerine büzlilmc denir. Uznmit ve büzülme değerleri lkia! birden bir madenin şekil d e ş t i r m e kabiliyetinin ölçüsünü verirler, En değe iler no kadar büyük Sae, maden Hoğuk ge­ kll değiştirmeye o kadar el verilidir.

önceden doğrultulmuş çelik teller üzerine 25ü D i n ltk bir uzunluk İşaret edilir ve çopı nıilcrumetre Ue ölçülerek, alununyuııı liflerinin çekme deneyinde olduğu gibi, çelik lir de çekme, makinoama yerleştirilir- DoJıa sonra çelik Lcl 1lü bi­ raz gurilir (C. 49-195,7 Kitnada Normu 'nun 3 ve 4 No. lu t a b M a n n a bakınız) ve büyük Ibreal 245'e ayarlanan Anajier alutl uz gerili çel lif tel üzerine tatbik edUlr. 2,54 mm. kalıcı uzamaya uyar -dî' len Amaier aİL'Ltmn küçük İbresi eıtır takdimci.Luıdnn 251 taksimatına gelinceye kadar bu igo devam edilir va çekme maklnadındu okunan de­ ğerler bize doğrudan doğruya e l l s t i k suÜB kuv­ vetim vermiş olur. En kuvvetin kesite htilünnuv sile elde edilen öa gerilmesi dn elâstik sımn ta­ yin etmiş olur.

40.

EiekLrlS UUHanOİBİI(l 103

.

Dalıa sonra Amslcr aleti çık ani e rai? çelik Lcl ÜlçUlen ILI çapı . , ,

2,7 mm,

Tfommcaya kod ar kuvvet tatbik etmelt suretiyle

0,254 mm, mikdarındnki kalıcı-uzamaya

dr.* kopma dayanımı bulunur. Şimdi denetlenil; alınan değerlerden bir lirkarşılık tatbik edilen kuvvet

. 785 kg.

nek verelim :

Kopma kuvveti

\ SOS kjjı

HK elfıtillk emir ^vi'Hııiüııl : rTiı<|S =—z. •-

_ IU7 It^/nnu? • . mî l ı ^ n ı m '

rt,7ü7

TsıbİD 31ft bakmış,

r3R kopma gerilmesi i

BS>5 ^K = S, 7 2 7

=;

158 kg/mm3

•ESfıUHlf MUlıcnülHİlfjl 10J

F. ALUMİNYUM'UN TAYİNİ

İLETKENLİĞİNİN

Enerji nakil hatlarında kullanılan alüminyu­

mun iyi bir iletken olabilmesi için bir metre uzun­

lukta ve bir mm= kesitindeki hacim biriminin 20

O mm*

"C'daki direnci maksimum 0,028264

vem ya daha küçük olmalıdır. Bütün standartlarca bu değer aynen kabul edilmiştir.

Diğer taraftan C. 49-1957 Kanada Normu ve diğer bütün standartlarca iletkenliği yüzde kabul edilen elektrolitik bakır telin birim hacmi-

Omm* nin direnci 20 °C (68 °F) da 0,017241 m olarak kabul edilmiştir.

Şu hale göre, alüminyumun bakıra kıyas edi­ len iletkenliği yüzde olarak; mlmumum :

p= zımdır.

0,017241 0,028264

* ıoo = % 61 olması lâ-

Yukardaki açıklamalardan da anlaşılacağı üzere bir alüminyum iletkenin birim hacminin di­ renci r> 0,028264 olduğu zaman iletkenliği p <[ % 61 den küçük olacağından fena bir iletken olarak kabul edilmelidir.

Şimdi laboratuarda yapılan ölçüleri ve ilet­ kenliğin nasıl hesaplanacağını görelim.

Aşağıdaki şekilde (Şekil 5) görüleceği üzere, iyice düzeltilmiş alüminyum lifinden bir metre uzunluktaki kısmın R direnci, çift köprü meto­ du ile, t oda (muhit) sıcaklığında ölçülerek 1000 ile çarpılmak suretile bir kilometresinin direnci kaydedilir. Aynı iletken lifinin çapının ölçülmesi de ihmal edilmemelidir.

ŞtKil : 5

Alınan bütün iletken numuneleri için bu ölçme işlemleri yapüdıktan sonra, artık laboratuvarda yapılacak iş bitmiştir. Bundan sonra hesaplama suretile sonuç kontrol edilir.

Numune iletkenin 20 °C daki direnci

R = R20 [ 1 + a 2 0 (t — 20 ) ] formülüyle hesaplanır. Burada tt20 = 0,00403 olup iletkenliği % 61 olan alüminyumun 20 "C daki direnç sıcak­ lık katsayısıdır. (Tablo 6'ya bakınız).

TABLO: 6 örgülü Kompozit İletkenlerin Isı-Direnç

Katsayıları

Amerductor (Bakır Çelik) ortalama Bakır - Coppervveld ACSR (Alüminyum Çelik) Bakır - bakır alaşımı, 3 - lifli

YAKLAŞIK ISI DİRENÇ

KATSAYISI

•C başına

•P başına

0,00378

0,0021

0,00403

0,00175

Numune İletkenin20 °C daki boyu

L. = L 2 0 [ 1 + j320 (t — 20) ] formülüyle hesaplanır. Burada j320 = 23 . 10-8 olup, alümin­ yumun ısı uzama katsayısıdır. (Tablo 6'ya bakı­ nız).

İletkenin birim hacminin direnci

S R20 r—

formülüyle hesaplanır. Burada

L20

S iletkenin kesiti, R20 20 °C daki hesaplanan di­ renç ve L20 iletkenin 20 °C daki boyudur.

İletkenin iletkenliği

. 100 formülü ile bulunur.

Şimdi yaptığımız deneylerden bir örnek vere­ lim.

Oda sıcaklığı t = 25 °C İken, bir metre uzun­ luğunda 0 = 3,435 mm. çapmda bir iletken li­ finin direnci 0,00305 n / m . olarak ölçüldü. Aynı t = 25 °C oda sıcaklığında bir kilometre telin direnci 3,05n/m. olarak hesaplamr.

20 °C daki direnç

R -Ra,[l + „ „ (t —*»]

TABLO: 7 İletkenlerin Isı Uzama Katsayıları

Bakır , , . Bakır alaşımı Copperv/eld . Alüminyum . Saf demir

Galvanize çelik: Yumuşak çelik Armco - ingot demiri (normal tavlanmış) . ACSR çelik çekirdeği . . . . . . . . Crapo HTL - 85, HTL - 135, HTC - 80, HTC 135 Amerstrand - 85, — 1 3 5 , — 8 0 , — 1 3 0 . .

Kompozit iletkenler : Amerductor (Bakır - çelik) — # 2 — 8 AWG — # 8 — 12 AWG

Bakır - copperweld — Tip 2 A — 6 A — Tip 7 A — 8 A — Tip D — Tip F — Tip G — Tip E — Tip J — Tip K — Tip EK, V

Bakır - bakır alaşımı . . . .

Isı uzama katsayısı

•F basma *C başına

xl0-'

xl0-*

9,4 9,4 7.2 12,78 6,72

16,92 16,92 12,96 23 12,1

6,22 6,67 6,4 5,7 5,7

8,2 7,3

8,5 8,1 7,8 9 8,6 8,4 8,3 8 8,8 9,4

11,2 12 11,52 10,26 10,26

14,76 13,14

15,30 14,58 14,04 16,20 15,48 15,12 14,94 14,4 15,84 16,92

Referans : N B S Circ. 73 ve 346. Sci. Papers 410, 443 ve 497 imalâtçı yayınlan

3,05 = R 2 0 [1 -f- 0,00403 (25 — 20) ] 3,05 = R 2 0 . 1,02015 R20 = 2,989 n/km. 20 "C dakl uzunluk :

L = L 2 0 [ l + /S20 ( t - 2 0 ) ] 1 = L 2 0 (1 + 2 3 . 10-e . 5)

L,„ =

1 1,000115

= 0,999885 m.

R„„ S

2,989x9,27 999,885

0,02771

r = 0,02771 <

O mm= 0,028264 un.

dan İsteklere uygun bulunmaktadır.

olduğun­

fienrlk Mühendisliği 103

iletkenlik

. 1 0 0 = % 62,22

0,02771 % 62,22 ~> % 61 olduğundan iletkenlik iyidir.

G. ÇELİK TELDEKİ ÇİNKO MİKTARININ TAYİNİ

Denenecek çelik tellerden yaklaşık 20 ilâ 25 cm. boyunda parçalar kesilerek çok hassas (du­ yarlı) bir terazide tartılır, sonra klorhidrik asit içerisine atılarak çinko tabakası tamamen eriyihceye kadar beklenir, asitten çıkarılarak kurutulur ve tekrar aynı hassas (duyarlı) terazide tartılır ve her iki halde de, yani aside atıldıktan önce ve sonra çelik tellerin çaplan mikrometre ile öl­ çülerek kaydedilir. (Bu konu için BRITISH STANDARD SPECIFICATIONS 443 : 1939'a bakınız).

Bu işler tamamlandıktan sonra aşağıda veri­ len formül yardımı ile bir metrekare yüzeydeki çinko mikdan hesaplanır :

S

L=

—— olup bu son ifadeyi (1) No.

***

lü formülde L yerine koyarsak : .

r=

•. d .

bulunur.

*•

4"

8 = k dersek g = 7,8 çelik için k=1,958 ve

* ı — *•

r=d

. 1,958 .108 bulunur. Bu förmülde çap mm. cinsinden alınacaktır. Bu takdir­ de bir mekrekare yüzeydeki çinko mikdarı da gr. olarak elde edilir.

Çap inç olarak alındığında ağırlığı gr. olarak elde etmek için k = 49,74 alınmalıdır.

Deneylerde elde edilen değerlerden bir örnek verelim :

Çelik telin asit eriyiğine daldırılmadan önceki ağırlığı Px = 10,831 gr. ve asit eriyiğinden çıka­ rıldıktan sonraki ağırlığı P2 = 10,218 gr. bulun­ muştur. Telin çapı 2,59 mm. olduğuna göre, bir metrekare yüzeydeki çinko ağırlığı

Px - P2

r_d

. 1,958 . 103 gr./m2

P2

10,831 — 10,218

r = 2,59

. 1,958. 103 _ 305

10,218

gr./m2 elde edilir. Şartnamede garanti edilen minimum çinko mikdarı 244 gr./m2 dir. Bu de­ ğerin altına düşülmemesi gerekir.

H. SICAK DALDIRMA USULÜ İLE YAFDLAN GALVANiZLEMENİN DENENMESİ :

Sıcak daldırma usulü ile yapılan galvanlzleme ASTM standardına göre Preece Metodu ile dene­ nebilir. Bu deneyin yapılması için kullanılacak ba­ kır sülfat (Cu S 0 4 — göztaşı) 100 c m ' damıtık suda eritilir. Erimenin tam olması için suyun ısı­ tılması gerekiyorsa, soğuyuncaya kadar beklen­ melidir.

Hazırlanmış bu eriyiğin bir litresine ayrıca 1 gr. Cu (OH)2 eklenir. 24 saat bekletilir ve süzü­ lür. Deneye başlamadan önce eriyiğin yoğunluğu ölçülür. Yoğunluk 18 °C de 1,186 olmalıdır. Yo­ ğunluğu ayarlamak için gerekirse damıtık su veya CuS04 ilâve edilmelidir.

Cu(OH)2 yoksa, yerine CuO da kullanılabilir. O zaman litre başına 0,8 gr. CuO konulacaktır. Bu takdirde, süzme işleminden önce 48 saat bek­ lemek gerektir.

Denenecek tel veya galvanizli demir önce kar­ bon tetra klorür veya benzol ile temizlenir. Sonra alkole Yatırılır. Damıtık su ile yıkanır ve temiz pamuklu bezle kurulanır. 16 ilâ 20 °C daki hazır­ lanmış eriyiğe daldırılır ve 1 dakika süre ile eri­ yiğin içinde tutulur. Parça eriyikten çıkarıldık­ tan sonra derhal damıtık su ile yıkanır ve yine pamuklu bezle kurutulur. Bu işlem örgülü çelik tel gibi galvanizleme işleminden sonra işlem gör­ müş malzeme, cıvata, somun ve hırdavat için

•i tlufiı. Lütnul üstünde l«ıliM:ftk cullk konstruksLyon için C dola, toprak nltmdo knlaeuk çelik konstrU kalyon İçin R dufıı luknırlıuıır. Snyılan dutuirıııa soyılanndû purça üzerinde bakır topInunıazaa Silvan Lzltnı e fcalllepl İRtofte uygun de­ nektir.

L »CKDl.ME VB lHtlULMA [İENEYİ

A — BÜHÜI-ıME

I — Aluminyum'nn bliklUmı?»!

Bir mengenenin (^nelerine. uıkıtıadan' dolayı alüminyum ttdln ezûmûtricsl ielıı, ıdunılnyımı afîtKİıklar lakılarak dnînftyl yuutlacak alüminyum tül mengeneye. dik rtarak sıkıştın lir. Son m ti İle safta veyn aola flû" yit Linini Ak surelilc iti kırıl' maya. btifllayıneaya kadar uiikülllr ve hnr bir liti" ystürıg sayılarnk Leshll edilir. (Şekli 0),

BU defurln C--1Û-1Û37 Kanada Normu İle Ve­ rilen t» ı FIX] mu m ve minimum değerlerin arasında kalması Esnektir,

2 _ (,-MIH; (nlln butıhlmertl

Yukarıda olumluyum LtL İçin tnrlf edl]L>nk>r çtllk tol E^tu dü aynen ynpilır. Aacak l>u defo mengenenin ağsma çuîilt alınlıklar takılır.

» — BURULMA

1 — Alüminyum ttrnn burulması

Bıı deney de gayet baatt olarak yapılır. Ör­ neğin, bir torna ttıgâlu lıu la için çok uygun­ dur. tJetktro lifinin hlr ucu I U N I miline.. di£er ucu dıı tomu punlu^ınn LeaLılt edildikten aoura nılHn üstüne tebeşirli; bir Lıjarot elaglal Sekilir ve Lorna el İle dondiiriııiir. Tel kopuntuya kadar e-c^cn İşaret çtzglteri sayılır. Telin kopması anın­ daki »ayı burulma snywım verir. (Şekil 7>

ş&ü: S

2 — Çelik teliıı burulun-.!

Yukandu anlatılanlar aynen (elik bûî İçin de yapılır.

Şimdi, hunniı ve bükme deneylerinde eldu edilen h a s değerleri ngagtdn cetvel lıaUüde vere­ rek yazımın blLLriyoruz,

ALU M İ K V ™

TıJin çapı , n l m

HUUlHmu 4Viudi

Hıırıılmıı adudl

3,425

3,44

3,4BD

ae

2Ö

3,12

3,43

Telin fıi|iı nım,

2.S7 2.0T s.ee

2,075 a.rs

ÇELİK

BtHıİHmn aılcdi

13 13 13

12 ıı

tiunılımı «Jftfl

15 14 in

14ıo

enktrllt Mülıtndînllal H>3

•ir,