විදුලි පද්ධති සඳහා තඹ ලෝහ සකසන ආකාරය
තඹ (Cu) යනු විදුලි ලෝකයේ වැදගත්ම ලෝහයකි. සම්ප්රේෂණ මාර්ග සහ ගෘහස්ත ස්ථාපනයන්හි සිට ඉලෙක්ට්රොනික උපකරණ සහ විදුලි වාහන දක්වා සෑම අංශයක්ම පාහේ තඹ මත රඳා පවතින්නේ එහි ඉහළ විද්යුත් සන්නායකතාවය, නම්යශීලී බව, සාපේක්ෂ විඛාදන ප්රතිරෝධය සහ විශිෂ්ට යාන්ත්රික ශක්තිය නිසාය. කෙසේ වෙතත්, කේබල්, බස් බාර්, මෝටර් දඟර සහ අනෙකුත් විද්යුත් සංරචකවල භාවිතා කරන තඹ හුදෙක් ස්වභාවධර්මයෙන් නිස්සාරණය කර භාවිතා නොකෙරේ. එහි සංශුද්ධතාවය, ක්ෂුද්ර ව්යුහය සහ යාන්ත්රික ගුණාංග විදුලි යෙදුම් සඳහා පරිපූර්ණ ලෙස ගැලපෙන බව සහතික කිරීම සඳහා එය දිගු සැකසුම් ක්රියාවලියකට භාජනය වේ.
මෙම ලිපියෙන්, තත්ත්ව පාලනය සහ කාර්ය සාධනයට බලපාන තාක්ෂණික සලකා බැලීම් ඇතුළුව, ලෝපස් සිට විදුලි පද්ධතිවල භාවිතයට සූදානම් නිෂ්පාදනයක් දක්වා තඹ ලෝහ සැකසීමේ අදියර සාකච්ඡා කෙරේ.
-
1. විදුලි පද්ධති සඳහා තඹ වඩාත් සුදුසු වන්නේ ඇයි?
ක්රියාවලිය සාකච්ඡා කිරීමට පෙර, තඹ ඉහළම තේරීම වීමට ප්රධාන හේතු තේරුම් ගැනීම වැදගත් වේ:
1. ඉහළ විද්යුත් සන්නායකතාවය
පිරිසිදු තඹ වල සන්නායකතාවය 58 MS/m (මීටරයකට megasiemens) පමණ වන අතර එය රිදී වලින් පසු හොඳම ඒවා අතර වේ, නමුත් එය බොහෝ සෙයින් ලාභදායී වේ.
2. හොඳ තාප සන්නායකතාවය
විදුලි ධාරාවෙන් (පාඩු) තාපය වේගයෙන් විසුරුවා හරින අතර, කේබල් සහ දඟරවල අධික උනුසුම් වීමේ අවදානම අඩු කරයි.
3. ඇලෙන සුළු සහ හැඩගැසීමට පහසුය
එය සියුම් වයර් එකට ඇද ගත හැකිය (කම්බි ඇඳීම) හෝ තහඩු සහ බස් බාර් වලට රෝල් කළ හැකිය.
4. විඛාදන ප්රතිරෝධය තරමක් හොඳයි.
තඹ, විශේෂයෙන් සාමාන්ය පරිසරවල ස්ථායී ආරක්ෂිත ඔක්සයිඩ් තට්ටුවක් සාදයි.
5. සම්බන්ධ වීමට පහසුය
ක්රියා පටිපාටිය නිවැරදි නම් හොඳින් පෑස්සීමට, බ්රේස් කිරීමට හෝ ලග්/පර්යන්ත සමඟ සම්බන්ධ කිරීමට හැකිය.
මෙම වාසි උපරිම ලෙස ලබා ගත හැක්කේ තඹ නිවැරදි සංශුද්ධතාවයෙන් සහ තත්ත්ව පාලනයකින් යුතුව සැකසුවහොත් පමණි.
-
2. තඹ ප්රභවයන්: සල්ෆයිඩ් සහ ඔක්සයිඩ් ලෝපස්
සාමාන්යයෙන් තඹ කැණීම් කරනු ලබන්නේ:
– සල්ෆයිඩ් ලෝපස් (උදා: චල්කොපිරයිට්/CuFeS₂, බෝනයිට්, චල්කොසයිට්)
සාමාන්යයෙන් උණු කිරීමේ මාර්ගය (පයිරොමෙටලර්ජි) හරහා සකසනු ලැබේ.
– ඔක්සයිඩ් ලෝපස් (උදා: මැලචයිට්, කප්රයිට්)
බොහෝ විට කාන්දු වීම සහ විද්යුත් විච්ඡේදනය (හයිඩ්රොමෙටලර්ජි) මගින් සකසනු ලැබේ.
මාර්ග තෝරා ගැනීම තීරණය වන්නේ ලෝපස් වර්ගය, ලෝහ අන්තර්ගතය, බලශක්ති ලබා ගැනීමේ හැකියාව සහ පාරිසරික සලකා බැලීම් මගිනි.
-
3. ආරම්භක අදියර: තලා දැමීම සහ ඇඹරීම
අලුතින් කැණීම් කරන ලද ලෝපස් තවමත් අපිරිසිදු පාෂාණ (ගැන්ගු) සමඟ මිශ්ර කර ඇත. එසේම කරන්න:
1. තලා දැමීම: ලෝපස් ප්රමාණය අඩු කිරීම.
2. ඇඹරීම: තඹ ඛනිජ අපද්රව්ය වලින් වෙන් කිරීම පහසු කිරීම සඳහා සියුම් කුඩු සෑදීම.
මෙම අදියර ඉතා වැදගත් වන්නේ අංශු ප්රමාණය පසුකාලීන සාන්ද්රණ ක්රියාවලියේ සාර්ථකත්වයට බලපාන බැවිනි.
-
4. සාන්ද්රණය: පාවෙන (පෙන පාවෙන)
සල්ෆයිඩ් ලෝපස් සඳහා, වඩාත් පොදු සාන්ද්රණ ක්රමය වන්නේ පාවීමයි:
– ජලය සහ ප්රතික්රියාකාරක සමඟ මිශ්ර කළ ලෝපස් කුඩු (එකතු කරන්නා, ෆ්රෝදර්, විකරණය කරන්නා).
- තඹ ඛනිජ "ජලභීතික" බවට පත් කර ඇති බැවින් ඒවා වායු බුබුලු වලට ඇලී සිටී.
– තඹ සාන්ද්රණය අඩංගු පෙණ ගනු ලැබේ.
ප්රතිඵලය වන්නේ 20-35% Cu පමණ අඩංගු තඹ සාන්ද්රණයක් වන අතර එය තවදුරටත් සැකසෙනු ඇත.
-
5. උණු කිරීම සහ පරිවර්තනය: සාන්ද්රණයේ සිට "බිබිලි තඹ" දක්වා
අ) උණු කිරීම
සාන්ද්රණය වෙන් කිරීම සඳහා උදුනක රත් කරනු ලැබේ:
– මැට් (තඹ සහ යකඩ සල්ෆයිඩ මිශ්රණයක්)
– ස්ලැග් (ස්ලැග්/අපද්රව්ය)
ආ) පරිවර්තනය කිරීම
ඉන්පසු වාතය/ඔක්සිජන් පිඹීම මගින් මැට් පරිවර්තනය වන්නේ:
– යකඩ සල්ෆයිඩ් යකඩ ඔක්සයිඩ් බවට ඔක්සිකරණය කරයි (ස්ලැග් වලට ඇතුල් වේ)
- සල්ෆර් අන්තර්ගතය අඩු කරයි
අවසාන ප්රතිඵලය වන්නේ ආසන්න වශයෙන් 98–99% ක Cu අන්තර්ගතයක් සහිත බිබිලි තඹ වීමයි. ක්රියාවලිය අතරතුර විමෝචනය වන SO₂ වායුව නිසා එහි මතුපිට සිදුරු සහිත බැවින් එය "බිබිලි" ලෙස හැඳින්වේ.
කුඩා අපද්රව්ය (උදා: Fe, S, Ni, As, Sb, Bi, Pb, O) සන්නායකතාවය අඩු කළ හැකි බැවින්, බිබිලි තඹ විද්යුත් යෙදීම් සඳහා ප්රමාණවත් තරම් පිරිසිදු නොවේ.
-
6. පිරිපහදු කිරීම: ගිනි පිරිපහදු කිරීම සහ විද්යුත් පිරිපහදු කිරීම
අ) ගිනි පිරිපහදු කිරීම
බිබිලි තඹ නැවත උණු කර ඇතැම් අපද්රව්ය ඉවත් කිරීම සඳහා පාලිත ඔක්සිකරණයට ලක් කරනු ලැබේ, ඉන්පසු ද්රාවිත ඔක්සිජන් මට්ටම් අඩු කිරීම සඳහා පොලිං (අඩු කිරීමේ) පියවරක් අනුගමනය කරයි. මෙම අදියර විද්යුත් විච්ඡේදක පිරිපහදු කිරීම සඳහා සූදානම් ඇනෝඩ තඹ නිපදවයි.
ආ) විද්යුත් පිරිපහදු කිරීම (විද්යුත් විච්ඡේදක පිරිපහදු කිරීම)
අතිශය පිරිසිදු තඹ නිෂ්පාදනය කිරීමේ ප්රධාන පියවර මේවාය:
– ඇනෝඩය: තවමත් අපද්රව්ය අඩංගු තඹ
– කැතෝඩය: පිරිසිදු තඹ පත්රය (ආරම්භක පත්රය)
– විද්යුත් විච්ඡේදක: CuSO₄ සහ H₂SO₄ ද්රාවණ
විද්යුත් ධාරාව නිසා Cu²⁺ අයන ඇනෝඩයේ සිට කැතෝඩය දක්වා ගමන් කර පිරිසිදු තඹ ලෙස අවක්ෂේප වේ.
– ඇනෝඩ ස්ලයිම් ලෙස වර්ෂාපතනය කරන්න (උදා: Ag, Au, Pt)
– නැතහොත් දිය වේ නමුත් කැතෝඩය මත අවක්ෂේප නොවේ (විභවය මත රඳා පවතී)
ප්රතිඵලය වන්නේ 99,99% දක්වා සංශුද්ධතාවයකින් යුත් කැතෝඩ තඹ (බොහෝ විට පදනමක් ලෙස Cu-ETP ලෙස හැඳින්වේ).
විදුලි පද්ධති සඳහා, මෙම සංශුද්ධතාවය වැදගත් වන්නේ කුඩා ප්රමාණයේ අපද්රව්ය පවා ප්රතිරෝධකතාව වැඩි කිරීමට, තාපය වැඩි කිරීමට (I²R පාඩු) සහ සේවා කාලය අඩු කිරීමට හේතු වන බැවිනි.
-
7. ඔක්සයිඩ් ලෝපස් සඳහා විකල්ප මාර්ගය: කාන්දු වීම - SX - EW
ඔක්සයිඩ් හෝ අඩු ශ්රේණියේ තඹ ලෝපස් සඳහා, ජලවිදුලි කර්ම ක්රියාවලීන් බොහෝ විට භාවිතා වේ:
1. සල්ෆියුරික් අම්ලය සමඟ කාන්දු වීම
තඹ Cu²⁺ බවට දිය වේ.
2. ද්රාවක නිස්සාරණය (SX)
"අපිරිසිදු" ද්රාවණයෙන් Cu²⁺ කාබනික අවධියට මාරු කිරීම, පසුව "පිරිසිදු" ද්රාවණයට නැවත මාරු කිරීම.
3. විද්යුත් වින්නිං (EW)
විදුලිය භාවිතයෙන් කැතෝඩය මත තඹ අවක්ෂේපණය කිරීම.
ප්රතිදානය ඉහළ සංශුද්ධතාවයකින් යුත් තඹ කැතෝඩයක් වන අතර එය විදුලි නිෂ්පාදන සඳහා ද භාවිතා කළ හැකිය.
-
8. නිෂ්පාදන සැකැස්ම: වාත්තු කිරීම, පෙරළීම, ඇඳීම සහ ඇනීල් කිරීම
පිරිසිදු තඹ ලබා ගත් පසු, ඊළඟ අදියර වන්නේ එය විදුලි කර්මාන්තයට අවශ්ය ආකාරය බවට පරිවර්තනය කිරීමයි:
අ) වාත්තු කිරීම (වාත්තු කිරීම)
කැතෝඩ තඹ උණු කර පහත සඳහන් ද්රව්යවලට දමනු ලැබේ:
– වයර් දණ්ඩ (කම්බි සඳහා සැරයටිය)
- වැඩිදුර සැකසුම් සඳහා බිලට් හෝ ස්ලැබ්
ආ) පෙරළීම
හදන්න:
– බස්බාර් (සන්නායක තීරුව), තහඩුව හෝ තීරුව
විදුලි පැනල්, ස්විච් ගියර්, භූගත පද්ධති සහ බල රේල් පීලි වල භාවිතා වේ.
ඇ) ඇඳීම (කම්බි ඇඳීම)
වයර් දණ්ඩ අදියර කිහිපයකින් අච්චු හරහා ඇදගෙන ගොස් පහත පරිදි වේ:
- කේබල් සඳහා සියුම් වයර්
– මෝටර්/ට්රාන්ස්ෆෝමර් දඟර සඳහා එනමල් වයරය
ඇඳීමේදී, තඹ වික්රියා දැඩි කිරීම (වැඩ දැඩි කිරීම) සිදු කරයි.
ඈ) ඇනීලිං (තාප පිරියම් කිරීම)
ඇනීලිං භාවිතා කරනු ලබන්නේ:
- නම්යතාවය යථා තත්වයට පත් කරයි
- අවශේෂ ආතතිය අඩු කරන්න
- ආතන්ය ශක්තිය සහ දිගු වීම නියාමනය කරයි
කේබල් සඳහා, ඇඳීම සහ ඇනීලිං ක්රියාවලීන්ගේ සංයෝජනය ස්ථාපනය අතරතුර නම්යශීලීභාවය, ශක්තිය සහ විශ්වසනීයත්වය තීරණය කරයි.
-
9. විදුලි අරමුණු සඳහා තඹ වර්ග: ETP, OF, සහ මිශ්ර ලෝහ
වෙළඳපොලේ, විදුලි අරමුණු සඳහා තඹ සාමාන්යයෙන් පහත පරිදි වෙන්කර හඳුනාගත හැකිය:
1. Cu-ETP (විද්යුත් විච්ඡේදක තද තාරතාව)
කේබල් සහ බස් බාර් සඳහා පොදු වේ. ඔක්සිජන් ස්වල්පයක් අඩංගු වේ. ඉහළ සන්නායකතාවය, පිරිවැය-ඵලදායී.
2. OF/OFHC (ඔක්සිජන්-නිදහස් / ඔක්සිජන්-නිදහස් අධි සන්නායකතාව)
ඉතා අඩු ඔක්සිජන් අන්තර්ගතය. හයිඩ්රජන් බිඳවැටීමට, ඇතැම් ඉහළ උෂ්ණත්වයන්ට සංවේදී හෝ වඩාත් ස්ථායී සන්නායකතාව/පිරිසිදුකම අවශ්ය යෙදුම් සඳහා සුදුසු වේ.
3. තඹ මිශ්ර ලෝහ (උදා. Cu-Ag, Cu-Sn, Cu-Cr-Zr)
සාමාන්යයෙන් සන්නායකතාවය තරමක් අඩු වුවද, ඉහළ යාන්ත්රික ශක්තියක් හෝ වඩා හොඳ තාප ප්රතිරෝධයක් අවශ්ය වූ විට භාවිතා වේ.
ශ්රේණිය තෝරා ගැනීමේදී ධාරාව, වැඩ කරන උෂ්ණත්වය, සම්බන්ධතා ක්රමය සහ මෙහෙයුම් පරිසරය සැලකිල්ලට ගත යුතුය.
-
10. විදුලි යෙදුම් සඳහා තත්ත්ව පාලනය
විදුලි පද්ධති සඳහා සුදුසු වීමට නම්, තඹ පරීක්ෂණ සහ පරීක්ෂණ සමත් විය යුතුය, ඒවාට ඇතුළත් වන්නේ:
– සන්නායකතා පරීක්ෂණය (බොහෝ විට %IACS ප්රමිතිය භාවිතා කරයි)
%IACS වැඩි වන තරමට සන්නායකතාවය වඩා හොඳය.
- අපිරිසිදු මට්ටම් පිරිවිතරයන්ට අනුකූල බව සහතික කිරීම සඳහා රසායනික විශ්ලේෂණය.
– කේබලය පහසුවෙන් කැඩී නොයන බවත් ප්රමාණවත් තරම් නම්යශීලී බවත් සහතික කිරීම සඳහා ආතන්ය සහ දිගු කිරීමේ පරීක්ෂණ.
- මතුපිට පරීක්ෂාව (දෝෂ, ඉරිතැලීම්, ඇතුළත් කිරීම්).
- නිෂ්පාදන අනුකූලතාව සඳහා මානයන් සහ ස්කන්ධ පරීක්ෂාව.
කේබල් වලදී, අවසාන ක්රියාවලියට සාමාන්යයෙන් අතිරේක පරිවරණය (PVC, XLPE, EPR) සහ පාර විද්යුත් පරීක්ෂණ ඇතුළත් වේ, නමුත් මෙය දැනටමත් කේබල් නිෂ්පාදන ක්ෂේත්රයේ පවතී, තඹ සැකසුම් පමණක් නොවේ.
-
නිගමනය
විදුලි පද්ධති සඳහා තඹ ලෝහ සැකසීම යනු සංකීර්ණ ක්රියාවලීන් මාලාවකි: ලෝපස් තලා දැමීම, සාන්ද්රණය, උණු කිරීම හෝ කාන්දු වීම, විද්යුත් විච්ඡේදක පිරිපහදු කිරීම සිට ඉතා ඉහළ සංශුද්ධතාවය දක්වා, පසුව අවශ්ය සන්නායකතාවය, ශක්තිය සහ නම්යශීලී බව ලබා ගැනීම සඳහා යාන්ත්රික සැකසීම (වාත්තු කිරීම–රෝල් කිරීම–ඇඳීම) සහ ඇනීල් කිරීම. විද්යුත් යෙදීම්වල තඹවල විශිෂ්ටත්වය එහි ස්වාභාවික ගුණාංගවලින් පමණක් නොව, සැකසුම් ක්රියාවලියේ නිරවද්යතාවයෙන් සහ තත්ත්ව පාලනයෙන් ද පැන නගින අතර එමඟින් තඹ කාර්යක්ෂමව, ආරක්ෂිතව සහ කල් පවතින ලෙස ධාරාව මෙහෙයවීමට හැකි බව සහතික කෙරේ.
ඔබ කැමති නම්, මට මෙම ලිපිය වඩාත් තාක්ෂණික අනුවාදයකට (සන්නායකතා සංඛ්යා, ASTM/IEC ප්රමිතීන් සහ කේබල්/බස්බාර් යෙදුම් උදාහරණ සමඟ) හෝ පාසල් පැවරුම් සඳහා වඩාත් ජනප්රිය අනුවාදයකට අනුවර්තනය කළ හැකිය.
