الوصف التفصيلي
لماذا التقوية بأسلاك فولاذية؟
النحاس موصل كهربائي ممتاز، لكنه مادة هيكلية ضعيفة للأحمال الشدّية المستمرة. النحاس النقي له قوة شد حوالي 220 نيوتن/مم² — أقل من ثُمن سلك الفولاذ المجلفن عند 1 770 نيوتن/مم². والأهم من ذلك، النحاس يزحف تحت الحمل المستمر: موصل نحاسي تحت شد ثابت يستطيل تدريجياً، ويقل مقطعه، وتزداد مقاومته، وينكسر في النهاية. تستغرق هذه العملية أشهراً أو سنوات، لكنها حتمية إذا كان النحاس هو مسار الحمل الشدّي الأساسي.
تقوية الأسلاك الفولاذية تنقل الحمل الميكانيكي من موصلات النحاس إلى الفولاذ. موصلات النحاس تحمل التيار؛ السلك الفولاذي يحمل الشد. كل مادة تقوم بما تجيده.
ثلاثة تكوينات تقوية — اختيار الصحيح منها
| التكوين | موضع السلك الفولاذي | الأفضل لـ | التطبيقات النموذجية |
|---|---|---|---|
| النوع أ — سلك مركزي واحد | مركز تجميع النوى الدائري | التعليق الرأسي؛ حمل شدّي معتدل | التحكم المعلق (امتداد ≤25 م)؛ طاقة الأعمدة الرأسية؛ لف الونش |
| النوع ب — سلكا حافة مزدوجان | الحافتان الطوليتان للكابل المسطح | مقاومة الالتواء؛ الشد + التآكل | كابلات فستون مسطحة؛ فستون رافعة الجسر؛ عربة كابل الناقل |
| النوع ج — طبقة ضفيرة | ضفيرة أسلاك فولاذية بين الغمدين الداخلي والخارجي | حمل شدّي ثقيل؛ حماية التآكل | اللف الثقيل؛ كابلات السحب التعدينية؛ كابلات بحرية؛ كابلات TBM |
النوع أ — سلك مركزي واحد
التكوين الأكثر شيوعاً للكابلات الدائرية. سلك فولاذي مجلفن واحد يمر مستقيماً عبر مركز تجميع النوى. تُجدل النوى النحاسية في طبقات متحدة المركز حوله. المزايا: بناء بسيط، انحناء متماثل، ويمكن للسلك الفولاذي أن يعمل كأرضي المعدات. القيد: السلك المفرد يمكنه دعم حمل شدّي محدود فقط — للكابلات الثقيلة جداً (≥35 مم²، امتداد رأسي >50 م)، قد يكون النوع ج مطلوباً.
النوع ب — سلكا حافة مزدوجان
للكابلات المسطحة. سلكان فولاذيان متساويان القطر مُدمجان في الحافتين الطوليتين لمقطع الكابل المسطح. المزايا: يوفران كلاً من قوة الشد والصلابة الالتوائية (مقاومة الالتواء)، ويعمل السلكان كسطحَي تآكل تضحية عند حافتي الكابل. القيد: يعمل فقط مع هندسة الكابلات المسطحة؛ لا ينطبق على الكابلات الدائرية.
النوع ج — طبقة ضفيرة
للتطبيقات الأثقل — كابلات اللف ذات المقاطع الكبيرة، كابلات السحب التعدينية، كابلات آلات حفر الأنفاق. تُطبق طبقة من ضفيرة أسلاك فولاذية مجلفنة بين الغمدين الداخلي والخارجي. المزايا: قوة شد عالية للغاية (موزعة على محيط الكابل بالكامل)، مقاومة تآكل ممتازة، وتوفر مسار أرضي/أرضي مستمر. القيد: أثقل وأكثر تكلفة وقطر خارجي أكبر قليلاً لنفس مقطع النحاس.
الإنهاء — تثبيت السلك الفولاذي
السلك الفولاذي فعال فقط إذا كان مثبتاً بشكل صحيح عند طرفي الكابل. سلك فولاذي ينزلق في الإنهاء لا ينقل أي حمل. الممارسة القياسية:
- عند طرف محطة التعليق/التحكم: يُثبت السلك الفولاذي في قبضة تخفيف شد مخصصة مثبتة ميكانيكياً بهيكل التعليق. تُنهى النوى النحاسية عند كتلة الأطراف بحلقة خدمة (50–100 مم من الرخاوة) بحيث إذا سُحب الكابل، يذهب الشد إلى مثبت السلك الفولاذي، وليس كتلة الأطراف
- عند طرف صندوق الوصلات/اللوحة: يُثبت السلك الفولاذي في محبس الكابل أو دعامة تخفيف شد منفصلة داخل الهيكل. يجب أن يكون المحبس مصنفاً لقطر السلك الفولاذي ويوفر تثبيتاً موجباً، وليس مجرد غلق ضغط
جودة كابل Yichi المقوى بأسلاك فولاذية
- سلك فولاذي مُختبَر للشد وفق DIN EN 10002-1: كل دفعة من أسلاك الفولاذ تُعاين وتُختبَر للشد. يُسجل حمل الكسر وقوة الخضوع والاستطالة. السلك الذي لا يلبي الحد الأدنى المحدد 1 770 نيوتن/مم² لقوة الشد يُرفض
- جودة الجلفنة مُتحقق منها: سماكة طلاء الزنك تُقاس وفق ISO 2178. الحد الأدنى لكتلة الطلاء 50 جم/م² للكابلات الداخلية، و80 جم/م² للكابلات الخارجية/PUR. الجلفنة غير الكافية تؤدي إلى تآكل السلك الفولاذي داخل الكابل — غير مرئي من الخارج
- مثبت تخفيف الشد مُختبَر على الكابل النهائي: اختبار سحب عند ضعف الحمل التشغيلي الاسمي لمدة ساعة — عدم انزلاق صفر عند نقطة تثبيت السلك الفولاذي مطلوب. يُجرى الاختبار على كل تصميم كابل جديد
- اختبار شرر عند الجهد المقنن الكامل: كل متر من الكابل النهائي يُختبَر بالشرر الجاف عند جهد الاختبار المقنن. الاتصال الكهربائي للسلك الفولاذي بالتأريض أثناء الاختبار يضمن اكتشاف أي عيب عزل بين نواة نحاسية والسلك الفولاذي فوراً