Защо написах това сравнение

Работя в индустрията за мълниезащита и заземяване повече от десетилетие. Всяка седмица разговарям с чуждестранни купувачи - електротехници, инженери на подстанции, мениджъри на телекомуникационни проекти - като решавам кой материал за заземителен прът да избера. Първият въпрос винаги е за първоначалната цена. Но след 12 години, в които помагам на клиентите да набавят всичко - от пръчки с медно покритие до екзотермични заваръчни материали, прътът с най-ниска цена на борсата не е най-икономичният през целия живот на инсталацията.

Тази статия разглежда реалната цена на инсталиран електромер за три вида заземителни пръти: стомана с медно покритие (CCS), чиста мед и горещо поцинкована стомана — въз основа на цената на материалите, коефициентите на монтаж, скоростта на корозия и данните за експлоатационния живот, които проследяваме в SHIBANG. Ако сте инженер, който пише спецификация, или мениджър по обществените поръчки, сравняващ оферти, това са данните, от които се нуждаете, за да вземете решение, което е валидно за целия проектен живот на вашата инсталация.

Трите материала за заземителни пръти с един поглед

1. Заземителен прът от медно облицована стомана (CCS)

Медно плакираните стоманени пръти се състоят от високоякостна нисковъглеродна стоманена сърцевина (съдържание на въглерод ~0,15%) с меден слой, свързан чрез електроформоване. Чистотата на медта е ≥99,95%, а стандартната дебелина на слоя е ≥0,254 мм. ПриЗаземителен прът от стомана с медно покритие на SHIBANGлиния, диаметрите варират от 14,2 мм до 25 мм (5/8″ до 3/4″), дължините от 1,2 м до 3,0 м и якостта на опън ≥580 N/mm².

Все още си спомням как стоях до нашата линия за галваноформоване във фабриката на SHIBANG и гледах как партида от 16-милиметрови CCS пръти излиза от резервоара за галванизиране. Операторът проверява всеки прът с...магнитен дебеломер— преносимо устройство, което отчита дебелината на медния слой чрез измерване на магнитното привличане през медта. Една партида беше маркирана, защото уредът показа 0,248 мм на забивния връх — само 6 микрона под специфицираните 0,254 мм. Цялата партида беше върната за преработка. Тази дисциплина е от значение, когато пръчка се озове в крайбрежна глина на другия край на света.

Медният слой осигуряваустойчивост на корозия и проводимост на чиста мед на повърхността, докато стоманената сърцевина осигурява механична якост за забиване в плътна почва. Връзката между мед и стомана се тества чрез огъване на пръта на 90° под радиус от 100 мм без счупване или разслояване. Експлоатационният живот в типична почва надвишава 50 години. Тази комбинация е причината CCS да е стандартната спецификация за заземяване в световен мащаб.

2. Заземяващ прът от чиста мед

Чистите медни пръти използват мед T2 (≥99,95% чистота). ПриЗаземен прът от чиста мед на SHIBANGстраница, налични са опции със същия диаметър и дължина като CCS. Но медта е значително по-скъпа от стоманата на килограм. Плътната медна пръчка осигурява най-ниска устойчивост за даден диаметър, с отлични корозионни характеристики в агресивни почви. Чистата мед обаче е мека - забиването в скалиста или уплътнена почва рискува да се огъне или разпростре краят, поради което много изпълнители предварително пробиват пилотни отвори. Този допълнителен труд допринася за вече по-високата цена на материалите.

Веднъж ми се обади изпълнител от Манила, разочарован, че поцинкованите пръти на телекомуникационната му кула на хълма са ръждясали само след 4 години в крайбрежна глина. Подмяната изискваше изкопни работи около активна бетонна основа. Само трудът надвишаваше първоначалната цена на прътите за CCS. „Трябваше да обърна внимание на данните за солената мъгла, които ми показахте“, призна той. Това обаждане ми остана в съзнанието – затова първо питам всеки клиент за почвените условия.

3. Заземителен прът от горещо поцинкована стомана

Поцинкованите стоманени пръти са нисковъглеродна стомана с цинково покритие, нанесено чрез горещо поцинковане. Цинковият слой осигурява жертвена защита - той корозира първи, предпазвайки стоманата под него.Поцинкован заземителен прът на SHIBANGпродуктовата линия, тези пръти споделят едни и същи размери, но предлагат най-ниската единична цена сред трите варианта.

Дебелината на цинковото покритие обикновено варира от 55 до 85 µm. В почва с неутрално pH и добър дренаж, поцинкованият прът може да издържи 15–25 години. Но в киселинна почва (pH под 5,5) или солена среда, цинковият слой може да се изразходва в рамките на 5–8 години, след което стоманената сърцевина корозира бързо. Виждал съм поцинковани пръти, извадени от крайбрежни проекти само след 6 години, с напълно изчезнал цинк. Ние прекарваме всяка партида през нашите...камера за солена мъглапри 5% NaCl за минимум 72 часа — този тест разкрива дупки в цинковото покритие, които никаква визуална проверка не би забелязала.

Поцинкованите стоманени пръти имат легитимни приложения. Временно заземяване на конструкции, краткосрочни проекти (5–10 години проектен живот) и сухи вътрешни райони с неутрално pH на почвата са разумни случаи на употреба. Съветвам купувачите да не избират поцинковани пръти за постоянни инсталации в райони с годишни валежи над 800 мм, крайбрежни зони в рамките на 15 км от солена вода или промишлени среди с химическо излагане.поцинкован заземителен пръте солиден продукт, когато приложението му е подходящо.

Цена на заземителен прът за инсталиран измервателен уред: Числата

По-долу е дадено сравнително сравнение на разходите, базирано на нашите данни за износ в SHIBANG и обратна връзка за монтаж от клиенти в Югоизточна Азия, Близкия изток, Африка и Южна Америка.

Ключов извод:Прътите от CCS струват приблизително толкова на метър, колкото поцинкованата стомана, когато се вземе предвид подмяната им след 50 години – и ви спестяват труда по изкопаването на корозирали пръти. Чистата мед има смисъл само когато собственикът изисква живот без поддръжка над 60 години или когато почвата е твърде агресивна дори за CCS облицовка.

Разбивка на разходите за монтаж по материали

Медно облицована стомана — балансираният избор

Медната облицовка с минимална дебелина от 0,254 мм осигурява устойчивост на корозия, близка до тази на чистата мед, през първите няколко десетилетия. Стоманената сърцевина я прави достатъчно твърда за директно забиване без предварително пробиване в повечето почви. Резбовите муфи позволяват свързването на множество секции, за да се достигне дълбочина от 6 м или повече за подстанции за високо напрежение.медно облицован стоманен заземителен прътГрешката в праволинейността е ≤1 мм/м — критична при дълбоко забиване, тъй като огънатият прът се отклонява под земята.

Проследих проекти, при които CCS прътите бяха инспектирани след 15 години в крайбрежна глина. Медната облицовка остана непокътната на над 95% от повърхността. Локализираните ожулвания от забиване показаха само повърхностна ръжда върху откритата стомана. Прътът все още беше напълно функционален. Тази реална производителност е причината CCS да представлява 80% от нашите експортни поръчки, подкрепени от сертифицирано по ISO 9001:2008 производство в нашата фабрика.

Чиста мед — когато цената на материалите е второстепенна спрямо експлоатационния живот

Продавам по-малко чисти медни пръти, отколкото CCS, но купувачите, които ги избират, имат специфични причини. Офшорните платформи, крайбрежните инсталации за обезсоляване и химическите съоръжения често избират чиста мед, защото прозорецът за поддръжка е изключително кратък - ако даден прът се повреди по време на експлоатация, цената за спиране на производството за подмяната му е астрономическа.

В 3-прътова решетка с дължина 2,4 м всяка, изборът на чиста мед пред CCS добавя премия, която е незначителна за голяма подстанция, но е по-трудно да се оправдае за малка телекомуникационна кула.заземителен прът от чиста медсе произвежда от медни блокове T2 с пълна проследимост на материала и ние предоставяме сертификати от завода за всяка експортна пратка. Всеки прът преминава през визуална и размерна проверка преди опаковане — настоявам за това, защото поръчката за чиста мед е значителна инвестиция и купувачът трябва да знае точно какво получава от първия до последния прът.

Поцинкована стомана — по-ниски първоначални разходи, по-високи разходи през целия живот

Искам да бъда честен за поцинкованата стомана, защото съм виждал твърде много проекти, при които първоначалното решение за пестене на разходи е довело до скъпи ремонти десетилетие по-късно. Таблицата по-горе предполага една подмяна на всеки 50 години, но разходите за подмяна надхвърлят самия прът - изкоп, повторно забиване, повторно свързване и тестване. В развитите пазари само трудът може да надвиши цената на пръта няколко пъти. Нашитепоцинкован заземителен пръте солиден продукт, но само когато знаете, че приложението е подходящо.

Фактори, които променят уравнението на разходите

Съпротивление на почвата

Съпротивлението на почвата е най-голямата променлива.Стандарт IEEE 81-2012предоставя методи за измерване. Пръчка в почва със 100 Ω·m (типична глинеста почва) постига част от съпротивлението на същата пръчка в почва с 1000 Ω·m (сух песъчлив чакъл). Материали с по-ниска проводимост, като поцинкована стомана, може да се нуждаят от повече пръчки или по-дълбоко забиване, за да се постигне целта, което елиминира всяко предимство по отношение на първоначалните разходи. Винаги искам от клиентите данни за съпротивлението на почвата, преди да препоръчам, защото този единствен параметър променя оптималния избор изцяло.

Условия на шофиране

Скалистата почва променя икономиката. Ако изпълнителят трябва да пробива предварително, разходите за труд се увеличават за всеки тип прът. Чистата мед е най-засегната, защото се огъва по-лесно - веднъж получих пратка, върната от изпълнител в Кения, който се опита да забие 20 мм плътни медни пръти в латерит и огъна три пръта в рамките на първите 50 см. Прътите CCS понасят удара много по-добре, защото стоманената сърцевина абсорбира енергията на чука без пластична деформация. За почва със значително съдържание на скали препоръчваме да започнете със секционен прът CCS, снабден със закален забивен връх. Това добавя малко доплащане за всеки прът, но предотвратява най-често срещаната повреда при монтажа, която виждаме в нашите експортни поръчки.

Изисквания на кода

Националните електрически норми третират материалите на заземителните пръти по различен начин.НЕК (NFPA 70)В САЩ се изисква съпротивление спрямо земята от 25 Ω или по-малко за единичен прът. Европейските стандарти съгласно IEC 60364 определят минималната дебелина на медната връзка за постоянно заземяване.Стандарт IEC 62561-2обхваща изискванията за заземителни електроди в мълниезащитни системи. Проверката на местните изисквания на кодовете е от съществено значение и аз помагам на нашите клиенти да се ориентират в тях като част от предпродажбената поддръжка.

Как подхождам към избора на заземителен прът за нашите клиенти

Когато нов клиент се свърже с мен със запитване относно заземителен прът, задавам три въпроса:

1. Какъв е видът на почвата и нейното съпротивление?— Ако нямат проучване, правя преценка въз основа на регионални геоложки данни.
2. Какъв е животът на дизайна?— Подстанциите и телекомуникационните кули се нуждаят от 30–50 години. Временните обекти може да се нуждаят само от 5–10.
3. Достъпна ли е заземителната система?— Заровеното под бетон е постоянно; прътите в достъпна яма могат да бъдат тествани и подменяни.

Въз основа на техните отговори, 8 от 10 пъти препоръчваммедно облицовани стоманени заземителни прътиПри изключителен риск от корозия или много дълъг проектен живот, препоръчвамчисти медни заземени пръти. Поцинковани стоманени прътиса запазени за временни инсталации или проекти с ограничен бюджет, при които собственикът поема риска от подмяна.

Освен пръта, заземителната система включва съединители, екзотермични заваръчни материали, заземителни проводници и тестови скоби.Страница с категории за заземителен прът и заземителен прътобхваща тези неща. Писал съм и замедни резбовани пръти за строителни приложенияиСтоманени пръти с висока якост за заземителни системикато съпътстващи ресурси за инженери, проектиращи цялостни решения за заземяване.

ЧЗВ