2023. aasta alguses helistas meile elektrikufirma Abujast Nigeeriast. Ta oli uue telekommunikatsioonimasti ehitusplatsil lateriidipinnasesse löönud neli 2,4-meetrist ühes tükis vasega kaetud maandusvarda. Kõigi nelja varda takistus oli üle 25 oomi – see oli tema spetsifikatsioonis nõutud 5-oomisest sihttasemest tunduvalt kõrgem. Tal polnud vardaajamit, mis oleks suutnud käsitseda midagi pikemat kui 3 meetrit, ja lähim pikendatud varraste tarnija asus 700 km kaugusel Lagoses. Saatsime talle sektsioonvarraste komplektid ja messingist ühendused. Kaks nädalat hiljem oli tema meeskond samad vardad tavalise puurvasaraga 6 meetri sügavusele löönud ja mõõdetud takistus oli 4,2 oomi. See projekt muutis meie suhtumist ühes tükis ja sektsioonvarraste valikusse: see ei ole eelistuse küsimus, vaid küsimus on selles, mida teie pinnas, seadmed ja juurdepääs objektile võimaldavad.

Sektsiooniline vs. ühes tükis: otsus ei seisne eelistuses

Ühes tükis varda argument on lihtne ja kehtiv: vuukide puudumine tähendab nõrkade kohtade puudumist. Üks 2,4 m pikkune vasega kaetud varras, mis on otse niiskesse savisse löödud, peab vastu kauem kui teie hoone ja see maksab vähem kui sama pikkusega profiilkomplekt. Müüme siiski mahu järgi rohkem üheosalisi vardaid kui profiilkomplekte ja see on mõistetav: madala takistusega pinnasesse paigaldamiseks on need õige valik.

Kuid 17 aasta jooksul maandustoodete tootmisel oleme näinud järjepidevat mustrit: projektid, mis meile suure takistusega probleemidega tagasi tulevad, on peaaegu alati ühes tükis paigaldised kuivas, kivises või liivases pinnases, kus töövõtja surus varda täispikkuses sisse ja peatus – sest neil polnud võimalust sügavamale minna.sektsioonmandusvarrasvälistab selle piirangu. Iga segment on 1,2 m pikk ja ühendatudkeermestatud ühendused, ja te lisate segmente seni, kuni takistusmõõtur näitab alla teie sihtmärgi. Meil ​​on kliente Saudi Araabias, kes on kõrbeliivas kokku pannud 9 m pikkuseid sektsioonvardaid, ja kliente Kongo Demokraatlikus Vabariigis, kes on troopilises lateriidis jõudnud 12 m-ni.

SeeIEEE standard 80Alajaama maanduse puhul ei nõuta ühe konstruktsiooni eelistamist teisele. See määrab kindlaks lõpptulemuse: piisavalt madal maandustakistus, et tagada ohutus rikkevoolude ajal. Selle takistuse saavutamine on kohapõhine insener-tehniline otsus, mitte filosoofiline.

Põhiküsimus ei ole „kumb on parem“, vaid „mis juhtub, kui teie ühes tükis ritv pole piisavalt pikk?“. Abujas oli vastus: kaotate kaks nädalat pikemate ritvade hankimisega Lagosest. Ar-Riyāḑis oli vastus: tellite meilt sektsioonikomplektid ja jätkate samal päeval sõitmist. Sektsioonidisain annab teile paindlikkuse ja meie kogemuse kohaselt eristab paindlikkus projekte, mis saavutavad oma vastupanu eesmärgid, projektidest, mis seda ei saavuta.

Miks me pärast keermestamise epideemiat oma siduri ümber kujundasime?

2021. aastal märkas meie tugimeeskond haakeseadistega seotud kaebuste arvu järsku suurenemist. Ühe aasta jooksul registreerisime 14 riigis 47 keermestamise juhtumit. Muster oli järjepidev: paigaldaja töötas mudases kaevikus, alustas haakeseadise keermestamist väikese nurga all ja messingkeermed deformeerusid enne terasvarda keermeid. Messing on konstruktsioonilt pehmem (soovime, et haakeseadis ohverdaks enne varda, et varda saaks taaskasutada), kuid see disainivalik tekitas rikke, mida me ei osanud ette näha.

Põhjuse algpõhjus peitus keerme sisenemisgeomeetrias. Nii varda kui ka liitmiku standardsel V-keermel oli terav sisenemisserv, mis tegi keerme nurga all alustamise lihtsaks, eriti kui keermed olid mullaga saastunud. Meie lahendus: faasisime nii varda kui ka liitmiku kaks esimest keeret, luues laiema sisenemisnurga, mis tsentreerib liitekoha isegi väikese joondusviga korral. Lisasime ka visuaalse joondusmärgi (laseriga söövitatud joon liitmiku korpusele), mis näitab paigaldajale, millal keermed on õigesti joondatud.

Tulemused olid märkimisväärsed. 2022. aastal langes keermelõikusega seotud kaebuste arv 19-ni. 2023. aastal 11-ni. 2024. aasta esimesel poolel 3-ni. See on kumulatiivne vähenemine umbes 70 protsenti ja see ei maksnud meile ühiku kohta midagi – kaldpind on tööriista, mitte materjali muudatus. See on selline järkjärguline täiustus, mida 17 aastat tootmise tagasisidet võimaldab teil teha.

Ühendusdetaili materjal ise on töödeldud täismessingist vardamaterjalist (mitte valatud). Valisime messingi terase asemel kolmel põhjusel. Esiteks ei korrodeeru messing pinnases nii nagu tavaline teras – oleme Saudi Araabias 15-aastastest paigaldistest välja kaevanud ühendusdetaile, mis nägid välja peaaegu uued. Teiseks on messingi ja vasega kaetud terase galvaanilise potentsiaali erinevus minimaalne (alla 50 mV), mis tähendab, et elektrokeemiline korrosioon keermeliideses on tühine. Kolmandaks on messingil kitsamad keermetolerantsid kui terasel, mis on oluline, kui keermete käsitsi keeramine toimub mudases kraavis ja ühendus peab sujuvalt kokku sobima.

Meie messingist liitmiku tõmbetugevus (≥580 N/mm2) ületab varda segmentide terassüdamiku voolavuspiiri. Kontrollime seda iga tootmispartii puhul: tõmbame hüdraulilise tõmbetesti abil kolm näidiskomplekti puruks. Varras puruneb alati umbes 25 mm kaugusel liitmiku pinnast – mitte kunagi liitmiku enda juurest. See on kavandatud: me tahame, et varras puruneks enne liitmikku, sest purunenud varda saab eemaldada ja asendada, samas kui purunenud liitmik võib jätta segmendi maa alla lõksu.

Vasega plakeeritud teras: meie testitud tehnilised andmed ja tuvastatud vead

Iga tootja loetleb samad spetsifikatsioonid: vase paksus, puhtus, tõmbetugevus, sirgus. Erinevus seisneb selles, kas need spetsifikatsioonid on testitud või eeldatud. Meie Xinchangi tehases testime iga tootmispartiid ja lükkame tagasi materjali, mis ei vasta nõuetele. Siin on see, mida me testime, kuidas me seda testime ja mida oleme saavutanud.

Vasekihi paksus: ≥0,254 mm. See onUL 467miinimum. Mõõdame kalibreeritud ultraheli paksusmõõtjaga kolmes punktis varda kohta (ots, keskosa, alus). Meie toodangu keskmine on 0,28 mm, vahemikuga 0,254–0,32 mm. 2022. aastal lükkasime tagasi terve uue tarnija vaskkatoodi partii, kui esimese partii test näitas keskmist paksust 0,22 mm. Tarnija väitis, et katood vastab spetsifikatsioonile; meie ultrahelimõõtja väitis vastupidist. Vahetasime tarnijat.

Vase puhtus: ≥99,95 protsenti. Seda kontrollime iga sissetuleva vaskkatoodi partii sädeme-OES (optilise emissioonspektromeetria) analüüsiga. Lisandid üle 0,05% – eriti väävel ja fosfor – kiirendavad happelises pinnases korrosiooni. 2023. aastal partii...vasega kaetud terasvarrasMeie tootmisliinilt pärinevat materjali testiti 99,91% puhtusega. Leidsime probleemi põhjuse galvaniseerimispaagis olevast saastunud vaskanoodist. Utiliseerisime kogu partii (umbes 2000 varda), selle asemel et saata ära materjali, mis oleks kohapeal enneaegselt korrodeerunud.

Sideme terviklikkus: 180-kraadine painutuskatse. Vasekiht ei tohi praguneda ega eralduda, kui varda painutatakse 180 kraadi 100 mm raadiuses. See katse simuleerib löögijõude ajamise ajal. Teeme seda iga tootmispartiiga. Kui vask koorub, oli galvaniseerimisvoolutihedus liiga madal ja side on mehaaniline, mitte metallurgiline. Oleme selle testi viimase kolme aasta jooksul kaks korda läbi kukkunud, mõlemal korral on põhjuseks galvaniseerimisliini pingelangus, mille on põhjustanud korrodeerunud siin.

Sirgus: ≤1 mm/m. Pärast galvaniseerimist sirgendame iga varda hüdraulilise pressi abil ja kontrollime seejärel valtsimist tasasel graniidist pinnaplaadil. Vardad, mille hälve on suurem kui 1 mm/m, lükatakse tagasi. See spetsifikatsioon on olulisem, kui enamik inimesi arvab: 3 mm/m kaarega varras ei lähe sirgelt sisse ja vertikaalist kõrvalekalduv varras ei jõua sihtsügavuseni ilma eelavamiseta. Oleme näinud teistelt tootjatelt imporditud vardaid 4–5 mm/m kaarega, mis muudab need sügavkülmutamiseks kõlbmatuks.

Sügavale maandusvarda paigaldamine: mida me õppisime välitööde vigadest

Paigaldusprotsess a jaokssektsioonmandusvarraspole keeruline, aga igal sammul on omad tõrkeviisid, mille oleme ise valusalt selgeks õppinud – kliendikõnede, garantiinõuete ja kohapealsete külastuste kaudu.

Eelnevaaugu puurimine: samm, mille enamik töövõtjaid vahele jätab. Tihendatud või kivisel pinnasel alustage alati eelnevaaugu puurimisega, kasutades varda läbimõõdust veidi väiksemat maapuuri. 2022. aastal lõi üks töövõtja Dammami linnas Saudi Araabias kolm varda segmenti kõrbeliiva sisse ilma eelnevaauguta. Varda ots paindus 1,8 m sügavusel maetud kivist eemale, painutades varda vertikaalist 15 kraadi. Ta pidi painutatud segmendi eemaldama (45-minutiline töö tungrauaga) ja alustama uuesti eelnevaauguga. Eelnevaaugu puurimine võttis aega 5 minutit ja hoidis ära kõik järgnevad paindeprobleemid.

Haakeseadise pöördemoment: nii ala- kui ka ülepingutatud olek ebaõnnestub. 5/8-tolliste varraste puhul on meie määratud pingutusmoment 50–80 Nm ja 3/4-tolliste varraste puhul 60–100 Nm. 2023. aasta projektis Dar es Salaamis Tansaanias pingutasid paigaldajad haakeseadiseid käsitsi ilma mutrivõtmeta. Paigaldamise ajal lõdvenesid kaks haakeseadist ja segmendid eraldusid maa all. Ülemine segment jätkas paigaldamist, kuid alumine segment jäi 2 m sügavusele. Nad pidid mõlemad segmendid paigaldamata jätma ja alustama uut auku 30 cm kaugusel. Sellest ajast alates lisame igasse sektsioonide komplekti pöördemomendi spetsifikatsioonikaardi.

Keermete puhastamine: 20 sekundit, mis hoiab ära 20 minutit kestnud tüli. Enne liitmiku keermestamist harjake varda keermetelt muld maha. Mudastes tingimustes (mis on troopilistes paigaldistes tavaline) toimib keermetesse imbunud muld abrasiivina ja võib põhjustada liitmiku pooleldi kinnikiilumise. Meil ​​on olnud kolm garantiinõuet Kagu-Aasiast, kus paigaldaja surus mullaga imbunud liitmiku kinni ja eemaldas messingkeermed. Jäiga harjastega hari (mille me nüüd oma paigalduskomplekti lisame) lahendab selle probleemi 20 sekundiga.

Takistuse testimine: testige enne sügavamale paigaldamist. Pärast iga segmendi paigaldamist mõõtke maandustakistust potentsiaalilanguse testeriga vastavalt...NFPA 70 (riiklik elektriseadustik)nõuetele. Kui olete juba oma sihttakistusest allpool, lõpetage sõitmine. Oleme näinud Nigeerias töövõtjaid sõitmas 7 meetrini, kui 4 meetrist oleks piisanud, raiskades kolm segmenti ja nende paigaldamise tööjõudu. Järkjärguline lähenemine – testi, otsusta, sõida – on sektsioonkonstruktsiooni peamine majanduslik eelis.

Neli rikkerežiimi 17-aastasest maandustoodete tootmisest

Pärast maandustoodete tarnimist enam kui 60 riiki on meil selge pilt sellest, mis kohapeal rikki läheb ja miks. Siin on neli kõige levinumat rikkerežiimi, mis on järjestatud sageduse järgi meie tugiteenuse andmetes aastatel 2018–2024.

Viga 1: Ristlõimestamine (47% kõigist tugipäringutest). Sellest on juba eespool juttu olnud. Kaldus sisestamisega ümberkujundamine on vähendanud seda arvu 47 juhtumilt 2021. aastal 3 juhtumile 2024. aasta esimesel poolel.

Rike 2: Vase delaminatsioon sissejuhatuse ajal (23% juhtudest). Kui vasekihi ja terassüdamiku vaheline side on mehaaniline, mitte metallurgiline, võivad korduvad löögijõud sissejuhatuse ajal põhjustada vase otsast koorumise. See tekitab seeneefekti, mis takistab edasist sissejuhatust ja avab terassüdamiku korrosioonile. Meie 180-kraadine painutustest tabab seda tehases, kuid me näeme seda ikkagi teiste tootjate varrastes, mida meie kliendid on mujalt ostnud ja meie ühendusmuhvidega kombineerinud.

Rike 3: Varda paindumine kivisel pinnasel (18% piletitest). Isegi 600+ N/mm2 tõmbetugevusega südamiku korral paindub varras, mis tabab maetud kivimit nurga all. Kui varras on rohkem kui paar kraadi painutatud, ei lähe see sirgelt läbi. Ennetamine: kahtlustatava kivisel pinnasel kasutage alati eelava. Oleme seda kaebust saanud projektidest Türgis, Iraanis ja Ida-Aafrika mägipiirkondades.

Rike 4: Soolases pinnases ühenduskoha korrosioon (12% piletitest). Ranniku- või soolases keskkonnas võib keermeühendus korrodeeruda kiiremini kui varda korpus, kui ühendusmaterjal ei ole galvaaniliselt ühilduv. Meie messingist ühendusmuhvid minimeerivad seda riski, kuna messingi ja vasega kaetud terase galvaanilise potentsiaali vahe on alla 50 mV. Äärmuslike soolaste keskkondade jaoks (Saudi Araabia, Katari, AÜE rannik) pakume ka roostevabast terasest ühendusmuhvi varianti.

Pinnase eritakistuse andmed reaalsetest projektidest: miks sügavus muudab kõike

Sügavale kaevamise põhjuseks on pinnase eritakistus. Enamiku pinnasetüüpide puhul väheneb eritakistus sügavusega, kuna sügavamal pinnasel on suurem niiskusesisaldus ja rohkem lahustunud mineraale. Siin on mõõdetud maandustakistuse väärtused kolmes reaalses projektis, kus me tarnisime sektsioonvarraste komplekte:

Abuja, Nigeeria (lateriitmuld, 800 oomi-m): 1,5 m ühes tükis varras = 28 oomi. 3 m sektsioontoru = 14 oomi. 6 m sektsioontoru = 4,2 oomi. Ehitaja vajas 5 oomi; nad saavutasid selle sektsioontorusüsteemiga umbes 5,5 m sügavusel.

Riyadh, Saudi Araabia (kõrbeliiv, 1200 oomi-m): 2,4 m ühes tükis varras = 45 oomi. 3 m ristlõikega kaabel = 32 oomi. 6 m ristlõikega kaabel = 12 oomi. 9 m ristlõikega kaabel = 6,8 oomi. Projekti spetsifikatsioonis nõuti 10 oomi; see saavutati umbes 7 m sügavusel.

Dar es Salaam, Tansaania (savi-liivliiv, 200 oomi/m): 1,5 m ühes tükis varras = 8 oomi. Spetsifikatsioonis oli nõutav takistus 5 oomi. Üks 1,5 m pikendus (kokku 3 m) vähendas takistust 4,8 oomini. Antud juhul oli pinnas koostööaldis ja vaja oli vaid minimaalset sügavuspikendust.

SeeIEEE standard 142 (roheline raamat)annab valemi veetava varda takistuse hindamiseks: R = (ρ / 2πL) × (ln(4L/a) – 1), kus ρ on pinnase eritakistus, L on varda pikkus ja a on varda raadius. Valem kinnitab meie väliandmete näitu: takistus on pöördvõrdeline varda pikkusega. Sügavuse kahekordistamine vähendab takistust tavaliselt 40–60 protsenti, olenevalt pinnase kihilisusest.

Praktiline järeldus on lihtne. Madala takistusega pinnases (alla 300 oomi/m) piisab tavaliselt 1,5–3 m pikkusest ühes tükis vardast. Keskmise takistusega pinnases (300–1000 oomi/m) võib vaja minna 3–6 m pikkust kaablit, mis tähendab ristlõikega varda.Tööohutuse ja töötervishoiu amet (OSHA)nõuab tööandjatelt ehitusplatsidel kindlate seadmete maandusjuhtide programmide loomist, mis hõlmab nõuetekohast maanduselektroodide paigaldamist. Suure takistusega pinnases (üle 1000 oomi/m) on peaaegu kindlasti vaja 6 m või rohkem ja sektsioonisüsteem on ainus praktiline viis selle saavutamiseks.

Paigaldatud kogukulu: kui sektsioonkonstruktsioon ületab üheosalise konstruktsiooni lõpptulemuse

Sektsioonsüsteemi materjalikulu meetri kohta on kõrgem kui ühes tükis süsteemil, kuna maksate ühenduste ja lisapakendi eest. Kuid paigalduskulud sisaldavad tööjõudu, transporti, jäätmeid ja seadmeid ning võrdlus nihkub sektsioonsüsteemi kasuks paksuse suurenedes.

Transpordikulude kokkuhoid. 2023. aastal rääkis üks klient Kampalas Ugandas, et 3-meetriste varraste transportimise kulud sadamast projektikohta (200 km sillutamata teedel) moodustasid ligikaudu 40% varraste maksumusest, kuna iga veoauto mahutas pikkuspiirangute tõttu ainult 200 varrast. Kui nad läksid üle 1,2-meetristele sektsioonidele, vedas sama veoauto 500 segmenti reisi kohta. Varrasmeetri transpordikulud langesid enam kui poole võrra.

Jäätmete vähendamine. Kivisel pinnasel on ühes tükis vardad, mis sisselõikamise ajal painduvad, jäätmed. Meie Lähis-Ida kliendid teatavad ühes tükis varraste jäätmetest 8–12 protsenti kivisel kõrbepinnasel, võrreldes sektsioonsüsteemidega, mis on alla 2 protsendi (kuna lühemaid segmente on lihtsam kontrollida ja pilootauku puurimise sammu järgitakse järjepidevamalt). 10% jäätmemäär 200 varda projekti puhul tähendab 20 raisatud varda ja nende väljavõtmiseks vajalikku tööjõudu.

Seadmete kulud. Üle 2,4 m pikkuse ühes tükis varda lõikamiseks on vaja spetsiaalset pika padruniga vardaajamit. Sektsioonsüsteemi saab töödelda tavalise puurvasaraga, millel on padruniadapter – seadmed, mis enamikul elektrikutel juba olemas on. Seadmete rentimise pealt kokkuhoid võib väikeste ja keskmise suurusega projektide puhul kompenseerida haakeseadiste maksumuse.

Madalate paigalduste korral (≤1,5 m) on ühes tükis vardad odavamad ja kiiremad. 1,5–3,0 m pikkuste paigalduste puhul on võrdlus kohapõhine. Sügavamate kui 3,0 m puhul on sektsioonkonstruktsioon ainus praktiline variant ja kulude võrdlus on mõttetu.

Kokkuvõte

Sektsioon- ja ühes tükis maandusvardade valik ei seisne mitte selles, kumb on parem abstraktselt. Küsimus on selles, kumb sobib teie pinnaseolude, sihttakistuse ja objekti logistikaga. Ühes tükis vardad on lihtsamad, odavamad ja tugevamad iga lineaarmeetri kohta. Sektsioon-maandusvardad on ainus praktiline lahendus, kui peate minema sügavamale kui 3 m, kui transport piirab varda pikkust või kui pinnaseolud on ebakindlad ja soovite paindlikkust sügavuse järkjärguliseks suurendamiseks.

Liitmiku kvaliteet määrab, kas sektsioonsüsteem toimib ettenähtud viisil. Pärast 47 keermestamise juhtumit 2021. aastal kujundasime oma liitmiku ümber kaldservadega keermesisenemistega ja vähendasime rikete määra 70 protsenti. Sellise iteratiivse täiustuse on saavutanud 17 aastat tootmist ja enam kui 60 riigist saadud tagasiside.

Xinchang Shibang New Material Co., Ltd.-s toodame mesektsioonmandusvarda komplektid, keermestatud ühendused, vasega kaetud terasvardadja täielik valik maandus- ja piksekaitsetarvikuid vastavalt standardile ISO 9001:2008. Võtke meiega ühendust, et arutada oma projekti nõudeid.

Korduma kippuvad küsimused