2023 m. pradžioje sulaukėme skambučio iš elektros rangovo iš Abudžos, Nigerijos. Jis įkalė keturis 2,4 m ilgio vientisus variu dengtus įžeminimo strypus į laterito dirvožemį naujo telekomunikacijų bokšto statybvietėje. Visų keturių strypų varža viršijo 25 omus – gerokai viršijo jo specifikacijoje nurodytą 5 omų tikslinę varžą. Jis neturėjo strypų įkalimo strypų, kurie galėtų dirbti su ilgesniais nei 3 m strypais, o artimiausias pailgintų strypų tiekėjas buvo Lagose, už 700 km. Mes jam išsiuntėme sekcijinių strypų rinkinius ir žalvarines jungtis. Po dviejų savaičių jo komanda standartiniu sukamuoju plaktuku įkalė tuos pačius strypus į 6 m gylį, o išmatuota varža buvo 4,2 omai. Šis projektas pakeitė mūsų požiūrį į sprendimą dėl vientisos ir sekcijinės konstrukcijos: tai ne pasirinkimo klausimas, o dirvožemio, įrangos ir prieigos prie objekto klausimas.

Sekcijinis ir vientisas: sprendimas nėra susijęs su pirmenybe

Vientiso strypo argumentas paprastas ir pagrįstas: nėra jungčių – nėra ir silpnų vietų. Vienas 2,4 m ilgio variu padengtas strypas, įkaltas tiesiai į drėgną molį, tarnaus ilgiau nei jūsų pastatas ir kainuoja mažiau nei tokio pat ilgio sekcijinis mazgas. Mes vis dar parduodame daugiau vientisų strypų nei sekcijinių rinkinių pagal tūrį, ir ne be reikalo: negiliems įrengimams mažos varžos grunte jie yra tinkamas pasirinkimas.

Tačiau per 17 metų, kai gaminame įžeminimo gaminius, pastebėjome nuoseklų modelį: projektai, kurie mums grąžinami su didelio atsparumo problemomis, beveik visada yra vientisi įrenginiai sausame, uolėtame ar smėlingame dirvožemyje, kur rangovas įkalė strypą iki galo ir sustojo – nes neturėjo galimybės eiti giliau.sekcijinis įžeminimo strypaspašalina šį apribojimą. Kiekvienas segmentas yra 1,2 m ilgio, sujungtassrieginės jungtys, ir jūs toliau pridedate segmentus, kol varžos matuoklis rodys žemiau jūsų tikslinio. Turime klientų Saudo Arabijoje, kurie surinko 9 m ilgio sekcijinius strypus dykumos smėlyje, ir klientų Kongo Demokratinėje Respublikoje, kurie surinko 12 m ilgio tropiniame laterite.

TheIEEE standartas 80Pastotės įžeminimo standartas nenurodo vieno projekto svarbos kitam. Jame nurodomas galutinis rezultatas: pakankamai maža įžeminimo varža, kad būtų užtikrintas saugumas gedimų srovės atveju. Kaip pasiekti tokią varžą, yra konkrečios vietos inžinerinis, o ne filosofinis sprendimas.

Pagrindinis klausimas yra ne „kuris geresnis“, o „kas nutinka, kai jūsų vientisa meškerė nėra pakankamai ilga?“. Abudžoje atsakymas buvo toks: prarandate dvi savaites ieškodami ilgesnių meškerių iš Lagoso. Rijade atsakymas buvo toks: užsisakote iš mūsų sekcijų rinkinius ir tą pačią dieną tęsiate žvejybą. Sekcijų konstrukcija suteikia jums lankstumo, o mūsų patirtis rodo, kad lankstumas skiria projektus, kurie pasiekia savo pasipriešinimo tikslus, nuo projektų, kurie jų negauna.

Kodėl po kryžminio sriegimo epidemijos pertvarkėme savo jungtį

2021 m. mūsų palaikymo komanda pastebėjo su jungtimis susijusių skundų skaičiaus padidėjimą. Per vienerius metus užregistravome 47 kryžminio sriegio įpjovimo atvejus 14 šalių. Modelis buvo nuoseklus: montuotojas dirbo purvinoje tranšėjoje, pradėjo montuoti jungties sriegį nedideliu kampu, ir žalvariniai sriegiai deformavosi anksčiau nei plieninio strypo sriegiai. Žalvaris yra minkštesnės konstrukcijos (norime, kad jungtis sugestų anksčiau nei strypas, kad jį būtų galima pakartotinai naudoti), tačiau šis konstrukcijos pasirinkimas sukūrė gedimo režimą, kurio nenumatėme.

Išsiaiškinome, kad priežastis yra sriegio įėjimo geometrija. Standartinis V formos sriegis tiek ant strypo, tiek ant jungties turėjo aštrų įėjimo kraštą, todėl buvo lengva pradėti sriegimą kampu, ypač kai sriegiai buvo užteršti dirvožemiu. Mūsų sprendimas: nusklembėme pirmuosius du sriegius ant strypo ir ant jungties, sukurdami platesnį įėjimo kampą, kuris automatiškai centruoja jungtį net ir pradėjus gręžti šiek tiek nesutapstant. Taip pat pridėjome vizualinį lygiavimo žymėjimą (lazeriu išgraviruotą liniją ant jungties korpuso), kuris rodo montuotojui, kada sriegiai tinkamai sulygiuoti.

Rezultatai buvo reikšmingi. 2022 m. skundų dėl sriegių kryžminimo sumažėjo iki 19. 2023 m. – iki 11. 2024 m. pirmąjį pusmetį – iki 3. Tai yra bendras maždaug 70 procentų sumažėjimas, ir mums tai nieko nekainavo už vienetą – nuožulna yra įrankio, o ne medžiagos pakeitimas. Tokį laipsnišką patobulinimą leidžia atlikti 17 metų gamybos atsiliepimų.

Pati jungties medžiaga yra apdirbama iš vientiso žalvario strypo (ne išlieto). Žalvarį pasirinkome vietoj plieno dėl trijų priežasčių. Pirma, žalvaris nekorozuoja dirvožemyje taip, kaip paprastas plienas – Saudo Arabijoje iškasėme jungtis iš 15 metų senumo įrenginių, kurie atrodė beveik nauji. Antra, galvaninio potencialo skirtumas tarp žalvario ir variu padengto plieno yra minimalus (mažesnis nei 50 mV), o tai reiškia, kad elektrocheminė korozija sriegio sąsajoje yra nereikšminga. Trečia, žalvaris apdirba sriegius pagal griežtesnius tolerancijos nuokrypius nei plienas, o tai svarbu, kai sriegiate rankiniu būdu purvinoje tranšėjoje ir reikia, kad jungtis būtų sujungta sklandžiai.

Mūsų žalvarinės jungties tempiamasis stipris (≥580 N/mm2) viršija strypo segmentų plieninės šerdies takumo ribą. Tai tikriname kiekvienoje gamybos partijoje: hidrauliniu tempimo bandymo prietaisu sunaikiname tris bandinius. Strypas visada lūžta maždaug 25 mm atstumu nuo jungties paviršiaus – niekada nelūžta ties pačia jungtimi. Tai yra numatyta: norime, kad strypas lūžtų anksčiau nei jungtis, nes sugedusį strypą galima ištraukti ir pakeisti, o sugedusi jungtis gali palikti segmentą įstrigusį po žeme.

Variu plakiruotas plienas: mūsų testuojamos specifikacijos ir nustatomi gedimai

Kiekvienas gamintojas nurodo tas pačias specifikacijas: vario storį, grynumą, tempiamąjį stiprumą, tiesumą. Skirtumas yra tas, ar šios specifikacijos yra išbandytos, ar laikomos prezumpcijomis. Mūsų gamykloje Sinčange mes išbandome kiekvieną gamybos partiją ir atmetame medžiagas, kurios neatitinka reikalavimų. Štai ką mes išbandome, kaip tai darome ir ką pasiekėme.

Vario sluoksnio storis: ≥0,254 mm. Tai yraUL 467Minimalus reikalavimas. Matuojame kalibruotu ultragarsiniu storio matuokliu trijuose taškuose kiekvienam strypui (gale, viduryje, apačioje). Mūsų gamybos vidurkis yra 0,28 mm, o diapazonas yra nuo 0,254 iki 0,32 mm. 2022 m. atmetėme visą vario katodo partiją iš naujo tiekėjo, kai pirmosios partijos bandymas parodė 0,22 mm vidutinį storį. Tiekėjas teigė, kad katodas atitiko specifikacijas; mūsų ultragarsinis matuoklis teigė kitaip. Pakeitėme tiekėjus.

Vario grynumas: ≥99,95 proc. Tai patikriname atlikdami kibirkštinio elektromagnetinio spektrometrijos (OES) analizę kiekvienai gaunamai vario katodo partijai. Priemaišos, viršijančios 0,05 %, ypač sieros ir fosforo, pagreitina koroziją rūgščiame dirvožemyje. 2023 m. partija...variu dengtas plieninis strypasiš mūsų gamybos linijos ištirtas 99,91 % grynumo produktas. Problemą sukėlė užterštas vario anodas galvanizavimo bake. Užuot siuntę medžiagą, kuri per anksti surūdytų darbo vietoje, mes ją išmetėme (maždaug 2000 strypų).

Sukibimo vientisumas: 180 laipsnių lenkimo bandymas. Vario sluoksnis neturi įtrūkti ar atsisluoksniuoti, kai strypas sulenkiamas 180 laipsnių kampu 100 mm spinduliu. Šis bandymas imituoja smūgio jėgas lenkimo metu. Jį atliekame su kiekviena gamybos partija. Jei varis lupasi, galvanizavimo srovės tankis buvo per mažas, o sukibimas yra mechaninis, o ne metalurginis. Per pastaruosius trejus metus šio bandymo neišlaikėme du kartus, abu kartus – dėl įtampos kritimo galvanizavimo linijoje, kurį sukėlė korozijos paveikta šyna.

Tiesumas: ≤1 mm/m. Po galvanizavimo kiekvieną strypą ištiesiname hidrauliniu presu, o tada patikriname valcuodami ant plokščios granito plokštės. Strypai, kurių nuokrypis didesnis nei 1 mm/m, atmetami. Ši specifikacija yra svarbesnė, nei dauguma žmonių supranta: strypas su 3 mm/m išlinkimu neįkals tiesiai, o strypas, nukrypęs nuo vertikalės, nepasieks tikslinio gylio be išgręžtos skylės. Esame matę importuotų strypų iš kitų gamintojų su 4–5 mm/m išlinkimu, todėl jie praktiškai netinkami giluminiam kalimui.

Giluminio įžeminimo strypo įrengimas: ko išmokome iš klaidų lauke

Diegimo procesas, skirtas asekcijinis įžeminimo strypasnėra sudėtinga, tačiau kiekvienas žingsnis turi gedimų režimų, apie kuriuos sužinojome sunkiuoju būdu – skambindami klientams, teikdami garantines pretenzijas ir lankydamiesi objekte.

Išankstinė duobė: žingsnis, kurį dauguma rangovų praleidžia. Suspaustame arba uolėtame dirvožemyje visada pradėkite nuo išankstinės duobės, naudodami žemės grąžtą, šiek tiek mažesnį nei strypo skersmuo. 2022 m. rangovas Damame, Saudo Arabijoje, įkalė tris strypo segmentus į dykumos smėlį be išankstinės duobės. Strypo galas atšoko nuo užkastos uolienos 1,8 m gylyje, sulenkdamas strypą 15 laipsnių kampu nuo vertikalės. Jam teko ištraukti sulenktą segmentą (45 minučių darbas su domkratu) ir pradėti iš naujo su išankstine duobė. Išankstinė duobė truko 5 minutes ir išvengė visų vėlesnių lenkimo problemų.

Jungties sukimo momentas: nepakankamai ir per daug priveržtas sukimo momentas yra netinkamas. 5/8 colio strypams nurodome 50–80 Nm, o 3/4 colio strypams – 60–100 Nm. 2023 m. projekte Dar es Salame, Tanzanijoje, montuotojai jungtis priveržė rankomis be veržliarakčio. Įkalimo metu dvi jungtys atsilaisvino, ir segmentai atsiskyrė po žeme. Viršutinis segmentas toliau įsukamas, bet apatinis segmentas liko 2 m gylyje. Jiems teko atsisakyti abiejų segmentų ir pradėti kasti naują gręžinį 30 cm atstumu. Nuo tada kiekvienoje sekcijų rinkinio dėžutėje yra sukimo momento specifikacijų kortelė.

Sriegių valymas: 20 sekundžių, kurios padės išvengti 20 minučių vargo. Prieš įsukant jungtį, nuvalykite nešvarumus nuo strypo sriegių. Purvinomis sąlygomis (dažniausiai pasitaiko tropinėse instaliacijose) į sriegius susikaupę nešvarumai veikia kaip abrazyvas ir gali sukelti jungties užstrigimą pusiaukelėje. Gavome tris garantines pretenzijas iš Pietryčių Azijos, kur montuotojas jėga įspaudė nešvarumais užpildytą jungtį ir nulupdė žalvarinius sriegius. Standžių šerelių šepetys (kurį dabar įtraukiame į savo montavimo rinkinį) išsprendžia šią problemą per 20 sekundžių.

Atsparumo bandymas: atlikite bandymą prieš montuodami didesnį gylį. Įrengus kiekvieną segmentą, išmatuokite įžeminimo varžą įtampos kritimo matuokliu pagalNFPA 70 (Nacionalinis elektros kodeksas)reikalavimus. Jei jau nepasiekėte tikslinio pasipriešinimo lygio, nustokite važiuoti. Matėme, kaip rangovai Nigerijoje važiuoja iki 7 m, kai būtų pakakę 4 m, taip sugaišdami tris segmentus ir jų įrengimo darbą. Laipsniškas metodas – bandymas, sprendimas, važiavimas – yra pagrindinis sekcijų konstrukcijos ekonominis privalumas.

Keturi gedimų režimai iš 17 metų įžeminimo gaminių gamybos patirties

Tiekdami įžeminimo gaminius daugiau nei 60 šalių, aiškiai suprantame, kas sugenda ir kodėl. Čia pateikiami keturi dažniausiai pasitaikantys gedimų režimai, surūšiuoti pagal dažnumą mūsų palaikymo užklausų duomenyse nuo 2018 iki 2024 m.

1 klaida: kryžminis gijų perdavimas (47 % visų palaikymo užklausų). Jau aptarta aukščiau. Pertvarkytas dizainas su nuožulniomis įžangomis sumažino šį skaičių nuo 47 incidentų 2021 m. iki 3 2024 m. pirmąjį pusmetį.

2 gedimas: vario atsisluoksniavimas kaltinimo metu (23 % klaidų). Jei vario sluoksnio ir plieninės šerdies jungtis yra mechaninė, o ne metalurginė, pasikartojančios smūginės jėgos kaltinimo metu gali sukelti vario atšokimą ties galu. Tai sukuria „grybo“ efektą, kuris neleidžia toliau kalti ir apsaugo plieninę šerdį nuo korozijos. Mūsų 180 laipsnių lenkimo bandymas tai nustato gamykloje, tačiau mes vis dar matome tai kitų gamintojų strypuose, kuriuos mūsų klientai įsigijo kitur ir maišė su mūsų jungtimis.

3 gedimas: Strypo lenkimas uolėtame grunte (18 % bilietų). Net ir esant 600+ N/mm2 tempiamojo stiprumo šerdiai, strypas, atsitrenkęs į užkastą uolieną kampu, sulinks. Sulenktas daugiau nei keliais laipsniais, strypas neįstums tiesiai. Prevencija: įtariamame uolėtame grunte visada naudokite išankstinę gręžinio skylę. Šį skundą gavome įgyvendindami projektus Turkijoje, Irane ir kalnuotuose Rytų Afrikos regionuose.

4 gedimas: korozija jungties jungtyje druskingame dirvožemyje (12 % bilietų). Pakrantės arba druskingoje aplinkoje sriegio sąsaja gali koroduoti greičiau nei strypo korpusas, jei jungties medžiaga nėra galvaniškai suderinama. Mūsų žalvarinės jungtys sumažina šią riziką, nes galvaninio potencialo skirtumas tarp žalvario ir variu padengto plieno yra mažesnis nei 50 mV. Ypač druskingai aplinkai (pakrantės Saudo Arabija, Kataras, JAE) taip pat siūlome nerūdijančio plieno jungties variantą.

Dirvožemio varžos duomenys iš realių projektų: kodėl gylis keičia viską

Giluminio kalimo priežastis yra grunto varža. Daugelio tipų gruntuose varža mažėja didėjant gyliui, nes gilesniame grunte yra didesnis drėgmės kiekis ir daugiau ištirpusių mineralų. Čia pateikiamos išmatuotos grunto varžos vertės trijuose realiuose projektuose, kuriuose tiekėme sekcijinių strypų rinkinius:

Abudža, Nigerija (laterito gruntas, 800 omų-m): 1,5 m vientiso strypo = 28 omai. 3 m sekcijinio strypo = 14 omų. 6 m sekcijinio strypo = 4,2 omo. Rangovui reikėjo 5 omų; naudodami sekcijinę sistemą, jie ją pasiekė maždaug 5,5 m gylyje.

Rijadas, Saudo Arabija (dykumos smėlis, 1 200 omų-m): 2,4 m vientisas strypas = 45 omai. 3 m skerspjūvio = 32 omai. 6 m skerspjūvio = 12 omų. 9 m skerspjūvio = 6,8 omo. Projekto specifikacijoje buvo reikalaujama 10 omų; ji buvo pasiekta maždaug 7 m gylyje.

Dar es Salamas, Tanzanija (molio-priemolio žemė, 200 omų-m): 1,5 m vientisas strypas = 8 omai. Specifikacijoje nurodyta varža 5 omai. Vienas 1,5 m prailginimas (iš viso 3 m) sumažino varžą iki 4,8 omo. Šiuo atveju dirvožemis buvo kooperatyvus ir reikėjo tik minimalaus gylio prailginimo.

TheIEEE standartas 142 (Žalioji knyga)pateikia formulę varomojo strypo varžai įvertinti: R = (ρ / 2πL) × (ln(4L/a) – 1), kur ρ yra grunto varža, L yra strypo ilgis, o a yra strypo spindulys. Formulė patvirtina tai, ką rodo mūsų lauko duomenys: varža yra atvirkščiai proporcinga strypo ilgiui. Dvigubai padidinus gylį, varža paprastai sumažėja 40–60 procentų, priklausomai nuo grunto sluoksnio storio.

Praktinė išvada yra paprasta. Mažos varžos grunte (žemiau 300 omų/m) paprastai pakanka 1,5–3 m ilgio vientiso strypo. Vidutinės varžos grunte (300–1000 omų/m) gali prireikti 3–6 m ilgio, o tai reiškia sekcijinį strypą.Darbuotojų saugos ir sveikatos administracija (OSHA)reikalauja, kad darbdaviai statybvietėse parengtų užtikrintas įrangos įžeminimo laidininkų programas, įskaitant tinkamą įžeminimo elektrodų montavimą. Didelės varžos dirvožemyje (virš 1000 omų/m) beveik neabejotinai reikės 6 m ar daugiau, o sekcijinė sistema yra vienintelis praktiškas būdas tai pasiekti.

Bendra įdiegtos išlaidos: kai sekcijinis modelis pranoksta vientisą modelį pagal jūsų finansines galimybes

Sekcinės sistemos medžiagų kaina metrui yra didesnė nei vieno elemento, nes mokate už jungtis ir papildomą pakuotę. Tačiau į bendrą įrengimo kainą įeina darbas, transportavimas, atliekos ir įranga, todėl didėjant gyliui, palyginimas pasislenka sekcinės sistemos naudai.

Transporto išlaidų taupymas. 2023 m. klientas iš Kampalos, Ugandos, papasakojo, kad 3 m ilgio strypų transportavimo iš uosto į projekto vietą (200 km neasfaltuotais keliais) kaina sudarė maždaug 40 % strypų kainos, nes kiekvienas sunkvežimis dėl ilgio apribojimų galėjo vežti tik 200 strypų. Kai jie perėjo prie 1,2 m ilgio segmentų, tas pats sunkvežimis perveždavo 500 segmentų per reisą. Transportavimo kaina vienam strypo metrui sumažėjo daugiau nei perpus.

Atliekų mažinimas. Uolėtame dirvožemyje vientisi strypai, kurie kalimo metu sulinksta, yra atliekos. Mūsų Artimųjų Rytų klientai praneša apie 8–12 procentų atliekų kiekį, naudojant vientisus strypus uolėtame dykumų dirvožemyje, palyginti su mažiau nei 2 procentais naudojant sekcijines sistemas (nes trumpesnius segmentus lengviau valdyti, o bandomosios gręžinio žingsnis nuosekliau laikomasi). 10 % atliekų kiekis 200 strypų projekte reiškia 20 iššvaistytų strypų ir jų ištraukimo darbą.

Įrangos išlaidos. Ilgesniam nei 2,4 m vientisam strypui reikalingas specializuotas strypų kalimo įrankis su ilgu griebtuvu. Sekcijinę sistemą galima įkalti standartiniu sukamuoju plaktuku su griebtuvo adapteriu – įranga, kurią dauguma elektros rangovų jau turi. Sutaupytos įrangos nuomos išlaidos gali kompensuoti jungčių kainą mažuose ir vidutinio dydžio projektuose.

Seklioms instaliacijoms (≤1,5 m) pigesni ir greitesni yra vientisi strypai. 1,5–3,0 m ilgio instaliacijoms palyginimas priklauso nuo konkrečios vietos. Gilesnėms nei 3,0 m instaliacijoms vienintelis praktiškas variantas yra sekcijinė konstrukcija, todėl kainos palyginimas yra beprasmis.

Išvada

Renkantis tarp sekcijinių ir vientisų įžeminimo strypų, svarbu ne tai, kuris iš jų yra geresnis teoriškai. Svarbu, kuris iš jų atitinka jūsų dirvožemio sąlygas, tikslinę varžą ir jūsų objekto logistiką. Vienetiniai strypai yra paprastesni, pigesni ir tvirtesni vienam linijiniam metrui. Sekcijiniai įžeminimo strypai yra vienintelis praktiškas sprendimas, kai reikia gilintis giliau nei 3 m, kai transportavimas riboja strypų ilgį arba kai dirvožemio sąlygos yra neaiškios ir norite lankstumo palaipsniui didinti gylį.

Jungties kokybė lemia, ar sekcijinė sistema veikia taip, kaip suprojektuota. Po 47 kryžminių sriegių gedimų 2021 m., mes pertvarkėme savo jungtį su nuožulniais sriegių įėjimais ir 70 procentų sumažinome gedimų rodiklį. Tai yra tokio pobūdžio iteracinis patobulinimas, kurį lemia 17 metų gamybos patirtis ir daugiau nei 60 šalių atlikta praktinė analizė.

„Xinchang Shibang New Material Co., Ltd.“ įmonėje gaminameSekciniai įžeminimo strypų rinkiniai, srieginės jungtys, variu dengti plieniniai strypai, ir platų įžeminimo bei žaibosaugos priedų asortimentą pagal ISO 9001:2008 standartą. Susisiekite su mumis ir aptarkite savo projekto reikalavimus.

Dažnai užduodami klausimai