Kāpēc es uzrakstīju šo salīdzinājumu

Esmu strādājis zibensaizsardzības un zemējuma nozarē vairāk nekā desmit gadus. Katru nedēļu es runāju ar ārvalstu pircējiem — elektroinstalācijas darbuzņēmējiem, apakšstaciju inženieriem, telekomunikāciju projektu vadītājiem —, lai izlemtu, kādu zemējuma stieņa materiālu norādīt. Pirmais jautājums vienmēr ir par sākotnējām izmaksām. Taču pēc 12 gadiem, palīdzot klientiem atrast visu, sākot no vara apšūtiem stieņiem līdz eksotermiskiem metināšanas materiāliem, stienis ar zemāko cenu nav visekonomiskākais visā instalācijas kalpošanas laikā.

Šajā rakstā ir sadalītas reālās izmaksas par vienu uzstādīto metru trīs zemējuma stieņu veidiem: ar varu apšūtam tēraudam (CCS), tīram varam un karstcinkotam tēraudam, pamatojoties uz materiālu izmaksām, uzstādīšanas faktoriem, korozijas ātrumu un kalpošanas laika datiem, ko mēs izsekojam SHIBANG. Ja esat inženieris, kas raksta specifikāciju, vai iepirkumu vadītājs, kas salīdzina piedāvājumus, šie ir dati, kas jums nepieciešami, lai pieņemtu lēmumu, kas ir spēkā visā jūsu instalācijas projektētajā kalpošanas laikā.

Trīs zemējuma stieņu materiāli īsumā

1. Vara pārklāta tērauda (CCS) zemējuma stienis

Ar varu apšūti tērauda stieņi sastāv no augstas stiprības zema oglekļa satura tērauda serdes (oglekļa saturs ~0,15%) ar vara slāni, kas savienots ar galvaniskās formēšanas metodi. Vara tīrība ir ≥99,95%, un standarta slāņa biezums ir ≥0,254 mm. PieSHIBANG vara apšūts tērauda zemējuma stienislīnija, diametrs ir no 14,2 mm līdz 25 mm (no 5/8 collas līdz 3/4 collas), garums no 1,2 m līdz 3,0 m un stiepes izturība ≥580 N/mm².

Es joprojām atceros, kā stāvēju blakus mūsu galvaniskās formēšanas līnijai SHIBANG rūpnīcā, vērojot, kā no galvanizācijas tvertnes iznāk 16 mm CCS stieņu partija. Operators pārbauda katru stieni armagnētiskais biezuma mērītājs— rokas ierīce, kas nolasa vara slāņa biezumu, mērot magnētisko pievilkšanās spēku caur varu. Viena partija tika atzīmēta, jo mērierīce pie piedziņas gala rādīja 0,248 mm — tikai 6 mikronus zem specifikācijā norādītā 0,254 mm biezuma. Visa partija tika nosūtīta atpakaļ pārstrādei. Šī disciplīna ir svarīga, kad stienis nonāk piekrastes mālā otrā pasaules malā.

Vara slānis nodrošinaTīra vara virsmas izturība pret koroziju un vadītspēja, savukārt tērauda serde nodrošina mehānisko izturību ieskrūvēšanai blīvā augsnē. Vara un tērauda savienojums tiek pārbaudīts, saliecot stieni par 90° 100 mm rādiusā bez lūzuma vai delaminācijas. Kalpošanas laiks tipiskā augsnē pārsniedz 50 gadus. Šī kombinācija ir iemesls, kāpēc CCS ir noklusējuma zemējuma specifikācija visā pasaulē.

2. Tīra vara zemējuma stienis

Tīra vara stieņos tiek izmantots T2 varš (≥99,95% tīrība).SHIBANG tīra vara zemējuma stienislappuse, ir pieejamas tāda paša diametra un garuma opcijas kā CCS. Taču varš ir ievērojami dārgāks nekā tērauds, rēķinot uz kilogramu. Vienlaidus vara stienis nodrošina viszemāko pretestību noteiktam diametram, kā arī izcilu korozijas izturību agresīvās augsnēs. Tomēr tīrs varš ir mīksts — iedurot akmeņainā vai sablīvētā augsnē, pastāv risks, ka gals salocīsies vai veidosies kā sēne, tāpēc daudzi darbuzņēmēji iepriekš urbj pilotcaurumus. Šis papildu darbs palielina jau tā augstākās materiālu izmaksas.

Reiz man piezvanīja kāds darbuzņēmējs no Manilas, kurš bija neapmierināts ar to, ka viņa kalna nogāzes telekomunikāciju torņa cinkotie stieņi bija sarūsējuši tikai pēc 4 gadiem, kas bija novietoti piekrastes mālā. Lai to nomainītu, bija jāveic izrakumi ap aktīvu betona pamatu. Vien darbaspēka izmaksas pārsniedza CCS stieņu sākotnējās izmaksas. "Man vajadzēja pievērst uzmanību sālsūdens izsmidzināšanas datiem, ko jūs man parādījāt," viņš atzina. Šis zvans man palika atmiņā — tāpēc es vispirms katram klientam jautāju par augsnes stāvokli.

3. Karstās cinkošanas tērauda zemējuma stienis

Cinkota tērauda stieņi ir zema oglekļa satura tērauds ar cinka pārklājumu, kas uzklāts ar karstās cinkošanas metodi. Cinka slānis nodrošina aizsardzību pret upurēšanu — tas vispirms korodē, aizsargājot pamatā esošo tēraudu.SHIBANG cinkotais zemējuma stienisproduktu līnijā šiem stieņiem ir vienādi izmēri, taču starp trim variantiem tiem ir viszemākā vienības cena.

Cinka pārklājuma biezums parasti svārstās no 55 līdz 85 µm. Neitrāla pH augsnē ar labu drenāžu cinkots stienis var kalpot 15–25 gadus. Bet skābā augsnē (pH zem 5,5) vai sāļā vidē cinka slānis var tikt patērēts 5–8 gadu laikā, pēc tam tērauda serde strauji korodē. Esmu redzējis cinkotus stieņus, kas tiek izņemti no piekrastes projektiem tikai pēc 6 gadiem, un cinks ir pilnībā izzudis. Mēs katru partiju izlaižam caur mūsusāls izsmidzināšanas kameravismaz 72 stundas 5% NaCl vidē — šī pārbaude atklāj cinka pārklājumā caurumiņus, ko vizuāla pārbaude nekad netiktu pamanīta.

Cinkota tērauda stieņiem ir pamatots pielietojums. Pagaidu būvniecības zemējums, īstermiņa projekti (5–10 gadu projektētais kalpošanas laiks) un sausas iekšzemes teritorijas ar neitrālu pH augsni ir pamatoti lietošanas gadījumi. Es iesaku pircējiem nenorādīt cinkotu stieņu izmantošanu pastāvīgām instalācijām apgabalos ar gada nokrišņu daudzumu virs 800 mm, piekrastes zonās 15 km rādiusā no sālsūdens vai rūpnieciskā vidē ar ķīmisku iedarbību. Mūsucinkots zemējuma stienisir stabils produkts, ja tas atbilst pielietojumam.

Zemējuma stieņa izmaksas par uzstādīto skaitītāju: skaitļi

Zemāk ir sniegts relatīvais izmaksu salīdzinājums, kas balstīts uz mūsu eksporta datiem SHIBANG un klientu atsauksmēm par uzstādīšanu visā Dienvidaustrumāzijā, Tuvajos Austrumos, Āfrikā un Dienvidamerikā.

Galvenais secinājums:CCS stieņu cena par metru ir aptuveni tāda pati kā cinkota tērauda stieņiem, ja ņem vērā nomaiņu ik pēc 50 gadiem, un tie ietaupa laiku, kas būtu nepieciešams, lai izraktu sarūsējušus stieņus. Tīrs varš ir lietderīgs tikai tad, ja īpašniekam ir nepieciešams bezapkopes kalpošanas laiks, kas pārsniedz 60 gadus, vai ja augsne ir pārāk agresīva pat CCS apšuvumam.

Uzstādīšanas izmaksu sadalījums pa materiāliem

Vara pārklāts tērauds — līdzsvarota izvēle

Vismaz 0,254 mm biezais vara apšuvums nodrošina korozijas izturību, kas ir tuvu tīra vara izturībai pirmajās desmitgadēs. Tērauda serde padara to pietiekami stingru tiešai iedzīšanai bez iepriekšējas urbšanas lielākajā daļā augsņu. Vītņotie savienotāji ļauj savienot vairākas sekcijas, lai sasniegtu 6 m vai lielāku dziļumu augstsprieguma apakšstacijās.vara pārklāts tērauda zemējuma stienisTaisnuma kļūda ir ≤1 mm/m — kritiski svarīga, iedziļinoties dziļi, jo saliekts stienis novirzās pazemē.

Es sekoju līdzi projektiem, kuros CCS stieņi tika pārbaudīti pēc 15 gadiem piekrastes mālā. Vara apšuvums palika neskarts vairāk nekā 95% virsmas. Lokalizētās skrāpējumos no braukšanas bija redzamas tikai virspusējas rūsas uz atsegtā tērauda. Stienis joprojām bija pilnībā funkcionāls. Šī reālā veiktspēja ir iemesls, kāpēc CCS veido 80% no mūsu eksporta pasūtījumiem, ko nodrošina ISO 9001:2008 sertificēta ražošana mūsu rūpnīcā.

Tīrs varš — kad materiālu izmaksas ir sekundāras salīdzinājumā ar kalpošanas laiku

Es pārdodu mazāk tīra vara stieņu nekā CCS, taču pircējiem, kas tos izvēlas, ir konkrēti iemesli. Jūras platformas, piekrastes atsāļošanas iekārtas un ķīmiskās rūpnīcas bieži vien norāda tīru varu, jo apkopes logs ir ārkārtīgi šaurs — ja stienis sabojājas ekspluatācijas laikā, ražošanas pārtraukšanas izmaksas tā nomaiņai ir astronomiskas.

Trīs stieņu masīvā ar katra stieņa garumu 2,4 m, tīra vara izvēle, nevis CCS, rada papildu vērtību, kas ir niecīga lielai apakšstacijai, bet grūtāk attaisnojama nelielam telekomunikāciju tornim. Mūsutīra vara zemējuma stienistiek ražots no T2 vara stieņiem ar pilnīgu materiāla izsekojamību, un mēs nodrošinām fabrikas sertifikātus katram eksporta sūtījumam. Katrs stienis pirms iepakošanas tiek vizuāli un izmēru pārbaudīts — es uz to uzstāju, jo tīra vara pasūtījums ir ievērojams ieguldījums, un pircējam ir precīzi jāzina, ko viņš saņem no pirmā stieņa līdz pēdējam.

Cinkots tērauds — zemākas sākotnējās izmaksas, augstākas kalpošanas laika izmaksas

Es vēlos būt godīgs par cinkotu tēraudu, jo esmu redzējis pārāk daudz projektu, kuros sākotnējais lēmums ietaupīt izmaksas noveda pie dārgiem remontiem desmit gadus vēlāk. Iepriekš redzamajā tabulā ir pieņemts, ka stieņa nomaiņa notiek reizi 50 gados, taču nomaiņas izmaksas pārsniedz pašu stieni — tās ietver izrakšanu, atkārtotu iedzīšanu, atkārtotu savienošanu un testēšanu. Attīstītajos tirgos darbaspēks vien var vairākas reizes pārsniegt stieņa izmaksas. Mūsucinkots zemējuma stienisir stabils produkts, bet tikai tad, ja zināt, ka tas ir piemērots lietojumam.

Faktori, kas maina izmaksu vienādojumu

Augsnes pretestība

Augsnes pretestība ir lielākais mainīgais lielums.IEEE 81-2012 standartsnodrošina mērīšanas metodes. Stienis 100 Ω·m augsnē (tipiskā māla augsnē) sasniedz daļu no tā paša stieņa pretestības 1000 Ω·m augsnē (sausā smilšainā grants augsnē). Zemākas vadītspējas materiāliem, piemēram, cinkotam tēraudam, mērķa sasniegšanai var būt nepieciešams vairāk stieņu vai dziļāka iedzīšana, tādējādi novēršot jebkādas sākotnējās izmaksu priekšrocības. Pirms ieteikšanas es vienmēr jautāju klientiem augsnes pretestības datus, jo šis vienīgais parametrs pilnībā maina optimālo izvēli.

Braukšanas apstākļi

Akmeņaina augsne maina ekonomiku. Ja darbuzņēmējam ir jāveic iepriekšēja urbšana, jebkura veida stieņiem palielinās darbaspēka izmaksas. Visvairāk tiek ietekmēts tīrs varš, jo tas vieglāk liecas — reiz saņēmu sūtījumu no darbuzņēmēja Kenijā, kurš mēģināja iedzīt 20 mm cietus vara stieņus laterītā un pirmo 50 cm laikā salieca trīs stieņus. CCS stieņi daudz labāk iztur triecienus, jo tērauda serde absorbē āmura enerģiju bez plastiskas deformācijas. Augsnei ar ievērojamu iežu saturu iesakām sākt ar sekcijveida CCS stieni, kas aprīkots ar rūdītu iedzīšanas galu. Tas pievieno nelielu piemaksu par katru stieni, bet tas novērš visizplatītāko uzstādīšanas kļūmi, ko redzam savos eksporta pasūtījumos.

Koda prasības

Nacionālie elektrotehniskie kodeksi atšķirīgi apstrādā zemējuma stieņu materiālus.NEC (NFPA 70)ASV ir noteikta prasība, lai viena stieņa pretestība pret zemi būtu 25 Ω vai mazāka. Eiropas standarti saskaņā ar IEC 60364 nosaka minimālo vara savienojuma biezumu pastāvīgai zemēšanai.IEC 62561-2 standartsaptver zibensaizsardzības sistēmu zemējuma elektrodu prasības. Vietējo noteikumu prasību pārbaude ir būtiska, un es palīdzu mūsu klientiem tās apgūt kā daļu no pirmspārdošanas atbalsta.

Kā es pieeju zemējuma stieņu izvēlei mūsu klientiem

Kad jauns klients sazinās ar mani ar jautājumu par zemējuma stieni, es uzdodu trīs jautājumus:

1. Kāds ir augsnes tips un pretestība?— Ja viņiem nav apsekojuma, es veicu aprēķinus, pamatojoties uz reģionālajiem ģeoloģiskajiem datiem.
2. Kāds ir dizaina kalpošanas laiks?— Apakšstacijām un telekomunikāciju torņiem nepieciešami 30–50 gadi. Pagaidu vietām var būt nepieciešami tikai 5–10 gadi.
3. Vai zemējuma sistēma ir pieejama?— Zem betona ierakšana ir pastāvīga; stieņus pieejamā bedrē var pārbaudīt un nomainīt.

Balstoties uz viņu atbildēm, 8 no 10 reizēm es iesakuvara pārklāti tērauda zemējuma stieņiĪpaša korozijas riska vai ļoti ilga konstrukcijas kalpošanas laika gadījumā iesakutīra vara zemējuma stieņi. Cinkota tērauda stieņiir rezervēti pagaidu instalācijām vai budžeta ziņā ierobežotiem projektiem, kuros īpašnieks uzņemas nomaiņas risku.

Papildus stienim zemējuma sistēmā ietilpst savienotāji, eksotermiskie metināšanas materiāli, zemējuma vadītāji un testa skavas. MūsuZemējuma stieņu un zemējuma stieņu kategorijas lapaaptver šos. Esmu arī rakstījis parvara savienojuma vītņoti stieņi būvniecības vajadzībāmunAugstas stiepes tērauda stieņi zemējuma sistēmāmkā papildu resursi inženieriem, kas izstrādā pilnīgus zemējuma risinājumus.

Bieži uzdotie jautājumi