Prečo som napísal toto porovnanie

V odvetví ochrany pred bleskom a uzemňovania pôsobím už viac ako desať rokov. Každý týždeň sa rozprávam so zahraničnými kupujúcimi – elektrotechnikmi, inžiniermi rozvodní, projektovými manažérmi telekomunikácií – a rozhodujem sa, ktorý materiál uzemňovacej tyče si vybrať. Prvá otázka sa vždy týka počiatočných nákladov. Ale po 12 rokoch, čo pomáham klientom získavať všetko od medených tyčí až po exotermické zváracie materiály, tyč s najnižšou cenou nie je najekonomickejšia počas celej životnosti inštalácie.

Tento článok rozoberá skutočné náklady na nainštalovaný merač pre tri typy uzemňovacích tyčí: oceľ s pomedzeným plátovaním (CCS), čistá meď a žiarovo pozinkovaná oceľ – na základe nákladov na materiál, montážnych faktorov, miery korózie a údajov o životnosti, ktoré sledujeme v spoločnosti SHIBANG. Ak ste inžinier, ktorý píše špecifikáciu, alebo manažér obstarávania porovnávajúci cenové ponuky, tieto údaje potrebujete na rozhodnutie, ktoré bude platné počas celej projektovanej životnosti vašej inštalácie.

Tri materiály uzemňovacích tyčí v skratke

1. Uzemňovacia tyč z ocele s medeným plátovaním (CCS)

Oceľové tyče s medeným plátovaním pozostávajú z vysokopevnostného nízkouhlíkového oceľového jadra (obsah uhlíka ~0,15 %) s medenou vrstvou spojenou galvanickým tvarovaním. Čistota medi je ≥99,95 % a štandardná hrúbka vrstvy je ≥0,254 mm.SHIBANGova oceľová uzemňovacia tyč s medeným povlakomčiary, priemery sa pohybujú od 14,2 mm do 25 mm (5/8″ až 3/4″), dĺžky od 1,2 m do 3,0 m a pevnosť v ťahu ≥580 N/mm².

Stále si pamätám, ako som stál vedľa našej galvanoplastickej linky v továrni SHIBANG a sledoval, ako z pokovovacej nádrže vychádza várka 16 mm CCS tyčí. Operátor kontroluje každú tyč pomocou...magnetický hrúbkomer– ručné zariadenie, ktoré sníma hrúbku medenej vrstvy meraním magnetickej príťažlivosti cez meď. Jedna várka bola označená ako neplatná, pretože manometer namerali na hrote 0,248 mm – len 6 mikrónov pod špecifikáciou 0,254 mm. Celá várka bola vrátená na prepracovanie. Táto disciplína je dôležitá, keď prút skončí v pobrežnej hline na druhej strane sveta.

Medená vrstva poskytujeodolnosť voči korózii a vodivosť čistej medi na povrchu, zatiaľ čo oceľové jadro poskytuje mechanickú pevnosť pre zatĺkanie do hustej pôdy. Spojenie medi a ocele sa testuje ohnutím tyče o 90° v polomere 100 mm bez zlomenia alebo delaminácie. Životnosť v typickej pôde presahuje 50 rokov. Táto kombinácia je dôvodom, prečo je CCS štandardnou špecifikáciou uzemnenia na celom svete.

2. Čistá medená uzemňovacia tyč

Čisté medené tyče používajú meď T2 (čistota ≥99,95 %).Čistá medená uzemňovacia tyč od spoločnosti SHIBANGNa stránke sú k dispozícii možnosti rovnakého priemeru a dĺžky ako CCS. Meď je však na kilogram výrazne drahšia ako oceľ. Plná medená tyč poskytuje najnižšiu odolnosť pri danom priemere a vynikajúcu odolnosť voči korózii v agresívnych pôdach. Čistá meď je však mäkká – zatĺkanie do skalnatej alebo zhutnenej pôdy riskuje ohnutie alebo rozrastenie konca, a preto mnohí dodávatelia predvŕtavajú pilotné otvory. Táto dodatočná práca prispieva k už aj tak vyšším nákladom na materiál.

Raz mi zavolal jeden dodávateľ z Manily, frustrovaný z toho, že pozinkované tyče na jeho telekomunikačnej veži na svahu prehrdzaveli už po štyroch rokoch v pobrežnej hline. Výmena si vyžadovala výkop okolo aktívneho betónového základu. Samotná práca presiahla to, čo by tyče CCS stáli vopred. „Mal som venovať pozornosť údajom o soľnej hmle, ktoré ste mi ukázali,“ priznal. Ten hovor mi utkvelo v pamäti – preto sa každého klienta najprv pýtam na pôdne podmienky.

3. Žiarovo pozinkovaná oceľová uzemňovacia tyč

Pozinkované oceľové tyče sú nízkouhlíková oceľ so zinkovým povlakom naneseným žiarovým zinkovaním. Zinková vrstva poskytuje obetnú ochranu – koroduje ako prvá a chráni tak podkladovú oceľ.Pozinkovaná uzemňovacia tyč SHIBANGV produktovej rade majú tieto prúty rovnaké rozmery, ale spomedzi týchto troch možností majú najnižšiu jednotkovú cenu.

Hrúbka zinkového povlaku sa typicky pohybuje od 55 do 85 µm. V pôde s neutrálnym pH a dobrou drenážou môže pozinkovaná tyč vydržať 15 – 25 rokov. Ale v kyslej pôde (pH pod 5,5) alebo slanom prostredí sa zinková vrstva môže spotrebovať v priebehu 5 – 8 rokov, po čom oceľové jadro rýchlo koroduje. Videl som pozinkované tyče, ktoré boli vytiahnuté z pobrežných projektov už po 6 rokoch, pričom zinok bol úplne odstránený. Každú várku nechávame testovať naším...komora so soľnou hmloupri 5 % NaCl po dobu minimálne 72 hodín – tento test odhalí dierky v zinkovom povlaku, ktoré by žiadna vizuálna kontrola nikdy nezachytila.

Pozinkované oceľové tyče majú legitímne využitie. Dočasné uzemnenie stavieb, krátkodobé projekty (projektovaná životnosť 5 – 10 rokov) a suché vnútrozemské oblasti s neutrálnym pH pôdy sú všetko rozumné prípady použitia. Kupujúcim odporúčam, aby nešpecifikovali pozinkované tyče pre trvalé inštalácie v oblastiach s ročnými zrážkami nad 800 mm, pobrežných zónach do 15 km od slanej vody alebo v priemyselnom prostredí s chemickou expozíciou. Našepozinkovaná uzemňovacia tyčje solídny produkt, keď sa hodí na danú aplikáciu.

Cena uzemňovacej tyče na nainštalovaný merač: Čísla

Nižšie je uvedené porovnanie relatívnych nákladov na základe našich údajov o exporte v spoločnosti SHIBANG a spätnej väzby o inštalácii od klientov z juhovýchodnej Ázie, Blízkeho východu, Afriky a Južnej Ameriky.

Kľúčové ponaučenie:Tyče CCS stoja približne rovnako za meter ako pozinkovaná oceľ, ak sa zohľadní výmena po 50 rokoch – a ušetria vám námahu s vykopávaním skorodovaných tyčí. Čistá meď má zmysel iba vtedy, keď majiteľ požaduje životnosť presahujúcu 60 rokov bez nutnosti údržby alebo keď je pôda príliš agresívna aj na obklad CCS.

Rozdelenie nákladov na inštaláciu podľa materiálu

Oceľ potiahnutá meďou – vyvážená voľba

Medený plášť s minimálnou hrúbkou 0,254 mm poskytuje odolnosť proti korózii blízku čistej medi počas prvých niekoľkých desaťročí. Oceľové jadro zabezpečuje dostatočnú tuhosť na priame zatĺkanie bez predvŕtania vo väčšine pôd. Závitové spojky umožňujú spájanie viacerých sekcií s dosiahnutím hĺbky 6 m alebo viac pre vysokonapäťové rozvodne.uzemňovacia tyč z medenej ocelechyba priamosti je ≤1 mm/m – kritická pri hlbokej vŕtaní, pretože ohnutá tyč sa v podzemí vychyľuje.

Sledoval som projekty, kde boli tyče CCS skontrolované po 15 rokoch v pobrežnej hline. Medený plášť zostal neporušený na viac ako 95 % povrchu. Lokálne škrabance z razenia vykazovali iba povrchovú hrdzu na odkrytej oceli. Tyč bola stále plne funkčná. Tento reálny výkon je dôvodom, prečo CCS tvorí 80 % našich exportných objednávok, čo je podložené výrobou s certifikátom ISO 9001:2008 v našej továrni.

Čistá meď – keď sú náklady na materiál druhoradé voči životnosti

Predávam menej čistých medených tyčí ako CCS, ale kupujúci, ktorí si ich vyberajú, majú špecifické dôvody. Pobrežné plošiny, pobrežné odsoľovacie zariadenia a chemické zariadenia často špecifikujú čistú meď, pretože časový interval na údržbu je extrémne krátky – ak tyč počas prevádzky zlyhá, náklady na odstavenie výroby a jej výmenu sú astronomické.

V 3-prútovom poli s dĺžkou 2,4 m každý, výber čistej medi namiesto CCS pridáva prémiu, ktorá je zanedbateľná pre veľkú rozvodňu, ale ťažšie zdôvodniteľná pre malú telekomunikačnú vežu.uzemňovacia tyč z čistej medisa vyrába z medených ingotov T2 s úplnou sledovateľnosťou materiálu a ku každej exportnej zásielke poskytujeme certifikáty z mlyna. Každá tyč prechádza pred balením vizuálnou a rozmerovou kontrolou – na tom trvám, pretože objednávka čistej medi je významnou investíciou a kupujúci potrebuje presne vedieť, čo dostáva od prvej tyče až po poslednú.

Pozinkovaná oceľ – nižšie počiatočné náklady, vyššie náklady počas celej životnosti

Chcem byť úprimný, čo sa týka pozinkovanej ocele, pretože som videl príliš veľa projektov, kde počiatočné rozhodnutie o úspore nákladov viedlo o desať rokov neskôr k drahým opravám. Vyššie uvedená tabuľka predpokladá jednu výmenu za 50 rokov, ale náklady na výmenu presahujú samotnú tyč – výkop, opätovné zatĺkanie, opätovné pripojenie a testovanie. Na rozvinutých trhoch môže samotná práca niekoľkonásobne presiahnuť náklady na tyč. Našepozinkovaná uzemňovacia tyčje solídny produkt, ale iba ak viete, že sa hodí na danú aplikáciu.

Faktory, ktoré menia nákladovú rovnicu

Odpor pôdy

Najväčšou premennou je merný odpor pôdy.Norma IEEE 81-2012poskytuje metódy merania. Tyč v pôde s hustotou 100 Ω·m (typická hlinitá pôda) dosahuje zlomok odporu rovnakej tyče v pôde s hustotou 1 000 Ω·m (suchý piesčitý štrk). Materiály s nižšou vodivosťou, ako je pozinkovaná oceľ, môžu na dosiahnutie cieľa vyžadovať viac tyčí alebo hlbšie zatĺkanie, čím sa eliminuje akákoľvek počiatočná cenová výhoda. Pred odporúčaním vždy od klientov požadujem údaje o odpore pôdy, pretože tento jediný parameter úplne mení optimálnu voľbu.

Jazdné podmienky

Kamenná pôda mení ekonomiku. Ak musí dodávateľ predvŕtať, náklady na pracovnú silu sa zvyšujú pre akýkoľvek typ tyče. Čistá meď je najviac postihnutá, pretože sa ľahšie ohýba – raz sa mi vrátila zásielka od dodávateľa z Kene, ktorý sa pokúsil zatĺcť 20 mm plné medené tyče do lateritu a ohnul tri tyče v priebehu prvých 50 cm. Tyče CCS oveľa lepšie odolávajú nárazu, pretože oceľové jadro absorbuje energiu kladiva bez plastickej deformácie. Pre pôdu s významným obsahom hornín odporúčame začať so sekčnou tyčou CCS vybavenou kaleným zatĺkacím hrotom. Pridáva to malý príplatok za tyč, ale zabraňuje to najčastejšej chybe pri inštalácii, s ktorou sa stretávame pri našich exportných objednávkach.

Požiadavky kódu

Národné elektrotechnické predpisy zaobchádzajú s materiálmi uzemňovacích tyčí odlišne.NEC (NFPA 70)V USA sa vyžaduje odpor voči zemi 25 Ω alebo menej pre jednu tyč. Európske normy podľa IEC 60364 špecifikujú minimálnu hrúbku medeného spoja pre trvalé uzemnenie.Norma IEC 62561-2Zahŕňa požiadavky na uzemňovače v systémoch ochrany pred bleskom. Kontrola miestnych predpisov je nevyhnutná a v rámci predpredajnej podpory pomáham našim klientom orientovať sa v nich.

Ako pristupujem k výberu uzemňovacej tyče pre našich klientov

Keď ma kontaktuje nový klient s otázkou týkajúcou sa uzemňovacej tyče, položím mu tri otázky:

1. Aký je typ pôdy a aký je jej odpor?— Ak im chýba prieskum, odhadujem na základe regionálnych geologických údajov.
2. Aká je životnosť návrhu?— Rozvodne a telekomunikačné veže potrebujú 30 – 50 rokov. Dočasné lokality môžu potrebovať iba 5 – 10 rokov.
3. Je uzemňovací systém prístupný?— Zakopané pod betónom je trvalé; tyče v prístupnej jame je možné otestovať a vymeniť.

Na základe ich odpovedí odporúčam v 8 z 10 prípadov.medené oceľové uzemňovacie tyčePre extrémne riziko korózie alebo veľmi dlhú životnosť odporúčamuzemňovacie tyče z čistej medi. Pozinkované oceľové tyčesú vyhradené pre dočasné inštalácie alebo projekty s obmedzeným rozpočtom, kde vlastník akceptuje riziko výmeny.

Okrem tyče uzemňovací systém zahŕňa spojky, exotermické zváracie materiály, uzemňovacie vodiče a testovacie svorky. NašeStránka kategórie Uzemňovacia tyč a uzemňovacia tyčpokrýva tieto. Písal som aj omedené závitové tyče pre stavebné aplikácieavysokopevnostné oceľové tyče pre uzemňovacie systémyako doplnkové zdroje pre inžinierov navrhujúcich kompletné uzemňovacie riešenia.

Často kladené otázky