175895. lajstromszámú szabadalom • Acélalumínium sodrony, különösen villamos energia szállítására és eljárás ilyen sodrony előállítására
3 175895 4 róziónak - és a korrózió elleni védelemnek - az olyan légvezetékek esetében, amelyek tengerhez közel vannak. További követelmény, hogy az acélalumínium sodrony térkitöltési tényezője minél kedvezőbb legyen. Térkitöltési tényező alatt az acélalumínium sodrony keresztmetszetében az acélhuzalok, valamint az alumínium huzalok felületének összege és a sodrony névleges átmérőjéből számított felület viszonyszámát értjük. Természetesen igen döntő jelentőségű követelmény még, hogy az acélalumínium sodrony olcsó legyen. Az alumínium sodronyok ára szempontjából döntő jelentőségű az előállítási eljárás költsége, és a felhasznált anyagok ára. Számos egyéb követelmény és szempont van még az acélalumínium sodronyok területén, ezeket azonban a találmány szempontjából nem tartjuk olyan lényegeseknek, hogy a szabadalmi leírás keretei között foglalkozzunk velük. A villamos energia szállítására szolgáló acélalumínium sodronyok ismert szerkezetei közül túlnyomórészt a következő szerkezetet alkalmazzák. Az acélbél olyan acélsodronyból van, amelyet horganyozott acélhuzalokból sodornak. Az ilyen acélbél körül van az alumínium köpeny, amelyet alumínium huzalok vagy alumínium huzalokból készített pászmák alkotnak. Az acélbél sodrási iránya és az alumínium huzalok illetve pászmák sodrási iránya egymással ellentétes. Az egyes alumínium huzalok egymással valamint az acélbél acélhuzalaival lazán érintkeznek, így az alumínium huzalok illetve pászmák lényegében körkeresztmetszetűek. Az előbbiekben vázolt felépítésű, ismert acélalumínium sodronyok előállítása úgy történik, hogy acélhuzalt horganyréteggel látnak el, a horganyozott acélhuzalból acélsodronyt készítenek és erre sodorják az acélsodronyéval ellentétes sodrási iránnyal és az alumínium huzalokból illetve pászmákból álló köpenyt. Az ismert ilyen szerkezetű acélalumínium sodrony mechanikai szilárdság szempontjából vett egyik hátránya, hogy meghatározott terhelés felvételére viszonylag nagy acélkeresztmetszetet kell alkalmazni. A viszonylag nagy acélkeresztmetszet azért szükséges, mert az acélsodronyt képező acélhuzalok anyagaként max. 100-120 kp/mm2 szakítószilárdságú acélt lehet alkalmazni, ennél nagyobb szakítószilárdságú anyagot nem. Mint az ismert acélalumínium sodrony előállítási eljárásánál utaltunk rá, ezen ismert eljárás során az acélhuzalt horganyozzák, mégpedig a kellő vastagságú horganyréteg biztosítása érdekében úgynevezett tűzi horganyozást kell alkalmazni. A tűzi horganyozás hőmérsékletén a nagyobb szakítószilárdságú acélanyagok olyan metallográfiái átalakuláson mennének keresztül, ami az eredeti szakítószilárdságot lecsökkentené. A viszonylag nagy acélkeresztmetszet folytán a villamos veszteségnek az a komponense, amelyet az acélból hiszterézis vesztesége okoz, viszonylag megnő. Az ismert acélalumínium sodronyok fajlagos súlya is meglehetősen nagy, éppen azért, mert az acélbél keresztmetszete a korábban tárgyalt mechanikai szilárdság biztosítása végett meglehetősen nagy. Az egész acélalumínium sodrony fajlagos súlyában ugyanis az acélbél igen jelentős hányadot tesz ki, tekintettel arra, hogy az acélbél anyagának fajsúlya kereken háromszor akkora, mint az alumínium köpeny anyagának fajsúlya. Az ismert szerkezetű acélalumínium sodrony a térkitöltési tényező szempontjából is kedvezőtlen. Az adott szerkezeti kialakítás mellett ugyanis nem lehet az alumínium köpenyt képező alumínium huzalokat illetve az ilyen huzalokból álló pászmákat rátömöríteni az acélbélre, mert az egymással ellentétes irányban sodrott acélbélés alumíniumpászma egymással érintkező részei igen kis felületen támaszkodnak egymáshoz, ennélfogva az érintkezési felületeknél nagy nyomóerő állana elő. E nagy nyomóerő mellett a sodrony üzemi körülmények között bekövetkező lengései során elkerülhetetlen relatív mozgások igen nagy koptató hatást jelentenének, és a villamos vezetés szempontjából káros keresztmetszetcsökkenéseket okoznának az alumínium huzalokban. Az élettartam tekintetében is jelentős hátránya van az ismert szerkezetű acélalumínium sodronynak. Az élettartamot csökkentő mechanikai hatások közül itt a már említett koptató hatás érvényesül leginkább. A laza szerkezetű sodrony — amelynek tehát rossz a térkitöltési tényezője — nem zárja ki, hogy a légvezeték környezetében mindig jelenlevő szilárd szemcsék — például por — bejussanak az acélbél acélhuzalai közé. Ezek az igen kemény szemcsék a légvezeték lengése során az egyes acélhuzalok egymáshoz képesti elmozdulásakor igen durva koptató hatást fejtenek ki. Az élettartam csökkenése szempontjából a legdöntőbb szerepe a korróziónak van. A laza szerkezetű acélalumínium sodrony esetében a légvezeték környezetében levő nedvesség és az atmoszférában mindig jelenlevő különféle gázok és gőzök akadálytalanul jutnak az acélbél acélhuzalai közé, és a villamos feszültség hatására vagy egyszerű oldási folyamat következtében igen agresszív salétromsav, kénessav vagy más káros anyag keletkezik, ami az acélbél anyagát igen rövid idő alatt oly mértékben szétroncsolja, hogy az alkalmatlanná válik a mechanikai terhelés viselésére. A korróziós folyamat különösen gyorsan tönkreteszi az acélalumínium sodrony acélrészét, ha az ilyen szerkezetű acélalumínium sodrony tenger közelében van. A tengerpart közelében épített villamos távvezetékek ilyen ismert szerkezetű acélalumínium sodronyait sokszor 5—7 évenként cserélni kell, ha meg akarják előzni a légvezetékek leszakadását. Az ismert szerkezetű acélalumínium sodrony eddig felsorolt hátrányos tulajdonságaihoz kapcsolódó igen súlyos gazdasági hátrányok is fellépnek. Ezek elemzése helyett csak az előállítási eljárás költségességére kívánunk utalni azzal, hogy felhívjuk a figyelmet a horganyozási művelet által keletkezett többletköltségre. A horganyozási művelet ugyanis — az acélalumínium sodrony meghatározott hosszára vonatkoztatva - az előállítási összköltség igen jelentős részét teszi ki. Az ismert ilyen szerkezetű acélalumínium sodronyok hátrányainak kiküszöbölése végett több 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
