مفتول چیست؟
taghizadeh
مفتول چیست: یک سیم تک رشته‌ای از جنس فلز است و از یک عایق از جنس پلیمر PVC تهیه شده است. این کالا انواع گوناگونی دارد که دو مدل از آن‌ها از جنس آهن و فولاد هستند. مفتول‌ها در صنعت ساختمان استفاده‌های فراوانی دارند. کارخانجات سازنده این کالا برای ساخت آن، شمش مورد لازم به‌منظور تولید را در کوره‌های گرم قرار داده و تحت دمایی تقریباً ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد در معرض حرارت واقع میشوند تا به‌طور کامل گداخته و ذوب گردند؛ سپس با نظر به‌قطر لازم، شمش را به تعداد مرتبه‌هایی که از دستگاه‌ها عبور می‌کنند تا به قطر مد نظر برسد.
مفتول‌ها از طریق دستگاه‌ها به کلاف تبدیل میشوند. لازم به‌ذکر است که بعد از اینکه این کالا به کلاف تبدیل شدند، دمایی تقریباً ۹۸۰ درجه سانتی‌گرادی دارند؛ چنانجه مفتول به‌صورت عادی سرد شود، بسیار ترد و شکننده خواهد شد، به‌همین علت آن‌ها را از طریق دستگاه‌هایی سرد و پس از آن آماده‌ی بسته‌بندی می‌نمایند. سیم مفتولی یا سیم خشک، این نوع سیم که به شکل تک رشته‌ای است.
هادی آن به‌طور معمول از مس تهیه می‌شود. سیم مفتول یکی از موارد پرکاربردی است که با استفاده از فرآیند نورد گرم ساخته می‌شود. مفتول مقطع گردی داشته و به طور کلاف پیچیده شده است. این نوع سیم‌ها به‌علت انعطاف‌پذیری بسیاری که دارند قادرند در اشکال متنوعی دربیایند. علاوه براین دارای مقاومت بسیاری نیز هستند و ویژگی آهنربایی ندارند؛ کنار یکدیگر قرار گرفتن این دو خصوصیت موجب می‌شود که یک نمونه برجسته در زمینه صنعت باشد.
انواع سیم مفتول
» سیم مفتولی گالونیزه سرد
این نوع سیم‌ها از مفتول سیاه تهیه میشوند. در این شیوه، مفتول سیاه را ابتدا تمیز کرده؛ سپس از طریق الکترولیزر، یک لایه‌بر روی مفتول سیاه قرار می‌دهند. مفتول‌های گالوانیزه سرد به دوصورت کلاف و شاخه قابل دسترس هستند.
» سیم مفتولی گالوانیزه گرم
این نوع سیم‌ها با استفاده از فرآیند نورد گرم تهیه میشوند. در این پروسه مفتول سیاه پس از اینکه حرارت داده شد، در وانی مملو از روی مذاب غوطه‌ور شده و لایه‌ای از روی بر سطح آن قرار می‌گیرد. مفتول‌های گالوانیزه گرم نرم هستند و سطح صافی نیز دارند.
» سیم مفتول سیاه یا آرماتوری
این نوع مفتول‌ها نیز از طریق مفتول سیاه که در معرض حرارت قرار گرفته و نرم شده‌اند، تهیه میشوند. به اینگونه سیم‌ها، مفتول‌های آرماتوربندی یا آرماتوری نیز می‌گویند.
» سیم مفتولی سفید
سیم‌های مفتولی سفید به‌علت اینکه کاربرد بسیار وسیعی در صنایع گوناگونی دارند، یکی از مطرح‌ترین سیم‌های مفتول به‌شمار می‌روند. این مفتول نیز با استفاده از روش گالوانیزه سرد و گرم تهیه می‌شود.
» سیم مفتولی استیل
سیم‌های مفتولی استیل که به‌دلیل انعطاف‌پذیری و مقاومت کششی بسیار خود مشهور هستند؛ در دو نوع مفتول استیل فابریک و غیرفابریک دسته بندی میشوند. برای تهیه مفتول‌های فابریک، میلگردهای استیل در طی عملیاتی کشیده میشوند.
» سیم مفتول مسوار
مفتول مسوار در قطرهای 1.5 تا 9 میلی‌متر به‌صورت کلاف، شاخه و قرقره با سطح مسطح تهیه می‌گردد. این کالا در صنایع گوناگونی همچون لوازم برقی و قطعه‌سازی به‌کار گرفته می‌شود. مفتول مسوار در تهیه‌ی انواع پین, صنایع آشپزخانه, رخت آویز, انواع چوب لباسی، تولید کیف دستی و مسافرت، تولید انواع قفس، صنعت خودروسازی کاربرد بسیاری دارد.
روش تولید سیم مفتول
کارخانه‌های نورد برای ساخت مفتول، شمش را در کوره‌های گرم برده و تا دمای 1200 درجه سانتیگراد مورد حرارت قرار می‌دهند. پس از اینکه شمش به‌طور کامل گداخته شد، به‌شکل مکانیزه در دستگاه‌های نورد وارد می‌شود. تعداد مرتبه‌های عبور شمش از تحهیزات نورد به قطر مفتول مورد لازم وابسته است.
پس از اینکه مفتول به حد متناسبی نورد شد، از طریق تحهیزات تولید کلاف به کویل یا توپی مفتول تبدیل میشوند. شیوه خنک کردن مفتول به این شکل است که در مرحله‌ی اول نورد تقریباً 55 درجه سانتیگراد، در مراحل بعد 92 درجه و در مرحله‌ی انتهایی 55 درجه از دمای آن کاهش می‌یابد. با این وضعیت مفتول در مرحله‌ی انتهایی دمایی تقریباً 980 درجه سانتیگراد دارد. چنانچه میزان افت دما فراتر از این میزان باشد، مفتول بعد از نهایی شدن مراحل بیان شده بسیار ترد و شکننده خواهد بود.
دمای 727 درجه سانتیگراد را در پروسه سرد شدن شمش گداخته در طی تبدیل شدن به مفتول، دمای بحرانی می‌گویند. در این دما کربن در آهن به طور فاز پرلیتی به وجود می‌آید.
فاز پرلیت موجب سخت شدن آهن می‌شود. سخت‌شدن مفتول موجب می‌شود برای ساخت مفتول کششی با مشکلاتی مواجه باشیم. در شرایطی‌که در مفتول حفره‌های گازی وجود داشته باشد، علت آن را در حبس گازهایی که در زمان شکل گیری و انجماد شمش ایجاد شده است می‌توان جست و جو نمود. برای این هف مطلوب است، شمش را در خلاء تولید نموده که این عمل به ویژه در کارخانه‌های مدرن صورت می‌گیرد.
کاربردهای ویژه سیم مفتول
سیم مفتولی که با عنوان‌های سیم غیرقابل انعطاف، سیم نصب ثابت و یا سیم خشک نیز مطرح است، به‌طور معمول برای به‌کارگیری در کابل‌کشی داخلی تابلوهای برق و توزیع کننده‌ها استفاده دارد. علاوه بر این استفاده از سیم مفتولی درون لوله‌ها و زیر گچ نیز امری مرسوم است. لازم به ذکر است که سیم مفتول‌ها با هادی تابیده را می‌توان برای اتصالات تابلوهای کنترل، در تولید دسته سیم و نیز الکترونیک صنعتی در نظر گرفت. سیم مفتولی به‌صورت وسیع در مواردی همچون استخراج سطحی و زیرزمینی جرثقیل، حفاری، برج جرثقیل، سازه‌های دریایی و برقی، آسانسور، نفت و گاز، قطع هرنوع زمین و تراموا مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع سیم‌ها به‌منظور تحمل بارهای مکانیکی یا سیگنال‌های برق و مخابرات به‌کار گرفته میشوند. به‌کارگیری این نوع سیم‌ها در محل‌های آبدار، مرطوب، خشک و در محیط‌های باز و بسته و … مناسب اسات.
سیم مفتولی سیم سختی بوده و از این رو برای محیط‌هایی مناسب است که به نصب ثابت نیاز دارد. کاربرد سیم مفتولی به‌صورت مختصر در ایستگاه‌های توزیع برق داخل لوله‌ها و کابل‌کشی درون تابلوهای الکتریکی و زیر مصالح ساختمانی همچون گچ است. این مدل سیم‌ها کاربردهای بسیاری دارند، از سویی در عایق‌بندی، رابیتس بندی، عایق کاری و گل آرایی موتورخانه‌ها، به کارگیری سیم‌های مفتولی نمره 18 و 20 پیشنهاد می‌گردد. سیم مفتولی را می‌توان در منازل، تاسیسات استاتیک، به صورت دفنی در زیر زمین، بتن و آب نیز برای تا
تأمین انرژی به کار برد.
ویژگی‌های مهم سیم مفتول
جنس هادی در سیم مفتولی از مس آنیل شده با خلوص بالا (هادی مفتولی یا هادی غیرقابل انعطاف) بوده که خصوصیات هادی به‌کار رفته در سیم مفتولی می‌بایست بر اساس الزامات استاندارد ملی ایران با شماره ISIRI 3084 و یا استاندارد جهانی IEC ۶۰۲۲۸ باشد. عایق مورد استفاده در سیم مفتولی ترکیب پلیمر پی وی سی از نوع PVC/C است. ولتاژ تست در سیم‌های مفتولی با ولتاژ نامی ۵۰۰/۳۰۰، ولتاژ ۲۰۰۰ ولت و با ولتاژ نامی ۷۵۰/۴۵۰، ولتاژ ۲۵۰۰ ولت است.
تمامی سیم‌های مفتولی (سیم‌های خشک) با ولتاژ نامی ۵۰۰/۳۰۰ ولت و سطح مقطع 5/0، 75/0 و یا ۱ میلی‌متر مربع می‌بایست براساس الزامات استاندارد ملی ایران با شماره ISIRI(607)05 و یا استاندارد بین المللی ۶۰۲۲۷ IEC 05 ساخته شده و روانه‌ی بازار گردد. از جمله دیگر ویژگی‌های سیم مفتول عبارت‌اند از:
» انعطاف‌پذیری بالا
» سازگار بودن با محیط زیست
» شکل‌پذیر بودن
» سطحی صاف، صیغلی و براق
» ارزان قیمت و در دسترس
» در انواع مختلف سایزهای گوناگونی دارد
» قطر ۹-۰.۲ میلی‌متری
» میزان روکش روی به‌کار رفته ۲۵-۱۰ گرم بر مترمربع
» تحمل اجسام سنگین
» در مقابل زنگ زدگی، خوردگی، محیط اسیدی و قلیایی مقاوم است
» سازگار با کلیه مناطق جغرافیایی، شرایط آب و هوایی
» مقاومت بالا در مقابل نم، رطوبت و اکسید‌شدن (زنگ زدگی)
» مقاومت در مقابل ساییدگی و پیچیده شدن
» در دسترس بودن برای عموم افراد
» مقرون به‌صرفه بودن
» نگهداری و نصب راحت
» طول‌عمر طولانی (بیش از ۵۰ سال) در شرایط دشوار آب و هوایی
» دوام و ماندگاری فراتر از ۷۰ سال در مناطق خوش آب و هوا (غیردریایی و غیر صنعتی)
تفاوت سیم مفتول با سیم افشان
بااهمیتترین تفاوتی که مشخص است، انعطاف‌پذیری کابل مفتولی است. ساختار هادی افشان باعث انعطاف‌پذیری بیشتر آن در مقایسه با نوع مفتولی می‌گردد. در محل‌هایی که کابل متحرک بوده یا به‌طور مکرر پیچانده شده (همچون پریزهای صنعتی سیار) طبیعی است که گزینه مطلوب سیم افشان خواهد بود. از سوی دیگر به‌منظور نصب ثابت و زمینی سیم مفتولی انتخاب مناسب‌تری به‌نظر می‌آید. از نظر کمیت‌های الکتریکی نیز تفاوت‌هایی بین سیم مفتولی و افشان وجود دارد.
مقاومت اهمی شناخته شده‌ترین معیار الکتریکی برای سیم و کابل برق است. در هادی افشان به‌علت پیچش تارها، طول هر کدام از آن‌ها از طول کل کابل فراتر بوده و این مسئله بااهمیتترین علت تفاوت مقاومت الکتریکی در واحد طول میان سیم افشان و مفتولی است.
به‌صورت نمونه هادی مفتولی در سطح مقطع 6 میلی‌متر مربع در دمای 20 درجه سانتیگراد (سلسیوس) مقاومت 3.08 اهم‌بر کیلومتری دارد؛ در صورتی‌که برای هادی افشان در سایز مشابه عدد 3.3 گزارش شده است، تفاوت چندان چشم‌گیر نیست؛ اما احتمال دارد در موارد ویژه یا متراژ بالا تأثیر خود را بیشتر بروز بدهد. از دیگر خصوصیات حائز توجه می‌توان به مقاومت در مقابل خوردگی اشاره کرد که گزارشات از عملکرد بهتر سیم مفتولی از این لحاظ حکایت دارد.
لازم به ذکر است که یک شکل دیگری نیز برای هادی کابل برق موجود است که به نیمه افشان یا چند مفتولی مطرح است. این نوع سیم دارای خصوصیاتی درحد واسط دو نوع مفتولی و افشان است. به‌طور مثال از لحاظ پارامترهای الکتریکی به مفتولی نزدیکتر است؛ اما در مقایسه با آن منعطف‌تر عمل می‌کند.
مقاومت الکتریکی در سیم مفتول
مقاومت الکتریکی هادی در سیم افشان بیشتر از سیم مفتولی است. به‌طور مثال مقاومت الکتریکی هادی در سیم افشان به سطح مقطع ۵/۱ میلی‌متر مربع و میزان ۳/۱۳ اهم بر کیلومتر و در سیم مفتول با سطح مقطع مشابه میزان ۱/۱۲ اهم بر کیلومتر گزارش شده است. این تفاوت به‌علت وجود رشته‌های هادی با طول پیچش معین در هادی کابل افشان است.
استانداردBS EN 60228 و ISIRI 3084 به‌منظور اندازه‌گیری مقاومت الکتریکی هادی سیم مفتول و جدول حداکثر مقاومت انواع سیم مفتول مورد تدوین واقع شده است. تست تعیین مقاومت DC سیم مفتول با گروه‌بندی هادی، هادی های مفتولی، هادی‌های نیمه افشان، کلاس ۵ (هادی‌های انعطاف پذیر) و کلاس ۶ (هادی‌های بسیار انعطاف پذیر)، مختص انواع جنس هادی مس همچون ساده، مس قلع اندود، آلومینیوم و آلیاژ آلومینیوم، گرد و یا در شکل دیگر معین شده است.
مقاومت الکتریکی سطح مقطع اسمی در بازه ۰٫۵ تا 2500 میلی‌متر مربع قرار دارد و نتایج با واحد اهم بر کیلومتر گزارش میشوند. برای اندازه‌گیری دقیق در نتایج آزمون مقاومت هادی، نمونه می‌بایست برای یک بازه زمانی لازم (حداقل ۱۶ ساعت) در محیط آزمایشگاه نگهداری شود تا مطمئن باشیم که دمای هادی به اندازه‌ی مناسبی رسیده است که تعیین دقیق مقاومت را میسر می‌سازد.
به‌صورت کلی ابزارآلات آزمون مقاومت الکتریکی هادی یا دو پل Kelvin یا Bridge Wheatstone بوده که از مبنای تعادل ولتاژ در مقاومت‌های مطرح برای تشخیص مقاومت ناشناخته بهره می‌برند. ابزارآلات اندازه‌گیری مقاومت الکتریکی هادی به نحوی تولید شده‌اند که مقاومت هادی سیم مفتول را با استفاده از قانون Ohms، جریان و ولتاژ در سراسر نمونه محاسبه شده و گزارش خواهد شد.
سیم مفتول گالوانیزه گرم
مفتول گالوانیزه گرم یا مفتول سفید یک نوع از مفتول گالوانیزه است که با استفاده از گالوانیزاسیون داغ، مفتول سیاه (فولادST 37) مورد حرارت واقع شده و روکش دهی می‌گردد. مفتول گالوانیزه گرم در حقیقت مفتول سیاه آنیل شده‌ای است که بر اثر حرارت، کرین آن به کمترین میزان ممکن رسیده و بسیار نرم و نفوذ پذیر شده است؛ سپس از طریق غوطه‌وری در وان مذاب روی، به‌طور کامل روکش دهی می‌گردد. دارا بودن سطح صاف، صیقلی و نرم از خصوصیات منحصر به فرد این کالا به‌شمار می‌رود.
توانایی خم شدن و پیچیده شدن بسیار آن موجب می‌شود که در محصولات بافتی از قبیل انواع توری حصاری، گابیون، سیم خاردار، توری مرغی و … به‌کار گرفته می‌شود. مراحل تولید سیم مفتول گالوانیزه گرم به صورت زیر است:
» آماده سازی مفتول سیاه برای گالوانیزاسیون که می‌توان آن‌ها را در کوره آنیل حرارت داد و نرم نمود یا به شکل کوره در خط این عملیات را انجام داد. این عمل در دمای ۸۰۰ الی ۹۰۰ درجه فارنهایت صورت گرفته و آن را بازپخت نیز می‌نامند.
» اکسید زدایی از طریق عبور مفتول سیاه حرارت داده شده از وان اسید (اسید شور شدن)
» عبور از کوره مذاب روی و بعد از آن برطرف کردن روی اضافی از سطح مفتول
» سیستم خنک کننده که با استفاده از آب و هوا صورت می‌گیرد.
» سیستم جمع کن که به یکی از سه نوع عمومی معمولی، بغل ریز افقی و عمومی پروانه‌ای انجام می‌پذیرد.
سیم مفتول گالوانیزه سرد
در شیوه تولید گالوانیزه سرد، فلز روی از طریق الکترولیز بر روی سیم می‌نشیند. از این رو ضخامت روی کاسته شده و چندان در برابر رطوبت مقاوم نیست. در مدل گرم ضخامت روی بیشتر بوده و بنابراین دیرتر زنگ می‌زند. در شیوه گالوانیزه سرد، پس از تمیزکاری و اکسید زدایی مفتول سیاه از طریق اعمال جریال الکتریکی و با پروسه الکترولیزر لایه‌ای بر روی آن قرار خواهد گرفت. این لایه مبنای لایه گالوانیزه سرد بوده که نسبت به روش گرم بسیار نازکتر است. این پروسه ضمن مقاوم کردن مفتول در مقابل رطوبت و شکستگی، آن را منعطف نیز می‌گرداند. اين کار با مقصود جلوگيری از خوردگی فلز پايه (فولاد) و زنگ زدگی آن صورت می‌گیرد.
در زمان خرید سیم مفتول گالوانیزه سرد می‌بایست به این نکات توجه کرد که مفتول گالوانیزه به شیوه سرد، به‌طور معمول در قطر ۰.۵ تا ۶ میلی‌متر و به‌دو صورت کلاف و شاخه تهیه شده و تركيبات شيميايي و خواص مكانيكي آن‌ها باتوجه به ميلگردی است كه از آن ساخته شده است.
بانظر به اينكه در ساخت مفتول گالوانيزه، مفتول سیاه به‌کار می‌رود. از این رو بسيار نرم بوده و درصد ازدياد طولی آن و علاوه بر این مقاومت آن در برابر خمش و پيچش افزایش پیدا می‌کند؛ درنتیجه روی موجود بر سطح این مفتول ضخامتش کاسته شده و در این شرایط نوع سرد آن چندان در برابر رطوبت مقاوم نخواهد بود. انواع سیم مفتول به روش سرد شامل نوع سرد چینی است که بیشترین کاربرد را دارد. این مدل سیم از آنجا که برای اسکوپ کردن پشت سنگ‌های گرانیت مورد استفاده قرار می‌گیرد که به آن سیم اسکوپ نیز می‌گویند.
انواع روکش سیم مفتول
سیم مفتول یکی از وسایل با اهمیت در حوزه ساخت و ساز است. این کالا که یک شکل نیمه پایانی دارد از بیلت‌های فولادی تهیه شده است که مقاومت بسیار بالا و با وجود توانایی انعطاف‌پذیری می‌توان آن را در حالت‌های گوناگون به‌کار برد. سیم مفتول روکش‌دار امکان دارد در یک کارخانه تحت عنوان ماده اولیه و در یک کارگاه تولیدی دیگر، این نوع محصولات یک محصول نهایی باشند.
این محصولات بعد از کویل یا همان کلاف بندی به طور دسته بندی شده، نگهداری میشوند؛ به‌همین علت وزن سیم مفتول روکش‌دار را به شکل وزن یک کلاف گزارش می‌کنند. انواع گوناگونی از این مدل سیم مفتول‌ها در دسترس هستند که هریک برای کاربرد منحصر به فردی استفاده میشوند.
با ایجاد یک پوشش دهی مطلوب در سیم مفتول سیاه، سیم مفتول روکش دار PVC ایجاد می‌گردد. این کالا در برابر خوردگی و درجه حرارت‌های بسیار بالا و پایین مقاوم است.
سخن آخر
این نوع سیم مفتول مقاومت بسیاری در مقابل خوردگی دارند و می‌تواند به‌آسانی شکل‌پذیر باشد و برای انجام عملیات‌های گوناگون بسیار مطلوب است. یکی دیگر از انواعی که در بازار موجود هستند، انواع سیم مفتول از جنس مس است. این نوع سیم مفتول در صنایع گوناگونی مانند ریلی، خانگی، یخچال سازی و حتی آرماتوربندی نیز استفاده دارد و می‌تواند به‌عنوان یک تجهیز مطلوب به‌کارگیری شود. این نوع در قیاس با انواع قدیمی، از لحاظ هزینه اندکی گران‌تر است، اما سطح مقاومت بسیار بالاتری داشته و علاوه بر این، قطر آن نیز در مقایسه با سیم مفتول معمولی بسیار بیشتر است.
باتشکر از اینکه ما را تا پایان مقاله «مفتول چیست؟» همراهی کردید؛ نظرات و سؤالات خود را برای ما کامنت کنید، کارشناسان متخصص سیم و کابل نوید در اولین فرصت پاسخگوی شما خواهند بود.
نوشته شده در تاریخ ۱۸ مهر ۱۴۰۰