کاربرد بیمتال مس/آلومینیوم (کوپال) در اتصالات دریایی و دکل‌ها
(Marine Bonding & Masts)
پاشش نمک، اتصال مس و آلومینیوم را از یک مشکل تدریجی به یک چالش فصلی تبدیل می‌کند. واشرها و پلیت‌های کوپال، اختلاف پتانسیل گالوانیکی را از دکل، سیستم هم‌بندی و مسیر صاعقه‌گیر حذف می‌کنند.
مشکلی که باید حل کنید
یک دکل آلومینیومی و یک هادی مسی، مستعدترین اتصال به خوردگی در شناورها و سازه‌های دریایی است؛ این ترکیب در تمام سیستم‌های هم‌بندی، چاه ارت و بیشتر پایه‌های دکل دیده می‌شود. جنس دکل از آلومینیوم است تا سبک بماند و هادی هم‌بندی یا صاعقه‌گیر از مس ساخته می‌شود تا هدایت جریان را به بهترین شکل انجام دهد. آلومینیوم و مس اختلاف پتانسیلی در حدود ۲ ولت در جدول پتانسیل الکتروشیمیایی دارند و آب شور دریا یک الکترولیت بسیار قوی است؛ بنابراین پیل گالوانیکی شدیدی بین آن‌ها شکل می‌گیرد. آلومینیوم فلز فعال‌تر است، به این معنا که دکل خورده می‌شود، نه کابل.
خطر این پدیده تنها در ظاهر ناخوشایند آن نیست، بلکه محصول خوردگی (اکسید آلومینیوم) عایق الکتریکی است. این اتصال با شکست مکانیکی هشدار نمی‌دهد؛ بلکه از نظر مکانیکی محکم باقی می‌ماند اما به آرامی رسانایی خود را از دست می‌دهد. در مسیر صاعقه‌گیر به این معناست که سیستم هم‌بندی مورد اعتماد شما در روز حادثه عمل نخواهد کرد؛ و در مدارهای جریان مستقیم (DC) یا هم‌بندی خود را به صورت خطاهای متناوب و افت ولتاژ پنهان نشان می‌دهد. اتصالی که در خشکی طی سال‌ها تخریب می‌شود، در محیط دریایی و در طول یک فصل حضور شناور در اسکله دچار آسیب چشمی و جدی می‌گردد.
در یک نگاه
اتصال مستقیم هادی مسی هم‌بندی، ارت یا صاعقه‌گیر به دکل آلومینیومی یک پیل گالوانیکی می‌سازد که با پاشش نمک تشدید می‌شود؛ آلومینیوم خورده شده و اتصال در ظاهر سالم، به عایق تبدیل می‌گردد. واشر یا پلیت بیمتال کوپال، آلومینیوم را در سمت دکل و مس را در سمت کابلشو قرار می‌دهد تا هیچ‌گاه تماس مستقیمی میان دو فلز ناهم‌جنس ایجاد نشود.
- اختلاف پتانسیل گالوانیکی مس و آلومینیوم: ~2V
- محدوده سایز رزوه واشرها از انبار: M6 تا M20
- ضخامت واشر: 2.0 میلی‌متر
- گواهی کیفیت همراه با هر سفارش: EN 10204 2.2
کوپال چگونه مشکل را حل می‌کند؟
یک قطعه اتصال جوشی بیمتال وترا (کوپال) متشکل از دو فلز است که با روش جوش نفوذی به هم متصل شده‌اند — نه به صورت پوشش سطحی و آبکاری. در این اتصال، وجه آلومینیومی با دکل و وجه مسی با کابلشوی مسی تماس می‌یابد؛ بنابراین هر سطح تنها با فلز هم‌جنس خود در تماس است و هیچ اختلاف پتانسیلی برای ایجاد خوردگی وجود ندارد. فصل مشترک بحرانی مس و آلومینیوم در داخل ماده مرکب و به دور از رطوبت، پاشش نمک و میعان محصور شده است.
این مکانیزم ساده دلیل عدم نیاز به نگهداری است. خمیر آنتی‌اکسیدانت این واکنش را کند می‌کند اما پیل گالوانیکی را حذف نکرده و نیازمند بازرسی و شارژ مجدد است؛ واشر استیل نیز مشکل را حل نمی‌کند و تنها فلز سومی را اضافه می‌کند که نسبت به آلومینیوم کاتد است. مواد بیمتال ریشه مشکل را حذف می‌کنند نه معلول آن را؛ به طوری که بازرسی اصلی به جای الکتروشیمیایی، روی صحت گشتاور پیچ متمرکز می‌شود.
برای کابلشوهای پیچ‌و‌مهره‌ای، واشرهای M6 تا M20 نیازهای متداول شناورها را پوشش داده و قابل سفارش هستند. در اتصال سطوح بزرگ‌تر — مانند صفحه پایه دکل، اتصالات زنجیر یا شینه‌های تابلوی برق — پلیت کوپال مطابق با نقشه برش می‌خورد.
استانداردهای مرجع این بخش
- IEC 61238-1-3: اتصالات فشرده و پیچ‌و‌مهره‌ای برای کابل‌های قدرت
- ISIRI 3084: هادی‌های کابل‌های عایق‌دار (معادل IEC 60228)
- EN 50483: متعلقات تست برای تجهیزات جانبی کابل
- DIN 46235: کابلشوهای فشاری مسی
- EN 10204: گواهی بازرسی مواد