SE1251127A1 - En luftledning för elkraft - Google Patents
En luftledning för elkraftInfo
- Publication number
- SE1251127A1 SE1251127A1 SE1251127A SE1251127A SE1251127A1 SE 1251127 A1 SE1251127 A1 SE 1251127A1 SE 1251127 A SE1251127 A SE 1251127A SE 1251127 A SE1251127 A SE 1251127A SE 1251127 A1 SE1251127 A1 SE 1251127A1
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- electric power
- power cable
- overhead electric
- cable according
- steel
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/48—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/52—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with cobalt
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
- D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
- D07B1/00—Constructional features of ropes or cables
- D07B1/14—Ropes or cables with incorporated auxiliary elements, e.g. for marking, extending throughout the length of the rope or cable
- D07B1/147—Ropes or cables with incorporated auxiliary elements, e.g. for marking, extending throughout the length of the rope or cable comprising electric conductors or elements for information transfer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B9/00—Power cables
- H01B9/008—Power cables for overhead application
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/001—Austenite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/005—Ferrite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
- D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
- D07B2205/00—Rope or cable materials
- D07B2205/30—Inorganic materials
- D07B2205/3021—Metals
- D07B2205/3025—Steel
- D07B2205/3028—Stainless steel
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
- D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
- D07B2205/00—Rope or cable materials
- D07B2205/30—Inorganic materials
- D07B2205/3021—Metals
- D07B2205/3025—Steel
- D07B2205/3032—Austenite
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
- D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
- D07B2205/00—Rope or cable materials
- D07B2205/30—Inorganic materials
- D07B2205/3021—Metals
- D07B2205/3025—Steel
- D07B2205/3042—Ferrite
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
- D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
- D07B2205/00—Rope or cable materials
- D07B2205/30—Inorganic materials
- D07B2205/3021—Metals
- D07B2205/3025—Steel
- D07B2205/3046—Steel characterised by the carbon content
- D07B2205/305—Steel characterised by the carbon content having a low carbon content, e.g. below 0,5 percent respectively NT wires
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
- D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
- D07B2205/00—Rope or cable materials
- D07B2205/30—Inorganic materials
- D07B2205/3021—Metals
- D07B2205/306—Aluminium (Al)
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
- H01B5/08—Several wires or the like stranded in the form of a rope
- H01B5/10—Several wires or the like stranded in the form of a rope stranded around a space, insulating material, or dissimilar conducting material
- H01B5/102—Several wires or the like stranded in the form of a rope stranded around a space, insulating material, or dissimilar conducting material stranded around a high tensile strength core
- H01B5/104—Several wires or the like stranded in the form of a rope stranded around a space, insulating material, or dissimilar conducting material stranded around a high tensile strength core composed of metallic wires, e.g. steel wires
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
En luftledning för elkraft (1) som innefattar ledningstrådar (2) och en stödvajer (3),kännetecknad av att stödvajern innefattar en ferritisk-austenitisk stållegering somhuvudsakligen består av 30-70 vol% ferrit och 30-70 vol% austenit, varvid stållegeringen har den följande sammansättningen i viktsprocent (vikts%):C:
Description
10
15
20
25
För att möta dessa behov används Iegeringen lnvar i stödtrådarna. lnvar har låg
termisk expansionskoefficient, dock är lnvar ett mycket dyrt material p g a dess
höga nickelinnehåll (35 - 40%). Ytterligare nackdelar med med lnvarTM är dess
relativt låga styrka, 30 - 35% av styrkan hos kolstål.
Ett problem relaterat till både kolstål och lnvar är det låga korrosionsmotståndet
hos dessa material. Det låga motståndet mot korrosion kan i viss utsträckning
kompenseras genom t ex galvanisering. Emellertid, i vissa miljöer såsom
kustområden är korrosionen så hög att livslängden hos lnvar och kolstål blir
oacceptabelt kort.
JP61266558 visar ett ytterligare material som har föreslagits tidigare för
användning som förstärkning i elektriska ledningar. Emellertid, detta material har
inte tillräckligt låg termisk expansion för att användas i moderna kraftnät.
Följaktligen, det är ett syfte för föreliggande uppfinning att åstadkomma en prisbillig
luftledning för elkraft, som är korrosionsresistent, har hög styrka samt kan
användas vid temperaturer som överskrider 200 °C.
Sammanfattning av uppfinningen
Detta syfte uppnås av en luftledning för elkraft (1) som innefattar ledningstrådar (2)
och en stödvajer (3), kännetecknad av att stödvajern innefattar en ferritisk-
austenitisk stållegering som huvudsakligen består av 30-70 vol% ferrit och 30-70
vol% austenit, varvid stållegeringen har den följande sammansättningen i
viktsprocent (vikts%):
C: <0,1
NI 0,1 -O,5
Niï 0,1 - 3
Cr: 18-30
10
15
20
25
Mn: 1 - 10
Si: < 2,0
Cu: 5 3
C02 5 3
IVIO: 5 2
rest Fe och normalt förekommande föroreningar.
Materialet som används i stödvajern hos den uppfinningsenliga luftledningen är en
variant av så kallad duplex rostfri stållegering, d v s ett rostfritt stål som har en
struktur av både austenit och ferrit. Stållegeringen i stödvajern hos den
uppfinningsenliga kraftledningen är känd för att ha hög styrka, god duktilitet samt
mycket bra motstånd mot korrosion. På grund av dessa egenskaper har
stållegeringen funnit användning som förstärkning i konstruktioner, till exempel
som stödvajrar i broar eller som lastbärande element i marinkonstruktioner.
Emellertid, hitintill har det inte rapporterats att denna stållegering har använts i
applikationer där en låg termisk expansion är viktig.
När uppfinnaren utförde mätningar på stållegeringen ovan upptäcktes det
överraskande att stålet uppvisade en oväntad låg termisk expansionskoefficient vid
höga temperaturer. Den Termiska Expansionskoefficienten (TEK) befanns ligga i
intervallet av 9,2 - 9,6 x 10'6/°C i temperaturintervallet av 200 - 300°C. Förväntade
värden, baserat på andra duplexa stål, är ungefär 11,5 x 1O'6/°C i samma
temperaturintervall.
På grund av dess låga termiska expansionskoefficient vid höga temperaturer i
förening med hög styrka, hög torsionsduktilitet samt bra korrosionsmotstånd är
stållegeringen mycket lämplig som stödvajer i luftledningar för elkraft.
Orsaken till den låga termiska expansionen hos stålet har inte förståtts fullständigt.
Dock antas den att åtminstone delvis bero på de balanserade tillsatserna av
10
15
20
25
mangan och kväve i stålet. Den låga termiska expansionseffekten utsträcks genom
ökning av densiteten av kristalldefekter vilken är beroende av deformationsgraden,
strukturens tillstånd under deformation och Iegeringssammansättningen. Mangan
och kväve ökar deformationshärdningen och förorsakar därvid en ökad densitet av
kristalldefekter i strukturen. Den duplexa matrisen i sig kan också ha en påverkan
på termisk expansion, genom en utvidgad mängd av fasgränser.
Den uppfinningsenliga luftburna ledningen tillhandahåller följande fördelar:
Det goda korrosionsmotståndet säkerställer lång livslängd hos ledningen i
kustområden. Stållegeringen har en Kritisk Gropfrätningstemperatur (”Critical
Pitting Temperature (CPT)”) av 45 - 60 °C (0,1 %NaCl) +300mV) vilket säkerställer
tillräckligt korrosionsmotstånd i alla miljöer.
Den höga styrkan hos stödvajern gör det möjligt att använda den uppfinningsenliga
luftledningen i kalla klimat där isbildning kan tynga ned ledningen till en punkt där
den går av. Vajern har följande mekaniska egenskaper: Draghållfasthet, Fšm =
1877 l\/|Pa, sträckgräns, Rp = 1416 l\/|Pa.
Vajern har vidare en vridduktilitet av 24 - 28 varv över en vajerlängd som är lika
med vajerdiametern x 100. Vridduktiliteten är mycket hög i jämförelse med andra
material. Vridduktilitet är en viktig egenskap hos vajern eftersom ledningar för
elkraft tillverkas genom tvinning av flera kablar till en ledning som kan ha en längd
av flera hundra meter. Enligt internationella standarder måste ett material som är
utformat för användning i ledningar ha en vridduktilitet av åtminstone 20 varv.
På grund av den höga styrkan kan diametern hos stödvajern reduceras, detta gör
det möjligt att öka antalet aluminiumledningar i den uppfinningsenliga
kraftledningen med bibehållen total ledningsdiameter. Fördelen därmed är att
kapaciteten hos ledningen kan ökas utan ökning av den totala diametern hos
ledningen.
10
15
20
Speciellt kan den stödjande stälvajern ha en sammansättning (i vikts%) av; C: 0,01
-0,07; N: 0,1 - 0,3; Ni: 1 - 3; Cr: 18- 25; Mn: 2- 8; Si: 0,1 - 1; Mo: <1,0.
Enligt alternativ kan mängden kol vara 0,01 - 0,03 vikts%.
Enligt alternativ kan mängden kväve vara 0,20 - 0,25 vikts%.
Enligt alternativ kan mängden mangan vara 2 - 6 vikts%.
Enligt alternativ kan kisel vara 0,1 - 1,5 vikts%.
I synnerhet kan den stödjande stälvajern ha en sammansättning (i vikts%) av: C:
0,03; N: 0,22; Ni: 1,49; Cr: 21,6; Si: 0,71; l\/lo: 0,15; l\/|n: 4,8; l\/lo: 0,15.
Kortfattad beskrivning av ritningar
Figur 1: en schematisk ritning av ett tvärsnitt av en luftledning för elkraft enligt
uppfinningen.
Figur 2: en schematisk ritning av en sidovy av en del av en luftledning för elkraft
enligt uppfinningen.
Detaljerad beskrivning av uppfinningen
Figur 1 visar den uppfinningsenliga luftkraftledningen 1 i tvärsnitt. Figur 2 visar en
sidovy av en del av den uppfinningsenliga luftkraftledningen. Den generella
designen av ledningen är känd inom tekniken och därför kommer dess konstruktion
endast beskrivas kortfattat här. Kraftledningen, som kan ha vilken längd och
diameter som helst, innefattar flera aluminumledningar 2, d v s aluminumträdar.
Kraftledningen kan innefatta vilket antal aluminiumledningar som helst, t ex 3 - 10,
åtminstone 20, åtminstone 50, i figur 1 innefattar ledningen 30 aluminiumledningar.
Aluminiumledningarna omger en stödvajer 3 som är anordnad i centrum av
10
15
20
25
kraftledningen. Stödvajern 3 kan vara en enda tråd eller flera trådar, såsom 2 eller
3 eller flera trådar som tvinnats samman, i figur 1 innefattar stödvajern 7 trådar
som är sammantvinnade. Vajern kan ha vilken lämplig diameter som helst, t ex 1 -
5 mm, typiskt 1,78 - 4,75 mm. Hela kraftledningen kan tillverkas genom att vira
och tvinna aluminiumtrådar kring den centrala stödvajer.
Stödvajern består av, d v s är fullständigt tillverkad av, en ferritisk-austenitisk
stållegering som består av de följande legeringselementen:
Kol (C) gynnar starkt bildandet av austenit. Kol ökar vidare den mekaniska styrkan
genom bildande av karbider med andra legeringselement i stålet, som t ex krom.
Emellertid, en stor mängd kol reducerar drastiskt duktiliteten och
korrosionsmotståndet hos stållegeringen. Mängden kol skall därför begränsas till
50,1 vikts%, alternativt 0,01 - 0,07 vikts%; alternativt 0,01 - 0,03 vikts%.
Kväve (N) gynnar starkt bildande av austenit och ökar stållegeringens motstånd
mot gropfrätning (”pitting corrosion”). Kväve ökar vidare den mekaniska styrkan
hos stålet genom utskiljning av karbider. Emellertid, för höga mängder av kväve
kan leda till utskiljning av en spröd fas av kromnitrider. Högre mängder av kväve
ökar också risken för att överskrida lösningsgränsen för kväve i den solida fasen
och därmed ge upphov till gasfas (bubblor) i stålet. Innehållet av kväve i stålet bör
därför vara 0,1 - 0,6 vikts%, alternativt 0,1 - 0,3 vikts%, alternativt 0,20 - 0,25
vikts%.
Nickel (Ni) är ett dyrt legeringselement som ger ett stort bidrag till
legeringskostnaden hos en standard austenitisk rostfri stållegering. Nickel gynnar
bildandet av austenit och förhindrar följaktligen bildandet av ferrit. Nickel är därför
en viktig beståndsdel i stödvajerns stål som skall vara duplext, d v s ha både en
austenitisk och en ferritisk fas. Vidare förbättrar nickel duktiliteten och i viss
utsträckning även korrosionsmotståndet. För att säkerställa duktilitet och tillräcklig
mängd austenitisk fas i stålet skall mängden nickel vara 0,1 - 3 vikts%
10
15
20
25
Krom (Cr) är ett viktigt element hos den rostfria stållegeringen eftersom det
tillhandahåller korrosionsmotstånd genom bildande av ett krom-oxid lager på ytan
av stållegeringen. Krom är vidare ett ferritstabiliserande legeringselement och är
därför viktigt för att säkerställa en duplex fas av både austenit och ferrit i stålet hos
stödvajern. Halten krom bör vara 18 - 30, 18 - 25 vikts%.
Mangan (Mn) stabiliserar den austenitiska fasen och är därför ett viktigt element
som ersättning för nickel för att kontrollera mängden ferritisk fas som bildas i
stållegeringen. Kostnaden för mangan är lägre än kostnaden för nickel och därför
kan den totala kostnaden för legeringen reduceras genom att ersätta nickel med
mangan. En annan positiv effekt av mangan är att det gynnar lösligheten av kväve
i den solida fasen och därigenom också indirekt ökar stabiliteten hos den
austenitiska mikrostrukturen. l\/langan kommer dock att öka
deformationshärdningen av stållegeringen vilket ökar den mekaniska styrkan och
sänker duktiliteten och förorsakar en förhöjd risk för bildande av sprickor i
stållegeringen under kallbearbetning. Stora mängder mangan reducerar också
korrosionsmotståndet mot gropfrätning (“pitting corrosion”). l\/längden mangan i
stållegeringen bör därför begränsas till ett intervall från 1 - 10 vikts%, alternativt 2
- 8 vikts%, alternativt 2 - 6 vikts%.
Kisel (Si) är nödvändigt för att avlägsna syre från stålsmältan under tillverkning av
stållegeringen och därför kommer stållegeringen att innehålla viss mängd av kisel.
Emellertid, kisel ökar tendensen för utskiljning av intermetalliska faser vilket gör
materialet sprött och har därför en negativ inverkan på materialets vridduktilitet.
Hög vridduktilitet är en viktig egenskap hos stödvajern eftersom vajern vrids flera
gånger under tillverkning av luftledningen för elkraft och det är därför viktigt att
hålla halten av kisel så låg som möjligt i den stödjande stålvajern. Följaktligen,
mängden kisel i den stödjande stålvajern bör därför begränsas till ett maximum av
2,0 vikts%, alternativt 0,1 - 1,5 vikts%.
10
15
20
25
Koppar (Cu) ökar duktiliteten hos stålet och stabiliserar den austenitiska fasen. Vid
höga temperaturer reducerar en för hög mängd av koppar starkt
varmbearbetbarheten hos stålet. Mängden koppar i stållegeringen bör därför
begränsas till ett maximum av 3,0 vikts%.
Kobolt (Co) kan användas för att ersätta en del nickel som austenitstabiliserande
ämne. Emellertid är kobolt ett dyrt ämne så det bör begränsas till ett maximum av
3,0 vikts%.
l\/lolybden (l\/lo) förbättrar starkt korrosionsmotståndet i de flesta miljöer. Det har
också en starkt stabiliserande effekt på den ferritiska fasen. Emellertid, molybden
är ett dyrt legeringselement och därför skall mängden molybden i stållegeringen
begränsas till ett maximum av 2,0 vikts%.
Den stödjande stålvajern hos den uppfinningsenliga luftkraftledningen skall ha s k
duplex struktur. l\/led duplex struktur avses att strukturen hos den stödjande
stålvajern består av både ferrit och austenit. Ferrit har låg termisk utvidgning det är
därför viktigt att tillräckligt med ferritisk fas finns i legeringen. Emellertid, i
jämförelse med austenit, är ferrit mjukt och har låg duktilitet. Den austenitiska
fasen har hög termisk expansion och är seg och har hög styrka. I ett duplext stål
åstadkommer närvaron av en blandning av ferrit och austenit god duktilitet. l den
stödjande stålvajern hos den uppfinningsenliga luftkraftledningen är halterna av
legeringselementen som beskrivs ovan balanserade så att mängden av mätbar
ferrit är 30 till 70 vol% och mängden austenitisk fas är 30 - 70 vol%. l\/längden ferrit
kan till exempel mätas med mikroskop, d v s okulärt.
Exempel
Följande är ett konkret exempel som visar den oväntat höga termiska
expansionskoefficienten som uppmättes i stödvajern hos den uppfinningsenliga
luftledningen för elkraft.
10
15
20
En smälta av en stàllegering som hade den följande kemiska sammansättningen
bereddes genom konventionella ståltillverkningsprocesser. Stàlet hade följande
sammansättning:
Vikts% C Si Mn P S Cr Ni Mo Co
0,03 0,71 4,8 0,021 <0,001 21,6 1,49 0,15 0,048
V Cu Nb Ta N W B Sn Fe
0,12 0,37 <0,01 <0,005 0,22 0,01 0,0022 <0,005 rest
Tabell 1: Kemisk sammansättning av smälta
Ställegeringen gjöts, valsades och drogs slutligen till en träd som hade en diameter
av 3,1 mm.
Träden kapades i 50 mm långa prover.
Korrosionsmotständet hos proverna bestämdes som Critical Pitting Temperature
(CPT) 40 - 60 °C (0,1%NaC| +300mV).
De mekaniska egenskaperna hos proverna bestämdes. Det befanns att proverna
hade följande mekaniska egenskaper: Draghällfasthet, Rm = 1877 MPa.
Sträckgräns, Rp = 1416 MPa, vridduktilitet av 24 - 28 varv över en längd av träd
som är lika med tråddiametern x 100.
CTE data (Coefficient of Thermal Expansion) bestämdes därefter med dilatometer
(Bähr DlL 802) på två trådprov (AL167 och AL168) i temperaturintervallet från en
relationstemperatur RT av 30 °C till en sluttemperatur av 400 °C. Ett mätsystem av
smält kisel användes vilket kalibrerades mot ett referensprov av platinum.
Den relativa termiska expansionen bestämdes till att vara under 0,4% för bägge
prover över temperaturintervallet.
Tabell 2 visar resultaten fràn mätningarna av den termiska expansionskoefficenten
[cTEj
10
Ur tabell 2 kan det utläsas att för bägge prover var CTE i intervallet 9,1 - 11,5 x
1o'6/°o[um/(m°o)].
Emellertid, vid temperaturer från 150 °C och uppåt, var den termiska expansionen
under 9,8 x 10'6/°C där de lägsta värdena, med ett genomsnitt kring 9,2 x 10'6/°C
observerades vid 200°C följt av en svag ökning med ökande temperaturer. Vid
250 °C var genomsnittet kring 9,4 x 10'6/°C och vid omkring 300 °C var genomsnittet
kring 9,6 x 10'6/°C. De högsta värdena påträffades initialt men avtog snabbt med
temperaturen.
Temperatur Termisk expansionskoefficient x10'6/°C
AL 167 AL168 Average
50°C 11,32 11,54 11,43
100°C 10,73 11,02 10,88
150 °C 9,28 9,54 9,41
160 °C 9,18 9,43 9,30
170 °C 9,10 9,35 9,23
180 °C 9,06 9,29 9,18
190 °C 9,04 9,26 9,15
200 °C 9,05 9,25 9,15
210°C 9,08 9,26 9,17
250 °C 9,36 9,50 9,43
300 °C 9,59 9,70 9,64
350 °C 9,68 9,79 9,73
400 °C 9,75 9,85 9,80
Tabell 2: CTE-värden för uppfinningsenliga prover
I syfte att demonstrera vilka CTE-värden som kan förväntas från andra duplexa stål
utfördes CTE-mätningarna som beskrivs ovan även på traditionella duplexa stål
som används i konstruktioner. De jämförande proverna Com 1 och Com 2 hade
följande kemisk sammansättning.
C Si l\/ln P S Cr Ni l\/lo W Co
C0m1 0,019 0,47 0,74 0,019 0,0007 22,22 5,19 3,33 <0,01 0,059
COm2 0,016 0,49 0,81 0,021 0,0006 22,14 5,16 3,12 <0,01 0,046
11
Com1
0,053
<0,005 0,18 0,009 0,004
<0,005
0,01 <0,005
0,0023
0,180
Com2
0,044
<0,005 0,13 0,009 0,003
<0,005
Tabell 3: Kemisk sammansättning av testprover.
0,01 <0,005
0,0027
Följande resultat noterades för de jämförande proverna Com 1 och Com 2.
Temperatur Termisk expansion x10'6/°C
100 °C 12,78
200 °C 11,52
300 °C 11,45
400 °C 11,77
Tabell 4: CTE-värden för jämförande prover
Mätningarna ovan visar att de jämförande proverna Com 1 och Com 2 har
5 väsentligen högre CTE-värden, 11,52 och 11,45 x 10'6/°C än de CTE-värden som
uppmättes pä prover av stålet hos den uppfinningsenliga stödvajern.
0,168
Claims (11)
10 15 20 12 Patentkrav
1. En luftledning för elkraft (1) som innefattar ledningstrådar (2) och en stödvajer (3), k än n e t e c k n a d a v att stödvajern innefattar en ferritisk-austenitisk stållegering som huvudsakligen består av 30-70 vo|% ferrit och 30-70 vo|% austenit, varvid stållegeringen har den följande sammansättningen i viktsprocent (vikts%): C: <0,1 N: 0,1 - 0,5 Ni: 0,1 - 3 Cr: 18 - 30 Mn: 1 - 10 Si: 5 2,0 Cu: 5 3 CO: 5 3 |\/IO: 5 2 rest Fe och normalt förekommande föroreningar.
2. Luftledningen för elkraft enligt krav 1, varvid stållegeringen har en kolhalt av 0,01 - 0,07.
3. Luftledningen för elkraft enligt krav 1 eller 2, varvid stållegeringen har en kolhalt av 0,01 - 0,03. 4~. Q Luftledningen för elkraft enligt något av kraven 1-ê-ï, varvid stållegeringen har en kvävehalt av 4-3 0,20 - 0,25 vikts%. 10 15 20 13 ä. í Luftledningen för elkraft enligt något av kraven 4-4 1 - 3, varvid stållegeringen har en kvävehalt av 0,1 - 0,3 vikts%.
6. Luftledningen för elkraft enligt något av kraven 1 - 5, varvid stållegeringen har en manganhalt av 2 - 8 vikts%.
7. Luftledningen för elkraft enligt något av kraven 1 - 6, varvid stållegeringen har en manganhalt av 2 - 6 vikts%.
8. Luftledningen för elkraft enligt något av kraven 1 - 7, varvid stållegeringen har en kiselhalt av 0,1 - 1,5 vikts%.
9. Luftledningen för elkraft enligt något av kraven 1 - 8, varvid stållegeringen har en kiselhalt av 0,1 -1 vikts%.
10. Luftledningen för elkraft enligt krav 1, varvid stållegeringen har den följande sammansättningen i viktsprocent (ivikíl: C: 0,01 - 0,07; N: 0,1 - 0,3; Ni: 1 - 3; Cr: 18 -25; Mn: 2 - 8; Si: 0,1 - 1,5; Mo: <1,0
11. Luftledningen för elkraft enligt krav 1, varvid stållegeringen har den följande sammansättningen i viktsprocent (i vikts%): C: 0,03; N: 0,22; Ni: 1,49; Cr: 21,6; Mn: Si: 0,71; Mo: 0,15; Mn: 4,8,
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1251127A SE536835C2 (sv) | 2012-10-05 | 2012-10-05 | En luftledning för elkraft |
PCT/SE2013/051091 WO2014055010A1 (en) | 2012-10-05 | 2013-09-18 | An overhead electric power cable |
IN981/KOLNP/2014A IN2014KN00981A (en) | 2012-10-05 | 2014-05-07 | An overhead electric power cable |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1251127A SE536835C2 (sv) | 2012-10-05 | 2012-10-05 | En luftledning för elkraft |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE1251127A1 true SE1251127A1 (sv) | 2014-04-06 |
SE536835C2 SE536835C2 (sv) | 2014-09-30 |
Family
ID=50435236
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE1251127A SE536835C2 (sv) | 2012-10-05 | 2012-10-05 | En luftledning för elkraft |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
IN (1) | IN2014KN00981A (sv) |
SE (1) | SE536835C2 (sv) |
WO (1) | WO2014055010A1 (sv) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104616723A (zh) * | 2015-02-06 | 2015-05-13 | 江苏藤仓亨通光电有限公司 | 一种铜包钢绞线结构 |
PT3445885T (pt) * | 2016-04-20 | 2022-12-13 | Ugitech | Reforço para dispositivo de rotura de ponte térmica para a construção de edifícios e dispositivo de rotura de ponte térmica compreendendo o mesmo |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61266558A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-26 | Shinko Kosen Kogyo Kk | 高靭性の2相ステンレス鋼線 |
KR101185978B1 (ko) * | 2007-08-02 | 2012-09-26 | 닛폰 스틸 앤드 스미킨 스테인레스 스틸 코포레이션 | 내식성과 가공성이 우수한 페라이트?오스테나이트계 스테인리스 강 및 그 제조 방법 |
WO2012004464A1 (fr) * | 2010-07-07 | 2012-01-12 | Arcelormittal Investigación Y Desarrollo Sl | Acier inoxydable austéno-ferritique à usinabilité améliorée |
-
2012
- 2012-10-05 SE SE1251127A patent/SE536835C2/sv not_active IP Right Cessation
-
2013
- 2013-09-18 WO PCT/SE2013/051091 patent/WO2014055010A1/en active Application Filing
-
2014
- 2014-05-07 IN IN981/KOLNP/2014A patent/IN2014KN00981A/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014055010A1 (en) | 2014-04-10 |
SE536835C2 (sv) | 2014-09-30 |
IN2014KN00981A (en) | 2015-10-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100271953B1 (ko) | 송전선용 융설부재 | |
KR101335009B1 (ko) | 철-니켈-크롬-규소 합금 | |
US8182963B2 (en) | Low-cost manganese-stabilized austenitic stainless steel alloys, bipolar plates comprising the alloys, and fuel cell systems comprising the bipolar plates | |
SE451465B (sv) | Ferrit-austenitiskt rostfritt stal mikrolegerat med molybden och koppar och anvendning av stalet | |
CN107138876B (zh) | 一种抗高温蠕变的低镍含铜型t/p92钢焊材 | |
KR20070073870A (ko) | 2상 스테인리스강 | |
JP4245457B2 (ja) | ステンレス鋼線、ばね、及びばねの製造方法 | |
WO2005112046A1 (ja) | ワイヤーハーネス用複合線及びその製造方法 | |
JP5622707B2 (ja) | 極低温用鋼用溶接材料 | |
CN104903483B (zh) | 铁素体不锈钢 | |
CA1045222A (en) | Aluminum alloy composite electrical conductor | |
SE536835C2 (sv) | En luftledning för elkraft | |
WO2008106978A1 (en) | Martensitic creep resistant steel strengthened by z-phase | |
JP2002256395A (ja) | 捻回特性に優れた高強度低熱膨張合金およびその合金線 | |
JP3530181B1 (ja) | ワイヤーハーネス用複合線及びその製造方法 | |
KR20140141824A (ko) | 가요성이 우수한 전선관용 알루미늄 합금 조성물 | |
CN115852268A (zh) | 高强度耐腐蚀抗裂钢及其制备方法和应用 | |
JP5469648B2 (ja) | 極低温用鋼用溶接材料 | |
US20050266240A1 (en) | High tensile nonmagnetic stainless steel wire for overhead electric conductor, low loss overhead electric conductor using the wire, and method of manufacturing the wire and overhead electric conductor | |
JP6192291B2 (ja) | らせんコア用無方向性電磁鋼板およびその製造方法 | |
JPH07228947A (ja) | 高強度低熱膨張合金 | |
JPWO2020158682A1 (ja) | アルミニウム合金材およびこれを用いた、導電部材、電池用部材、締結部品、バネ用部品、構造用部品、キャブタイヤケーブル | |
RU2105369C1 (ru) | Титан для кабелепровода в сверхпроводящей катушке | |
TWI752854B (zh) | 沃斯田鐵系不鏽鋼以及彈簧 | |
US20150225827A1 (en) | Ni-based alloy having excellent hydrogen embrittlement resistance, and method for producing ni-based alloy material |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |