cengizsan
Üye
- Katılım
- 3 Ocak 2011
- Mesajlar
- 86
- Puanları
- 1
- Yaş
- 41
NEDEN ALÜMİNYUM KABLO ?
Periyodik cetvelin III A gurubunda bulunan ve atom numarası 13, atom ağırlığı 26.89 olan +3 değerlikli
bir element olan alüminyumun 20oC’taki yoğunluğu 2,7gr/cm³, ergime noktası 659,8°C, kaynama
noktası 2450°C, ısınma ısısı 0.224Cal/gr(1000C’ta), erime ısısı 400Cal/gr, 20oC’taki elektriksel
iletkenliği bakırın %65’i, ısıl iletkenliği 0,5, ışık yansıtılabilirliği %90 olup, bu özellikler alaşım
elementleri katılarak büyük ölçüde değiştirilebilmektedir.
Alüminyum doğada bileşikler halinde bulunur. Yerkabuğundaki yaklaşık olarak %8 civarındaki
içeriğiyle alüminyum, oksijen ve silisyumdan sonra en çok bulunan üçüncü elementtir. Bu kadar çok
bulunmasına rağmen varlığı 1808 yılında İngiliz Sir Humpry Davy tarafından tespit edilen bu metalin
ticari anlamda üretim teknolojisi ancak 1886 yılında Paul Louis Toussaint Héroult (Fransa) ve Charles
Martin Hall(ABD) birbirlerinden habersiz şekilde ayrı ayrı çalışarak geliştirilmiştir. Günümüzde Hall-
Héroult yöntemi olarak halen kullanılan bu yöntemde bu iki bilim adamı, alüminyum oksitin ergimiş
kriyolitin içinde çözündürülerek üzerinden güçlü bir elektrik akım geçirildiğinde, alüminyumun
elektrolitin altında sıvı halde biriktiğini fark etmişlerdir. Bu yöntemin keşfinden sadece iki yıl sonra,
1888’de İsviçre’nin Neuhausen kentinde Schweizerische Metallurgische Gesellschaft tarafından Hėroult
patentiyle, yine aynı yıl A.B.D.’deki Pittsburgh kentinde Pittsburgh Reduction Company tarafından Hall
patentiyle ilk alüminyum elektrolizhaneleri kurulmuştur.
Bundan sonra bu alanda çok hızlı teknik ve ekonomik gelişmeler yaşanmaya başlamış, 1900 yılına
gelindiğinde İsviçre ve Amerika ile birlikte Fransa(1889), İngiltere(1896), Almanya(1898) ve
Avusturya(1899) da alüminyum üreten ülkeler arasındaki yerlerini almıştır. 1900 yılında dünya birincil
alüminyum toplam yıllık üretimi 8.000 ton iken, 1913 yılında 65.000 tona, 1920 yılında 128.000 tona,
1938 yılında 537.000 tona, 1946 yılında 681.000 tona, 2002 yılında 22-23 milyon tona ve 2003 yılında
ise 25-27 milyon ton seviyelerine yükselmiştir.
Yaklaşık 110 yıl önce ticari anlamda üretimine başlanan alüminyum, insanoğlunun binlerce yıl boyunca
kullandığı bakır, kalay ve kurşunun bugünkü toplam üretimlerinden çok daha fazla bir miktarda
üretilmektedir. Günümüzde geriye kazanılmış (ikincil) alüminyumla birlikte toplam yıllık alüminyum
arzı yaklaşık 30 milyon tona ulaşmışken, bakır 14,7 milyon ton, çinko 8,6 milyon ton, kurşun 6 milyon
ton, magnezyum 0,4 milyon ton, kalay 0,2 milyon ton ve çelik 858 milyon ton seviyelerinde
üretilmektedir(Grafik-1). Demir-çelik üretiminin yanında bu miktar küçük görülebilir. Ancak, ürettiği
katma değer açısından bakıldığında; yıllık 22.000.000 ton alüminyumun katma değer karşılığı
150.000.000 ton demir-çeliğe eşdeğer olduğu görülmektedir.
3-NEDEN ALÜMİNYUM ?
Alüminyumu diğer metallere göre birçok alanda avantajlı kılan en önemli ana özelliklerini;
1. Hafifliği,
2. Hafifliğine Karşın Alaşımlandırıldığında Yeterli Mukavemeti,
3. Tekrar Defalarca Kullanılabilirliği,
4. Yüksek Korozyon Direnci,
5. Çekilebilirliği,
6. Şekillendirilebilirliği,
7. Dövülebilirliği,
8. İşlenebilirliği,
9. Yüksek Isı ve Elektriksel İletkenliği,
10. Işık ve Isı Yansıtıcılığı
olarak sıralayabiliriz.
Demirden üç kat daha hafif olan alüminyum alaşımlandırılmak suretiyle demire yakın mukavemette bir
malzemeye dönüşebilmektedir. Böylece, örneğin alüminyumun otomotiv sanayinde kullanımı, aracın
ağırlığını azaltarak yakıt tüketimini düşürmekte, buna karşılık yük kapasitesini arttırmaktadır.
Alüminyum normal atmosfer koşullarında oksijen ile reaksiyona girerek kendi yüzeyinde doğal bir
koruyucu film tabakası oluşturur. Ortalama 635x10-9 cm kalınlığında olan bu alümina tabakası
alüminyumu korozyondan korur. Anotlama, boyama, laklama alüminyumun korozif etkilere karşı
koruyucu özelliğini artıran diğer uygulamalardır.
Mükemmel elektrik iletkenliği nedeniyle alüminyum, elektrik enerjisi iletim ve dağıtımının başlıca
elemanları olan yalıtılmış hava hattı ve yeraltı güç kabloları ve ek malzemelerde, yakın zamana kadar
bu alanlarda kullanılan bakır’ın yerini almıştır. Alüminyumun önemli diğer bir özelliği mükemmel bir
ısı ve ışık yansıtıcısı olmasıdır. Bu özelliği sayesinde aydınlatma aksamlarında ve ısı yataklarında
yaygın olarak alüminyum kullanılmaktadır.
Toksit ve bulaşıcı olmayan alüminyumun neredeyse alternatifsiz olduğu diğer bir kullanım alanı da gıda
ve ilaç ambalaj uygulamalarıdır. 0,007 mm kalınlığında dahi alüminyum folyo tam olarak ışık, aroma ve
gaz geçirgensizliğe sahiptir.
Masif olarak yanmaz özellikte olan alüminyum mikro parçalar haline getirildiğinde büyük ısı açığa
çıkararak yanar. Bu özelliği nedeniyle roketlerde yakıt olarak kullanılabilmektedir.
Diğer metallere göre neredeyse %100 geri dönüşümlü olan alüminyumun geleceğin metali olmasını
sağlayacak en önemli ana unsurlardan birisi de ekolojik özelliğidir. Dünyada, özellikle gelişmiş
ülkelerde, kamuoylarının 1980'lerde doruğa ulaşan çevre korumacılığı baskısıyla ve 1973 ile 1979
yıllarındaki petrol krizleriyle hızlanan sınırlı kaynakların en ekonomik, çevreyi en az kirletecek ve daha
az enerji tüketecek şekilde kullanımı gibi kriterler, alüminyumu alternatif malzemelere göre avantajlı
hale getirmektedir. Çünkü sahip olduğu birçok özellikler nedeniyle sanayide bu gelişmelere uygun bir
ortam sağlamaktadır.
ALÜMİNYUM RAPORU / TMMOB Metalurji Mühendisleri Odası
4
Her ne kadar birincil üretimde çok miktarda enerji harcanıyorsa da, son yıllarda yapılan araştırmalar,
enerji dengesi açısından, kullanım ömrü dolan alüminyumun birincil üretimin sadece %5'i kadar enerji
kullanılarak yeniden kullanıma sunulması, uzun vadede alüminyumun ikame malzemelerden tasarruf
yanında çevre atıklarının azalması yönüyle de daha ekonomik ve çevre dostu olduğunu göstermektedir.
Alüminyumun dünya kabuğunda neredeyse sınırsız miktarda bulunduğu gerçeği de bu metalin sahip
olduğu diğer bir üstünlüktür.
Üretim maliyetleri de dikkate alınarak yakıt tasarrufunun daha çok önem kazanacağı, bu da daha hafif
otomobillerin imalatını gündeme getirecek, bu açıdan mükemmel dayanım/ağırlık oranına sahip
alüminyum rakipsiz bir malzeme durumundadır. Alüminyum çeliğin %69'una yakın bir ağırlık ile aynı
güç faktörünü sağlamaktadır.
Alüminyumun bu özellikleri, kullanım alanlarının gelişmesinde ve tüketiminin artmasında büyük önem
taşır.
Bu nedenle ABD her yıl yayınladığı stratejik metaller içinde alüminyum her zaman ilk sıralarda
yer almaktadır.
ALÜMİNYUM, kendisine has özellikleri ve hafifliği nedeni ile çok geniş bir uygulama alanına ( uzay, uçak, taşıt, elektrik, inşaat, ambalaj, elektronik, ev gereçleri vs.) sahiptir ve ÇAĞIN METALİ olarak adlandırılmaktadır.
1807 yılında, Sir Humphery Davis alüminyumu laboratuarda elektroliz yoluyla elde etmeye çalışmış, fakat başarılı olamamıştır.
1812 yılında, Fransa’nın Les Baux ilinde alüminyum maden cevheri bulunmuştur. Bundan sonra, cevherlerin alaşımları ve bulundukları yere bakılmaksızın, alüminyum cevheri boksit (bauxite) olarak adlandırılmıştır.
1825 yılında, H.C. Oersted çok ufak miktarlarda alüminyum üretmeyi başarmıştır.
F. Wohler(1845), H.S.C. Deville (1854), K.J. Meyer’in araştırmaları (1888) bir üretim yöntemi patenti ile sonuçlanmıştır.
Günümüzde, Fransız Paul.T. Herault ve Amerikalı Charles Martin Hall üretim yöntemi patentleri (1892) kullanılmaktadır.
Alüminyumun elektrik alanında iletken olarak ilk kullanılımları :
1895 yılında Amerika ve Fransada hava hattı örgülü alüminyum iletkeni;
1908 yılında hava hattı çelik özlü alüminyum iletkeni;
1910 yılında Boston ve Ealing’de alüminyum iletkenli, kağıt yalıtkanlı, kurşun kılıflı yeraltı güç kablosu;
1912 yılında Aquitana isimli gemide alüminyum bara;
1917 yılında transformatör sargısı;
1920 yılında sincap kafesli motor rotoru olarak gerçekleşmiştir.
İletken olarak Alüminyum
________________________________________
Termik (kömür, fuel-oil, motorin, doğalgaz, jeotermal), hidrolik ve nükleer gibi çeşitli enerjilerden yararlanılarak üretilen elektrik enerjisi, genelde uzun mesafelere iletilir; şehir ve köy gibi yerleşim bölgelerine, sanayi tesislerine dağıtılır ve buralarda tüketilir.
Çıplak iletkenler, baralar, yalıtılmış hava hattı ve yeraltı güç kabloları ve ek malzemeleri elektrik enerjisi iletim ve dağıtımının başlıca elemanlarıdır.
Yakın zamana kadar, elektrik enerji iletim ve dağıtımında, bakır, uygun özellikleri nedeni ile bu alandaki ana iletken malzemesi olmuştu. Bakır, yüksek elektrik geçirgenliği, işlenebilme ve mekaniksel özellikleri iyi olan bir metaldir.
Niçin Alüminyum?
________________________________________
Pek çok ülkede, alüminyumun iletim ve dağıtım sistemlerinin tüm elemanları için bakırın yerine, ana iletken malzemesi olarak kabul edilmesinde pek çok neden bulunmaktadır. Alüminyum bakıra göre çok hafiftir, alüminyumun yoğunluğu, yaklaşık olarak bakırın % 30’u kadardır. Özellikle, hava hattı direk konstrüksiyonlarında hafiflik çok önemlidir, çünkü ağır iletkenler, ağır direk yapılarına ihtiyaç gösterir. Ayrıca, alüminyum iletkenlerin taşınması, işlenmesi ve montajı, ağır bakır iletkenlere göre daha kolaydır. Alüminyumun hafifliği, ağır bakır iletkenlere göre birçok avantaj sağlamaktadır. Alüminyum cevheri, yer yüzü kabuğunda en çok bulunan bir metaldir, yaklaşık yer yüzünün % 8’ ini kapsamaktadır.
Günümüzde bakır cevherleri çok azalmış ve sınırılı olması sonucu bakır fiyatları yüksek ve yükselme eyilimindedir. Aşağıda, son 20 yılın LME (Londra Metal Borsası) bakır ve alüminyumun yıllık ortalama fiyatlarını gösteren çizelgeden anlaşılacağı gibi senelerdir, alüminyum fiyatları bakıra göre düşük, arada bazı sıçramalar yapmasına rağmen fazla hareketli olmayan bir şekilde gelişmiştir. Alüminyum, ucuzluğun, hafifliğin ve özelliklerinin verdiği avantajları nedeni ile alüminyum çıplak iletken ve kablo fiyatları, bakır çıplak iletken ve kablo fiyatlarının çok altındadır.
Londra Metal Borsası (LME)
yıllık ortalama Bakır ve Alüminyum hammadde Fiyatları
(USD/metrik ton)
Yıl Alüminyum $ / mton Bakır$ / mton
2002 1.339 1.548
2001 1.446 1.582
2000 1.539 1.815
1999 1.386 1.573
1998 1.358 1.661
1997 1.599 2.276
1996 1.507 2.302
1995 1.806 2.936
1994 1.477 2.307
1993 1.139 1.914
(*) Ekim 2002'ye kadar
25 yıldan beri, alüminyumun pratikte üretim, tesis ve ek tekniğinde rastlanan sakıncaları giderilmiş, güvenli ve emniyetli bir konuma gelmiştir.
Bakır ve Alüminyumun Teknik Değerlendirilmesi
________________________________________
Alüminyum veya Bakır çıplak iletkenli hava hatlarının, yer altı kablolarının montajı, tesisi, kullanılan bağlantı parçaları, ek ve kablo uçları genelde büyük farklılık göstermez. Ancak alüminyum ve bakırın fizik ve mekanik özellikleri bakımından iki ayrı metal olduğu unutulmamalıdır.
Aşağıdaki çizelgede, iletken ve kabloların müşterek malzemesi olan E-Cu (Elektrolitik bakır), E-Al (Elektrolitik Alüminyum) ile bazı hava hatları ve kablolardada kullanılan alüminyum alaşım AlMgSi’ yumun fiziksel özellikleri bulunmaktadır.
Alüminyum ve Bakırın Fiziksel Özellikleri
________________________________________
Özellikler Birim E-Cu
Bakır E-Al
Alüminyum AlMgSi
Al Alaşım
Özgül Ağırlık kg/dm3 8,9 2,7 2,7
Çekme Gerilmesi
(sert...tavlı) kg/mm2 450...240 180...80 310
Kopma uzaması
(sert...tavlı) % 1...35 2...35 3
Elastisite Modülü kN/mm2 120 70 70
Ergime sıcaklığı 0C 1083 658 658
Isı genleşme katsayısı 10-6 / 0C 16,6 23,8 23,0
+20 0C’de direnç ısı değişim katsayısı 1/ 0C 0,0039 0,0040 0,0036
+20 0C’de iletkenlik IACS % 97...100 61...62 53
+20 0C’ de özgül direnç mm2/m 0,01786 0,02857 0,03280
Elektriksel Eşdeğerlik
________________________________________
Eş uzunluk Eş direnç Eş gerilim düşümü
LAl = LCu RAl = RCu UAl = UCu
olarak tarif edilir.
Cu eşdeğeri Al (kesit)
Al özdirenç Cu özdirenç
Al = 0,028264 mm2/m Cu = 0,017857 mm2/m
SAl = 1,6 x SCu
Sonuç: Cu iletken ile eşit uzunlukta, eşit dirençte ve gerilim düğümündeki Alüminyum iletken Bakır iletken kesitinin 1,6 katı daha büyüktür.
Cu eşdeğeri Al (ağırlık)
Al özgül ağırlık Cu özgül ağırlık
dAl = 2,7 kg/dm3 dCu = 8,9 kg/dm3
PAl = 0,5 x PCu
Sonuç: Cu iletken ile eşit uzunlukta, eşit dirençte ve gerilim düğümündeki Alüminyum iletken Bakır iletken ağırlığının yarısı kadardır.
Bakır iletken değerleri 1 olarak kabul edilmek şartı ile eşdeğer Alüminyum çıplak yuvarlak iletkenin fiziksel karşılaştırılması
Ş a r t l a r B a k ı r A l ü mi n y u m
Eşit Kesit 1 1
* Ağırlık 1 0,3
* İletkenlik 1 0,625
* Akım Taşıma Kapasitesi 1 0,8
Eşit İletkenlik 1 1
* Kesit Alanı 1 1,6
* Çap 1 1,3
* Ağırlık 1 0,49
Eşit Sıcaklık Artışı 1 1
* Kesit Alanı 1 1,4
* Çap 1 1,17
* Ağırlık 1 0,42
Cu eşdeğeri Al (EKONOMİ)
________________________________________
Elektriksel eşitlik sağlanmak şartı ile bir tesis için gerekli bakır iletken ağırlığının yarısı ağırlığında alüminyum iletkene ihtiyaç vardır.
Bakır ve alüminyum birim fiyatları (TL/kg) eşit olarak kabul edilmek şartı ile diğer bir deyişle aynı tesis, bakır için gerekli yatırımın yarısı ile alüminyum iletken kullanılarak gerçekleştirilebilir.
Yukarda son 20 yılın bakır ve alüminyum fiyatlarını gösteren LME fiyat çizelgesindende görüleceği gibi, bakır alüminyum fiyat oranı çoğunlukla 1’den büyüktür, bu sonuç sağlanan ekonominin % 50’den daha büyük olabileceğini göstermektedir.
Çıplak iletkenli tesislerde,
Bakır eşdeğeri ALÜMİNYUM İLETKEN EN AZ % 50 EKONOMİ SAĞLAR
________________________________________
Sağlanan ekonomi, sadece kullanıcı yönünden olmayıp, ülke döviz çıktısınıda etkilemektedir. Kullanılan alüminyum ve bakırın ham madde olarak dış alımla temin edildiği düşünülürse, elektrik alanında kullanılacak bakırın dış alımı için gerekli döviz miktarının en fazla yarısı alüminyum dış alımı için yeterli olacaktır ve Ülke açısından büyük bir döviz tasarrufu gerçekleşecektir.
ve niçin ALÜMİNYUM ???
________________________________________
• Alüminyumun birim fiyatı yıllardır bakır fiyatlarından daha düşüktür. Yer yüzünde en çok bulunan metaldir ( % 8 ).
• Hafiflik nedeni ile ALÜMİNYUM iletken ve kablolar, BAKIR iletken ve kablolardan çok daha düşük fiyatlıdır.
• Hava hatlı tesislerde direklerin hafiflemesi, montaj kolaylığı ve nakliye tesis için ek ekonomik avantajlar üretir.
• Alüminyum iletkenin pratikte rastlanan ek problemleri son 25 yıldan beri tamamen çözülmüştür.
ÇÜNKÜ . . .
ALÜMİNYUM İLETKENLER GÜVENLİ, EMNİYETLİ ve EKONOMİK ÇÖZÜMLER ÜRETİR ÜLKEYE DÖVİZ KAZANDIRIR
Periyodik cetvelin III A gurubunda bulunan ve atom numarası 13, atom ağırlığı 26.89 olan +3 değerlikli
bir element olan alüminyumun 20oC’taki yoğunluğu 2,7gr/cm³, ergime noktası 659,8°C, kaynama
noktası 2450°C, ısınma ısısı 0.224Cal/gr(1000C’ta), erime ısısı 400Cal/gr, 20oC’taki elektriksel
iletkenliği bakırın %65’i, ısıl iletkenliği 0,5, ışık yansıtılabilirliği %90 olup, bu özellikler alaşım
elementleri katılarak büyük ölçüde değiştirilebilmektedir.
Alüminyum doğada bileşikler halinde bulunur. Yerkabuğundaki yaklaşık olarak %8 civarındaki
içeriğiyle alüminyum, oksijen ve silisyumdan sonra en çok bulunan üçüncü elementtir. Bu kadar çok
bulunmasına rağmen varlığı 1808 yılında İngiliz Sir Humpry Davy tarafından tespit edilen bu metalin
ticari anlamda üretim teknolojisi ancak 1886 yılında Paul Louis Toussaint Héroult (Fransa) ve Charles
Martin Hall(ABD) birbirlerinden habersiz şekilde ayrı ayrı çalışarak geliştirilmiştir. Günümüzde Hall-
Héroult yöntemi olarak halen kullanılan bu yöntemde bu iki bilim adamı, alüminyum oksitin ergimiş
kriyolitin içinde çözündürülerek üzerinden güçlü bir elektrik akım geçirildiğinde, alüminyumun
elektrolitin altında sıvı halde biriktiğini fark etmişlerdir. Bu yöntemin keşfinden sadece iki yıl sonra,
1888’de İsviçre’nin Neuhausen kentinde Schweizerische Metallurgische Gesellschaft tarafından Hėroult
patentiyle, yine aynı yıl A.B.D.’deki Pittsburgh kentinde Pittsburgh Reduction Company tarafından Hall
patentiyle ilk alüminyum elektrolizhaneleri kurulmuştur.
Bundan sonra bu alanda çok hızlı teknik ve ekonomik gelişmeler yaşanmaya başlamış, 1900 yılına
gelindiğinde İsviçre ve Amerika ile birlikte Fransa(1889), İngiltere(1896), Almanya(1898) ve
Avusturya(1899) da alüminyum üreten ülkeler arasındaki yerlerini almıştır. 1900 yılında dünya birincil
alüminyum toplam yıllık üretimi 8.000 ton iken, 1913 yılında 65.000 tona, 1920 yılında 128.000 tona,
1938 yılında 537.000 tona, 1946 yılında 681.000 tona, 2002 yılında 22-23 milyon tona ve 2003 yılında
ise 25-27 milyon ton seviyelerine yükselmiştir.
Yaklaşık 110 yıl önce ticari anlamda üretimine başlanan alüminyum, insanoğlunun binlerce yıl boyunca
kullandığı bakır, kalay ve kurşunun bugünkü toplam üretimlerinden çok daha fazla bir miktarda
üretilmektedir. Günümüzde geriye kazanılmış (ikincil) alüminyumla birlikte toplam yıllık alüminyum
arzı yaklaşık 30 milyon tona ulaşmışken, bakır 14,7 milyon ton, çinko 8,6 milyon ton, kurşun 6 milyon
ton, magnezyum 0,4 milyon ton, kalay 0,2 milyon ton ve çelik 858 milyon ton seviyelerinde
üretilmektedir(Grafik-1). Demir-çelik üretiminin yanında bu miktar küçük görülebilir. Ancak, ürettiği
katma değer açısından bakıldığında; yıllık 22.000.000 ton alüminyumun katma değer karşılığı
150.000.000 ton demir-çeliğe eşdeğer olduğu görülmektedir.
3-NEDEN ALÜMİNYUM ?
Alüminyumu diğer metallere göre birçok alanda avantajlı kılan en önemli ana özelliklerini;
1. Hafifliği,
2. Hafifliğine Karşın Alaşımlandırıldığında Yeterli Mukavemeti,
3. Tekrar Defalarca Kullanılabilirliği,
4. Yüksek Korozyon Direnci,
5. Çekilebilirliği,
6. Şekillendirilebilirliği,
7. Dövülebilirliği,
8. İşlenebilirliği,
9. Yüksek Isı ve Elektriksel İletkenliği,
10. Işık ve Isı Yansıtıcılığı
olarak sıralayabiliriz.
Demirden üç kat daha hafif olan alüminyum alaşımlandırılmak suretiyle demire yakın mukavemette bir
malzemeye dönüşebilmektedir. Böylece, örneğin alüminyumun otomotiv sanayinde kullanımı, aracın
ağırlığını azaltarak yakıt tüketimini düşürmekte, buna karşılık yük kapasitesini arttırmaktadır.
Alüminyum normal atmosfer koşullarında oksijen ile reaksiyona girerek kendi yüzeyinde doğal bir
koruyucu film tabakası oluşturur. Ortalama 635x10-9 cm kalınlığında olan bu alümina tabakası
alüminyumu korozyondan korur. Anotlama, boyama, laklama alüminyumun korozif etkilere karşı
koruyucu özelliğini artıran diğer uygulamalardır.
Mükemmel elektrik iletkenliği nedeniyle alüminyum, elektrik enerjisi iletim ve dağıtımının başlıca
elemanları olan yalıtılmış hava hattı ve yeraltı güç kabloları ve ek malzemelerde, yakın zamana kadar
bu alanlarda kullanılan bakır’ın yerini almıştır. Alüminyumun önemli diğer bir özelliği mükemmel bir
ısı ve ışık yansıtıcısı olmasıdır. Bu özelliği sayesinde aydınlatma aksamlarında ve ısı yataklarında
yaygın olarak alüminyum kullanılmaktadır.
Toksit ve bulaşıcı olmayan alüminyumun neredeyse alternatifsiz olduğu diğer bir kullanım alanı da gıda
ve ilaç ambalaj uygulamalarıdır. 0,007 mm kalınlığında dahi alüminyum folyo tam olarak ışık, aroma ve
gaz geçirgensizliğe sahiptir.
Masif olarak yanmaz özellikte olan alüminyum mikro parçalar haline getirildiğinde büyük ısı açığa
çıkararak yanar. Bu özelliği nedeniyle roketlerde yakıt olarak kullanılabilmektedir.
Diğer metallere göre neredeyse %100 geri dönüşümlü olan alüminyumun geleceğin metali olmasını
sağlayacak en önemli ana unsurlardan birisi de ekolojik özelliğidir. Dünyada, özellikle gelişmiş
ülkelerde, kamuoylarının 1980'lerde doruğa ulaşan çevre korumacılığı baskısıyla ve 1973 ile 1979
yıllarındaki petrol krizleriyle hızlanan sınırlı kaynakların en ekonomik, çevreyi en az kirletecek ve daha
az enerji tüketecek şekilde kullanımı gibi kriterler, alüminyumu alternatif malzemelere göre avantajlı
hale getirmektedir. Çünkü sahip olduğu birçok özellikler nedeniyle sanayide bu gelişmelere uygun bir
ortam sağlamaktadır.
ALÜMİNYUM RAPORU / TMMOB Metalurji Mühendisleri Odası
4
Her ne kadar birincil üretimde çok miktarda enerji harcanıyorsa da, son yıllarda yapılan araştırmalar,
enerji dengesi açısından, kullanım ömrü dolan alüminyumun birincil üretimin sadece %5'i kadar enerji
kullanılarak yeniden kullanıma sunulması, uzun vadede alüminyumun ikame malzemelerden tasarruf
yanında çevre atıklarının azalması yönüyle de daha ekonomik ve çevre dostu olduğunu göstermektedir.
Alüminyumun dünya kabuğunda neredeyse sınırsız miktarda bulunduğu gerçeği de bu metalin sahip
olduğu diğer bir üstünlüktür.
Üretim maliyetleri de dikkate alınarak yakıt tasarrufunun daha çok önem kazanacağı, bu da daha hafif
otomobillerin imalatını gündeme getirecek, bu açıdan mükemmel dayanım/ağırlık oranına sahip
alüminyum rakipsiz bir malzeme durumundadır. Alüminyum çeliğin %69'una yakın bir ağırlık ile aynı
güç faktörünü sağlamaktadır.
Alüminyumun bu özellikleri, kullanım alanlarının gelişmesinde ve tüketiminin artmasında büyük önem
taşır.
Bu nedenle ABD her yıl yayınladığı stratejik metaller içinde alüminyum her zaman ilk sıralarda
yer almaktadır.
ALÜMİNYUM, kendisine has özellikleri ve hafifliği nedeni ile çok geniş bir uygulama alanına ( uzay, uçak, taşıt, elektrik, inşaat, ambalaj, elektronik, ev gereçleri vs.) sahiptir ve ÇAĞIN METALİ olarak adlandırılmaktadır.
1807 yılında, Sir Humphery Davis alüminyumu laboratuarda elektroliz yoluyla elde etmeye çalışmış, fakat başarılı olamamıştır.
1812 yılında, Fransa’nın Les Baux ilinde alüminyum maden cevheri bulunmuştur. Bundan sonra, cevherlerin alaşımları ve bulundukları yere bakılmaksızın, alüminyum cevheri boksit (bauxite) olarak adlandırılmıştır.
1825 yılında, H.C. Oersted çok ufak miktarlarda alüminyum üretmeyi başarmıştır.
F. Wohler(1845), H.S.C. Deville (1854), K.J. Meyer’in araştırmaları (1888) bir üretim yöntemi patenti ile sonuçlanmıştır.
Günümüzde, Fransız Paul.T. Herault ve Amerikalı Charles Martin Hall üretim yöntemi patentleri (1892) kullanılmaktadır.
Alüminyumun elektrik alanında iletken olarak ilk kullanılımları :
1895 yılında Amerika ve Fransada hava hattı örgülü alüminyum iletkeni;
1908 yılında hava hattı çelik özlü alüminyum iletkeni;
1910 yılında Boston ve Ealing’de alüminyum iletkenli, kağıt yalıtkanlı, kurşun kılıflı yeraltı güç kablosu;
1912 yılında Aquitana isimli gemide alüminyum bara;
1917 yılında transformatör sargısı;
1920 yılında sincap kafesli motor rotoru olarak gerçekleşmiştir.
İletken olarak Alüminyum
________________________________________
Termik (kömür, fuel-oil, motorin, doğalgaz, jeotermal), hidrolik ve nükleer gibi çeşitli enerjilerden yararlanılarak üretilen elektrik enerjisi, genelde uzun mesafelere iletilir; şehir ve köy gibi yerleşim bölgelerine, sanayi tesislerine dağıtılır ve buralarda tüketilir.
Çıplak iletkenler, baralar, yalıtılmış hava hattı ve yeraltı güç kabloları ve ek malzemeleri elektrik enerjisi iletim ve dağıtımının başlıca elemanlarıdır.
Yakın zamana kadar, elektrik enerji iletim ve dağıtımında, bakır, uygun özellikleri nedeni ile bu alandaki ana iletken malzemesi olmuştu. Bakır, yüksek elektrik geçirgenliği, işlenebilme ve mekaniksel özellikleri iyi olan bir metaldir.
Niçin Alüminyum?
________________________________________
Pek çok ülkede, alüminyumun iletim ve dağıtım sistemlerinin tüm elemanları için bakırın yerine, ana iletken malzemesi olarak kabul edilmesinde pek çok neden bulunmaktadır. Alüminyum bakıra göre çok hafiftir, alüminyumun yoğunluğu, yaklaşık olarak bakırın % 30’u kadardır. Özellikle, hava hattı direk konstrüksiyonlarında hafiflik çok önemlidir, çünkü ağır iletkenler, ağır direk yapılarına ihtiyaç gösterir. Ayrıca, alüminyum iletkenlerin taşınması, işlenmesi ve montajı, ağır bakır iletkenlere göre daha kolaydır. Alüminyumun hafifliği, ağır bakır iletkenlere göre birçok avantaj sağlamaktadır. Alüminyum cevheri, yer yüzü kabuğunda en çok bulunan bir metaldir, yaklaşık yer yüzünün % 8’ ini kapsamaktadır.
Günümüzde bakır cevherleri çok azalmış ve sınırılı olması sonucu bakır fiyatları yüksek ve yükselme eyilimindedir. Aşağıda, son 20 yılın LME (Londra Metal Borsası) bakır ve alüminyumun yıllık ortalama fiyatlarını gösteren çizelgeden anlaşılacağı gibi senelerdir, alüminyum fiyatları bakıra göre düşük, arada bazı sıçramalar yapmasına rağmen fazla hareketli olmayan bir şekilde gelişmiştir. Alüminyum, ucuzluğun, hafifliğin ve özelliklerinin verdiği avantajları nedeni ile alüminyum çıplak iletken ve kablo fiyatları, bakır çıplak iletken ve kablo fiyatlarının çok altındadır.
Londra Metal Borsası (LME)
yıllık ortalama Bakır ve Alüminyum hammadde Fiyatları
(USD/metrik ton)
Yıl Alüminyum $ / mton Bakır$ / mton
2002 1.339 1.548
2001 1.446 1.582
2000 1.539 1.815
1999 1.386 1.573
1998 1.358 1.661
1997 1.599 2.276
1996 1.507 2.302
1995 1.806 2.936
1994 1.477 2.307
1993 1.139 1.914
(*) Ekim 2002'ye kadar
25 yıldan beri, alüminyumun pratikte üretim, tesis ve ek tekniğinde rastlanan sakıncaları giderilmiş, güvenli ve emniyetli bir konuma gelmiştir.
Bakır ve Alüminyumun Teknik Değerlendirilmesi
________________________________________
Alüminyum veya Bakır çıplak iletkenli hava hatlarının, yer altı kablolarının montajı, tesisi, kullanılan bağlantı parçaları, ek ve kablo uçları genelde büyük farklılık göstermez. Ancak alüminyum ve bakırın fizik ve mekanik özellikleri bakımından iki ayrı metal olduğu unutulmamalıdır.
Aşağıdaki çizelgede, iletken ve kabloların müşterek malzemesi olan E-Cu (Elektrolitik bakır), E-Al (Elektrolitik Alüminyum) ile bazı hava hatları ve kablolardada kullanılan alüminyum alaşım AlMgSi’ yumun fiziksel özellikleri bulunmaktadır.
Alüminyum ve Bakırın Fiziksel Özellikleri
________________________________________
Özellikler Birim E-Cu
Bakır E-Al
Alüminyum AlMgSi
Al Alaşım
Özgül Ağırlık kg/dm3 8,9 2,7 2,7
Çekme Gerilmesi
(sert...tavlı) kg/mm2 450...240 180...80 310
Kopma uzaması
(sert...tavlı) % 1...35 2...35 3
Elastisite Modülü kN/mm2 120 70 70
Ergime sıcaklığı 0C 1083 658 658
Isı genleşme katsayısı 10-6 / 0C 16,6 23,8 23,0
+20 0C’de direnç ısı değişim katsayısı 1/ 0C 0,0039 0,0040 0,0036
+20 0C’de iletkenlik IACS % 97...100 61...62 53
+20 0C’ de özgül direnç mm2/m 0,01786 0,02857 0,03280
Elektriksel Eşdeğerlik
________________________________________
Eş uzunluk Eş direnç Eş gerilim düşümü
LAl = LCu RAl = RCu UAl = UCu
olarak tarif edilir.
Cu eşdeğeri Al (kesit)
Al özdirenç Cu özdirenç
Al = 0,028264 mm2/m Cu = 0,017857 mm2/m
SAl = 1,6 x SCu
Sonuç: Cu iletken ile eşit uzunlukta, eşit dirençte ve gerilim düğümündeki Alüminyum iletken Bakır iletken kesitinin 1,6 katı daha büyüktür.
Cu eşdeğeri Al (ağırlık)
Al özgül ağırlık Cu özgül ağırlık
dAl = 2,7 kg/dm3 dCu = 8,9 kg/dm3
PAl = 0,5 x PCu
Sonuç: Cu iletken ile eşit uzunlukta, eşit dirençte ve gerilim düğümündeki Alüminyum iletken Bakır iletken ağırlığının yarısı kadardır.
Bakır iletken değerleri 1 olarak kabul edilmek şartı ile eşdeğer Alüminyum çıplak yuvarlak iletkenin fiziksel karşılaştırılması
Ş a r t l a r B a k ı r A l ü mi n y u m
Eşit Kesit 1 1
* Ağırlık 1 0,3
* İletkenlik 1 0,625
* Akım Taşıma Kapasitesi 1 0,8
Eşit İletkenlik 1 1
* Kesit Alanı 1 1,6
* Çap 1 1,3
* Ağırlık 1 0,49
Eşit Sıcaklık Artışı 1 1
* Kesit Alanı 1 1,4
* Çap 1 1,17
* Ağırlık 1 0,42
Cu eşdeğeri Al (EKONOMİ)
________________________________________
Elektriksel eşitlik sağlanmak şartı ile bir tesis için gerekli bakır iletken ağırlığının yarısı ağırlığında alüminyum iletkene ihtiyaç vardır.
Bakır ve alüminyum birim fiyatları (TL/kg) eşit olarak kabul edilmek şartı ile diğer bir deyişle aynı tesis, bakır için gerekli yatırımın yarısı ile alüminyum iletken kullanılarak gerçekleştirilebilir.
Yukarda son 20 yılın bakır ve alüminyum fiyatlarını gösteren LME fiyat çizelgesindende görüleceği gibi, bakır alüminyum fiyat oranı çoğunlukla 1’den büyüktür, bu sonuç sağlanan ekonominin % 50’den daha büyük olabileceğini göstermektedir.
Çıplak iletkenli tesislerde,
Bakır eşdeğeri ALÜMİNYUM İLETKEN EN AZ % 50 EKONOMİ SAĞLAR
________________________________________
Sağlanan ekonomi, sadece kullanıcı yönünden olmayıp, ülke döviz çıktısınıda etkilemektedir. Kullanılan alüminyum ve bakırın ham madde olarak dış alımla temin edildiği düşünülürse, elektrik alanında kullanılacak bakırın dış alımı için gerekli döviz miktarının en fazla yarısı alüminyum dış alımı için yeterli olacaktır ve Ülke açısından büyük bir döviz tasarrufu gerçekleşecektir.
ve niçin ALÜMİNYUM ???
________________________________________
• Alüminyumun birim fiyatı yıllardır bakır fiyatlarından daha düşüktür. Yer yüzünde en çok bulunan metaldir ( % 8 ).
• Hafiflik nedeni ile ALÜMİNYUM iletken ve kablolar, BAKIR iletken ve kablolardan çok daha düşük fiyatlıdır.
• Hava hatlı tesislerde direklerin hafiflemesi, montaj kolaylığı ve nakliye tesis için ek ekonomik avantajlar üretir.
• Alüminyum iletkenin pratikte rastlanan ek problemleri son 25 yıldan beri tamamen çözülmüştür.
ÇÜNKÜ . . .
ALÜMİNYUM İLETKENLER GÜVENLİ, EMNİYETLİ ve EKONOMİK ÇÖZÜMLER ÜRETİR ÜLKEYE DÖVİZ KAZANDIRIR
Son düzenleme:
