Com seleccionar el material adequat per a un recinte elèctric?

 

 

La selecció del material adequat és una de les primeres decisions tècniques a l'hora de dissenyar o comprar uncarcassa elèctrica. El recinte ha de protegir els components elèctrics de la humitat, la pols, els productes químics, l'impacte, els canvis de temperatura i altres condicions externes, alhora que compleix els requisits de pes, gestió tèrmica, fabricació i instal·lació.

Les opcions habituals inclouen l'acer al carboni, l'acer inoxidable, l'alumini i els materials no-metàl·lics. Cadascun té característiques mecàniques i ambientals diferents. L'elecció correcta depèn menys del material en si i més d'on s'instal·larà el tancament, què ha de protegir i com es mantindrà al llarg de la seva vida útil.

 

Comenceu amb l'entorn operatiu

L'entorn d'instal·lació s'ha d'avaluar abans de seleccionar el material del tancament.

Un armari elèctric instal·lat dins d'una fàbrica neta pot enfrontar-se a poc risc de corrosió, mentre que un armari exterior pot estar exposat a la pluja, la condensació, la radiació UV, les fluctuacions de temperatura i els contaminants de l'aire. Les àrees de processament químic introdueixen un altre conjunt de requisits, mentre que les ubicacions costaneres poden tenir una exposició significativa al clorur.

Els factors ambientals clau inclouen:

• Humitat i condensació
• L'exposició a la sal i la costa
• Vapors químics
• Pols i brutícia
• Temperatura ambient
• La llum solar directa
• Impacte mecànic
• Vibració
• Procediments de neteja

Per exemple, l'acer al carboni amb un tractament superficial adequat pot ser adequat per a moltes instal·lacions industrials interiors. En canvi, l'acer inoxidable o l'alumini poden ser més adequats quan la humitat o la corrosió són una preocupació important.

 

Acer al carboni: una opció pràctica per a ús industrial general

L'acer al carboni s'utilitza àmpliament per als armaris elèctrics perquè combina la resistència estructural amb una fabricació relativament senzilla.

És adequat per a aplicacions com ara armaris de control, armaris de distribució, equips d'automatització i quadres elèctrics interiors. La seva resistència mecànica permet als fabricants produir portes rígides, plaques de muntatge i estructures d'armaris sense un gruix excessiu del material.

La principal preocupació és la corrosió. L'acer al carboni nu és susceptible a l'oxidació quan s'exposa a la humitat. Per tant, la preparació de la superfície i el recobriment esdevenen parts importants del disseny del recinte.

El recobriment en pols, per exemple, pot proporcionar una capa protectora addicional. Tanmateix, els compradors haurien de tenir en compte més que el color del recobriment. El pretractament, el gruix del recobriment, la cobertura de les vores, les zones soldades i les superfícies danyades poden afectar el comportament de la corrosió-a llarg termini.

 

Acer inoxidable per a entorns més exigents

L'acer inoxidable es torna més atractiu quan la resistència a la corrosió és un requisit important de compra.

 

Acer inoxidable 304

L'acer inoxidable 304 es considera habitualment per a entorns industrials on el recinte pot trobar humitat, processos de neteja o exposició moderada a la corrosió.

Sovint s'utilitza en instal·lacions de-processament d'aliments, zones de producció industrial, equips a l'aire lliure i altres llocs on el manteniment de la superfície del recinte és important.

Tanmateix, el 304 no s'ha de considerar automàticament adequat per a condicions altament corrosives. L'exposició al clorur, especialment en entorns costaners o marins, pot crear condicions de corrosió més exigents.

 

Acer inoxidable 316

L'acer inoxidable 316 es considera generalment quan es requereix una exposició al clorur o una resistència química més forta.

Pot ser adequat per a instal·lacions costaneres, equips-marins i determinades aplicacions de processament-químics. El cost del material més elevat s'ha d'avaluar en funció de l'entorn de servei esperat i els requisits de manteniment.

El punt important és que triar acer inoxidable no és simplement una qüestió de seleccionar un grau més car. L'exposició ambiental específica ha de determinar si el cost del material addicional proporciona un benefici d'enginyeria significatiu.

 

L'alumini quan el pes i la calor són importants

L'alumini ofereix una combinació diferent de propietats.

La seva densitat relativament baixa pot reduir el pes del tancament, cosa que és útil per a equips-muntats a la paret, instal·lacions sensibles al transport- i aplicacions on els tècnics sovint necessiten manipular o reposicionar el tancament.

L'alumini també té una bona conductivitat tèrmica. Quan els components elèctrics generen calor important, aquesta característica pot contribuir a la transferència de calor a través de les parets del tancament.

Tanmateix, l'alumini no elimina automàticament la necessitat de disseny tèrmic. La densitat dels components interns, les dimensions del recinte, la temperatura ambient, la ventilació i l'equip de refrigeració segueixen sent importants.

Per tant, el material s'ha de seleccionar juntament amb la càrrega tèrmica esperada en lloc de considerar-lo per separat.

 

Quan els materials no-metàl·lics tenen sentit

Els materials reforçats-de plàstic i fibra de vidre poden ser alternatives útils al metall en aplicacions específiques.

Els tancaments de policarbonat, per exemple, poden proporcionar aïllament elèctric i baix pes. El polièster reforçat amb fibra de vidre-es pot considerar quan la corrosió per humitat o determinats productes químics és una preocupació.

La principal limitació és que els tancaments no-metallics no proporcionen naturalment les mateixes característiques de blindatge electromagnètic que els tancaments metàl·lics.

Si l'equip conté aparells electrònics sensibles o genera interferències electromagnètiques significatives, és possible que els enginyers hagin d'avaluar els requisits de blindatge abans de triar una carcassa no-metàl·lica.

 

No s'ha de passar per alt la resistència mecànica

La selecció del material també determina com es comporta mecànicament el recinte.

Els armaris de terra-grans poden requerir una rigidesa estructural més gran que les caixes de connexió petites. Les portes que contenen comptadors, interruptors, pantalles o equips de refrigeració també poden requerir un reforç addicional.

S'han de tenir en compte els factors següents:

• Dimensions del tancament
• Gruix de la làmina
• Mida de la porta
• Càrrega de la placa de muntatge
• Configuració de la frontissa
• Mecanisme de bloqueig
• Obertures d'entrada{0}}de cables
• Condicions de transport i instal·lació
• Vibració o impacte esperats

L'ús d'un material més resistent no vol dir necessàriament que el recinte estigui millor dissenyat. El rendiment estructural depèn del grau del material, el gruix, la geometria, el reforç, les juntes i el mètode de fabricació.

 

Considereu la calor generada dins del recinte

Els components elèctrics generen calor durant el funcionament, i el material del tancament és un factor que influeix en la gestió de la calor.

Les fonts d'alimentació, les unitats-de freqüència variable, els transformadors, els relés, els interruptors automàtics i altres components poden augmentar la temperatura interna. Si la calor no pot escapar eficaçment, les temperatures de funcionament dels components poden augmentar.

Els tancaments metàl·lics en general proporcionen una millor conducció tèrmica que molts materials polimèrics. L'alumini pot ser especialment útil quan es desitja un baix pes i una conductivitat tèrmica.

Tanmateix, la selecció del material s'ha de combinar amb una avaluació de:

• Generació de calor interna total
• Temperatura ambient
• Superfície del tancament
• Espaiat intern dels components
• Ventilació
• Ventiladors o intercanviadors de calor
• Radiació solar per a instal·lacions exteriors

Això evita l'error comú d'esperar que només el material del tancament solucioni un problema tèrmic.

 

Selecció de material i protecció de tancaments

També s'ha d'avaluar el material juntament amb els requisits de protecció del tancament.

La resistència d'un tancament a l'aigua i a la pols no depèn únicament de si està fet d'acer, acer inoxidable o alumini. La construcció completa és important, incloent:

Costures de la porta

Juntes

Prensacables

Muntatge d'interfícies

Juntes soldades

Panells d'accés

Obertures de ventilació

Per a aplicacions que requereixen una protecció IP superior, aquests detalls poden ser tan importants com el material en si.

Un tancament d'acer inoxidable amb entrades de cables mal dissenyades pot oferir una protecció menys pràctica que un tancament d'acer recobert-de construcció adequada i dissenyat per a les mateixes condicions ambientals.

 

Guia de selecció de material

Aquesta taula s'ha d'utilitzar com a punt de partida en lloc d'una especificació fixa. La selecció real del material s'ha de basar en l'entorn operatiu complet.

 

Què han de confirmar els compradors abans de fer la comanda?

Per a B2Bcarcassa elèctrical'adquisició, simplement especificar "caixa d'acer inoxidable" o "armari metàl·lic" sol ser insuficient.

L'especificació de compra ha de definir clarament el grau del material, el gruix, el tractament superficial, les dimensions, els requisits de protecció i l'entorn d'instal·lació.

Els compradors també haurien de confirmar si el tancament requereix:

• Graus específics d'acer inoxidable com 304 o 316
• Un tractament de superfície definit per a acer al carboni
• Un gruix particular de paret o placa de muntatge
• Protecció contra la corrosió exterior
• Blindatge electromagnètic
• Disposicions de gestió tèrmica
• Disposicions específiques d'entrada{0}}de cables
• Protecció IP o NEMA necessària
• Requisits particulars d'assaig o certificació

Les especificacions clares faciliten al fabricant seleccionar els materials adequats i mantenir la coherència entre les mostres i la producció en massa.

 

Fabricació de carcassa elèctrica personalitzada per Prota

La selecció del material és només una part de la fabricació de tancaments. El tancament també ha de coincidir amb les dimensions requerides, la disposició dels components, el mètode de muntatge, el tractament superficial i el nivell de protecció.ProtaAdmet projectes personalitzats de tancaments elèctrics des del disseny d'enginyeria fins a la fabricació de xapa i el muntatge final.

L'empresa treballa amb acer al carboni, acer inoxidable i alumini per a diferents requisits de tancament. Els serveis personalitzats poden incloure:

• Dimensions i estructures de tancament personalitzades
• Selecció de material i gruix
• Tall làser de precisió i plegat CNC
• Soldadura i conformació de xapa
• Talls personalitzats i arranjaments de muntatge
• Recobriment en pols i altres tractaments superficials
• Muntatge i muntatge intern
• Producció OEM basada en dibuixos del client

Prota té més de 15 anys d'experiència en enginyeria i opera una instal·lació de producció d'uns 14.000 m². El seu procés de fabricació inclou disseny, tall per làser, plegat, punxonat, soldadura, tractament de superfícies, inspecció i muntatge, cosa que permet coordinar diferents etapes de producció dins d'un mateix sistema de fabricació.

L'empresa dóna suport a projectes de tancaments per a l'automatització industrial, la distribució d'energia, les telecomunicacions, les energies renovables i altres aplicacions d'equips elèctrics. Per als compradors que ja tenen dibuixos o especificacions tècniques definides, Prota també pot donar suport al desenvolupament i producció de tancaments personalitzats en funció dels requisits del projecte..

 

Preguntes freqüents sobre els materials de tancament elèctric

Quin material s'utilitza habitualment per a tancaments elèctrics?

L'acer al carboni s'utilitza habitualment per als armaris elèctrics d'interior perquè ofereix una bona resistència mecànica i és fàcil de tallar, doblegar, soldar i acabar. L'acer inoxidable i l'alumini es seleccionen quan els requisits ambientals o de pes ho requereixen.

És millor l'acer inoxidable que l'acer al carboni?

No sempre. L'acer inoxidable s'adapta millor a ambients humits, corrosius o netejats amb freqüència. Per a aplicacions interiors estàndard, l'acer al carboni recobert pot proporcionar la protecció necessària a un cost de material més baix.

Quina diferència hi ha entre l'acer inoxidable 304 i 316?

L'acer inoxidable 304 és adequat per a aplicacions generals de -resistents a la corrosió. 316 conté molibdè i ofereix una millor resistència a l'exposició al clorur, el que el fa més adequat per a entorns costaners, marins i químics.

L'alumini és adequat per a tancaments exteriors?

Sí. L'alumini és lleuger i naturalment resistent a la corrosió. Es pot considerar per a equips a l'aire lliure on la reducció del pes del tancament és important, tot i que encara s'han d'especificar l'aliatge, el recobriment, el gruix de la paret i el disseny de segellat.

El material afecta la dissipació de calor del recinte?

Sí. Els diferents materials tenen una conductivitat tèrmica diferent. L'alumini transfereix la calor més fàcilment que molts graus d'acer, però la selecció del material per si sola no determina la temperatura del recinte. També cal tenir en compte la càrrega de calor interna, la ventilació, la mida del recinte i els components de refrigeració.

La selecció del material hauria d'anar abans de la qualificació IP?

S'han de considerar conjuntament. El material afecta la resistència a la corrosió i el rendiment mecànic, mentre que l'estructura del tancament, el disseny de la porta, la junta, les entrades de cables i el conjunt determinen gran part de la protecció final d'entrada.