Kuinka valita oikea materiaali sähkökoteloon?

 

 

Oikean materiaalin valinta on yksi ensimmäisistä teknisistä päätöksistä suunniteltaessa tai ostettaessasähköinen kotelo. Kotelon on suojattava sähkökomponentteja kosteudelta, pölyltä, kemikaaleilta, iskuilta, lämpötilan muutoksilta ja muilta ulkoisilta olosuhteilta sekä täytettävä painoa, lämmönhallintaa, valmistusta ja asennusta koskevat vaatimukset.

Yleisiä valintoja ovat hiiliteräs, ruostumaton teräs, alumiini ja ei--metalliset materiaalit. Jokaisella on erilaiset mekaaniset ja ympäristölliset ominaisuudet. Oikea valinta riippuu vähemmän itse materiaalista, vaan enemmän siitä, mihin kotelo asennetaan, mitä se tarvitsee suojata ja kuinka sitä ylläpidetään koko käyttöiän ajan.

 

Aloita käyttöympäristöstä

Asennusympäristö tulee arvioida ennen kotelomateriaalin valintaa.

Puhtaan tehtaan sisälle asennettu sähkökaappi voi altistua vähäiselle korroosioriskille, kun taas ulkokaappi voi altistua sateelle, kondensaatiolle, UV-säteilylle, lämpötilan vaihteluille ja ilman epäpuhtauksille. Kemialliset käsittelyalueet asettavat toisenlaisia ​​vaatimuksia, kun taas rannikkoalueilla voi olla merkittävää kloridialtistusta.

Keskeisiä ympäristötekijöitä ovat:

• Kosteutta ja kondensaatiota
• Suolasuihku ja rannikon altistuminen
• Kemialliset höyryt
• Pölyä ja likaa
• Ympäristön lämpötila
• Suora auringonvalo
• Mekaaninen vaikutus
• Tärinä
• Puhdistustoimenpiteet

Esimerkiksi hiiliteräs sopivalla pintakäsittelyllä voi soveltua moniin teollisuusasennuksiin sisätiloissa. Sitä vastoin ruostumaton teräs tai alumiini voivat olla sopivampia, kun kosteus tai korroosio ovat suuri huolenaihe.

 

Hiiliteräs: käytännöllinen valinta yleiseen teolliseen käyttöön

Hiiliterästä käytetään laajalti sähkökaapeissa, koska se yhdistää rakenteellisen lujuuden suhteellisen yksinkertaiseen valmistukseen.

Se sopii sovelluksiin, kuten ohjauskaapeihin, jakelukaappeihin, automaatiolaitteisiin ja sisätilojen sähköpaneeleihin. Sen mekaaninen lujuus mahdollistaa jäykkien ovien, asennuslevyjen ja kaappirakenteiden valmistamisen ilman liiallista materiaalipaksuutta.

Suurin huolenaihe on korroosio. Paljas hiiliteräs on herkkä hapettumiselle altistuessaan kosteudelle. Siksi pinnan esikäsittelystä ja pinnoituksesta tulee tärkeitä osia kotelon suunnittelussa.

Esimerkiksi jauhemaalaus voi muodostaa lisäsuojakerroksen. Ostajien tulisi kuitenkin harkita muutakin kuin pinnoitteen väriä. Esikäsittely, pinnoitteen paksuus, reunojen peitto, hitsatut alueet ja vaurioituneet pinnat voivat kaikki vaikuttaa pitkäkestoiseen-korroosiokäyttäytymiseen.

 

Ruostumaton teräs vaativampiin ympäristöihin

Ruostumattomasta teräksestä tulee houkuttelevampi, kun korroosionkestävyys on tärkeä ostovaatimus.

 

304 ruostumaton teräs

304 ruostumatonta terästä harkitaan yleisesti teollisuusympäristöissä, joissa kotelo voi kohdata kosteutta, puhdistusprosesseja tai kohtalaista korroosiota.

Sitä käytetään usein elintarvikkeiden-jalostuslaitoksissa, teollisuustuotantoalueilla, ulkoiluvälineissä ja muissa paikoissa, joissa kotelon pinnan säilyttäminen on tärkeää.

304:ää ei kuitenkaan pitäisi automaattisesti pitää sopivana erittäin syövyttäviin olosuhteisiin. Altistuminen kloridille, erityisesti rannikko- tai meriympäristöissä, voi luoda vaativampia korroosioolosuhteita.

 

316 ruostumatonta terästä

316 ruostumatonta terästä harkitaan yleensä, kun vaaditaan kloridialtistusta tai vahvempaa kemikaalien kestävyyttä.

Se voi sopia rannikkoasennuksiin,{0}}mereen liittyviin laitteisiin ja tiettyihin kemian{1}}käsittelysovelluksiin. Korkeammat materiaalikustannukset on arvioitava suhteessa odotettuun palveluympäristöön ja kunnossapitovaatimuksiin.

Tärkeää on, että ruostumattoman teräksen valinta ei ole vain kalliimman laadun valinta. Erityisen ympäristöaltistuksen pitäisi määrittää, tuoko lisämateriaalikustannus merkittävää teknistä hyötyä.

 

Alumiini, kun paino ja lämpö ovat tärkeitä

Alumiini tarjoaa erilaisen yhdistelmän ominaisuuksia.

Sen suhteellisen alhainen tiheys voi vähentää kotelon painoa, mikä on hyödyllistä seinään -asennettavissa laitteissa, kuljetus-herkissä asennuksissa ja sovelluksissa, joissa teknikkojen on usein käsiteltävä tai siirrettävä koteloa.

Alumiinilla on myös hyvä lämmönjohtavuus. Kun sähkökomponentit tuottavat merkittävästi lämpöä, tämä ominaisuus voi edistää lämmön siirtymistä kotelon seinien läpi.

Alumiini ei kuitenkaan automaattisesti poista lämpösuunnittelun tarvetta. Sisäisten komponenttien tiheys, kotelon mitat, ympäristön lämpötila, ilmanvaihto ja jäähdytyslaitteet ovat edelleen tärkeitä.

Materiaali on siksi valittava yhdessä odotetun lämpökuorman kanssa eikä harkittava erikseen.

 

Kun ei-{0}}metallisissa materiaaleissa on järkeä

Muovi- ja lasikuituvahvisteiset{0}}materiaalit voivat olla hyödyllisiä vaihtoehtoja metallille tietyissä sovelluksissa.

Esimerkiksi polykarbonaattikotelot voivat tarjota sähköeristyksen ja kevyen painon. Lasikuituvahvisteista{1}}polyesteriä voidaan harkita, jos kosteuden tai tiettyjen kemikaalien aiheuttama korroosio on ongelma.

Suurin rajoitus on, että ei--metalliset kotelot eivät luonnollisesti tarjoa samoja sähkömagneettisia suojausominaisuuksia kuin metallikotelot.

Jos laitteessa on herkkää elektroniikkaa tai se tuottaa merkittäviä sähkömagneettisia häiriöitä, insinöörien on ehkä arvioitava suojausvaatimukset ennen ei--metallisen kotelon valitsemista.

 

Mekaanista lujuutta ei pidä unohtaa

Materiaalin valinta määrää myös kotelon mekaanisen käyttäytymisen.

Suuret{0}}lattiakaapit voivat vaatia suurempaa rakenteellista jäykkyyttä kuin pienet kytkentärasiat. Ovet, joissa on mittareita, kytkimiä, näyttöjä tai jäähdytyslaitteita, voivat myös vaatia lisävahvistusta.

Seuraavat tekijät tulee ottaa huomioon:

• Kotelon mitat
• Levyn paksuus
• Oven koko
• Asennuslevyn kuormitus
• Saranakokoonpano
• Lukitusmekanismi
• Kaapeli{0}}sisääntuloaukot
• Kuljetus- ja asennusehdot
• Odotettu tärinä tai isku

Vahvemman materiaalin käyttö ei välttämättä tarkoita, että kotelo olisi paremmin suunniteltu. Rakenteellinen suorituskyky riippuu materiaalin laadusta, paksuudesta, geometriasta, raudoituksesta, liitoksista ja valmistusmenetelmästä.

 

Harkitse kotelon sisällä syntyvää lämpöä

Sähkökomponentit tuottavat lämpöä käytön aikana, ja kotelomateriaali on yksi lämmönhallintaan vaikuttava tekijä.

Virtalähteet, taajuusmuuttajat,{0}}muuntajat, releet, katkaisijat ja muut komponentit voivat nostaa sisäistä lämpötilaa. Jos lämpö ei pääse poistumaan tehokkaasti, komponenttien käyttölämpötila voi nousta.

Metallikotelot tarjoavat yleensä paremman lämmönjohtavuuden kuin monet polymeerimateriaalit. Alumiini voi olla erityisen hyödyllinen, kun halutaan sekä alhainen paino että lämmönjohtavuus.

Materiaalin valinta tulisi kuitenkin yhdistää seuraavien arvioiden kanssa:

• Sisäisen lämmön kokonaistuotanto
• Ympäristön lämpötila
• Kotelon pinta-ala
• Sisäinen komponenttiväli
• Ilmanvaihto
• Tuulettimet tai lämmönvaihtimet
• Auringon säteily ulkoasennuksiin

Tämä estää yleisen virheen, jonka mukaan kotelomateriaalin odotetaan yksin ratkaisevan lämpöongelman.

 

Materiaalin valinta ja kotelon suojaus

Materiaali tulee myös arvioida yhdessä kotelon suojausvaatimusten kanssa.

Kotelon veden- ja pölynkestävyys ei riipu pelkästään siitä, onko se valmistettu teräksestä, ruostumattomasta teräksestä vai alumiinista. Koko rakentaminen on tärkeää, mukaan lukien:

Oven saumat

Tiivisteet

Kaapeliholkit

Asennusliitännät

Hitsatut liitokset

Pääsypaneelit

Tuuletusaukot

Korkeampaa IP-suojausta vaativissa sovelluksissa nämä yksityiskohdat voivat olla yhtä tärkeitä kuin itse materiaali.

Ruostumattomasta teräksestä valmistettu kotelo, jossa on huonosti suunnitellut kaapeliläpiviennit, voi tarjota vähemmän käytännöllistä suojaa kuin oikein rakennettu päällystetty{0}}teräskotelo, joka on suunniteltu samoihin ympäristöolosuhteisiin.

 

Materiaalin valintaopas

Tätä taulukkoa tulisi käyttää lähtökohtana kiinteän määrittelyn sijaan. Varsinaisen materiaalin valinnan tulee perustua koko toimintaympäristöön.

 

Mitä ostajien tulee varmistaa ennen tilaamista?

B2B:llesähköinen kotelohankintaan, pelkkä "ruostumattomasta teräksestä valmistettu kotelo" tai "metallikaappi" ei yleensä riitä.

Ostoeritelmässä tulee määritellä selkeästi materiaaliluokka, paksuus, pintakäsittely, mitat, suojausvaatimukset ja asennusympäristö.

Ostajien tulee myös vahvistaa, vaatiiko kotelo:

• Tietyt ruostumattomat teräslajit, kuten 304 tai 316
• Määritelty pintakäsittely hiiliteräkselle
• Tietty seinän tai asennuslevyn paksuus
• Ulkoinen korroosiosuojaus
• Sähkömagneettinen suojaus
• Lämmönhallintasäännökset
• Tietyt kaapelin{0}}sisääntulojärjestelyt
• Vaadittu IP- tai NEMA-suojaus
• Erityiset testaus- tai sertifiointivaatimukset

Selkeät spesifikaatiot helpottavat valmistajan sopivien materiaalien valintaa ja säilyttävät johdonmukaisuuden näytteiden ja massatuotannon välillä.

 

Prota valmistaa räätälöityjä sähkökoteloita

Materiaalin valinta on vain yksi osa kotelon valmistusta. Kotelon tulee myös vastata vaadittuja mittoja, komponenttien sijoittelua, asennustapaa, pintakäsittelyä ja suojaustasoa.Protatukee räätälöityjä sähkökoteloprojekteja suunnittelusta metallilevyjen valmistukseen ja loppukokoonpanoon.

Yritys työskentelee hiiliteräksen, ruostumattoman teräksen ja alumiinin kanssa erilaisiin kotelointivaatimuksiin. Räätälöityihin palveluihin voivat kuulua:

• Mukautetut kotelon mitat ja rakenteet
• Materiaalin ja paksuuden valinta
• Tarkka laserleikkaus ja CNC-taivutus
• Hitsaus ja pellin muovaus
• Räätälöidyt leikkaukset ja asennusjärjestelyt
• Jauhemaalaus ja muut pintakäsittelyt
• Sisäinen asennus ja kokoonpano
• OEM-tuotanto asiakkaan piirustusten perusteella

Protalla on yli 15 vuoden suunnittelukokemus, ja sillä on noin 14 000 m²:n tuotantolaitos. Sen valmistusprosessi sisältää suunnittelun, laserleikkauksen, taivutuksen, lävistyksen, hitsauksen, pintakäsittelyn, tarkastuksen ja kokoonpanon, jolloin eri tuotantovaiheet voidaan koordinoida yhden valmistusjärjestelmän sisällä.

Yritys tukee teollisuusautomaation, sähkönjakelun, tietoliikenteen, uusiutuvan energian ja muiden sähkölaitteiden sovellusten kotelointiprojekteja. Ostajille, joilla on jo piirustukset tai määritellyt tekniset tiedot, Prota voi myös tukea räätälöityjä koteloiden kehitystä ja tuotantoa projektin vaatimusten mukaisesti..

 

FAQ Tietoja sähkökoteloiden materiaaleista

Mitä materiaaleja käytetään yleisesti sähkökoteloissa?

Hiiliterästä käytetään yleisesti sisätilojen sähkökaapeissa, koska se tarjoaa hyvän mekaanisen lujuuden ja on helppo leikata, taivuttaa, hitsata ja viimeistellä. Ruostumaton teräs ja alumiini valitaan, kun ympäristö- tai painovaatimukset sitä vaativat.

Onko ruostumaton teräs parempi kuin hiiliteräs?

Ei aina. Ruostumaton teräs sopii paremmin kosteaan, syövyttävään tai usein puhdistettuun ympäristöön. Tavallisissa sisäsovelluksissa pinnoitettu hiiliteräs voi tarjota tarvittavan suojan pienemmillä materiaalikustannuksilla.

Mitä eroa on ruostumattoman teräksen 304 ja 316 välillä?

304 ruostumaton teräs soveltuu yleisiin korroosionkestäviin-sovelluksiin. 316 sisältää molybdeeniä ja kestää paremmin kloridialtistusta, joten se sopii paremmin rannikko-, meri- ja kemiallisiin ympäristöihin.

Sopiiko alumiini ulkotiloihin?

Kyllä. Alumiini on kevyttä ja luonnollisesti korroosiota kestävää. Sitä voidaan harkita ulkovarusteille, joissa kotelon painon vähentäminen on tärkeää, vaikka seos, pinnoite, seinämän paksuus ja tiivistysrakenne tulisi silti määritellä.

Vaikuttaako materiaali kotelon lämmönpoistoon?

Kyllä. Eri materiaaleilla on erilainen lämmönjohtavuus. Alumiini siirtää lämpöä helpommin kuin monet teräslajit, mutta materiaalin valinta ei yksin ratkaise kotelon lämpötilaa. Myös sisäinen lämpökuorma, ilmanvaihto, kotelon koko ja jäähdytyskomponentit on otettava huomioon.

Pitäisikö materiaalivalinnan olla ennen IP-luokitusta?

Niitä tulee harkita yhdessä. Materiaali vaikuttaa korroosionkestävyyteen ja mekaaniseen suorituskykyyn, kun taas kotelon rakenne, oven muotoilu, tiiviste, kaapeliläpiviennit ja kokoonpano määräävät suuren osan lopullisesta sisääntunkeutumissuojauksesta.