Kuidas valida elektrikilbi jaoks õiget materjali?

 

 

Õige materjali valimine on üks esimesi tehnilisi otsuseid projekteerimisel või ostmiselelektrikilp. Korpus peab kaitsma elektrikomponente niiskuse, tolmu, kemikaalide, löökide, temperatuurimuutuste ja muude välistingimuste eest, täites samal ajal ka kaalu, soojusjuhtimise, valmistamise ja paigaldamise nõudeid.

Levinud valikud hõlmavad süsinikterast, roostevaba terast, alumiiniumi ja mitte-metallist materjale. Igal neist on erinevad mehaanilised ja keskkonnaomadused. Õige valik sõltub vähem materjalist endast, vaid rohkem sellest, kuhu korpus paigaldatakse, mida see peab kaitsma ja kuidas seda kogu kasutusaja jooksul hooldatakse.

 

Alustage töökeskkonnast

Enne korpuse materjali valimist tuleks hinnata paigalduskeskkonda.

Puhtasse tehasesse paigaldatud elektrikilp võib olla väikese korrosiooniriskiga, samas kui väliskilp võib kokku puutuda vihma, kondensaadi, UV-kiirguse, temperatuurikõikumiste ja õhus leiduvate saasteainetega. Keemilise töötlemise piirkonnad kehtestavad teistsugused nõuded, samas kui rannikualadel võib olla märkimisväärne kokkupuude kloriididega.

Peamised keskkonnategurid hõlmavad järgmist:

• Niiskus ja kondensatsioon
• Soolapihustus ja kokkupuude rannikuga
• Keemilised aurud
• Tolm ja mustus
• Ümbritsev temperatuur
• Otsene päikesevalgus
• Mehaaniline mõju
• Vibratsioon
• Puhastusprotseduurid

Näiteks sobiva pinnatöötlusega süsinikteras võib sobida paljudele siseruumides kasutatavatele tööstusseadmetele. Seevastu roostevaba teras või alumiinium võib olla sobivam, kui niiskus või korrosioon on suureks probleemiks.

 

Süsinikteras: praktiline valik üldiseks tööstuslikuks kasutamiseks

Süsinikterast kasutatakse laialdaselt elektrikilpide jaoks, kuna see ühendab konstruktsioonitugevuse suhteliselt lihtsa valmistamisega.

See sobib selliste rakenduste jaoks nagu juhtkilbid, jaotuskapid, automaatikaseadmed ja siseruumide elektripaneelid. Selle mehaaniline tugevus võimaldab tootjatel toota jäiku uksi, kinnitusplaate ja kapikonstruktsioone ilma liigse materjalipaksuseta.

Peamine murekoht on korrosioon. Paljas süsinikteras on niiskusega kokkupuutel vastuvõtlik oksüdeerumisele. Seetõttu muutuvad pinna ettevalmistamine ja katmine korpuse disaini oluliseks osaks.

Täiendava kaitsekihi võib anda näiteks pulbervärvimine. Ostjad peaksid aga arvestama rohkemaga kui kattevärviga. Eeltöötlus, katte paksus, servade katmine, keevitatud alad ja kahjustatud pinnad võivad kõik mõjutada pikaajalist-korrosiooni käitumist.

 

Roostevaba teras nõudlikumaks keskkonnaks

Roostevaba teras muutub atraktiivsemaks, kui korrosioonikindlus on peamine ostunõue.

 

304 roostevaba teras

304 roostevaba terast kasutatakse tavaliselt tööstuslikes keskkondades, kus korpus võib kokku puutuda niiskusega, puhastusprotsessidega või mõõdukalt söövitava kokkupuutega.

Seda kasutatakse sageli toiduainete{0}}töötlemisrajatistes, tööstuslikes tootmispiirkondades, väliseadmetes ja muudes kohtades, kus on oluline säilitada ümbrise pinda.

Siiski ei tohiks 304 automaatselt pidada sobivaks väga söövitavates tingimustes. Kokkupuude kloriidiga, eriti ranniku- või merekeskkonnas, võib tekitada nõudlikumaid korrosioonitingimusi.

 

316 roostevaba teras

316 roostevaba terast peetakse üldiselt silmas, kui on vaja kokkupuudet kloriidiga või tugevamat keemilist vastupidavust.

See võib sobida rannikurajatiste,{0}}merega seotud seadmete ja teatud keemilise{1}töötlemise rakenduste jaoks. Suuremat materjalikulu tuleb hinnata eeldatava teeninduskeskkonna ja hooldusnõuete alusel.

Oluline on see, et roostevaba terase valimine ei ole lihtsalt kallima klassi valimine. Konkreetne kokkupuude keskkonnaga peaks määrama, kas materjali lisakulud annavad olulise insenerikasu.

 

Alumiinium, kui kaal ja soojus on olulised

Alumiinium pakub erinevat omaduste kombinatsiooni.

Selle suhteliselt madal tihedus võib vähendada korpuse kaalu, mis on kasulik seina{0}}kinnitatud seadmete, transpordi-tundlike paigalduste ja rakenduste puhul, kus tehnikud peavad sageli korpust käsitsema või ümber paigutama.

Alumiiniumil on ka hea soojusjuhtivus. Kui elektrilised komponendid tekitavad märkimisväärset soojust, võib see omadus kaasa aidata soojusülekandele läbi korpuse seinte.

Alumiinium ei välista aga automaatselt vajadust soojusdisaini järele. Sisekomponentide tihedus, korpuse mõõtmed, ümbritseva õhu temperatuur, ventilatsioon ja jahutusseadmed on endiselt olulised.

Seetõttu tuleks materjal valida koos eeldatava soojuskoormusega, mitte arvestada eraldi.

 

Kui mitte{0}}metallist materjalidel on mõtet

Plastist ja klaaskiust{0}}tugevdatud materjalid võivad teatud rakendustes olla kasulikud alternatiivid metallile.

Näiteks polükarbonaadist korpused võivad tagada elektriisolatsiooni ja väikese kaalu. Klaaskiuga{1}}tugevdatud polüestrit võib kaaluda juhul, kui niiskuse või teatud kemikaalide põhjustatud korrosioon on probleem.

Peamine piirang on see, et mitte-metallist korpused ei paku loomulikult samu elektromagnetilisi varjestusomadusi kui metallkestadel.

Kui seade sisaldab tundlikku elektroonikat või tekitab olulisi elektromagnetilisi häireid, võivad insenerid enne mittemetallist korpuse valimist hinnata varjestusnõudeid.

 

Mehaanilist tugevust ei tohiks tähelepanuta jätta

Materjali valik määrab ka selle, kuidas korpus mehaaniliselt käitub.

Suured{0}}põrandakilbid võivad vajada suuremat konstruktsiooni jäikust kui väikesed ühenduskarbid. Arvesteid, lüliteid, näidikuid või jahutusseadmeid sisaldavad uksed võivad samuti vajada täiendavat tugevdamist.

Arvesse tuleks võtta järgmisi tegureid:

• Korpuse mõõtmed
• Lehe paksus
• Ukse suurus
• Paigaldusplaadi koormus
• Hinge konfiguratsioon
• Lukustusmehhanism
• Kaabli-sisendiavad
• Transpordi- ja paigaldustingimused
• Eeldatav vibratsioon või löök

Tugevama materjali kasutamine ei tähenda tingimata, et korpus on paremini disainitud. Konstruktsioonide toimivus sõltub materjali kvaliteedist, paksusest, geomeetriast, tugevdusest, liigenditest ja tootmismeetodist.

 

Kaaluge korpuses tekkivat soojust

Elektrilised komponendid tekitavad töötamise ajal soojust ja korpuse materjal on üks tegur, mis mõjutab selle soojuse juhtimist.

Toiteallikad, muutuva sagedusega-ajamid, trafod, releed, kaitselülitid ja muud komponendid võivad tõsta sisetemperatuuri. Kui kuumus ei saa tõhusalt väljuda, võivad komponentide töötemperatuurid tõusta.

Metallist korpused tagavad üldiselt parema soojusjuhtivuse kui paljud polümeersed materjalid. Alumiinium võib olla eriti kasulik, kui soovitakse nii väikest kaalu kui ka soojusjuhtivust.

Materjali valikul tuleks siiski hinnata järgmist:

• Kogu sisemine soojuse tootmine
• Ümbritsev temperatuur
• Korpuse pindala
• Sisekomponentide vahekaugus
• Ventilatsioon
• Ventilaatorid või soojusvahetid
• Päikesekiirgus välispaigaldistele

See hoiab ära levinud vea, mille kohaselt eeldatakse, et ainult korpuse materjal lahendab termilise probleemi.

 

Materjali valik ja korpuse kaitse

Materjali tuleks hinnata ka koos korpuse kaitsenõuetega.

Korpuse vastupidavus veele ja tolmule ei sõltu ainult sellest, kas see on valmistatud terasest, roostevabast terasest või alumiiniumist. Oluline on terviklik konstruktsioon, sealhulgas:

Ukse õmblused

Tihendid

Kaabli tihendid

Paigaldusliidesed

Keevisliited

Juurdepääsupaneelid

Ventilatsiooniavad

Kõrgemat IP-kaitset nõudvate rakenduste puhul võivad need detailid olla sama olulised kui materjal ise.

Halvasti projekteeritud kaablisisenditega roostevabast terasest korpus võib pakkuda vähem praktilist kaitset kui korralikult ehitatud kaetud{0}}terasest korpus, mis on loodud samade keskkonnatingimuste jaoks.

 

Materjali valiku juhend

Seda tabelit tuleks kasutada pigem lähtepunktina kui fikseeritud spetsifikatsioonina. Tegelik materjalivalik peaks põhinema terviklikul töökeskkonnal.

 

Mida peaksid ostjad enne tellimist kinnitama?

B2B jaokselektrikilphangete puhul ei piisa lihtsalt "roostevabast terasest korpuse" või "metallist kapi" määramisest.

Ostu spetsifikatsioonis tuleks selgelt määratleda materjali klass, paksus, pinnatöötlus, mõõtmed, kaitsenõuded ja paigalduskeskkond.

Ostjad peaksid ka kinnitama, kas korpus nõuab:

• Spetsiifilised roostevaba terase klassid nagu 304 või 316
• Süsinikterase määratletud pinnatöötlus
• Teatud seina või kinnitusplaadi paksus
• Väliskorrosioonikaitse
• Elektromagnetiline varjestus
• Soojusjuhtimise sätted
• Spetsiifilised kaabli{0}}sisenemise korraldused
• Nõutav IP või NEMA kaitse
• Erilised testimis- või sertifitseerimisnõuded

Selged spetsifikatsioonid hõlbustavad tootjal sobivate materjalide valimist ning säilitavad näidiste ja masstootmise vahel järjepidevuse.

 

Eritellimusel valmistatud elektrikilp Tootja Prota

Materjalivalik on vaid üks osa korpuse valmistamisest. Samuti peab korpus vastama nõutavatele mõõtmetele, komponentide paigutusele, kinnitusviisile, pinnatöötlusele ja kaitsetasemele.Protatoetab kohandatud elektrikilpide projekte alates inseneriprojektist kuni lehtmetalli valmistamise ja lõpliku kokkupanekuni.

Ettevõte töötab süsinikterase, roostevaba terase ja alumiiniumiga, et täita erinevaid korpuse nõudeid. Kohandatud teenused võivad hõlmata järgmist:

• Kohandatud korpuse mõõtmed ja konstruktsioonid
• Materjali ja paksuse valik
• Täpne laserlõikamine ja CNC painutamine
• Keevitamine ja lehtmetalli vormimine
• Kohandatud väljalõiked ja paigaldusviisid
• Pulbervärvimine ja muud pinnatöötlused
• Sisemine paigaldus ja kokkupanek
• OEM tootmine kliendi jooniste alusel

Prota omab enam kui 15-aastast insenerikogemust ja tal on umbes 14 000 m² suurune tootmisüksus. Selle tootmisprotsess hõlmab projekteerimist, laserlõikamist, painutamist, stantsimist, keevitamist, pinnatöötlust, kontrolli ja montaaži, mis võimaldab erinevaid tootmisetappe koordineerida ühes tootmissüsteemis.

Ettevõte toetab tööstusautomaatika, elektrijaotuse, telekommunikatsiooni, taastuvenergia ja muude elektriseadmete rakenduste korpuseprojekte. Ostjatele, kellel on juba joonised või määratletud tehnilised spetsifikatsioonid, saab Prota toetada ka kohandatud korpuste väljatöötamist ja tootmist vastavalt projekti nõuetele..

 

KKK elektrikorpuse materjalide kohta

Milliseid materjale kasutatakse tavaliselt elektrikilpide jaoks?

Süsinikterast kasutatakse tavaliselt siseruumide elektrikilpide jaoks, kuna sellel on hea mehaaniline tugevus ning seda on lihtne lõigata, painutada, keevitada ja viimistleda. Roostevaba teras ja alumiinium valitakse siis, kui keskkond või kaalunõuded seda nõuavad.

Kas roostevaba teras on parem kui süsinikteras?

Mitte alati. Roostevaba teras sobib paremini niiskesse, söövitavasse või sageli puhastatavasse keskkonda. Standardsete siserakenduste puhul võib kaetud süsinikteras pakkuda vajalikku kaitset madalama materjalikuluga.

Mis vahe on roostevaba terase 304 ja 316 vahel?

304 roostevaba teras sobib üldisteks korrosioonikindlateks-rakendusteks. 316, mis sisaldab molübdeeni ja tagab parema vastupidavuse kloriididega kokkupuutele, muutes selle sobivamaks ranniku-, mere- ja keemilises keskkonnas.

Kas alumiinium sobib välistingimustes kasutamiseks?

Jah. Alumiinium on kerge ja loomulikult korrosioonikindel. Seda võib kaaluda välisseadmete puhul, kus korpuse kaalu vähendamine on oluline, kuigi sulam, kattekiht, seina paksus ja tihendus tuleks siiski täpsustada.

Kas materjal mõjutab korpuse soojuse hajumist?

Jah. Erinevatel materjalidel on erinev soojusjuhtivus. Alumiinium kannab soojust kergemini üle kui paljud terase klassid, kuid materjali valik üksi ei määra korpuse temperatuuri. Arvesse tuleb võtta ka sisemist soojuskoormust, ventilatsiooni, korpuse suurust ja jahutuskomponente.

Kas materjalivalik peaks olema enne IP reitingut?

Neid tuleks koos käsitleda. Materjal mõjutab korrosioonikindlust ja mehaanilist jõudlust, samas kui korpuse struktuur, ukse konstruktsioon, tihend, kaablisisendid ja koost määravad suure osa lõplikust sissepääsukaitsest.