Nell'intero sistema di progettazione e selezione delle custodie per scatole di controllo elettriche, la selezione dei materiali è il primo passo e un fattore fondamentale che determina costi, durata, prestazioni di protezione e scenari applicabili. Nei progetti di ingegneria-del mondo reale, un gran numero di guasti, rilavorazioni e costi di manutenzione eccessivamente elevati derivano dalla "mancata corrispondenza tra materiali e condizioni operative": ad esempio, l'utilizzo di normali piastre di acciaio laminate a freddo-nelle aree costiere, l'utilizzo di involucri in plastica ABS negli impianti chimici, la mancata considerazione dei materiali di dissipazione del calore per armadi per esterni ad alta-potenza e l'erroneo utilizzo di metalli comuni in scenari-a prova di esplosione.
Non esiste il materiale assolutamente "migliore" per le custodie dei quadri elettrici, esiste solo quello più adatto. Il primo principio di selezione è sempre che l'ambiente determina il materiale, le prestazioni corrispondono ai requisiti e il costo corrisponde al budget. Prima di determinare il materiale, è necessario definire chiaramente i seguenti fattori ambientali. L'assenza di uno qualsiasi di questi fattori può portare ad una scelta errata, soprattutto se viene utilizzato all'interno o all'esterno. Sono presenti pioggia, spruzzi, accumulo di acqua o condensa? Si trova in un ambiente con elevata umidità, alta temperatura, molto freddo o con forti radiazioni ultraviolette? Sono presenti nebbia salina, acidi o alcali, olio o gas chimici corrosivi? Esiste il rischio di vibrazioni, urti, calpestio, furto o atti vandalici? Qual è la potenza dei componenti interni? È necessaria una dissipazione efficiente del calore? È necessaria una protezione ignifuga, antideflagrante-e contro le interferenze elettromagnetiche?
Attualmente, i materiali principali per le custodie delle scatole di controllo elettriche in tutto il mondo rientrano in cinque categorie: lamiera di acciaio laminata a freddo-, acciaio inossidabile, lega di alluminio, tecnopolimeri, materiali compositi e materiali speciali.
La lamiera di acciaio-laminata a freddo è il materiale di base per interni più comune ed economico-. È a basso-costo, facile da lavorare, piegare e saldare, ha un'elevata resistenza strutturale e la sua superficie può essere trattata con verniciatura a polvere, vernice per cottura in forno, zincatura, ecc. Ha una buona conduttività, può essere messo a terra direttamente, soddisfa i requisiti EMC di base, è rigido, non si deforma facilmente, può essere utilizzato per produrre armadi di grandi-dimensioni, ha capacità di lavorazione mature, elevata precisione nell'apertura, piegatura e saldatura e una buona messa a terra del metallo, che lo rende adatto al controllo elettrico industriale convenzionale.
L'acciaio inossidabile è altamente resistente alla corrosione-, ha una lunga-durata ed è la prima scelta per applicazioni esterne-di fascia alta. L'acciaio inossidabile ha la resistenza alla corrosione più elevata e la durata di vita più lunga tra i materiali metallici per quadri elettrici, suddivisi principalmente in due gradi: l'acciaio inossidabile 304 e 316L. 304 è un materiale resistente alla corrosione-per uso generale-, resistente all'atmosfera, all'umidità, agli acidi e agli alcali deboli. Ha un'elevata resistenza, non arrugginisce, è saldabile e ha una buona messa a terra. La superficie può essere spazzolata, rifinita a specchio-o elettrolucidata. È adatto per ambienti esterni generali, progetti urbani comunali, lampioni, cabine di segnaletica stradale, fabbriche alimentari, impianti idrici, officine moderatamente umide, apparecchiature con elevati requisiti di estetica e durata e armadi esterni per fotovoltaico, stoccaggio di energia e pile di ricarica.
La lega di alluminio è il materiale preferito per le scatole di controllo ad alta-potenza per esterni, poiché offre un design leggero e un'eccellente dissipazione del calore. Le sue caratteristiche principali includono la leggerezza (solo 1/3 del peso dell'acciaio), conduttività termica superiore (più di 3 volte quella dell'acciaio), la possibilità di essere pressofuso ed estruso per un'elevata precisione strutturale e trattamenti superficiali come anodizzazione, verniciatura a polvere ed elettroforesi per una buona resistenza agli agenti atmosferici, eccellente conduttività elettrica e messa a terra e capacità di schermatura EMC. Vanta un'eccezionale dissipazione del calore, che lo rende adatto per inverter, servoazionamenti e armadi di alimentazione ad alta-potenza. Il suo design leggero facilita il trasporto, il montaggio su palo e il montaggio a parete. Presenta un'eccellente resistenza agli agenti atmosferici, resistendo all'invecchiamento e alla deformazione all'esterno e possiede una resistenza moderata, offrendo resistenza alle vibrazioni e agli urti, raggiungendo elevati gradi di protezione IP65-IP67. Le custodie per scatole di controllo elettriche in lega di alluminio sono la scelta preferita per le apparecchiature elettriche ad alta potenza per esterni-.
Secondo la classificazione dell’ambiente industriale accettata a livello globale, i livelli di corrosione sono suddivisi in C1–C5 da basso ad alto, il che determina direttamente la scelta dei materiali. Per scenari a bassa-corrosione, come ambienti interni asciutti, è possibile utilizzare lamiere di acciaio-laminate a freddo con verniciatura a polvere. Per una corrosione media, si consigliano le leghe di alluminio e l'acciaio inossidabile 304. Per un'elevata corrosione si consigliano acciaio inossidabile 304, SMC e GRP. Per livelli di corrosione estremamente elevati, si consigliano acciaio inossidabile 316L e speciali materiali compositi anti-corrosione. Si tratta di uno standard tecnico accettato a livello internazionale e seguendolo scrupolosamente si può evitare il 90% degli errori di selezione dei materiali.
La selezione dei materiali per le custodie delle scatole di controllo elettriche è essenzialmente un equilibrio tra quattro fattori chiave: ambiente, prestazioni, costi e durata. Per gli utenti, l’approccio più scientifico non è quello di ricercare i materiali più costosi, ma piuttosto quello di abbinare rigorosamente i materiali più adatti in base alle condizioni operative. Una selezione corretta può efficacemente evitare problemi come guasti all'impermeabilizzazione, danni da corrosione, spegnimento ad alta-temperatura, interferenze elettromagnetiche e rischi per la sicurezza, ottenendo realmente una selezione-una tantum, stabilità a lungo-termine, manutenzione minima e funzionamento a basso-costo.
Per i progetti di ingegneria e gli appalti internazionali, la corretta selezione dei materiali non solo migliora l'affidabilità delle apparecchiature, ma riduce anche-i costi post-vendita, aumenta i tassi di accettazione e rafforza la fiducia dei clienti, rendendolo uno degli aspetti professionali più preziosi delle custodie per quadri di controllo elettrici.
