Em todo o sistema de projeto e seleção de gabinetes de caixa de controle elétrico, a seleção do material é a primeira etapa e um fator central que determina o custo, a vida útil, o desempenho de proteção e os cenários aplicáveis. Em-projetos de engenharia do mundo real, um grande número de falhas, retrabalho e custos de manutenção excessivamente altos decorrem da "incompatibilidade entre materiais e condições operacionais": por exemplo, uso de placas de aço-laminadas a frio comuns em áreas costeiras, uso de invólucros de plástico ABS em fábricas de produtos químicos, falha em considerar materiais de dissipação de calor para gabinetes externos de alta-potência e uso equivocado de metais comuns em cenários-à prova de explosão.
Não existe material absolutamente “melhor” para gabinetes de caixas de controle elétrico, apenas o mais adequado. O primeiro princípio de seleção é sempre que o ambiente determine o material, o desempenho corresponda aos requisitos e o custo corresponda ao orçamento. Antes de determinar o material, os seguintes fatores ambientais devem ser claramente definidos. A ausência de qualquer um destes fatores pode levar a uma seleção incorreta, principalmente se for utilizado em ambientes internos ou externos. Há chuva, respingos, acúmulo de água ou condensação? Está em um ambiente com alta umidade, alta temperatura, muito frio ou forte radiação ultravioleta? Existe névoa salina, ácido ou alcalino, óleo ou gases químicos corrosivos? Existe risco de vibração, impacto, pisoteio, roubo ou vandalismo? Qual é a potência dos componentes internos? É necessária uma dissipação de calor eficiente? É necessária proteção contra chamas,{4}}à prova de explosão e contra interferência eletromagnética?
Atualmente, os principais materiais para gabinetes de caixas de controle elétrico em todo o mundo se enquadram em cinco categorias: chapa de aço-laminada a frio, aço inoxidável, liga de alumínio, plásticos de engenharia, materiais compostos e materiais especiais.
A chapa-de aço laminada a frio é o material de base interno mais comum e-econômico. É de baixo-custo, fácil de processar, dobrar e soldar, tem alta resistência estrutural e sua superfície pode ser tratada com revestimento em pó, tinta para cozimento, galvanização, etc. Tem boa condutividade, pode ser aterrado diretamente, atende aos requisitos básicos de EMC, é rígido, não se deforma facilmente, pode ser usado para fabricar gabinetes de grande-tamanho, tem capacidades de processamento maduras, alta precisão na abertura, dobra e soldagem e bom aterramento de metal, tornando-o adequado para controle elétrico industrial convencional.
O aço inoxidável é altamente resistente-à corrosão, tem longa-vida útil e é a primeira escolha para aplicações-externas sofisticadas. O aço inoxidável tem a maior resistência à corrosão e a maior vida útil entre os materiais metálicos para gabinetes de controle elétrico, dividido principalmente em dois graus: 304 e 316L. 304 O aço inoxidável é um material-resistente à corrosão-de uso geral, resistente à atmosfera, à umidade e a ácidos e álcalis suaves. Possui alta resistência, não enferruja, é soldável e possui bom aterramento. A superfície pode ser escovada,{11}}com acabamento espelhado ou eletropolida. É adequado para ambientes externos em geral, projetos municipais urbanos, iluminação pública, gabinetes de semáforos, fábricas de alimentos, plantas aquáticas, oficinas levemente úmidas, equipamentos com altos requisitos de estética e vida útil e gabinetes externos para energia fotovoltaica, armazenamento de energia e pilhas de carregamento.
A liga de alumínio é o material preferido para caixas de controle externas de alta-potência, oferecendo design leve e excelente dissipação de calor. Suas principais características incluem peso leve (apenas 1/3 do peso do aço), condutividade térmica superior (mais de 3 vezes a do aço), capacidade de ser fundido-e extrudado para alta precisão estrutural e tratamentos de superfície como anodização, revestimento em pó e eletroforese para boa resistência às intempéries, excelente condutividade elétrica e aterramento, além de recursos de blindagem EMC. Ele possui dissipação de calor excepcional, tornando-o adequado para inversores, servo-drives e gabinetes de fontes de alimentação de alta-potência. Seu design leve facilita o transporte, a montagem em poste e a montagem na parede. Apresenta excelente resistência às intempéries, resistindo ao envelhecimento e à deformação ao ar livre, e possui resistência moderada, oferecendo resistência à vibração e ao impacto, alcançando altas classificações de proteção IP65–IP67. Os gabinetes de caixa de controle elétrico de liga de alumínio são a escolha preferida para equipamentos elétricos externos de alta-potência.
De acordo com a classificação do ambiente industrial globalmente aceita, os níveis de corrosão são divididos em C1–C5, de baixo a alto, o que determina diretamente a escolha dos materiais. Para cenários de baixa-corrosão, como ambientes internos secos, podem ser usadas chapas de aço-laminadas a frio com revestimento em pó. Para corrosão média, são recomendadas ligas de alumínio e aço inoxidável 304. Para alta corrosão, são recomendados aço inoxidável 304, SMC e GRP. Para corrosão extremamente alta, recomenda-se aço inoxidável 316L e materiais compostos anti{11}}corrosivos especiais. Este é um padrão de engenharia aceito internacionalmente e segui-lo rigorosamente pode evitar 90% dos erros na seleção de materiais.
A seleção de materiais para gabinetes de caixas de controle elétrico é essencialmente um equilíbrio entre quatro fatores principais: meio ambiente, desempenho, custo e vida útil. Para os usuários, a abordagem mais científica não é buscar os materiais mais caros, mas sim combinar rigorosamente os materiais mais adequados de acordo com as condições operacionais. A seleção correta pode efetivamente evitar problemas como falha de impermeabilização, danos por corrosão, desligamento por alta-temperatura, interferência eletromagnética e riscos à segurança, alcançando verdadeiramente uma-seleção única, estabilidade-de longo prazo, manutenção mínima e operação-de baixo custo.
Para projetos de engenharia e compras internacionais, a seleção correta de materiais não apenas melhora a confiabilidade do equipamento, mas também reduz os custos pós-{0}}venda, aumenta as taxas de aceitação e aumenta a confiança do cliente, tornando-se um dos aspectos profissionais mais valiosos dos gabinetes de caixas de controle elétrico.
