في نظام التصميم والاختيار الكامل لحاويات صندوق التحكم الكهربائي، يعد اختيار المواد هو الخطوة الأولى وعاملًا أساسيًا يحدد التكلفة والعمر والأداء الوقائي والسيناريوهات القابلة للتطبيق. في المشاريع الهندسية-الواقعية، ينشأ عدد كبير من حالات الفشل وإعادة العمل وتكاليف الصيانة المرتفعة بشكل مفرط من "عدم التطابق بين المواد وظروف التشغيل": على سبيل المثال، استخدام ألواح الصلب المدرفلة على البارد-العادية في المناطق الساحلية، واستخدام العبوات البلاستيكية ABS في المصانع الكيميائية، والإخفاق في مراعاة مواد تبديد الحرارة للخزائن الخارجية عالية الطاقة-، واستخدام المعادن العادية عن طريق الخطأ في السيناريوهات المقاومة للانفجار-.
لا توجد مادة "أفضل" على الإطلاق لحاويات صناديق التحكم الكهربائية، فقط المادة الأكثر ملاءمة. المبدأ الأول في الاختيار دائمًا هو أن البيئة هي التي تحدد المادة، والأداء يتوافق مع المتطلبات، والتكلفة تتوافق مع الميزانية. قبل تحديد المادة، يجب تحديد العوامل البيئية التالية بوضوح. وغياب أي من هذه العوامل قد يؤدي إلى اختيار غير صحيح، خاصة سواء تم استخدامه داخل المنزل أو خارجه. هل هناك أمطار أو رذاذ أو تراكم للمياه أو تكثف؟ هل هو في بيئة رطوبة عالية، أو درجة حرارة عالية، أو برودة شديدة، أو بيئة إشعاع فوق بنفسجي قوي؟ هل يوجد رذاذ ملحي أو حمضي أو قلوي أو زيتي أو غازات كيميائية أكالة؟ هل هناك خطر الاهتزاز أو التأثير أو الدوس أو السرقة أو التخريب؟ ما هي قوة المكونات الداخلية؟ هل مطلوب تبديد الحرارة بكفاءة؟ هل يلزم وجود مثبطات اللهب ومقاوم للانفجارات-وحماية من التداخل الكهرومغناطيسي؟
في الوقت الحالي، تنقسم المواد الرئيسية لحاويات صناديق التحكم الكهربائية على مستوى العالم إلى خمس فئات: صفائح الفولاذ المدرفلة على البارد، والفولاذ المقاوم للصدأ، وسبائك الألومنيوم، واللدائن الهندسية، والمواد المركبة، والمواد الخاصة.
تعد صفائح الفولاذ المدرفلة على البارد-من المواد الأساسية الداخلية الأكثر شيوعًا والفعالة من حيث التكلفة-. إنها منخفضة التكلفة- وسهلة المعالجة والثني واللحام، ولها قوة هيكلية عالية، ويمكن معالجة سطحها بطبقة من المسحوق، وطلاء الخبز، والجلفنة، وما إلى ذلك. وهي تتمتع بموصلية جيدة، ويمكن تأريضها مباشرة، وتلبي متطلبات EMC الأساسية، وهي صلبة، ولا تتشوه بسهولة، ويمكن استخدامها لتصنيع خزانات كبيرة الحجم-، وتتمتع بقدرات معالجة ناضجة، ودقة عالية في الفتح، والثني، واللحام، وتأريض معدني جيد، مما يجعلها مناسبة للتحكم الكهربائي الصناعي التقليدي.
يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ بمقاومته العالية للتآكل-وعمره الطويل-والاختيار الأول للتطبيقات الخارجية-المتطورة. يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ بأعلى مقاومة للتآكل وأطول عمر بين المواد المعدنية لخزائن التحكم الكهربائية، وينقسم بشكل أساسي إلى درجتين: 304 و316L. 304 الفولاذ المقاوم للصدأ عبارة عن مادة مقاومة للتآكل للأغراض العامة--، ومقاومة للظروف الجوية والرطوبة والأحماض والقلويات الخفيفة. تتميز بقوة عالية، ولا تصدأ، وقابلة للحام، ولها أرضية جيدة. يمكن تنظيف السطح أو تشطيبه-أو صقله كهربائيًا. إنها مناسبة للبيئات الخارجية العامة، والمشاريع البلدية الحضرية، ومصابيح الشوارع، وخزائن إشارات المرور، ومصانع الأغذية، ومحطات المياه، وورش العمل ذات الرطوبة المعتدلة، والمعدات ذات المتطلبات الجمالية العالية وعمر الخدمة، والخزائن الخارجية للخلايا الكهروضوئية، وتخزين الطاقة، وأكوام الشحن.
تعتبر سبائك الألومنيوم المادة المفضلة لصناديق التحكم في الطاقة العالية-الخارجية، حيث توفر تصميمًا خفيف الوزن وتبديدًا ممتازًا للحرارة. تشتمل خصائصه الرئيسية على الوزن الخفيف (فقط 1/3 وزن الفولاذ)، والتوصيل الحراري الفائق (أكثر من 3 أضعاف وزن الفولاذ)، والقدرة على الصب -والبثق للحصول على دقة هيكلية عالية، والمعالجات السطحية مثل الأكسدة، والطلاء بالمسحوق، والرحلان الكهربائي لمقاومة جيدة للطقس، والتوصيل الكهربائي الممتاز والتأريض، وقدرات الحماية من EMC. إنه يتميز بتبديد حرارة استثنائي، مما يجعله مناسبًا للعاكسات ومحركات المؤازرة وخزائن إمداد الطاقة العالية-. تصميمه خفيف الوزن يسهل النقل والتركيب على العمود والتركيب على الحائط. إنها تتميز بمقاومة ممتازة للطقس، ومقاومة الشيخوخة والتشوه في الهواء الطلق، وتمتلك قوة معتدلة، وتوفر مقاومة للاهتزاز والصدمات، وتحقق تصنيفات حماية عالية IP65-IP67. تعتبر حاويات صندوق التحكم الكهربائي المصنوعة من سبائك الألومنيوم الخيار المفضل للمعدات الكهربائية الخارجية{13}}ذات الطاقة العالية.
وفقًا لتصنيف البيئة الصناعية المقبول عالميًا، يتم تقسيم مستويات التآكل إلى C1-C5 من الأقل إلى الأعلى، وهو ما يحدد بشكل مباشر اختيار المواد. بالنسبة لسيناريوهات التآكل المنخفض-، مثل البيئات الداخلية الجافة، يمكن استخدام صفائح الفولاذ المدرفلة على البارد مع طلاء المسحوق. بالنسبة للتآكل المتوسط، يوصى باستخدام سبائك الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ 304. بالنسبة للتآكل العالي، يوصى باستخدام الفولاذ المقاوم للصدأ 304، SMC، وGRP. بالنسبة للتآكل العالي للغاية، يوصى باستخدام الفولاذ المقاوم للصدأ 316L والمواد المركبة الخاصة المقاومة للتآكل. يعد هذا معيارًا هندسيًا مقبولًا عالميًا، ومن الممكن أن يؤدي اتباعه بدقة إلى تجنب 90% من أخطاء اختيار المواد.
إن اختيار المواد المستخدمة في حاويات صندوق التحكم الكهربائي هو في الأساس توازن بين أربعة عوامل رئيسية: البيئة والأداء والتكلفة والعمر الافتراضي. بالنسبة للمستخدمين، فإن النهج الأكثر علمية ليس متابعة المواد الأكثر تكلفة، بل المطابقة الصارمة للمواد الأكثر ملاءمة وفقًا لظروف التشغيل. يمكن أن يؤدي التحديد الصحيح إلى تجنب المشكلات بشكل فعال مثل فشل العزل المائي، والتلف الناتج عن التآكل، وإيقاف التشغيل عند درجة حرارة عالية-، والتداخل الكهرومغناطيسي، ومخاطر السلامة، مما يحقق حقًا-اختيارًا واحدًا للوقت، واستقرارًا طويل الأمد-، وأقل قدر من الصيانة، وتشغيل منخفض-.
بالنسبة للمشاريع الهندسية والمشتريات الدولية، لا يؤدي الاختيار الصحيح للمواد إلى تحسين موثوقية المعدات فحسب، بل يقلل أيضًا من تكاليف ما بعد البيع، ويزيد من معدلات القبول، ويعزز ثقة العملاء، مما يجعله أحد الجوانب المهنية الأكثر قيمة في حاويات صناديق التحكم الكهربائية.
