Корпуса из стекловолокна и нержавеющей стали: как выбрать подходящий материал

Выбор электрического шкафа — это не просто подбор корпуса, в который поместятся компоненты. Материал корпуса напрямую влияет на коррозионную стойкость, электробезопасность, потребности в техническом обслуживании, стоимость монтажа, срок службы и пригодность для конкретных условий эксплуатации.

Стекловолокно и нержавеющая сталь широко используются для промышленные электрические шкафы. Оба устройства можно настроить в соответствии с жесткими требованиями к защите, в том числе на соответствие классу защиты IP66 или стандарту NEMA 4X в подходящих исполнениях. Однако они решают разные задачи.

Корпуса из стекловолокна не проводят электричество, отличаются небольшим весом и высокой стойкостью к воздействию многих химических веществ. Корпуса из нержавеющей стали обладают превосходной механической прочностью, легко поддаются очистке, обеспечивают высокий уровень безопасности и долговечность в условиях, где требуется промывка, а также в пищевой, фармацевтической, судостроительной и тяжелой промышленности.

В данном руководстве проводится сравнительный анализ корпусов из стекловолокна и нержавеющей стали с практической точки зрения, что поможет производителям оригинального оборудования, изготовителям панелей, подрядчикам и специалистам по закупкам сделать правильный выбор.

Краткое сравнение: корпуса из стекловолокна и нержавеющей стали

Что такое электрический шкаф из стекловолокна?

Электрошкаф из стекловолокна, как правило, изготавливается из полиэстера, армированного стекловолокном, который часто называют FRP. Стекловолокно упрочняет полимерный корпус, создавая жесткий неметаллический корпус, который легче стали и более устойчив к коррозии, чем обычные металлические шкафы.

Одним из основных преимуществ стекловолокна является его электроизоляционные свойства. Поскольку корпус не проводит электричество, он помогает снизить риск случайного контакта с металлическими поверхностями, находящимися под напряжением. Благодаря этому стекловолокно является практичным решением для наружных электрических систем управления, оборудования дистанционного мониторинга, инженерных сетей, телекоммуникационных систем и очистных сооружений.

Корпуса из стекловолокна также обладают высокой устойчивостью к воздействию влаги, химических веществ и солесодержащего воздуха. Например, системы корпусов из полиэстера, армированного стекловолокном, могут обладать высокой устойчивостью к УФ-излучению, соответствовать требованиям UL Type 4X и обеспечивать степень защиты IP66 при условии, что они спроектированы и испытаны в виде готовой сборки. Ассортимент стекловолоконных корпусов компании Rittal также подчеркивает важность устойчивости к УФ-излучению, огнестойкости и сохранения степени защиты после внутренней установки оборудования.

Однако “стекловолокно” не всегда гарантирует долговечность при использовании на открытом воздухе. Важную роль играют качество смолы, толщина стенок, наличие УФ-стабилизаторов, конструкция прокладок, крепеж, а также фактическая сертификация по стандартам IP или NEMA. Некачественный корпус из стекловолокна может выцветать, на его поверхности может появиться «цветение» волокон или ухудшиться качество поверхности после длительного воздействия ультрафиолета.

Что такое электрический шкаф из нержавеющей стали?

A корпус из нержавеющей стали представляет собой металлический корпус, предназначенный для защиты электрических, управляющих, измерительных или автоматизационных компонентов в суровых условиях эксплуатации. Наиболее распространенными марками являются нержавеющая сталь 304/304L и 316/316L.

Нержавеющая сталь марки 304 подходит для использования во многих промышленных условиях как внутри, так и снаружи помещений. Марка 316 или 316L содержит молибден, что повышает стойкость к воздействию хлоридов, морской воды, чистящих химикатов и коррозионных веществ. Это делает нержавеющую сталь марки 316 более подходящим выбором для прибрежных сооружений, морского оборудования, химических заводов и зон, подвергающихся интенсивной мойке в условиях повышенных гигиенических требований. Рекомендации компании Rittal по выбору материалов в частности, отмечается, что нержавеющая сталь марки 316 обладает повышенной стойкостью к воздействию таких веществ, как хлориды, морская вода, бромиды, а также в условиях высоких температур.

Нержавеющая сталь является электропроводной, поэтому при проектировании и монтаже панелей необходимо учитывать необходимость правильного заземления и соединительных заземляющих проводов. В свою очередь, она обеспечивает прочный, надежный и долговечный корпус, способный выдерживать интенсивную промышленную эксплуатацию.

В случаях, когда требуется частая очистка, нержавеющая сталь также обладает значительным преимуществом. Ее гладкая поверхность облегчает мытье, осмотр и техническое обслуживание. В пищевой и фармацевтической промышленности гигиеничный корпус может также требовать наличия наклонных поверхностей, закругленных краев, подходящих уплотнителей и конструкций, предотвращающих скопление воды и грязи.

Коррозионная стойкость: какой материал лучше?

И стекловолокно, и нержавеющая сталь обладают высокой коррозионной стойкостью, однако правильный ответ зависит от конкретных химических веществ и условий эксплуатации.

Стекловолокно демонстрирует отличные эксплуатационные характеристики во многих средах с высокой степенью коррозионной активности, поскольку оно не подвергается ржавлению. Его часто используют в системах очистки сточных вод, химической промышленности, системах орошения, наружных инженерных сетях и в промышленных средах с высокой коррозионной активностью. Оно особенно полезно в тех случаях, когда предпочтительным является неметаллический корпус.

Нержавеющая сталь также обладает превосходной коррозионной стойкостью, однако важную роль играет марка материала. Корпус из нержавеющей стали марки 304 может подойти для общепромышленных целей, тогда как марки 316 или 316L, как правило, являются более надежным выбором в случаях, когда имеется воздействие хлоридов, солевого тумана, морского воздуха, агрессивных чистящих средств или в прибрежных условиях.

Не выбирайте материал, ориентируясь исключительно на слово “коррозия”. Сначала задайте себе следующие вопросы:

• Подвергается ли корпус воздействию соленого воздуха, морской воды или химических веществ для удаления льда?
• Есть ли поблизости кислоты, щелочи, растворители, масла или чистящие средства?
• Будет ли корпус часто промываться из шланга?
• Местоположение находится на открытом воздухе, на побережье, под землей или на территории химического предприятия?
• Предусматривает ли техническое задание проекта использование стандартов 304, 316, NEMA 4X, IP66 или какого-либо другого?

Корпус из нержавеющей стали ненадлежащего сорта может преждевременно подвергнуться коррозии. Корпус из стекловолокна с недостаточной защитой от ультрафиолета может быстро износиться при эксплуатации на открытом воздухе. Материал и конструкция корпуса должны гармонично сочетаться друг с другом.

Механическая прочность и ударопрочность

Нержавеющая сталь, как правило, является более надежным выбором, когда приоритетом является механическая защита.

Он лучше подходит для условий тяжелой промышленности, где корпус может подвергаться ударам, вибрации, попыткам несанкционированного доступа, воздействию инструментов, движению вилочных погрузчиков или регулярному техническому обслуживанию. Двери, петли, замки, монтажные панели и сварные швы из нержавеющей стали обеспечивают прочную конструкцию для крупных шкафов управления и оборудования OEM с повышенными эксплуатационными требованиями.

Стекловолокно отличается прочностью и ударопрочностью с учетом своего веса, однако оно не является оптимальным выбором для всех условий эксплуатации, связанных с сильными ударами. При сильном ударе оно может расколоться, а не погнуться. Это особенно важно для открытых установок, где вандализм, тяжелая техника или случайные удары представляют собой реальную угрозу.

Выбирайте нержавеющую сталь, если корпус должен выдерживать вес тяжелых внутренних компонентов, противостоять суровым механическим нагрузкам или обеспечивать высокий уровень физической защиты.

Выбирайте стекловолокно в тех случаях, когда малый вес, коррозионная стойкость и электроизоляция имеют большее значение, чем максимальная прочность конструкции.

Электробезопасность и заземление

Это одно из наиболее очевидных различий между этими двумя материалами.

Стекловолокно не проводит электричество. Оно не создает внешнего проводящего пути, что может быть полезно в электротехнике и коммунальном хозяйстве. Кроме того, оно обладает естественной устойчивостью ко многим проблемам заземления, связанным с коррозией.

Нержавеющая сталь является проводником электричества. Корпус, дверца, монтажная пластина, кабельные вводы и сопутствующие металлические детали должны быть надлежащим образом соединены и заземлены в соответствии с действующими электротехническими нормами и требованиями проекта.

Однако нержавеющая сталь может оказаться предпочтительным материалом в тех случаях, когда необходимо обеспечить защиту от электромагнитных или радиочастотных помех. Правильно спроектированный металлический корпус может обеспечить более эффективное естественное экранирование, чем стандартный неметаллический корпус. Если характеристики защиты от электромагнитных и радиочастотных помех имеют важное значение, следует уточнить требуемый уровень экранирования у разработчика оборудования, а не исходить из того, что любой металлический корпус будет соответствовать этим требованиям.

Вес, установка и настройка

Стекловолокно намного легче нержавеющей стали. Это позволяет снизить расходы на доставку, упростить крепление к стене и облегчить монтаж на месте, особенно в случае компактных наружных блоков управления.

Кроме того, как правило, его проще обрабатывать на месте монтажа. Подрядчикам зачастую проще проделать отверстия для прокладки кабелей, места для сальников или небольшие вырезы, чем в случае с нержавеющей сталью.

Нержавеющая сталь тяжелее и требует более тщательного обращения при изготовлении. Сверление на месте монтажа может привести к образованию острых краев, риску загрязнения и проблемам с герметичностью, если оно выполнено некачественно. По этой причине вырезы для кабельных вводов, интерфейсов человека-машины (HMI), кнопок, вентиляционных отверстий, смотровых окон и крепежных элементов в идеале должны выполняться на заводе.

Заводская обработка обеспечивает более аккуратные вырезы, более точное позиционирование и лучший контроль степени защиты. Кроме того, она сокращает трудозатраты на объекте и позволяет избежать повреждения конструкции с уплотнительными прокладками.

При реализации проектов для OEM-производителей запрашивайте следующие сведения до составления коммерческого предложения:

• Габаритные размеры и полезное внутреннее пространство
• Марка материала и толщина листа
• Требуемый класс защиты по стандарту IP или NEMA
• Тип двери: крышка с винтами, откидная крышка, одностворчатая дверь, двустворчатая дверь или межкомнатная дверь
• Требования к замкам, петлям и ручкам
• Материал и толщина монтажной пластины
• Расположение кабельных вводов и требования к сальниковым пластинам
• Необходимые вырезы, надписи, гравировка или нанесение логотипа
• Заземляющие штыри, точки заземления и внутренние комплектующие
• Предполагаемый объем, потребности в прототипах и сроки изготовления

Гигиена, промывка и применение в пищевой промышленности

Для предприятий пищевой промышленности, производства напитков, молочной промышленности, фармацевтики и в сферах чистого производства нержавеющая сталь, как правило, является более надежным выбором.

Дело не только в прочности материала. В гигиенических проектах требуются поверхности, которые легко очищаются и на которых реже скапливаются грязь, жидкости или бактерии. Надлежащая гигиеническая оболочка может включать в себя наклонную крышу, закругленные углы, гладкие сварные швы, герметичные соединения и специально подобранные прокладки.

Рекомендации компании Rittal по гигиеническому проектированию отмечает, что гигиеничные корпуса разработаны с целью минимизации зазоров, скопления грязи и задержки жидкостей. Это требование отличается от простого использования стандартного корпуса из нержавеющей стали.

Стекловолокно по-прежнему может быть полезно на некоторых объектах с повышенной влажностью или в коррозионной среде, однако там, где решающее значение имеют частая промывка, санитарные проверки и возможность поддержания чистоты в долгосрочной перспективе, обычно отдается предпочтение нержавеющей стали.

Классы защиты IP и NEMA: одного материала недостаточно

Распространённой ошибкой является предположение, что стекловолокно всегда является водонепроницаемым или что нержавеющая сталь всегда соответствует стандарту NEMA 4X. Ни одно из этих утверждений неверно.

Степень защиты распространяется на конструкцию корпуса в целом, включая:

• Конструкция двери и крышки
• Материал прокладки и степень сжатия
• Петли, замки и крепежные элементы
• Кабельные вводы и установленные аксессуары
• Монтажные отверстия и вырезы
• Швы, сварные соединения и качество сборки

NEMA поясняет, что классы защиты корпусов указывают на степень защиты от определённых условий окружающей среды и используются для защиты электрооборудования в промышленности, строительстве и коммунальном хозяйстве. См. обзор корпусов NEMA.

Всегда указывайте точный требуемый класс защиты. Например, для наружного корпуса может потребоваться класс защиты IP65, IP66, IP67, NEMA 3R, NEMA 4 или NEMA 4X в зависимости от степени воздействия пыли, дождя, промывки, погружения в воду, коррозии, а также региональных технических требований.

Если после поставки вы добавите отверстия, просверленные на месте, или несертифицированные аксессуары, первоначальный класс защиты может перестать действовать.

Когда следует выбирать кожухи из стекловолокна?

Корпуса из стекловолокна — отличный выбор, если в ваших условиях эксплуатации требуется:

• Легкий корпус для монтажа на стене или на столбе
• Электрическая изоляция и непроводящий корпус
• Устойчивость к воздействию влаги, химических веществ и коррозии
• Применение на открытом воздухе в сфере коммунального хозяйства, телекоммуникаций, очистки сточных вод или дистанционного управления
• Более простое внесение изменений на месте при прокладке кабелей или выполнении небольших вырезов
• Экономичный корпус для компактных или средних установок

К типичным областям применения относятся системы управления насосами, системы водоочистки, ирригационное оборудование, телекоммуникационные шкафы, системы управления дорожным движением, оборудование для мониторинга солнечных батарей, а также системы управления инженерными сетями, установленные на открытом воздухе.

Когда следует выбирать корпуса из нержавеющей стали?

Корпуса из нержавеющей стали, как правило, являются более подходящим решением, если в рамках вашего проекта требуется:

• Высокая механическая прочность и длительный срок службы
• Высокий уровень безопасности и устойчивость к взлому
• Гигиеничная конструкция, пригодная для использования в пищевой и фармацевтической промышленности или допускающая промывку под напором воды
• Спецификация материала 304 или 316
• Эксплуатационные характеристики в морской, прибрежной среде или в среде с высоким содержанием хлоридов
• Промышленная автоматизация для тяжелых условий эксплуатации или защита оборудования
• Крупные шкафы, изготовленные по индивидуальному заказу, напольные корпуса или встроенные панели управления
• Более высокая степень соответствия требованиям к экранированию от электромагнитных и радиочастотных помех

К типичным областям применения относятся линии по переработке пищевых продуктов, упаковочное оборудование, фармацевтическое оборудование, химические заводы, судовые системы, промышленная автоматизация, распределение электроэнергии, управление технологическими процессами и панели управления, устанавливаемые на открытом воздухе.

Заключительная рекомендация

Нельзя однозначно сказать, что стекловолоконные или нержавеющие стальные корпуса лучше.

Выбирайте стекловолокно, если главными приоритетами являются электроизоляция, низкий вес, химическая стойкость и коррозионная стойкость в условиях наружной эксплуатации.

Выбирайте нержавеющую сталь, если вам требуется максимальная механическая прочность, простота очистки, высокий уровень безопасности, гигиеничный дизайн, долговечность или прочный корпус, изготовленный по индивидуальному заказу, для использования в сложных промышленных условиях.

Для достижения наилучшего результата не следует начинать только с рассмотрения материалов. Начните с анализа условий установки, степени защиты, внутренних компонентов, способа монтажа, воздействия химических веществ, требований к техническому обслуживанию и стандартов проекта. Правильный корпус — это тот, который надежно защищает ваше оборудование на протяжении всего предполагаемого срока службы.

Часто задаваемые вопросы

Является ли стекловолокно лучшим материалом для наружных электрических шкафов, чем нержавеющая сталь?

Не всегда. Стекловолокно отличается лёгкостью, не проводит электричество и устойчиво к воздействию многих коррозионных сред. Нержавеющая сталь более прочна и зачастую обеспечивает более высокую долговечность в условиях интенсивной эксплуатации, при промывке или в наружных установках с повышенными требованиями к безопасности. Перед выбором того или иного материала необходимо уточнить требуемые показатели защиты от УФ-излучения, класс защиты IP или NEMA.

Является ли нержавеющая сталь лучшим материалом для оборудования пищевой промышленности?

Да, в большинстве случаев. Нержавеющая сталь проще в очистке и широко используется в пищевой, напиточной, фармацевтической и гигиенической промышленности. Для зон, подвергающихся частому промыванию, рекомендуется выбирать конструкцию гигиенического исполнения с гладкими поверхностями, подходящими уплотнениями и наклонными поверхностями.

Ржавеют ли стекловолоконные корпуса?

Нет. Стекловолокно — неметаллический материал, который не подвергается коррозии. Однако при выборе стекловолоконных корпусов для установки на открытом воздухе следует учитывать их устойчивость к ультрафиолетовому излучению, качество уплотнителей и класс защиты от воздействия окружающей среды.

Что лучше выбрать: нержавеющую сталь марки 304 или 316?

Нержавеющая сталь марки 304 подходит для использования во многих областях промышленности общего назначения. Выбирайте марки 316 или 316L, если корпус будет подвергаться воздействию солевого тумана, прибрежного воздуха, химических веществ, содержащих хлориды, агрессивных моющих средств или морских условий.

Могут ли корпуса из стекловолокна и нержавеющей стали соответствовать требованиям стандартов IP66 или NEMA 4X?

Да, в зависимости от конкретной конструкции корпуса и его сертификации. Номинальные характеристики зависят от всей сборки в целом, включая уплотнения, двери, кабельные вводы, крепежные элементы и установленные аксессуары, а не только от материала корпуса.

Нужна помощь в выборе подходящего корпуса?

EWJ предлагает изготовленные на заказ электрические шкафы из нержавеющей стали, готовые решения для шкафов с стекловолоконным наполнителем, а также изготовление металлоконструкций по заказу (OEM) в соответствии с вашими чертежами и требованиями проекта.

Сообщите нам размеры, предпочтительный материал, степень защиты, внутреннюю компоновку, требования к кабельным вводам и количество. Наша команда инженеров поможет вам подобрать оптимальный вариант корпуса для вашей задачи.