应该注意到一点,这类锤击导致的锌层起皮现象都出现在抱箍上,而且都是抱箍侧面锤击导致大面边沿锌层起皮,这种现象属于材料“泊松效应”——材料发生轴向拉、压应变时,其周向上会出现收缩与伸张应变,由于锌与钢的弹性模量不一致,会在附着层产生较大应力导致脱层起皮。
除了在现场施工过程中控制工人的施工方式,还可在设计之初就对抱箍进行优化设计,比方在抱箍上焊接角钢,这样可以用抱箍耳瓣完成抱箍安装,而用角钢完成锤击定位与后续斜撑安装。由于角钢是大面受锤击,冲击应力明显减小,但整体冲量是一样的,从而显著减小锌层的受力及破坏。
5焊接破坏
这些焊接部位有些是原先有防腐层,有些是自身就是防腐材料,但是在焊接后都发生了严重的锈蚀问题甚至机械破坏,这里进行逐一分析。
● 1、在刷涂银粉漆之后镀锌角铁焊接部位的背面出现了严重锈蚀,而焊接区域却没有。这是因为在焊接完成后,焊接区域工人进行了除渣及除锈处理,而后进行的防锈漆刷涂,而在背面没有采取防腐措施。可见在焊接完成后,所有焊接及影像区域都必须彻底除锈除渣后进行防腐作业,否则意义不大。
● 2、奥氏体不锈钢螺栓与镀锌扁铁的焊接。锌层破坏,不锈钢不受控热处理。锌层的破坏,直接导致镀锌扁铁锈蚀加剧;不锈钢螺栓为挤压成型,其螺纹表面有较强的应力集中(以保证强度与硬度),在焊接过程中会导致应力释放与应力再分配(冷热循环),同时高温导致因应力巨变导致的晶间铬元素的快速氧化消耗与扩散,降低晶间抗腐蚀能力。可见这种随意焊接,不仅导致照片中可见的腐蚀问题,也埋下了晶间腐蚀的安全隐患。
● 3、此处扁铁折弯半径太小,在折弯时就已经出现了暗裂及应力集中,在焊接过程中又不注意热量输入控制,致使裂纹进一步扩大,导致锈蚀严重,都可以插进去刀尖。此类焊接必须控制折弯半径,而不是追求简单的直角好看。
● 4、这个是个故障焊点,在不允许起弧的型材上起弧,可能是工作失误导致。在烧蚀后没有进行防腐处理,致使锈蚀严重。
6焊后防腐失败
● 1、直角连接部位出现了锈蚀点。这是因为这些部位的阴阳直角部位油漆不容易附着,油漆在这些部位最先脱落,成为锈蚀发源点。
● 2、后三张图里,则是由于焊接前工件表面清理不彻底,焊接完成后又没有及时清理焊渣就进行了刷涂油漆。这如同伤口没有消毒就给缝合了一样,里面化脓是必然的,由此可见工人的责任心与技术素养很欠缺,需要重新巡检,查检漏洞。
7水及水汽腐蚀
本项目地勘报告里明确了场地土及地下水 对钢筋为轻微腐蚀,但在现场还是出现了水及水汽腐蚀。
● 1、图1,是连续暴雨后场地渍水情况,而平时场地是裸露的土地。
● 2、图2,扁铁在水中浸泡后出现了绿色附着物,现场判断应该是绿 色浮游生物而不是亚铁盐(同样的绿色出现在了混凝土桩体水界面附近)。
● 3、图4、5是扁铁在水面波动处出现了较严重锈蚀,当然局部还有划痕,这在客观上验证了水位波动加剧锈蚀这一规律。
● 4、图3,是檩条阴角处水渍现象,这种薄薄的水渍层由于能很好的溶解氧气而又能很好的导电;氧化锌在遇水后会生成复杂氧化锌水合物,干燥时会脱水;在干湿循环过程中氧化锌水合物也会伴随发生吸水和脱水过程,导致锈层发生着紧密与疏松的循环,加剧锌层破坏;锌层会在较薄处先破坏,从而导致锈蚀。此类缺陷在檩条设计、选型时应规避。
8生物及泥土杂物的附着问题
● 1、图1,蔓状之物的爬附,图2,马蜂窝粘附于檩条内侧。以上两种都是生物对支架的粘附现象,生物在生长过程都会分泌生物酸或生物碱,长期接触会对金属镀层造成破坏;另外生物死后腐烂产物也会对支架造成腐蚀。必须定期巡检清理。
● 2、图3,夹杂植物根茎的泥土粘附在檩条内侧,不仅会积攒水汽导致氧化,而且其中夹杂的有机物腐烂会会生成腐殖酸也会对镀层造成强烈破坏,必须坚决清理。
9电化学腐蚀
● 1、图1檩条修孔后孔沿与落料沿口的腐蚀效果对比(落料就被工人随意丢在檩条内侧);图2是接地线镀锌铜鼻子锈蚀状况;,图3是压块安装过工人失误将镀锌垫片与不锈钢螺栓配合使用后的锈蚀现象。
● 2、除图1中的落料外,其余部分实际都通过栓接或焊接最终与混凝土立柱中的钢筋以及外露的接地扁铁可靠连接,再与水体及泥土中水汽组成电池系统,电化学反应产生。从而导致这些部位裸露部位的活性金属发生电化学腐蚀现象。而图1中的落料由于没有参与到支架系统组成的大电池系统中,氧化作用比较弱,落料大面上的镀锌层就能很好的保护切口裸露钢铁没有生锈。
● 3、由以上现象可以总结出以下几条规律:
A、 通过拴接及焊接可以保证整个光伏支架系统中的金属件可靠连接组成电气整体。
B、 为保证可靠的防腐性,接线铜鼻子镀锌层必须足够厚,以保证对基体铜的保护。
C、 金属支架切口后会出现严重锈蚀问题,这是因为虽然表面镀锌层能够对切口形成阳极保护,但由于整个支架系统电气连接可靠,在环境潮湿时还是会发生强烈的氧化作用,从而对裸露的金属基体造成氧化作用生成铁锈,而铁锈这种蓬松组织吸水性较强,不能阻止氧化作用;所以现场加工后的金属必须进行二次防腐处理。
D、 不锈钢螺栓与镀锌垫片配合使用,因为不锈钢的钝化作用,会导致镀锌件的阳极氧化现象。而垫片锌层因为有螺栓及压块限制不能自由生长,锌层极易破坏,从而导致内部钢铁锈蚀,同样因为铁锈不能阻止锈蚀,所以锈蚀会一直下去。这说明二者配合使用是失败的。
10总结
电站支架及附件的腐蚀,其破坏效果不会立竿见影马上就反应出来,但是在腐蚀破坏积累到一定量时在内外因素共同作用下就会导致电站结构的破坏,造成损失。针对不同的腐蚀问题,找出其发生的原因,合理规避这些问题即能很好的减少锈蚀,减少风险。
文章里罗列信息点较多,但由于篇幅有限,有些问题的分析不够到位与透彻,光伏同仁可以参照文中问题及分析,做更加深入的分析,以促进光伏行业的发展。
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