光伏电站用螺旋桩的防腐处理

光伏电站用螺旋桩的防腐处理

琚志华王娟琚晓磊

(河南安彩高科股份有限公司河南455001;安阳市建筑设计研究院河南455001;安阳市人民医院河南455001)

摘要：螺旋状具备独特的优势特点，不需要大规模场地平整、安装快速、养护简单、对生态与植被造成的破坏相对较小、可位于冬季开展施工等，被广泛应用至光伏电站。对于螺旋状进行防腐处理，能够有效确保螺旋桩性能不受影响，确保光伏电站的稳定可靠运行。鉴于此，本文通过对光伏电站螺旋状防腐处理进行分析讨论，以此为相关人员提供帮助。

关键词：光伏电站；螺旋桩；防腐

前言：螺旋桩是光伏电站支撑系统的重要基础机构，发挥十分关键的支撑作用，桩体材质主要由Q235型号碳素钢构成。因为螺旋桩长时间埋置在阴暗潮湿的地表下土壤内部，较易发生腐蚀，不但会导致部分电站支撑系统存在安全隐患，甚至可能对光伏电站可靠运行产生严重影响，基于此务必重视对螺旋桩的防腐处理。本文主要分析对桩体表面位置采取热浸镀锌处理，能够增强抗腐蚀性能，以此确保桩体稳固，确保光伏电站稳定可靠运行。

一、螺旋地桩腐蚀环境与机理分析

（一）螺旋桩腐蚀环境

按照腐蚀环境存在的区别，螺旋桩腐蚀通常划分成大气腐蚀与土壤腐蚀。对于大气腐蚀而言，主要为螺旋桩部分裸露，处于大气环境中发生腐蚀现象；对于土壤服饰而言，主要为螺旋桩部分埋置土壤内部，发生腐蚀现象，详见图1所示。

图1螺旋桩腐蚀

（二）螺旋桩腐蚀机理

螺旋桩腐蚀包括化学腐蚀与电化学腐蚀。对于化学腐蚀而言，物质受到非电化学作用，产生腐蚀的整个过程。针对螺旋桩，期处于干燥且温度较高的空气环境下发生腐蚀，或是暴露于污染严重的环境下发生腐蚀。不过纯化学腐蚀出现的几率相对较小，仅处于特殊条件下方可存在；对于电化学服饰而言，金属或是不同导体同电解质溶液发生相互接触，产生原电池反应，较为活泼金属由于失去原子极易被氧化，致使金属发生腐蚀的整个过程。整个腐蚀过程主要涵盖阳极溶解氧化以及发生析氢腐蚀的阴极过程[1]。

导致螺旋桩电化学腐蚀的重要因素主要包括水与氧气。

第一，大气腐蚀。大气成分中存在水与氧气含量充足，当暴露处于空气环境下，螺旋桩同高于其表面位置温度的空气差生有效解除的情况下，空气成分包含的水蒸气则会位于金属表面位置产生凝结，形成结露，这也成为螺旋桩出现大气腐蚀现象的根本原因。该种腐蚀现象通常属于电化学腐蚀现象，且主要以吸氧腐蚀为代表；处于部分空气十分干燥的环境下，部分也可以归属于化学腐蚀现象，主要为金属同空气成分中的氧气发生直接反应。

第二，土壤腐蚀。土壤腐蚀本质上属于电化学腐蚀现象。土壤作为复杂多相结构，由水与空气以及土壤颗粒等众多有机角质混合颗粒与无机物共同构成。土壤颗粒彼此之间空隙较大，包含较多明显的毛细管微孔，空气与水则能够有效填满空隙与微孔结构，以此构成胶体体系，且体系属于离子导体。鉴于此，若螺旋桩同土壤彼此之间产生有效接触的情况下，可以形成腐蚀原电池。大部分土壤酸碱性属于中性，部分土壤属于碱性土壤，例如砂质黏土或是盐碱土等，pH值通常介于范围之间，因此螺旋桩处于土壤环境中出现的腐蚀主要以吸氧腐蚀为代表，唯有处于强酸性土壤环境中，比如酸性腐殖土或是沼泽土等，pH值通常介于范围之间，会产生析氢腐蚀现象。

二、热浸镀锌防腐原理

对于热浸镀锌而言，对腐蚀性做出衡量的重要因素即锌层的实际厚度，通常认为两者彼此之间存在正比关系。螺旋桩厚度通常介于之间，国家标准范围明确要求最小平均厚度应维持在，不过由于各个生产厂家与电站的要求各部相同，厚度应根据实际情况作出处理，通常情况下，镀锌层厚度能够满足最少20年的连续使用。

镀金镀锌对于螺旋状的保护效果主要变现如下：

第二，处于大气或是土壤环境下的镀锌螺旋桩，发生腐蚀现象能够划分成如下情况：

第一，镀锌层完整未受到破坏情况下，螺旋桩表面位置由锌层全面包裹覆盖，锌层腐蚀得到锈层物质，其能够有效降低锌层与桩体的腐蚀速率，详见图2中a所示[2]。

第二，螺旋桩镀锌层受到腐蚀或是磨损等情况，镀锌层内部含有的铁锌合金存，由于部分暴露于腐蚀环境下，合金层同纯锌层彼此之间电机电位存在差别，纯锌层电位较负，首先受到腐蚀作用，详见图2中b所示。

第三，螺旋桩纯锌层慢慢全部消耗，锌铁合金层全部裸露，不过依然能够降低腐蚀速度，详见图2中c所示。

第四，螺旋桩镀锌层由于受到安装阶段或是打桩阶段的震击等作用出现破损或是受到腐蚀的作用，致使表面位置出现部分残缺，镀锌层与锌铁合金层则由于腐蚀的作用出现逐渐慢速溶解，与此同时，腐蚀获得产物能够有效抑制氧向金属表面位置产生不断的扩散，从而有效降低腐蚀速度，详见图2中d所示。

第五，纯锌层出现全部腐蚀，螺旋桩桩体存在部分裸露情况，锌铁合金由于电极电位相对较负，对桩体依然可以起到电化学保护，详见图2中e所示。

第六，当锌铁合金层出现全部消耗，螺旋桩则会出现裸露情况，受到腐蚀环境的作用产生腐蚀现象，详见图2中f所示。

通过上文的阐述分析，镀锌层满足标准的情况下能够确保20年的正常使用，即超过正常使用期限之后，纯铁则会完全暴露，受到腐蚀环境作用产生腐蚀现象。

图2镀锌螺旋桩处于大气或是土壤中腐蚀现象

通过本文分析得知，运用螺旋桩基础前提，需对地区地质土壤与大气环境做出分析检测，且铺设位置应尽可能不设置在重污染区域或是强腐蚀性地区，从而减缓锌层腐蚀速度，防止桩体出现化学腐蚀现象，由于污染空气成分包含的各类物质会增快锌发生腐蚀的速度，同时不易设置在透气性过高的风化石或是砂石土壤地区，从而有效减小透氧率。

现阶段，国内较大规模光伏电站建设位置均处于偏远地区，例如西北地域，空气污染情况较强，大气成分中包含的有害物质含量相对较少，水分含量同样相对较少，空气较为干燥，土壤中水分含量较低，此种环境下螺旋桩发生腐蚀的情况较其他地区较慢，因此应用螺旋桩优势较为明显。

螺旋桩是光伏电站支撑系统的重要基础机构，发挥十分关键的支撑作用，对螺旋桩采取防腐处理，对于大规模光伏电站可靠稳定运行至关重要，对螺旋桩桩体表面位置采取热浸镀锌防腐处理，能够充分发挥防腐的效果与作用，从而使螺旋桩正常使用不受影响，确保光伏电站稳定可靠运行。

结论：综上所述，螺旋桩的防腐处理不但对桩体抗腐蚀性能与稳定性产生影响，并且对光伏电站稳定运行产生严重影响，因此需重视光伏电站螺旋状防腐处理，对螺旋桩桩体表面位置采取热浸镀锌处理，有效提升螺旋桩抗腐蚀性能，充分发挥桩体的支撑作用，确保光伏电站可靠运行不受影响。

参考文献：

[1]谢斌盛.基于物联网的通信铁塔钢桩防腐技术[J].江苏通信,2018,34(04):73-75.

[2]池翔.变电站钢结构防腐设计研究与应用[J].中国新技术新产品,2017,12(18):40-41.