一种长效防腐镀锌钢桩结构的光伏支架的制作方法

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1.本实用新型涉及太阳能光伏支架技术，具体涉及一种长效防腐镀锌钢桩结构的光伏支架，属于新能源光伏支架技术领域。
技术背景
2.中国光伏行业协会发布了团体标准《光伏支架》（t/cpia0013-2019），碳素结构钢、低合金高强度结构钢、合金结构钢支架以及紧固件应进行防腐处理，并符合以下要求：
3.a) 采用热浸镀锌时，支架镀锌层平均厚度应不小于 65 μm，局部厚度应不小于 55 μm，外观和附着力应符合 gb/t 13912 的规定；紧固件镀锌层局部厚度应不小于 35
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m，平均厚度应不小于 45
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m，并符合 gb/t 5267.3 的规定。对于海滨等腐蚀环境地区，支架镀锌层平均厚度应不小于 85μm；对于重工业等特殊强腐蚀环境地区，支架镀锌层平均厚度应由供需双方协定。
4.b) 采用防腐涂料时，应完全覆盖钢材表面和无端部封板的闭口型材的内侧，闭口型材宜进行端部封口处理。
5.c) 采用氟碳漆喷涂或聚氨酯漆喷涂时，平均膜厚宜不小于 35
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m。在空气污染严重及海滨地区，平均膜厚宜不小于 45
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m。
6.《光伏支架结构设计规程》（nb/t 10115-2018）要求，光伏支架设计使用年限为25年，光伏支架结构地基基础设计使用年限为50年。
7.由于光伏支架柱及支架基础有一部分是在地面（或水面）的上部，要长时间暴露在空气中，经过雨水的浸泡，阳光的暴晒，雾气或露水的浸润，鱼光等类电厂的光伏支架柱及支架基础还受到水位变动区、潮差区甚至是海洋环境的严重侵蚀，光伏支架结构尤其是镀锌钢桩很难满足设计寿命要求，现有技术及工程实践也证明即使镀锌层平均厚度达到 85μm也无法满足苛刻腐蚀环境下使用寿命50年要求。
8202117069u公开一种线路钢管式钢桩基础，包括连接法兰盘（1），连接法兰盘（1）上设有数个连接法兰孔（1-1），连接法兰盘（1）下方焊接连接钢管（5），钢管（5）内、外壁上分别设有内、外镀锌层（4-1、4），内、外镀锌层（4-1、4）的外侧分别设内、外沥青层（3-1、3），内、外沥青层（3-1、3）的外侧分别设有内、外防腐胶布层（2-1、2），提高输电线路的可靠性。cn207812444u提供一种轻钢房屋防腐桩基，梁柱主体采用镀锌钢管，梁柱主体的外壁面和内壁面均设置防腐基层和防水沥青层，防腐基层和防水沥青层对梁柱主体起到了双层防护，进一步避免梁柱主体在地下发生腐蚀，影响轻钢房屋的结构稳定性。
9.上述设计在镀锌涂层基础上外加防腐基层及防水沥青层，一定程度上提高了镀锌桩基的使用寿命，但其防腐耐久性仍然不足，一是其涂层直接涂装在镀锌表面，镀锌层因其表面未进行专门处理将因为水汽侵蚀而导致锌层表面不断氧化和加速，防护性能快速下降；二是相关防腐结构设计、选材及涂装，比较繁琐，防护性能也不足，且不适合钢桩涂装预加工或现场施工。

技术实现要素：

10.针对现有光伏支架尤其是光伏支架钢桩基础中镀锌钢结构件防护不足问题，本实用新型设计了一种长效防腐镀锌钢桩结构的光伏支架，针对不同腐蚀环境和镀锌钢结构件不同腐蚀区域设计了防腐可靠耐久的复合涂层防护结构，结构设计简洁易行，性价比优异，满足现有规范对光伏支架构件设计寿命要求。
11.本实用新型采取的技术方案如下：一种长效防腐镀锌钢桩结构的光伏支架，包括光伏支架钢桩基础、光伏支架柱、光伏支架、光伏板，所述光伏支架钢桩基础为镀锌钢结构件；所述镀锌钢结构件表面设有复合涂层防护结构；
12.所述复合涂层防护结构包括镀锌涂层和面涂层，所述复合涂层防护结构的厚度不小于80μm。
13.作为本实用新型所述的一种长效防腐镀锌钢桩结构的光伏支架的优选方案：所述镀锌涂层为锌镀层或锌铝镁合金镀层，其厚度为50μm～90μm；所述面涂层为喷塑涂层或涂料涂层，厚度为50μm～120μm。
14.作为本实用新型所述的一种长效防腐镀锌钢桩结构的光伏支架的优选方案：所述镀锌涂层为锌镀层或锌铝镁合金镀层，其厚度为30μm～50μm；面涂层为喷塑涂层或涂料涂层，厚度为80μm～120μm。
15.作为本实用新型所述的一种长效防腐镀锌钢桩结构的光伏支架的优选方案：所述喷塑涂层含有磷化底层和喷塑层。
16.作为本实用新型所述的一种长效防腐镀锌钢桩结构的光伏支架的优选方案：所述喷塑层由下层的环氧锌基涂层和上层的耐候涂层组成。
17.作为本实用新型所述的一种长效防腐镀锌钢桩结构的光伏支架的优选方案：所述涂料涂层含有磷化底漆形成的底涂层、环氧涂料形成的中涂层、耐候面漆形成的面涂层。
18.取得的有益效果：
19.iso 12944：2017介绍，中等腐蚀环境下c3锌每年损失可达到2.1μm，高腐蚀环境下c4每年在2.1～4.2μm，很高腐蚀环境下c5达到4.2～8.4μm；25年锌涂层寿命要求其厚度则为：c3=52.5μm，c4=105μm，c5=210μm；而50年寿命要求下，锌涂层寿命要求其厚度则为：c3=105μm，c4=210μm，c5=420μm；因此国内外相关技术规范都明确提出，20年以上防腐寿命要求下优选热喷涂金属涂层及其配套体系。
20.鉴于钢桩基体尤其是光伏支架钢结构如果进行热喷涂涂层体系设计将极大提升加工成本，因此本实用新型利用现有镀锌技术配合涂装工艺形成复合涂层体系，利用复合涂层已被国内外研究与工程应用证实的突出的协同效应，可大幅提高其防腐寿命，满足设计要求，同时整个复合涂层结构实施起来快速便捷，达到光伏支架行业生产、产能以及成本要求，具有良好的竞争优势。
21.另外本实用新型针对镀锌钢结构件在不同腐蚀环境下的腐蚀防护重点部位作出针对性设计，即保证了光伏支架整体使用寿命，也一定程度上降低防护成本，同时还保证了相关施工作业的便捷性、高效性。
附图说明
22.图1是光伏支架结构整体示意图；
23.图2是复合涂层防护结构示意图；
24.图3是喷塑涂层结构示意图；
25.图4是喷塑层结构示意图；
26.图5是涂料涂层结构示意图；
27.图6是实施例1复合涂层防护结构示意图；
28.图7是实施例2复合涂层防护结构示意图；
29.图8是实施例3复合涂层防护结构示意图；
30.图9是实施例4复合涂层防护结构示意图；
31.图10是实施例5复合涂层防护结构示意图；
32.图中：1、光伏支架基础，2、光伏支架柱，3、光伏板，4、光伏支架，5、镀锌钢结构件，6、复合涂层防护结构，7、镀锌层，8、面涂层，9、喷塑涂层，9-1、磷化底层，9-2、喷塑层；9-2-1、环氧锌基涂层，9-2-2、耐候涂层，10、涂料涂层， 10-1、底涂层，10-2、中涂层，10-3、面涂层11、地面，12、最低水位线。
33.具体实施方式：
34.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
35.实施例1
36.见图1、图2、图4、图6所示；
37.一种长效防腐镀锌钢桩结构的光伏支架结构，含有光伏支架钢桩基础1、光伏支架柱2、光伏支架4、光伏板3，光伏支架钢桩基础1采用的是镀锌钢管桩，镀锌钢结构件5内外壁表面仅其下部h1部分[其中高出地面11的h1值不小于250mm]有复合涂层防护结构6，由镀锌钢结构件5表面向外依次为65μm厚度锌镀层形成的镀锌涂层7，以及喷塑涂层9形成的面涂层8，镀锌涂层7和面涂层8形成复合涂层防护结构6；喷塑涂层9是在镀锌涂层7上涂装形成的，先对镀锌涂层7进行磷化处理形成磷化底层9-1，然后再在磷化底层9-1上喷涂耐候聚酯粉末涂料形成喷塑层9-2，磷化底层9-1厚度5μm～20μm，喷塑层9-2厚度60μm～80μm，面涂层8总厚度约65μm～100μm，复合涂层防护结构6总厚度约130μm～165μm。
[0038]
本实用新型长效防腐镀锌钢桩结构的光伏支架结构其他金属构件可单独采用65μm厚度锌镀层形成的镀锌涂层7结构或上述复合涂层防护结构6。
[0039]
本长效防腐镀锌钢桩结构的光伏支架结构适用于草原、山地甚至湖泊等环境下的光伏发电站建设使用，本实用新型长效防腐镀锌钢桩结构可实现50年设计要求[镀锌涂层15年+喷塑10年
×
2.2=55年]，光伏支架其他金属构件可根据构件具体形状采用表面65μm镀锌涂层7或上述复合涂层防护结构6，在较高腐蚀大气环境下如c3、c4环境下，镀锌厚度52.5μm基本具有25年使用寿命基本满足25年设计寿命要求。
[0040]
实施例2
[0041]
见图1、图2、图3、图4、图7所示；
[0042]
一种长效防腐镀锌钢桩结构的光伏支架结构，含有光伏支架钢桩基础1、光伏支架柱2、光伏支架4、光伏板3，光伏支架钢桩基础1采用的是镀锌钢管桩，镀锌钢结构件5仅其外壁表面下部h1部分[其中高出地面11的h1值不小于250mm以阻止雨水、露水、湿气或水汽等
对镀锌钢结构件5局部的加速腐蚀]具有复合涂层防护结构6，由镀锌钢结构件5外表面向外依次为40μm厚度锌镀层形成的镀锌涂层7，喷塑涂层9是在镀锌涂层7上涂装形成的，先对镀锌涂层7进行磷化处理形成磷化底层9-1，然后再在磷化底层9-1上喷涂环氧锌基粉末涂料形成厚度35μm～50μm的环氧锌基涂层9-2-1，最后在环氧锌基涂层9-2-1表面静电喷涂耐候性聚酯粉末涂料形成厚度50μm～70μm的耐候涂层9-2-2，环氧锌基涂层9-2-1和耐候涂层9-2-2共同形成面涂层8，面涂层8总厚度约85μm～120μm，镀锌涂层7和面涂层8形成的复合涂层防护结构6的总厚度约150μm～170μm。
[0043]
本实用新型长效防腐镀锌钢桩结构的光伏支架结构其他金属构件可采用40μm～65μm厚度锌铝镁镀层形成的镀锌涂层7结构。
[0044]
本长效防腐镀锌钢桩结构的光伏支架结构适用于草原、山地、沙漠等内陆环境下的光伏发电站建设使用，由于内陆上述地面不仅氯离子含量极低，且一般地下水位低，镀锌钢管桩内部腐蚀比较轻，因此本实用新型长效防腐镀锌钢桩结构也基本上能保证其50年设计要求。
[0045]
实施例3
[0046]
见图1、图2、图3、图5、图8所示；
[0047]
一种长效防腐镀锌钢桩结构的光伏支架结构，含有光伏支架钢桩基础1、光伏支架柱2、光伏支架4、光伏板3，光伏支架钢桩基础1采用的是镀锌钢管桩，镀锌钢结构件5内外壁表面中部h2[是指镀锌钢结构件5上设计处于最低水位线12上面的水位变动区h2及浪溅区h3的部位，其中高出浪溅区h3的距离h4的值达到250mm的范围，主要应对水位变动区、潮差区以及浪溅区等干湿交替变动强烈腐蚀作用对镀锌钢结构件5的局部侵蚀，保证镀锌钢结构件5使用寿命满足设计要求。
[0048]
具体复合涂层结构6形成如下：由镀锌钢结构件5外表面向外依次为80μm厚度锌镀层形成的镀锌涂层7，以及涂料涂层10形成的面涂层8；先在清洁处理后的镀锌涂层7表面涂装1道10μm～20μm磷化底漆形成底涂层10-1，然后在底涂层10-1上涂装1道40μm～60μm环氧云铁中间漆形成中涂层10-2，然后在中涂层10-2上涂装1道30μm～40μm耐候性聚氨酯面漆形成面涂层10-3，
[0049]
涂料涂层10形成的面涂层8的总厚度为50μm～120μm；最终镀锌涂层7和面涂层8形成的复合涂层防护结构6的总厚度约130μm～200μm。
[0050]
本实用新型长效防腐镀锌钢桩结构的光伏支架结构其他金属构件可采用65μm厚度锌镀层形成的镀锌涂层7结构。
[0051]
本长效防腐镀锌钢桩结构的光伏支架结构适用于内地湖泊、湿地、池塘等鱼光互补类的光伏发电站建设使用，由于内陆水面或湿地氯离子含量极低，针对干湿交替区域采用本实用新型防护后，可加强该区域镀锌钢管桩防腐能力，保证其50年设计寿命要求。
[0052]
实施例4
[0053]
见图1、图2、图9所示；
[0054]
一种长效防腐镀锌钢桩结构的光伏支架结构，含有光伏支架钢桩基础1、光伏支架柱2、光伏支架4、光伏板3，光伏支架钢桩基础1采用的是镀锌钢管桩，镀锌钢结构件5内外壁表面上部h3[h3是指最低水位线12以上镀锌钢结构件5表面]具有复合涂层防护结构6。
[0055]
本实用新型长效防腐镀锌钢桩结构的光伏支架结构其他金属构件可采用65μm锌
铝镁镀层形成的的镀锌涂层7结构。
[0056]
实施例5
[0057]
见图1、图2、图10所示；
[0058]
一种长效防腐镀锌钢桩结构的光伏支架结构，含有光伏支架钢桩基础1、光伏支架柱2、光伏支架4、光伏板3，光伏支架钢桩基础1采用的是镀锌钢管桩，镀锌钢结构件5外壁表面上部h3[h3是指地面11以上镀锌钢结构件5外表面]具有复合涂层防护结构6。
[0059]
本实用新型长效防腐镀锌钢桩结构的光伏支架结构其他金属构件可采用65μm锌铝镁镀层形成的的镀锌涂层7结构。

技术特征：

1.一种长效防腐镀锌钢桩结构的光伏支架，包括光伏支架钢桩基础（1）、光伏支架柱（2）、光伏支架（4）、光伏板（3），其特征在于：所述光伏支架钢桩基础（1）为镀锌钢结构件（5）；所述镀锌钢结构件（5）表面设有复合涂层防护结构（6）；所述复合涂层防护结构（6）包括镀锌涂层（7）和面涂层（8），所述复合涂层防护结构（6）的厚度不小于80μm。2.根据权利要求1所述的一种长效防腐镀锌钢桩结构的光伏支架，其特征在于：所述镀锌涂层（7）为锌镀层或锌铝镁合金镀层，其厚度为50μm～90μm；所述面涂层（8）为喷塑涂层（9）或涂料涂层（10），厚度为50μm～120μm。3.根据权利要求1所述的一种长效防腐镀锌钢桩结构的光伏支架，其特征在于：所述镀锌涂层（7）为锌镀层或锌铝镁合金镀层，其厚度为30μm～50μm；面涂层（8）为喷塑涂层（9）或涂料涂层（10），厚度为80μm～120μm。4.根据权利要求2或3所述的一种长效防腐镀锌钢桩结构的光伏支架，其特征在于：所述喷塑涂层（9）含有磷化底层（9-1）和喷塑层（9-2）。5.根据权利要求4所述的一种长效防腐镀锌钢桩结构的光伏支架，其特征在于：所述喷塑层（9-2）由下层的环氧锌基涂层（9-2-1）和上层的耐候涂层（9-2-2）组成。6.根据权利要求2或3所述的一种长效防腐镀锌钢桩结构的光伏支架，其特征在于：所述涂料涂层（10）含有磷化底漆形成的底涂层（10-1）、环氧涂料形成的中涂层（10-2）、耐候面漆形成的面涂层（10-3）。

技术总结

本实用新型公开了一种长效防腐镀锌钢桩结构的光伏支架，属于新能源光伏支架技术领域，包括光伏支架钢桩基础、光伏支架柱、光伏支架、光伏板，所述光伏支架钢桩基础为镀锌钢结构件；所述镀锌钢结构件表面设有复合涂层防护结构；所述复合涂层防护结构包括镀锌涂层和面涂层，所述复合涂层防护结构的厚度不小于80μm。本实用新型利用现有镀锌技术配合涂装工艺形成复合涂层体系，利用复合涂层已被国内外研究与工程应用证实的突出的协同效应，大幅提高其防腐寿命，满足设计要求，同时整个复合涂层结构实施起来快速便捷，达到光伏支架行业生产、产能以及成本要求，具有良好的竞争优势。具有良好的竞争优势。具有良好的竞争优势。