科创中国

行业领域

新能源及节能技术,生态环境建设与保护技术

需求背景

一、光伏支架钢结构生锈的原因

1. 镀锌层破坏：光伏支架虽然表面镀锌，但切割过程中会破坏切口的镀锌层，导致底层钢材裸露，与空气直接接触后产生氧化反应，形成生锈。
2. 潮湿环境：潮湿的环境是导致镀锌支架切口生锈的重要因素之一。
3. 材料质量：部分光伏支架使用的材料耐腐蚀性能不佳，也容易导致生锈。

二、除锈方法

1. 人工除锈：

   • 工具：使用砂纸、钢丝刷等工具。
   • 适用范围：锈迹较轻、面积较小的情况。
   • 优点：操作简单，成本较低。
   • 缺点：效率较低，对于大面积严重生锈的支架处理起来耗时费力。

2. 机械除锈：

   • 设备：常用的机械除锈设备有电动钢丝刷、除锈砂轮机等。
   • 适用范围：中等程度生锈且面积较大的支架。
   • 优点：效率高，能应对大面积生锈情况。
   • 缺点：操作时需注意控制力度和角度，以免损伤支架本体。

3. 化学除锈：

   • 原理：利用酸性或碱性除锈剂与铁锈发生化学反应，溶解锈迹。
   • 常用除锈剂：盐酸除锈剂等。
   • 优点：除锈速度快，效果好。
   • 缺点：化学除锈后需对支架进行彻底清洗，防止除锈剂残留继续腐蚀支架。同时，使用化学除锈剂需严格按照操作规程，做好安全防护措施。

三、表面处理工艺需求

1. 选用优质材料：选择耐腐蚀、耐候性好的材料，如锌铝镁光伏支架，以提高防锈性能。

2. 加强表面处理：

   • 特殊防锈处理工艺：在切口处采用特殊防锈处理工艺，如喷涂高含锌的罗巴鲁涂料等。
   • 防腐涂层施工：防腐涂层的施工要保证均匀、无漏涂、无流坠等现象。施工时要注意环境条件，一般应在相对湿度不高（如低于85%）、温度适宜（如5~35℃）的环境下进行。多层涂层施工时，要等前一层涂层充分干燥后再进行下一层的涂刷。

3. 定期检查与修补：定期对光伏支架的防腐情况进行检查，如发现涂层有破损、脱落等情况，要及时进行修补处理，重新涂刷防腐涂层，确保支架始终处于良好的防腐状态。

需解决的主要技术难题

一、除锈方法的技术难题

1. 除锈效率与质量的平衡：

   • 人工除锈虽然操作简单，但效率较低，对于大面积严重生锈的支架处理起来耗时费力，且除锈质量难以保证。
   • 机械除锈虽然效率高，但操作时需注意控制力度和角度，以免损伤支架本体，同时对于复杂形状和难以触及的部位处理较为困难。
   • 化学除锈速度快，效果好，但除锈剂的选择、配比和使用条件需严格控制，否则可能对支架造成腐蚀或环境污染。

2. 除锈后表面的清洁度：

   • 除锈后需对支架表面进行彻底清洗，以去除残留的锈尘、除锈剂和杂质，确保后续防腐涂层的附着力和防腐效果。
   • 清洗过程中需避免对支架表面造成二次损伤，同时需确保清洗液的处理和排放符合环保要求。

二、表面处理工艺的技术难题

1. 防腐材料的选择与匹配：

   • 选择耐腐蚀、耐候性好的材料是提高光伏支架防腐性能的关键。
   • 不同材料之间的相容性和匹配性需考虑，以确保防腐涂层与支架基材之间的良好结合和附着。

2. 防腐涂层的施工与质量控制：

   • 防腐涂层的施工需保证均匀、无漏涂、无流坠等现象，以确保涂层的防腐效果。
   • 施工过程中需控制环境条件，如温度、湿度和风速等，以确保涂层的干燥和固化质量。
   • 多层涂层施工时，需等前一层涂层充分干燥后再进行下一层的涂刷，以保证各层涂层之间的结合紧密。

3. 特殊部位的处理：

   • 对于支架的焊接点、打孔部位及螺母等锌层薄弱或损伤的部位，需采取特殊防锈处理工艺，如喷涂高含锌的涂料等。
   • 这些部位的处理需特别注意涂料的选择、配比和施工方法，以确保防腐效果。

4. 长期防腐性能的保证：

   • 光伏支架需长期暴露在户外环境中，承受各种恶劣气候和环境的侵蚀。
   • 因此，需选择具有长效防腐性能的涂料和材料，并定期进行检查和维护，以确保支架的防腐性能和使用寿命。

期望实现的主要技术目标

一、高效除锈与表面清洁

1. 提高除锈效率：期望通过采用先进的除锈方法和技术，如机械除锈和化学除锈等，大幅度提高除锈效率，缩短除锈周期，降低劳动强度。
2. 确保表面清洁度：在除锈过程中，应确保支架表面彻底清洁，无残留锈迹、除锈剂和其他杂质，为后续的防腐处理提供良好的基础。

二、优化防腐处理与涂层质量

1. 选择合适的防腐材料：根据光伏支架的使用环境和要求，选择合适的防腐材料，如锌铝镁镀层、热镀锌层、高含锌涂料等，以提高支架的耐腐蚀性能。
2. 确保涂层质量：防腐涂层的施工应保证均匀、无漏涂、无流坠等现象，涂层厚度应达到设计要求，以确保涂层的防腐效果和使用寿命。
3. 提高涂层附着力：通过采用适当的底漆和预处理工艺，提高涂层与支架基材之间的附着力，防止涂层脱落和龟裂。

三、保护特殊部位与增强整体防腐性能

1. 特殊部位处理：对于支架的焊接点、打孔部位及螺母等锌层薄弱或损伤的部位，应采取特殊防锈处理工艺，如喷涂高含锌的涂料等，以增强这些部位的防腐性能。
2. 增强整体防腐性能：通过合理的除锈和防腐处理工艺，使光伏支架的整体防腐性能得到提高，满足长期户外使用的要求。

四、环保与安全

1. 环保要求：除锈和防腐处理过程中应使用环保型除锈剂和涂料，减少对环境的污染和破坏。同时，应妥善处理除锈和防腐处理过程中产生的废液和废弃物。
2. 安全要求：在除锈和防腐处理过程中，应严格遵守安全操作规程，采取有效的安全防护措施，防止人员受伤和火灾等安全事故的发生。

五、经济性与可持续性

1. 降低成本：通过优化除锈和防腐处理工艺，降低材料消耗和人工成本，提高生产效率，从而降低光伏支架的制造成本。
2. 可持续性：选择可回收和再利用的材料和技术，减少资源浪费和环境污染，实现光伏支架的可持续生产和使用。

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