來(lái)源：小樹(shù)洞談光伏支架
引導(dǎo)語(yǔ)
跟蹤器的設(shè)計(jì)可以分為“地上結(jié)構(gòu)”和“地下基礎(chǔ)”兩部分，對(duì)于地上結(jié)構(gòu)，鋼材所受的腐蝕主要來(lái)自于大氣的影響，前幾篇文章已經(jīng)有所介紹。而對(duì)于地下基礎(chǔ)，其腐蝕影響則來(lái)自于土壤，由于土壤腐蝕相對(duì)比較復(fù)雜，本篇僅對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。
目錄：
1.?跟蹤器樁基設(shè)計(jì)
2. 土壤的復(fù)雜性
3. 土壤腐蝕分析-Romanoff
4.?土壤腐蝕分析-其他標(biāo)準(zhǔn)
5. 樁基的防腐設(shè)計(jì)原則
文章內(nèi)為了表示方便
以下標(biāo)準(zhǔn)都采用其編號(hào)進(jìn)行敘述
*全文共2081字20圖
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跟蹤器樁基設(shè)計(jì)
跟蹤器的樁基有很多種形式，針對(duì)不同的土質(zhì)，工程師往往會(huì)考慮不同的樁基方案。其中，“錘入樁”形式是目前最常用的、也是最方便安裝的樁基方案。
?跟蹤器的不同樁基類(lèi)型(來(lái)源：STI Norland)
?跟蹤器錘入樁的施工(來(lái)源：Ideematec)
錘入樁為一種“樁柱一體”的基礎(chǔ)類(lèi)型，也就是說(shuō)“地上的立柱”和“地下的樁基”為同一個(gè)零件，因此錘入樁的材質(zhì)往往都是鋼材。所以，除了要考慮立柱部分的大氣腐蝕，還要解決地下“看不見(jiàn)”的土壤腐蝕。
土壤的復(fù)雜性
土壤是一個(gè)由多種不同類(lèi)型膠狀物組成的物質(zhì)，由于這些膠狀物之間存在間隙，所以非常容易包裹空氣以及水份。空氣、水、膠狀電解質(zhì)，當(dāng)這些因素組合在一起時(shí)，會(huì)使埋在土壤里的鋼結(jié)構(gòu)極易受到腐蝕的侵害。
為了方便研究，科學(xué)家們采用多種方法，人為地對(duì)土壤進(jìn)行了分類(lèi)，其中最常用的一種方法稱(chēng)為USCS?(Unified Soil Classification System)，總結(jié)來(lái)說(shuō)就是依據(jù)土的“質(zhì)地”以及“晶粒大小”對(duì)其進(jìn)行不同種類(lèi)的劃分。
?土壤按照其質(zhì)地和晶粒大小進(jìn)行的分類(lèi)
多年來(lái)，科學(xué)家們一直想搞清楚土壤腐蝕的奧秘，并且希望能夠利用理論計(jì)算的方式，提前預(yù)知在不同土壤環(huán)境下的鋼材腐蝕速率，以便在項(xiàng)目前期就依據(jù)理論分析的結(jié)果，對(duì)鋼材進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)和防護(hù)。
土壤腐蝕分析-Romanoff
凡是涉及到土壤腐蝕的科學(xué)研究，就永遠(yuǎn)繞不開(kāi)一個(gè)人，Melvin Romanoff。從1922年到1952年，Romanoff和他的同事在美國(guó)各地不同類(lèi)型的土壤中，埋下了上千塊金屬樣品。
?美國(guó)各地的土壤種類(lèi)分布圖
黑點(diǎn)即為當(dāng)時(shí)Romanoff測(cè)試的位置
（來(lái)源：Underground Corrosion）
利用這些樣品在長(zhǎng)達(dá)30年的土壤中腐蝕的情況，Romanoff分析出了在不同土壤環(huán)境下，不同金屬的腐蝕速率，并終于在1957年撰寫(xiě)完成了一本巨作《Underground Corrosion》，本書(shū)包含了當(dāng)時(shí)科學(xué)界對(duì)于土壤腐蝕的所有理論，堪稱(chēng)經(jīng)典。
1995年，因?yàn)镽omanoff在土壤腐蝕中的突出貢獻(xiàn)，美國(guó)國(guó)家腐蝕工程師協(xié)會(huì)(NACE)將他列入了名人堂。
?Underground Corrosion，Romanoff所著
后臺(tái)留言“土壤腐蝕”即可下載原書(shū)
Romanoff認(rèn)為，土壤的腐蝕與4個(gè)因素有關(guān)：
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通風(fēng)率，空氣的流通提供了腐蝕所需的氧氣
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電解質(zhì)，提供電化學(xué)腐蝕需要的環(huán)境
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電子因素，諸如電流、電阻等因素的高低影響著腐蝕速率大小
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其他方面，諸如回填土、細(xì)菌等因素
盡管Romanoff對(duì)土壤進(jìn)行了大量的數(shù)據(jù)分析，但是鑒于當(dāng)時(shí)的科技水平和工程師對(duì)土壤的理解，Romanoff方法仍然有其自身的局限性。
土壤腐蝕分析-其他標(biāo)準(zhǔn)
在Romanoff分析方法建立的之后幾十年里，相繼出現(xiàn)了多種關(guān)于土壤腐蝕的理論。其中很多理論發(fā)展成為了當(dāng)?shù)鼗蛘邍?guó)際標(biāo)準(zhǔn)，下面小樹(shù)洞就舉幾個(gè)比較有代表性的規(guī)范。
?鍍鋅鋼材“腐蝕速率”與“電阻率”的關(guān)系
1gr/year/sq.m =?0.14um/year
(來(lái)源：FHWA-NHI-09-087)
?鋅層“腐蝕速率”與
“濕度”、“ph值”、“氯化物濃度”的關(guān)系
(來(lái)源：AGA)
?采用“打分法”分析土壤腐蝕
(來(lái)源：DIN 50929-3)
類(lèi)似的關(guān)于土壤腐蝕的規(guī)范還有：
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澳洲標(biāo)準(zhǔn)：AS 2041
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澳洲標(biāo)準(zhǔn)：AS 2159
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歐洲標(biāo)準(zhǔn)：EN 1993-5
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歐洲標(biāo)準(zhǔn)：EN 12501
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美國(guó)腐蝕工程師協(xié)會(huì)：NACE
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加拿大標(biāo)準(zhǔn)：CSPI
幾乎所有的規(guī)范都表達(dá)了同一個(gè)觀點(diǎn)：
“土壤腐蝕并不是由單一因素導(dǎo)致的，而是由多種因素相互作用、相互影響的結(jié)果”
總結(jié)而言就是，土壤的以下屬性會(huì)使其腐蝕環(huán)境更加惡劣：
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土質(zhì)越細(xì)膩，吸水性越強(qiáng)；
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水份越多，電解質(zhì)越豐富；
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通氣率越高，氧氣含量越高；
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ph值越小，防腐沉淀物越難形成；
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電阻率越小，氧化還原電子游離越容易；
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氧化還原電位越高，越容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕；
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氯化物含量越高，陽(yáng)極溶解越容易；
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生物細(xì)菌含量越高，抑制防腐沉淀物的生成；
樁基的防腐設(shè)計(jì)原則
對(duì)于地上部分的光伏支架結(jié)構(gòu)，出于美觀性的角度，在設(shè)計(jì)使用壽命內(nèi)，一般不允許出現(xiàn)紅銹。防腐完全需要鍍鋅層來(lái)抵抗。
對(duì)于埋在地底下的樁基設(shè)計(jì)，因?yàn)橥寥栏g速度一般都比大氣腐蝕要高很多，即使采用了鍍鋅層來(lái)防腐，也無(wú)法保證在設(shè)計(jì)使用壽命內(nèi)不出現(xiàn)紅銹，而且樁基深埋在地下，并不需要考慮美觀性的問(wèn)題。所以樁基的防腐設(shè)計(jì)，不僅靠鍍鋅，還要犧牲一部分鋼材。
?舉例說(shuō)明結(jié)合鍍鋅和鋼材腐蝕后
實(shí)際出貨的3mm立柱，在前期設(shè)計(jì)時(shí)
最終采用2.84mm進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算
當(dāng)然，如果沒(méi)有美觀度要求，也可以不采用鍍鋅，而直接腐蝕鋼材進(jìn)行樁基設(shè)計(jì)。
?未鍍鋅立柱設(shè)計(jì)
(來(lái)源：NEXTracker)
?未鍍鋅立柱設(shè)計(jì)
(來(lái)源：Arctech)
