一种螺旋地桩防腐蚀保护系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种螺旋地桩防腐蚀保护系统，螺旋地桩保护系统包括牺牲阳极和螺旋地桩，所述牺牲阳极包括阳极体，所述阳极体与螺旋地桩电性连接，所述阳极体为阳极，所述螺旋地桩为阴极。本实用新型专利技术拓展了钢制螺旋地桩的应用范围，可以长时间保护螺旋地桩，防止螺旋地桩被腐蚀，性价比高，节能环保，实现了螺旋地桩的真正意义上的可循环利用价值。

An Anti-Corrosion Protection System for Spiral Ground Piles

The utility model relates to an anti-corrosion protection system for spiral ground piles, which comprises a sacrificial anode and a spiral ground pile. The sacrificial anode comprises an anode body, which is electrically connected with the spiral ground pile. The anode body is an anode and the spiral ground pile is a cathode. The utility model expands the application scope of the steel spiral ground pile, can protect the spiral ground pile for a long time, prevent the spiral ground pile from being corroded, has high performance-price ratio, saves energy and protects the environment, and realizes the real recyclable value of the spiral ground pile.

【技术实现步骤摘要】
一种螺旋地桩防腐蚀保护系统
本技术涉及一种螺旋地桩防腐蚀保护系统。
技术介绍
目前我国大力倡导清洁能源的发展，其中光伏能源具有无污染、无噪声、维护成本低、使用寿命长等优点，近年来得到了飞速发展。在光伏电站建设项目中光伏板支架基础工程尤为重要，目前陆地光伏电站多采用传统的混凝土基础，但混凝土基础有诸多制约条件：一是混凝土浇筑后需要足够的养护时间，施工周期长；二是混凝土基础需要较大的用水量；三是混凝土基础需要有较大的工作面，且大面积的土石方开挖不仅对地表植被造成永久性破坏而且会对生态平衡和水土保持造成一定影响，尤其是在光伏电站寿命期后对地表的破坏不可恢复，不能再重复利用。钢制螺旋地桩，又名螺旋地锚或地螺丝。其工作原理等同自攻螺丝，靠其自身的螺纹，将土壤“攻－钻、挤、压”出相应的螺纹，使之相互紧密配合。螺旋地桩的出现弥补了上述混凝土基础的诸多不足，其优点非常突出：施工受气候影响小，安装速度快，无养护期，施工周期大大缩短，节约了工程成本；水源使用量为零，对地表植被的破坏程度降到了最小，更是最大限度地减少了水土流失；螺旋地桩在使用完成后可拔出反复使用，无需挖掘和处理残土，不污染环境，绿色环保，而且能够大大提高了电站寿命期后的土地利用效率。目前螺旋地桩在国内光伏电站开始得到迅速普及。此外，螺旋地桩还广泛应用于房屋、木屋、轻钢结构建筑基础、木栈道、广告牌、公交站牌、电力塔架、铁路、公路、体育场、变电站、家庭栅栏、护栏、围栏的基础以及光伏太阳能、太阳能灯、路灯、房屋建筑、游乐设施等基础的安装。但是钢制螺旋地桩的耐腐蚀性比较差大大约束了其应用范围，尤其在恶劣的土壤腐蚀环境中(例如滨海地区、内陆盐碱地区、潮湿低洼区域等)，钢制螺旋地桩会遭受到不同程度的电化学腐蚀，从而影响其整体设计寿命及使用性能。目前钢制螺旋地桩的防腐蚀措施均为物理涂层防护，有热镀锌涂层与环氧涂层两种。热镀锌涂层因其加工工艺简单、成本低，已成为目前钢制螺旋地桩广泛使用的防腐蚀措施，螺旋地桩常用的镀锌层厚度为80μm。一般光伏电站设计寿命为30年，在一些强腐蚀地区，螺旋地桩80μm镀锌涂层的防腐蚀措施是远不能满足设计寿命与使用要求的。如果增加螺旋地桩镀锌涂层的厚度至200μm(目前螺旋地桩镀锌层允许的最大厚度，如果厚度超过200μm，镀锌层容易从螺旋地桩表面发生脱落)。环氧涂层非常致密且能够与螺旋地桩表面均匀良好的贴合在一起，若完好的环氧涂层其防腐蚀性能是非常好的；但由于其塑性差、脆性大，在螺旋地桩旋拧入地作业过程中，有强大的扭矩力作用在螺纹片上，致使螺纹片周边(尤其边沿处)的环氧涂层在受力的状态下很容易脆性破裂崩开，从而导致螺纹片碳钢基体裸露在了土壤腐蚀介质中发生严重局部腐蚀，使螺旋地桩的整体腐蚀防护效果大打折扣，螺纹片作为螺旋地桩承受载荷的主要结构，随着时间的延长螺纹片局部腐蚀面积越来越大，久而久之螺纹片腐蚀失效(尤其在强腐蚀地区)，影响整个桩基受力及稳定性。此外在钢制螺旋地桩表面喷涂环氧涂层加工工艺相对复杂且成本非常高，与传统的混凝土桩基相比失去了螺旋地桩的成本优势，加之防腐蚀效果一般，整体性价比不高，目前环氧涂层螺旋地桩除了在极少特定的软土地基环境使用外(在螺旋地桩旋拧作业过程中软土地基对环氧涂层破坏性小)，在市场上很少使用。随着土壤中含水量、含盐量、酸度和碱度的增加土壤的腐蚀速率均不断增加，其中总含盐量和酸度对土壤腐蚀性的影响较大，尤其是很多滨海地区土壤含水、含盐量相对丰富，属于强腐蚀性土壤，例如天津大港地区镀锌钢的腐蚀速率在20μm/a～23μm/a，在该地区螺旋地桩80μm的防腐镀锌涂层3～4年便腐蚀消耗殆尽。此外，对于强酸性与强碱性地区(一般来说，当土壤的pH值小于5为强酸性土壤，大于8.5为强碱性土壤，介于6.5～7.5之间是中性土壤)，土壤腐蚀性也很激烈，同样对只采取物理涂层防腐蚀措施的钢制螺旋地桩的设计使用寿命造成严重威胁。因此，寻求一种钢制螺旋地桩长效腐蚀防护方法，不仅能够有效延长钢制螺旋地桩在强腐蚀地区(滨海地区、内陆盐碱地、强酸及强碱地区、潮湿低洼区域等)的使用寿命满足设计要求，而且性价比高，使螺旋地桩得到更广泛的推广，迫在眉睫。
技术实现思路
本技术旨在解决上述问题，提供了一种螺旋地桩防腐蚀保护系统，解决了螺旋地桩在恶劣的土壤腐蚀环境中使用受限的问题，解决了螺旋地桩受腐蚀不可重复利用的问题，解决了现有的螺旋地桩防腐蚀的保护时间短、容易被腐蚀的问题。一种螺旋地桩防腐蚀保护系统，其特征在于，包括：牺牲阳极和螺旋地桩，所述牺牲阳极包括阳极体，所述阳极体与螺旋地桩电性连接，所述阳极体为阳极，所述螺旋地桩为阴极。优选的，所述阳极体的氧化性比螺旋地桩强。优选的，所述牺牲阳极还包括阳极电缆、密封接头、铁芯、布袋和填充料，所述阳极体设置于布袋中，所述填充料填充布袋的内腔并将阳极体包裹于其中，所述阳极电缆的一端通过密封接头与阳极体相连接，另一端穿出布袋与螺旋地桩连接；所述密封接头可拆卸连接于阳极体上，所述布袋的袋口扎紧。优选的，还包括支架，若干个螺旋地桩与一个牺牲阳极组成一个单元，该螺旋地桩保护系统包含若干个单元，一个单元内的所有螺旋地桩通过支架电性连接。优选的，一个单元内的牺牲阳极与各螺旋地桩的距离相等。优选的，所述螺旋地桩表面设置有防腐蚀层。一种螺旋地桩防腐蚀保护系统的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)：选择阳极体材质；步骤2)：选择阳极体的规格；步骤3)：计算单支阳极体可以保护的螺旋地桩的数量N；步骤4)：安装牺牲阳极；步骤5)：测试牺牲阳极阴极保护防腐蚀效果：牺牲阳极安装埋设完毕后，对螺旋地桩阴极保护效果进行测试评价，如果螺旋地桩阴极保护电位达到指标说明螺旋地桩电化学腐蚀得到了良好的抑制，完成安装；如果螺旋地桩阴极保护电位没有达到指标，则需要追加埋设阳极体的用量直至达到保护效果。优选的，步骤1)为根据施工场地地表深1.5m处土壤电阻率勘测数值选择：当土壤电阻率在10Ω·m及以下时，采用锌合金作为阳极体；当土壤电阻率在10Ω·m以上时，采用镁合金作为阳极体。优选的，步骤2)为根据螺旋地桩设计使用寿命Y(一般为30年)与施工场地地表深1.5m处土壤电阻率勘测数值ρ进行设计计算确定阳极体的重量G及其规格尺寸大小。一般由专业设计人员根据经验将可能满足设计使用寿命的若干个规格型号阳极体代入下面A.1、A.2、A.3计算公式内，通过计算选定满足且最为靠近设计使用寿命的规格型号阳极体。单支阳极体接地电阻R按公式(A.1)计算：式中R—单支阳极体接地电阻，Ω；ρ—施工现场地表深1.5处土壤电阻率数值，Ω·m；L—阳极体长度，m；L1—布袋，m；D1—布袋直径，m；D—阳极体当量直径，m；t—阳极体中心距地面距离，取1.5m。单支阳极体发生的电流If按公式(A.2)计算：式中If—单支阳极体发生的电流数值，A；ΔE—阳极体驱动电位，V；镁合金阳极取ΔE＝0.65V锌合金阳极取ΔE＝0.25V。R—阳极体接地电阻，Ω；阳极体设计寿命Y核算，按公式(A.3)计算：式中Y—阳极体设计寿命，a；G—单支阳极体净重量，Kg；Q—阳极体实际电容量，镁合金阳极Q＝1100A·h/kg,锌合金阳极Q＝780A·h/kg；1/K—阳极体利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种螺旋地桩防腐蚀保护系统，其特征在于，包括：牺牲阳极(1)和螺旋地桩(2)，所述牺牲阳极(1)包括阳极体(15)，所述阳极体(15)与螺旋地桩(2)电性连接，所述阳极体(15)为阳极，所述螺旋地桩(2)为阴极。

【技术特征摘要】
1.一种螺旋地桩防腐蚀保护系统，其特征在于，包括：牺牲阳极(1)和螺旋地桩(2)，所述牺牲阳极(1)包括阳极体(15)，所述阳极体(15)与螺旋地桩(2)电性连接，所述阳极体(15)为阳极，所述螺旋地桩(2)为阴极。2.根据权利要求1所述的一种螺旋地桩防腐蚀保护系统，其特征在于：所述阳极体(15)的氧化性比螺旋地桩(2)强。3.根据权利要求1或2所述的一种螺旋地桩防腐蚀保护系统，其特征在于：所述牺牲阳极(1)还包括阳极电缆(3)、密封接头(11)、铁芯(12)、布袋(13)和填充料(14)，所述阳极体(15)设置于布袋(13)中，所述填充料(14)填充布袋(13)的内腔并将阳极体(15)包裹于其中，所述阳极电缆(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李孝莹，王宝强，王宝山，
申请(专利权)人：王宝强，
类型：新型
国别省市：山东,37