一、實驗方案
本實驗旨在模擬光伏支架在戶外實際使用時所面臨的各種腐蝕環境,通過特定的測試方法評估光伏支架材料的耐腐蝕性,為光伏支架的選材、表面處理工藝優化以及使用壽命預測提供科學依據,確保光伏支架在長期戶外服役過程中能夠有效抵抗腐蝕,維持結構穩定性和安全性,保障太陽能發電系統的正常運行。
鹽霧試驗箱:可精確控制鹽霧的濃度、溫度和噴霧時間等參數。鹽霧濃度能在 3.5% - 5% 氯化鈉溶液范圍內調節,溫度控制范圍為 35℃±2℃,噴霧方式可為連續噴霧或間歇噴霧(如噴霧 8 小時,停歇 16 小時為一個循環),箱內設有專門的樣品放置架,能確保光伏支架材料樣品均勻受霧且互不干擾。
光伏支架材料樣品:選取與實際光伏支架相同材質、相同加工工藝的小塊試樣,尺寸可為 10cm×10cm×2cm(長 × 寬 × 厚),試樣表面應經過與實際工程一致的預處理,如切割、打磨、除油除銹等操作,每個試樣均有編號以便區分和記錄數據。
腐蝕程度測量儀器
電子天平:精度達到 ±0.1mg,用于精確測量光伏支架材料樣品在腐蝕前后的質量變化,通過質量損失情況量化腐蝕程度。
顯微鏡:放大倍數為 50 - 500 倍,用于細致觀察光伏支架材料樣品表面腐蝕后的微觀形貌,如腐蝕坑的深度、形狀、分布以及是否有裂紋等狀況,輔助深入分析腐蝕機理。
涂層測厚儀:精度為 ±2μm,若光伏支架材料表面有防護涂層,可用于準確測量涂層在腐蝕試驗前后的厚度變化,以此評估涂層的防護效果和耐久性。
數據記錄與分析系統:連接電子天平、顯微鏡和涂層測厚儀,記錄測量數據、試驗時間、鹽霧箱參數等信息,具備數據存儲、處理與分析功能,能夠繪制腐蝕程度隨時間的變化曲線、涂層厚度變化曲線等,直觀呈現光伏支架材料的腐蝕過程和防護涂層的性能演變。
樣品準備與預處理
鹽霧試驗設置與樣品放置
按照要求精確配置 3.5% - 5% 氯化鈉鹽霧溶液,注入鹽霧試驗箱的儲液罐中。
開啟鹽霧試驗箱,設置溫度為 35℃,根據實驗需求選擇連續噴霧或間歇噴霧模式(如采用間歇噴霧,噴霧 8 小時,停歇 16 小時為一個循環)。
將準備好的光伏支架材料樣品放置在鹽霧試驗箱內的樣品架上,樣品與垂直方向成 20° - 30° 角傾斜放置,以保證樣品表面能充分且均勻地接觸鹽霧,且樣品之間保持適當距離,避免相互遮擋或影響,確保腐蝕環境的一致性。
腐蝕過程監測與數據采集
試驗開始后,數據記錄與分析系統每隔 24 小時記錄一次鹽霧試驗箱的溫度、噴霧狀態等參數信息。
每隔 7 天取出一個光伏支架材料樣品(根據試驗總時長確定取樣數量,如試驗計劃進行 28 天,則共取 4 個樣品),先用清水輕輕沖洗樣品表面的鹽霧沉積物,注意避免過度沖洗對樣品造成損傷,然后用軟布擦干。
使用電子天平測量樣品的質量,計算質量損失率;使用顯微鏡觀察樣品表面的腐蝕微觀形貌并拍照記錄;若有防護涂層,使用涂層測厚儀測量涂層厚度變化,將所有數據記錄在數據記錄系統中。
實驗后數據分析與報告撰寫
當試驗達到預定時間(如 28 天)后,停止鹽霧試驗箱運行,取出所有剩余樣品,按照上述步驟進行測量和觀察。
從數據記錄與分析系統中導出所有實驗數據,包括質量損失率、涂層厚度變化、顯微鏡觀察圖像、鹽霧試驗箱參數等。
對數據進行整理、統計和分析,繪制質量損失率隨時間的變化曲線、涂層厚度變化曲線等圖表,撰寫實驗報告。報告內容應包括實驗目的、實驗設備、實驗步驟、實驗結果、結果分析以及結論等部分,詳細闡述光伏支架材料在鹽霧試驗中的耐腐蝕性表現以及防護涂層的有效性(如果有),深入分析腐蝕機理和影響因素,為光伏支架的腐蝕防護提供針對性的建議和改進措施。
實驗前,對鹽霧試驗箱、電子天平、顯微鏡、涂層測厚儀以及數據記錄與分析系統進行全面檢查和校準,確保各設備正常運行且測量精度符合要求。
在樣品準備和清洗過程中,要格外小心,避免對樣品表面造成損傷或引入新的雜質,從而影響實驗結果的準確性。
實驗過程中,密切關注鹽霧試驗箱的運行狀態,如發現噴霧不均勻、溫度失控等異常情況,應立即停止實驗,排查問題并修復后重新開始實驗,同時詳細記錄相關故障信息。
為提高實驗結果的可靠性,可對同一批次的光伏支架材料樣品進行多次重復實驗(建議至少 3 次),取平均值或綜合分析多次實驗結果,并設置對照組(未進行鹽霧試驗的樣品),以便更清晰地對比分析光伏支架材料的耐腐蝕性變化。

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