光伏支架材料对比:Q235B钢材与6063 T6铝合金在强度、变形及造价方面的全面分析

   日期:2025-03-31     来源:网络整理    作者:二手钢材网    浏览:270    评论:0    
核心提示:B钢材的68%-69%,所以一般在强风地区、跨度比较大等情况下钢材优于铝合金型材。在同等条件下,铝合金型材变形量是钢材的2.9倍,重量是钢材的35%,造价方面在同等重量下,铝材是钢材的3倍。所以一般在强风地区、跨度比较大、造价方面等条件钢材优于铝合金型材。在防腐蚀方面铝合金远远优异于钢材。

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一.材料强度方面

支架通常会选用 Q235B 钢材以及铝合金挤压型材 6063 T6。关于这两者设计强度的对比情况,可参见下方的表格。

表1:强度对比表(N/mm2)

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从强度来看,6063 T6 铝合金的强度大概是 Q235 B 钢材强度的 68%到 69%。因此,在强风地区或者跨度比较大等情形下铝合金与钢材比较,通常是钢材比铝合金型材更具优势。

二.挠度变形方面

结构的挠度变形和型材的形状尺寸有关系,结构的挠度变形和型材的弹性模量有关系,型材的弹性模量是材料固有的一个参数,结构的挠度变形与材料的强度没有直接联系。

表2:在同等的截面条件下两者的综合对比

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同等条件下,铝合金型材的变形量比钢材大 2.9 倍,其重量是钢材的 35%,在造价方面,同等重量下铝材是钢材的 3 倍。所以一般在强风地区、跨度较大以及造价等条件下,钢材比铝合金型材更优。

三.防腐蚀方面

目前支架主要的防腐蚀方式如下:钢材采用热浸镀锌,其厚度为 55-80μm;铝合金采用阳极氧化,其厚度为 5-10μm。

铝合金处于大气环境的钝化区,其表面会形成一层致密的氧化膜。这层氧化膜阻碍了活性铝基体表面与周围大气的接触。正因如此,铝合金具有非常好的耐腐蚀性,并且腐蚀速率会随着时间的延长而减小。

钢材在普通条件下(C1 - C4 类环境),80μm 的镀锌厚度可以保证使用 20 年及以上。然而,在高湿度工业区或高盐度海滨,甚至温带海水里,腐蚀速度会加快。在此情况下,镀锌量需要达到 100μm,并且还需要每年进行定期维护。

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在防腐蚀方面铝合金远远优异于钢材。

四.其他方面对比防腐蚀方面

(1)外观:

铝合金型材的表面处理方式有很多种。其中包括阳极氧化、化学抛光、氟碳喷涂、电泳涂漆等。这些表面处理方式使得铝合金型材外表美观,并且能够适应各种强腐蚀作用的环境。

钢材一般会采用热浸镀锌这种方式,也会采用表面喷涂的方式,还会采用油漆涂层的方式。其外观比铝合金型材差。在防腐蚀方面也不如铝型材。

(2)截面多样性:

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铝合金型材的一般加工方式包含挤压、铸造、折弯、冲压等。其中,挤压生产是当下的主流生产方式。通过开启挤压模,能够生产出各种截面的型材铝合金与钢材比较,而且生产速度较快。

钢材通常采用辊压、铸造、折弯、冲压等方式。当下,辊压是生产冷弯型钢的主要生产方式。截面需要借助辊压轮组来进行调节,然而一般情况下机器定型后只能生产同类产品,在尺寸方面可以进行调节,但截面形状无法改变,像 C 型钢、Z 型钢等截面就是如此。辊压这种生产方式相对比较固定,生产速度也比较快。

五、材料的回收

钢结构的维护成本呈每年 3%的增长态势。铝结构的支架几乎无需进行保养与维护。铝材在 30 年后仍能有 65%的回收率。铝价格预计每年上涨 3%。钢结构在 30 年后基本上会变成一堆废铁,没有回收价值。

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以上数据仅供参考。

六、综合性能对比

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铝合金型材具有质量轻的特点,其外表美观,防腐蚀性能也极佳。这类型材一般会被用于对承重有要求的家庭屋顶电站以及强腐蚀环境中。

钢材强度较高,在承受荷载时挠度变形较小。通常会被用于普通电站,也会被用于受力比较大的部件。

造价方面:通常来讲,基本风压为 0.6kN/m²,跨度在 2m 以内时,铝合金支架的造价是钢结构支架的 1.3 至 1.5 倍。在小跨度的体系中,像彩钢板屋顶这类情况,铝合金支架与钢结构支架的造价差异比较小,而且在重量方面,铝合金比钢支架轻很多,因此非常适宜用于家庭屋顶电站。

 
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