一、鋼管鍍鋅層(ceng)的特(te)點
1. 鍍鋅層的保護機理：
a. 隔離(li)作用(yong)
鋼(gang)材(cai)表面覆(fu)蓋(gai)了(le)一(yi)層(ceng)有一(yi)定厚度(du)且(qie)結構(gou)致密的(de)純鋅(xin)層(ceng)，阻斷(duan)了(le)腐(fu)蝕溶液和(he)鋼(gang)材(cai)接觸的(de)可(ke)能(neng)性，從而(er)避(bi)免鋼(gang)材(cai)被溶液腐(fu)蝕。鋅(xin)在(zai)空氣干燥的(de)空間內存放，能(neng)夠保(bao)持(chi)其性能(neng)的(de)穩(wen)定性。
b. 電化學(xue)保護
假(jia)若空氣濕度較大(da)，鋅(xin)表(biao)(biao)面(mian)有(you)(you)水膜存(cun)在(zai)，表(biao)(biao)面(mian)發(fa)生有(you)(you)氧(yang)參與(yu)的電化(hua)學腐蝕，就會形成一種致密的堿式碳(tan)酸鋅(xin)薄(bo)膜，阻(zu)斷空氣與(yu)內部(bu)接觸。在(zai)特定(ding)環境(jing)中，鍍鋅(xin)層(ceng)(ceng)破壞(huai)使鋼(gang)基(ji)裸露，鋼(gang)基(ji)體(ti)與(yu)表(biao)(biao)面(mian)鍍鋅(xin)層(ceng)(ceng)形成特殊的微(wei)電池，表(biao)(biao)面(mian)鍍鋅(xin)層(ceng)(ceng)作(zuo)為(wei)犧牲陽極，鋼(gang)基(ji)體(ti)作(zuo)為(wei)陰極同(tong)樣受到有(you)(you)效保護。
2. 結構致密、具有較強防(fang)腐性(xing)能(neng)的鐵(tie)一鋅合(he)金(jin)層(ceng)可用于(yu)海洋建設和工業防(fang)腐。
3. 鋅(xin)(xin)一鐵因(yin)發(fa)生互溶而(er)(er)結合牢(lao)固，耐(nai)磨性良(liang)好。鋅(xin)(xin)的(de)延展(zhan)性較好，它的(de)合金層能夠牢(lao)固附著于鋼基體上，因(yin)而(er)(er)工業(ye)生產中可將熱鍍(du)件進(jin)行軋(ya)制(zhi)、彎(wan)曲、冷(leng)沖和拉絲等成型操作(zuo)，鍍(du)層不被(bei)損(sun)壞。
4. 鋼結構(gou)件(jian)熱鍍鋅(xin)后，相當于一次(ci)低溫退火處(chu)理，能有效改善鋼基體的(de)機械性能，消除鋼件(jian)成(cheng)型焊接時的(de)應(ying)力，有利于對(dui)鋼結構(gou)件(jian)進行車削加(jia)工。
5. 熱鍍鋅(xin)后的(de)鋼管表面光亮美觀。
6. 純(chun)鋅層(ceng)是熱(re)鍍(du)鋅中最富(fu)有塑性的一(yi)層(ceng)鍍(du)鋅層(ceng)，其(qi)性質(zhi)基本接近(jin)于純(chun)鋅，具有延展性，所以它富(fu)于撓(nao)性。
二、熱鍍鋅鋼管鍍層結構
圖8-29所示為熱(re)浸鍍鋅層(ceng)的結構(gou)。如圖所示，鍍層(ceng)自鐵基(ji)體(ti)由內往外分別Γ相(xiang)(xiang)、δ相(xiang)(xiang)、ξ相(xiang)(xiang)和η相(xiang)(xiang)，
它(ta)們的各(ge)自(zi)特點如下：
Γ相(xiang)(xiang)：Γ相(xiang)(xiang)是(shi)金屬化合物相(xiang)(xiang)，它(ta)硬而脆，含鐵量約為21％～28％。其(qi)化學成分，有(you)人認為是(shi)FeZn3或Fe3Zn10，也有(you)人認為相(xiang)(xiang)當于FesZn21。在熱鍍(du)鋅(xin)層中Γ相(xiang)(xiang)常與基體緊密相(xiang)(xiang)鄰(lin)，且它(ta)的厚(hou)度極薄。當浸漬時(shi)間較短(duan)時(shi)一般不易(yi)出現。
δ相：含鐵量在7％～11.5％，是化(hua)學成分(fen)相當(dang)于FeZn，的金屬間化(hua)合物。
ξ相(xiang)(xiang)：δ相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)外面(mian)是呈針狀或穗(sui)狀的(de)(de)(de)ζ相(xiang)(xiang)，它(ta)的(de)(de)(de)含Zn量為93.8％～98％，化學(xue)成(cheng)分相(xiang)(xiang)當于(yu)Fe，它(ta)不如8層那么致密(mi)，且由于(yu)它(ta)的(de)(de)(de)結構為單斜(xie)晶格(ge)，所以ζ相(xiang)(xiang)很脆。
η相：η相為純鋅(xin)層。n相硬度(du)低(di)，塑性好(hao)，但是耐磨(mo)性較(jiao)其他(ta)相層較(jiao)差。
三、熱(re)鍍(du)鋅鋼管生產工(gong)藝
熱鍍(du)(du)(du)(du)(du)鋅(xin)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)是先將(jiang)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)進(jin)行堿洗(xi)脫(tuo)脂，去除鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)表面(mian)附著的(de)(de)油漬、油污等污物(wu)，再(zai)經酸洗(xi)，去除鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)表面(mian)的(de)(de)氧(yang)化皮等物(wu)，再(zai)浸入氯化銨和(he)氯化鋅(xin)混(hun)合(he)水溶液槽中(zhong)(zhong)(zhong)進(jin)行助(zhu)鍍(du)(du)(du)(du)(du)處(chu)理(li)，烘干后(hou)送入熱浸鍍(du)(du)(du)(du)(du)槽中(zhong)(zhong)(zhong)，使熔(rong)(rong)融(rong)鋅(xin)液與鐵基(ji)(ji)體反應而(er)產生(sheng)合(he)金(jin)層(ceng)，從(cong)而(er)使基(ji)(ji)體和(he)鍍(du)(du)(du)(du)(du)層(ceng)結合(he)牢固。鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)在鋅(xin)液中(zhong)(zhong)(zhong)浸鍍(du)(du)(du)(du)(du)一(yi)定時(shi)間(jian)后(hou)出鋅(xin)鍋，表面(mian)附著一(yi)層(ceng)純鋅(xin)熔(rong)(rong)融(rong)液，通過外吹和(he)內吹工序(xu)分別控制鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)外表面(mian)和(he)內表面(mian)鋅(xin)層(ceng)厚度(du)。熱鍍(du)(du)(du)(du)(du)鋅(xin)具有鍍(du)(du)(du)(du)(du)層(ceng)均勻，附著力強，使用壽(shou)命長(chang)等優點。鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)基(ji)(ji)體與熔(rong)(rong)融(rong)的(de)(de)鍍(du)(du)(du)(du)(du)液發生(sheng)復(fu)雜的(de)(de)物(wu)理(li)、化學反應，形成(cheng)耐(nai)腐(fu)蝕的(de)(de)結構(gou)緊密的(de)(de)鋅(xin)-鐵合(he)金(jin)層(ceng)以及純鋅(xin)層(ceng)與鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)基(ji)(ji)體融(rong)為一(yi)體，故其耐(nai)腐(fu)蝕能力強。圖8-30是典型(xing)的(de)(de)熱鍍(du)(du)(du)(du)(du)鋅(xin)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)生(sheng)產工藝流(liu)程圖。
四、影(ying)響(xiang)鍍鋅質(zhi)量的關鍵
1. 據有(you)關(guan)文獻，鋼基中(zhong)碳(tan)(tan)含(han)量(liang)越(yue)高(gao)，鐵-鋅(xin)反(fan)應就愈(yu)(yu)劇烈，鐵的(de)重量(liang)損失愈(yu)(yu)大(da)。鋼基反(fan)應愈(yu)(yu)劇烈，鐵-鋅(xin)合金層變(bian)的(de)越(yue)厚，鋅(xin)層附著性將變(bian)壞。因此通(tong)常熱鍍鋅(xin)原(yuan)料均(jun)選擇0.22％以下的(de)低碳(tan)(tan)鋼。
2. 含硅量較高(gao)的鎮靜鋼(gang)對鍍(du)(du)(du)鋅(xin)影(ying)響非常大，會造成(cheng)生(sheng)產(chan)成(cheng)本增加(jia)，設備損耗增大等一系(xi)列后果(guo)，為此(ci)熱鍍(du)(du)(du)鋅(xin)的原料均采用低硅的沸(fei)騰鋼(gang)或鋁鎮靜鋼(gang)。鋼(gang)管（硅含量＜0.35％）在490℃以下浸鍍(du)(du)(du)，鍍(du)(du)(du)層致密，附(fu)(fu)著性(xing)(xing)和外觀(guan)質(zhi)量好。而在495～530℃浸鍍(du)(du)(du)，形成(cheng)的鍍(du)(du)(du)鋅(xin)層附(fu)(fu)著性(xing)(xing)差，且隨著浸鍍(du)(du)(du)時間的加(jia)長(chang)而使鍍(du)(du)(du)層變厚，耐腐(fu)蝕性(xing)(xing)變差，外觀(guan)上顏色暗淡。
3. 鍍(du)(du)鋅(xin)(xin)(xin)時，鋅(xin)(xin)(xin)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)加鋁(lv)(lv)，可改善鋅(xin)(xin)(xin)層(ceng)的附(fu)著性(xing)，所以帶(dai)鋼鋁(lv)(lv)含(han)量可根據生產實際情況確(que)定(ding)。鋅(xin)(xin)(xin)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)鋁(lv)(lv)的含(han)量愈高，則鍍(du)(du)鋅(xin)(xin)(xin)管的表面光澤(ze)度(du)也(ye)愈高，但是如(ru)果鋁(lv)(lv)含(han)量超過一定(ding)值時，鍍(du)(du)層(ceng)光澤(ze)度(du)雖好，卻(que)仍會產生硫酸(suan)銅浸鍍(du)(du)試驗(yan)不合格、漏鍍(du)(du)及黑斑等缺陷。鋅(xin)(xin)(xin)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)鋁(lv)(lv)含(han)量低和鋅(xin)(xin)(xin)液(ye)(ye)溫度(du)高使鋅(xin)(xin)(xin)液(ye)(ye)黏性(xing)小(xiao)流動性(xing)大卻(que)又生產較(jiao)厚的鍍(du)(du)層(ceng)時產生類似水波一樣(yang)的浪紋，形成了不均(jun)勻的鍍(du)(du)鋅(xin)(xin)(xin)層(ceng)厚度(du)。
4. 鋼管(guan)表(biao)面粗糙(cao)度可導致鋅(xin)(xin)層(ceng)重量的增(zeng)加。因為表(biao)面粗糙(cao)化就使(shi)鋼基表(biao)面生(sheng)(sheng)成(cheng)一系(xi)列的凹凸點(dian)，進而生(sheng)(sheng)成(cheng)表(biao)面粗糙(cao)的海綿狀Fe-Zn結晶組織，它(ta)比(bi)光滑的Fe-Zn 合(he)金層(ceng)表(biao)面能(neng)從鋅(xin)(xin)鍋中(zhong)帶(dai)出更多的鋅(xin)(xin)液，由此便生(sheng)(sheng)成(cheng)了較厚的純鋅(xin)(xin)層(ceng)。
綜上所述，導致鍍(du)鋅(xin)(xin)管鍍(du)不(bu)(bu)(bu)上鋅(xin)(xin)的主(zhu)要原(yuan)因是帶鋼成分碳含量(liang)高(gao)、鍍(du)鋅(xin)(xin)前(qian)酸洗不(bu)(bu)(bu)好表面(mian)存留殘留物；鍍(du)完鋅(xin)(xin)表面(mian)粗(cu)糙、不(bu)(bu)(bu)光滑(hua)、鍍(du)層厚的主(zhu)要原(yuan)因是帶鋼表面(mian)粗(cu)糙、鍍(du)鋅(xin)(xin)工藝影響。
