一、鋼管(guan)鍍鋅層的特點
1. 鍍鋅層(ceng)的保(bao)護機理(li)：
a. 隔離作用(yong)
鋼(gang)材(cai)表面(mian)覆蓋了(le)一(yi)層有一(yi)定(ding)厚度且結構致(zhi)密的(de)(de)純鋅(xin)層，阻斷(duan)了(le)腐蝕溶液(ye)和鋼(gang)材(cai)接(jie)觸(chu)的(de)(de)可能(neng)性，從而避(bi)免鋼(gang)材(cai)被溶液(ye)腐蝕。鋅(xin)在空氣干燥的(de)(de)空間內存放，能(neng)夠保持其性能(neng)的(de)(de)穩定(ding)性。
b. 電化(hua)學保護
假若空氣濕度較大，鋅(xin)表面有水膜存在，表面發生有氧參與(yu)的電(dian)化(hua)學(xue)腐(fu)蝕，就(jiu)會形(xing)(xing)成(cheng)一種致密(mi)的堿式碳酸鋅(xin)薄膜，阻斷空氣與(yu)內部接觸。在特定環境中，鍍鋅(xin)層破壞使鋼(gang)基(ji)裸露(lu)，鋼(gang)基(ji)體與(yu)表面鍍鋅(xin)層形(xing)(xing)成(cheng)特殊的微電(dian)池(chi)，表面鍍鋅(xin)層作為犧牲陽極(ji)，鋼(gang)基(ji)體作為陰極(ji)同樣受到有效保護。
2. 結(jie)構致密、具有較強(qiang)防(fang)腐性能(neng)的鐵一鋅合金層可用于海洋建設(she)和工業防(fang)腐。
3. 鋅一鐵因發生互(hu)溶而(er)結合牢(lao)固(gu)，耐磨性良好。鋅的(de)延展性較好，它的(de)合金層(ceng)能夠牢(lao)固(gu)附(fu)著于鋼基體上，因而(er)工業生產中可將熱鍍件進行軋制、彎曲、冷沖(chong)和拉(la)絲等成型操作，鍍層(ceng)不被損壞。
4. 鋼(gang)結構件熱鍍鋅后，相當于一次低溫(wen)退火處理，能(neng)有效改善鋼(gang)基體的機械性能(neng)，消除鋼(gang)件成型焊接(jie)時的應(ying)力(li)，有利于對鋼(gang)結構件進行車(che)削加工。
5. 熱鍍鋅后(hou)的鋼(gang)管表(biao)面(mian)光亮(liang)美觀。
6. 純鋅(xin)層是熱(re)鍍鋅(xin)中最富有(you)塑性(xing)的(de)一層鍍鋅(xin)層，其(qi)性(xing)質基本接近于(yu)(yu)純鋅(xin)，具有(you)延展性(xing)，所以它富于(yu)(yu)撓性(xing)。
二(er)、熱鍍(du)(du)鋅鋼管(guan)鍍(du)(du)層(ceng)結構
圖8-29所(suo)示為熱(re)浸鍍鋅(xin)層(ceng)的結構。如圖所(suo)示，鍍層(ceng)自鐵基體由內往外(wai)分別Γ相、δ相、ξ相和η相，
它們的各自(zi)特點如下：
Γ相(xiang)(xiang)：Γ相(xiang)(xiang)是金屬化合物相(xiang)(xiang)，它硬而脆(cui)，含鐵量約為(wei)(wei)21％～28％。其化學(xue)成(cheng)分，有(you)人(ren)認為(wei)(wei)是FeZn3或Fe3Zn10，也有(you)人(ren)認為(wei)(wei)相(xiang)(xiang)當于FesZn21。在熱鍍鋅層中Γ相(xiang)(xiang)常(chang)與基體緊密相(xiang)(xiang)鄰，且它的(de)厚度(du)極薄(bo)。當浸漬時間(jian)較(jiao)短時一(yi)般不易出現。
δ相(xiang)：含鐵量在7％～11.5％，是化學(xue)成分相(xiang)當于(yu)FeZn，的金屬間化合物。
ξ相：δ相的(de)外面是(shi)呈針(zhen)狀或穗狀的(de)ζ相，它(ta)的(de)含Zn量為93.8％～98％，化學(xue)成分相當(dang)于(yu)Fe，它(ta)不如(ru)8層那么致密，且由于(yu)它(ta)的(de)結構(gou)為單斜晶格(ge)，所(suo)以ζ相很脆(cui)。
η相(xiang)：η相(xiang)為純鋅層(ceng)。n相(xiang)硬(ying)度低(di)，塑性好，但是耐磨(mo)性較其(qi)他相(xiang)層(ceng)較差。
三(san)、熱鍍鋅鋼管(guan)生產工(gong)藝
熱(re)鍍(du)鋅(xin)(xin)鋼(gang)(gang)管(guan)是先將鋼(gang)(gang)管(guan)進行(xing)堿洗(xi)(xi)脫脂，去除(chu)鋼(gang)(gang)管(guan)表(biao)面(mian)附(fu)(fu)著(zhu)(zhu)的(de)油漬、油污等(deng)污物，再(zai)經(jing)酸(suan)洗(xi)(xi)，去除(chu)鋼(gang)(gang)管(guan)表(biao)面(mian)的(de)氧化(hua)皮等(deng)物，再(zai)浸(jin)入氯化(hua)銨和(he)(he)氯化(hua)鋅(xin)(xin)混合(he)水溶液(ye)(ye)槽(cao)中(zhong)進行(xing)助鍍(du)處(chu)理(li)，烘干后送入熱(re)浸(jin)鍍(du)槽(cao)中(zhong)，使(shi)熔(rong)融(rong)鋅(xin)(xin)液(ye)(ye)與鐵基(ji)體(ti)反應而(er)(er)產生合(he)金層(ceng)，從而(er)(er)使(shi)基(ji)體(ti)和(he)(he)鍍(du)層(ceng)結(jie)合(he)牢固。鋼(gang)(gang)管(guan)在鋅(xin)(xin)液(ye)(ye)中(zhong)浸(jin)鍍(du)一定時(shi)間后出鋅(xin)(xin)鍋，表(biao)面(mian)附(fu)(fu)著(zhu)(zhu)一層(ceng)純鋅(xin)(xin)熔(rong)融(rong)液(ye)(ye)，通過外吹(chui)和(he)(he)內吹(chui)工(gong)序分(fen)別控制鋼(gang)(gang)管(guan)外表(biao)面(mian)和(he)(he)內表(biao)面(mian)鋅(xin)(xin)層(ceng)厚度(du)。熱(re)鍍(du)鋅(xin)(xin)具有鍍(du)層(ceng)均勻，附(fu)(fu)著(zhu)(zhu)力強(qiang)，使(shi)用壽命長等(deng)優點。鋼(gang)(gang)管(guan)基(ji)體(ti)與熔(rong)融(rong)的(de)鍍(du)液(ye)(ye)發生復雜的(de)物理(li)、化(hua)學反應，形成耐(nai)腐蝕(shi)(shi)的(de)結(jie)構緊密的(de)鋅(xin)(xin)-鐵合(he)金層(ceng)以及純鋅(xin)(xin)層(ceng)與鋼(gang)(gang)管(guan)基(ji)體(ti)融(rong)為一體(ti)，故(gu)其耐(nai)腐蝕(shi)(shi)能力強(qiang)。圖8-30是典型的(de)熱(re)鍍(du)鋅(xin)(xin)鋼(gang)(gang)管(guan)生產工(gong)藝流(liu)程圖。
四、影響鍍鋅質量的關(guan)鍵
1. 據有關(guan)文獻，鋼基(ji)中碳含量(liang)越(yue)高(gao)，鐵-鋅(xin)反應就(jiu)愈(yu)劇烈(lie)(lie)，鐵的重量(liang)損失愈(yu)大。鋼基(ji)反應愈(yu)劇烈(lie)(lie)，鐵-鋅(xin)合金層(ceng)變(bian)的越(yue)厚，鋅(xin)層(ceng)附著性(xing)將(jiang)變(bian)壞。因此通常熱(re)鍍(du)鋅(xin)原料均(jun)選擇0.22％以下的低碳鋼。
2. 含硅量(liang)(liang)較高(gao)的(de)(de)鎮靜鋼(gang)對鍍鋅影響非常(chang)大(da)，會造成生產成本增加，設備損耗(hao)增大(da)等(deng)一系列(lie)后果，為此(ci)熱(re)鍍鋅的(de)(de)原料均采用低硅的(de)(de)沸騰鋼(gang)或鋁(lv)鎮靜鋼(gang)。鋼(gang)管(guan)（硅含量(liang)(liang)＜0.35％）在490℃以下(xia)浸(jin)鍍，鍍層(ceng)致密，附(fu)(fu)著(zhu)性(xing)和外觀(guan)質量(liang)(liang)好。而(er)在495～530℃浸(jin)鍍，形成的(de)(de)鍍鋅層(ceng)附(fu)(fu)著(zhu)性(xing)差，且隨(sui)著(zhu)浸(jin)鍍時(shi)間的(de)(de)加長而(er)使鍍層(ceng)變厚，耐(nai)腐蝕性(xing)變差，外觀(guan)上(shang)顏色(se)暗淡。
3. 鍍鋅(xin)(xin)時，鋅(xin)(xin)液中加鋁(lv)(lv)，可改善鋅(xin)(xin)層的(de)(de)附(fu)著性(xing)，所以帶鋼鋁(lv)(lv)含(han)量(liang)可根據生產實(shi)際情況(kuang)確定。鋅(xin)(xin)液中鋁(lv)(lv)的(de)(de)含(han)量(liang)愈高，則鍍鋅(xin)(xin)管(guan)的(de)(de)表面光(guang)澤度(du)(du)也愈高，但(dan)是(shi)如(ru)果(guo)鋁(lv)(lv)含(han)量(liang)超過(guo)一定值時，鍍層光(guang)澤度(du)(du)雖好，卻仍會產生硫酸銅(tong)浸鍍試(shi)驗(yan)不(bu)(bu)合格、漏鍍及(ji)黑斑等缺陷。鋅(xin)(xin)液中鋁(lv)(lv)含(han)量(liang)低和(he)鋅(xin)(xin)液溫度(du)(du)高使(shi)鋅(xin)(xin)液黏(nian)性(xing)小(xiao)流(liu)動性(xing)大(da)卻又生產較厚的(de)(de)鍍層時產生類似水(shui)波一樣(yang)的(de)(de)浪(lang)紋，形成了不(bu)(bu)均勻的(de)(de)鍍鋅(xin)(xin)層厚度(du)(du)。
4. 鋼(gang)管表面(mian)粗糙度可導致鋅(xin)層重量的(de)增加。因為表面(mian)粗糙化就使鋼(gang)基表面(mian)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)一系列的(de)凹凸點(dian)，進而生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)表面(mian)粗糙的(de)海綿狀(zhuang)Fe-Zn結(jie)晶組織，它(ta)比光滑的(de)Fe-Zn 合金層表面(mian)能從(cong)鋅(xin)鍋中帶(dai)出更(geng)多的(de)鋅(xin)液，由(you)此便生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)了(le)較厚的(de)純鋅(xin)層。
綜上(shang)所述(shu)，導致鍍(du)鋅管鍍(du)不(bu)(bu)上(shang)鋅的(de)主(zhu)(zhu)要原(yuan)因是帶鋼(gang)成分碳含量高、鍍(du)鋅前酸洗不(bu)(bu)好表(biao)面存留(liu)殘留(liu)物(wu)；鍍(du)完(wan)鋅表(biao)面粗糙(cao)、不(bu)(bu)光(guang)滑、鍍(du)層厚的(de)主(zhu)(zhu)要原(yuan)因是帶鋼(gang)表(biao)面粗糙(cao)、鍍(du)鋅工(gong)藝(yi)影響。
