一、鋼管鍍鋅層的(de)特點
1. 鍍(du)鋅層的保(bao)護機理：
a. 隔(ge)離作(zuo)用
鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)表面覆(fu)蓋(gai)了(le)一(yi)層有一(yi)定厚度且(qie)結(jie)構致密的(de)(de)純(chun)鋅(xin)層，阻(zu)斷了(le)腐蝕溶液(ye)和鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)接觸(chu)的(de)(de)可能(neng)(neng)性(xing)，從而避免鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)被(bei)溶液(ye)腐蝕。鋅(xin)在空氣干燥的(de)(de)空間內(nei)存放，能(neng)(neng)夠保持其(qi)性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)穩定性(xing)。
b. 電化學保護
假若空氣(qi)(qi)濕度較大，鋅表(biao)面有水膜(mo)存在，表(biao)面發生(sheng)有氧參與(yu)的電(dian)化(hua)學腐(fu)蝕，就(jiu)會形(xing)成(cheng)一(yi)種致密的堿式碳(tan)酸(suan)鋅薄(bo)膜(mo)，阻斷空氣(qi)(qi)與(yu)內部接觸。在特定環境中，鍍(du)(du)鋅層(ceng)破壞(huai)使鋼基裸露(lu)，鋼基體與(yu)表(biao)面鍍(du)(du)鋅層(ceng)形(xing)成(cheng)特殊(shu)的微電(dian)池，表(biao)面鍍(du)(du)鋅層(ceng)作為(wei)犧牲陽極，鋼基體作為(wei)陰極同樣受到(dao)有效保護。
2. 結(jie)構致(zhi)密、具有較(jiao)強防腐性能的鐵一鋅合金層可用于海洋建(jian)設和工(gong)業防腐。
3. 鋅(xin)一(yi)鐵因(yin)發生(sheng)互溶而結合牢固，耐磨性(xing)良好(hao)。鋅(xin)的延展性(xing)較好(hao)，它的合金層(ceng)(ceng)能(neng)夠牢固附著于鋼基(ji)體上，因(yin)而工業生(sheng)產(chan)中(zhong)可將熱鍍件進行(xing)軋(ya)制、彎(wan)曲、冷沖和拉絲等成型操作(zuo)，鍍層(ceng)(ceng)不(bu)被損壞。
4. 鋼結構(gou)件(jian)熱鍍鋅后，相(xiang)當于(yu)一次低溫退火處理，能(neng)有效改(gai)善鋼基體的機械性能(neng)，消除鋼件(jian)成型焊(han)接(jie)時的應力，有利于(yu)對鋼結構(gou)件(jian)進行車(che)削(xue)加工。
5. 熱(re)鍍鋅后的鋼管表面光亮(liang)美觀。
6. 純(chun)鋅(xin)層是熱(re)鍍(du)鋅(xin)中最富(fu)有(you)塑性(xing)的(de)一層鍍(du)鋅(xin)層，其性(xing)質基本接近于(yu)純(chun)鋅(xin)，具有(you)延展性(xing)，所以它富(fu)于(yu)撓性(xing)。
二、熱鍍鋅鋼(gang)管鍍層結構
圖8-29所示為熱浸(jin)鍍鋅層(ceng)的結構(gou)。如圖所示，鍍層(ceng)自鐵基(ji)體(ti)由內往(wang)外(wai)分別Γ相(xiang)(xiang)、δ相(xiang)(xiang)、ξ相(xiang)(xiang)和η相(xiang)(xiang)，
它(ta)們的(de)各自(zi)特點如下：
Γ相(xiang)：Γ相(xiang)是金(jin)屬化合物相(xiang)，它(ta)硬而(er)脆，含鐵量(liang)約為21％～28％。其化學成(cheng)分，有人認(ren)為是FeZn3或Fe3Zn10，也有人認(ren)為相(xiang)當(dang)于FesZn21。在(zai)熱(re)鍍鋅層(ceng)中Γ相(xiang)常(chang)與基體(ti)緊密相(xiang)鄰，且它(ta)的厚度極薄。當(dang)浸漬時間較(jiao)短時一般(ban)不易出現。
δ相：含(han)鐵量在7％～11.5％，是化學成(cheng)分相當(dang)于(yu)FeZn，的金屬間化合物。
ξ相：δ相的(de)(de)(de)外面(mian)是(shi)呈針狀(zhuang)或(huo)穗狀(zhuang)的(de)(de)(de)ζ相，它(ta)(ta)的(de)(de)(de)含Zn量為93.8％～98％，化學成分相當于Fe，它(ta)(ta)不如8層(ceng)那么致密，且由于它(ta)(ta)的(de)(de)(de)結構(gou)為單斜(xie)晶(jing)格，所以ζ相很脆。
η相(xiang)：η相(xiang)為純(chun)鋅層。n相(xiang)硬度低(di)，塑性好(hao)，但是(shi)耐磨(mo)性較(jiao)其他相(xiang)層較(jiao)差(cha)。
三、熱鍍鋅鋼管生產(chan)工(gong)藝
熱(re)(re)鍍(du)鋅(xin)(xin)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)是(shi)先將鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)進行堿洗(xi)脫(tuo)脂，去除鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)表(biao)面(mian)附著的(de)油(you)漬、油(you)污等污物(wu)，再(zai)(zai)經酸洗(xi)，去除鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)表(biao)面(mian)的(de)氧化(hua)(hua)皮等物(wu)，再(zai)(zai)浸入氯(lv)化(hua)(hua)銨和(he)氯(lv)化(hua)(hua)鋅(xin)(xin)混合(he)水溶液(ye)槽中(zhong)進行助(zhu)鍍(du)處理，烘干后送入熱(re)(re)浸鍍(du)槽中(zhong)，使(shi)(shi)熔融(rong)(rong)鋅(xin)(xin)液(ye)與鐵基(ji)體(ti)(ti)(ti)反應而(er)產生(sheng)合(he)金層(ceng)(ceng)(ceng)，從而(er)使(shi)(shi)基(ji)體(ti)(ti)(ti)和(he)鍍(du)層(ceng)(ceng)(ceng)結合(he)牢固。鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)在鋅(xin)(xin)液(ye)中(zhong)浸鍍(du)一(yi)定時間后出鋅(xin)(xin)鍋，表(biao)面(mian)附著一(yi)層(ceng)(ceng)(ceng)純鋅(xin)(xin)熔融(rong)(rong)液(ye)，通(tong)過外吹和(he)內(nei)吹工(gong)序(xu)分別控制鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)外表(biao)面(mian)和(he)內(nei)表(biao)面(mian)鋅(xin)(xin)層(ceng)(ceng)(ceng)厚(hou)度。熱(re)(re)鍍(du)鋅(xin)(xin)具有鍍(du)層(ceng)(ceng)(ceng)均勻，附著力強，使(shi)(shi)用壽命長等優點。鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)基(ji)體(ti)(ti)(ti)與熔融(rong)(rong)的(de)鍍(du)液(ye)發生(sheng)復(fu)雜的(de)物(wu)理、化(hua)(hua)學(xue)反應，形成耐腐(fu)(fu)蝕的(de)結構緊密的(de)鋅(xin)(xin)-鐵合(he)金層(ceng)(ceng)(ceng)以及純鋅(xin)(xin)層(ceng)(ceng)(ceng)與鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)基(ji)體(ti)(ti)(ti)融(rong)(rong)為一(yi)體(ti)(ti)(ti)，故(gu)其耐腐(fu)(fu)蝕能力強。圖8-30是(shi)典型的(de)熱(re)(re)鍍(du)鋅(xin)(xin)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)生(sheng)產工(gong)藝(yi)流程圖。
四、影響鍍鋅質(zhi)量的關鍵
1. 據有關文獻(xian)，鋼(gang)(gang)基中碳含(han)量越高，鐵(tie)(tie)-鋅反應就(jiu)愈劇(ju)烈(lie)，鐵(tie)(tie)的(de)重量損失(shi)愈大。鋼(gang)(gang)基反應愈劇(ju)烈(lie)，鐵(tie)(tie)-鋅合(he)金層變的(de)越厚，鋅層附著性將(jiang)變壞(huai)。因此通常(chang)熱鍍(du)鋅原(yuan)料均選擇0.22％以(yi)下的(de)低碳鋼(gang)(gang)。
2. 含硅(gui)(gui)量(liang)較高的鎮(zhen)靜鋼對鍍(du)鋅影響非(fei)常大(da)，會(hui)造成(cheng)生產(chan)成(cheng)本增加，設備損耗增大(da)等(deng)一系列后果，為(wei)此(ci)熱鍍(du)鋅的原料均采用低硅(gui)(gui)的沸騰鋼或鋁鎮(zhen)靜鋼。鋼管（硅(gui)(gui)含量(liang)＜0.35％）在490℃以下浸(jin)鍍(du)，鍍(du)層(ceng)致密，附著(zhu)性(xing)和外(wai)觀(guan)質量(liang)好(hao)。而在495～530℃浸(jin)鍍(du)，形成(cheng)的鍍(du)鋅層(ceng)附著(zhu)性(xing)差，且隨著(zhu)浸(jin)鍍(du)時間的加長而使鍍(du)層(ceng)變(bian)厚，耐腐蝕性(xing)變(bian)差，外(wai)觀(guan)上顏色暗淡。
3. 鍍(du)(du)鋅(xin)(xin)(xin)時，鋅(xin)(xin)(xin)液中(zhong)加鋁(lv)，可(ke)改善鋅(xin)(xin)(xin)層的(de)附著性，所以帶鋼鋁(lv)含(han)(han)量可(ke)根據生產實際情況確定(ding)。鋅(xin)(xin)(xin)液中(zhong)鋁(lv)的(de)含(han)(han)量愈(yu)高(gao)，則(ze)鍍(du)(du)鋅(xin)(xin)(xin)管的(de)表(biao)面光澤(ze)度(du)也愈(yu)高(gao)，但是如(ru)果鋁(lv)含(han)(han)量超過一定(ding)值(zhi)時，鍍(du)(du)層光澤(ze)度(du)雖好，卻(que)仍會產生硫酸銅浸鍍(du)(du)試驗不(bu)合格、漏鍍(du)(du)及黑斑等缺(que)陷。鋅(xin)(xin)(xin)液中(zhong)鋁(lv)含(han)(han)量低和鋅(xin)(xin)(xin)液溫(wen)度(du)高(gao)使(shi)鋅(xin)(xin)(xin)液黏性小流動(dong)性大卻(que)又(you)生產較厚的(de)鍍(du)(du)層時產生類似(si)水波一樣的(de)浪紋，形(xing)成了(le)不(bu)均勻(yun)的(de)鍍(du)(du)鋅(xin)(xin)(xin)層厚度(du)。
4. 鋼管表(biao)面(mian)(mian)粗糙(cao)度可導(dao)致(zhi)鋅(xin)層(ceng)重量的(de)增加(jia)。因(yin)為表(biao)面(mian)(mian)粗糙(cao)化就使鋼基(ji)表(biao)面(mian)(mian)生成(cheng)一系列的(de)凹凸(tu)點，進而生成(cheng)表(biao)面(mian)(mian)粗糙(cao)的(de)海綿狀Fe-Zn結晶組織，它(ta)比光滑的(de)Fe-Zn 合金層(ceng)表(biao)面(mian)(mian)能從鋅(xin)鍋中帶(dai)出更多(duo)的(de)鋅(xin)液，由此(ci)便生成(cheng)了較厚(hou)的(de)純鋅(xin)層(ceng)。
綜上所述，導致鍍(du)(du)鋅(xin)管鍍(du)(du)不(bu)上鋅(xin)的主要原(yuan)因(yin)是帶(dai)鋼成分(fen)碳含(han)量高、鍍(du)(du)鋅(xin)前酸洗(xi)不(bu)好表面(mian)存留殘留物(wu)；鍍(du)(du)完鋅(xin)表面(mian)粗糙、不(bu)光滑、鍍(du)(du)層厚的主要原(yuan)因(yin)是帶(dai)鋼表面(mian)粗糙、鍍(du)(du)鋅(xin)工藝影響。
