一、鋼(gang)管鍍鋅層的特(te)點
1. 鍍鋅層的保護(hu)機理：
a. 隔離作用
鋼材(cai)表(biao)面(mian)覆(fu)蓋了一層有一定厚度且結構致(zhi)密(mi)的(de)純鋅層，阻斷(duan)了腐(fu)蝕(shi)(shi)溶液和(he)鋼材(cai)接觸的(de)可能(neng)性，從而(er)避免鋼材(cai)被溶液腐(fu)蝕(shi)(shi)。鋅在空氣干燥的(de)空間內存(cun)放，能(neng)夠保持其性能(neng)的(de)穩(wen)定性。
b. 電化學保(bao)護
假若(ruo)空氣濕度較大，鋅(xin)(xin)(xin)表(biao)(biao)面有水膜(mo)存在，表(biao)(biao)面發生有氧參與的(de)電化(hua)學腐蝕，就(jiu)會形(xing)成一(yi)種致密(mi)的(de)堿(jian)式碳酸鋅(xin)(xin)(xin)薄膜(mo)，阻斷空氣與內部接觸。在特定環境(jing)中，鍍(du)(du)鋅(xin)(xin)(xin)層破(po)壞使鋼(gang)(gang)基裸(luo)露，鋼(gang)(gang)基體與表(biao)(biao)面鍍(du)(du)鋅(xin)(xin)(xin)層形(xing)成特殊(shu)的(de)微電池，表(biao)(biao)面鍍(du)(du)鋅(xin)(xin)(xin)層作(zuo)為犧牲陽極(ji)，鋼(gang)(gang)基體作(zuo)為陰極(ji)同樣受到有效保(bao)護。
2. 結構致密(mi)、具(ju)有較強(qiang)防腐(fu)性能的鐵一(yi)鋅(xin)合金層(ceng)可用于海洋建設和工(gong)業(ye)防腐(fu)。
3. 鋅一(yi)鐵因發生互溶而(er)結合牢(lao)固，耐磨(mo)性良好。鋅的延展性較(jiao)好，它(ta)的合金層能夠牢(lao)固附著于鋼(gang)基體上，因而(er)工(gong)業生產中可(ke)將熱(re)鍍件進行軋制、彎曲、冷沖(chong)和拉(la)絲等成型(xing)操作，鍍層不被(bei)損壞。
4. 鋼(gang)(gang)結構件熱鍍鋅后，相當(dang)于(yu)一次(ci)低溫退(tui)火(huo)處理(li)，能(neng)有效改善鋼(gang)(gang)基體的(de)機械(xie)性能(neng)，消除鋼(gang)(gang)件成(cheng)型(xing)焊接(jie)時的(de)應力，有利于(yu)對鋼(gang)(gang)結構件進(jin)行車削加工(gong)。
5. 熱鍍鋅(xin)后的(de)鋼管表面光亮美(mei)觀(guan)。
6. 純鋅層(ceng)(ceng)是熱鍍(du)鋅中最富(fu)有(you)塑性的一層(ceng)(ceng)鍍(du)鋅層(ceng)(ceng)，其性質基(ji)本(ben)接近于純鋅，具有(you)延展性，所以(yi)它(ta)富(fu)于撓性。
二、熱鍍鋅鋼管鍍層(ceng)結構
圖(tu)8-29所(suo)示為(wei)熱浸鍍鋅層的結構。如圖(tu)所(suo)示，鍍層自鐵(tie)基體由內(nei)往外分別Γ相、δ相、ξ相和η相，
它(ta)們的各自特(te)點如(ru)下：
Γ相(xiang)：Γ相(xiang)是(shi)金(jin)屬(shu)化合物相(xiang)，它硬而脆，含鐵量(liang)約為21％～28％。其化學成分(fen)，有(you)人認(ren)為是(shi)FeZn3或Fe3Zn10，也有(you)人認(ren)為相(xiang)當于(yu)FesZn21。在熱鍍(du)鋅層中Γ相(xiang)常與(yu)基體(ti)緊密相(xiang)鄰，且它的厚度極薄。當浸漬時間較(jiao)短時一般不易(yi)出現(xian)。
δ相：含鐵(tie)量在7％～11.5％，是化學成分(fen)相當于FeZn，的金屬(shu)間化合物(wu)。
ξ相(xiang)：δ相(xiang)的(de)外面是(shi)呈(cheng)針狀或穗狀的(de)ζ相(xiang)，它的(de)含Zn量為93.8％～98％，化學成分相(xiang)當于Fe，它不如8層(ceng)那么致密，且(qie)由于它的(de)結構為單斜晶格，所(suo)以ζ相(xiang)很脆。
η相(xiang)：η相(xiang)為(wei)純鋅層(ceng)(ceng)。n相(xiang)硬度低，塑(su)性(xing)(xing)好，但是耐磨性(xing)(xing)較其他相(xiang)層(ceng)(ceng)較差。
三、熱鍍鋅鋼(gang)管生產工藝(yi)
熱(re)鍍(du)(du)鋅鋼(gang)(gang)管(guan)是先將鋼(gang)(gang)管(guan)進行堿洗(xi)脫脂，去(qu)除鋼(gang)(gang)管(guan)表(biao)面(mian)附(fu)著(zhu)的油漬、油污等(deng)污物，再經酸洗(xi)，去(qu)除鋼(gang)(gang)管(guan)表(biao)面(mian)的氧(yang)化(hua)皮等(deng)物，再浸(jin)入氯化(hua)銨和氯化(hua)鋅混合水溶液(ye)槽(cao)中(zhong)(zhong)進行助鍍(du)(du)處理，烘(hong)干后(hou)送入熱(re)浸(jin)鍍(du)(du)槽(cao)中(zhong)(zhong)，使(shi)熔(rong)融(rong)(rong)(rong)鋅液(ye)與鐵基(ji)體(ti)反應而產生合金(jin)層(ceng)，從而使(shi)基(ji)體(ti)和鍍(du)(du)層(ceng)結合牢固。鋼(gang)(gang)管(guan)在鋅液(ye)中(zhong)(zhong)浸(jin)鍍(du)(du)一定(ding)時(shi)間(jian)后(hou)出鋅鍋，表(biao)面(mian)附(fu)著(zhu)一層(ceng)純鋅熔(rong)融(rong)(rong)(rong)液(ye)，通過(guo)外(wai)(wai)吹和內吹工(gong)(gong)序(xu)分別控制(zhi)鋼(gang)(gang)管(guan)外(wai)(wai)表(biao)面(mian)和內表(biao)面(mian)鋅層(ceng)厚度。熱(re)鍍(du)(du)鋅具有鍍(du)(du)層(ceng)均(jun)勻，附(fu)著(zhu)力強(qiang)，使(shi)用壽(shou)命長等(deng)優點。鋼(gang)(gang)管(guan)基(ji)體(ti)與熔(rong)融(rong)(rong)(rong)的鍍(du)(du)液(ye)發生復雜的物理、化(hua)學(xue)反應，形成耐腐蝕的結構緊密(mi)的鋅-鐵合金(jin)層(ceng)以及純鋅層(ceng)與鋼(gang)(gang)管(guan)基(ji)體(ti)融(rong)(rong)(rong)為一體(ti)，故其耐腐蝕能力強(qiang)。圖8-30是典型的熱(re)鍍(du)(du)鋅鋼(gang)(gang)管(guan)生產工(gong)(gong)藝流程圖。
四、影響鍍(du)鋅質(zhi)量的關鍵
1. 據有關(guan)文(wen)獻，鋼基(ji)中碳含(han)量越高(gao)，鐵-鋅(xin)(xin)反應就愈劇(ju)烈，鐵的重(zhong)量損失愈大。鋼基(ji)反應愈劇(ju)烈，鐵-鋅(xin)(xin)合金層變(bian)的越厚，鋅(xin)(xin)層附(fu)著性將變(bian)壞。因(yin)此(ci)通常熱鍍鋅(xin)(xin)原料均選(xuan)擇0.22％以(yi)下的低碳鋼。
2. 含硅量(liang)較高的鎮靜鋼(gang)對鍍(du)鋅(xin)影響非(fei)常大，會造成生產(chan)成本增加，設備(bei)損耗增大等一系列后果，為此(ci)熱鍍(du)鋅(xin)的原料均采用低(di)硅的沸騰(teng)鋼(gang)或(huo)鋁鎮靜鋼(gang)。鋼(gang)管（硅含量(liang)＜0.35％）在(zai)490℃以下浸鍍(du)，鍍(du)層致密，附著(zhu)性和外觀質量(liang)好。而在(zai)495～530℃浸鍍(du)，形(xing)成的鍍(du)鋅(xin)層附著(zhu)性差(cha)，且(qie)隨著(zhu)浸鍍(du)時間的加長而使鍍(du)層變厚，耐腐蝕性變差(cha)，外觀上(shang)顏色暗淡。
3. 鍍(du)(du)(du)鋅(xin)(xin)時(shi)，鋅(xin)(xin)液(ye)中加鋁(lv)(lv)，可改善鋅(xin)(xin)層(ceng)的(de)附著性，所以帶(dai)鋼(gang)鋁(lv)(lv)含(han)量可根(gen)據生(sheng)(sheng)產(chan)實際情況確定。鋅(xin)(xin)液(ye)中鋁(lv)(lv)的(de)含(han)量愈(yu)高，則(ze)鍍(du)(du)(du)鋅(xin)(xin)管的(de)表面(mian)光(guang)澤度(du)也愈(yu)高，但是如(ru)果鋁(lv)(lv)含(han)量超(chao)過一(yi)定值(zhi)時(shi)，鍍(du)(du)(du)層(ceng)光(guang)澤度(du)雖好，卻仍會產(chan)生(sheng)(sheng)硫酸銅浸(jin)鍍(du)(du)(du)試驗不(bu)合格、漏鍍(du)(du)(du)及(ji)黑斑等缺陷(xian)。鋅(xin)(xin)液(ye)中鋁(lv)(lv)含(han)量低和鋅(xin)(xin)液(ye)溫度(du)高使鋅(xin)(xin)液(ye)黏性小流動性大卻又生(sheng)(sheng)產(chan)較厚的(de)鍍(du)(du)(du)層(ceng)時(shi)產(chan)生(sheng)(sheng)類似水波一(yi)樣的(de)浪(lang)紋，形(xing)成了不(bu)均(jun)勻的(de)鍍(du)(du)(du)鋅(xin)(xin)層(ceng)厚度(du)。
4. 鋼(gang)管表面(mian)(mian)(mian)粗(cu)糙度可導致(zhi)鋅層重量的(de)(de)增(zeng)加(jia)。因為表面(mian)(mian)(mian)粗(cu)糙化就使鋼(gang)基表面(mian)(mian)(mian)生(sheng)成(cheng)一系列的(de)(de)凹凸點，進而生(sheng)成(cheng)表面(mian)(mian)(mian)粗(cu)糙的(de)(de)海綿狀Fe-Zn結晶組織，它比光(guang)滑的(de)(de)Fe-Zn 合金層表面(mian)(mian)(mian)能從鋅鍋中帶(dai)出更多的(de)(de)鋅液，由此便生(sheng)成(cheng)了較厚的(de)(de)純鋅層。
綜(zong)上所述，導致(zhi)鍍鋅(xin)管鍍不上鋅(xin)的主要原(yuan)因(yin)是帶鋼(gang)成分碳含(han)量高、鍍鋅(xin)前酸洗不好表面(mian)(mian)存(cun)留(liu)殘留(liu)物；鍍完鋅(xin)表面(mian)(mian)粗糙、不光滑、鍍層厚的主要原(yuan)因(yin)是帶鋼(gang)表面(mian)(mian)粗糙、鍍鋅(xin)工藝影響。
