一、鋼管鍍鋅層的特點
1. 鍍鋅(xin)層的(de)保護機理：
a. 隔離作用
鋼材(cai)(cai)表面覆蓋了一(yi)層(ceng)有一(yi)定(ding)(ding)厚度且結構(gou)致密的純鋅(xin)層(ceng)，阻斷(duan)了腐(fu)蝕溶液和(he)鋼材(cai)(cai)接觸的可(ke)能(neng)性(xing)，從而避(bi)免鋼材(cai)(cai)被溶液腐(fu)蝕。鋅(xin)在空(kong)氣干燥的空(kong)間內存放，能(neng)夠保持其性(xing)能(neng)的穩定(ding)(ding)性(xing)。
b. 電化學保護
假若空氣濕度(du)較大，鋅(xin)表面有水膜(mo)存在，表面發生(sheng)有氧參與(yu)的(de)電化(hua)學(xue)腐蝕，就會(hui)形成一種致密的(de)堿式(shi)碳(tan)酸(suan)鋅(xin)薄膜(mo)，阻(zu)斷空氣與(yu)內部接觸。在特(te)定(ding)環境中，鍍(du)鋅(xin)層破壞使鋼(gang)基裸露，鋼(gang)基體與(yu)表面鍍(du)鋅(xin)層形成特(te)殊的(de)微電池(chi)，表面鍍(du)鋅(xin)層作(zuo)為犧牲陽(yang)極，鋼(gang)基體作(zuo)為陰極同樣(yang)受到(dao)有效(xiao)保(bao)護。
2. 結構致密(mi)、具有較(jiao)強防腐(fu)(fu)性(xing)能(neng)的鐵一(yi)鋅合金層可用于海洋建設(she)和(he)工業防腐(fu)(fu)。
3. 鋅(xin)一鐵(tie)因發(fa)生(sheng)互溶而結合牢(lao)固(gu)，耐磨性良(liang)好(hao)。鋅(xin)的延(yan)展性較好(hao)，它的合金層能夠牢(lao)固(gu)附著于鋼(gang)基體上，因而工業生(sheng)產中可將(jiang)熱鍍件進行軋(ya)制(zhi)、彎(wan)曲(qu)、冷沖和拉(la)絲等成型(xing)操作，鍍層不(bu)被(bei)損壞(huai)。
4. 鋼(gang)(gang)結構(gou)件熱鍍鋅后(hou)，相當于一次低(di)溫退火(huo)處理，能(neng)有(you)效改善(shan)鋼(gang)(gang)基(ji)體的(de)機械性能(neng)，消除鋼(gang)(gang)件成型焊接時(shi)的(de)應力(li)，有(you)利于對鋼(gang)(gang)結構(gou)件進行車削加工(gong)。
5. 熱鍍(du)鋅后的鋼管表面光亮美觀。
6. 純(chun)鋅層是熱(re)鍍鋅中最(zui)富有(you)塑性的一層鍍鋅層，其性質(zhi)基本(ben)接近于(yu)純(chun)鋅，具有(you)延展性，所以它(ta)富于(yu)撓性。
二(er)、熱鍍鋅鋼管鍍層結(jie)構
圖8-29所(suo)示為熱浸鍍鋅(xin)層的結構。如圖所(suo)示，鍍層自鐵基體由內(nei)往外分別Γ相(xiang)、δ相(xiang)、ξ相(xiang)和η相(xiang)，
它們的各自特點如下：
Γ相(xiang)：Γ相(xiang)是(shi)金屬化合(he)物(wu)相(xiang)，它硬(ying)而脆，含鐵量約為(wei)21％～28％。其化學(xue)成(cheng)分(fen)，有人認為(wei)是(shi)FeZn3或(huo)Fe3Zn10，也有人認為(wei)相(xiang)當于FesZn21。在熱鍍鋅層中(zhong)Γ相(xiang)常與基體緊密相(xiang)鄰，且(qie)它的厚度極薄(bo)。當浸漬時間(jian)較短時一般(ban)不易出現。
δ相：含(han)鐵量在7％～11.5％，是化(hua)學成(cheng)分相當(dang)于FeZn，的金屬間化(hua)合物。
ξ相：δ相的(de)(de)外面(mian)是(shi)呈針狀(zhuang)或穗狀(zhuang)的(de)(de)ζ相，它的(de)(de)含Zn量為93.8％～98％，化學成(cheng)分相當于(yu)(yu)Fe，它不如8層那么致密，且由于(yu)(yu)它的(de)(de)結構為單斜晶(jing)格，所(suo)以ζ相很脆。
η相(xiang)：η相(xiang)為純鋅層。n相(xiang)硬度(du)低，塑性(xing)好，但是(shi)耐磨性(xing)較(jiao)其他相(xiang)層較(jiao)差。
三、熱鍍鋅(xin)鋼管生(sheng)產工藝
熱鍍鋅(xin)(xin)(xin)(xin)鋼(gang)管(guan)是(shi)先(xian)將鋼(gang)管(guan)進行堿洗(xi)脫(tuo)脂，去除鋼(gang)管(guan)表面(mian)(mian)(mian)附著的(de)(de)油(you)漬(zi)、油(you)污(wu)等污(wu)物(wu)，再(zai)經酸洗(xi)，去除鋼(gang)管(guan)表面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)氧化皮等物(wu)，再(zai)浸入(ru)氯化銨(an)和氯化鋅(xin)(xin)(xin)(xin)混合水溶(rong)液(ye)(ye)槽中(zhong)進行助鍍處(chu)理，烘干(gan)后(hou)送入(ru)熱浸鍍槽中(zhong)，使熔(rong)融(rong)鋅(xin)(xin)(xin)(xin)液(ye)(ye)與(yu)(yu)鐵基(ji)(ji)體(ti)反應(ying)而產生(sheng)合金層(ceng)(ceng)(ceng)，從而使基(ji)(ji)體(ti)和鍍層(ceng)(ceng)(ceng)結合牢固。鋼(gang)管(guan)在鋅(xin)(xin)(xin)(xin)液(ye)(ye)中(zhong)浸鍍一定時間后(hou)出鋅(xin)(xin)(xin)(xin)鍋，表面(mian)(mian)(mian)附著一層(ceng)(ceng)(ceng)純(chun)鋅(xin)(xin)(xin)(xin)熔(rong)融(rong)液(ye)(ye)，通過外吹(chui)和內(nei)吹(chui)工序(xu)分別(bie)控制鋼(gang)管(guan)外表面(mian)(mian)(mian)和內(nei)表面(mian)(mian)(mian)鋅(xin)(xin)(xin)(xin)層(ceng)(ceng)(ceng)厚(hou)度。熱鍍鋅(xin)(xin)(xin)(xin)具(ju)有鍍層(ceng)(ceng)(ceng)均勻，附著力強，使用壽命長等優點。鋼(gang)管(guan)基(ji)(ji)體(ti)與(yu)(yu)熔(rong)融(rong)的(de)(de)鍍液(ye)(ye)發(fa)生(sheng)復雜的(de)(de)物(wu)理、化學反應(ying)，形(xing)成耐(nai)腐蝕(shi)的(de)(de)結構緊(jin)密的(de)(de)鋅(xin)(xin)(xin)(xin)-鐵合金層(ceng)(ceng)(ceng)以及純(chun)鋅(xin)(xin)(xin)(xin)層(ceng)(ceng)(ceng)與(yu)(yu)鋼(gang)管(guan)基(ji)(ji)體(ti)融(rong)為一體(ti)，故(gu)其耐(nai)腐蝕(shi)能力強。圖(tu)8-30是(shi)典型的(de)(de)熱鍍鋅(xin)(xin)(xin)(xin)鋼(gang)管(guan)生(sheng)產工藝(yi)流程圖(tu)。
四、影響鍍鋅質量的關鍵(jian)
1. 據有關文獻(xian)，鋼基(ji)中碳含量越高，鐵-鋅(xin)反應就愈(yu)劇(ju)烈(lie)，鐵的重(zhong)量損失愈(yu)大。鋼基(ji)反應愈(yu)劇(ju)烈(lie)，鐵-鋅(xin)合金層變的越厚，鋅(xin)層附著性將(jiang)變壞(huai)。因此(ci)通(tong)常熱(re)鍍鋅(xin)原料均(jun)選(xuan)擇(ze)0.22％以下的低碳鋼。
2. 含硅(gui)量較高的(de)鎮靜鋼對鍍鋅影響非常大(da)，會(hui)造(zao)成生產成本增(zeng)加，設備損耗增(zeng)大(da)等一系列后果，為此熱(re)鍍鋅的(de)原(yuan)料均采用低(di)硅(gui)的(de)沸騰鋼或(huo)鋁(lv)鎮靜鋼。鋼管(guan)（硅(gui)含量＜0.35％）在490℃以下浸鍍，鍍層(ceng)致密，附著性和外(wai)觀質量好(hao)。而在495～530℃浸鍍，形成的(de)鍍鋅層(ceng)附著性差，且(qie)隨著浸鍍時(shi)間的(de)加長(chang)而使(shi)鍍層(ceng)變厚，耐腐蝕(shi)性變差，外(wai)觀上(shang)顏色暗(an)淡。
3. 鍍(du)(du)(du)鋅時，鋅液中加鋁，可(ke)(ke)改(gai)善鋅層(ceng)的(de)附著性，所以(yi)帶鋼(gang)鋁含量可(ke)(ke)根據生產(chan)實(shi)際情況確定。鋅液中鋁的(de)含量愈高(gao)，則鍍(du)(du)(du)鋅管的(de)表面光澤(ze)度(du)也(ye)愈高(gao)，但是如果(guo)鋁含量超過一定值時，鍍(du)(du)(du)層(ceng)光澤(ze)度(du)雖好，卻(que)仍會產(chan)生硫(liu)酸銅浸鍍(du)(du)(du)試驗不(bu)合格、漏鍍(du)(du)(du)及黑(hei)斑等缺(que)陷。鋅液中鋁含量低和鋅液溫度(du)高(gao)使鋅液黏(nian)性小流動性大卻(que)又生產(chan)較(jiao)厚的(de)鍍(du)(du)(du)層(ceng)時產(chan)生類似水波一樣(yang)的(de)浪(lang)紋(wen)，形成(cheng)了不(bu)均勻的(de)鍍(du)(du)(du)鋅層(ceng)厚度(du)。
4. 鋼(gang)管表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)粗(cu)糙度可(ke)導致鋅(xin)(xin)(xin)層重量(liang)的增加。因(yin)為表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)粗(cu)糙化(hua)就(jiu)使鋼(gang)基表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)生成一(yi)系列的凹凸點，進而生成表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)粗(cu)糙的海綿狀(zhuang)Fe-Zn結晶組織，它比光滑(hua)的Fe-Zn 合金層表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)能從鋅(xin)(xin)(xin)鍋中(zhong)帶出更多(duo)的鋅(xin)(xin)(xin)液(ye)，由(you)此(ci)便(bian)生成了較厚的純鋅(xin)(xin)(xin)層。
綜(zong)上所(suo)述，導致鍍(du)鋅(xin)管鍍(du)不(bu)上鋅(xin)的主(zhu)要(yao)原因是帶(dai)鋼(gang)成分碳含量高、鍍(du)鋅(xin)前酸洗不(bu)好表面存留殘留物；鍍(du)完鋅(xin)表面粗(cu)糙、不(bu)光滑、鍍(du)層厚(hou)的主(zhu)要(yao)原因是帶(dai)鋼(gang)表面粗(cu)糙、鍍(du)鋅(xin)工藝影響。
