一、鋼管(guan)鍍(du)鋅(xin)層的特(te)點
1. 鍍鋅(xin)層的(de)保護機理：
a. 隔離(li)作用(yong)
鋼(gang)材(cai)表面覆蓋了一層有一定厚度且結構致密的(de)(de)純鋅(xin)層，阻(zu)斷了腐蝕(shi)溶液和鋼(gang)材(cai)接觸(chu)的(de)(de)可能性，從而避免鋼(gang)材(cai)被溶液腐蝕(shi)。鋅(xin)在(zai)空氣干(gan)燥的(de)(de)空間(jian)內存放，能夠保持其性能的(de)(de)穩(wen)定性。
b. 電化學保護
假若空(kong)氣濕度較大，鋅(xin)(xin)(xin)表面有(you)水膜(mo)存在，表面發生有(you)氧參與(yu)的電化學腐蝕，就會形(xing)(xing)成一種致密的堿式碳(tan)酸鋅(xin)(xin)(xin)薄膜(mo)，阻斷空(kong)氣與(yu)內部接(jie)觸。在特定環境中，鍍(du)鋅(xin)(xin)(xin)層(ceng)破壞使鋼基(ji)(ji)裸露，鋼基(ji)(ji)體與(yu)表面鍍(du)鋅(xin)(xin)(xin)層(ceng)形(xing)(xing)成特殊的微電池(chi)，表面鍍(du)鋅(xin)(xin)(xin)層(ceng)作為犧牲(sheng)陽(yang)極，鋼基(ji)(ji)體作為陰極同樣受到(dao)有(you)效保護(hu)。
2. 結(jie)構致密、具有較強防腐(fu)性能的鐵一鋅(xin)合(he)金層(ceng)可(ke)用于海洋建設和(he)工業防腐(fu)。
3. 鋅一鐵(tie)因(yin)發生互溶而結(jie)合(he)牢固，耐(nai)磨性(xing)良好。鋅的(de)延展(zhan)性(xing)較好，它(ta)的(de)合(he)金層能夠牢固附(fu)著于鋼基體上，因(yin)而工(gong)業(ye)生產中可(ke)將熱鍍件進行軋制、彎曲、冷沖和拉絲(si)等成型(xing)操作(zuo)，鍍層不(bu)被(bei)損壞。
4. 鋼(gang)結構(gou)件(jian)(jian)熱鍍鋅后，相當于(yu)一次(ci)低溫退火處(chu)理，能(neng)有(you)(you)效(xiao)改善(shan)鋼(gang)基體的機械性(xing)能(neng)，消除鋼(gang)件(jian)(jian)成型焊接時的應力，有(you)(you)利于(yu)對鋼(gang)結構(gou)件(jian)(jian)進行車削加工。
5. 熱鍍(du)鋅后的鋼管(guan)表面光亮美(mei)觀。
6. 純鋅(xin)(xin)層(ceng)(ceng)是熱鍍(du)鋅(xin)(xin)中最富有塑性(xing)的一層(ceng)(ceng)鍍(du)鋅(xin)(xin)層(ceng)(ceng)，其性(xing)質基本接近于(yu)純鋅(xin)(xin)，具有延展性(xing)，所以(yi)它富于(yu)撓性(xing)。
二、熱鍍鋅鋼(gang)管鍍層(ceng)結構
圖(tu)8-29所(suo)示為熱(re)浸鍍(du)鋅(xin)層的結構(gou)。如圖(tu)所(suo)示，鍍(du)層自鐵基體由內往外分(fen)別Γ相、δ相、ξ相和η相，
它們的各自特點如下：
Γ相：Γ相是金屬化合物相，它硬(ying)而脆，含(han)鐵量(liang)約為(wei)21％～28％。其(qi)化學成分，有(you)人認為(wei)是FeZn3或Fe3Zn10，也有(you)人認為(wei)相當于FesZn21。在(zai)熱鍍鋅層中Γ相常與基體緊密相鄰(lin)，且它的厚度極薄。當浸漬時(shi)間較短時(shi)一般不易出現。
δ相(xiang)：含(han)鐵量(liang)在(zai)7％～11.5％，是(shi)化學成分相(xiang)當于(yu)FeZn，的金屬間化合物。
ξ相(xiang)(xiang)：δ相(xiang)(xiang)的(de)外面是(shi)呈針狀(zhuang)或穗(sui)狀(zhuang)的(de)ζ相(xiang)(xiang)，它的(de)含Zn量為93.8％～98％，化學(xue)成(cheng)分相(xiang)(xiang)當于Fe，它不如8層那么致密(mi)，且由于它的(de)結(jie)構為單斜晶格，所以ζ相(xiang)(xiang)很脆。
η相：η相為純鋅層。n相硬度低，塑(su)性好(hao)，但是耐磨(mo)性較其他相層較差。
三、熱鍍(du)鋅鋼(gang)管生產(chan)工藝
熱(re)鍍鋅(xin)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)是(shi)先(xian)將鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)進行堿洗脫脂，去(qu)除(chu)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)表(biao)(biao)面(mian)附著的(de)(de)(de)(de)油漬(zi)、油污等(deng)污物，再經(jing)酸洗，去(qu)除(chu)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)皮等(deng)物，再浸入氯化(hua)(hua)銨和(he)氯化(hua)(hua)鋅(xin)混合(he)水溶液(ye)(ye)槽中進行助鍍處(chu)理(li)，烘干(gan)后(hou)送入熱(re)浸鍍槽中，使(shi)熔融鋅(xin)液(ye)(ye)與(yu)鐵基體反(fan)應而(er)產(chan)生(sheng)合(he)金層(ceng)(ceng)，從而(er)使(shi)基體和(he)鍍層(ceng)(ceng)結(jie)(jie)合(he)牢固(gu)。鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)在鋅(xin)液(ye)(ye)中浸鍍一(yi)定時間后(hou)出鋅(xin)鍋(guo)，表(biao)(biao)面(mian)附著一(yi)層(ceng)(ceng)純鋅(xin)熔融液(ye)(ye)，通過外(wai)吹和(he)內吹工序(xu)分(fen)別控制鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)外(wai)表(biao)(biao)面(mian)和(he)內表(biao)(biao)面(mian)鋅(xin)層(ceng)(ceng)厚度(du)。熱(re)鍍鋅(xin)具有鍍層(ceng)(ceng)均勻，附著力強，使(shi)用壽(shou)命長等(deng)優點。鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)基體與(yu)熔融的(de)(de)(de)(de)鍍液(ye)(ye)發生(sheng)復雜的(de)(de)(de)(de)物理(li)、化(hua)(hua)學反(fan)應，形成(cheng)耐腐蝕的(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)構緊密的(de)(de)(de)(de)鋅(xin)-鐵合(he)金層(ceng)(ceng)以及純鋅(xin)層(ceng)(ceng)與(yu)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)基體融為一(yi)體，故其耐腐蝕能力強。圖8-30是(shi)典型的(de)(de)(de)(de)熱(re)鍍鋅(xin)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)生(sheng)產(chan)工藝(yi)流程(cheng)圖。
四、影響鍍鋅質量的關(guan)鍵
1. 據有關文獻，鋼(gang)(gang)基中碳含(han)量越高，鐵(tie)-鋅反應就(jiu)愈(yu)劇(ju)烈(lie)，鐵(tie)的重量損(sun)失愈(yu)大。鋼(gang)(gang)基反應愈(yu)劇(ju)烈(lie)，鐵(tie)-鋅合金層變的越厚，鋅層附(fu)著性將變壞。因此通(tong)常熱鍍鋅原料(liao)均選(xuan)擇0.22％以下(xia)的低碳鋼(gang)(gang)。
2. 含硅(gui)量較高的鎮靜鋼對(dui)鍍鋅影響非(fei)常大，會造成(cheng)(cheng)生產成(cheng)(cheng)本增加(jia)，設(she)備損耗增大等一系列(lie)后果(guo)，為此熱鍍鋅的原(yuan)料均采用低硅(gui)的沸騰鋼或鋁鎮靜鋼。鋼管（硅(gui)含量＜0.35％）在490℃以下浸鍍，鍍層致密，附(fu)著性(xing)和外(wai)觀質量好。而(er)(er)在495～530℃浸鍍，形成(cheng)(cheng)的鍍鋅層附(fu)著性(xing)差，且隨著浸鍍時間的加(jia)長而(er)(er)使鍍層變厚，耐腐蝕性(xing)變差，外(wai)觀上顏色暗(an)淡(dan)。
3. 鍍(du)(du)鋅(xin)(xin)時，鋅(xin)(xin)液(ye)中(zhong)加(jia)鋁，可改善鋅(xin)(xin)層的(de)(de)附著性(xing)，所以帶鋼鋁含量可根據生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)實際(ji)情況確定。鋅(xin)(xin)液(ye)中(zhong)鋁的(de)(de)含量愈高，則鍍(du)(du)鋅(xin)(xin)管的(de)(de)表面光(guang)澤度也愈高，但(dan)是如(ru)果鋁含量超過一(yi)定值時，鍍(du)(du)層光(guang)澤度雖(sui)好，卻仍會(hui)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)硫酸銅浸鍍(du)(du)試驗不合格(ge)、漏鍍(du)(du)及黑斑等缺陷。鋅(xin)(xin)液(ye)中(zhong)鋁含量低和(he)鋅(xin)(xin)液(ye)溫度高使鋅(xin)(xin)液(ye)黏性(xing)小流動性(xing)大(da)卻又生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)較厚(hou)的(de)(de)鍍(du)(du)層時產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)類似水(shui)波一(yi)樣的(de)(de)浪紋，形(xing)成了不均勻的(de)(de)鍍(du)(du)鋅(xin)(xin)層厚(hou)度。
4. 鋼管表面粗(cu)(cu)糙度(du)可導致鋅(xin)層(ceng)重量的增加。因為表面粗(cu)(cu)糙化就使鋼基表面生成(cheng)(cheng)一系列的凹凸點(dian)，進(jin)而(er)生成(cheng)(cheng)表面粗(cu)(cu)糙的海綿狀(zhuang)Fe-Zn結(jie)晶組織，它比光滑的Fe-Zn 合金層(ceng)表面能從鋅(xin)鍋(guo)中帶出更多的鋅(xin)液(ye)，由此便生成(cheng)(cheng)了較厚(hou)的純鋅(xin)層(ceng)。
綜上(shang)所述，導致(zhi)鍍(du)(du)鋅管鍍(du)(du)不(bu)上(shang)鋅的(de)主要(yao)原(yuan)因是帶鋼(gang)成分碳含量高、鍍(du)(du)鋅前酸洗不(bu)好表(biao)(biao)(biao)面存留殘留物(wu)；鍍(du)(du)完鋅表(biao)(biao)(biao)面粗糙(cao)(cao)、不(bu)光滑、鍍(du)(du)層(ceng)厚的(de)主要(yao)原(yuan)因是帶鋼(gang)表(biao)(biao)(biao)面粗糙(cao)(cao)、鍍(du)(du)鋅工(gong)藝影響。
