一(yi)、鋼管鍍(du)鋅(xin)層的特點
1. 鍍鋅層的(de)保(bao)護機理：
a. 隔離作用
鋼材表(biao)面覆蓋了(le)一層有(you)一定厚度(du)且結構致密的(de)純鋅層，阻斷了(le)腐蝕(shi)溶液(ye)和鋼材接觸的(de)可能(neng)(neng)性，從而避免鋼材被溶液(ye)腐蝕(shi)。鋅在空(kong)氣(qi)干燥的(de)空(kong)間內存放，能(neng)(neng)夠保持(chi)其性能(neng)(neng)的(de)穩定性。
b. 電化(hua)學保護
假若(ruo)空(kong)氣濕度(du)較大，鋅(xin)表面(mian)有(you)水膜(mo)存在(zai)，表面(mian)發生有(you)氧參與(yu)的(de)電化學腐(fu)蝕(shi)，就會形(xing)成一種致(zhi)密的(de)堿式(shi)碳酸鋅(xin)薄膜(mo)，阻斷空(kong)氣與(yu)內部接觸。在(zai)特定環境中，鍍鋅(xin)層(ceng)破壞使(shi)鋼基(ji)裸露，鋼基(ji)體與(yu)表面(mian)鍍鋅(xin)層(ceng)形(xing)成特殊的(de)微電池，表面(mian)鍍鋅(xin)層(ceng)作為犧牲陽(yang)極(ji)，鋼基(ji)體作為陰極(ji)同(tong)樣受(shou)到有(you)效保護(hu)。
2. 結構致(zhi)密、具(ju)有較強防腐(fu)性能的鐵一鋅合金層可用(yong)于海洋建設和工業防腐(fu)。
3. 鋅(xin)一(yi)鐵因(yin)發(fa)生(sheng)互溶而結(jie)合牢固(gu)，耐磨(mo)性良(liang)好。鋅(xin)的延展性較好，它(ta)的合金層能夠牢固(gu)附著于鋼基體上(shang)，因(yin)而工業生(sheng)產(chan)中可將(jiang)熱鍍件進行軋(ya)制、彎曲、冷(leng)沖(chong)和拉絲等成型操作(zuo)，鍍層不(bu)被損壞。
4. 鋼(gang)(gang)結構件熱鍍鋅后(hou)，相當于一次低溫退火(huo)處理，能有效改(gai)善鋼(gang)(gang)基體的機械性能，消除(chu)鋼(gang)(gang)件成型焊(han)接(jie)時的應力，有利于對(dui)鋼(gang)(gang)結構件進行(xing)車(che)削加工。
5. 熱(re)鍍(du)鋅后的(de)鋼管(guan)表面光亮美觀。
6. 純鋅(xin)(xin)(xin)層是熱鍍鋅(xin)(xin)(xin)中最富有塑(su)性的一層鍍鋅(xin)(xin)(xin)層，其(qi)性質基(ji)本接(jie)近于純鋅(xin)(xin)(xin)，具有延展性，所以它(ta)富于撓性。
二、熱鍍鋅鋼管鍍層結構
圖8-29所示為熱浸(jin)鍍(du)鋅(xin)層的(de)結構。如(ru)圖所示，鍍(du)層自(zi)鐵基體由內(nei)往外(wai)分別Γ相(xiang)、δ相(xiang)、ξ相(xiang)和η相(xiang)，
它們的各自特點如(ru)下：
Γ相：Γ相是金屬(shu)化合物相，它(ta)硬(ying)而脆(cui)，含鐵量約為(wei)21％～28％。其化學成分(fen)，有人(ren)認為(wei)是FeZn3或Fe3Zn10，也有人(ren)認為(wei)相當(dang)于FesZn21。在熱鍍(du)鋅層中(zhong)Γ相常與基體緊密(mi)相鄰，且它(ta)的厚度極(ji)薄。當(dang)浸漬時間較短時一般(ban)不易(yi)出現。
δ相：含(han)鐵量在7％～11.5％，是化學成分相當(dang)于FeZn，的金(jin)屬間化合物。
ξ相：δ相的(de)外面是呈(cheng)針狀(zhuang)或穗狀(zhuang)的(de)ζ相，它(ta)的(de)含Zn量為93.8％～98％，化學成分相當于Fe，它(ta)不如8層那么致密，且由于它(ta)的(de)結(jie)構為單斜(xie)晶格，所(suo)以ζ相很脆(cui)。
η相(xiang)：η相(xiang)為(wei)純鋅(xin)層。n相(xiang)硬度低，塑性(xing)(xing)好，但(dan)是耐磨(mo)性(xing)(xing)較(jiao)其他相(xiang)層較(jiao)差。
三、熱鍍鋅鋼管生(sheng)產工(gong)藝
熱(re)(re)鍍(du)(du)(du)鋅(xin)鋼管(guan)(guan)是(shi)先將(jiang)鋼管(guan)(guan)進(jin)行(xing)堿(jian)洗脫脂(zhi)，去除鋼管(guan)(guan)表(biao)面(mian)(mian)附(fu)著(zhu)的(de)油(you)漬、油(you)污等(deng)污物(wu)，再經酸洗，去除鋼管(guan)(guan)表(biao)面(mian)(mian)的(de)氧(yang)化(hua)皮等(deng)物(wu)，再浸(jin)入(ru)氯化(hua)銨和(he)氯化(hua)鋅(xin)混合(he)水(shui)溶(rong)液(ye)槽(cao)中(zhong)進(jin)行(xing)助鍍(du)(du)(du)處理(li)，烘干后(hou)送入(ru)熱(re)(re)浸(jin)鍍(du)(du)(du)槽(cao)中(zhong)，使(shi)熔(rong)融(rong)(rong)鋅(xin)液(ye)與(yu)鐵基(ji)體(ti)反(fan)應(ying)而產生(sheng)合(he)金層(ceng)，從而使(shi)基(ji)體(ti)和(he)鍍(du)(du)(du)層(ceng)結合(he)牢固(gu)。鋼管(guan)(guan)在鋅(xin)液(ye)中(zhong)浸(jin)鍍(du)(du)(du)一定時間(jian)后(hou)出鋅(xin)鍋，表(biao)面(mian)(mian)附(fu)著(zhu)一層(ceng)純(chun)(chun)鋅(xin)熔(rong)融(rong)(rong)液(ye)，通過外(wai)吹(chui)和(he)內吹(chui)工序分別控制鋼管(guan)(guan)外(wai)表(biao)面(mian)(mian)和(he)內表(biao)面(mian)(mian)鋅(xin)層(ceng)厚度。熱(re)(re)鍍(du)(du)(du)鋅(xin)具有鍍(du)(du)(du)層(ceng)均(jun)勻，附(fu)著(zhu)力強(qiang)，使(shi)用壽命長(chang)等(deng)優點。鋼管(guan)(guan)基(ji)體(ti)與(yu)熔(rong)融(rong)(rong)的(de)鍍(du)(du)(du)液(ye)發生(sheng)復雜的(de)物(wu)理(li)、化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)，形成耐腐蝕(shi)的(de)結構(gou)緊密(mi)的(de)鋅(xin)-鐵合(he)金層(ceng)以(yi)及純(chun)(chun)鋅(xin)層(ceng)與(yu)鋼管(guan)(guan)基(ji)體(ti)融(rong)(rong)為一體(ti)，故(gu)其耐腐蝕(shi)能力強(qiang)。圖8-30是(shi)典型的(de)熱(re)(re)鍍(du)(du)(du)鋅(xin)鋼管(guan)(guan)生(sheng)產工藝流(liu)程圖。
四(si)、影(ying)響鍍鋅質量的關鍵
1. 據(ju)有關文獻，鋼基(ji)中碳含量越(yue)高，鐵-鋅(xin)(xin)反(fan)應就愈(yu)(yu)劇烈，鐵的(de)(de)重量損失愈(yu)(yu)大。鋼基(ji)反(fan)應愈(yu)(yu)劇烈，鐵-鋅(xin)(xin)合金層變的(de)(de)越(yue)厚，鋅(xin)(xin)層附著性將變壞。因此通常熱鍍鋅(xin)(xin)原(yuan)料(liao)均選擇(ze)0.22％以下的(de)(de)低碳鋼。
2. 含(han)硅(gui)量(liang)較高的(de)(de)鎮(zhen)(zhen)靜(jing)(jing)鋼(gang)對鍍(du)(du)鋅影響(xiang)非常大，會造(zao)成(cheng)生產成(cheng)本增(zeng)加，設(she)備損耗增(zeng)大等一系列后果(guo)，為此熱鍍(du)(du)鋅的(de)(de)原料均采用低硅(gui)的(de)(de)沸騰鋼(gang)或鋁鎮(zhen)(zhen)靜(jing)(jing)鋼(gang)。鋼(gang)管（硅(gui)含(han)量(liang)＜0.35％）在490℃以下(xia)浸鍍(du)(du)，鍍(du)(du)層(ceng)致(zhi)密，附著(zhu)性和外(wai)觀質量(liang)好。而在495～530℃浸鍍(du)(du)，形(xing)成(cheng)的(de)(de)鍍(du)(du)鋅層(ceng)附著(zhu)性差(cha)(cha)，且(qie)隨著(zhu)浸鍍(du)(du)時間的(de)(de)加長而使鍍(du)(du)層(ceng)變厚(hou)，耐腐蝕性變差(cha)(cha)，外(wai)觀上顏色(se)暗(an)淡。
3. 鍍鋅(xin)(xin)時(shi)，鋅(xin)(xin)液(ye)(ye)中加鋁，可改(gai)善鋅(xin)(xin)層(ceng)的(de)附著性(xing)，所以帶鋼鋁含(han)(han)量(liang)可根據生(sheng)(sheng)產實(shi)際情況確定。鋅(xin)(xin)液(ye)(ye)中鋁的(de)含(han)(han)量(liang)愈高，則鍍鋅(xin)(xin)管的(de)表面光澤度也愈高，但是如果鋁含(han)(han)量(liang)超過一定值時(shi)，鍍層(ceng)光澤度雖好，卻仍會產生(sheng)(sheng)硫酸銅浸(jin)鍍試驗不(bu)合格、漏鍍及黑斑等缺陷。鋅(xin)(xin)液(ye)(ye)中鋁含(han)(han)量(liang)低和鋅(xin)(xin)液(ye)(ye)溫度高使鋅(xin)(xin)液(ye)(ye)黏性(xing)小流動性(xing)大卻又(you)生(sheng)(sheng)產較厚的(de)鍍層(ceng)時(shi)產生(sheng)(sheng)類似水波一樣的(de)浪紋，形成了不(bu)均勻的(de)鍍鋅(xin)(xin)層(ceng)厚度。
4. 鋼(gang)管表(biao)面粗糙(cao)度可導致鋅層重量(liang)的(de)增加。因(yin)為表(biao)面粗糙(cao)化就使鋼(gang)基表(biao)面生成一(yi)系列的(de)凹凸點，進(jin)而生成表(biao)面粗糙(cao)的(de)海(hai)綿狀Fe-Zn結晶組織，它(ta)比(bi)光(guang)滑的(de)Fe-Zn 合(he)金層表(biao)面能從鋅鍋中帶出(chu)更多(duo)的(de)鋅液，由此便(bian)生成了較(jiao)厚的(de)純(chun)鋅層。
綜上所述，導(dao)致鍍(du)鋅管鍍(du)不(bu)上鋅的(de)主要原(yuan)(yuan)因(yin)是帶(dai)鋼成分碳含量高、鍍(du)鋅前酸洗不(bu)好表(biao)面存留殘留物(wu)；鍍(du)完鋅表(biao)面粗(cu)糙、不(bu)光滑、鍍(du)層厚(hou)的(de)主要原(yuan)(yuan)因(yin)是帶(dai)鋼表(biao)面粗(cu)糙、鍍(du)鋅工(gong)藝影響。
