一、鋼管鍍鋅層的特點
1. 鍍鋅層的(de)保護機理：
a. 隔離作用
鋼材(cai)表(biao)面覆蓋了一層(ceng)有一定厚度且(qie)結(jie)構(gou)致密(mi)的(de)純鋅層(ceng)，阻(zu)斷了腐蝕溶(rong)液(ye)和鋼材(cai)接觸的(de)可能(neng)性(xing)，從(cong)而避免鋼材(cai)被溶(rong)液(ye)腐蝕。鋅在空(kong)氣(qi)干燥的(de)空(kong)間內(nei)存放，能(neng)夠保(bao)持其性(xing)能(neng)的(de)穩定性(xing)。
b. 電化學保護
假若空氣濕度較大，鋅(xin)表(biao)面(mian)(mian)有水(shui)膜存在，表(biao)面(mian)(mian)發生有氧參與的(de)電(dian)化學腐蝕，就會(hui)形(xing)成一種致密的(de)堿(jian)式碳酸鋅(xin)薄膜，阻斷空氣與內部接觸。在特定環境中，鍍(du)鋅(xin)層(ceng)破壞使鋼(gang)基(ji)裸露(lu)，鋼(gang)基(ji)體與表(biao)面(mian)(mian)鍍(du)鋅(xin)層(ceng)形(xing)成特殊的(de)微電(dian)池，表(biao)面(mian)(mian)鍍(du)鋅(xin)層(ceng)作為犧(xi)牲陽極(ji)，鋼(gang)基(ji)體作為陰極(ji)同樣受到(dao)有效保護。
2. 結構(gou)致密、具有較強防(fang)腐性能的(de)鐵一鋅合金層可用(yong)于海洋(yang)建設和工(gong)業防(fang)腐。
3. 鋅(xin)一鐵(tie)因發生互(hu)溶(rong)而結合牢(lao)固，耐磨(mo)性良(liang)好(hao)。鋅(xin)的(de)延(yan)展性較好(hao)，它的(de)合金層能夠牢(lao)固附著(zhu)于(yu)鋼基體上，因而工業(ye)生產中可(ke)將熱(re)鍍件進行軋制、彎曲、冷沖和拉絲等成(cheng)型(xing)操作，鍍層不被損壞。
4. 鋼結(jie)構件熱鍍鋅(xin)后，相(xiang)當于(yu)一(yi)次低溫退火處理(li)，能有效改善(shan)鋼基體(ti)的機(ji)械性能，消除鋼件成型焊(han)接時的應力，有利(li)于(yu)對(dui)鋼結(jie)構件進行(xing)車(che)削(xue)加(jia)工。
5. 熱鍍鋅后的(de)鋼管表面光亮美觀(guan)。
6. 純(chun)鋅層是(shi)熱鍍鋅中最富有(you)(you)塑(su)性(xing)(xing)的(de)一層鍍鋅層，其性(xing)(xing)質基本接近于純(chun)鋅，具有(you)(you)延展性(xing)(xing)，所(suo)以它富于撓性(xing)(xing)。
二(er)、熱鍍鋅鋼管(guan)鍍層結(jie)構
圖8-29所示為熱浸鍍(du)鋅層(ceng)的結構(gou)。如(ru)圖所示，鍍(du)層(ceng)自鐵基體由(you)內往(wang)外分(fen)別Γ相(xiang)(xiang)(xiang)、δ相(xiang)(xiang)(xiang)、ξ相(xiang)(xiang)(xiang)和η相(xiang)(xiang)(xiang)，
它們(men)的各自(zi)特點(dian)如下：
Γ相：Γ相是(shi)(shi)金屬化合物相，它硬而脆，含鐵量(liang)約為21％～28％。其化學成(cheng)分，有人(ren)認為是(shi)(shi)FeZn3或Fe3Zn10，也有人(ren)認為相當(dang)于FesZn21。在(zai)熱(re)鍍鋅層中Γ相常與基體緊密相鄰，且它的厚度極薄。當(dang)浸(jin)漬時(shi)間(jian)較短時(shi)一般(ban)不易出現。
δ相(xiang)：含鐵量在7％～11.5％，是化學成分(fen)相(xiang)當于(yu)FeZn，的(de)金(jin)屬(shu)間化合物。
ξ相：δ相的外面是呈針(zhen)狀或穗狀的ζ相，它(ta)的含Zn量為93.8％～98％，化學(xue)成分相當于(yu)Fe，它(ta)不如8層那么(me)致密，且由于(yu)它(ta)的結構為單(dan)斜(xie)晶格，所以ζ相很脆。
η相(xiang)(xiang)(xiang)：η相(xiang)(xiang)(xiang)為純鋅(xin)層。n相(xiang)(xiang)(xiang)硬(ying)度低，塑性(xing)好，但是耐磨性(xing)較其他(ta)相(xiang)(xiang)(xiang)層較差。
三(san)、熱(re)鍍鋅鋼管生產(chan)工藝(yi)
熱(re)(re)鍍(du)(du)(du)鋅(xin)(xin)(xin)鋼(gang)管(guan)(guan)是(shi)先將鋼(gang)管(guan)(guan)進行堿洗脫脂，去(qu)除鋼(gang)管(guan)(guan)表(biao)(biao)面(mian)附(fu)著的(de)(de)油漬、油污等(deng)污物，再經(jing)酸洗，去(qu)除鋼(gang)管(guan)(guan)表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)氧化皮等(deng)物，再浸入氯(lv)化銨和(he)(he)氯(lv)化鋅(xin)(xin)(xin)混(hun)合(he)水溶(rong)液槽中進行助鍍(du)(du)(du)處理，烘干(gan)后(hou)送入熱(re)(re)浸鍍(du)(du)(du)槽中，使熔融(rong)(rong)鋅(xin)(xin)(xin)液與鐵基(ji)體(ti)反應而(er)產生(sheng)(sheng)合(he)金(jin)層(ceng)(ceng)，從而(er)使基(ji)體(ti)和(he)(he)鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)結合(he)牢固。鋼(gang)管(guan)(guan)在(zai)鋅(xin)(xin)(xin)液中浸鍍(du)(du)(du)一(yi)定時(shi)間后(hou)出鋅(xin)(xin)(xin)鍋，表(biao)(biao)面(mian)附(fu)著一(yi)層(ceng)(ceng)純(chun)鋅(xin)(xin)(xin)熔融(rong)(rong)液，通過外吹和(he)(he)內(nei)吹工序分別(bie)控制鋼(gang)管(guan)(guan)外表(biao)(biao)面(mian)和(he)(he)內(nei)表(biao)(biao)面(mian)鋅(xin)(xin)(xin)層(ceng)(ceng)厚度。熱(re)(re)鍍(du)(du)(du)鋅(xin)(xin)(xin)具有鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)均(jun)勻，附(fu)著力(li)強(qiang)，使用壽(shou)命長等(deng)優點。鋼(gang)管(guan)(guan)基(ji)體(ti)與熔融(rong)(rong)的(de)(de)鍍(du)(du)(du)液發生(sheng)(sheng)復雜的(de)(de)物理、化學反應，形(xing)成耐腐蝕的(de)(de)結構緊密(mi)的(de)(de)鋅(xin)(xin)(xin)-鐵合(he)金(jin)層(ceng)(ceng)以及純(chun)鋅(xin)(xin)(xin)層(ceng)(ceng)與鋼(gang)管(guan)(guan)基(ji)體(ti)融(rong)(rong)為一(yi)體(ti)，故其耐腐蝕能力(li)強(qiang)。圖(tu)8-30是(shi)典型的(de)(de)熱(re)(re)鍍(du)(du)(du)鋅(xin)(xin)(xin)鋼(gang)管(guan)(guan)生(sheng)(sheng)產工藝流程圖(tu)。
四、影響鍍鋅質量的(de)關鍵
1. 據有關(guan)文獻，鋼(gang)基中碳含量越(yue)高，鐵-鋅反應就愈劇烈，鐵的(de)重量損失愈大。鋼(gang)基反應愈劇烈，鐵-鋅合金(jin)層變(bian)的(de)越(yue)厚，鋅層附著性將變(bian)壞。因此通(tong)常(chang)熱鍍鋅原料均選擇(ze)0.22％以下(xia)的(de)低碳鋼(gang)。
2. 含硅量(liang)較高的(de)鎮靜鋼(gang)對鍍(du)(du)(du)鋅(xin)影響非常大，會造成(cheng)生產成(cheng)本增加，設備損(sun)耗增大等(deng)一系(xi)列后果，為此熱鍍(du)(du)(du)鋅(xin)的(de)原料均采用低硅的(de)沸騰鋼(gang)或鋁(lv)鎮靜鋼(gang)。鋼(gang)管（硅含量(liang)＜0.35％）在490℃以(yi)下浸鍍(du)(du)(du)，鍍(du)(du)(du)層致密，附著(zhu)性和外觀(guan)質量(liang)好(hao)。而在495～530℃浸鍍(du)(du)(du)，形成(cheng)的(de)鍍(du)(du)(du)鋅(xin)層附著(zhu)性差(cha)，且隨著(zhu)浸鍍(du)(du)(du)時間的(de)加長而使鍍(du)(du)(du)層變厚(hou)，耐腐蝕(shi)性變差(cha)，外觀(guan)上顏色暗淡。
3. 鍍(du)(du)鋅時(shi)，鋅液(ye)中加鋁(lv)，可改善鋅層的(de)附(fu)著性，所以(yi)帶鋼鋁(lv)含(han)量(liang)可根據生(sheng)產(chan)(chan)實(shi)際(ji)情況確定。鋅液(ye)中鋁(lv)的(de)含(han)量(liang)愈(yu)高，則鍍(du)(du)鋅管的(de)表面光澤度也(ye)愈(yu)高，但是如(ru)果(guo)鋁(lv)含(han)量(liang)超過一定值時(shi)，鍍(du)(du)層光澤度雖(sui)好，卻(que)仍(reng)會產(chan)(chan)生(sheng)硫酸(suan)銅浸(jin)鍍(du)(du)試驗不合格、漏(lou)鍍(du)(du)及黑斑等缺陷。鋅液(ye)中鋁(lv)含(han)量(liang)低和鋅液(ye)溫(wen)度高使鋅液(ye)黏(nian)性小流動性大卻(que)又生(sheng)產(chan)(chan)較厚(hou)的(de)鍍(du)(du)層時(shi)產(chan)(chan)生(sheng)類似水波一樣的(de)浪紋，形成了不均勻的(de)鍍(du)(du)鋅層厚(hou)度。
4. 鋼(gang)(gang)管表(biao)面粗(cu)糙度可導致鋅(xin)(xin)層重量的(de)增加。因為表(biao)面粗(cu)糙化就使鋼(gang)(gang)基表(biao)面生(sheng)成一系(xi)列的(de)凹凸(tu)點，進而生(sheng)成表(biao)面粗(cu)糙的(de)海綿狀Fe-Zn結(jie)晶組織，它比光滑(hua)的(de)Fe-Zn 合金層表(biao)面能從鋅(xin)(xin)鍋中帶出更多的(de)鋅(xin)(xin)液，由(you)此便生(sheng)成了(le)較厚的(de)純鋅(xin)(xin)層。
綜上所述(shu)，導致(zhi)鍍(du)鋅管鍍(du)不(bu)上鋅的主要(yao)原因是帶鋼(gang)成分碳含量高、鍍(du)鋅前酸洗(xi)不(bu)好表(biao)面(mian)存留殘(can)留物；鍍(du)完(wan)鋅表(biao)面(mian)粗糙、不(bu)光滑、鍍(du)層厚(hou)的主要(yao)原因是帶鋼(gang)表(biao)面(mian)粗糙、鍍(du)鋅工藝影響(xiang)。
