一、鋼管鍍鋅層(ceng)的特點
1. 鍍鋅層的保(bao)護機(ji)理：
a. 隔離(li)作用
鋼材表面覆蓋了一層有一定厚度且結構致密的純鋅層，阻(zu)斷(duan)了腐(fu)蝕溶(rong)液和鋼材接觸的可(ke)能性(xing)，從而避免鋼材被溶(rong)液腐(fu)蝕。鋅在(zai)空氣(qi)干燥的空間內存放(fang)，能夠保持(chi)其性(xing)能的穩定性(xing)。
b. 電化學保護
假若空氣濕度較大，鋅(xin)表(biao)(biao)面(mian)有水膜存在(zai)，表(biao)(biao)面(mian)發生(sheng)有氧參與(yu)的電化學腐蝕，就會形(xing)成一(yi)種致密的堿式碳酸(suan)鋅(xin)薄膜，阻(zu)斷空氣與(yu)內(nei)部接觸。在(zai)特(te)定環境(jing)中，鍍鋅(xin)層破壞使鋼(gang)基(ji)裸露，鋼(gang)基(ji)體(ti)與(yu)表(biao)(biao)面(mian)鍍鋅(xin)層形(xing)成特(te)殊的微(wei)電池，表(biao)(biao)面(mian)鍍鋅(xin)層作為犧牲陽極(ji)，鋼(gang)基(ji)體(ti)作為陰極(ji)同樣受到(dao)有效保護。
2. 結構致(zhi)密、具有較強防腐性(xing)能的鐵一(yi)鋅合金層可(ke)用于海洋建(jian)設和(he)工(gong)業防腐。
3. 鋅一鐵(tie)因發生互溶而結合牢(lao)固，耐磨性(xing)良(liang)好(hao)。鋅的延展性(xing)較(jiao)好(hao)，它(ta)的合金(jin)層能(neng)夠牢(lao)固附(fu)著于鋼(gang)基體上(shang)，因而工業(ye)生產中可將熱鍍(du)件(jian)進行(xing)軋制(zhi)、彎曲(qu)、冷沖和拉絲等成型操(cao)作，鍍(du)層不被(bei)損壞。
4. 鋼結構件(jian)熱(re)鍍鋅后，相當于(yu)一次低溫退火處(chu)理，能(neng)有效改善鋼基體的(de)機械性能(neng)，消(xiao)除鋼件(jian)成型焊接時的(de)應力，有利于(yu)對鋼結構件(jian)進行車削加(jia)工。
5. 熱鍍鋅后的鋼管表面光亮美(mei)觀。
6. 純鋅(xin)層是熱鍍鋅(xin)中最(zui)富(fu)有塑性的一(yi)層鍍鋅(xin)層，其(qi)性質(zhi)基(ji)本接近于(yu)純鋅(xin)，具有延展性，所(suo)以它富(fu)于(yu)撓性。
二、熱鍍鋅鋼管(guan)鍍層結構(gou)
圖8-29所(suo)示為(wei)熱浸鍍鋅層的(de)結構(gou)。如(ru)圖所(suo)示，鍍層自鐵基體由(you)內(nei)往外分別(bie)Γ相、δ相、ξ相和(he)η相，
它們的各自(zi)特(te)點如下：
Γ相(xiang)(xiang)(xiang)：Γ相(xiang)(xiang)(xiang)是金屬化(hua)合(he)物相(xiang)(xiang)(xiang)，它硬而脆，含鐵量約為21％～28％。其化(hua)學成分，有人認為是FeZn3或Fe3Zn10，也有人認為相(xiang)(xiang)(xiang)當于FesZn21。在熱鍍鋅(xin)層中Γ相(xiang)(xiang)(xiang)常與(yu)基體緊密相(xiang)(xiang)(xiang)鄰，且它的厚度極薄。當浸漬(zi)時間較短時一般(ban)不易出現。
δ相：含(han)鐵量在7％～11.5％，是化學成(cheng)分(fen)相當于FeZn，的(de)金屬(shu)間化合物。
ξ相：δ相的(de)外(wai)面(mian)是呈(cheng)針(zhen)狀或(huo)穗狀的(de)ζ相，它的(de)含(han)Zn量為93.8％～98％，化(hua)學(xue)成分相當于(yu)Fe，它不如8層那么致密，且由于(yu)它的(de)結構為單(dan)斜(xie)晶格(ge)，所(suo)以ζ相很脆。
η相：η相為(wei)純鋅層(ceng)。n相硬度低，塑性(xing)好，但是耐(nai)磨性(xing)較其他相層(ceng)較差。
三、熱(re)鍍鋅鋼管生產(chan)工藝
熱鍍(du)鋅(xin)(xin)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)是先(xian)將鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)進行堿洗脫(tuo)脂，去(qu)除(chu)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)表(biao)面(mian)附著的(de)(de)油(you)漬、油(you)污等(deng)污物，再經酸洗，去(qu)除(chu)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)表(biao)面(mian)的(de)(de)氧化皮等(deng)物，再浸入氯化銨和(he)氯化鋅(xin)(xin)混合(he)(he)(he)水溶液槽(cao)中(zhong)進行助鍍(du)處理，烘干后(hou)送入熱浸鍍(du)槽(cao)中(zhong)，使(shi)熔融(rong)鋅(xin)(xin)液與鐵(tie)基(ji)體反(fan)應(ying)(ying)而產生合(he)(he)(he)金層(ceng)，從而使(shi)基(ji)體和(he)鍍(du)層(ceng)結(jie)合(he)(he)(he)牢(lao)固。鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)在鋅(xin)(xin)液中(zhong)浸鍍(du)一(yi)(yi)定時間(jian)后(hou)出鋅(xin)(xin)鍋，表(biao)面(mian)附著一(yi)(yi)層(ceng)純鋅(xin)(xin)熔融(rong)液，通過外(wai)吹(chui)和(he)內(nei)(nei)吹(chui)工(gong)序分別控制鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)外(wai)表(biao)面(mian)和(he)內(nei)(nei)表(biao)面(mian)鋅(xin)(xin)層(ceng)厚度。熱鍍(du)鋅(xin)(xin)具(ju)有鍍(du)層(ceng)均勻(yun)，附著力(li)(li)強，使(shi)用壽命(ming)長等(deng)優點。鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)基(ji)體與熔融(rong)的(de)(de)鍍(du)液發(fa)生復雜的(de)(de)物理、化學反(fan)應(ying)(ying)，形成耐腐蝕的(de)(de)結(jie)構緊密的(de)(de)鋅(xin)(xin)-鐵(tie)合(he)(he)(he)金層(ceng)以及(ji)純鋅(xin)(xin)層(ceng)與鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)基(ji)體融(rong)為一(yi)(yi)體，故(gu)其耐腐蝕能力(li)(li)強。圖(tu)8-30是典(dian)型的(de)(de)熱鍍(du)鋅(xin)(xin)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)生產工(gong)藝流程圖(tu)。
四、影響鍍(du)鋅質量的關鍵
1. 據有關文獻，鋼(gang)基中(zhong)碳含(han)量越高，鐵(tie)-鋅(xin)反應(ying)就愈劇烈(lie)，鐵(tie)的重量損(sun)失(shi)愈大。鋼(gang)基反應(ying)愈劇烈(lie)，鐵(tie)-鋅(xin)合金層變的越厚，鋅(xin)層附著性將變壞。因此通常熱鍍鋅(xin)原(yuan)料均選擇0.22％以下的低碳鋼(gang)。
2. 含硅(gui)量較高(gao)的鎮(zhen)靜鋼對鍍鋅影響非常大(da)，會造成(cheng)生產成(cheng)本增加，設備(bei)損耗增大(da)等一(yi)系列后(hou)果，為此熱(re)鍍鋅的原料均采用低硅(gui)的沸騰鋼或鋁鎮(zhen)靜鋼。鋼管（硅(gui)含量＜0.35％）在(zai)490℃以下浸(jin)(jin)鍍，鍍層(ceng)致密，附(fu)著(zhu)性和外觀(guan)(guan)質(zhi)量好。而(er)在(zai)495～530℃浸(jin)(jin)鍍，形成(cheng)的鍍鋅層(ceng)附(fu)著(zhu)性差，且隨著(zhu)浸(jin)(jin)鍍時間的加長而(er)使鍍層(ceng)變厚，耐腐(fu)蝕性變差，外觀(guan)(guan)上(shang)顏(yan)色(se)暗淡。
3. 鍍(du)(du)(du)鋅時(shi)(shi)，鋅液(ye)(ye)中(zhong)加鋁(lv)(lv)，可改(gai)善(shan)鋅層的附著性(xing)，所以帶鋼鋁(lv)(lv)含(han)量可根據(ju)生(sheng)(sheng)產實(shi)際情況確(que)定(ding)。鋅液(ye)(ye)中(zhong)鋁(lv)(lv)的含(han)量愈高(gao)(gao)，則鍍(du)(du)(du)鋅管的表面(mian)光(guang)澤度也愈高(gao)(gao)，但是(shi)如(ru)果鋁(lv)(lv)含(han)量超過一定(ding)值時(shi)(shi)，鍍(du)(du)(du)層光(guang)澤度雖好，卻仍會產生(sheng)(sheng)硫酸銅(tong)浸(jin)鍍(du)(du)(du)試驗不(bu)合(he)格、漏鍍(du)(du)(du)及黑斑等缺陷。鋅液(ye)(ye)中(zhong)鋁(lv)(lv)含(han)量低和鋅液(ye)(ye)溫度高(gao)(gao)使鋅液(ye)(ye)黏性(xing)小流(liu)動性(xing)大(da)卻又生(sheng)(sheng)產較(jiao)厚的鍍(du)(du)(du)層時(shi)(shi)產生(sheng)(sheng)類似水波一樣的浪紋，形成(cheng)了不(bu)均勻(yun)的鍍(du)(du)(du)鋅層厚度。
4. 鋼(gang)管表面(mian)(mian)粗(cu)糙度可導(dao)致(zhi)鋅(xin)層(ceng)重量的(de)(de)(de)增加。因為表面(mian)(mian)粗(cu)糙化就使鋼(gang)基表面(mian)(mian)生成一系列(lie)的(de)(de)(de)凹凸點，進(jin)而生成表面(mian)(mian)粗(cu)糙的(de)(de)(de)海綿狀(zhuang)Fe-Zn結晶(jing)組(zu)織，它比光滑(hua)的(de)(de)(de)Fe-Zn 合金層(ceng)表面(mian)(mian)能(neng)從鋅(xin)鍋中帶(dai)出(chu)更多的(de)(de)(de)鋅(xin)液，由此便生成了較厚的(de)(de)(de)純鋅(xin)層(ceng)。
綜上所述，導(dao)致(zhi)鍍(du)鋅(xin)(xin)管鍍(du)不(bu)上鋅(xin)(xin)的(de)主要原(yuan)因是帶鋼成(cheng)分碳含量高、鍍(du)鋅(xin)(xin)前酸(suan)洗不(bu)好表面(mian)存留殘留物；鍍(du)完鋅(xin)(xin)表面(mian)粗糙、不(bu)光滑、鍍(du)層厚(hou)的(de)主要原(yuan)因是帶鋼表面(mian)粗糙、鍍(du)鋅(xin)(xin)工藝影響。
