一、鋼管鍍鋅層(ceng)的特點
1. 鍍鋅層(ceng)的保護機理：
a. 隔離作用
鋼材(cai)表面覆(fu)蓋了一(yi)層有一(yi)定厚(hou)度(du)且結構致(zhi)密的(de)純鋅層，阻斷了腐(fu)蝕(shi)(shi)溶(rong)液和鋼材(cai)接觸的(de)可能(neng)性，從而(er)避免鋼材(cai)被溶(rong)液腐(fu)蝕(shi)(shi)。鋅在空氣干燥的(de)空間內存放，能(neng)夠(gou)保(bao)持其性能(neng)的(de)穩定性。
b. 電化學保(bao)護
假(jia)若空(kong)(kong)氣濕(shi)度較(jiao)大，鋅(xin)(xin)表(biao)面有(you)(you)水膜存在，表(biao)面發(fa)生有(you)(you)氧(yang)參與的電化學腐蝕，就會形(xing)成(cheng)一種致密的堿式(shi)碳酸(suan)鋅(xin)(xin)薄膜，阻斷空(kong)(kong)氣與內(nei)部接觸(chu)。在特(te)定環境中，鍍(du)鋅(xin)(xin)層(ceng)破壞(huai)使鋼(gang)基裸露，鋼(gang)基體(ti)與表(biao)面鍍(du)鋅(xin)(xin)層(ceng)形(xing)成(cheng)特(te)殊(shu)的微電池，表(biao)面鍍(du)鋅(xin)(xin)層(ceng)作(zuo)為(wei)犧牲(sheng)陽(yang)極(ji)，鋼(gang)基體(ti)作(zuo)為(wei)陰極(ji)同樣受到(dao)有(you)(you)效(xiao)保護(hu)。
2. 結構致密、具有較強防(fang)(fang)腐性能的鐵一鋅合金層可用于海(hai)洋建(jian)設(she)和工業防(fang)(fang)腐。
3. 鋅一鐵因(yin)發(fa)生互溶而結合(he)牢(lao)固(gu)，耐(nai)磨性良(liang)好。鋅的(de)延展性較好，它的(de)合(he)金層(ceng)能夠牢(lao)固(gu)附著于鋼基(ji)體上，因(yin)而工業生產中可將熱鍍(du)件進行(xing)軋制、彎曲(qu)、冷沖(chong)和(he)拉(la)絲等成型(xing)操作，鍍(du)層(ceng)不被損壞。
4. 鋼(gang)結構(gou)件熱鍍鋅(xin)后，相(xiang)當(dang)于(yu)一(yi)次(ci)低(di)溫退火(huo)處理，能(neng)(neng)有效(xiao)改善鋼(gang)基體的(de)機械(xie)性能(neng)(neng)，消除(chu)鋼(gang)件成型(xing)焊(han)接時(shi)的(de)應力，有利于(yu)對鋼(gang)結構(gou)件進行車削(xue)加工。
5. 熱鍍鋅后(hou)的(de)鋼管表面(mian)光亮(liang)美觀。
6. 純(chun)鋅(xin)層(ceng)是(shi)熱(re)鍍(du)鋅(xin)中最富有(you)塑性的一(yi)層(ceng)鍍(du)鋅(xin)層(ceng)，其性質基本接近(jin)于純(chun)鋅(xin)，具有(you)延展(zhan)性，所以它富于撓性。
二、熱鍍鋅鋼管鍍層結構
圖(tu)8-29所示為熱浸鍍鋅(xin)層的(de)結構。如圖(tu)所示，鍍層自鐵基體由內(nei)往外分(fen)別Γ相、δ相、ξ相和η相，
它們的各自(zi)特(te)點如下(xia)：
Γ相(xiang)(xiang)：Γ相(xiang)(xiang)是(shi)金(jin)屬化合物(wu)相(xiang)(xiang)，它硬而脆，含鐵量約為(wei)(wei)21％～28％。其化學成分，有人認(ren)為(wei)(wei)是(shi)FeZn3或Fe3Zn10，也有人認(ren)為(wei)(wei)相(xiang)(xiang)當于(yu)FesZn21。在(zai)熱鍍鋅層中Γ相(xiang)(xiang)常與基體緊密相(xiang)(xiang)鄰(lin)，且(qie)它的厚度(du)極薄。當浸(jin)漬時(shi)間較(jiao)短時(shi)一般不易出現(xian)。
δ相：含鐵量在7％～11.5％，是(shi)化學成(cheng)分相當于(yu)FeZn，的金(jin)屬間化合物。
ξ相(xiang)：δ相(xiang)的(de)外面(mian)是呈針狀(zhuang)(zhuang)或穗(sui)狀(zhuang)(zhuang)的(de)ζ相(xiang)，它的(de)含Zn量(liang)為(wei)93.8％～98％，化學成(cheng)分相(xiang)當(dang)于(yu)Fe，它不如8層那(nei)么致密(mi)，且由于(yu)它的(de)結構(gou)為(wei)單斜晶格，所以(yi)ζ相(xiang)很(hen)脆。
η相：η相為純鋅(xin)層(ceng)。n相硬度低，塑性(xing)好，但是耐磨(mo)性(xing)較(jiao)(jiao)其他(ta)相層(ceng)較(jiao)(jiao)差。
三、熱鍍鋅鋼管生產工藝
熱鍍(du)(du)鋅(xin)(xin)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)是先將鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)進行(xing)(xing)堿洗脫(tuo)脂(zhi)，去(qu)除鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)表(biao)(biao)面(mian)附(fu)著(zhu)(zhu)的(de)油(you)漬(zi)、油(you)污(wu)等(deng)污(wu)物(wu)，再經酸洗，去(qu)除鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)表(biao)(biao)面(mian)的(de)氧化(hua)皮等(deng)物(wu)，再浸(jin)入氯(lv)化(hua)銨和(he)(he)氯(lv)化(hua)鋅(xin)(xin)混合(he)水溶液(ye)槽中進行(xing)(xing)助(zhu)鍍(du)(du)處(chu)理(li)，烘干后送(song)入熱浸(jin)鍍(du)(du)槽中，使(shi)熔(rong)融(rong)鋅(xin)(xin)液(ye)與鐵(tie)基體反應(ying)而(er)產生合(he)金(jin)層(ceng)(ceng)(ceng)，從而(er)使(shi)基體和(he)(he)鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)結合(he)牢固(gu)。鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)在鋅(xin)(xin)液(ye)中浸(jin)鍍(du)(du)一(yi)定時間后出鋅(xin)(xin)鍋，表(biao)(biao)面(mian)附(fu)著(zhu)(zhu)一(yi)層(ceng)(ceng)(ceng)純鋅(xin)(xin)熔(rong)融(rong)液(ye)，通過外(wai)吹和(he)(he)內吹工序分別控制鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)外(wai)表(biao)(biao)面(mian)和(he)(he)內表(biao)(biao)面(mian)鋅(xin)(xin)層(ceng)(ceng)(ceng)厚(hou)度。熱鍍(du)(du)鋅(xin)(xin)具有鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)均勻，附(fu)著(zhu)(zhu)力強，使(shi)用壽(shou)命長等(deng)優點(dian)。鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)基體與熔(rong)融(rong)的(de)鍍(du)(du)液(ye)發(fa)生復雜的(de)物(wu)理(li)、化(hua)學反應(ying)，形成(cheng)耐(nai)腐(fu)蝕的(de)結構(gou)緊(jin)密的(de)鋅(xin)(xin)-鐵(tie)合(he)金(jin)層(ceng)(ceng)(ceng)以及純鋅(xin)(xin)層(ceng)(ceng)(ceng)與鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)基體融(rong)為(wei)一(yi)體，故(gu)其耐(nai)腐(fu)蝕能力強。圖(tu)8-30是典(dian)型的(de)熱鍍(du)(du)鋅(xin)(xin)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)生產工藝流程圖(tu)。
四、影響鍍(du)鋅質(zhi)量的關鍵
1. 據(ju)有關(guan)文(wen)獻(xian)，鋼基中碳(tan)含量越(yue)高，鐵-鋅反(fan)應(ying)就愈(yu)劇(ju)烈，鐵的重(zhong)量損失愈(yu)大(da)。鋼基反(fan)應(ying)愈(yu)劇(ju)烈，鐵-鋅合金層變(bian)的越(yue)厚，鋅層附著性將變(bian)壞。因此通(tong)常熱鍍鋅原料均選擇0.22％以下(xia)的低碳(tan)鋼。
2. 含硅(gui)量(liang)(liang)較高的鎮靜鋼(gang)對鍍(du)(du)鋅(xin)(xin)影(ying)響非常大(da)，會造(zao)成(cheng)(cheng)生產成(cheng)(cheng)本增加(jia)(jia)，設備損耗增大(da)等(deng)一系列后果(guo)，為此熱鍍(du)(du)鋅(xin)(xin)的原(yuan)料均(jun)采用(yong)低硅(gui)的沸騰鋼(gang)或鋁鎮靜鋼(gang)。鋼(gang)管（硅(gui)含量(liang)(liang)＜0.35％）在490℃以下浸鍍(du)(du)，鍍(du)(du)層(ceng)致密，附著性(xing)和外觀(guan)質量(liang)(liang)好。而在495～530℃浸鍍(du)(du)，形成(cheng)(cheng)的鍍(du)(du)鋅(xin)(xin)層(ceng)附著性(xing)差(cha)，且(qie)隨著浸鍍(du)(du)時間的加(jia)(jia)長(chang)而使(shi)鍍(du)(du)層(ceng)變厚(hou)，耐腐蝕(shi)性(xing)變差(cha)，外觀(guan)上(shang)顏色(se)暗淡。
3. 鍍鋅(xin)時(shi)(shi)，鋅(xin)液(ye)中加(jia)鋁(lv)，可(ke)改(gai)善鋅(xin)層的附著性(xing)，所以帶鋼(gang)鋁(lv)含(han)(han)量可(ke)根(gen)據生(sheng)產(chan)(chan)(chan)實(shi)際情況確定。鋅(xin)液(ye)中鋁(lv)的含(han)(han)量愈高(gao)，則鍍鋅(xin)管的表(biao)面光澤度(du)也愈高(gao)，但是如果鋁(lv)含(han)(han)量超過(guo)一(yi)定值時(shi)(shi)，鍍層光澤度(du)雖(sui)好，卻(que)仍(reng)會產(chan)(chan)(chan)生(sheng)硫(liu)酸(suan)銅浸鍍試驗不合(he)格、漏鍍及黑斑等缺(que)陷(xian)。鋅(xin)液(ye)中鋁(lv)含(han)(han)量低和鋅(xin)液(ye)溫度(du)高(gao)使鋅(xin)液(ye)黏性(xing)小流(liu)動性(xing)大卻(que)又生(sheng)產(chan)(chan)(chan)較(jiao)厚的鍍層時(shi)(shi)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)類(lei)似水波一(yi)樣的浪紋(wen)，形成(cheng)了(le)不均勻的鍍鋅(xin)層厚度(du)。
4. 鋼(gang)管(guan)表(biao)面(mian)粗糙度可導致鋅(xin)層(ceng)重量的(de)增加。因為表(biao)面(mian)粗糙化就(jiu)使鋼(gang)基表(biao)面(mian)生成(cheng)一系列(lie)的(de)凹凸點，進而生成(cheng)表(biao)面(mian)粗糙的(de)海綿狀Fe-Zn結晶組(zu)織，它比光滑(hua)的(de)Fe-Zn 合(he)金層(ceng)表(biao)面(mian)能從(cong)鋅(xin)鍋中(zhong)帶出更多的(de)鋅(xin)液，由此便生成(cheng)了較厚的(de)純鋅(xin)層(ceng)。
綜上所述，導(dao)致鍍鋅(xin)(xin)管鍍不上鋅(xin)(xin)的主(zhu)要原因是帶鋼成分碳含量高、鍍鋅(xin)(xin)前酸洗(xi)不好表(biao)面存留(liu)殘留(liu)物；鍍完鋅(xin)(xin)表(biao)面粗糙(cao)、不光(guang)滑、鍍層厚的主(zhu)要原因是帶鋼表(biao)面粗糙(cao)、鍍鋅(xin)(xin)工(gong)藝影響。
