一、鋼管鍍鋅層的特(te)點(dian)
1. 鍍鋅層的保護機理：
a. 隔離作用
鋼材(cai)表面覆(fu)蓋了一層有一定厚度且結構致(zhi)密的(de)純(chun)鋅層，阻斷了腐蝕(shi)溶液和(he)鋼材(cai)接觸的(de)可(ke)能性(xing)，從而避免鋼材(cai)被溶液腐蝕(shi)。鋅在空氣干燥的(de)空間內(nei)存放，能夠保持其(qi)性(xing)能的(de)穩定性(xing)。
b. 電化學保(bao)護
假若空氣濕度較(jiao)大，鋅(xin)表面有水膜存在(zai)(zai)，表面發生有氧參與的電(dian)化(hua)學(xue)腐蝕(shi)，就會形成一種致密的堿式碳酸(suan)鋅(xin)薄膜，阻(zu)斷空氣與內部接觸。在(zai)(zai)特定(ding)環境中(zhong)，鍍鋅(xin)層(ceng)破壞使(shi)鋼基(ji)裸露，鋼基(ji)體與表面鍍鋅(xin)層(ceng)形成特殊的微(wei)電(dian)池(chi)，表面鍍鋅(xin)層(ceng)作(zuo)為犧(xi)牲陽極，鋼基(ji)體作(zuo)為陰極同(tong)樣受到有效(xiao)保(bao)護。
2. 結(jie)構致密(mi)、具有較強(qiang)防(fang)腐(fu)性能(neng)的鐵一鋅合金層(ceng)可(ke)用于海洋建(jian)設和(he)工業(ye)防(fang)腐(fu)。
3. 鋅一鐵因(yin)發生互溶而結(jie)合(he)牢(lao)固，耐磨(mo)性(xing)良好。鋅的延展(zhan)性(xing)較好，它的合(he)金(jin)層能夠(gou)牢(lao)固附(fu)著于鋼基(ji)體(ti)上，因(yin)而工業生產中可將熱鍍件進行軋制、彎(wan)曲、冷沖(chong)和拉絲(si)等成型操作，鍍層不被損壞。
4. 鋼(gang)(gang)結構(gou)件熱(re)鍍鋅后(hou)，相當于(yu)一次低溫退火(huo)處(chu)理，能(neng)有效改(gai)善(shan)鋼(gang)(gang)基體的(de)機械性(xing)能(neng)，消除(chu)鋼(gang)(gang)件成型焊接時的(de)應力，有利于(yu)對鋼(gang)(gang)結構(gou)件進(jin)行車削加工(gong)。
5. 熱鍍鋅后的鋼管表(biao)面(mian)光亮美觀(guan)。
6. 純鋅層是熱鍍鋅中最富有塑性的(de)一層鍍鋅層，其(qi)性質基本接近于(yu)純鋅，具有延展性，所(suo)以(yi)它富于(yu)撓性。
二、熱鍍鋅(xin)鋼管鍍層(ceng)結構(gou)
圖(tu)8-29所示為熱浸(jin)鍍鋅層(ceng)的結構。如圖(tu)所示，鍍層(ceng)自鐵基體由內往外分別Γ相(xiang)、δ相(xiang)、ξ相(xiang)和η相(xiang)，
它(ta)們的各自特點如下(xia)：
Γ相(xiang)(xiang)(xiang)：Γ相(xiang)(xiang)(xiang)是金屬化合物相(xiang)(xiang)(xiang)，它硬而(er)脆，含鐵量約(yue)為(wei)(wei)21％～28％。其化學成分，有人認(ren)為(wei)(wei)是FeZn3或Fe3Zn10，也有人認(ren)為(wei)(wei)相(xiang)(xiang)(xiang)當于FesZn21。在熱鍍鋅層(ceng)中Γ相(xiang)(xiang)(xiang)常與基(ji)體緊密相(xiang)(xiang)(xiang)鄰，且它的厚度極薄。當浸漬時間較短(duan)時一般(ban)不易出(chu)現。
δ相：含鐵量在7％～11.5％，是化(hua)學(xue)成分(fen)相當于FeZn，的(de)金屬間化(hua)合物(wu)。
ξ相(xiang)(xiang)：δ相(xiang)(xiang)的(de)(de)外面是呈針狀或穗(sui)狀的(de)(de)ζ相(xiang)(xiang)，它的(de)(de)含Zn量(liang)為93.8％～98％，化學成分相(xiang)(xiang)當于Fe，它不如8層那么致密(mi)，且由于它的(de)(de)結(jie)構為單斜(xie)晶格，所以ζ相(xiang)(xiang)很脆。
η相：η相為(wei)純鋅層。n相硬度(du)低，塑性好，但是耐磨(mo)性較(jiao)其他相層較(jiao)差。
三、熱鍍鋅鋼(gang)管生產(chan)工(gong)藝
熱(re)(re)鍍(du)(du)(du)鋅(xin)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)是先將鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)進(jin)(jin)行(xing)堿洗(xi)脫脂，去除鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)表面(mian)附(fu)(fu)著(zhu)的(de)(de)油漬、油污等污物(wu)，再(zai)經(jing)酸(suan)洗(xi)，去除鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)表面(mian)的(de)(de)氧化(hua)(hua)皮等物(wu)，再(zai)浸入(ru)氯化(hua)(hua)銨和氯化(hua)(hua)鋅(xin)混(hun)合(he)水溶(rong)液(ye)槽中進(jin)(jin)行(xing)助鍍(du)(du)(du)處理，烘干后送入(ru)熱(re)(re)浸鍍(du)(du)(du)槽中，使(shi)熔融(rong)鋅(xin)液(ye)與(yu)(yu)鐵(tie)基(ji)體反應(ying)而產生(sheng)合(he)金層，從而使(shi)基(ji)體和鍍(du)(du)(du)層結(jie)合(he)牢固。鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)在鋅(xin)液(ye)中浸鍍(du)(du)(du)一(yi)(yi)定時(shi)間后出鋅(xin)鍋，表面(mian)附(fu)(fu)著(zhu)一(yi)(yi)層純(chun)鋅(xin)熔融(rong)液(ye)，通過(guo)外吹和內吹工序分別控制鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)外表面(mian)和內表面(mian)鋅(xin)層厚度。熱(re)(re)鍍(du)(du)(du)鋅(xin)具有鍍(du)(du)(du)層均(jun)勻，附(fu)(fu)著(zhu)力(li)強，使(shi)用壽命(ming)長(chang)等優點。鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)基(ji)體與(yu)(yu)熔融(rong)的(de)(de)鍍(du)(du)(du)液(ye)發生(sheng)復雜的(de)(de)物(wu)理、化(hua)(hua)學(xue)反應(ying)，形成耐腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)結(jie)構緊密(mi)的(de)(de)鋅(xin)-鐵(tie)合(he)金層以及純(chun)鋅(xin)層與(yu)(yu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)基(ji)體融(rong)為一(yi)(yi)體，故其耐腐(fu)(fu)蝕能力(li)強。圖8-30是典型的(de)(de)熱(re)(re)鍍(du)(du)(du)鋅(xin)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)生(sheng)產工藝(yi)流程圖。
四、影(ying)響鍍鋅質量(liang)的關鍵
1. 據有關(guan)文獻，鋼(gang)基中碳含量(liang)越高，鐵-鋅反(fan)應(ying)就(jiu)愈劇烈，鐵的(de)(de)重量(liang)損失愈大。鋼(gang)基反(fan)應(ying)愈劇烈，鐵-鋅合金層(ceng)變(bian)的(de)(de)越厚，鋅層(ceng)附著(zhu)性將變(bian)壞(huai)。因此通常熱鍍鋅原料均(jun)選擇0.22％以下的(de)(de)低碳鋼(gang)。
2. 含硅(gui)(gui)(gui)量(liang)較高的(de)鎮靜(jing)鋼(gang)對鍍(du)(du)(du)(du)鋅影響非(fei)常大，會造(zao)成(cheng)生(sheng)產(chan)成(cheng)本增(zeng)加，設(she)備損(sun)耗增(zeng)大等一(yi)系(xi)列(lie)后果，為此(ci)熱鍍(du)(du)(du)(du)鋅的(de)原料(liao)均(jun)采(cai)用低硅(gui)(gui)(gui)的(de)沸騰鋼(gang)或鋁(lv)鎮靜(jing)鋼(gang)。鋼(gang)管（硅(gui)(gui)(gui)含量(liang)＜0.35％）在490℃以下浸鍍(du)(du)(du)(du)，鍍(du)(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)致密(mi)，附著性和(he)外觀(guan)質量(liang)好。而在495～530℃浸鍍(du)(du)(du)(du)，形成(cheng)的(de)鍍(du)(du)(du)(du)鋅層(ceng)(ceng)附著性差，且隨著浸鍍(du)(du)(du)(du)時間(jian)的(de)加長(chang)而使鍍(du)(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)變厚(hou)，耐腐蝕性變差，外觀(guan)上顏色暗淡。
3. 鍍(du)鋅(xin)時，鋅(xin)液(ye)(ye)(ye)中加鋁(lv)，可(ke)改善鋅(xin)層的(de)(de)附著性，所以帶(dai)鋼鋁(lv)含(han)量可(ke)根(gen)據生產(chan)實際(ji)情(qing)況(kuang)確定。鋅(xin)液(ye)(ye)(ye)中鋁(lv)的(de)(de)含(han)量愈高，則鍍(du)鋅(xin)管的(de)(de)表面光澤(ze)度(du)也愈高，但是(shi)如果(guo)鋁(lv)含(han)量超(chao)過一定值時，鍍(du)層光澤(ze)度(du)雖好(hao)，卻(que)(que)仍會產(chan)生硫酸(suan)銅(tong)浸鍍(du)試驗不合格、漏鍍(du)及(ji)黑斑(ban)等缺陷。鋅(xin)液(ye)(ye)(ye)中鋁(lv)含(han)量低和鋅(xin)液(ye)(ye)(ye)溫度(du)高使鋅(xin)液(ye)(ye)(ye)黏性小流動性大(da)卻(que)(que)又生產(chan)較厚(hou)的(de)(de)鍍(du)層時產(chan)生類似水波一樣(yang)的(de)(de)浪紋，形成了(le)不均勻(yun)的(de)(de)鍍(du)鋅(xin)層厚(hou)度(du)。
4. 鋼管(guan)表(biao)(biao)面粗糙(cao)度可導(dao)致鋅(xin)(xin)層(ceng)重(zhong)量(liang)的(de)增加(jia)。因為表(biao)(biao)面粗糙(cao)化就(jiu)使鋼基表(biao)(biao)面生(sheng)成(cheng)一系列的(de)凹凸點，進而生(sheng)成(cheng)表(biao)(biao)面粗糙(cao)的(de)海綿狀Fe-Zn結晶組織，它比光滑的(de)Fe-Zn 合金層(ceng)表(biao)(biao)面能(neng)從(cong)鋅(xin)(xin)鍋中帶出更多的(de)鋅(xin)(xin)液，由此便生(sheng)成(cheng)了較(jiao)厚的(de)純鋅(xin)(xin)層(ceng)。
綜上所述(shu)，導致鍍(du)鋅管鍍(du)不(bu)上鋅的主要(yao)(yao)原因是帶鋼成分碳含量高(gao)、鍍(du)鋅前酸洗不(bu)好表(biao)面存留殘留物；鍍(du)完(wan)鋅表(biao)面粗糙、不(bu)光(guang)滑、鍍(du)層厚的主要(yao)(yao)原因是帶鋼表(biao)面粗糙、鍍(du)鋅工(gong)藝影響。
