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熱鍍鋅鋼管與國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活品質(zhì)的提高關(guān)系很大,人們?nèi)粘I钪械慕o排水、輸油、供氣、建筑、消防、機(jī)械制造、農(nóng)業(yè)大棚和電力穿線等都離不開熱鍍鋅鋼管。
一、鍍鋅的基礎(chǔ)知識
鍍鋅分為熱鍍鋅和冷鍍鋅(電鍍)。熱鍍鋅又分為熱浸鍍鋅和滲鋅。熱浸鍍鋅,是鋼鐵構(gòu)件浸入熔融的鋅液中獲得金屬覆蓋層的一種方法,是將除銹后的鋼件浸入500℃左右融化的鋅液中,使鋼構(gòu)件表面附著鋅層,從而起到防腐的目的。主要用于各行業(yè)的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)施上。自從1836年法國把熱鍍鋅應(yīng)用于工業(yè)以來,已經(jīng)有了一百七十八年的歷史。
二、熱浸鍍鋅防腐的科學(xué)原理
1.熱浸鍍鋅層的防護(hù)性能
鋅的抗大氣腐蝕的機(jī)理有機(jī)械保護(hù)及電化學(xué)保護(hù),在大氣腐蝕條件下鋅層表面有ZnO、Zn(OH)2及堿式碳酸鋅保護(hù)膜,一定程度上減緩鋅的腐蝕,這層保護(hù)膜(也稱白銹)受到破壞又會形成新的膜層。當(dāng)鋅層破壞嚴(yán)重,危及到鐵基體時,鋅對基體產(chǎn)生電化學(xué)保護(hù),鋅的標(biāo)準(zhǔn)電位-0.76V,鐵的標(biāo)準(zhǔn)電位-0.44V,鋅與鐵形成微電池時鋅作為陽極被溶解,鐵作為陰極受到保護(hù)。熱鍍鋅鋼管內(nèi)外表面鋅層覆蓋能力好,鍍層致密,無有機(jī)物夾雜。
2.熱浸鍍鋅鋅層的生成原理
熱鍍鋅層形成過程是鐵基體與最外面的純鋅層之間形成鐵-鋅合金的過程,工件表面在熱浸鍍時形成鐵-鋅合金層,才使得鐵與純鋅層之間很好結(jié)合,其過程可簡單地敘述為:當(dāng)鐵工件浸入熔融的鋅液時,首先在界面上形成鋅與α鐵(體心)固熔體。這是基體金屬鐵在固體狀態(tài)下溶有鋅原子所形成一種晶體,兩種金屬原子之間是融合,原子之間引力比較小。因此,當(dāng)鋅在固熔體中達(dá)到飽和后,鋅鐵兩種元素原子相互擴(kuò)散,擴(kuò)散到(或叫滲入)鐵基體中的鋅原子在基體晶格中遷移,逐漸與鐵形成合金,而擴(kuò)散到熔融的鋅液中的鐵就與鋅形成金屬間化合物FeZn13,沉入熱鍍鋅鍋底,即為鋅渣。當(dāng)工件從浸鋅液中移出時表面形成純鋅層,為六方晶體。其含鐵量不大于0.003%。
熱鍍鋅鋼管就是將鋼管進(jìn)行酸洗,去掉表面的氧化層,合水鎮(zhèn)熱鍍鋅鋼管,然后在氯化鋅水溶液中進(jìn)行清洗,之后將鋼管放入熱鍍梓槽中,再經(jīng)過加熱,熱鍍鋅鋼管就形成了。 優(yōu)勢一:整個鋼材表面均受到保護(hù),無論在凹陷處管件內(nèi)部,或任何其它涂層很難進(jìn)入的角落,溶化鋅均很容易均勻地覆蓋上。 優(yōu)勢二:鍍鋅層的硬度值比鋼材還大。最上層的Eta layer 只有 70 DPN 硬度,故易受碰撞而凹入,但下層Zeta layer 及 delta layer 分別有179及211 DPN 硬度值比鐵材的159 DPN硬度值還高,故其抗沖擊及抗磨耗性均相當(dāng)良好 優(yōu)勢三:在邊角區(qū),鋅層往往比其它地方還厚,且有良好的韌性 及抗磨耗性。而其它涂層在此邊角處,往往是最薄最不易施工,最易受傷害處,熱鍍鋅鋼管,故常須再維護(hù)。 優(yōu)勢四:即使因受很大的機(jī)械傷害或其它原因,造成一小部分的鋅層脫落, 將鐵基外出,此時,周圍鋅層就會發(fā)揮犧牲陽極的功能,來保護(hù)此處鋼鐵,使其不受侵蝕。而其它涂層則剛好相反,銹會馬上生成,且迅速漫延至涂層下面,引起涂層剝落。 優(yōu)勢五:鋅層在大氣中的消耗是非常緩慢的,約為鋼鐵腐蝕速率的1/17至1/18,且是可預(yù)估的 。其壽命遠(yuǎn)超過其它任何涂層。 優(yōu)勢六:鍍層壽命在某一特定的環(huán)境下,主要視鍍層厚度而定。而鍍層厚度又受鋼鐵厚度而決定,即越厚的鋼鐵易得較厚的鍍層,故同一個鋼構(gòu)中厚的鋼鐵部位一定也得到較厚的鍍層,以保證得到更長的壽命。 優(yōu)勢七:因美觀、藝術(shù),或在特定嚴(yán)重腐蝕環(huán)境使用時,大成鎮(zhèn)熱鍍鋅鋼管,鍍鋅層可再施以上漆處理duplex system,只要漆的系統(tǒng)選用正確、施工容易,新寶鎮(zhèn)熱鍍鋅鋼管,其防蝕效果比單獨上漆及熱浸鋅壽命加起來還要好上1.5~2.5倍。 優(yōu)勢八:用鋅層來保護(hù)鋼鐵,除了熱浸鍍鋅法外,尚有其它數(shù)種方法,其優(yōu)劣比較顯示,一般使用最廣、防蝕且經(jīng)濟(jì)效益好者,為熱浸鍍鋅法。
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