熱鍍鋅管防腐原理與制作工藝

 

熱鍍鋅管是將鋼管、無縫鋼管、直縫焊管，等金屬浸入熔融液態(tài)金屬或合金中獲得鍍層的一種工藝技術(shù)。前瞻網(wǎng)認(rèn)為熱鍍鋅是當(dāng)今世界上應(yīng)用最廣泛、性能價(jià)格比最優(yōu)的鋼材表面處理方法。熱鍍鋅產(chǎn)品對鋼鐵的減蝕延壽、節(jié)能節(jié)材起著不可估量和不可替代的作用，同時(shí)鍍層鋼材也是國家扶植和優(yōu)先發(fā)展的高附加值短線產(chǎn)品。

1熱鍍鋅管的熱鍍鋅層防護(hù)性能

通常電鍍鋅層厚度5～15μm，而熱鍍鋅層一般在35μm以上，甚至高達(dá)200μm。熱鍍鋅覆蓋能力好，鍍層致密，無有機(jī)物夾雜。眾所周知，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(shí)，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(shí)鋅作為陽極被溶解，鐵作為陰極受到保護(hù)。顯然熱鍍鋅對基體金屬鐵的抗大氣腐蝕能力優(yōu)于電鍍鋅。

2熱鍍鋅管的熱鍍鋅層形成過程

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(shí)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?cái)⑹鰹椋寒?dāng)鐵工件浸入熔融的鋅液時(shí)，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(shí)表面形成純鋅層，為六方晶體。其含鐵量不大于0.003%。

鍍鋅管分兩種熱鍍鋅管冷鍍鋅管它們的區(qū)別

熱鍍鋅抗腐蝕能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于冷鍍鋅（又稱電鍍鋅）。熱鍍鋅在幾年里都不會生銹，冷鍍鋅在半年里就會生銹！

冷鍍鋅工藝用于保護(hù)金屬防止腐蝕，為此利用了鋅填料的涂料，在利用任何一種涂敷的方法將其涂在被保護(hù)表面，干燥之后形成鋅填料涂層，在干燥涂層中具有含量的鋅（達(dá)到95%）。鋼鐵在冷卻的條件下在表面鍍鋅，而熱鍍鋅是鋼管在熱浸的條件下對表面鍍鋅，它的附著力很強(qiáng)，不容易脫落，熱鍍鋅管雖然也出現(xiàn)銹蝕的現(xiàn)象，但在很長的周期可以滿足技術(shù)、衛(wèi)生要求

熱鍍鋅管的鍍鋅（鋼管）生產(chǎn)工藝：

上料→酸洗、水洗→溶劑→烘干→熱鍍鋅→內(nèi)、外吹→滾標(biāo)、標(biāo)識→鈍化→檢驗(yàn)→包裝。

上料：

上料工應(yīng)檢查原料情況：

1、鋼管的外表面不得粘有油污（特別是瀝青油調(diào)合漆等油污），否則會造成大批不合格品。

2、鋼管在生產(chǎn)后一定要矯直，消除鋼管的內(nèi)應(yīng)力。

3、鋼管外表面出現(xiàn)凹凸不平的腐蝕不能鍍鋅，否則將浪費(fèi)大量鹽酸。

4、鋼管在運(yùn)輸過程中不能出現(xiàn)人為彎管。

5、用于熱鍍鋅的鋼管，不允許把標(biāo)識物貼在鋼管的內(nèi)、外壁上，以免造成漏鍍。

鋼管的酸洗、水洗：

1、鋼管的酸洗：

1）酸洗工在工作前必須穿戴好勞動保護(hù)用品，在工作中認(rèn)真檢查工作現(xiàn)場有無障礙、吊帶是否完好無損，確認(rèn)完好后方可進(jìn)行工作。

2）酸洗主要采用鹽酸酸洗，采用水來配制鹽酸，鹽酸含量為18～20%比較合適。

3）酸洗工工作前首先了解酸的濃度、溫度及本槽酸洗管的噸位。

4）吊管時(shí)兩根吊帶要離開端頭1.3米左右，防止吊彎鋼管，造成鍍鋅管內(nèi)漏；在往酸槽下管時(shí)，鋼管要傾斜15°，先下自己站立的一端，防止噴酸傷人。

5）鋼管每次酸洗，重量在2～5噸為宜，時(shí)間5～15分鐘。

6）鋼管在酸洗時(shí)要經(jīng)常振動，在振動過程中要把鋼管平放在酸槽的橫條石上，反復(fù)起動一側(cè)吊帶3次后再起動另一側(cè)吊帶3次，重復(fù)兩次后再吊起；振動上升角度不大于15°。

7）酸槽加溫時(shí)，先將蒸汽管固定牢固后再打開蒸汽閥門。

8）天車吊管進(jìn)、出酸槽時(shí)，不得撞擊槽壁，防止損壞酸槽。

9）鋼管的欠酸洗的主要原因：

（1）鋼管在進(jìn)料時(shí)要嚴(yán)格檢查，要做到不合格鋼管不投入酸洗。。

（2）鋼管在振動時(shí)不認(rèn)真操作。

（3）酸洗時(shí)間及鹽酸含量不足。

10）鋼管過酸洗的主要原因：

（1）鹽酸含量過高。

（2）酸洗時(shí)間過長。

11）酸洗后檢查鋼管外表面是否光滑、有無殘留氧化鐵皮、有無油垢污染鋼管表面。

2、鋼管的水洗：

1）鋼管的水洗要在流動的清水槽中進(jìn)行，水洗時(shí)要將鋼管全部浸在水中，把酸洗吊帶放松，起落三到四次。

2）水洗后，要將鋼管內(nèi)的水控凈，盡快進(jìn)行溶劑處理，以防止鋼管氧化。

3）清洗水鐵鹽含量標(biāo)準(zhǔn)不得超標(biāo)，無其他雜物，保持干凈透明。

4）在洗管時(shí)，嚴(yán)禁操作人員跨越酸洗槽，防止滑倒或掉入酸槽傷人。

鋼管的溶劑處理：

1、鋼管進(jìn)入溶劑槽內(nèi)，把吊帶放松到鋼管全部浸入溶劑內(nèi)，不允許鋼管表面露出溶劑表面。等鋼管兩端不冒氣泡為止，再吊起鋼管的一側(cè)上下振動，吊起鋼管控凈溶劑后進(jìn)入烘干臺架。

2、鋼管在溶劑處理過程中鋼管的傾斜角度不大于15°。

3、鋼管在溶劑中浸泡時(shí)間為60～120秒，當(dāng)班回鍍管浸泡3～5分鐘，接班回鍍管浸泡5～10分鐘。

4、溶劑溫度:常溫 保持溶劑干凈。

5、溶劑處理后的鋼管，不要粘上其它臟物，不要淋上水，放入烘干臺架擺平；放到烘干臺架上的鋼管，不允許人到鋼管上面去踏，如必須上去，雙腳必須涂上氯化銨后再到管上去作業(yè)。

烘干：

1、溶劑處理合格后的鋼管放在烘干受料臺架上，將鋼管齊頭一側(cè)放在鋅鍋前側(cè)和第二個(gè)磁力輥前側(cè)成直角擺平；彎度較大的管放在后面或者矯直后放在受料架上。

2、烘干炕主要作用是把鋼管表面的水份烘干，另一方面是提升鋼管本身的溫度，防止濺鋅傷人，也不帶走鋅鍋內(nèi)的熱能，促使鋅鐵合金層的加快生成。

3、烘干炕溫度為80℃～180℃，鋼管的干燥時(shí)間為3～7分鐘，也可根據(jù)鋼管的規(guī)格、壁厚不同掌握烘干溫度；干燥工要隨時(shí)檢查鋼管的干燥程度，防止時(shí)間不足進(jìn)入鋅液中濺鋅傷人；烘干時(shí)不要超溫，防止把溶劑烘焦。

熱鍍鋅：

鋼管的熱鍍鋅采用齒盤全浸式半自動鍍鋅方式撥入、壓下、螺旋、拔出、提升的機(jī)械原理，完成熱鍍鋅過程。

1、工藝參數(shù)控制：鋅液溫度應(yīng)控制在440-460℃之間；浸鋅時(shí)間應(yīng)控制在30-60秒之間；加鋁量（鋅液面含鋁量0.01-0.02%）

2、鋅錠使用應(yīng)為國標(biāo)Zn0-3鋅錠。

3、要經(jīng)常維護(hù)控制好拔入壓下螺旋、拔出提升裝置的可靠性能，加強(qiáng)氣缸的潤滑，調(diào)整好鍍鋅管分配器的高度、角度，將設(shè)備調(diào)整到最佳狀態(tài)。

4、接近開關(guān)的擺放位置要準(zhǔn)確無誤；熱電偶線和表要統(tǒng)一型號使用，否則，溫度誤差大，熱電偶的保護(hù)套管，要經(jīng)常檢查更換。

5、操作臺操作人員要根據(jù)爐前設(shè)備運(yùn)行情況及手勢指揮，手動調(diào)整速度防止卡管現(xiàn)象。

6、爐前工使用工具要先預(yù)熱再使用，以防止濺鋅傷人；經(jīng)常檢查有無鋼管掉入鍋內(nèi)，如有要及時(shí)清出；要及時(shí)調(diào)整設(shè)備別卡管，以保障設(shè)備的安全。

7、向鋅鍋內(nèi)加鋅時(shí)，鋅錠要先預(yù)熱，加鋅時(shí)決不允許一捆捆加鋅，加鋅每次最多不多于五塊，應(yīng)將鋅錠縱向貼向鋅鍋壁面緩緩劃下，以免沖擊損壞鋅鍋和濺出大量鋅傷人；鋅液內(nèi)嚴(yán)禁鐵類物質(zhì)掉入，以防產(chǎn)生大量鋅渣。

8、熔鋅時(shí)應(yīng)緩慢加熱，不可燒急火，否則會有損鍍鋅鍋的壽命，而且有大量的鋅蒸汽揮發(fā)出來。這種有害氣體被人體吸入過量后，會患一種“鑄工熱”的病癥。在熔鋅過程中，一旦鋅已具有較高溫度切不可用手去撥動鋅塊，以免灼傷，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)墓ぞ呷軇铀?/span>

9、要定時(shí)清出鋅液表面的鋅灰。刮灰時(shí)應(yīng)輕輕在鋅液表面上用刮灰板刮拭，不能攪動得太厲害，以免鋅灰揚(yáng)起，刮灰板不應(yīng)與正在浸鋅或出管時(shí)的鋼管相碰，以免軋住出現(xiàn)人身事故或設(shè)備事故。

10、爐前地面上的鋅塊、碎鋅、鍍鋅時(shí)帶出的鋅、鋼管流到外面的鋅要隨時(shí)回收回鍋，以減少鋅鍋的熱損失。

11、鋅液表面加鋁錠時(shí)，一定要前后活動幾次保證鋅液表面鋁含量均勻。

12、為了便于澇渣及抽鋅，鋅鍋內(nèi)部要放入20噸鉛。

13、撈渣時(shí)要把撈渣機(jī)先預(yù)熱，鋅渣要分大小塊存放，澇渣溫度應(yīng)控制在455℃以上進(jìn)行，擺動抓渣機(jī)時(shí)必須使用專用工具，離開鋅鍋1米處，腳要站成丁字形。

14、熱鍍鋅工藝要求比較嚴(yán)密，所以在熱鍍鋅生產(chǎn)過程中，一定要干足工位，也就是說在單位時(shí)間內(nèi)的根數(shù)或噸位越多，成本越低，反之越高。

鍍鋅管的引出與外吹：

1、鍍鋅管提出后，采用磁力輥道把鍍鋅管引出，引出機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)不要太快，讓鋅在內(nèi)吹前流凈。

2、外吹環(huán)角度要與磁輥成平行直角，縱向、橫向位置要正，保證鍍鋅管在風(fēng)環(huán)中間通過。

3、安裝磁力輥時(shí)，五個(gè)磁力輥上下左右必須在一條中心線上，保證外吹的后的鍍鋅管鋅層均勻。

4、外吹采用壓縮空氣進(jìn)行外吹，最好采用70℃以上，壓力在0.2-0.4Mpa狀況下進(jìn)行。

5、在下列情況下應(yīng)調(diào)整風(fēng)壓：

（1）、鍍鋅管外表面鋅層太厚。

（2）、外吹后鋅層表面發(fā)暗。

（3）、外吹后鋅層表面粘附著雜物和條狀不干凈物應(yīng)調(diào)節(jié)風(fēng)量。

6、根據(jù)鍍鋅鋼管規(guī)格更換同規(guī)格的風(fēng)環(huán)，風(fēng)環(huán)不能用其它規(guī)格代替。

7、外吹風(fēng)環(huán)在無風(fēng)條件下禁止鍍鋅管通過，以免造成風(fēng)孔堵塞，影響外吹的質(zhì)量。

8、要經(jīng)常檢查外吹環(huán)內(nèi)是否清潔,是否有掛鋅,鍍鋅管外表面是否光滑,有無劃傷；磁輥表面、鏈條是否掛鋅，如有掛鋅要及時(shí)清理。

9、引上輥道由于無磁力輥，鋅層又沒有固牢，鋅層表面最容易劃傷，引上輥速度要和磁力輥速度匹配好。

鍍鋅管的內(nèi)吹、橫移及水冷：

1、熱鍍鋅管通過引上裝置送到內(nèi)吹機(jī)旁通過接近開關(guān)完成橫移，壓下內(nèi)吹，壓頭抬起，橫移，完成內(nèi)吹及下管動作把熱鍍鋅管移進(jìn)冷卻水槽。

2、熱鍍管在引上輥道上是最容易被劃傷的，主要是鋼管在運(yùn)行中鋅還沒有完全凝固。

3、內(nèi)吹采用蒸汽進(jìn)行吹掃，內(nèi)吹壓力為0.4-1.0Mpa；內(nèi)吹后的鍍鋅管內(nèi)表面必須光滑。

4、鍍鋅管在鏈條上要保持一定傾斜角度，讓冷卻水流凈。

5、內(nèi)吹工作業(yè)場所地勢較陡，作業(yè)空間較小，一定要認(rèn)真操作，防止滑倒摔傷，以及彎管傷人；嚴(yán)禁身體的任一部位，直接接觸高溫鍍鋅管，以免傷人。

6、在水槽作業(yè)時(shí)要注意腳下是否站穩(wěn)，有無其它障礙物，防止掉入水槽中；水槽上鏈條運(yùn)行，很容易別管，要防止飛管傷人。

鈍化：

含義：當(dāng)制件需要較長時(shí)間的貯運(yùn)時(shí)，應(yīng)對之間進(jìn)行鈍化處理，以防止在儲運(yùn)過程中產(chǎn)生腐蝕。其腐蝕產(chǎn)物通常稱為白銹。常用鈍化方法有鉻酸鹽和磷酸鹽法。

1、鈍化方式采用熱鍍鋅管在跑道上面直接噴淋鈍化液，在距離噴淋位置一米的地方經(jīng)汽刀抹拭吹凈附液，注意一定要吹凈。

2、采用壓縮冷氣抹拭，吹掉鋼管表面的附液并使涂層均勻。通過調(diào)整氣壓大小調(diào)整涂層的厚度，決不能有多余液珠附在鋅管表面上。

熱鍍鋅管防腐原理與制作工藝