一、鋼管鍍鋅層的特點
1. 鍍鋅層的保護機理：
a. 隔離作用
鋼材表面覆蓋了一層有一定厚度且結(jié)構(gòu)致密的純鋅層，阻斷了腐蝕溶液和鋼材接觸的可能性，從而避免鋼材被溶液腐蝕。鋅在空氣干燥的空間內(nèi)存放，能夠保持其性能的穩(wěn)定性。
b. 電化學保護
假若空氣濕度較大，鋅表面有水膜存在，表面發(fā)生有氧參與的電化學腐蝕，就會形成一種致密的堿式碳酸鋅薄膜，阻斷空氣與內(nèi)部接觸。在特定環(huán)境中，鍍鋅層破壞使鋼基裸露，鋼基體與表面鍍鋅層形成特殊的微電池，表面鍍鋅層作為犧牲陽極，鋼基體作為陰極同樣受到有效保護。
2. 結(jié)構(gòu)致密、具有較強防腐性能的鐵一鋅合金層可用于海洋建設和工業(yè)防腐。
3. 鋅一鐵因發(fā)生互溶而結(jié)合牢固，耐磨性良好。鋅的延展性較好，它的合金層能夠牢固附著于鋼基體上，因而工業(yè)生產(chǎn)中可將熱鍍件進行軋制、彎曲、冷沖和拉絲等成型操作，鍍層不被損壞。
4. 鋼結(jié)構(gòu)件熱鍍鋅后，相當于一次低溫退火處理，能有效改善鋼基體的機械性能，消除鋼件成型焊接時的應力，有利于對鋼結(jié)構(gòu)件進行車削加工。
5. 熱鍍鋅后的鋼管表面光亮美觀。
6. 純鋅層是熱鍍鋅中最富有塑性的一層鍍鋅層，其性質(zhì)基本接近于純鋅，具有延展性，所以它富于撓性。
二、熱鍍鋅鋼管鍍層結(jié)構(gòu)
圖8-29所示為熱浸鍍鋅層的結(jié)構(gòu)。如圖所示，鍍層自鐵基體由內(nèi)往外分別Γ相、δ相、ξ相和η相，
它們的各自特點如下：
Γ相：Γ相是金屬化合物相，它硬而脆，含鐵量約為21％～28％。其化學成分，有人認為是FeZn3或Fe3Zn10，也有人認為相當于FesZn21。在熱鍍鋅層中Γ相常與基體緊密相鄰，且它的厚度極薄。當浸漬時間較短時一般不易出現(xiàn)。
δ相：含鐵量在7％～11.5％，是化學成分相當于FeZn，的金屬間化合物。
ξ相：δ相的外面是呈針狀或穗狀的ζ相，它的含Zn量為93.8％～98％，化學成分相當于Fe，它不如8層那么致密，且由于它的結(jié)構(gòu)為單斜晶格，所以ζ相很脆。
η相：η相為純鋅層。n相硬度低，塑性好，但是耐磨性較其他相層較差。
三、熱鍍鋅鋼管生產(chǎn)工藝
熱鍍鋅鋼管是先將鋼管進行堿洗脫脂，去除鋼管表面附著的油漬、油污等污物，再經(jīng)酸洗，去除鋼管表面的氧化皮等物，再浸入氯化銨和氯化鋅混合水溶液槽中進行助鍍處理，烘干后送入熱浸鍍槽中，使熔融鋅液與鐵基體反應而產(chǎn)生合金層，從而使基體和鍍層結(jié)合牢固。鋼管在鋅液中浸鍍一定時間后出鋅鍋，表面附著一層純鋅熔融液，通過外吹和內(nèi)吹工序分別控制鋼管外表面和內(nèi)表面鋅層厚度。熱鍍鋅具有鍍層均勻，附著力強，使用壽命長等優(yōu)點。鋼管基體與熔融的鍍液發(fā)生復雜的物理、化學反應，形成耐腐蝕的結(jié)構(gòu)緊密的鋅-鐵合金層以及純鋅層與鋼管基體融為一體，故其耐腐蝕能力強。圖8-30是典型的熱鍍鋅鋼管生產(chǎn)工藝流程圖。
四、影響鍍鋅質(zhì)量的關鍵
1. 據(jù)有關文獻，鋼基中碳含量越高，鐵-鋅反應就愈劇烈，鐵的重量損失愈大。鋼基反應愈劇烈，鐵-鋅合金層變的越厚，鋅層附著性將變壞。因此通常熱鍍鋅原料均選擇0.22％以下的低碳鋼。
2. 含硅量較高的鎮(zhèn)靜鋼對鍍鋅影響非常大，會造成生產(chǎn)成本增加，設備損耗增大等一系列后果，為此熱鍍鋅的原料均采用低硅的沸騰鋼或鋁鎮(zhèn)靜鋼。鋼管（硅含量＜0.35％）在490℃以下浸鍍，鍍層致密，附著性和外觀質(zhì)量好。而在495～530℃浸鍍，形成的鍍鋅層附著性差，且隨著浸鍍時間的加長而使鍍層變厚，耐腐蝕性變差，外觀上顏色暗淡。
3. 鍍鋅時，鋅液中加鋁，可改善鋅層的附著性，所以帶鋼鋁含量可根據(jù)生產(chǎn)實際情況確定。鋅液中鋁的含量愈高，則鍍鋅管的表面光澤度也愈高，但是如果鋁含量超過一定值時，鍍層光澤度雖好，卻仍會產(chǎn)生硫酸銅浸鍍試驗不合格、漏鍍及黑斑等缺陷。鋅液中鋁含量低和鋅液溫度高使鋅液黏性小流動性大卻又生產(chǎn)較厚的鍍層時產(chǎn)生類似水波一樣的浪紋，形成了不均勻的鍍鋅層厚度。
4. 鋼管表面粗糙度可導致鋅層重量的增加。因為表面粗糙化就使鋼基表面生成一系列的凹凸點，進而生成表面粗糙的海綿狀Fe-Zn結(jié)晶組織，它比光滑的Fe-Zn 合金層表面能從鋅鍋中帶出更多的鋅液，由此便生成了較厚的純鋅層。
綜上所述，導致鍍鋅管鍍不上鋅的主要原因是帶鋼成分碳含量高、鍍鋅前酸洗不好表面存留殘留物；鍍完鋅表面粗糙、不光滑、鍍層厚的主要原因是帶鋼表面粗糙、鍍鋅工藝影響。
