热镀锌工艺描述(6)

2019-03-22 20:01

起白锈的原因。在有腐蚀剂(如酸,蒸汽、海水浪、花等)存在的条件下,腐蚀还会加剧。因此,镀件堆放及贮运过程中,除了防止碰撞划伤镀层外,还应注意防止白锈的产生。 a.白锈形成机理

锌是非常活泼的金属,锌的表面与周围的潮湿空气接触,会首先与潮湿水汽发生化学反应,生成一层多孔的、胶粘状的Zn(OH)2腐蚀产物。随后,氢氧化锌会进一步与大气中二氧化碳反应生成一层薄的、致密的、有一定粘附性碱式碳酸锌2ZnCO3●3Zn(OH)2腐蚀产物,可以阻止镀层进一步腐蚀。

当镀锌件紧密的堆积并置于潮湿的空气中时,由于镀件间的表面没有自由流动的空气,镀层的局部表面将不能发生形成上述腐蚀产物保护膜的化学反应,而时发生电化学腐蚀,形成白锈。白锈的形成机理实际上就是“氧浓差腐蚀电池”原理。

在潮湿环境中镀件密集堆放时发生的腐蚀反应,可以简化成发生在两镀锌层间被压扁水珠中的反应,如图所示。

这水珠仅有很小的表面暴露在空气中,接近水珠中心的锌表面和在水珠周边锌表面的氧供给量时不同的,这就导致两处锌的电位不同。中心地区氧浓度低成为阳极,而边缘地区氧浓度高成为阴极,从而形成氧浓度差腐蚀电池。

阳极反映为: Zn Zn2++2e (3-11)

阴极反应为: O2+4e-+2H2O 4OH- (3-12) 总反应为: 2Zn+O2+2H2O 2Zn(OH)2 (3-13)

电化学腐蚀速度远高于化学反应腐蚀的速度,阳极区的锌会很快被腐蚀,腐蚀产物为没有保护能力的、相对易溶解的氢氧化锌。由于在此条件下形成的氢氧化锌叫稳定,锌离子就会不断离开镀层进入水中,因而加速了腐蚀。同时,空气中的CO2很难进入阳极区,这就阻止了氢氧化锌向起保护性作用的碱式碳酸锌的转变。在这种情况下的腐蚀产物不能抑制反应的继续进行。

形成白锈时所需的水分来源多种多样。例如,镀件水冷后没有完全干燥,会造成在堆放或包装的时候镀件上留有水分;紧密堆放的镀件由于空气流通不好而干燥缓慢,由于相互接触的表面间的毛细凝聚作用,也会导致镀件表面留由水分。

白锈的严重程度取决于残留水分的成分和在所处环境中持续的时间。如果残留的水分中很有来自海水中的氧化物、来自工业环境的硫化物或来自镀锌操作中助镀剂的残留物,都会提高水的电导率,从而增大氧浓差腐蚀电池的作用。

由于金属锌转变为氧化锌或氢氧化锌时体积增大3~5倍,因此形成的白锈体积较大,从而使白锈腐蚀程度看起来要比实际情况严重得多,严重影响镀层外观,但其实他们仅仅使基底镀层损失很少的锌。对于较厚的结构件镀层,通常白锈对镀层的耐久性及使用寿命没有影响或没有明显影响。 b.白锈的预防及处理

(1)白锈的预防。当镀件贮存及运输需要紧密堆放在一起时,则应该采取足够的预防措施来防止白锈。在镀件周围保持湿度的环境和在堆积的镀件间保证足够的通风,可使白锈减至最少。具体的预防措施如下所述:

1) 可以采用表面处理方式来减少镀层白锈的产生。镀锌管和中空的镀件在镀锌后可涂一层清漆,线材、板材和网材这类产品可打蜡和涂油,对热浸镀锌结构件水冷后即可进行鉻酸盐或其他专用溶液的纯化处理。若镀件可以很快运走并安装时,可不需任何后处理。实际上,热浸镀锌件需不需要进行表面处理主要取别于镀件的外形和可能的储存条件。紧密堆放或套入的镀件防白锈的能力差,特别时当它们不打开连续存放几个星期以上时尤为如此。当然,如果镀锌结构件表面充分暴露时,一般可不进行后处理。如果镀锌表面在6个月内要涂漆,则需选择适当的后处理工艺,一面影响锌层与漆的粘附性。 1)镀件应该在干燥的、有良好通风环境的条件下家覆盖存放。 2)如果镀件只能露天存放,镀件应该从地面架高并用窄条隔离物分开,以便给所有镀件表面提供足有流动的空气。镀件应该倾斜放置以方便排水。镀件不应存放在潮湿的土壤上或腐烂的植被上。在运船时,如果镀件表面可能发生冷凝,也推荐使用隔离物。另外,如果镀件在运输时要通过高山时会冷却,然后再到低处暴露于比较暖和的潮湿的空气中,在这种情况下就必须使用隔离物。含松脂的木材不能用作隔离物或包装物,因为松脂本身就有腐蚀性。在运输和贮存镀件时推荐使用干燥的、未用防腐剂和防火剂处理过的木材,如杨树、槐树和杉

树。存放在容器中的小镀件在包装前要彻底干燥。用包装箱密封时,建议加入一些干燥剂。

3)覆盖的镀件不要放在可能会受到雨水、雾气、凝结水和雪水影响的地方。

4)当镀锌钢需海运时,不应该把它们作为船面货物托运,也不应该把它们放入船的底舱处,在那儿有可能与底舱污水接触。在电化学腐蚀条件下,海水加据白锈腐蚀。在海上特别时热带海洋湿度很大,这时提供了干燥的环境和良好的通风设施就特别重要。

(2)出现白锈后的处理措施。镀锌件表面可能会出现大量的白锈,但实际对镀层的腐蚀时比较轻微的。在大多数情况下,白锈的出现并不表明镀层已严重破坏,也并不一定意味着镀件的使用寿命会减少。发生白锈后,镀件应摆开以使它们的表面迅速变干。镀件干了后,就立即检查。

当镀件表面的锈迹是轻微而平滑的或用指尖可以轻刮即掉的,在正常的工作环境中,锈斑会逐渐的消失并和周围的锌表面混成一体,在使用期限内不会对镀件的性能有影响。如果镀件上的锈迹在镀件安装后将暴露不充分,获奖在潮湿的环境下工作,即使时非常浅的白锈也应去除,这样就不妨碍生成碱式碳酸锌保护膜。

中度到重度的白锈必须清除,否则在白锈生成区内就不能生成必要的碱式碳酸锌保护膜。腐蚀产物要用硬毛刷来清除,不能用钢丝刷。在清除白锈后,必须检查腐蚀取的镀层厚度已确保留有足够的镀锌

层。

在长期存储且生有白锈的制件上,典型的白色和灰色的腐蚀产物可能会变黑。当这种情况出现时,就说明大量的镀锌层已经被腐蚀,镀件的使用寿命会降低。

在极端的情况下,由于在恶劣的环境中长期存放,形成了严重的白色沉积物或红锈,这已损害镀件在预期使用期内的使用,就必须重镀或按相关标准规定的方法进行局部修补。 七.影响镀层的关系

1锌液温度和浸镀时间

锌液温度和浸镀时间是影响镀层厚度和质量的重要因素。通常情况下,对于特定的工作,在规定的镀锌温度范围内,提高锌液温度可增大锌液的流动性、提高锌层表面质量、减小镀层厚度。其次,缩短镀锌时间,可以提高锌锅的生产效率。但是镀锌温度过高或时间太短,容易引起管件变形,出现镀层附着力不够等现象。1.1锌液温度对镀层结构的影响

钢材热镀锌时,一般控制锌液温度在430~460℃之间,此时铁损按抛物线规律随镀锌时间变化,关系式:△G=AT0.5,△G为铁损;A为常数;T为时间。

当锌液温度在480~500℃时,Fe-Zn之间扩散速度加快,合金层增厚速度增加,铁损可以按直线关系表示:即△G=BT,△G为铁损;B为常数;T为时间。当锌液温度超过560℃,在530℃以上形成的合


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