钢结构热浸锌中常见表面缺陷及防止措施
摘要:为了提高钢结构的耐腐蚀性能,热浸锌是最为常用的处理方法。

为了提高产品表面质量,降低生产成本,本文介绍和分析了在热镀锌过程中常见的镀锌层缺陷,并对出现的质量缺陷提出了解决方法。

关键词:热浸锌表面质量镀层缺陷
1、引言
热浸锌钢材以其优良的耐腐蚀性能和洁净外观广泛应用于建筑、电力和空冷器等行业。

热浸锌钢材的表面缺陷主要由于镀锌原材表面夹杂、裂纹、划伤和氧化铁皮等缺陷以及在镀锌过程中由于锌液成分、温度等工艺因素造成的。

随着对热浸锌钢结构的需求量的增大,研究和改进热浸锌方法对提高镀锌产品质量,降低锌耗,增加企业经济效益都具有重要的现实意义。

2、热浸锌层常见缺陷与防止
从炼钢、热轧、酸洗、冷轧开始,一直到镀锌工序本身,每个生产工序都会直接或间接影响到镀锌板的表面质量。

因此,要分析明确镀层中产生的缺陷的原因,采用有针对性的措施,积极避免可能出现的工件表面质量问题,对于提高产品成品率,降低消耗,减少生产成本具有十分重要的意义。

2.1 原料表面裂纹、皱皮、结疤
由于国内各钢厂生产的钢材表面都还存在表面裂纹、皱皮、结疤、麻面等现象,严重的影响到钢材的受力,表面微裂纹、皱皮、结疤、麻面可经过打磨、补焊等方式修复后再使用。

为防止存在表面质量问题的材料流入到生产中,应从原材料采购、检验过程把好质量关。

在生产的各工序中发现有质量问题的材料,未经处理好的不能使用,经过层层把关,减少热浸锌后再返工造成的经济损失。

2.2 镀层表面出现漏镀和小黑点
漏镀是热镀锌上较为严重的质量缺陷,在实际生产中应予避免。

根据GB/T139l2-2002《金属覆盖层钢铁制件热浸镀锌锌层技术要求及试验方法》的要求:漏镀面的总面积不应超过制件总面积的0.5%,每个漏镀面的面积不应超过l0cm2,否则应予重镀。

裸露斑点单个面积小于l0cm2,则可以采用热喷涂锌、涂敷富锌涂料或融敷锌合金等方法对漏镀面进行修复,富锌修复涂层能在钢的使用过程中给予钢材以牺牲阳极保护。

产生小黑点及漏镀现象要从原材料、酸洗、镀锌等工序进行分析。

1)原材料表面有油污、漆斑未处理干净。

针对原材料表面有油污、漆斑应在镀锌进料前对其进行预处理干净,面积不大的油污、漆斑可采取专用除油剂或涂抹碱液、火烧的方法进行处理。

欠酸洗就是工件在酸洗时不完全,表面还残留锈斑,未被除掉,这样工件进入融熔的锌液时锈斑阻碍钢基体表面与锌反应生成锌铁合金层,从而产生漏镀点。

2)工件在酸洗过程中,要注意避免处现欠酸洗和过酸洗的显现对欠酸洗应采取延长酸洗时间,酸洗时经常翻动工件,对锈蚀层厚的工件用机械铲除方法进行预处理等,以保证工件酸洗干净后镀锌。

过酸洗就是工件长时间浸泡在高浓度酸液中造成酸腐蚀钢基体,从而在钢基体内贮存的氢气在锌液中受热释放破坏了镀锌层的结晶而产生灰斑,过酸洗时产生了粘附性很强的泥渣,在钢表面很难冲洗掉,这样就无法镀上溶剂。

措施是控制好酸洗时间或在酸液中添加缓蚀剂,避免过酸洗现象发生。

3)在热浸锌过程中,要注意控制锌液温度范围。

如果锌液温度太低,在工艺时间内锌液不能与钢基体形成铁-锌合金层;锌温太高时,溶剂与之接触
后被烧去,无法镀上,且锌温过高加速铁质锌锅的腐蚀,产生大量的锌渣。

控制镀锌温度是保证镀锌质量的关键因素一般钢构件镀锌温度应控制在440℃-465℃。

4)含碳量愈高,酸洗后粘附于钢结构表面的碳黑微粒就愈多,若被带人溶剂或锌液中容易造成小黑点,同时,在热镀锌时Si能取代C而使碳呈石墨状游离出来,附着于镀锌层表面。

此情况在温水水洗干净,溶剂浓度、温度控制比较好的情况下不易出现漏镀。

5)焊接镀件如存在气孔,在高温镀锌时,气孔中喷出的气体阻止镀件与锌液的反应造成漏镀;焊渣或焊接飞溅物未清除干净阻止锌与钢基体的反应而造成漏镀;这就要求在焊接时确保焊接质量,处理好焊渣及焊接飞溅物。

6)锌液不洁净等原因,会将碳黑、烧焦的溶剂残渣、锌灰、锌渣等夹杂物在纯锌层中问及表面上形成黑点及灰斑等,应尽可能地减少杂质带人锌锅,定期对锌液进行净化、捞渣。

2.3 浸锌层的厚度不足
钢材热浸锌层厚度达不到标准要求将会直接影响产品的质量,厚度不够工件需重镀。

镀锌层厚度不够产生的原因有:1)锌液温度的影响。

当锌温低于430℃,锌铁扩散速度低,不易生成足够的铁锌合金层,整个镀层就薄。

当温度高于465℃时锌层增加,锌铁扩散速度加快,当温度继续升高,锌液变稀,锌层又变薄,所以必须严格控制锌液温度以保证镀件质量的稳定,一般镀锌温度控制在440℃-465℃。

2）工件在锌液中浸锌时间的影响。

浸锌时间是根据镀件表面铁基体与锌液充分反应生成完整锌层所需的时间来确定,一般情况是在温度相同情况时,镀件厚度越厚,浸锌时间越长,随着浸锌时间的延长,镀层增厚,但过分延长浸锌时间又会使锌层变脆,反而影响镀层质量。

3)工件表面的光洁度影响。

在锌温、浸锌时间相同的条件下,表面光洁度高的工件锌层薄,这时需要在锌温低一些,浸锌时间稍延长一些来保证锌层的厚度。

同时,也要注意避免镀层过厚,镀层厚度超过标准要求,虽然满足了钢结构的防腐要求,但是这样既增加了整体结构的重量,也造成了锌消耗增大,增加了企业的生产成本。

2.4 浸锌层表面锌瘤、锌刺
工件从锌锅中出来的表面上有多余的锌液,锌瘤、锌刺是工件在出锌锅后锌液未能滴尽就进行水冷且后工序处理不完全造成,工件需经后续工序打磨处理干净,不影响工件的组装,达到使用的要求。

3、结语
热浸锌是金属镀层表面防护技术工业化最早的工艺。

至今,它在钢铁制品防腐蚀方面仍占有重要的地位。

钢结构的热浸锌生产是一个系统工程,它属于长流程过程,任何一个工序出现问题,都会对镀锌钢件的表面质量产生影响。

因此,要生产高表面质量的镀锌层,需要不同专业、不同学科、不同岗位的人员密切配合,从工艺优化、设备维护、现场操作、科学管理等各个环节做好工作。

仅仅依靠浸锌工序,只能克服该环节自身带来的表面质量问题,而无法克服上游遗传带来的表面质量问题。

参考文献
[1]戴毅刚.热镀锌钢板镀层缺陷的研究.世界钢铁,2002,6.
[2]张召恩,刘力.热镀锌板表面控制技术.表面技术,2009,5.
[3]刘万中.镀锌产品亮点缺陷研究.金属世界,2010,2.
[4]李林,高毅.镀锌板表面锌渣缺陷的控制.上海金属,2007.9.
[5]王琰姣.热浸镀锌中常见质量缺陷与防止.广西电力,2007,7.。