摘 要：鋼鐵熱浸鍍鋅是一種用以保護鋼件免受腐蝕的，且在工業(yè)上廣泛應用的技術。本文著重探討現(xiàn)階段影響管子鍍鋅質量的原因以及相關的對策。

關鍵詞：鍍鋅 鋅層厚度 脫落 解決措施

中圖分類號：U66 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（a）-0069-02

于現(xiàn)階段造船工藝要求越來越高，造船公司在管子鍍鋅質量方面屢次遭到船東投訴，為了解決該問題，聯(lián)合與本公司有長期業(yè)務來往的鍍鋅廠家，共同針對管子鍍鋅現(xiàn)階段存在問題進行研究和解決。本文主要探討了現(xiàn)階段影響管子鍍鋅質量的原因及相關的解決措施。

1 鋅層厚度不均勻，容易脫落問題解決措施

按管子鍍鋅執(zhí)行標準，管子鋅層厚度應為80～120μm，現(xiàn)階段對多個批次管子測得厚度為100～180μm甚至達到200μm以上的不均勻厚度，容易在厚度較大的部位發(fā)生鋅層剝落。經過多次與廠家研究商討，應該從管子生產及鍍鋅施工工藝兩個方面改進。

（1）管子生產過程對鍍鋅前質量的改進措施。

鍍鋅廠采用最傳統(tǒng)的酸洗去除鍍鋅有害物工藝（打砂機械除銹成本較高），酸洗時間不夠及酸液濃度不夠等原因，導致在管子生產過程中造成的污染無法去除，造成鋅層容易脫落。我公司在管子制作過程產生的常見有害物有三種：管子油漆標識污染、彎管潤滑油污染及數(shù)控等離子切割渣污染。這三種有害物很難通過酸洗工藝去除，應在管子生產過程中盡量減少鍍鋅有害物污染。

管子油漆標識污染的改進：管子生產過程標識碼起到重要的分理作用，標識碼跟著該管子走完整個生產流程，一般不可用容易脫落的粉筆代替。標識碼可由白色油漆標注改為白色粉性水彩粉加水調制后標注，水彩粉可溶于水及酸液減少對鍍鋅層的影響。水彩粉附著性比粉筆高，不影響正常使用，成本方面也不會造成太大提升，可操作性強。

彎管潤滑油污的解決：管子在彎曲加工時減少管子內壁與機器塞芯之間的摩擦一般會在管子內壁加注適量潤滑油。改進彎管工藝，塞芯選型在保障管子圓度的前提下選擇小一些，在塞芯伸出量上也盡量縮短，減少管壁摩擦盡量不使用潤滑油潤滑。對一些必須使用潤滑由潤滑的管子應該單獨存放，避免管子內壁潤滑油流出污染其他管子，并且在鍍鋅前對該類管子進行酸洗除油工藝或打砂機械除油處理。

數(shù)控等離子切割渣的解決：數(shù)控等離子切割是管子相貫線加工的重要工具，切割渣一般密集的粘附在管子切割口內壁約30 mm的范圍內，去除切割渣的最佳方法是在管段切割好后，在最短時間內對管段進行敲擊除渣處理，切割渣附著物在高溫的情況下敲擊很容易去除，如果不能完全去除應再進行局部打磨處理直到完全去除為止。

在管子生產過程中，如果實在不能避免鍍鋅污染物的產生，必須對已受污染管子進行分理，便于區(qū)分對污染管子采取更有效的去除有害物施工工藝，減少鍍鋅層脫落的幾率。

（2）影響鍍鋅層質量的工藝流程及操作要點。

鍍鋅前質量是影響鍍鋅層質量的關鍵，必須嚴格按工藝要求執(zhí)行。必要時設立專人檢查管子在酸洗后鍍鋅前質量，仔細檢查每根管子是否還存在鍍鋅有害物。如果有，要重新酸洗或采取機械除銹，不能讓管子帶著有害物進入鋅池，留下鋅層脫落隱患。

在鍍鋅過程中，必須將管子掛放盡量保持一定空間，應平穩(wěn)稍慢一高一低傾斜進入鋅池；管子應全部浸入鋅池內，管子上表面浸入鋅液深度為100～400 mm，并應適當進行上下串動；管子由鋅池引出時，速度緩慢平穩(wěn)保持在0.3 m/s左右，應盡量保持傾斜或垂直位置，以便部件上多余鋅液順流脫落，并及時振動，去除多余的鋅。

同時，如果鋅池溫度控制不好，會導致鋅層厚度不均勻，應該控制在430°～450°左右。

再者鍍鋅時間控制不好，也會導致鋅層厚度不均勻。一般時間控制范圍為：厚度小于5 mm的管子浸鋅50～60 s；厚度在 5～8 mm的管子浸鋅60～80 s；厚度大于8 mm的管子浸鋅70～90 s。

鍍鋅過程操作工人必須經過專業(yè)培訓，設立有責任心的現(xiàn)場工人或管理人員監(jiān)控，嚴格按工藝流程操作。

2 鍍鋅顏色容易變黑問題的解決辦法

管子鍍鋅回廠存放一段時間后，發(fā)現(xiàn)原本光亮平滑的產品表面上出現(xiàn)大量白色或灰色粉末，導致管子表面發(fā)黑現(xiàn)象，嚴重的地方甚至出現(xiàn)了銹斑，鍍鋅顏色變黑是鋅層氧化的表現(xiàn)，該現(xiàn)象在專業(yè)上稱為“白銹”現(xiàn)象。

經過查證管子容易產生“白銹”主要存在兩個問題。

（1）鍍鋅鈍化工藝不成熟，鍍鋅后容易快速氧化導致發(fā)黑，需要對鈍化配方進行調整。改用鉻酸鹽鈍化，配方為：Na2Cr2O7 80～100 g/L、硫酸3～4 ml/L。

（2）管子回廠后保管不當，存放在車間外露天區(qū)域曝曬及淋雨導致加速“白銹”形成。

公司已在車間內劃分一塊通風、干燥區(qū)域存放鍍鋅成品管子，保證管子鍍鋅質量不受影響。由于鍍鋅管子過多車間內存放場地不足，相應制作了一批專用托盤工裝，保證管子在露天存放過程中與地面有一定距離防止水浸，并且在托盤上方有便于捆扎彩條布裝置，防止管子長時間暴露在日曬雨淋的環(huán)境中。

3 管子局部漏鍍鋅的解決措施

鍍鋅件漏鍍是鍍鋅加工中最大缺陷之一，除了以上提到由于管子附著嚴重有害物導致漏鍍外，由于船用管子彎曲多形狀復雜，局部漏鍍也是管子鍍鋅最常見的質量問題之一。在此本文主要探討了管子漏鍍的幾種形式及解決措施。

（1）管子表面附著有害物導致無法生成鍍鋅層導致漏鍍，處理方法見以上第一點方式處理。

（2）管子彎曲多形狀復雜或管子長度較長等原因導致鋅液無法接觸管子表面導致漏鍍。該問題主要是操作不規(guī)范造成，在管子掛件時就應該考慮到掛件的方式，要保證現(xiàn)狀復雜或者長管子能夠全部浸入鋅池內部，如果形狀非常特殊必要時采取單獨掛件方式鍍鋅。在鍍鋅過程中還要兩頭上下晃動管子3次以上，確保鋅液在管子內壁流動到每一個地方。管子在DN40以下彎曲超過4個大角度彎頭，并且彎頭與彎頭之間超過1 m則不適應進行鍍鋅作業(yè)，盡量通過技術圖紙改進分成兩根管子，減少彎頭或縮短長度，以減少發(fā)生漏鍍的幾率。

（3）管子一頭封口形成密閉空間，鋅液無法到達管子內壁造成漏鍍。這種管子不利于鋅液進入管子內部，如果管子同時滿足兩個條件：管徑較大達到DN100以上及長度較短在0.5 m以下可以進行鍍鋅作業(yè)，如果有一個條件不能滿足則需要對管子進行技術修改，或者在管子密封部位開工藝孔，待鍍鋅工作完成后再進行補孔和鍍鋅修補工作。

（4）由于管子焊接處理不到位造成鍍鋅漏鍍。常見的有管子焊接未敲渣，鍍鋅后焊渣脫落造成漏鍍，必須加強焊工責任心教育，做好焊后敲渣檢查焊縫工作，在鍍鋅前也要加強檢查，避免發(fā)生類似情況。

（5）管子表面裂痕、氣孔或焊接氣孔缺陷導致發(fā)生針眼狀漏鍍黑點。該種情況的形成原因是管子在鍍鋅前酸洗溶液進入管子細小的缺陷內，鍍鋅時鋅液無法進入針眼、裂縫等密閉空間，管子鍍鋅一段時間后酸液從缺陷中流出，并迅速腐蝕缺陷周圍區(qū)域造成黑色點狀不斷擴大漏鍍。該種情況必須在鍍鋅前認真檢查管子及焊縫表面，及早排除細小缺陷，以免影響鍍鋅質量。

4 影響管件外觀質量及使用壽命的原因及解決措施

鋅灰、鋅渣不僅嚴重影響到浸鋅層質量，造成鍍層粗糙，產生鋅瘤，而且使熱鍍鋅成本大大升高。通常每鍍1t工件耗鋅40～100 kg，如果鋅灰鋅渣嚴重，其耗鋅量會高達140～200 kg。

（1）控制鋅渣主要是控制好溫度，減少鋅液表面氧化而產生的浮渣，所以更要采用有除鐵功能和抗氧化功能的合金并且用熱傳導率小、熔點高、比重小、與鋅液不發(fā)生反應，既可減少熱量失散又可防止氧化的陶瓷珠或玻璃球覆蓋，這種球狀物易被工件推開，又對工件無粘附作用。從鐵在鋅液中的溶解度曲線可以看出：不同的溫度及不同的保溫時間，其溶鐵量即鐵損量是不一樣的。在500 ℃附近時，鐵損量隨著加溫及保溫時間急劇增加，幾乎成直線關系。低于或高于480 ℃～510 ℃范圍，隨時間延長鐵損提高緩慢。因此，人們將480 ℃～510 ℃稱為惡性溶解區(qū)。在此溫度范圍內鋅液對工件及鋅鍋浸蝕最為嚴重，超過560 ℃鐵損又明顯增加，達到660 ℃以上鋅對鐵基體是破壞性浸蝕，鋅渣會急劇增加，施鍍無法進行。因此，施鍍目前多在430 ℃～450 ℃域內進行。

（2）鋅鍋材料盡可能選用含碳、含硅量低的鋼板焊接。含碳量高，鋅液對鐵鍋浸蝕會加快，硅含量高也能促使鋅液對鐵的腐蝕。目前多采用08F/XG08/WKS優(yōu)質鋼板，并含有能抑制鐵被浸蝕的元素鎳、鉻等。不可用普通碳素鋼，否則耗鋅量大，鋅鍋壽命短。也有人提出用碳化硅制作熔鋅槽，雖然可解決鐵損量，但造型工藝是一個難題，目前工業(yè)陶瓷所制作的鋅鍋僅能做成圓柱型且體積很小，雖然可以滿足小件鍍鋅的要求但無法保證大型工件的鍍鋅。

（3）要經常撈渣、清渣。先將溫度升高至工藝溫度上限以便鋅渣與鋅液分離，使鋅渣沉于槽底后用撈鋅勺或專用撈渣機撈取，落入鋅液中鍍件更要及時打撈，以免在鋅池內長期反應生成鋅渣。

（4）要防止助鍍劑中鐵隨工件帶入鋅槽，助鍍劑要進行在線再生循環(huán)處理，嚴格控制亞鐵含量，不允許高于4 g/L，pH值始終保持在4.5～5。

（5）鍍液中鋁少于0.01%會加快沉渣的生成，適量鋁不僅提高鋅液的流動性，增加鍍層亮度，而且有利于減少鋅渣、鋅灰。少量鋁浮在液面對減少氧化有益，過多影響鍍層質量，產生缺斑現(xiàn)象。

（6）加熱、升溫要均勻，防止局部過熱產生鋅渣。

如果管子鍍鋅后不可避免的產生少量鋅渣或鋅灰，可以根據(jù)實際情況對鍍鋅管子進行修復工作。修復的總漏鍍面積不應超過每個鍍件總表面積的0.5%，每個修復漏鍍面不應超過1 cm2，若漏鍍面積較大，應進行返鍍。修復的方法可以采用熱噴涂鍍鋅或涂富鋅涂層進行修補，修復層的厚度應比鍍鋅層要求的最小厚度厚30 μm以上。

5 結論

經過與廠家不斷的針對鍍鋅存在問題進行分析和探討，不斷的在實踐中加以驗證，已經逐步達到管子鍍鋅要求，也得到了船東、船檢的認可。在后續(xù)中還要不斷的改進，使管子鍍鋅質量有更大的提高。

參考文獻

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