熱鍍鋅鋼格板能夠有效地提高耐腐蝕性能 ,因而廣泛應(yīng)用于電力 、交通、建筑、化工等行業(yè)中 。 在大多數(shù)使用環(huán)境下 ,熱鍍鋅鋼格板的抗腐蝕性能明顯。 鍍鋅鋼格板的使用環(huán)境包括室內(nèi)外大氣環(huán)境、淡水和海洋環(huán)境等。 熱鍍鋅鋼格板防腐已經(jīng)應(yīng)用多年 ,對在各種應(yīng)用環(huán)境下熱鍍鋅鋼格板的耐蝕性能進(jìn)行綜合分析 ,對熱鍍鋅鋼格板的應(yīng)用有較好的參考價(jià)值。
熱鍍鋅鋼格板耐腐蝕性能是熱鍍鋅鋼格板的最重要的性能。 鋼格板的熱鍍鋅層耐腐蝕機(jī)理主要有兩個(gè)方面 :① 熱鍍鋅層對鋼鐵基體起到物理屏障的保護(hù)作用 ,通過把鋼件與腐蝕環(huán)境介質(zhì)隔離開來達(dá)到防腐的目的 。 同時(shí) ,熱鍍鋅鋼格板表面在腐蝕過程中所生成的腐蝕產(chǎn)物膜也能夠阻止腐蝕的進(jìn)一步進(jìn)行 ; ② 熱鍍鋅層對鋼基可起到電化學(xué)保護(hù)作用 。 在常見的腐蝕介質(zhì)中 ,鋅對于鋼鐵是陽極 ,故對因劃傷、碰撞而露出的鋼基 ,熱鍍鋅層可作犧牲陽極保護(hù)作用 。 熱鍍鋅鋼格板的耐蝕壽命主要取決于鍍鋅層的厚度 ,同種熱鍍鋅鋼格板在不同的使用環(huán)境條件下有很大的差別 。
一、大氣腐蝕
熱鍍鋅鋼格板在干燥的空氣中 ,鋅層和氧氣會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氧化鋅。 而隨著空氣相對濕度的升高 ,氧化鋅又轉(zhuǎn)化為氫氧化鋅 ,氫氧化鋅和氧化鋅進(jìn)一步與二氧化碳反應(yīng) ,生成堿式碳酸鋅腐蝕產(chǎn)物膜 ,堿式碳酸鋅不易溶解 ,牢固地附著在鍍件表面 ,阻止鋅的繼續(xù)腐蝕。這是熱鍍鋅鋼格板在多數(shù)大氣環(huán)境下腐蝕速率低且能夠長期而較好地保護(hù)鋼鐵基體不受腐蝕的主要原因 。
通常熱鍍鋅鋼格板鋅層的使用壽命定義為熱鍍鋅鋼格板表面出現(xiàn) 5%的紅色氧化鐵時(shí)的使用年限。 在這個(gè)使用年限內(nèi) ,鍍鋅鋼格板不會因腐蝕而損壞。 圖 1是熱鍍鋅鋼在不同大氣環(huán)境條件下的使用壽命。鍍鋅層厚度越大 ,鍍鋅鋼格板的耐腐蝕壽命越長 ; 通常86μm厚鍍層的熱鍍鋅鋼格板在大氣中的使用壽命不低于20年 ;相同鍍層厚度下 ,熱鍍鋅鋼格板在工業(yè)大氣及海洋環(huán)境中的使用壽命較城鄉(xiāng)大氣環(huán)境下更短。 這是由于在工業(yè)及海洋大氣環(huán)境存在著 SO2或 Cl-離子 ,使熱鍍鋅層在較低的大氣相對濕度下即可發(fā)生電化學(xué)腐蝕 ,且不易形成難溶的、可抑制腐蝕進(jìn)行的腐蝕產(chǎn)物膜。
圖1 圖2
熱鋅鍍鋼格板在大氣中的腐蝕壽命還受大氣環(huán)境中的多種因素影響 ,如環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)向 、空氣中污染煙氣物的種類和密度、干濕循環(huán)周期等等。 實(shí)際所測得的鍍鋅層腐蝕速率有一個(gè)分布范圍 ,但一般小于7. 5μm /年。 在室內(nèi)環(huán)境下 ,鍍鋅鋼格板的使用壽命是室外的 2~3倍。
二、液體腐蝕
鋅是兩性金屬 ,它在 pH小于 6或大于 12. 5時(shí)溶解速度較快 ,而在 pH介于 6. 0~12. 5的溶液中腐蝕速度最低 ,這是因?yàn)楫?dāng)鋅處于 pH為 6. 0~12. 5溶液中時(shí) ,在鋅的表面會形成一薄的腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜 ,從而使鋅與腐蝕介質(zhì)隔離 ,使鋅的腐蝕速率大大降低。
三、水中腐蝕
鍍鋅鋼格板在水中的腐蝕是一個(gè)復(fù)雜的過程（如污水鋼格柵） ,主要受水中雜質(zhì)成分的影響 ,即水中所含有氧、氮、二氧化碳等氣體 ,溶解的鈣鹽、鎂鹽、其它鹽類及懸浮微粒等物質(zhì) ,以及水的 pH、溫度、流動(dòng)情況等因素都會影響鍍鋅層表面腐蝕產(chǎn)物的成分和結(jié)構(gòu) ,影響鍍鋅層的腐蝕速率。
由于鍍鋅鋼格板處于海水氣候時(shí) ,水的 pH一般均在 6. 0~12. 5之間 ,故 pH對該環(huán)境下鋅層的腐蝕影響不大 ,起主要影響的因素是水中的雜質(zhì)。 當(dāng)水中含有鈣鹽或鎂鹽時(shí) ,由于它們能與水中的 CO2反應(yīng)生成碳酸鹽與鍍鋅層的腐蝕產(chǎn)物堿式碳酸鋅 ,一起生成難溶的腐蝕產(chǎn)物膜覆蓋于鋅層表面 ,使腐蝕難以進(jìn)一步進(jìn)行 ,因而有利于阻礙鋅的腐蝕。 故硬水對鋅的腐蝕性比軟水小 ,這是因?yàn)橛菜泻欢舛鹊拟}鹽、鎂鹽等雜質(zhì). 而當(dāng)水中含有 Cl-時(shí) ,能與鋅層反應(yīng)生成 ZnCl2,而不生成難溶的堿式碳酸鋅 ,從而使鋅層腐蝕速率增大。 海水中氯化物的濃度很大 ,鋅的腐蝕速率會很大。 但海水中的鎂離子、鈣對鋅的腐蝕有強(qiáng)烈的抑制作用 。 故鍍鋅鋼格板在海洋氣候的腐蝕與采用氯化鈉溶液模擬鍍鋅鋼在海水中腐蝕存在較大差異。 鍍鋅鋼在酸雨中的腐蝕很大程度上取決于酸雨的 pH蝕情況見表1 。
四、與其它金屬接觸時(shí)的腐蝕
鍍鋅層與其它金屬相接觸 ,會形成一個(gè)電偶電池 ,具有被腐蝕的趨勢。 腐蝕的程度取決于該金屬在金屬活性序列中的位置。
1 與銅、黃銅接觸如果設(shè)備的安裝需要鍍鋅鋼格板與銅在潮濕的環(huán)境中接觸 ,將會導(dǎo)致鍍鋅鋼格板鋅層的迅速腐蝕。 如果無法避免銅和鍍鋅鋼格板之間的接觸 ,就必須采取措施防止兩種金屬間的直接接觸 ,結(jié)合點(diǎn)要用非導(dǎo)電材料襯墊 。
2 與鋁、不銹鋼接觸在中等潮濕到輕度潮濕的大氣環(huán)境條件下 ,鋅鍍層與鋁或不銹鋼的接觸不太可能加速腐蝕。 但是 ,在極端潮濕的條件下 ,鍍鋅鋼格板表面在安裝前需要通過涂漆或采用絕緣墊片等方法 ,才能與鋁或不銹鋼接觸 ,以防止產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。
3 與未鍍鋅鋼格板接觸時(shí) ,可在一定范圍內(nèi)對未鍍鋅鋼形成犧牲陽極電化學(xué)保護(hù)。 但當(dāng)鍍鋅層表面形成一層腐蝕產(chǎn)物后 ,就會延緩鍍鋅層的腐蝕 ,與此同時(shí)也限制了鋅層對未鍍鋅鋼格板發(fā)揮犧牲保護(hù)作用 。故只要鍍鋅鋼格板的鍍層有足夠的厚度 ,能夠維持到這層腐蝕物保護(hù)層形成 ,則鍍鋅鋼格板與未鍍鋅鋼格板接觸基本無影響 。
熱鍍鋅鋼格板鍍層的致密性、耐久性、免維護(hù)性、與基體的結(jié)合力以及對形狀、尺寸的適應(yīng)性、生產(chǎn)的高效性上都具有獨(dú)特的 、無可比擬的優(yōu)勢 。通過熱鍍鋅鋼格板的應(yīng)用研究可以看出 ,鍍鋅鋼格板鋅層的腐蝕過程是相當(dāng)復(fù)雜的 ,受到環(huán)境中諸多因素變化的影響 。 要有效地防止鋼鐵腐蝕 ,最大限度地發(fā)揮熱鍍鋅層的保護(hù)作用 ,必須根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況 ,合理設(shè)計(jì)并使用熱鍍鋅鋼格板產(chǎn)品 。
