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山東省恒信復(fù)合材料有限公司

山東省守合同重信用企業(yè)專注于井筒裝備玻璃鋼、FBE產(chǎn)品的研發(fā)

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一、產(chǎn)品概述

熱鍍鋅也稱熱浸鍍鋅,是鋼鐵構(gòu)件浸入熔融的鋅液中獲得金屬覆蓋層的一種方法。是是使用廣泛,普遍的鋼鐵材料的防腐蝕方法。熱鍍鍍鋅層的鍍層致密,其鍍層厚度能根據(jù)鍍液溫度和浸鍍時間而進(jìn)行有效地控制,鍍層與鋼鐵表面有良好的結(jié)合力,其大小超過熱噴鍍鋅,因而對鋼鐵具有優(yōu)良的電化學(xué)保護(hù)和隔離保護(hù)作用。

熱浸鍍鋅層具有優(yōu)良的耐蝕性、加工成型性和裝飾性。熱浸鍍鋅廣泛地被用于輸電線路塔架、公路護(hù)欄、井筒裝備罐道、梯子間等各種金屬構(gòu)件的防腐蝕。

所謂熱浸鍍即是將適當(dāng)處理的待鍍工件浸入裝有熔融金屬的鍍槽中進(jìn)行涂覆的工藝過程。工件浸入鍍槽后,熔融金屬與基體金屬之間發(fā)生相互作用,互相滲透。使工件形成一定厚度的合金層。熱浸鍍鋅是國內(nèi)外煤礦井筒裝備防腐蝕采用的質(zhì)量較高的金屬保護(hù)層。

熱鍍鋅原理:將鐵件清洗干凈,然后溶劑處理,烘干后浸入鋅液中,鐵與熔融鋅反應(yīng)生成一合金化的鋅層,其工藝流程為:脫脂--水洗--酸洗--助鍍--烘干--熱浸鍍鋅--分離--冷卻鈍化。

熱鍍鋅層形成過程是鐵基體與最外面的純鋅層之間形成Fe-Zn合金的過程,工件表面在熱浸鍍時形成Fe-Zn合金層,才使得鐵與純鋅層之間很好的結(jié)合,其過程可簡單地敘述為:當(dāng)鐵工件浸入熔融的鋅液時,首先在界面上形成鋅與α鐵(體心)固熔體。這是基體金屬鐵在固體狀態(tài)下熔有鋅原子所形成的一種晶體,兩種金屬原子之間融合,原子之間引力比較小。因此,當(dāng)鋅在固熔體中達(dá)到飽合后,鋅鐵兩種元素原子相互擴(kuò)散,擴(kuò)散到(或叫滲入)鐵基體中的鋅原子在基體品格中遷移,逐漸與鐵形成合金,而擴(kuò)散到熔融的鋅液中的鐵就與鋅形成金屬間化合物FeZn13,沉入熱鍍鋅鍋底,即為鋅渣。當(dāng)工件從浸鋅液中移出時表面形成純鋅層,為六方晶體,其含鐵量不大于0.003%。

熱鍍鋅的合金層的厚度主要取決了鋼材的硅含量等化學(xué)成份,鋼材的橫截面積大小,鋼材表面的粗糙程度,鋅鍋溫度,浸鋅時間,冷卻快慢,冷軋變形等。通常電鍍鋅層厚度5~15μm,而熱鍍鋅層一般在35μm以上,甚至高達(dá)200μm。熱鍍鋅覆蓋能力好,鍍層致密,無有機(jī)物夾雜。眾所周知,鋅的抗大氣腐蝕的機(jī)理有機(jī)械保護(hù)及電化學(xué)保護(hù),在大氣腐蝕條件下鋅層表面有ZnO、Zn(OH)2及堿式碳酸鋅保護(hù)膜,一定程度上減緩鋅的腐蝕,這層保護(hù)膜(也稱白銹)受到破壞又會形成新的膜層。當(dāng)鋅層破壞嚴(yán)重,危及到鐵基體時,鋅對基體產(chǎn)生電化學(xué)保護(hù),鋅的標(biāo)準(zhǔn)電位-0.76V,鐵的標(biāo)準(zhǔn)電位-0.44V,鋅與鐵形成微電池時鋅作為陽極被溶解,鐵作為陰極受到保護(hù)。顯然熱鍍鋅對基體金屬鐵的抗大氣腐蝕能力優(yōu)于電鍍鋅。

二、熱鍍鋅的特點:

1、處理費用低:熱浸鍍鋅防銹的費用要比其他漆料涂層的費用低;

2、持久耐用:在郊區(qū)環(huán)境下,標(biāo)準(zhǔn)的熱鍍鋅防銹厚度可保持50年以上而不必修補(bǔ);在市區(qū)或近海區(qū)域,標(biāo)準(zhǔn)的熱鍍鋅防銹層則可保持20年而不必修補(bǔ);鋅層在大氣中的消耗是非常緩慢的,約為鋼鐵腐蝕速度的1/17至1/18,且是可預(yù)估的,其壽命遠(yuǎn)超過其它任何涂層。

3、可靠性好:鍍鋅層與鋼材間是冶金結(jié)合,成為鋼表面的一部份,因此鍍層的持久性較為可靠;

4、鍍層的韌性強(qiáng):鍍鋅層形成一種特別的冶金結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)能承受在運送及使用時受到機(jī)械損傷;鍍鋅層的硬度值比鋼材還大,最上層的Eta layer只有70 DPN硬度,故易受碰撞而凹入,但下層Zeta layer 及delta layer分別有179及211 DPN 硬度值比鋼材159 DPN 硬度值還高,故其抗沖擊及抗磨耗性均相當(dāng)良好。

5、全面性保護(hù):鍍件的每一部分都能鍍上鋅,即使在凹陷處、尖角及隱藏處都能受到全面保護(hù);

6、省時省力:鍍鋅過程要比其他的涂層施工法更快捷,并且可避免安裝后在工地上涂刷所需的時間。

7、不改變鋼材機(jī)械性能、韌性:熱鍍鋅處理在攝氏400多度環(huán)境下瞬時進(jìn)行,不會對鋼材的性能和韌性形成影響。

三、熱浸鍍鋅操作基本工藝

1、 黑件檢查

凡需進(jìn)行熱浸鍍鋅的工件應(yīng)進(jìn)行黑件檢查,有以下情況的不得進(jìn)行鍍鋅生產(chǎn):

1) 構(gòu)件外形尺寸大于鍍鋅池允許加工尺寸的;

2) 無合適排氣工藝孔的;

3) 無合適排泄鋅液孔的鍍件,無合適熱浸鍍鋅懸掛點的鍍件;

4) 有油漆、礦物質(zhì)、合成樹脂、柏油、油污等附著物的鍍件;

5) 疊合面的構(gòu)件,其聯(lián)接焊縫沒有全部焊接的(既未進(jìn)行密封焊);

6) 焊接件上,焊渣未清理干凈的,有較嚴(yán)重焊接表面缺陷的;

7) 鋼材表面有裂紋、折迭、氣泡、結(jié)疤、夾渣等缺陷的。

上述各條須經(jīng)處理或經(jīng)過技術(shù)部門制定特殊工藝措施后,方能進(jìn)行鍍鋅生產(chǎn)。特殊制件(超大、修舊、有配合公差的),熱鍍鋅加工方與熱鍍鋅委托方,應(yīng)對熱鍍鋅工藝及熱鍍鋅質(zhì)量進(jìn)行協(xié)商一致后才能加工。

2、 掛料

1) 吊具:吊具應(yīng)焊接牢固,設(shè)計合理,使用前必須檢查,如發(fā)現(xiàn)有下列情況之一者,不得繼續(xù)使用。

a、變形嚴(yán)重影響使用的 b、裂口 c、腐蝕嚴(yán)重 d、脫鉤

2) 分類吊掛:鍍件應(yīng)該按以下情況分類吊掛、不得混掛。

a、材質(zhì)分類 b、材料形狀分類 c、材料規(guī)格分類 d、表面銹蝕程度分類

3) 脫脂與漂洗:待鍍件表面附有明顯油污的需進(jìn)行脫脂處理。

1. 脫脂液的配方為:氫氧化鈉 50—150克/升、硅酸鈉;30—50克/升、其余為水,脫脂液溫度為60攝氏度—80攝氏度,脫脂時間為10—15分鐘。

2.脫脂液應(yīng)保持清潔,表面油脂液濃度根據(jù)化驗結(jié)果調(diào)整,每周化驗一次并及時補(bǔ)充堿液,脫脂液由換熱器間接加熱。

3. 對表面附有脫脂液不能去除的礦物質(zhì)、合成樹脂、柏油等附著物的鍍件應(yīng)采用其它特殊方法清除。

4. 脫脂后的鍍件必須在流動的清水中進(jìn)行漂洗,上下串動三次以上,漂洗水應(yīng)保持清潔,PH值小于9。

4) 酸洗與漂洗

1. 配制酸洗液前須把酸池沖洗干凈,不允許有鐵銹及泥沙等附著物存于池中。

2. 酸洗液為稀釋鹽酸,工作濃度為40—200克/升溶液,工作溫度為常溫。

3. 酸洗液的配制:使用28%濃度以上的工業(yè)鹽酸,按2∶1比例加水配制成200克/升溶液濃度的酸洗液,使用期間一般不加酸,直至其濃度降至40克/升以下,其氯化亞鐵含量上升到200克/升溶液時,作廢酸進(jìn)入中和池進(jìn)行處理,達(dá)標(biāo)后進(jìn)行排放(排放要求由環(huán)保部門規(guī)定)。如氯化亞鐵含量不到200克/升,鹽酸濃度低于40克/升,可適當(dāng)加入濃鹽酸繼續(xù)使用。

4. 酸洗液每周化驗兩次,測量結(jié)果報鍍鋅車間帶班車間主任以指導(dǎo)酸洗操作者工作。

5. 酸洗時間應(yīng)根據(jù)鍍件表面氧化層情況及酸洗濃度有關(guān),一般為30—40分鐘,在酸洗過程中,將工件上下串動二至三次,并提出液面檢查酸洗質(zhì)量,對局部欠酸洗的表面可用砂輪、鋼絲刷等工具去除后再酸洗干凈,以達(dá)到鋼材表面無殘余氧化層和其它污染物附著,表面呈灰白光澤。

6. 酸洗合格的鍍件必須進(jìn)入漂洗工藝槽經(jīng)流水沖洗,去除表面殘留的酸洗液,鍍件從漂洗槽吊出后,在槽上停留不少于15秒,待滴去表面積水后,應(yīng)立即進(jìn)入助鍍劑槽進(jìn)行溶劑處理。

7. 漂洗水應(yīng)清澈,保持流動,保持清潔,PH值應(yīng)大于6。

5) 助鍍劑處理

1. 助鍍劑是氯化鋅、氯化氨(ZnCL2、NH4CL)配制的水溶液,工作溫度為60—80℃,助鍍劑中氯化氨的含量應(yīng)保持在80—150克/升濃度范圍。

2. 助鍍劑每周化驗兩次,其含鐵量控制在10克/升以下,PH值應(yīng)控制在3至5之間,助鍍劑由換熱器進(jìn)行加熱。

3. 經(jīng)充分漂洗后的鍍件完全進(jìn)入助鍍劑溶液中進(jìn)行溶劑處理,浸泡時間為1—2分鐘。

6) 干燥處理

1. 鍍件在浸鍍前應(yīng)進(jìn)行熱空氣烘干,熱空氣不斷經(jīng)過干燥室向外流動,以排出附在鍍件表面的助鍍劑水份。

2.干燥坑流動的熱空氣控制在100攝氏度—150攝氏度。

3. 工件在干燥坑中烘烤時間一般為2—5分鐘,對構(gòu)造結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的構(gòu)件應(yīng)根據(jù)工件表面干燥程度確定烘烤時間。

4. 干燥坑活動蓋必須無障礙啟動,鍍件應(yīng)充分干燥,從干燥坑吊出后應(yīng)馬上進(jìn)行浸鍍,免得工件在空氣中長時間放置助鍍劑返潮。

7) 熱浸鍍鋅

1. 鋅液的工作溫度:鍍Q235材質(zhì)的工件溫度應(yīng)控制在455攝氏度—465攝氏度范圍內(nèi)。鍍Q345材質(zhì)的工件溫度應(yīng)控制在440攝氏度—455攝氏度范圍內(nèi)。待鋅液升溫達(dá)到工作溫度范圍后,才能開始鍍鋅。停產(chǎn)期間應(yīng)保溫,溫度為425攝氏度—435攝氏度。

2.浸鍍時間

厚度小于5mm的部件浸鋅50—60秒;

厚度在5—8mm的部件浸鋅60—80秒;

厚度大于8mm的部件浸鋅70—90秒;

3. 鍍件進(jìn)入鋅液前,先將液面的氧化層清除,應(yīng)平穩(wěn)稍慢,盡量保持傾斜或垂直位置,防止扣鋅。

4. 部件上表面浸入鋅液深度為100—400mm,并應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行上下串動,由鋅液引出時應(yīng)保持液面無鋅灰及異物。

5. 部件由鋅鍋引出時,應(yīng)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。

6. 鍍件提出鋅鍋后應(yīng)及時浸入冷卻槽??绽鋾r間控制在80秒內(nèi)。

7. 鍍鋅所用的鋅錠為0號或1號鋅。生產(chǎn)過程中鋅鍋內(nèi)鋅液應(yīng)符合3號鋅標(biāo)準(zhǔn),含鋅量每周化驗一次。

8. 由于鍍鋅過程中鋅的消耗,每天可根據(jù)鍍鋅件的實際消耗量添加鋅和鋅基合金,向鋅液內(nèi)加入鋅錠、稀土—鋅基合金(或鋅鋁合金)時,均需干燥至表面無水后方可投入。

9. 鋅液溫度的測定采用熱電偶,在鋅鍋兩端測量,熱電偶應(yīng)固定在距鍋壁50mm,熱電偶插入深度300—500mm。

10.鍍鋅正常工作時,每周撈渣一次,撈渣前溫度升高到480攝氏度,待鋅渣下沉后撈出鋅渣。

8) 冷卻

1. 冷卻水溫須保持在60攝氏度以下,冷卻時必須整個塔材全部浸入水中。

2. 冷卻水應(yīng)保持流動,水質(zhì)清澈,PH值應(yīng)在6至8之間。

9) 鈍化處理和漂洗(如用戶要求及合同規(guī)定時進(jìn)行)

1. 鈍化液是由重鉻酸鈉0.4%~0.6%,硫酸(98%)0.1%的水溶液,鈍化溫度為常溫,鈍化時間為10—30秒,為促進(jìn)鈍化處理,鈍化時工件在鈍化液中應(yīng)串動一次,以防止相互接觸處鈍化不到。

2. 鈍化檢驗依據(jù)鈍化膜以亮黃色為正常,用手指擦拭不掉為檢驗標(biāo)準(zhǔn)。

3. 鈍化出來的工件需進(jìn)行漂洗,漂洗水溫應(yīng)小于50攝氏度,漂洗水應(yīng)清澈,不得有異臭,漂洗時間為10—30秒。

10) 卸料

1. 卸料必須在吊架支撐后進(jìn)行,嚴(yán)禁無支撐卸料。

2. 清除鍍件表面殘渣與滴瘤。

四、 熱浸鍍鋅產(chǎn)品檢驗、修整

1. 外觀應(yīng)具有實用性光滑,不應(yīng)有毛刺、滴瘤、起皮、麻面、多余結(jié)塊和鋅灰,不得有過酸洗、過燒或露鐵等缺陷。

2. 鍍鋅層厚度和鍍鋅層附著量應(yīng)符合表A的規(guī)定

鍍鋅層厚度和鍍鋅層附著量應(yīng)符合表A的規(guī)定

鍍鋅層厚度和鍍鋅層附著量

3. 鍍鋅層均勻性:鍍鋅層應(yīng)均勻,作硫酸銅試驗,耐浸蝕次數(shù)不少于4次,且不露鐵。硫酸銅實驗方法見附錄A;

4. 鍍鋅層附著性:鍍鋅層應(yīng)與金屬基體結(jié)合牢固,應(yīng)保證在無外力作用下沒有剝落或起皮現(xiàn)象。經(jīng)落錘試驗,鍍鋅層不凸起、不剝離。落錘實驗方法見附錄B;

5.鍍鋅層厚度用金屬涂層測厚儀測試方法檢測,鋼管構(gòu)件在兩端(離邊緣距離不小于100mm)和中間任意位置各環(huán)向均勻測量4點,共12點的算術(shù)平均值作為該構(gòu)件的鋅層厚度。

6.嚴(yán)格控制浸鋅過程的構(gòu)件熱變形,彎曲變形≤L/1500(L指構(gòu)件長度)。對于鍍后變形的部件,應(yīng)用調(diào)直機(jī)進(jìn)行調(diào)整,不得使用鐵錘等硬物直接錘擊。

7. 修復(fù):修復(fù)的總漏鍍面積不應(yīng)超過每個鍍件總表面積的0.5%,每個修復(fù)漏鍍面不應(yīng)超過10cm2,若漏鍍面積較大,應(yīng)進(jìn)行返鍍。修復(fù)的方法可以采用熱噴涂鍍鋅或涂富鋅涂層進(jìn)行修補(bǔ),修復(fù)層的厚度應(yīng)比鍍鋅層要求的最小厚度厚30μm以上。

、 包裝、標(biāo)適、入庫、運輸

1. 包裝應(yīng)牢固,采用有彈性的包裝物包裝。保證在運輸過程中包捆不松動,避免構(gòu)件之間、構(gòu)件與包裝物之間相互磨擦,損壞鍍鋅層。鋼管管體的突出部分,如法蘭、節(jié)點板等,需用包裝物包裝。

2. 應(yīng)在構(gòu)件的主體明顯位置作標(biāo)記,標(biāo)注工程的客戶名稱、塔型號及收貨單位,標(biāo)記內(nèi)容應(yīng)滿足客戶要求和運輸部門的規(guī)定。

3. 卸料由成品車間指定方位堆放,嚴(yán)禁亂堆、亂放,切勿重摔。構(gòu)件儲存場所,應(yīng)選擇地面平整堅實無積水的場區(qū)。應(yīng)有防止部件變形的措施。

4. 鋼管構(gòu)件的運輸應(yīng)保證在運輸過程中具有可靠的穩(wěn)定性,構(gòu)件之間或構(gòu)件與車體之間應(yīng)有防止構(gòu)件損壞、鋅層磨損和防止產(chǎn)品變形的措施。

11) 污水排放應(yīng)符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

六、熱浸鍍鋅生產(chǎn)工藝流程及配

熱鍍鋅工藝流程圖

注:

注意事項

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