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山東省恒信復合材料有限公司

山東省守合同重信用企業(yè)專(zhuān)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(chēng)熱浸鍍鋅,是鋼鐵構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,其鍍層厚度能根據鍍液溫度和浸鍍時(shí)間而進(jìn)行有效地控制,鍍層與鋼鐵表面有良好的結合力,其大小超過(guò)熱噴鍍鋅,因而對鋼鐵具有優(yōu)良的電化學(xué)保護和隔離保護作用。

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(xiàn)路塔架、公路護欄、井筒裝備罐道、梯子間等各種金屬構件的防腐蝕。

所謂熱浸鍍即是將適當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(guò)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。熱浸鍍鋅是國內外煤礦井筒裝備防腐蝕采用的質(zhì)量較高的金屬保護層。

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(guò)程是鐵基體與最外面的純鋅層之間形成Fe-Zn合金的過(guò)程,工件表面在熱浸鍍時(shí)形成Fe-Zn合金層,才使得鐵與純鋅層之間很好的結合,其過(guò)程可簡(jiǎn)單地敘述為:當鐵工件浸入熔融的鋅液時(shí),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,當鋅在固熔體中達到飽合后,鋅鐵兩種元素原子相互擴散,擴散到(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。當工件從浸鋅液中移出時(shí)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(shí)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200μm。熱鍍鋅覆蓋能力好,鍍層致密,無(wú)有機物夾雜。眾所周知,鋅的抗大氣腐蝕的機理有機械保護及電化學(xué)保護,在大氣腐蝕條件下鋅層表面有ZnO、Zn(OH)2及堿式碳酸鋅保護膜,一定程度上減緩鋅的腐蝕,這層保護膜(也稱(chēng)白銹)受到破壞又會(huì )形成新的膜層。當鋅層破壞嚴重,危及到鐵基體時(shí),鋅對基體產(chǎn)生電化學(xué)保護,鋅的標準電位-0.76V,鐵的標準電位-0.44V,鋅與鐵形成微電池時(shí)鋅作為陽(yáng)極被溶解,鐵作為陰極受到保護。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(diǎn):

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:在郊區環(huán)境下,標準的熱鍍鋅防銹厚度可保持50年以上而不必修補;在市區或近海區域,標準的熱鍍鋅防銹層則可保持20年而不必修補;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,且是可預估的,其壽命遠超過(guò)其它任何涂層。

3、可靠性好:鍍鋅層與鋼材間是冶金結合,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:鍍鋅層形成一種特別的冶金結構,這種結構能承受在運送及使用時(shí)受到機械損傷;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良好。

5、全面性保護: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;

6、省時(shí)省力:鍍鋅過(guò)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(shí)間。

7、不改變鋼材機械性能、韌性:熱鍍鋅處理在攝氏400多度環(huán)境下瞬時(shí)進(jìn)行,不會(huì )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) 構件外形尺寸大于鍍鋅池允許加工尺寸的;

2) 無(wú)合適排氣工藝孔的;

3) 無(wú)合適排泄鋅液孔的鍍件,無(wú)合適熱浸鍍鋅懸掛點(diǎn)的鍍件;

4) 有油漆、礦物質(zhì)、合成樹(shù)脂、柏油、油污等附著(zhù)物的鍍件;

5) 疊合面的構件,其聯(lián)接焊縫沒(méi)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,有較嚴重焊接表面缺陷的;

7) 鋼材表面有裂紋、折迭、氣泡、結疤、夾渣等缺陷的。

上述各條須經(jīng)處理或經(jīng)過(guò)技術(shù)部門(mén)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:吊具應焊接牢固,設計合理,使用前必須檢查,如發(fā)現有下列情況之一者,不得繼續使用。

a、變形嚴重影響使用的 b、裂口 c、腐蝕嚴重 d、脫鉤

2) 分類(lèi)吊掛:鍍件應該按以下情況分類(lèi)吊掛、不得混掛。

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

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(shí)間為10—15分鐘。

2.脫脂液應保持清潔,表面油脂液濃度根據化驗結果調整,每周化驗一次并及時(shí)補充堿液,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(shù)脂、柏油等附著(zhù)物的鍍件應采用其它特殊方法清除。

4. 脫脂后的鍍件必須在流動(dòng)的清水中進(jìn)行漂洗,上下串動(dòng)三次以上,漂洗水應保持清潔,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(zhù)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(shí),作廢酸進(jìn)入中和池進(jìn)行處理,達標后進(jìn)行排放(排放要求由環(huán)保部門(mén)規定)。如氯化亞鐵含量不到200克/升,鹽酸濃度低于40克/升,可適當加入濃鹽酸繼續使用。

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

5. 酸洗時(shí)間應根據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(guò)程中,將工件上下串動(dòng)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,以達到鋼材表面無(wú)殘余氧化層和其它污染物附著(zhù),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,應立即進(jìn)入助鍍劑槽進(jìn)行溶劑處理。

7. 漂洗水應清澈,保持流動(dòng),保持清潔,PH值應大于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(shí)間為1—2分鐘。

6) 干燥處理

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

2.干燥坑流動(dòng)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(shí)間一般為2—5分鐘,對構造結構較為復雜的構件應根據工件表面干燥程度確定烘烤時(shí)間。

4. 干燥坑活動(dòng)蓋必須無(wú)障礙啟動(dòng),鍍件應充分干燥,從干燥坑吊出后應馬上進(jìn)行浸鍍,免得工件在空氣中長(cháng)時(shí)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)的工件溫度應控制在455攝氏度—465攝氏度范圍內。鍍Q345材質(zhì)的工件溫度應控制在440攝氏度—455攝氏度范圍內。待鋅液升溫達到工作溫度范圍后,才能開(kāi)始鍍鋅。停產(chǎn)期間應保溫,溫度為425攝氏度—435攝氏度。

2.浸鍍時(shí)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,應平穩稍慢,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,并應適當進(jìn)行上下串動(dòng),由鋅液引出時(shí)應保持液面無(wú)鋅灰及異物。

5. 部件由鋅鍋引出時(shí),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(shí)振動(dòng),去除多余的鋅。

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

7. 鍍鋅所用的鋅錠為0號或1號鋅。生產(chǎn)過(guò)程中鋅鍋內鋅液應符合3號鋅標準,含鋅量每周化驗一次。

8. 由于鍍鋅過(guò)程中鋅的消耗,每天可根據鍍鋅件的實(shí)際消耗量添加鋅和鋅基合金,向鋅液內加入鋅錠、稀土—鋅基合金(或鋅鋁合金)時(shí),均需干燥至表面無(wú)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,熱電偶應固定在距鍋壁50mm,熱電偶插入深度300—500mm。

10.鍍鋅正常工作時(shí),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(shí)必須整個(gè)塔材全部浸入水中。

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

9) 鈍化處理和漂洗(如用戶(hù)要求及合同規定時(shí)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(shí)間為10—30秒,為促進(jìn)鈍化處理,鈍化時(shí)工件在鈍化液中應串動(dòng)一次,以防止相互接觸處鈍化不到。

2. 鈍化檢驗依據鈍化膜以亮黃色為正常,用手指擦拭不掉為檢驗標準。

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

10) 卸料

1. 卸料必須在吊架支撐后進(jìn)行,嚴禁無(wú)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(guān)應具有實(shí)用性光滑,不應有毛刺、滴瘤、起皮、麻面、多余結塊和鋅灰,不得有過(guò)酸洗、過(guò)燒或露鐵等缺陷。

2. 鍍鋅層厚度和鍍鋅層附著(zhù)量應符合表A的規定

鍍鋅層厚度和鍍鋅層附著(zhù)量應符合表A的規定

鍍鋅層厚度和鍍鋅層附著(zhù)量

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

4. 鍍鋅層附著(zhù)性:鍍鋅層應與金屬基體結合牢固,應保證在無(wú)外力作用下沒(méi)有剝落或起皮現象。經(jīng)落錘試驗,鍍鋅層不凸起、不剝離。落錘實(shí)驗方法見(jiàn)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(diǎn),共12點(diǎn)的算術(shù)平均值作為該構件的鋅層厚度。

6.嚴格控制浸鋅過(guò)程的構件熱變形,彎曲變形≤L/1500(L指構件長(cháng)度)。對于鍍后變形的部件,應用調直機進(jìn)行調整,不得使用鐵錘等硬物直接錘擊。

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

、 包裝、標適、入庫、運輸

1. 包裝應牢固,采用有彈性的包裝物包裝。保證在運輸過(guò)程中包捆不松動(dòng),避免構件之間、構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、節點(diǎn)板等,需用包裝物包裝。

2. 應在構件的主體明顯位置作標記,標注工程的客戶(hù)名稱(chēng)、塔型號及收貨單位,標記內容應滿(mǎn)足客戶(hù)要求和運輸部門(mén)的規定。

3. 卸料由成品車(chē)間指定方位堆放,嚴禁亂堆、亂放,切勿重摔。構件儲存場(chǎng)所,應選擇地面平整堅實(shí)無(wú)積水的場(chǎng)區。應有防止部件變形的措施。

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

11) 污水排放應符合國家相關(guān)標準。

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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