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涂镀钢铁选用与设计
热轧钢,冷轧钢,铸钢,锻钢,铸铁等钢铁材料大多都能用热镀锌方法进行。高强度结构钢制成的热镀锌产品,但是,能获得优良镀层的钢结构材料的主要化量低于0.03%或在0。15%~0.25%之间。显然,并非所有的普通碳素结构钢和低合金高强度结构钢都符合这一成分范围。在热镀锌的过程中,钢铁材料中的铁与锌发生反应,生成一系列的铁锌合金层、镀层表面覆盖一层纯锌层。正常的热镀锌层中,铁锌合金层约占镀层总厚度的50%~70%。钢中的一些元素能显著影响热镀锌过程中铁锌之间的反应过程,改变镀层的组织结构以及镀层外观,例如,钢中含有一定量的硅,磷元素能导致几乎整个镀层生成铁锌合金层。主要由铁锌合金层构成的镀层,其黏附性要比典型的正常镀层差;缺少纯锌层的镀层会呈现不光滑的灰色外观。铸件的表面状况对热镀锌质量影响很大,表面质量好的铸件通常都能成功地。进行热镀锌。如果铸件表面黏结有砂粒和夹杂物,则很难在常规酸洗液中去除,会大大降低热镀锌品质。用喷丸,喷砂的方法清理铸件表面,不但可以除锈,而且能有效地除去铸件表面的铸造黏砂和夹杂物。铸件喷砂清理后再正常进行酸洗等热镀锌其他工序,由于大多数热镀锌厂没有喷砂除锈设备,喷砂清理通常在铸造厂进行。设计热镀锌铸件时应遵循以下规则:采用较大半径的铸造圆角,尽量避免尖锐的结构和深凹的缝槽,以利于铸件喷砂除锈清理;铸件壁厚要尽量统一,防止铸件在浸锌加热和镀后冷却过程中产生过量变形甚至开裂。热镀锌镀层通常要比电镀,化学镀,机械镀等方法获得的镀层厚,镀层的耐腐蚀寿命也比较长。但过厚的镀层在热应力,剧烈冲击等作用下容易剥落。实践中镀层厚度符合相应标准要求即可,不宜片面追求**厚镀层。
进排液孔道的设计要求
热镀锌过程中钢结构件提入处理液或者锌液后，液体应能在钢结构件内外不受阻碍地自由流动，否则将会产生严重的质量问题。进排液孔道设计不正确，会导致镀层外观很差和部分区域漏镀，并会使耗锌量增加，造成不必要的浪费。合理设计热镀锌构件的进排液孔道的一些做法如下。1若采用支撑板，所有的支撑板在装配前应该至少切去边长20mm的角，以保证排液顺畅；如果支撑板不能切角，则应该在离连接角尽可能近的位置，设置直径至少为613mm的孔，如图3-9所示。2槽钢或工字钢端部有封板，则应该在尽可能靠近槽钢的增角或工字钢直筋的位置，设置直径至少为413mm的孔，如图3-10所示。3进排液孔的大小取决于构件中可流入锌液的体积和构件的结构细节。钢结构件镀锌时，要以一个稳定的速率进入镀锌槽。如果进排液孔太小，锌液不能及时流入构件空腔，则构件可能受到较大浮力而进入锌液过慢，形成不均匀的镀层，在构件完全沉入镀锌槽之前，构件一些部位上的溶剂已遭破坏，将大大影响镀层质量。进排液孔太小，甚至会导致构件在锌液中漂浮。翻激、浸入过程摆动不定。当一个中空容器或部件从锌锅中取出时，锌液必须能够从其中很顺畅地流出来，使镀件内部的锌液面与镀锌槽中的锌液面基本处于同一个水平面上；否则，高出镀锌槽的锌液面的熔锌则成为额外的质量作用于钢结构件及提升设备上，对于一些薄壁容器可能会导致显著变形，同时也加大了提升设备的负荷，进而可能造成设备故障。进排液孔的位置取决于构件的形状和镀锌时悬挂的角度。封闭的长管筒排气和进排液孔分布在与起吊方向同一直径的相反方向上。
进排液孔设计的基本规则如下。
1进排液孔的直径不应该小于410nn,可以选择较小自径为425nm0进排液孔不应该位于中空件端头封板和连接件的中心，而应该位于端面封板的边缘和连接件的连接处。()较大的中空容器每立方米的容积需要100mm2的进排液孔面积。@中空部件(圆管形、矩形和方形中空件)需要的进排液孔较小截面为中空部件横截面积的25%,进排液孔可以是单个也可以是多个。可以选择的设计是让中空部件的端头完全敢开。5由多段中空零件连接而成的中空构件上的外进排液孔，应设在尽可能靠近连接处。建议尽量使用直径与中空零件内径相等的内排气孔，以确保预处理液和锌液能自由流进流出，腔内气体也能及时有效地排出。值得注意的是，如果排液孔不位于工件镀锌时的较低点，预处理过程进入的水溶液会残留在工件内的“留液区”，浸锌时则有爆炸的危险；同时，工件从锌1浴中提出时，锌会残留并凝固在“留液区”，不但造成锌的浪费，增加了镀锌的成本和工件重量，而且还可能会妨碍装配。
钢基板的钢种
国标和国际性的镀锡板标准对钢的成分要求通常都并不作出规定。然而在美国材料试验协会(ASTM)标准ASTMA623中列有几种较常用的钢种作为一般性的指南。镀锡原板钢种类型及特性如表4-1所列，根据需方要求，经供需双方协商，也可使用其他钢种。镀锡板产品的化学成分如表4-2所列，必须指出，这些成分规格都是指钢的浇注成分而不一定代表经过加工以后制成的带钢的成分。还应指出，所列的各元素百分含量都是较高值，而实际的含量通常都要低得多，例如碳含量常常都比0.10%低得多。钢的化学成分对耐腐蚀性是很重要的，一般而言，罐装的内容物腐蚀性越强，对钢中某些元素含量的控制就必须越严格。钢的成分对其成型性能也有影响。应用较广的钢种是MR型。这种钢内的常规元素和残余元素含量很低，但其限制不像其余两种特殊的优质钢那样苛刻。L型钢的常规元素含量很低，用于要求具有优良耐腐蚀性的场合，例如在食品罐头工业中用于包装要求较严的高腐蚀性食品。D型钢是一种稳定化的钢，用于要求具有较高深冲性能的场合。许多钢种在平整以后的时效过程中其延展性会变坏，但稳定化的钢种就不会发生这种应变时效硬化现象。
热镀锌钢结构件的应用
钢结构热镀锌产品主要应用于输电铁塔、电流金具、高速公路护栏、路灯杆及标志牌等，广泛应用于交通、电力、建筑及化工等部门。近年来批量热镀锌构件在桥梁、建筑钢结构及钢筋、通信微波塔、矿山机械、海洋工程、船舶机械等方面的成功运用更加拓宽了批量热镀锌技术的应用前景。随着批量热镀锌技术的应用越来越广泛，该技术也越来越完善。目前据不完全统计，中国大陆熔锌量200t以上锌锅达1500多台。年产30.万吨镀锌企业，有南京大吉铁塔制造公司；年产20万吨镀锌企业，有永丰集团；年产10万吨镀锌企业，有山东武晓、山东长安、浙江盛达、江苏常熟、合肥庐峰、昆山金星、吉林梨树、青岛东方、烟台铭城、浙江杭峰等二十多家。钢结构镀锌的产能据估计已**过3500万吨。热镀锌钢结构件的应用如图3-11所示。热浸镀锌是一种工艺简单而又有效的钢铁防护工艺，广泛应用于钢铁材料的腐蚀防护中，目前**除大量生产各种热镀锌钢板、钢管和钢丝等半成品热镀锌产品外，对许多成品钢铁制件，都已采用热浸镀锌防护。热镀锌产品被广泛地应用于交通、建筑、通信、电力、能源、汽车、石油化工和家电等行业。具体如下。
(1)交通运输行业
高速公路防护栏、公路标志牌、路灯杆、桥梁钢结构、汽车车体、运输机械面板与底板等，如图3-12所示。
(2)建筑行业
建筑钢结构件、脚手架、屋顶板、内外壁材料、防盗网、围栏、百叶窗、排水管道、水暖器材及建筑钢结构房屋等，如图3-13所示。
（3）通信与电力行业
输电铁塔、线路金具、微波塔、变电站设施、电线套管、高压输电导线等。镀锌是高速公路交通工程钢构件的一种主要防腐形式，广泛应用在护栏、隔离栅、标志、门架、灯柱以及很多机电设备的机架、机箱、机壳等构件上。镀锌层的质量直接决定这些设施的使用寿命，进而影响整个工程项目的质量。因此，这些产品标准中都对钢构件镀锌层的质量作出了明确要求，如交通行业标准JT/T281-2007高速公路波形梁钢护栏、JT/T 374-1998隔离栅技术条件等，此外，国家标准GB/T 18226-2000高速公路交通工程钢构件防腐技术条件中也专门对镀锌层的质量提出了明确的技术要求和评价方法。
(4)石油化工行业
输油管、油井管、冷凝冷却器、油加热器等。
(5)机械制造行业
各种机器、家用电器、通风装置的壳体；仪器仪表箱、开关箱的壳体等。
(6)家电、汽车行业
高档汽车、电冰箱、洗衣机、微波炉、计算机等产品
热轧钢,冷轧钢,铸钢,锻钢,铸铁等钢铁材料大多都能用热镀锌方法进行。高强度结构钢制成的热镀锌产品,但是,能获得优良镀层的钢结构材料的主要化量低于0.03%或在0。15%~0.25%之间。显然,并非所有的普通碳素结构钢和低合金高强度结构钢都符合这一成分范围。在热镀锌的过程中,钢铁材料中的铁与锌发生反应,生成一系列的铁锌合金层、镀层表面覆盖一层纯锌层。正常的热镀锌层中,铁锌合金层约占镀层总厚度的50%~70%。钢中的一些元素能显著影响热镀锌过程中铁锌之间的反应过程,改变镀层的组织结构以及镀层外观,例如,钢中含有一定量的硅,磷元素能导致几乎整个镀层生成铁锌合金层。主要由铁锌合金层构成的镀层,其黏附性要比典型的正常镀层差;缺少纯锌层的镀层会呈现不光滑的灰色外观。铸件的表面状况对热镀锌质量影响很大,表面质量好的铸件通常都能成功地。进行热镀锌。如果铸件表面黏结有砂粒和夹杂物,则很难在常规酸洗液中去除,会大大降低热镀锌品质。用喷丸,喷砂的方法清理铸件表面,不但可以除锈,而且能有效地除去铸件表面的铸造黏砂和夹杂物。铸件喷砂清理后再正常进行酸洗等热镀锌其他工序,由于大多数热镀锌厂没有喷砂除锈设备,喷砂清理通常在铸造厂进行。设计热镀锌铸件时应遵循以下规则:采用较大半径的铸造圆角,尽量避免尖锐的结构和深凹的缝槽,以利于铸件喷砂除锈清理;铸件壁厚要尽量统一,防止铸件在浸锌加热和镀后冷却过程中产生过量变形甚至开裂。热镀锌镀层通常要比电镀,化学镀,机械镀等方法获得的镀层厚,镀层的耐腐蚀寿命也比较长。但过厚的镀层在热应力,剧烈冲击等作用下容易剥落。实践中镀层厚度符合相应标准要求即可,不宜片面追求**厚镀层。
进排液孔道的设计要求
热镀锌过程中钢结构件提入处理液或者锌液后，液体应能在钢结构件内外不受阻碍地自由流动，否则将会产生严重的质量问题。进排液孔道设计不正确，会导致镀层外观很差和部分区域漏镀，并会使耗锌量增加，造成不必要的浪费。合理设计热镀锌构件的进排液孔道的一些做法如下。1若采用支撑板，所有的支撑板在装配前应该至少切去边长20mm的角，以保证排液顺畅；如果支撑板不能切角，则应该在离连接角尽可能近的位置，设置直径至少为613mm的孔，如图3-9所示。2槽钢或工字钢端部有封板，则应该在尽可能靠近槽钢的增角或工字钢直筋的位置，设置直径至少为413mm的孔，如图3-10所示。3进排液孔的大小取决于构件中可流入锌液的体积和构件的结构细节。钢结构件镀锌时，要以一个稳定的速率进入镀锌槽。如果进排液孔太小，锌液不能及时流入构件空腔，则构件可能受到较大浮力而进入锌液过慢，形成不均匀的镀层，在构件完全沉入镀锌槽之前，构件一些部位上的溶剂已遭破坏，将大大影响镀层质量。进排液孔太小，甚至会导致构件在锌液中漂浮。翻激、浸入过程摆动不定。当一个中空容器或部件从锌锅中取出时，锌液必须能够从其中很顺畅地流出来，使镀件内部的锌液面与镀锌槽中的锌液面基本处于同一个水平面上；否则，高出镀锌槽的锌液面的熔锌则成为额外的质量作用于钢结构件及提升设备上，对于一些薄壁容器可能会导致显著变形，同时也加大了提升设备的负荷，进而可能造成设备故障。进排液孔的位置取决于构件的形状和镀锌时悬挂的角度。封闭的长管筒排气和进排液孔分布在与起吊方向同一直径的相反方向上。
进排液孔设计的基本规则如下。
1进排液孔的直径不应该小于410nn,可以选择较小自径为425nm0进排液孔不应该位于中空件端头封板和连接件的中心，而应该位于端面封板的边缘和连接件的连接处。()较大的中空容器每立方米的容积需要100mm2的进排液孔面积。@中空部件(圆管形、矩形和方形中空件)需要的进排液孔较小截面为中空部件横截面积的25%,进排液孔可以是单个也可以是多个。可以选择的设计是让中空部件的端头完全敢开。5由多段中空零件连接而成的中空构件上的外进排液孔，应设在尽可能靠近连接处。建议尽量使用直径与中空零件内径相等的内排气孔，以确保预处理液和锌液能自由流进流出，腔内气体也能及时有效地排出。值得注意的是，如果排液孔不位于工件镀锌时的较低点，预处理过程进入的水溶液会残留在工件内的“留液区”，浸锌时则有爆炸的危险；同时，工件从锌1浴中提出时，锌会残留并凝固在“留液区”，不但造成锌的浪费，增加了镀锌的成本和工件重量，而且还可能会妨碍装配。
钢基板的钢种
国标和国际性的镀锡板标准对钢的成分要求通常都并不作出规定。然而在美国材料试验协会(ASTM)标准ASTMA623中列有几种较常用的钢种作为一般性的指南。镀锡原板钢种类型及特性如表4-1所列，根据需方要求，经供需双方协商，也可使用其他钢种。镀锡板产品的化学成分如表4-2所列，必须指出，这些成分规格都是指钢的浇注成分而不一定代表经过加工以后制成的带钢的成分。还应指出，所列的各元素百分含量都是较高值，而实际的含量通常都要低得多，例如碳含量常常都比0.10%低得多。钢的化学成分对耐腐蚀性是很重要的，一般而言，罐装的内容物腐蚀性越强，对钢中某些元素含量的控制就必须越严格。钢的成分对其成型性能也有影响。应用较广的钢种是MR型。这种钢内的常规元素和残余元素含量很低，但其限制不像其余两种特殊的优质钢那样苛刻。L型钢的常规元素含量很低，用于要求具有优良耐腐蚀性的场合，例如在食品罐头工业中用于包装要求较严的高腐蚀性食品。D型钢是一种稳定化的钢，用于要求具有较高深冲性能的场合。许多钢种在平整以后的时效过程中其延展性会变坏，但稳定化的钢种就不会发生这种应变时效硬化现象。
热镀锌钢结构件的应用
钢结构热镀锌产品主要应用于输电铁塔、电流金具、高速公路护栏、路灯杆及标志牌等，广泛应用于交通、电力、建筑及化工等部门。近年来批量热镀锌构件在桥梁、建筑钢结构及钢筋、通信微波塔、矿山机械、海洋工程、船舶机械等方面的成功运用更加拓宽了批量热镀锌技术的应用前景。随着批量热镀锌技术的应用越来越广泛，该技术也越来越完善。目前据不完全统计，中国大陆熔锌量200t以上锌锅达1500多台。年产30.万吨镀锌企业，有南京大吉铁塔制造公司；年产20万吨镀锌企业，有永丰集团；年产10万吨镀锌企业，有山东武晓、山东长安、浙江盛达、江苏常熟、合肥庐峰、昆山金星、吉林梨树、青岛东方、烟台铭城、浙江杭峰等二十多家。钢结构镀锌的产能据估计已**过3500万吨。热镀锌钢结构件的应用如图3-11所示。热浸镀锌是一种工艺简单而又有效的钢铁防护工艺，广泛应用于钢铁材料的腐蚀防护中，目前**除大量生产各种热镀锌钢板、钢管和钢丝等半成品热镀锌产品外，对许多成品钢铁制件，都已采用热浸镀锌防护。热镀锌产品被广泛地应用于交通、建筑、通信、电力、能源、汽车、石油化工和家电等行业。具体如下。
(1)交通运输行业
高速公路防护栏、公路标志牌、路灯杆、桥梁钢结构、汽车车体、运输机械面板与底板等，如图3-12所示。
(2)建筑行业
建筑钢结构件、脚手架、屋顶板、内外壁材料、防盗网、围栏、百叶窗、排水管道、水暖器材及建筑钢结构房屋等，如图3-13所示。
（3）通信与电力行业
输电铁塔、线路金具、微波塔、变电站设施、电线套管、高压输电导线等。镀锌是高速公路交通工程钢构件的一种主要防腐形式，广泛应用在护栏、隔离栅、标志、门架、灯柱以及很多机电设备的机架、机箱、机壳等构件上。镀锌层的质量直接决定这些设施的使用寿命，进而影响整个工程项目的质量。因此，这些产品标准中都对钢构件镀锌层的质量作出了明确要求，如交通行业标准JT/T281-2007高速公路波形梁钢护栏、JT/T 374-1998隔离栅技术条件等，此外，国家标准GB/T 18226-2000高速公路交通工程钢构件防腐技术条件中也专门对镀锌层的质量提出了明确的技术要求和评价方法。
(4)石油化工行业
输油管、油井管、冷凝冷却器、油加热器等。
(5)机械制造行业
各种机器、家用电器、通风装置的壳体；仪器仪表箱、开关箱的壳体等。
(6)家电、汽车行业
高档汽车、电冰箱、洗衣机、微波炉、计算机等产品
