镀锌件白锈处理办法

- 1 - 热镀锌钢白锈产生原因分析及预防热镀锌钢白锈产生原因分析及预防 内容介绍内容介绍 热镀锌钢产品经长时间运输后， 发现原本光亮平滑的产品表面上 出现大量白色或灰色粉末，产品发黑，严重的地方甚至出现了锈斑。 实际上， 新镀好的热镀锌件以密排堆放的方式在潮湿和通风不好的环 境中储存和运输时，在镀层表面会形成白色或灰色的粉状腐蚀产物， 这种腐蚀产物就是通常所说的白锈。一般说来，当镀件表面白锈的量 不多时，不会对镀层的防腐性能造成影响，它会随着镀锌件表面干燥 而逐渐消失。 但是如果运输或储存方式不当， 白锈也可能变得很严重， 不但影响产品的外观，甚至会降低镀锌件的使用寿命。热镀锌层白锈 的产生长期以来都是影响镀锌产品和工程质量的难题， 是产品和工程 质量验收争论的焦点，镀锌厂家和施工单位也经常为此而困扰。本文 通过对产生白锈的热镀锌产品进行分析， 探讨了热镀锌钢白锈的产生 机理，并提出了预防及处理措施。 1 白锈产生的原因分析 1.1 腐蚀产物分析 观察发生白锈的产品，在产品白锈较轻微的部位，用细砂纸轻轻 磨去腐蚀产物，在磨平的表面用磁性测厚仪进行测量，发现仍有足够 厚的热镀锌层保护钢基。但用上述方法对腐蚀严重的、出现红锈的地 方测量，发现镀层几乎消耗完全，热镀锌层已无法对钢铁提供保护。 对发生严重白锈的工件取样进行扫描电镜微观成分分析， 在镀锌层表 - 2 - 面形成的腐蚀产物较疏松， 未能形成一层致密腐蚀产物膜来阻止腐蚀 进一步进行。 在发生白锈的热镀锌层表面收集腐蚀产物粉末进行 X 射 线衍射分析，结果表明，腐蚀产物由 ZnCO3 和 ZnO 组成。 1.2 白锈形成的原因 锌是非常活泼的金属，锌的表面与周围的潮湿空气接触，会首先 与潮湿水气发生化学反应，生成一层多孔的、胶粘状的 Zn（OH）2 腐 蚀产物。随后，氢氧化锌会进一步与大气中二氧化碳反应，生成一层 薄的、致密的、有一定粘附性的碱式碳酸锌 ZnCO3 腐蚀产物，可以阻 止镀层进一步腐蚀。当镀锌件紧密的堆积并置于潮湿的空气中时，由 于镀件间的表面没有自由流动的空气， 镀层的局部表面将不能发生形 成上述腐蚀产物保护膜的化学反应， 而是发生电化学腐蚀， 形成白锈。 白锈的形成机理实际上就是“氧浓差腐蚀电池”原理。在潮湿环境中 镀件密集堆放时发生的腐蚀反应可以简化成发生在两镀锌层间被压 扁的水珠中的反应，这水珠仅有很小的表面暴露在空气中，接近水珠 中心的锌表面和在水珠周边的锌表面的氧的供给量是不同的， 这就导 致两处锌的电位不同，从而形成氧浓差腐蚀电池。电化学腐蚀速度远 高于化学反应腐蚀的速度，阳极区的锌会很快被腐蚀，腐蚀产物为没 有保护能力的、相对易溶的氢氧化锌。由于空气中的 CO2 很难进入阳 极区，这就阻止了氢氧化锌向起保护性作用的碳酸锌转变，而在部分 脱水后主要以 Zn（OH）2 和 ZnO 的混合物形式（又称碱式氧化锌）存 在。在这种情况下的腐蚀产物不能抑制反应的继续进行。通常储运情 - 3 - 况下产生的白锈不会太严重。 但由于金属锌转变为氧化锌或氢氧化锌 时体积将增大 35 倍，形成的白锈体积较大，使腐蚀程度看起来要比 实际情况严重得多。由于热镀锌钢表面的镀锌层较厚，通常白锈对热 镀锌钢的使用寿命没有明显影响。 白锈的严重程度取决于镀层间凝结 水的成分和在所处环境中持续的时间。 2 白锈的预防及处理 2.1 白锈的预防 当镀件储存及运输时需要紧密堆放在一起时， 应该采取足够的预 防措施来防止白锈。 在镀件周围保持低湿度的环境和在堆积的镀件间 保证足够的通风，可使白锈减至最少。具体的预防措施有： （1）热镀锌件经水冷后，即进行表面处理。如镀锌管和中空的 镀件在镀锌后可涂一层清漆；线材、板材和网材这类产品可打蜡或涂 油；热镀锌结构件可采用铬酸盐钝化或无铬钝化。 （2）应将镀件置于干燥的、有良好的通风环境中。 （3）如果镀件不得不在户外存放，镀件不应直接堆放在湿的土 壤或腐烂的植被上，应该从地面架高并用窄木条隔开，以使所有镀件 - 4 - 表面存在自由流动的空气。镀件应该稍微倾斜放置以方便排水。 （4）当镀锌钢需海运时，由于镀件表面可能存在冷凝水，故镀 件间使用木条隔离包装较好。含松脂的木材不能用作隔离用的木条， 因为松脂本身就有腐蚀性。在运输和储存镀件时应使用干燥的、未用 防腐剂和防火剂处理过的木条，如杨树、槐树和杉木。存放在容器中 的小镀件在包装前要彻底干燥。用包装箱密封时，建议加入一些干燥 剂。在海上特别是热带海洋湿度很大，这时给热镀锌钢提供干燥和良 好的通风环境就尤其重要。 2.2 出现白锈后的处理措施 在大多数情况下，白锈并不表明锌镀层已严重破坏，也并不一定 意味着镀件的使用寿命会减少。发生白锈后，应将原先密堆的镀件摆 开以使其表面迅速变干，并立即检查。当镀件表面的白锈较轻微时， 应用干布擦去锈迹。因为在潮湿的环境下，镀件表面非常轻微的白锈 也可能妨碍碱式碳酸锌腐蚀产物保护膜的形成。 中度到重度的白锈可 用硬毛刷来清除，不能用钢丝刷。在清除白锈后必须检查产生白锈部 位镀层厚度，以确保留有足够的镀锌层保护钢基。在存放很久的有白 锈的工件上，典型的白色和灰色的腐蚀产物可能会变黑。当这种情况 出现时就说明大量的镀锌层已经被腐蚀，使用寿命会降低。在极端的 情况下，由于在恶劣的环境中长期存放，形成了严重的白色沉积物或 - 5 - 红锈，它已损害镀件的使用寿命，就必须重镀或按相关标准规定的方 法做局部修补。 3 国内外有关标准对白锈的评述 国内外的热镀锌标准中对镀层出白锈的问题均有一定的评述， 值 得借鉴。现总结如下：GB/T13912-2002（国家标准金属覆盖层钢铁 制件热镀锌层技术要求及试验方法）6.1 外观：潮湿条件下储存 的镀锌工件，表面允许有白锈（以碱式氧化锌为主的白色或灰色腐蚀 产物）存在。ISO1461-1999（ISO 标准钢铁制件热浸镀锌技术条件 与试验方法）：“潮湿条件下存储产生的白锈（镀锌后在潮湿条件 存储形成的白色或灰色产物，主要是碱式氧化锌）也不应视为报废的 原因。.为了防止制件在潮湿环境中存放时产生白锈，不需要再涂 漆的工件镀锌之后应进行适当的表面处理。 ” ISO1459-1973 （E） （ISO 标准金属覆盖层用热镀锌保护防腐的指导原则）：“镀层表面白 色的痕迹（通常称作储存湿锈或白锈）是影响外观的，但通常对镀层 其它性能并无损害。如果希望热镀锌制品保持刚镀出时的光亮的外 观，需要有特别的储存条件。热镀锌后立即加以表面处理可避免或减 少这些白锈的生成。” JISH8641-1983日本工业标准热镀锌）：“白锈：镀件存 放时与雨水等接触产生白锈。 一旦脱离那个环境便会逐渐消失。 另外， - 6 - 由于白锈对锌层消耗很小， 所以对耐蚀几乎没有影响。 ” BS729： 1971 （英国标准钢铁件的热浸镀锌层）：“应特别注意镀锌件的运输 及储存条件，以避免出现储存湿锈（即白锈），刚镀过锌的镀件在潮 湿及通风不良的条件下进行运输或存放往往出现这些所谓的白锈。 通 过镀后处理可以减少白锈的出现。”由此可见，白锈是热镀锌层较常 见的一种表面缺陷，应积极采取措施避免其出现，但一般也不能作