热镀锌钢管详细

1、（热）镀锌钢管详细镀锌管表面有热浸镀或电镀锌层的焊接钢管。镀锌可增加钢管的抗腐蚀能力，延 长使用寿命。镀锌管的用途很广，除作输水、煤气、油等一般低压力流体 的管线管外，还用作石油工业特别是海洋油田的油井管、输油管，化工焦 化设备的油加热器、冷凝冷却器、煤馏洗油交换器用管，以及栈桥管桩、 矿山坑道的支撑架用管等。钢管的镀锌方法有热镀锌和电镀锌两大类。热镀锌有湿法、干法、铅锌法、氧化还原法等， 其工艺流程如图所示。不同热镀锌方法的主要区别在钢管酸浸清洗后，用什么方法活化管体表面 提高镀锌质量。现生产中主要采用干法和氧化还原法，其特点见表。电镀锌的锌层表面十分光滑致密、组织均匀；具有良好的力学性能和

2、抗腐 蚀能力；锌耗比热镀锌低60%75%。电镀锌在技术上有一定的复杂性， 但对单面镀层，内外表面镀层厚度不同的双面镀层，以及薄壁管镀锌等皆 须采用此法。锌层材料的发展为满足日益提高的各种使用条件要求，延长镀锌钢管的使用寿命，锌层材 料正在不断发展。主要新镀层有：（1）铁一锌合金化镀层。即钢管镀锌后再 进行热处理。如在500550C进行扩散退火1015min，这样可使镀锌管 在油田中的使用寿命延长近9倍；（2）多元或含有微量合金元素的镀锌层。 如加入适量的镍可使耐腐蚀能力比纯电镀锌管提高10倍以上；（3）复合镀 层。即按使用条件需要，在钢管镀锌层上再涂以适当的有机材料，使得在 耐腐蚀、耐高温、耐

3、严寒、耐磨损、耐冲击及增加弹性等方面，能进一步 满足其中一项或几项更高的要求。如采用彩色涂层，还有装饰和标志的效 果。镀锌的特点锌镀层的外观呈青白色，标准电极电位为-0.76V，易溶于酸，溶于碱，是 曲型的两性金属。锌干燥空气中几乎不发生变化，锌腐蚀的临界湿度大于 70%，因此在潮湿大气中能与二氧化碳和氧作用生成一层主要由碱式碳酸 锌组成的薄膜，这层膜有一定的缓蚀作用，锌与硫化氢等含硫化物起反应 生成硫化锌；锌易受氯离子浸蚀，故在海水中不稳定。锌在密闭或通风不良，空气潮湿的条件下，与非金属材料的挥发物（低分子 羧酸，醛，酚，氨笠接触时，锌易遭腐蚀，生成白色疏松的腐蚀产物，俗 称”白霜”。锌在高

4、温，高湿，密闭条件下，与胶木，油漆，木材释放的 挥发物接触，锌有生长细丝状单晶的倾向，俗称”长毛”。锌的标准电位比铁负，对钢铁而言是阳极性镀层，可提供可靠的电化学保护。在工业大气，农村大气和海洋性大气中使用的钢铁制品均可选择锌作保护层，其防护寿命几乎与锌层厚度成正比关系。凡属有工业废气污染的大气中，锌镀层的耐蚀优于镉镀层，在海 上或海水中则相反。锌镀层经铬酸盐钝化之后，耐蚀性可提高6-8倍。故镀锌钝化处理是必不 可少的的步骤。在钝化膜上进行有机染色，可作低文件产品的防护-装饰 镀层。为降低锌镀层厚乂能提高耐蚀能力，国内外采如下两种措施：一是提高钝 化膜的质量，如用蓝色，绿色，军绿色，黑色钝化代

5、替常规的彩虹色钝化 膜，尤以军绿化钝化膜耐蚀性最好；二是以较薄的含铁0.3%-0.6%的Zn-Fe 合金，或含镍6%-10%的Zn-Ni合金代替纯锌镀层，耐蚀性能提高三倍以上， 广泛用于汽车钢板上代替镀锌。锌镀层的使用温度不得超过2500C,在此温度上锌结晶组织变形，发脆，耐 蚀性下降。有耐蚀，耐热要求的零件宜用Zn-Ni合金层。镀锌电解液可分为碱性和弱酸性两大类，国内外常用的有无氤锌酸盐镀锌， 氤化镀锌，铵盐镀锌，氯化物镀锌，硫酸盐镀锌等。就国内而言，无氤锌 酸盐镀锌仍是主流。近年来由于镀锌添加剂的性能的改进提高，氯化物镀 锌和低氤光亮镀锌发展较快，而铵盐镀锌在继续下降。选择镀液要根据镀件材

6、质，形状，外观要求而定，如冲压小件和复杂件， 特别是需要辅助阳极的深孔或管状件宜选用碱性镀液；对氢脆敏感的零 件宜用弱酸性镀锌液。当采用两种性能不同的镀液时，对生产十分有利。锌镀层的外观呈青白色，标准电极电位为-0.76V，易溶于酸，溶于碱，是 曲型的两性金属。锌干燥空气中几乎不发生变化，锌腐蚀的临界湿度大于 70%，因此在潮湿大气中能与二氧化碳和氧作用生成一层主要由碱式碳酸 锌组成的薄膜，这层膜有一定的缓蚀作用，锌与硫化氢等含硫化物起反应 生成硫化锌；锌易受氯离子浸蚀，故在海水中不稳定。锌在密闭或通风不良，空气潮湿的条件下，与非金属材料的挥发物（低分子 羧酸，醛，酚，氨笠接触时，锌易遭腐蚀，

7、生成白色疏松的腐蚀产物，俗 称”白霜”。锌在高温，高湿，密闭条件下，与胶木，油漆，木材释放的 挥发物接触，锌有生长细丝状单晶的倾向，俗称”长毛”。锌的标准电位比铁负，对钢铁而言是阳极性镀层，可提供可靠的电化学保 护。在工业大气，农村大气和海洋性大气中使用的钢铁制品均可选择锌作 保护层，其防护寿命几乎与锌层厚度成正比关系。凡属有工业废气污染的 大气中，锌镀层的耐蚀优于镉镀层，在海上或海水中则相反。锌镀层经铬酸盐钝化之后，耐蚀性可提高6-8倍。故镀锌钝化处理是必不 可少的的步骤。在钝化膜上进行有机染色，可作低文件产品的防护-装饰 镀层。为降低锌镀层厚乂能提高耐蚀能力，国内外采如下两种措施：一是提高

8、钝化膜的质量，如用蓝色，绿色，军绿色，黑色钝化代替常规的彩虹色钝化膜，尤以军绿 化钝化膜耐蚀性最好；二是以较薄的含铁0.3%-0.6%的Zn-Fe合金，或含 镍6%-10%的Zn-Ni合金代替纯锌镀层，耐蚀性能提高三倍以上，广泛用于 汽车钢板上代替镀锌。锌镀层的使用温度不得超过2500C,在此温度上锌结晶组织变形，发脆，耐 蚀性下降。有耐蚀，耐热要求的零件宜用Zn-Ni合金层。镀锌电解液可分为碱性和弱酸性两大类，国内外常用的有无氤锌酸盐镀锌， 氤化镀锌，铵盐镀锌，氯化物镀锌，硫酸盐镀锌等。就国内而言，无氤锌 酸盐镀锌仍是主流。近年来由于镀锌添加剂的性能的改进提高，氯化物镀锌和低氤光亮镀锌发展较

9、快，而铵盐镀锌在继续下降。选择镀液要根据镀件材质，形状，外观要求而定，如冲压小件和复杂件， 特别是需要辅助阳极的深孔或管状件宜选用碱性镀液；对氢脆敏感的零 件宜用弱酸性镀锌液。当采用两种性能不同的镀液时，对生产十分有利。锌酸盐镀锌锌酸盐镀液的特点：不用剧毒的氤化物，废水易处理；镀层结晶细密、光泽好、分散能力和深镀能力接近氤化镀液，适合复杂形状的零件电镀；镀液稳定、操作方便；对设备无腐蚀性；综合经济效益好。这种镀液亦存在沉积速度慢，允许温度范围窄（高于 400C不好），厚度超过15um时有脆性，铸锻件较难电镀以及工作时会产生 刺激性气体逸出，必须要安装通风装置等缺点。锌酸盐镀液之镀液成分：A、氧

10、化锌（纯度大于98%）； B、氢氧化钠；C、DE和DPE添加剂；D、光亮 剂；E、水维护管理技术：A、严格控制锌、碱浓度和比值；B、主添加剂和光亮剂都只能靠经验补加；C、注意温度和电流密度的相互关系；D、极间距离及电极排布；E、杂质的危害及清除；F、可能产生的故障及纠正方法氤化镀锌氤化镀锌具有分散能力和深镀能力好、结晶细密、与基体结合力好、耐 蚀性能好、工艺范围宽、镀液稳定易操作、对杂质不太敏感等优点。但是 剧毒、严重污染境。现在大部分应用无氤镀锌或低氤镀锌。氤化镀锌的镀液组成：A、氧化锌；B、氤化钠；C、氢氧化钠；D、氤化 镀锌光亮剂铵盐镀锌从氯化铵-氨羧络合剂镀锌电解液中沉积的锌层、结晶细

11、致、镀层光泽美 观、分散能力和深镀能力好、适合于复杂零件的电镀。该工艺曾在我国普 启遍应用，但在生产中发现该类镀液存在钝化膜易变色、镀液腐蚀性大、 废水中重金属难处理、氨对鱼类有毒等问题。从70年代后期逐渐被锌酸 盐镀锌所取代。为发挥弱酸镀锌的优点。80年代起，无氨氯化物镀锌在我国崛起，铵盐镀锌应用时不断下降。氯化物镀锌氯化物镀锌是八十年代初发展起来的光亮镀锌工艺。氯化物镀液的特点:A、不含络合剂的单盐镀液、废水极易处理；B、镀层的光亮性和整平性优于其镀液体系；C、电流效率高、沉积速度快；D、氢过电位低的钢材如高 碳钢、铸件、锻件等容易施镀。氯化物镀锌镀液成分：A、氯化锌；B、氯化钾；C、硼酸

12、；D、添加剂（主 光亮剂、载体光亮剂、辅助光亮剂） 硫酸盐镀锌硫酸盐镀锌的分散能力比前述几种镀锌溶液差些，且结晶较粗。为改善 镀液性能，引入阿拉伯树胶或天然桃胶，对细化结晶有效果，但货源不足。 为此近来国内外电镀工作者开发了由芳香族醛或酮磺酸盐、聚醚化合物和 芳香族磺酸盐组合的光亮剂，使镀液和镀层性能获得很大改善、镀层细致、 光亮。由于这种镀液成本低、电流效率高，可使用很高的电流密度，沉积 速度快，适合于电镀外形简单的线材、带材、板材和管材的内壁。镀液的 pH值较低，有的还有氯化物，所以对设备有腐蚀性。硫酸盐镀锌镀液组成：A、硫酸锌是主盐；B、硫酸钠、硫酸铝、氯化铵 是导电盐；C、明矶和硼酸是缓冲剂；D、糊精、萘二磺酸等为细化结晶， 提高分散能力.冷镀锌就是电镀锌，镀锌量很少，只在外管壁镀