• 热镀锌实践手册

    标题文本

    1.热镀锌的工业性

    热镀锌-就在您身边的工业

     

    大多数情况下,热镀锌厂家随处可见。

     

    热镀锌厂家会为您提供高质量的服务。包括合理的价格、快速交货和高质量的产品。热镀锌产业会不断完善,以满足您的需求,为您的市场服务。

     

    作为一个较大的行业,热镀锌行业拥有许多可靠的供货商,通常依赖于本地市场。广东省热镀锌企业规模及技术水平均居于全国前列,可以满足本地市场的服务需求。

     

    热镀锌对环境的贡献

     

    热镀锌对环境友好。热镀锌层也用于热镀锌企业内部,其操作条件得到了控制。

     

    目前,我省的热镀锌企业已特别注重了污染物排放量。热镀锌与电镀锌有本质的不同,热镀是将工件浸入液态的金属中获得镀层的方法;而电镀是通过化学溶液电化学反应获得镀层的方法。两者涉及的废物排放完全不同。热镀不需要象电镀一样,面临极为困难的废液处理问题。

     

    另外,热镀锌节省资源,因为它能有效地保存资源。一旦钢被腐蚀而需要更换,制造新的钢材或回收残料都需要耗费大量的能源和地球资源。

     

    采用锌进行热镀锌处理不会破坏自然平衡。当然,采用锌来保护钢铁会使得少量锌回到自然环境中,然而锌作为自然界中的元素本来就是从土壤中提取出来的,几乎所有动物和植物都需要少量的锌,人类同样需要少量锌来维持健康的身体。

     

    选择热镀锌是正确的选择

     

    最值得推荐的产品是已经过实践检验的产品。

     

    热镀锌层是利用锌和铁的优异性能保护钢铁的现代产品,同时它成功地应用在钢铁防腐上也有悠久的历史。一些世界上最著名的工程也有采用热镀锌产品,例如悉尼歌剧院的屋顶的钢材。

     

    请关注您身边的热镀锌产品,这些工程表明热镀锌通常被作为保护钢材的最佳选择。无论您是小钢铁加工企业老板还是世界最大工程的结构工程师,使用热镀锌产品是最好的决定。

     

    2.热镀锌的产品

     

    什么是热镀锌

     

    热镀锌是在钢铁表面形成一层致密锌镀层的方法。

     

    热镀锌层覆盖了钢结构件的整个表面和中空部份的内外面。锌与铁通过合金层冶金结合在一起,形成具有一定硬度、耐磨和稳定的镀层,对钢材具有显著的电化学保护作用。

     

    热镀锌层的抗冲击性

     

    热镀锌层是非常坚固的产品,因为钢基体、合金层和纯锌层都会影响热镀锌层机械性能。

     

    热镀锌层具有一定的硬度和韧性。典型的低碳钢的维氏硬度为160Hv,热镀锌层中的合金层的硬度可达240Hv,而表面的纯锌层比钢或合金软。锌层具有一定的延展性和吸振性。但当镀层遭受强烈的撞击时,合金层通常比钢基体硬,所以基底的钢基本上不会受到破坏。对镀层的破坏很难强烈到能够让镀锌层完全移动。但纵使这种破坏发生,与钢基通过原子结合的很薄的一部分合金层仍然保护着基体。就算对镀层的破坏已经去除了大部分的镀层,最底层通常还在,依然能够提供电化学保护。

     

    电化学的保护

     

    对铁有电化学保护的金属为镁、铝、镉和锌,它们中只有锌被用来热浸镀。镀锌层对钢铁具有电化学保护作用,这样在镀层破损时,周围的锌层还可对钢铁提供保护作用而使露出的钢铁不腐蚀。

     

    其它金属,例如镍、铜和黄铜,看起来好像与镀锌层一样可以保护钢铁,因为每天都可以看到它们被用作电镀。但这种镀层被破坏后,这些金属就会通过损害基体钢来保护自己,涂层完全不能修复。

     

    同样,一般的油漆涂层对钢基体没有任何电化学保护作用。使用过程中涂层被破坏、使用不当或不致密,油漆层下的钢铁基体都会被腐蚀。

     

    热镀锌层在哪些地方应用?

     

    热镀锌层适用的最佳环境及不适用的环境如下:

     

     

    在下列情况中,可以采用热镀锌层保护钢铁。

    • 几乎所有适度通风的环境。
    • 几乎所有室外环境。
    • 与冷水、硬水接触。
    • 与60℃以上的硬水接触。
    • 与土壤接触(需向与你合作的专家咨询)
    • 与木材接触(需向与你合作的专家咨询)

     

    • 与大部分其它金属接触,但不是经常浸于水中。
    • 正常使用温度高于200℃,有时达到275℃。

     

    禁止使用热镀锌层的情况:

    • 酸性溶液中。
    • 强碱溶液中。

     

    由此可见,热镀锌产品基本适用于市政建筑所使用的环境。

     

    镀锌层可以涂漆

     

    很多镀锌钢的用户对镀锌层的外观很满意,他们无需增加额外的费用或维护用油漆。也有用户对外观要求很重视,只要操作正确,镀锌钢涂漆很容易进行。

    3. 热镀锌的经济性

     

    钢铁是世界上应用最广泛和最可靠的材料之一。在使用中必须对钢铁的腐蚀进行防护,最常用的防护方式有二种:有机涂层及金属镀层。其中应用最广的有机涂层是油漆涂层,而应用最广的金属镀层是热镀锌层。

     

    初期成本

     

    下表为热镀锌与两种涂装体系每单位表面积初期成本对比。

     

    由表可见,轻型钢结构件防腐蚀的最经济有效的方法总是热浸镀锌。甚至一些大的结构件镀锌仍然非常经济。原因很简单,涂漆是劳动密集型,对于热镀锌,镀表面积大的轻钢结构所需要的人力不比镀重型钢结构件多。

    如果考虑涂漆的所有成本,对于由许多小工件组装的钢结构件,热镀锌的初期成本比优良的涂漆体系更低。下表中成本对比是以三涂层体系为100。

     

     

    钢板厚度

    三涂层体系

    四涂层体系

    热镀锌

    2

    100

    114

    42

    3

    100

    114

    46

    5

    100

    114

    52

    8

    100

    114

    58

    10

    100

    114

    65

    14

    100

    114

    70

    19

    100

    114

    105

    25

    100

    114

    130

     

    使用成本

     

    使用成本包括热镀锌钢结构件在使用寿命内的所有维护成本。一种比较这些体系的方法是将未来需要花费的所有费用折合到现在来计算,但是把这些未来的花费算到其他需要花费的地方。(经济学上称为未来现金流量净现值法)。

    下表比较了热镀锌与两种涂装体系。考虑未来成本主要是因为涂层体系的寿命比热镀锌层的寿命要短很多,所以要达到热镀锌层的使用寿命,就必须对涂装体系不断提供维护及修补。(当我们计算这种成本的时候我们仅仅计算涂装所需的费用,实际上再涂装的位置往往很难接触到,所以需要搭脚手架或梯子,这将进一步增加维修的成本。)

     

     

     

    项目

    涂装1

    涂装2

    热镀锌

    准备

    人工打磨

    喷砂

    底漆

    1层

    面漆

    2层

    3层

    85微米锌镀层

    使用年限

    8年

    11年

    25年

    维护频率

    每8年

    每11年

    初期成本+维护成本(NPV)

    198

    169

    100

     

     

    更换成本

     

    众所周知,如果不对钢铁构件进行腐蚀防护,您可能不到2年就需要更换构件。如果对钢铁构件采用了不恰当的保护方式,则可能在整个构件的使用寿命期限内,您不得不对构件的局部进行切除重焊等修补工作。有时,涂漆的钢铁构件腐蚀从漆层的内部开始,所以涂漆层的存在并不代表保护措施的可靠。(而对于中空的钢铁构件,其内外表面的热镀锌层均可达到相同的厚度,可以对构件提供相同的腐蚀保护。)

    更换成本往往相当的高,因为所费人工相当高。同时新的钢结构的制作费用,无论是熔炼废铁炼钢还是采矿、轧制及制作新的钢铁构件。这些工序不但消耗自然资源及能源,同时对环境也会造成一定影响。而选择热镀锌保护钢铁构件,就相当于节约了自然资源,保护了环境。因为,采用锌保护钢铁仅需相当少的资源。

     

    3.热镀锌的镀层性能

     

    热镀锌层是适用于许多环境的具有优良保护性能的钢铁防腐蚀镀层。

     

    大气中的热镀锌层

     

    热镀锌层的使用寿命取决于四个方面:

    -镀层厚度;

    -镀件所处环境酸雨的情况;

    -酸性大气环境的情况;

    -风沙粉尘侵蚀的情况。

     

    根据国际标准及我国国家标准,热镀锌层的平均厚度必须符合标准所要求的厚度,对于厚度大于6mm的钢材,其热镀锌厚度要求不小于85mm(1 mm等于0.001mm)。实际上,大多数的钢结构件热镀锌后的镀层厚度均会超过85mm。这意味着当您按照平均腐蚀速率来估算镀层使用寿命时,结果往往是安全的。

     

    镀件的使用寿命可以采用腐蚀图或当地数据进行预测。到目前为止,仅有英国能够提供较全面的腐蚀图。但我们也可以采用英国的数据来预测欧洲其它国家的情况。英国的腐蚀图是在二十世纪九十年代初更新的,而如今欧洲的空气环境已有了很大的改善。因此,采用这些旧的数据时应特别注意,环境的改善意味着可以具有比预测值更长的寿命。所以现在预测的镀层寿命可以比十年前更长。

     

    热镀锌层在不同的环境下的使用寿命情况如下:

     

    内陆,工业区,重工业环境:

       最短使用寿命(约20年)。

    沿海,工业区,重工业环境:

       最短使用寿命(约20年)。

    内陆,城市,轻工业环境:

       中等使用寿命(约30年)。

    沿海,城市或农村:

       中等使用寿命(约30年)。

    内陆,农村:

       最长使用寿命(达65年)。

    注意:这仅是典型情况,并随当地条件不同而改变。

    热镀层在农业和园艺中

    热镀锌产品能有效地保护农场建筑、农场和园艺中的设备。除了以下情况,您无需遵照任何特别的规定。

     

    持续接触泥浆。有时候动物的粪便可能是呈酸性的,尤其是成堆堆积的时候。这种情况下应该在泥浆溶液飞溅到的镀锌区域采用耐酸油漆防护,其它不会与这些粪便接触的部位无需额外处理。

     

    温室中喷灌系统的酸化。当灌溉水的pH值低于5.5时,会损害热镀锌层。

     

    油漆可提高热镀锌层性能

     

    对热镀锌层进行涂漆处理有以下三个原因:

    • 改变产品外观
    • 延长使用寿命
    • 酸液飞溅时,保护热镀锌结构件

     

    热镀锌层表面涂漆的作用是将镀锌层和空气隔离。只要油漆层还存在,镀锌层就不会发生腐蚀,厚度也不会改变。一旦油漆层老化或被破坏,镀锌层就会以一定的速率减薄,这个速率取决于镀层所处的环境。维护时需要用快速电缆刷抛光镀层然后再涂漆。这种维护方法的费用很低,但有时候它能让钢铁获得异常长的使用寿命。事实上,钢铁产品变成废品更可能是因为被淘汰,而不是腐蚀。

     

    热镀锌层与其它保护措施的比较情况

     

    热镀锌

    具有合金层

    使用寿命长

    具有电化学保护

    抗损伤性优异

    耐磨性优异

    检查很方便

    大部分的其它金属涂层

    不具有合金层

    使用寿命不定

    无电化学保护

    抗损伤性良好

    耐磨性良好

    有时难以检查

    油漆

    单独的涂层

    使用寿命不定

    无电化学保护

    抗损伤性差

    耐磨性差

    检查相当容易

     

    4.热镀锌的环境性

     

    现代生活离不开锌,锌也是热镀锌的核心。

     

    锌是一种经济的、环境友好型的防腐蚀材料。使用锌可以节约铁矿石和能源,延长钢的使用寿命,提高钢的耐久性,减少维护费用。用于公共设施,它能节约纳税人的钱。

     

    自然元素-锌

     

    锌是自然界中分布较广的金属元素,存在于岩石和矿物、空气、水和土壤中。

     

    由于自然界的地质和地质化学过程,一些地区的锌含量很高,锌主要以矿石的形式存在和被开采。锌金属是从矿石或回收的热镀锌产品中提取的。事实上,世界上30%的锌是回收得到的。

     

    生命所必需的元素-锌

     

    锌和地球上生命体同时出现,参与许多生物反应。因此,锌是所有生命,从人类到最小的微生物中必需的元素。

     

    生物通过从空气、水、土壤和食物中摄取所需的元素来生长和发育。摄取量少时,达不到生长和发育的要求。反之,会中毒。因此,每个生物所需的必需元素都有一个浓度范围。即生物体包括人类都有一个锌的最佳浓度范围。

    人体健康所必需的元素-锌

     

    锌在人体新陈代谢中起重要作用。

     

    例如, 200多种酶的运作、DNA的稳定和神经系统的信号传达。

     

    成人平均体内含锌约2-3g,存在于所有组织中,肌肉、肝脏、肾、骨胳和前列腺等组织中最高。

     

    建议成年女性每天摄入12mg的锌,成年男性为15mg的锌,成长中的婴儿、小孩、青少年和孕妇以及年长者的摄入量与体重成比例。其中,孕妇的摄入量比普通女性多25-50%。

     

    人类主要从食物中摄入锌,不同食物含锌量不同。其中羊肉、牛肉、家禽、鱼、海鲜、谷类和奶制品中含锌量较高。

     

    调查发现许多人每天没有从膳食中摄入足量的锌。可以用含锌的营养品补锌,但过量食用会引起非特异性胃肠道病,因此需遵医嘱。

     

    动植物所必需的元素-锌

     

    进化过程中,生物体摄取锌,供特定功能的新陈代谢。

     

    因此,生物通常摄取一定含量的锌,摄取量与季节差异有关。

     

    生物体内存在一种叫体内平衡的机制,能够调节锌的摄入量以适应季节差异。自然界的锌含量丰富,但在现代农业等非自然环境中缺乏,需由农作物和家畜补充。

     

    锌可回收

     

    锌能够被回收利用,目前占全球供应的30%。换句话说,每年有2,000,000吨锌被回收再利用。

     

    锌可以可回收产品的形式回收,包括黄铜制品和配件、锌的铸压部件、汽车和家用电器或电子元件中回收的热镀锌钢,也可以锌渣、炉灰、下脚料、回炉铁和黄铜加工废料等形式回收。仅铜业每年就可以回收600,000多吨。

    锌产品使用寿命很长,因此难以评估锌的回收率。例如,屋顶使用的锌板,使用100年后才会被回收利用。锌元素来自自然界,多次回收不影响其物理或化学性能。从消费和使用周期上分析,实际上80%的锌会被回收。

    镀锌钢产品对环境的影响

     

    地表水中的锌沉积到河流沉积物、河口和海岸区,受其它物质的约束,生物相容性降低。

     

    生物相容具有生态意义,锌在水中的生物相容性与许多因素有关,例如温度、水的硬度、pH值和可溶性有机碳。

     

    水中的锌遇到悬浮有机物时,会沉于水底,可通过沉积顶层了解锌的含量。从近年的沉积层可看出,工业排放量减小,锌含量降低。

     

    锌在土壤中以多种形式存在,许多因素影响锌在土壤中的溶解性和生物相容性。

     

     

    结论:

    热镀锌钢具有良好的使用性能,因此,应在市政建设中尽可以采用。另外,锌是人类和大量生物体所必需的自然元素之一。缺锌会影响人类健康。近年,工业中锌的排放量明显减少,目前镀锌产品中锌的排放量不会对环境造成影响。

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