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浏览:- 发布日期:2018-08-04 10:00:00【 】

供热行业的发展,推动了各类型产品的进步,随着使用空间的复杂性和多元化,管廊和架空等环境,对于保温管的露天使用需求不断增加,而传统的地埋式保温管因其在pe外护耐紫外能力差等问题,并不适于在露天环境下使用,于是以镀锌钢板为外护的镀锌架空保温管得到了更广泛的运用。

该产品使用镀锌钢板经卷管机制成镀锌管替代pe外护管,以镀锌钢板的耐锈蚀、抗氧化、耐紫外线辐射等的特点,结合镀锌保护管同聚氨酯保温层以及内工作钢管为一体式的优点,适应了露天使用的要求,同时具备pe外护式和保温后包裹镀锌白铁式保温管不可替代的优势。

但是使用镀锌钢板也并不是没有腐蚀或其他的风险,同时鉴于镀锌钢板在牌号、质量、标准等方面的复杂性,也需要对于镀锌钢板进行深入的研究,进而进行科学的规范化管理。

该产品相比于传统式埋地式pe外护保温管主要区别就是外护层的镀锌钢板,镀锌钢板的选用是该产品的核心所在,而目前行业内对于该问题的研究不多,使用乱象较多,因此本文的重点对于镀锌钢板的使用提出一些中肯的看法。


   一、镀锌钢板同样面临腐蚀问题    



      使用镀锌钢板,有可能会被其外表白亮、均一的状态所影响,认为其不会产生锈蚀问题,或者对于该问题重视程度不足,事实上镀锌钢板的表面如果不进行相应处理,也是会产生锈蚀,且锈蚀后不但影响美观,也影响到对于钢基体的保护镀锌板锈蚀后将形成白锈,其形貌如图所示。

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镀锌钢板白锈形貌


● 镀锌板的耐蚀机理

      金属在特定环境下都会产生腐蚀现象,锌锌板之所以耐腐蚀其主要原因就是相比于钢铁,锌的标准电极电位要更低,因此在相同条件下,锌更不容易腐蚀,因此利用锌层来对钢铁基体进行保护。但其使用过程中还是会发生腐蚀的,我们要客观的看待该问题,并突出其优点,不能盲目的认为镀锌板就没有腐蚀风险。


 ● 镀锌层对钢基体的保护作用

step1:在表面的锌层还完整的情况下,锌层抵御外界侵蚀,对钢材进行物理保护。但锌层本身被大气腐蚀。如图所示。



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锌层对钢板物理防护


step2: 随着纯锌层的不断腐蚀,合金层也将局部暴露在大气中,锌层和纯锌层还可以起到物理保护作用,而且由于电极电位的不同,纯锌层对合金层提供阳极保护而优先腐蚀,即锌层不断消耗,而保护合金层完好不发生腐蚀,这样就极大的延长了腐蚀穿透的时间。如图所示。


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锌层对锌铁合金层的牺牲阳极保护


step3:纯锌层大量腐蚀,但其牺牲自己最终保护了合金层的完整,之后合金层对钢材提供物理保护,发生的腐蚀是zn-fe合金层在大气中的腐蚀。如图所示。


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锌铁合金层物理保护


step4:合金层的不断腐蚀后,镀层出现破损,钢板基体局部裸露于大气中,由于zn、fe和zn-fe合金的电极电位分别为-0.762v、-0.439v和-0.59~-0.66v,所以发生的腐蚀是zn的电化学腐蚀,锌将对钢基体继续提供阳极保护。如图所示。


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锌对铁钢基体的牺牲阳极保护


step5:纯锌层完全腐蚀,钢铁有部分裸露在大气中,合金层未完成腐蚀掉,将对钢铁进行阳极保护。如图所示。


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锌铁合金层对钢基体的牺牲阳极保护


step6:全部镀层消耗完毕,钢铁基体开始腐蚀。如图所示。



6

铁基体的腐蚀开始


可见,锌层在对钢铁基体的保护过程中,是以牺牲锌的方式来保护钢铁,在干燥状态时,由于锌的性能较活泼,将生成zno,在潮湿的大气中,镀锌层表面存在水膜,将发生有氧参与的电化学腐蚀。锌的表面会生成由zno、zn(oh)2、znco3组成的锈层(俗称白锈)。尽管腐蚀较慢,但外观会产生很大变化,影响美观预期,从长远角度锌层也将腐蚀完毕,最终将导致钢铁的腐蚀。

在实际应用过程中,一般采用增加锌层厚度、在锌层表面涂装保护层(如钝化、磷化)或增加涂料涂层的方式进行对于锌层的保护和增强耐久而久性。

我们建议,需要考虑锌层的腐蚀过程,并有针对性的进行锌层厚度控制和表面加工处理。


 二、镀锌钢板的锌层厚度需要合理选择 


● 锌层的厚度(重量)的意义

所谓锌层厚度,指的是每平方米的镀层总重量(含上下表面),一般标准及钢铁行业使用的锌层重量包括:275g/m2、220g/m2、180g/m2、120g/m2、80g/m2等。

该指标是最为关键的要素之一,足够的锌层重量才能延缓腐蚀过程,保护内部的钢铁基体不受伤害,尽而不致使聚氨酯保温层暴露在外,使保温管作用丧失。


● 锌层厚度的选用

一般情况下可以选用《锌和钢在不同大气中的重量损失表》,如表1所示来估计锌层的使用年限,对于锌层重量的选用做参考。按照大气类型即使用区域的不同,在30年保温管的标准寿命条件下,锌层的选用应该至少大于275g/m2。因此需引起关注,也可以根据实际设计情况进行考虑。

表1 锌和钢在不同大气中的重量损失表

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我们建议在设计或实际运用过程中应该对于锌层重量进行重点关注,并形成科学的选择标准和要求,即要保证保温管的功能不受影响,又要考虑架空使用其美观性的要求。

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