白鏽產因及預防

時間:2023-09-24 瀏(liú)覽(lǎn):885

熱鍍鋅產品經長(zhǎng)時間運(yùn)輸後,發現原本光亮平滑的產品表麵上出現大量白色或灰色粉末,產品發黑,嚴重的地方甚至出現了鏽斑。實際上,新鍍好的熱鍍鋅件以密排堆放的方式在潮濕和通風不好的環境(jìng)中儲(chǔ)存和運輸時,在鍍層表麵會形成白色或灰色的粉狀腐蝕產物,這種腐蝕產物(wù)就(jiù)是通常所說的白鏽。一般來說(shuō),當鍍件表麵白鏽的量不多(duō)時,不會對(duì)鍍層(céng)的(de)防腐性能造成影響(xiǎng),它會隨著鍍鋅件表麵(miàn)幹燥而逐漸消失。但是如果運輸或儲存方式不當,白鏽也可能變(biàn)的很嚴重,不但影響外觀,甚至(zhì)會降低鍍鋅件的使用(yòng)壽命。熱鍍鋅層白鏽產生長期以來都是影響鍍鋅產品和工程量的難題,是產品和工程質量驗收爭論(lùn)的焦點(diǎn),鍍鋅廠家和施工單位也經常為此而困擾。本文通(tōng)過對產生白鏽的(de)熱鍍鋅產品進行(háng)分析,探討了熱鍍(dù)鋅件白鏽的產(chǎn)生(shēng)機(jī)理,並提出了預防及及處理措(cuò)施。  


1白鏽產生的原因分析  


1.1腐蝕產物分析  


觀察發生(shēng)白鏽(xiù)的產品(pǐn),在產(chǎn)品白鏽較輕(qīng)微的部位,用細砂(shā)紙(zhǐ)輕輕磨去腐蝕產物,在磨平的表麵用磁性測厚儀進行測量,發現仍有足夠(gòu)厚的熱鍍鋅層保護鋼基。但用上述方法對腐蝕嚴重的、出現紅(hóng)鏽(xiù)的地(dì)方測(cè)量(liàng),發現鍍層幾乎消耗完全,熱鍍鋅層已無法對鋼鐵提(tí)供保護,對發生嚴重白鏽的工件(jiàn)取樣進行(háng)掃描電鏡微觀成分分析(xī),在鍍鋅層表麵(miàn)形(xíng)成的腐蝕產(chǎn)物較疏鬆(sōng),未能形成一層致密腐蝕產(chǎn)物膜來阻止腐(fǔ)蝕進(jìn)一步進行。在發生白鏽的熱鍍鋅層(céng)表(biǎo)麵收集腐蝕產物粉末進行X射線衍(yǎn)射分析,結果表明,腐蝕產(chǎn)物有ZnCO3和ZnO組成。  


1.2白鏽形成的原因  


鋅是非常活潑的金屬,鋅的表麵與周圍的(de)潮濕(shī)的空氣接觸,會首先與潮氣水氣(qì)發生化學反應,生(shēng)成一層多(duō)孔的、膠粘狀的Zn(OH)2腐蝕產物。隨後,氫氧化鋅會進一步與大氣中二氧化碳反應,生產一層薄(báo)的、致密的、有一定粘附性的堿式碳(tàn)酸鋅ZnCO3腐蝕產物,可以阻止鍍層進一步(bù)腐蝕。當鍍(dù)鋅件(jiàn)緊密的堆積並置於潮濕的(de)空氣中時,由於鍍件間的表(biǎo)麵沒有自由流動的空(kōng)氣,鍍層的局部表麵將不能發生形成(chéng)上述腐蝕產物保護膜的化學反應(yīng),而是發生電化學腐蝕,形成白鏽。白鏽的形成機理實際上就是“氧濃差腐蝕電池(chí)”原理。在潮濕環境中鍍件密集堆放時發生(shēng)的腐蝕反應可以簡化(huà)成發生在兩鍍鋅層間被壓扁的水珠中的反應,這水珠僅(jǐn)有很小的表麵暴露在空氣中,接近水珠中心(xīn)的鋅表麵和在水珠周邊的鋅表麵的氧的(de)供給(gěi)量是不同的,這就導致兩處鋅的電位(wèi)不同,從而形成氧濃差腐蝕電池。電化學腐蝕速度遠高於化學反應腐蝕的速度,陽極區的鋅會很快被腐蝕,腐蝕產物為沒有(yǒu)保護能力的、相對易溶的氫氧化鋅。由於空氣中的CO2很難進入陽極區,這就(jiù)阻止了氫氧化(huà)鋅(xīn)向起保(bǎo)護性作用的碳酸鋅轉變,而(ér)在部分脫水後主要以Zn(OH)2和(hé)ZnO的混合物形成(chéng)式(又稱堿式氧化鋅(xīn))存在(zài)。在這種情況下的腐蝕產物不(bú)能抑製反(fǎn)應的(de)繼續進(jìn)行。通常儲運情況下產生的白鏽不會太嚴重(chóng)。但由(yóu)於金屬鋅轉變為氧化(huà)鋅或氫氧化鋅時體積將增(zēng)大3-5倍,形成的白鏽體積較大,使腐蝕程度看起來(lái)要比(bǐ)實際情況嚴重的多。由於熱鍍鋅鋼表麵的鍍鋅層較厚,通常白鏽對熱鍍鋅(xīn)鋼(gāng)的使用壽命沒有明顯影響。白鏽的嚴重程度取決於鍍層(céng)間凝結水的成分和在所處環境中持續的時間。  


2白(bái)鏽的(de)預防及處理(lǐ)  


2.1白鏽的預防  


當(dāng)鍍件儲存及運(yùn)輸時需要緊密堆放在一起(qǐ)時(shí),應該采取足夠的預防措施來防止白鏽。在鍍件周圍保持低濕(shī)度的環境和在堆積的鍍件間保證足夠的(de)通風,可使白鏽減至最少。具體的預防措施有:  


(1)熱鍍鋅件經水冷後,即進行表麵處理。如鍍鋅管和中空的鍍件在鍍鋅後可塗一層清漆;線材、板材和網才這類產品可打(dǎ)蠟或塗油;熱鍍鋅結構件可采用鉻酸(suān)鹽鈍化。  


(2)應將鍍件置於(yú)幹燥的、有(yǒu)良好的通風環境中。  


(3)如果鍍件不得不在戶外存放,鍍件不應直接堆放在濕的土壤(rǎng)或腐爛(làn)的植被上,應該從地麵架高並用窄木條隔開(kāi),以(yǐ)使所有的鍍件表麵存在自由流動的空氣。鍍件應該稍微傾斜放置以方便排水。  


(4)當鍍鋅鋼(gāng)需要海運時,由於鍍(dù)件表麵可能存在冷凝水,故鍍件間(jiān)使用木條隔離包裝較好。含鬆脂的木材不能用作隔離用(yòng)的木條,因為鬆(sōng)脂本身(shēn)就有腐蝕性。在運輸和儲存鍍(dù)件時應使用幹燥的、未用防腐劑和(hé)防火處理過的木條,如楊樹、槐樹和杉木。存放(fàng)在(zài)容器中的小鍍件在包裝前要徹(chè)底幹燥。用包裝箱密(mì)封時,建議加入一些幹(gàn)燥劑。在海上特別是熱帶海洋濕度很大,這時給熱鍍鋅鋼提供幹燥和良好的通風環境就尤其重要。  


2.2出現白鏽(xiù)後的處理(lǐ)措施  


在大多數情況下,白鏽並不表明鋅鍍層已(yǐ)嚴重破(pò)壞,也並不一定意味(wèi)著鍍件的使用(yòng)壽命(mìng)會減少。發生白鏽後,應將原先密幹布擦去鏽跡。因為堆的鍍件(jiàn)擺開以使其表麵迅速變幹,並立即檢查。當鍍件表麵的白(bái)鏽較輕(qīng)微時,應用幹布擦去鏽跡。因為在潮濕的環境(jìng)下,鍍件表麵非(fēi)常輕微的白鏽也可(kě)能妨礙堿式碳酸鋅腐蝕產物保護膜的形成(chéng)。中度到重度的白鏽可用硬毛刷來清除,不能用鋼絲刷。在清(qīng)除白鏽(xiù)後必須檢查產生白鏽部位鍍層厚度,以確保留有足夠的鍍鋅層保護鋼基。在存放很久的有(yǒu)白鏽的工件上,典型的白色和灰色(sè)的產物(wù)可能會變(biàn)黑。當這種情況出現時就說明大量的鍍鋅層已經被腐蝕,使用壽命會降低。在極端的情況下,由(yóu)於(yú)惡劣的環境中長(zhǎng)期存放,形成了嚴重的白色沉積物或紅鏽,它已損害(hài)鍍件的使(shǐ)用壽命,就必須重鍍或按相關標準(zhǔn)規定的方法做局部修補(bǔ)。  


3國內外有關標準對白鏽的評(píng)述  


國內外的熱鍍鋅標準中對鍍層出白鏽的問題均有一定的評述,值得借鑒。現(xiàn)總結如下:GB/T13912–2002(國家標準«金屬覆蓋層鋼鐵製件熱(rè)鍍鋅層技術要求及實驗方法»)6.1外觀:“潮(cháo)濕條件下儲存的鍍鋅工件,表麵允許有白鏽(以堿式氧化鋅為主的白色或灰色腐蝕產物)存在(zài)。ISO1461–1999(ISO標準«鋼鐵製件熱浸鋅技術條件與實驗方法(fǎ)»):“潮濕條件下應(yīng)視為報廢的原(yuán)因。...為(wéi)了防止製件在潮濕環境中存放時產生白鏽,不需要再塗漆的工件鍍(dù)鋅後應進(jìn)行適當的(de)表麵處理。ISO1459–1973(E)(ISO標準«金屬覆蓋層用熱鍍鋅(xīn)保護防(fáng)腐的指導原則»):“鍍層表麵白色的痕跡(通常稱作儲存(cún)濕鏽或白鏽)是影(yǐng)響外觀的,但通(tōng)常對鍍層其(qí)它性能並(bìng)無損害。如果希望熱(rè)鍍鋅製品保持剛鍍出時的光亮的外觀,需要有特別的儲存條件。熱鍍鋅後立即加以表麵處理可避免或減(jiǎn)少這些(xiē)白鏽的生成(chéng)。”  


JISH8641–1983(日本工業標準«熱鍍鋅(xīn)»):“白鏽:鍍(dù)件存放時與雨水接觸產生白鏽。一旦脫離那個環境便會逐漸消失。另外,由(yóu)於白鏽對鋅(xīn)層消耗很小,所以對耐蝕幾乎沒有影響。”BS729:1971(英國標準)«鋼鐵件的(de)熱(rè)浸鍍鋅層»):“應特別注意鍍件的運輸及儲存條件,以避免出現儲存濕鏽(即白鏽(xiù)),剛鍍過鋅的鍍件在潮濕(shī)及通風不良的條件下進(jìn)行運輸或存放往(wǎng)往(wǎng)出現這些所(suǒ)謂的白鏽。通(tōng)過鍍後處理可(kě)以減少白鏽的出現。“由此可見,白鏽是熱鍍(dù)鋅層較常見的一種表(biǎo)麵缺(quē)陷,應積極采取措施避免其出現,但一般也不能作為拒收的理由(yóu)。  


4結論  


(1)白鏽的產生機理實際是氧(yǎng)濃差電化學腐(fǔ)蝕。  


(2)將鍍件(jiàn)置於(yú)幹燥的環境並保(bǎo)證鍍件間足夠的通風(fēng),可減少白鏽的產生。  


(3)鍍鋅鋼表麵疏鬆的腐蝕產物應注意清除幹淨,以免它的存在妨礙堿式碳酸鋅(xīn)腐(fǔ)蝕產物保(bǎo)護膜的形成。  


(4)白(bái)鏽是熱鍍(dù)鋅層較常見(jiàn)的一種表麵缺陷,一般不應作為拒收的理由。



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