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热浸镀钢结构件的设计热镀锌钢结构件的材料选用和加工设计人员决定采用热镀锌作为钢铁结构件防腐蚀方法时，应该首先了解热镀锌过程的基本步骤，了解热镀锌过程中的反应，钢结构件的成分对热镀锌镀层性能的影响，并在设计过程中合理选择钢结构件的品种，应用某些规则和借鉴成熟的实践经验(例如，ASTMA385标准《提供组合钢结构件的高质量热浸镀锌层的实践》中的一些内容),使所设计的钢结构件有良好的热镀锌工艺性，以保证能制造出质量好的热镀锌钢结构件，并减少热镀锌的生产成本。从设计到热镀锌的全过程，设计人员、制造者和镀锌者之间应经常进行交流，及时和尽可能详细地相互传递设计与实施方案方面的信息，这样对获得优质量的热镀锌钢结构件很有好处。热镀锌的基本工艺步骤是：脱脂、酸洗、浸溶剂、热镀锌、检验；这些基本步骤在各个热镀锌厂之间差别不大。基于热镀锌工艺上的特殊性，下面将介绍热镀锌钢结构件设计过程中材料的选择及确定加工工艺方法时要考虑的几个问题。钢结构件热镀锌材料的组合不同成分的材料(有些钢材含有过多的碳、磷、锰、硅等)或不同表面状态。的材料组合在一起时,将很难得到外观均匀的镀层。应尽量避免新旧钢材或铸件与轧制钢件同时使用在同一镀锌构件中。表面过度锈蚀的钢材或者铸钢件,不应与表面为光滑洁净机械加工面的钢材混合使用于同一镀锌构件中,因为它们所需的酸洗时间不同,一起酸洗可能导致光滑洁净的机械加工表面过酸洗。铸件,乳制件以及不同表面状态的材料应该分开镀锌,镀锌后再组装起来。如果同一构件不可避免地要采用不同表面状态的材料,则构件的非机械加工表面在酸洗前,应些。这是因为喷砂除锈使钢的表面变得粗糙,从而增加铁与液态锌反应的表面积，使铁与液态锌的反应程度加大，铁锌合金层增厚。有时合金层会生长到镀层表面，使镀层呈不光亮的灰色外观。彩色涂层钢板用涂料一般根据用途分为两种：即建筑用和家电用。建筑用涂料根据使用环境的不同，在环氧树脂、聚酯树脂、聚氯乙烯塑料溶胶、硅改性聚酯和聚氟乙烯中选择。家电用涂料一般采用聚酯树脂。 底漆有环氧、聚酯、丙烯酸和聚氨酯等。一般根据产品的用途，使用场合，加工程度，以及与面漆的配套来选择底漆。底漆的膜厚通常为5-7um. (1)环氧底漆 与基材的附着力艮好、耐水、耐碱、抗化学腐蚀性好，是早的卷材用底漆、柔韧性不如其它底漆。(2) 聚酯底漆 对基材的附着力好、柔韧性优异、对潮湿的环境较敏感、耐化学品不如环氧底漆。(3) 水溶性丙烯酸底漆 对基材的附着力良好、很好的柔韧性、有机溶剂含量低、低温固化。(4)聚氨酯底漆 具有耐化学品性、耐久性、柔韧性好。不同彩涂板的性能差异： (1)基材采用镀锌板与镀铝锌板的区别： 镀锌层与镀铝锌合金相比，化学性质相对活泼，因此防腐蚀能力差别较大。在同等室外条件下的测试表明，镀铝锌板的使用年限为镀锌板的四倍以上。 (2)表面烤漆材质差异 表面烤漆树脂有聚酯树脂(PE) 、强化砂化酯树脂(P)和聚二氟乙烯树脂(PVDF).钢结构热镀锌的质量要求热镀锌层的质量要求主要包括外观、厚度(附着量)和附着强度(附着性)等方面，此外在一些标准中还要求均匀性(硫酸铜试验),镀层外观GB/T 13912-2002中规定： 目测所有热镀锌制件，其主要表面应平滑，无滴瘤、粗糙和毛刺(如果这些锌刺会造成伤害),无起皮，无漏镀，无残留的熔剂渣，在可能影响热镀锌工件的使用或耐腐蚀性能的部位不许有“锌瘤”和“锌灰”。只要镀层的厚度大于规定值，被镀制件表面允许存在发暗或浅灰色的色彩不均匀区域，潮湿条件下存储的镀锌工件，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。热镀锌的主要目的是防腐而非装饰，所以不能主要依据美观性来判断质量的好坏。热镀锌并不能显著改善工件镀前原有的表面状态，如基体表面有严重的锈蚀坑、划伤痕迹等，镀锌后仍会显示出来。对常规热浸镀锌镀层的表面粗糙度的理解和评判，不同于经机械辊挤和吹抹的连续热镀锌制品(如镀锌钢板和镀锌钢丝).局部露铁又称漏镀，这是一种所有标准中都规定不可接受的镀层缺陷。由于锌对钢铁基体有牺牲保护作用，故露铁直径小于$2mm时不大会影响镀件的耐蚀性。在GB/T 13912以及美英标准中，都提到可以对漏镀和不慎损坏的镀层进行修复，并对允许修补的面积、修补应达到的厚度都有较明确的要求。镀锌后产生的毛刺、滴瘤和多余结块，可小心地打磨掉。但是操作不慎可能打磨过量，反而影响镀件的耐蚀性，所以如果它们不妨碍使用则可以不去除它；在接头等连接部位多余的锌或锌渣必须清除掉，不要让它们影响安装的稳固性。有时锌层表面出现微粒状的凸起，里面是锌渣粒子，影响镀层外观，但不影向耐蚀性。这种缺陷的产生，涉及镀锌炉的设计、操作工艺甚至锌浴的配方。近年来，生产的钢材大多为镇静钢，钢中含有硅容易使热镀锌件产生灰暗无光的镀层，严重时镀层呈暗灰色，这是由于硅促使铁锌合金层过度生长露出专面而造成的。镀层呈这种色泽对镀件抗大气腐蚀性没有影响。对硅含量不是艮高的钢，改变镀锌工艺可减少或消除灰暗镀层的出现。但对硅含量特别高硅含量>0.3%)的钢(在低合金高强度钢中是常见的), 目前还没有简单易的办法能完全消除这种现象。现在国内结构件生产企业对低合金高强度结构的选择余地不大，结构件生产厂和热镀锌厂就验收标准等有关事项事先应充协商。热镀锌镀件堆放一段时间后表面往往会出现白色的痕迹，在潮湿天气或淋雨i这种现象就更易出现且更为明显。这种白色的痕迹通常称为储存湿锈(wetorage stain)或白锈。白锈是在特定环境(水分高，不通风)下生成的，一旦离这种环境便会逐渐消失。白锈的形成对锌层的损耗很小，所以对镀件耐蚀性1影响也很小。热镀锌制品要保持光亮的外观，需要有特别的储存条件。热镀锌立即进行钝化处理，可避免或减少白锈的出现。锌层厚度直接关系到镀件的耐蚀寿命，必须符合要求。GB/T 13912-2002中对未经离心处理的和经离心处理的镀层厚度的规定，分别见表3-7和表3-8,而GB 2694-2003中规定，镀件厚度为2~5mm时，锌附着量应不低于460g/m2,即镀层厚度应不低于65pm;镀件厚度>5mm时，锌附着量应不低于610g/m2 ,即镀层厚度应不低于86m ;表3-9则是GB/T 18226-2000钢结构件的镀层质量要求。GB/T 13912-2002中的规定和ISO 1461: 1999中的规定是一致的，近年来欧洲各国也逐渐采用了ISO 1461标准，以代替各自原有的标准。美国材料试验学会(ASTM)将钢铁结构件分为钢制品(由型钢、圆钢、钢管和钢丝加工而成的构件)、五金件(铸件、锻压件、紧固件)和混凝土用钢筋，分别采用不同的热镀锌标准，这些标准中对热镀锌层厚度的规定见表3-10~表3-12,镀层厚度及镀层质量公英制之间的换算见表3-13, 目前国内一些热镀锌企业和钢构件生产厂还常会遇到某些用户仍采用英、日原热镀锌标准的情况，为此将这两个标准对镀层厚度的规定分别列于表3-14和表3-15中。从上述有关标准的规定可以看出，镀层厚度与镀件厚度密切相关，因为热镀锌镀层厚度受镀件几何尺寸的影响。一般情况下，厚工件要获得较厚镀层是没有困难的，而表面平滑的薄钢板(如厚度在3mm以下)想得到较厚的镀层是很困难的。小零件热镀锌时不便吊挂，通常成批装在筐内镀锌，为防止镀件黏结并获得表面平滑的镀层，镀锌后必须经离心处理或爆锌来去除余锌，因而镀层的附锌量会小一些。在对镀层厚度的要求上，各标准之间有一定差异，其中美国标准ASTMA123和A767要求较厚，而日本标准JISH8641要求稍薄。GB/T13912-2002中指出，"热镀锌层的防腐蚀时间大致与镀层厚度成正比，在严酷的腐蚀条件下服役和(或)要求更长的服役时间的制件，其镀层厚度要求可以高于本标准的规定要求。但是镀锌层的厚度要受基材的化学成分、制件的表面状况、制件的几何尺寸、热镀锌工艺参数等因素的限制。当需要较厚镀层时，供需双方应探讨热浸镀技术上的可行性并注明相关技术条件。”有些热镀锌企业和用户往往只重视外观质量是否平整光亮，而忽视对锌层厚度的要求，甚至不作镀锌层厚度测试，这是不应该的。镀层太薄的镀件无法保证足够的使用寿命。采用含铝量较高的锌浴(如Zn-Al-RE,Zn-AI-Mg)镀锌时要特别注意，因为锌浴中质量分数为0.2%的含铝量已足以使镀层明显减薄，很可能造成大面积镀层厚度达不到要求。
